包括多级聚合物颗粒的水性分散体的制作方法

技术特征：

1.一种水性分散体，其包括：

(i)多级聚合物颗粒，所述多级聚合物颗粒的Tg在0到80℃的范围内并且包括聚合物A和聚合物B，所述聚合物A与所述聚合物B的重量比在78:22到22:78的范围内，

其中所述聚合物A与所述聚合物B之间的Tg差为40℃或更大，并且

其中按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述多级聚合物颗粒包括：

10重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元；

40重量％到85重量％的疏水单体的结构单元；以及

0.5重量％到10重量％的携带至少一个选自以下的官能团的烯键式不饱和单体或其盐的结构单元：羧基、羧酸酐基团、磺酸基团、酰胺基、磺酸酯基、磷酸基团、膦酸酯基、磷酸酯基或羟基；

具有式(I)的结构的可聚合表面活性剂的结构单元，

其中R1为苯基或经苯基取代的烷基；m1为1、2、3或4，R2为烷基或经取代的烷基；m2为0或1；R3为氢原子；烷基，优选地具有1到20个碳原子；或-C(R4)＝CR5R6，其中R4、R5和R6各自独立地为氢或具有1到22个碳原子的烷基；A表示具有2到4个碳原子的亚烷基或经取代的亚烷基；n为1到100的整数；并且X表示氢或选自-(CH2)a-SO3M、-(CH2)b-COOM、-PO3M2、-P(Z)O2M或-CO-CH2-CH(SO3M)-COOM的阴离子亲水基团，其中a和b各自独立地为0到4的整数，Z表示通过从通式(I)中去除X获得的残基，并且每个M表示氢、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、NH4 、具有烯键式不饱和键的铵离子、具有烯键式不饱和键的咪唑鎓离子、具有烯键式不饱和键的吡啶鎓离子、具有烯键式不饱和键的吡咯烷鎓离子或具有烯键式不饱和键的哌啶鎓离子；条件是R3和X中的仅一个含有烯键式不饱和键；以及任选地

另外的烯键式非离子单体的结构单元；以及

(ii)按所述多级聚合物颗粒的重量计0到5重量％的金属盐。

2.根据权利要求1所述的水性分散体，其中所述聚合物A包括：(a1)所述(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元；(a2)所述携带至少一个官能团的烯键式不饱和单体的结构单元；(a3)所述疏水单体、另外的烯键式不饱和非离子单体或其混合物的结构单元；以及任选地(a4)所述可聚合表面活性剂的结构单元；并且

其中按所述聚合物B的重量计，所述聚合物B包括：(b1)45重量％到100重量％的所述疏水单体的结构单元；以及任选地(b2)所述(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元、所述携带至少一个官能团的烯键式不饱和单体、所述可聚合表面活性剂、另外的烯键式不饱和非离子单体或其混合物。

3.根据权利要求1所述的水性分散体，其中按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述金属盐以0.5重量％到4重量％的量存在。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中在式(I)中，A为-CH2CH2-，R3为-CH＝CH(CH3)，并且X为-SO3M，其中M为碱金属阳离子、碱土金属阳离子或NH4 。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中在式(I)中，A为-CH2CH2-，R3为氢，并且X为-SO3M，其中M为

6.根据权利要求1到5中任一项所述的水性分散体，其中R1为并且m1为1、2或3。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的水性分散体，n为在2到20的范围内的整数。

8.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中所述金属盐选自由以下组成的组：锌盐、锆盐、铝盐或其混合物。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中所述多级聚合物颗粒中的所述聚合物A与所述聚合物B的重量比在30:70到70:30的范围内。

10.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述多级聚合物颗粒包括10重量％到35重量％的所述(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元。

11.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中所述(甲基)丙烯酸环烷基酯选自由以下组成的组：甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸甲基环己酯或其混合物。

12.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中所述疏水单体选自由以下组成的组：(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八酯、苯乙烯或其混合物。

13.根据权利要求1到3中任一项所述的水性分散体，其中按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述多级聚合物颗粒包括0.1重量％到3重量％的所述可聚合表面活性剂。

14.一种制备根据权利要求1到13中任一项的水性分散体的方法，所述方法包括：通过多级自由基聚合制备多级聚合物颗粒，至少一个聚合阶段形成聚合物A并且至少一个聚合阶段形成聚合物B；以及任选地，将所获得的多级聚合物颗粒与按所述多级聚合物颗粒的重量计0到5重量％的金属盐混合；

其中Tg在0到80℃的范围内的所述多级聚合物颗粒包括所述聚合物A和所述聚合物B，所述聚合物A与所述聚合物B的重量比在78:22到22:78的范围内，其中所述聚合物A与所述聚合物B之间的Tg差为40℃或更大，并且

其中按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述多级聚合物颗粒包括：

10重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元；

40重量％到85重量％的疏水单体的结构单元；以及

0.5重量％到10重量％的携带至少一个选自以下的官能团的烯键式不饱和单体或其盐的结构单元：羧基、羧酸酐基团、磺酸基团、酰胺基、磺酸酯基、磷酸基团、膦酸酯基、磷酸酯基或羟基；

具有式(I)的结构的可聚合表面活性剂的结构单元，

其中R1为苯基或经苯基取代的烷基；m1为1、2、3或4，R2为烷基或经取代的烷基；m2为0或1；R3为氢原子；烷基，优选地具有1到20个碳原子；或-C(R4)＝CR5R6，其中R4、R5和R6各自独立地为氢或具有1到22个碳原子的烷基；A表示具有2到4个碳原子的亚烷基或经取代的亚烷基；n为1到100的整数；并且X表示氢或选自-(CH2)a-SO3M、-(CH2)b-COOM、-PO3M2、-P(Z)O2M或-CO-CH2-CH(SO3M)-COOM的阴离子亲水基团，其中a和b各自独立地为0到4的整数，Z表示通过从通式(I)中去除X获得的残基，并且每个M表示氢、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、NH4 、具有烯键式不饱和键的铵离子、具有烯键式不饱和键的咪唑鎓离子、具有烯键式不饱和键的吡啶鎓离子、具有烯键式不饱和键的吡咯烷鎓离子或具有烯键式不饱和键的哌啶鎓离子；条件是R3和X中的仅一个含有烯键式不饱和键；以及任选地

另外的烯键式非离子单体的结构单元。

15.一种水性涂料组合物，其包括根据权利要求1到13中任一项所述的水性分散体。

技术总结
提供了一种水性分散体，所述水性分散体包括：(i)多级聚合物颗粒，所述多级聚合物颗粒的Tg在0到80℃的范围内并且包括聚合物A和聚合物B，所述聚合物A与所述聚合物B的重量比在78:22到22:78的范围内，其中所述聚合物A与所述聚合物B之间的Tg差为40℃或更大，并且按所述多级聚合物颗粒的重量计，所述多级聚合物颗粒包括：10重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元；40重量％到85重量％的疏水单体的结构单元；以及0.5重量％到10重量％的携带至少一个官能团的烯键式不饱和单体的结构单元；具有特定结构的可聚合表面活性剂的结构单元；以及任选地另外的烯键式非离子单体的结构单元；以及(ii)按所述多级聚合物颗粒的重量计0到5重量％的金属盐。还提供了一种制备所述水性分散体和包括其的涂料组合物的方法。所述水性分散体提供了具有良好单宁阻断性、早期耐粘连性和打磨性的涂膜。

技术研发人员：王瑾菲;赵娟;杨小红;张忠华;贠栋;
受保护的技术使用者：陶氏环球技术有限责任公司;罗门哈斯公司;
技术研发日：2019.03.19
技术公布日：2021.10.12