CN105461909A - 具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物 - Google Patents

具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物 Download PDF

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Abstract

含有2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇，如2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇的残基的磺基聚酯具有高的水分散性。这能够降低磺酸根基团的含量或降低乙二醇或其它亲水二醇的量以保持固化涂层中的良好耐水性。

Description

具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物
本申请是国际申请日为2012年7月3日、国家申请号为201280034885.6（国际申请号为PCT/US2012/045357）、发明名称为“具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及新型磺基聚酯聚合物组合物和它们的制备和使用方法，特别涉及磺基聚酯6。
背景技术
磺基聚酯聚合物通常是指含有离子磺酸根(SO3 -)基团的聚酯，特别是指使用磺基单体，例如5-钠代磺基间苯二甲酸（5-SSIPA或SIP）或5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯作为聚酯组合物中的二酸之一合成的那些。这样的磺基聚酯聚合物可作为Eastman AQ™系列的聚合物购自Eastman Chemical Company。该聚合物是不借助表面活性剂或胺就可分散在水中的线性无定形聚酯。这种水分散性归因于连接到聚合物链上的磺酸根取代基的离子性质。
常见的Eastman AQ™聚合物是Eastman AQ 38S、AQ 48 ultra和AQ 55S，它们具有如产品名所示的35℃至55℃的Tg。另一产品，Eastek™ 1200聚合物具有大约63℃的更高Tg；其可用于印刷油墨、套印和工业木材涂料的底漆。该产品能够提供优异的耐水性、耐醇性并快干。这些性质对木材涂料中的面漆（top coat）用途合意；因此，已提高对Eastek™1200聚合物作为面漆用于木材涂料用途的兴趣。除磺酸根基团外，磺基聚酯聚合物在聚合物链中通常含有亲水多羟基化合物，如乙二醇(EG)、二乙二醇(DEG)或聚乙二醇(PEG)的残基以进一步提供水分散性。但是，由于它们缺乏水解稳定性，此类EG基二醇不优选用于涂料。尽管可以通过提高磺酸根基团的比率保持无EG基二醇的磺基聚酯聚合物的水分散性，但希望使磺酸根含量保持低以获得涂料的充足耐水性。因此本发明的一个目的是制备具有低磺酸根含量、低EG基二醇含量、但保持良好水分散性的的磺基聚酯聚合物。
可以将EG基二醇组分换成已知更水解稳定的二醇，如新戊二醇(NPG)和环己烷二甲醇(CHDM)。但是，基于此类二醇的磺基聚酯聚合物不像基于EG、DEG或PEG的那些那样水可分散。因此需要不基于EG但能提供良好水分散性的二醇组分。这种解决方案的优点是与具有相同量的磺酸根基团的其它非EG基二醇改性磺基聚酯相比改进此类聚合物的水分散性，或用较低量的亲水基团保持相等的水分散性水平，由此改进涂层的耐水性。
发明内容
本发明涉及改进磺基聚酯聚合物的水分散性的方法。改进的水分散性能使该磺基聚酯聚合物降低其亲水组分的含量并因此为原本不可行的某些用途提供解决方案。本发明人已经意外地发现，包含2,2,4,4-四烷基环丁二醇（TACD）作为二醇组分之一的磺基聚酯聚合物表现出与无TACO的那些相比显著改进的水分散性。
现在提供包含2,2,4,4-四烷基环丁二醇残基的磺基聚酯聚合物。
还提供磺基聚酯，其包含下列残基：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占多羟基组分的2至60摩尔%的量的2,2,4,4-四烷基环丁二醇（TACD），和
b.非TACD的多羟基化合物；和
(ii)酸组分，其包含：
a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和
b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构：
–SO3 -。
还提供水性组合物，其包含：
A. 以水性组合物重量的25至大约35重量%的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2,2,4,4-四烷基环丁二醇的残基；和
B. 以水性组合物重量的65至大约75重量%的量存在的水。
还提供各自的制造方法。
还提供用各上述聚合物和分散体涂布基底的方法。
根据上下文，本公开中提供的摩尔百分比可基于磺基聚酯中的所有单体残基的总摩尔数，或可基于多羟基组分或酸组分的总摩尔数。例如，含有30摩尔%磺基单体的磺基聚酯是指该磺基聚酯在总共100摩尔%的所有单体残基中含有30摩尔%磺基单体。因此，在每100摩尔所有单体残基中，存在30摩尔磺基单体残基。但是，含有占总酸残基的30摩尔%磺基单体的磺基聚酯是指该磺基聚酯在总共100摩尔%的仅酸(ii)残基中含有30摩尔%磺基单体。因此，在这种后一情况中，在每100摩尔酸残基中，存在30摩尔磺基单体残基。
本文所用的术语“聚酯”是包括“均聚酯”和“共聚酯”的聚合物。本文所用的术语“磺基聚酯”是指含有磺基单体残基的任何聚酯。
本文所用的术语“残基”是指并入包含相应单体的聚合物中的任何有机结构。因此，二羧酸残基可衍生自二羧酸单体或其相关的酰基卤、酯、盐、酐或其混合物。因此，本文所用的术语二羧酸旨在包括可用于与二醇缩聚制造高分子量聚酯的二羧酸和二羧酸的任何衍生物，包括其相关的酰基卤、酯、半酯、盐、半盐、酐、混合酐或其混合物。
现在提供包含2,2,4,4-四烷基环丁二醇残基的磺基聚酯。
还提供磺基聚酯，其包含下列残基：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占多羟基组分的2至60摩尔%的量的2,2,4,4-四烷基环丁二醇（TACD），和
b.非TACD的多羟基化合物；和
(ii) 酸组分，其包含：
a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和
b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构：
–SO3 - 。
多羟基组分(i)含有具有至少两个羟基并且没有离子磺酸根基团的化合物、低聚物和/或聚合物。多羟基组分(i)包含a) TACD和b) 非TACD的化合物。
包含TACD的组合物含有至少2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇化合物。这种化合物可以由通用结构表示：
其中R1、R2、R3和R4各自独立地代表烷基，例如具有1至8个碳原子的低级烷基。该烷基可以是直链的、支化的或直链和支化烷基的组合。
不限制2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇的制造方法，可以使用任何传统的或随时已知的方法。一种已知方法是如下所示的2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮的氢化反应以产生2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇：
将2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮，例如2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二酮氢化成相应的2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇，例如2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇。
2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮上的烷基R1、R2、R3和R4可以各自独立地具有1至8个碳原子。合适地还原成相应二醇的2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮包括，但不限于，2,2,4,4,-四甲基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四乙基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四-正丙基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四正丁基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四-正戊基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四-正己基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四-正庚基环丁-1,3-二酮、2,2,4,4-四-正辛基环丁-1,3-二酮、2,2-二甲基-4,4-二乙基环丁-1,3-二酮、2-乙基-2,4,4-三甲基环丁-1,3-二酮、2,4-二甲基-2,4-二乙基-环丁-1,3-二酮、2,4-二甲基-2,4-二-正丙基环丁-1,3-二酮、2,4-n-二丁基-2,4-二乙基环丁-1,3-二酮、2,4-二甲基-2,4-二异丁基环丁-1,3-二酮和2,4-二乙基-2,4-二异戊基环丁-1,3-二酮。
可用作TACD化合物的相应的2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇包括2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四乙基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四-正丙基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四正丁基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四-正戊基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四-正己基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四-正庚基环丁-1,3-二醇、2,2,4,4-四-正辛基环丁-1,3-二醇、2,2-二甲基-4,4-二乙基环丁-1,3-二醇、2-乙基-2,4,4-三甲基环丁-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二乙基-环丁-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二-正丙基环丁-1,3-二醇、2,4-n-二丁基-2,4-二乙基环丁-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二异丁基环丁-1,3-二醇,和2,4-二乙基-2,4-二异戊基环丁-1,3-二醇。该TACD化合物合意地包含2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇。
2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇上的烷基R1、R2、R3和R4可以各自独立地具有1至6个碳原子，或1至5个碳原子，或1至4个碳原子，或1至3个碳原子，或1至2个碳原子。在另一实施方案中，2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇上的烷基R1、R2、R3和R4可各自具有1个碳原子。
2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮的氢化通常产生顺式-2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇和反式-2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇。顺式/反式摩尔比可以为1.7至0.0或1.6至0.0或1.5至0.0或1.4至0.0或1.3至0.0或1.2至0.0或1.1至0.0或1.0至0.0或0.9至0.0或0.8至0.0或0.7至0.0或0.6至0.0或0.5至0.0或0.4至0.0或0.3至0.0或0.2至0.0或0.1至0.0。顺式/反式摩尔比可以为1.7至0.1或1.6至0.1或1.5至0.1或1.4至0.1或1.3至0.1或1.2至0.1或1.1至0.1或1.0至0.1或0.9至0.1或0.8至0.1或0.7至0.1或0.6至0.1或0.5至0.1或0.4至0.1或0.3至0.1或0.2至0.1。或顺式/反式摩尔比可以为1.7至0.2或1.6至0.2或1.5至0.2或1.4至0.2或1.3至0.2或1.2至0.2或1.1至0.2或1.0至0.2或0.9至0.2或0.8至0.2或0.7至0.2或0.6至0.2或0.5至0.2或0.4至0.2或0.3至0.2。
如上所述，不限制2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇的制造方法，也不限制2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二酮的制造方法。2,2,4,4-四甲基环丁二醇的制造方法的一个实例是来自丁酸酐，其中使二甲基乙烯酮（dimethylketene）蒸气吸收到2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二酮中，其随后充当将二甲基乙烯酮转化（二聚）成2,2,4,4-四甲基环丁二酮、接着将二酮氢化成二醇用的工艺溶剂。因此，2,2,4,4-四甲基环丁二醇的制造方法可包括下列步骤：
(1) 将异丁酸酐送至热解区，在此异丁酸酐在大约350至600℃的温度下加热以产生包含二甲基乙烯酮、异丁酸和未反应的异丁酸酐的蒸气流出物；
(2) 快速冷却该蒸气流出物以冷凝异丁酸和异丁酸酐并将冷凝物与二甲基乙烯酮蒸气分离；
(3) 将二甲基乙烯酮蒸气送至吸收区，在此二甲基乙烯酮蒸气与包含2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二酮的溶剂接触并溶解在其中以产生包含二甲基乙烯酮在该溶剂中的溶液的流出物；
(4) 将吸收区流出物送至二聚区，在此将二甲基乙烯酮转化成2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二酮以产生基本由2,2,4,4-四甲基环丁二酮构成的流出物；和
(5) 将二聚区流出物送至氢化区，在此该流出物与负载型氢化催化剂在压力和温度的氢化条件下接触以产生基本由2,2,4,4-四甲基环丁二醇构成的流出物。
该方法的第一步骤涉及将通常与惰性气体如氮气结合的异丁酸酐送至热解区，在此在大约350至600℃下在例如20至500 torr的减压下加热异丁酸酐。优选条件是400至500℃的温度和40至250 torr的压力。根据所用温度和压力，反应物和产物在热解区内的接触或停留时间通常为大约0.1至8秒。优选进行步骤(1)以实现至少30%，优选大约50至90%的平均丁酸酐转化率。
该方法的第二步骤包括快速冷却该热解流出物以冷凝热解反应的异丁酸副产物和未反应的丁酸酐并将冷凝液与二甲基乙烯酮蒸气分离以使异丁酸和二甲基乙烯酮的反应最小化。可以使用传统设备，如一个或多个提供有效排热的热交换器或外部冷却的旋风分离器（cyclone）实现蒸气流的冷却。第二步骤要求的冷却通常应将热解流出物的温度降至至少40℃，优选大约20至30℃。可以通过传统气液分离装置，如一个或多个旋风分离器将冷凝的异丁酸和异丁酸酐与气态二甲基乙烯酮分离。当热解步骤在减压下进行时，第二步骤的降温和分离通常在与热解区内现存的压力基本相同的压力下进行。
在第三步骤中，通过真空泵提取来自第二步骤的高挥发性二甲基乙烯酮蒸气并送至吸收区，在此其与包含液体（熔融）2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二酮的惰性溶剂接触并溶解在其中。使用真空15泵降低热解或裂化的压力，且冷却分离区优选为不需要液封（liquidseal）的类型。吸收区通常在大约100至150℃，优选大约115至120℃的温度和大约1至3绝对大气压的压力下运行以使二酮萃取剂保持在液相中。二酮吸收的基本所有二甲基乙烯酮二聚成二酮。提高吸收区内的压力通常导致提高的二甲基乙烯酮的吸收率。
吸收区包含提供二甲基乙烯酮蒸气与液体溶剂之间的密切接触的装置。例如，该装置可以由一个或多个配有填料或塔盘的塔构成，其中在塔底或塔底附近送入二甲基乙烯酮蒸气，并在塔顶或塔顶附近送入溶剂，以使上行气体被下行液体溶剂溶解。二酮经过吸收器的流速优选提供二甲基乙烯酮的4%溶液。
第四步骤的二聚区可包含任何装置，该装置能使步骤(3)流出物在大约120至140℃的温度下保持足以将流出物中的基本所有二甲基乙烯酮转化成2,2,4,4-四甲基环丁二酮的时间，例如大约50至80分钟的停留时间。因此，该二聚区可以由配有加热步骤(3)流出物的装置的搅拌容器构成。二聚区的产物流出物基本由2,2,4,4-四甲基环丁二酮构成。将与送至吸收区的二甲基乙烯酮的量相当的一部分产物二酮送至氢化区。将剩余二酮再循环至吸收区。
最终步骤包括步骤(4)流出物中存在的2,2,4,4-四甲基环丁二酮的氢化，其中使该流出物在压力和温度的氢化条件下在氢化催化剂存在下与氢接触，所述氢化催化剂即有效促进羰基化合物氢化成它们的相应醇的催化剂，例如但不限于，阮内镍（Raney nickel）、钴钼辅助的阮内镍（Raney cobalt molybdenum promoted nickel）、亚铬酸铜和负载的第VIII族金属。优选在负载型催化剂，如在氧化铝上的镍、在二氧化硅上的镍、在碳或氧化铝上的钌、在氧化铝上的铂和在碳上的铂存在下进行氢化。负载的镍65催化剂尤其优选。氢化条件可选自大约100至2000 psig和130至200℃的温度和压力。该条件优选为大约300至400psig和130至180℃。
获自根据上述方法的氢化步骤的2,2,4,4-四甲基环丁二醇可借助传统蒸馏和或结晶程序分离。如果必要，产物二醇可任选在减压下蒸馏以获得基本纯的2,2,4,4-四甲基环丁二醇。
可通过在大约350至450℃的温度和小于500 torr的压力下接触异丁酸酐多于1秒来制造二甲基乙烯酮。除降低运行成本外，较低温度的使用导致形成较少分解产物，由此提高基于转化的异丁酸酐的二甲基乙烯酮收率。本发明的这一实施方案优选使用在350至450℃和大约50至250 torr压力下大约0.01至10秒的接触时间。
包含TACD化合物的组合物可具有以TACD组合物重量（即与多羟基组分(i)(b)或二酸组分(ii)或磺基单体(iii)合并之前TACD组合物中的所有成分）的按重量计至少15%，或至少30%，或至少40%，或至少50%，或至少60%，或至少70%，或至少80%，或至少90%，或至少95%，或至少97%，或至少98%，或至少99%的量存在的TACD。
该TACD组合物替代用于制造磺基聚酯的一部分传统多羟基化合物(i)(b)。通过使用TACD作为多羟基组分的一部分，与无TACD化合物的相同磺基聚酯相比，改进磺基聚酯的水分散性。其优点在于提供使用磺基聚酯的灵活性，以提供较高水分散性或降低磺基聚酯中磺基单体的量以在改进含有该磺基聚酯的固化涂层的耐水性的同时提供相当的水分散性水平。例如，可以制造无乙二醇或其它亲水基团的磺基聚酯，但这样的磺基聚酯需要大量磺基单体才能保持水分散性，随之带来降低涂层耐水性的缺点。通过使用TACD，由于避免了必须提高磺基单体含量，现在可以获得良好的水分散性，同时也获得良好的耐水性。
令人惊讶地发现，TACD化合物改进磺基聚酯的水分散性。例如，乙二醇亲水并具有给定的氧:碳比。TACD的氧:碳比低于乙二醇，因此在此基础上原本预计TACD不提供与乙二醇类似的水分散性水平。不清楚TACD为何提供这一益处。此外，使用乙二醇作为唯一的多羟基单体尽管使磺基聚酯可水分散，但由于乙二醇的亲水性质，也提高其对水解的敏感性。因此，通过用TACD替代一部分乙二醇单体作为共聚单体，可以保持磺基聚酯单体的量以获得相当的水分散性水平，同时由此改进涂层的抗水解性。
所用TACD单体残基的量足以提供占多羟基组分残基摩尔数的至少2摩尔%的在磺基聚酯中的存在量。例如，TACD化合物的量可以为多羟基组分摩尔数的至少4摩尔%，或至少5摩尔%，或至少7摩尔%，或至少10摩尔%，或至少15摩尔%，或至少20摩尔%，或至少25摩尔%，或至少30摩尔%，或至少35摩尔%，或至少40摩尔%，或至少45摩尔%。该范围上限的TACD化合物的量不受特别限制，但基于多羟基组分的摩尔数，几乎不需要超过60摩尔%，或不超过57摩尔%，或不超过55摩尔%，或不超过53摩尔%，或不超过50摩尔%，或不超过45摩尔%，或不超过40摩尔%，或不超过35摩尔%，或不超过30摩尔%。
基于磺基聚酯中的所有残基的摩尔数，磺基聚酯中存在的TACO残基的量为至少1摩尔%，或至少2摩尔%，或至少2.5摩尔%，或至少3.5摩尔%，或至少5摩尔%，或至少7.5摩尔%，或至少10摩尔%，或至少12.5摩尔%，或至少15摩尔%，或至少17.5摩尔%，或至少20摩尔%，或至少22.5摩尔%。该范围上限的TACD化合物的量不受特别限制，但基于磺基聚酯中的所有残基的摩尔数，几乎不需要超过30摩尔%，或不超过27.5摩尔%，或不超过26摩尔%，或不超过25摩尔%，或不超过22.5摩尔%，或不超过20摩尔%，或不超过17.5摩尔%，或不超过15摩尔%。
多羟基组分的残基中存在的TACD残基的量的范围的实例包括2-60摩尔%，或5-60摩尔%，或10-60摩尔%或15-60摩尔%或20-60摩尔%或25-60摩尔%或30-60摩尔%或2-55摩尔%，或5-55摩尔%，或10-55摩尔%，或15-55摩尔%，或20-55摩尔%，或25-55摩尔%，或30-55摩尔%，或2-50摩尔%，或5-50摩尔%，或10-50摩尔%，或15-50摩尔%，或20-50摩尔%，或25-50摩尔%，或30-50摩尔%，或2-45摩尔%，或5-45摩尔%，或10-45摩尔%，或15-45摩尔%，或20-45摩尔%，或25-45摩尔%，或30-45摩尔%，或2-40摩尔%，或5-40摩尔%，或10-40摩尔%，或15-40摩尔%，或20-40摩尔%，或25-40摩尔%，或30-40摩尔%。基于磺基聚酯中的所有残基的摩尔数的合适范围是这些数值范围的值各自除以一半。
合适的(i)(b) 非TACD的多羟基化合物包括具有至少两个羟基、没有离子磺酸根基团的化合物并且是非TACD的化合物。此类化合物的实例包括2,2-二甲基-1,3-丙二醇（新戊二醇或NPG）、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、羟基特戊酸羟基特戊酰酯（hydroxypivalyl hydroxypivalate）、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4,4-四甲基-1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,4-苯二甲醇、氢化双酚A、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇、赤藓糖醇、苏糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇等。
基于多羟基组分(i)的总摩尔数，磺基聚酯中存在的非TACD组合物(i)(a)的多羟基化合物(i)(b)残基的含量为至少40摩尔%，或至少45摩尔%，或至少50摩尔%，或至少55摩尔%，或至少60摩尔%，或至少65摩尔%，或至少70摩尔%，或至少75摩尔%，或至少80摩尔%，或至少85摩尔%，和最多98摩尔%，或最多96摩尔%，或最多95摩尔%，或最多93摩尔%，或最多90摩尔%，或最多85摩尔%，或最多80摩尔%，或最多75摩尔%，或最多70摩尔%，或最多65摩尔%，或最多60摩尔%，或最多55摩尔%，在每种情况下基于多羟基组分(i)的总摩尔数。例如，范围可包括，但不限于，40摩尔%至98摩尔%，或45摩尔%至98摩尔%，或50摩尔%至98摩尔%，或55摩尔%至98摩尔%，或60摩尔%至98摩尔%，或65摩尔%至98摩尔%，或70摩尔%至98摩尔%，或40摩尔%至95摩尔%，或40摩尔%至90摩尔%，或40摩尔%至85摩尔%，或40摩尔%至80摩尔%，或40摩尔%至75摩尔%，或40摩尔%至70摩尔%，或40摩尔%至65摩尔%，或40摩尔%至60摩尔%，或45摩尔%至95摩尔%，或45摩尔%至90摩尔%，或45摩尔%至85摩尔%，或45摩尔%至80摩尔%，或50摩尔%至95摩尔%，或50摩尔%至90摩尔%，或50摩尔%至85摩尔%，或50摩尔%至80摩尔%。
优选地，多羟基组分(i)(b)包括2,2-二甲基-1,3-丙二醇（新戊二醇或NPG）、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇（CHDM）、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、羟基特戊酸羟基特戊酰酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷或其混合物。在一个实例中，多羟基组分包含(a) TACD和(b) NPG、CHDM和任选乙二醇或其组合。
尽管乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇等可用作多羟基组分，但它们优选以少量使用，如果有的话。因此，该磺基聚酯聚合物可含有占多羟基化合物的总摩尔数的不多于50摩尔%，或不多于40摩尔%，或不多于30摩尔%，或不多于20摩尔%，或不多于15摩尔%，或不多于10摩尔%，或不多于5摩尔%，或不多于3摩尔%的具有一个下列结构所示的单元或重复单元的多羟基化合物残基：
-(OCH2-CHR)-其中R= H或C1-C4烷基。
如果需要，磺基聚酯还可包括占所有单体总摩尔数的大于0至大约25摩尔%的具有3个或更多官能团的支化单体，其中该官能团是羟基、羧基或其组合。支化单体的非限制性实例是1,1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇、赤藓糖醇、苏糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇、偏苯三酸酐、苯均四酸二酐、二羟甲基丙酸或其组合。支化单体浓度范围的其它实例是大于0至大约20摩尔%和大于0至大约10摩尔%。支化单体的存在可以为本发明的磺基聚酯带来许多可能的益处，包括但不限于，调节流变性、溶解度和拉伸性质的能力。例如，在恒定分子量下，支化磺基聚酯与直链类似物相比也具有较大的端基浓度，这促进聚合后的交联反应。但是，在支化剂的高浓度下，该磺基聚酯在其合成过程中容易胶凝。用于与本发明的直链或支化磺基聚酯交联的合适的交联剂包括，但不限于，脲/甲醛类型、三聚氰胺/甲醛类型和异氰酸酯类型的交联剂，各自如本领域中已知。脲/甲醛类型和三聚氰胺/甲醛类型的交联剂具有许多--N(CH2OR)2官能团，其中R是C1 -C4烷基，优选甲基。合适的交联剂的实例包括，但不限于，1,6-六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、Bayhydur® 亲水多异氰酸酯(BAYER)、六甲氧基甲基三聚氰胺、四甲氧基甲基苯并二氨基三嗪（tetramethoxymethylbenzoquanamine）、四甲氧基甲基脲和混合丁氧基/甲氧基取代三聚氰胺或脲。
该磺基聚酯可含有占所有单体总摩尔数的小于5摩尔%，或小于3摩尔%，或小于2摩尔%，或小于1摩尔%，或小于0.5摩尔%的具有3个或更多官能团的支化单体残基。
该磺基聚酯还由(ii) 酸组分制成。该酸组分包括(ii)(a) 二羧酸化合物和(ii)(b) 磺基单体。
二羧酸化合物(ii)(a)是能与多羟基组分形成酯键的具有至少两个羧酸基团的化合物、其衍生物或其组合。例如，可以通过使用多羟基化合物和二羧酸的衍生物，例如二酸的二甲酯或其它二烷基酯或二酰基氯或其它二酰基卤或酸酐合成聚酯。
可用的二羧酸的实例包括脂族二羧酸、脂环族二羧酸、芳族二羧酸、各自的衍生物或两种或更多种这些酸的混合物。因此，合适的二羧酸包括，但不限于，间苯二甲酸（或间苯二甲酸二甲酯）、对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯）、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、十二烷二酸、癸二酸、壬二酸、马来酸或酐、富马酸、琥珀酸酐、琥珀酸、己二酸、2,6-萘二甲酸、戊二酸、衣康酸、二甘醇酸；2,5-降冰片烷二甲酸；1,4-萘二甲酸；2,5-萘二甲酸；联苯甲酸；4,4'-氧二苯甲酸；4,4'-磺酰基二苯甲酸和它们的衍生物及其混合物。
合意地，该二羧酸化合物是间苯二甲酸（或间苯二甲酸二甲酯)、对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯)、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、2,6-萘二甲酸（或2,6-萘二甲酸二甲酯）或其混合物。
该二羧酸组分合意地包括间苯二甲酸（或间苯二甲酸二甲酯)、对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯)或其混合物。
在磺基聚酯合成中，TACD在大量二酸，如IPA和/或TPA存在下倾向于容易分解。通过用二酸的二甲酯，如间苯二甲酸二甲酯（DMI）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）替代一个或所有羧酸官能团，可以消除这一问题。因此，对于在高温下的缩聚反应，DMI和DMT可代替IPA和TPA用作二羧酸化合物(ii)(a)，或作为以二羧酸化合物(ii)(b)的摩尔数的大于50摩尔%的量存在的成分。
尽管已提到二羧酸甲酯，但包括更高级的烷基酯，如乙基、丙基、异丙基、丁基等也可接受。此外，也可以使用芳族酯，特别是苯基酯。
除二羧酸外，还可以使用单官能或多官能羧酸（3个或更多羧酸基）。三羧酸可以是例如偏苯三酸酐。单官能酸可以是例如苯甲酸、叔丁基苯甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、己酸、新癸酸（versatic acid）、辛酸或其它C2-C20酸或不饱和脂肪酸，如牛脂酸、亚油酸、亚麻酸、油酸、大豆酸、亚麻籽酸、巴豆酸、妥尔油脂肪酸、松香酸及其混合物。
该磺基聚酯含有以酸组分总摩尔数的至少80摩尔%，或至少85摩尔%，或至少90摩尔%，或至少92摩尔%，或至少94摩尔%，或至少95摩尔%，或至少96摩尔%，或最多97摩尔%，或最多95摩尔%，或最多93摩尔%，或最多91摩尔%，或最多85摩尔%的量存在的二羧酸化合物（和/或衍生物）残基。
也可以通过使(ii)(b) 磺基单体与多羟基组分和/或二羧酸（和/或衍生物）化合物反应获得该磺基聚酯。该磺基单体可含有至少一个羧酸基团并含有至少一个–SO3 -基团，并可任选还含有羟基。单官能磺基单体含有一个羧酸基团或其衍生物。双官能磺基单体含有两个羧酸基团（或其衍生物）或羟基和羧酸基团（或其衍生物）的组合。任选地，该磺基单体可以如下所述预反应。
该磺基单体含有–SO3 -磺酸根基团。这种基团可以是盐形式，以使该磺基单体可含有连接到芳族或脂环族核上的–SO3M基团，其中M是该磺酸盐的阳离子。M可以是氢或碱金属离子、碱土金属离子或过渡金属离子。合适的金属阳离子的实例包括Na+、Li+、K+、Ca++、Mg++、Ni++、Cu++、Fe++或Fe+++等。或者，该磺酸盐的阳离子可以是非金属的，如例如美国专利No. 4,304,901中所述的含氮碱基（nitrogenous base）。氮基阳离子衍生自含氮碱基，其可以是脂族、脂环族或芳族化合物。这样的含氮碱基的实例包括氨、二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吡啶、吗啉和哌啶。由于含有氮基磺酸盐的单体通常在制造熔体聚合物所需的条件下不热稳定，可用于制备含有氮基磺酸盐基团的磺基聚酯的方法是将含有所需量的其碱金属盐形式的磺酸根基团的聚合物分散、消散或溶解在水中，然后用氮基阳离子交换碱金属阳离子。
当使用一价碱金属离子作为该磺酸盐的阳离子时，所得磺基聚酯可完全分散在水中，分散速率取决于磺基单体在该聚合物中的含量、水温、磺基聚酯的表面积/厚度等。当使用二价金属离子时，所得磺基聚酯不容易用冷水分散，但更容易用热水分散。在单一聚合物组合物中可利用多于一种抗衡离子并可提供调节或细调所得制品的水响应性的手段。磺基单体残基的实例包括其中磺酸盐基团连接到芳族酸核，例如苯；萘；二苯基；氧二苯基；磺酰基二苯基；和亚甲基二苯基或脂环族环，例如，环己基；环戊基；环丁基；环庚基；和环辛基上的单体残基。可用于本发明的磺基单体残基的其它实例是磺基邻苯二甲酸、磺基对苯二甲酸、磺基间苯二甲酸或其组合的金属磺酸盐。可用的磺基单体的其它实例是5-钠代磺基间苯二甲酸及其酯。
可以使用本领域中公知的方法制备磺基单体。例如，可通过用发烟硫酸磺化芳族化合物以获得相应的磺酸、接着与金属氧化物或碱，例如乙酸钠反应以制备磺酸盐来制备其中磺酸根基团连接到芳环上的磺基单体。例如在美国专利No.’s 3,779,993；3,018,272；和3,528,947中描述了多种磺基单体的制备程序，其制备程序经此引用并入本文。
当该聚合物为分散形式时，也可以使用例如磺酸钠盐和离子交换法以将钠替换成不同离子，如锌来制备聚酯。就钠盐通常更可溶于聚合物反应物熔体相而言，这种类型的离子交换程序通常优于用二价盐制备该聚合物。
–SO3 -基团可连接到的芳族或脂环族核的实例包括，但不限于，苯、萘、蒽、二苯基、氧二苯基、磺酰基-二苯基、亚甲基二苯基等。
合意的磺基单体包含磺基间苯二甲酸、磺基对苯二甲酸、磺基邻苯二甲酸、4-磺基-萘-2,7-二甲酸或其衍生物的金属盐，如钠或锂或钾盐。合意的磺基单体的更具体实例包括5-钠代磺基间苯二甲酸或衍生物，如5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯。其它单体包括5-磺基间苯二甲酸锂、二甲基5-磺基间苯二甲酸锂（dimethyl lithium 5-sulfoisophthalate）、5-磺基间苯二甲酸钾和二甲基5-磺基间苯二甲酸钾（dimethylpotassium 5-sulfoisophthalate）。
磺基单体的其它实例包括下式所示的那些：
其中X'是CH2、SO2或O且M如上定义。
在美国专利No. 3,734,874中公开了此类磺基单体的另一些实例，这些单体经此引用并入本文。
任选地，含有至少一个离子磺酸根基团的磺基单体可以与多元醇预反应以制造用于随后的磺基聚酯聚合物合成的多元醇（例如二醇）磺基单体加合物。例如，单官能磺基单体可以与含有至少三个羟基的多元醇预反应。如果预反应，该磺基单体上的羧酸基团可以与多元醇完全反应或可以仅部分反应，或其组合，以提供部分和完全反应的磺基单体化合物的分布。
可以与单官能磺基单体预反应的多元醇的实例包括三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇和赤藓糖醇。当通过使双官能磺基单体与多元醇反应制备多元醇磺基单体加合物时，该多元醇优选是二醇。二醇的合适实例包括2,2-二甲基-1,3-丙二醇（新戊二醇）、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、羟基特戊酸羟基特戊酰酯、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。
用于制造磺基聚酯的磺基单体的量或磺基聚酯中存在的磺基单体残基的量可以为酸组分总摩尔数的至少3摩尔%，或至少5摩尔%，或至少7摩尔%，或至少8摩尔%，或至少9摩尔%，或最多20摩尔%，或最多15摩尔%，或最多12摩尔%，或最多10摩尔%，或最多8摩尔%，或最多6摩尔%，或最多5摩尔%的量。
该磺基聚酯可以是上述任何量的任何成分的反应产物。
该磺基聚酯也可以是下列物质的反应产物：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占多羟基组分摩尔数的2摩尔%至60摩尔%，或10摩尔%至50摩尔%的量的2,2,4,4-四烷基环丁二醇（TACD），和
b.包含新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为多羟基组分摩尔数的40摩尔%至98摩尔%，或50摩尔%至90摩尔%；和
(ii) 酸组分，其包含：
a.包含间苯二甲酸（或间苯二甲酸二甲酯或其它衍生物）、对苯二甲酸（或对苯二甲酸二甲酯或其它衍生物）或其混合物的二羧酸化合物，累计量为酸组分摩尔数的85摩尔%至95摩尔%，或87摩尔%至91摩尔%，和
b.占酸组分摩尔数的5摩尔%至15摩尔%，或9摩尔%至13摩尔%的量的磺基单体。
该磺基聚酯可具有小于大约30 mg KOH/g的酸值和大约800至大约15,000 g/mole的数均分子量。该磺基聚酯可具有在25℃的苯酚/四氯乙烷溶剂的60/40重量份溶液中和在100毫升溶剂中大约0.5克磺基聚酯的浓度下测得的至少大约0.1 dL/g，优选大约0.2至0.3dL/g，最优选大于大约0.3 dL/g的特性粘度，下文中缩写为“Ih.V.,”。
还提供包含以TACD和所有非TACD的多羟基化合物的摩尔数的2摩尔%至60摩尔%的量存在的TACD或优选TMCD残基的磺基聚酯。
本发明的磺基聚酯容易由适当的二羧酸、酯、酐或盐、磺基单体和多羟基组分的适当混合物使用典型的缩聚反应条件制备。它们可通过连续、半连续和间歇操作模式制造并可利用多种反应器类型。合适的反应器类型的实例包括，但不限于，搅拌釜、连续搅拌釜、淤浆、管式、刮膜（wiped-film）、降膜（falling film）或挤出反应器。本文所用的术语“连续”是指以不间断的方式引入反应物并同时提取产物的方法。“连续”是指该方法基本或完全连续操作并且是要区别于“间歇”法。“连续”无论如何无意禁止由例如启动、反应器维护或排定的停工期造成的该方法的连续性的正常中断。本文所用的术语“间歇”法是指将所有反应物添加到反应器中、然后根据预定反应进程（在此期间不向反应器中进给或取出材料）加工的方法。术语“半连续”是指在该方法开始时装入一些反应物并随着反应进展连续进给剩余反应物的方法。或者，半连续法还可包括与间歇法类似的方法，其中在该方法开始时加入所有反应物，只是随着反应进展连续取出一种或多种产物。出于经济原因和为了实现该聚合物的优异着色，该方法有利地作为连续法运行，因为如果使其在升高的温度下在反应器中停留太久，磺基聚酯的外观会变差。
磺基单体最通常直接添加到用于制造该聚合物的反应混合物中，尽管其它方法是已知并且也可用的，例如如美国专利No.’s 3,018,272、3,075,952和3,033,822中所述的方法。磺基单体、多羟基组分和酸组分中的剩余成分的反应可以使用常规聚酯聚合条件进行。例如，当借助酯交换反应，即由二羧酸化合物的酯形式制备磺基聚酯时，该反应法可包含两个步骤。在第一个步骤中，包括TACD和其它多羟基化合物的多羟基组分与包括磺基单体和二羧酸化合物，例如间苯二甲酸二甲酯的酸组分在升高的温度，通常大约150℃至大约250℃下在大约0.0 kPa 表压至大约414 kPa 表压（60磅/平方英寸，“psig”）的压力下反应大约0.5至大约8小时。酯交换反应的温度优选为大约180℃至大约230℃ 大约1至大约4小时，而优选压力为大约103 kPa 表压(gauge)(15 psig)至大约276 kPa表压(40 psig)。此后，反应产物在更高的温度和在减压下加热以形成磺基聚酯并消除二醇，其在这些条件下易挥发并从该系统中除去。该第二步骤或缩聚步骤在较高真空和通常为大约230℃至大约350℃，优选大约250℃至大约310℃，最优选大约260℃至大约290℃的温度下继续大约0.1至大约6小时或优选大约0.2至大约2小时，直至获得具有通过特性粘度测得的所需聚合程度的聚合物。该缩聚步骤可以在大约53 kPa (400 torr)至大约0.013 kPa (0.1 torr)的减压下进行。在这两个阶段中都使用搅拌或适当的条件以确保充分传热和反应混合物的表面更新。通过适当的催化剂，例如烷氧基钛化合物、碱金属氢氧化物和醇化物、有机羧酸的盐、烷基锡化合物、金属氧化物等促进这两个阶段的反应。该催化剂优选是有机金属酸催化剂，例如对于锡的羧酸盐而言，是例如丁基锡酸（butylstannoic acid）。可以通过如本领域技术人员理解的常规实验测定添加的催化剂的量。催化剂优选以反应物总重量的大约0.01至1.0重量%的量添加。也可以使用与美国专利No. 5,290,631中所述类似的三阶段制造程序，特别是在使用酸和酯的混合单体进料时。
为了确保驱使多羟基组分与酸组分通过酯交换反应机制的反应完成，优选使用大约1.05至大约2.5摩尔多羟基组分/1摩尔酸组分。但是，本领域技术人员会理解，多羟基组分/酸组分比通常取决于用于进行该反应法的反应器的设计。
在通过直接酯化，即由二羧酸组分的酸形式制备磺基聚酯时，通过使酸组分与多羟基组分反应制造磺基聚酯。该反应在大约7 kPa 表压 (1 psig)至大约1379 kPa 表压(200 psig)，优选小于689 kPa (100 psig)的压力下进行以产生具有大约1.4至大约10的平均聚合度的低分子量、直链或支化磺基聚酯产物。直接酯化反应过程中所用的温度通常为大约180℃至大约280℃，更优选大约220℃至大约270℃。这种低分子量聚合物可随后通过缩聚反应聚合。
该磺基聚酯可具有任何玻璃化转变温度，在本文中缩写为“Tg.”。在一个实施方案中，该磺基聚酯具有使用本领域技术人员公知的标准技术，如差示扫描量热法（“DSC”）在干聚合物上测得的至少25℃的Tg。使用“干聚合物”（即通过将聚合物加热至大约200℃的温度并使该样品恢复室温而逐出外来或吸收的水的聚合物样品）进行磺基聚酯的Tg测量。通常，该磺基聚酯在DSC装置中如下干燥：进行第一热扫描，其中将样品加热至高于水汽化温度的温度，使样品保持在此温度下直至该聚合物中吸收的水的汽化完全（如大的宽的吸热线所示）、将样品冷却至室温、然后进行第二热扫描以获得Tg测量。磺基聚酯表现出的玻璃化转变温度的其它实例是至少30℃，至少35℃，至少40℃，至少50℃，至少60℃，至少65℃，至少80℃和至少90℃。尽管其它Tg也可行，干磺基聚酯的典型玻璃化转变温度为大约30℃，大约48℃，大约55℃，大约65℃，大约70℃，大约75℃，大约85℃，大约90℃，大约100℃和大约110℃。
本发明的磺基聚酯的水性分散体通常通过在环境压力下在大约60至大约95℃的温度下在占磺基聚酯聚合物重量的5%有机助溶剂存在下用水分散树脂来制备。可通过将树脂逐渐添加到水和助溶剂的加热的混合物中或通过将水逐渐添加到树脂和助溶剂的加热的混合物中来进行该分散法。前一方法优选用于具有高Tg（例如>60℃）的树脂，其可以例如使用掺合机粉碎，随后添加到加热的水中。对Tg较低的树脂而言，优选将水添加到加热的树脂混合物中。在树脂或水的添加完成后，继续搅拌直至获得均匀分散体。该过程通常花费数小时。这一术语旨在包括溶解磺基聚酯以形成真溶液的状况以及将磺基聚酯分散在水性介质内的状况。通常，由于磺基聚酯组合物的统计性质，在将单一磺基聚酯样品置于水性介质中时，可能存在可溶部分和分散部分。
还提供包含以TACD和所有非TACD的多羟基化合物的摩尔数的2摩尔%至60摩尔%的量存在的TACD，优选TMCD残基的磺基聚酯，其中该磺基聚酯在不存在TACD的情况下基本不可分散在水中。通常在升高的温度下在环境压力下制备磺基聚酯聚合物的水性分散体。由于涂料制剂中固体颗粒的存在会造成涂层缺陷并使此类产品在商业上不可行，所得水性分散体基本不含固体颗粒物是重要的。可以使用有机助溶剂改进磺基聚酯聚合物的水分散性以助于分散树脂；但是，在水基制剂中使用大量有机溶剂阻碍了提供环保水基产品的目的，因此不合意。水分散性是指磺基聚酯在以磺基聚酯重量的不多于大约10%的量存在的一种或多种有机助溶剂存在下在环境压力下形成基本不含未分散的固体颗粒物的水性分散体的能力。
因此，如果在本发明中规定的分散过程完成后显著量的树脂仍未分散，磺基聚酯聚合物被认为不可分散在水中。在分散过程后痕量（例如小于分散体重量的大约1重量%）未分散固体残留物在该分散体中的存在被认为可接受，因为该固体容易通过过滤除去。根据用于获得该分散体的充足粘度的水量，分散的最终固体百分比可以为大约25至大约35%不等。
因此，还提供磺基聚酯，其中该磺基聚酯是水分散性的，且其中如果所有TACD残基被除具有一个下列结构所示的单元或重复单元的那些外的多羟基化合物替代，该磺基聚酯不可分散在水中：
-(OCH2-CHR)-其中R= H或C1-C4烷基。
本发明的一个优点在于，通过使用TACO，现在可以使原本不可分散在水中（由于该磺基聚酯中存在的其它单体残基的百分比或类型）的磺基聚酯可水分散。为了确定该磺基聚酯是否可水分散，使用相同合成方法和配方作为比较，只是将所用量的TACD替换成除具有一个结构-(OCH2-CHR)-（其中R= H或C1-C4烷基）所示的单元或重复单元的那些外的任何多羟基化合物，然后测试水分散性。在这一实施方案中，可以利用TACD为原本不可分散在水中的磺基聚酯提供所需水分散性的能力。
还提供水性分散体，其包含
A. 以水性组合物重量的25至大约35重量%的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2,2,4,4-四烷基环丁二醇的残基；和
B. 以水性组合物重量的65至大约75重量%的量存在的水。
有机助溶剂是任选的，但如果存在，在该分散体重量的大于0至10重量%，或最多20重量%，或最多30重量%的范围内。合意地，在过滤该分散体之前，该分散体含有不多于1重量%未分散固体。
可以与水联合使用的合适的有机助溶剂是水混溶性助溶剂。此类水混溶性助溶剂的实例包括醇、酮、二醇醚、酯等。合意地，该助溶剂包括低分子量醇，如C1至C8醇，例如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇。乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚, 二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单丙基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基乙酸酯等；乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸正丁酯等；丙酮、甲乙酮、甲基丙基酮等也优选。
如果需要，根据最终用途中的所需性质，该磺基聚酯可以与一种或多种补充聚合物共混。根据用途，该补充聚合物可以是或不是水分散性的，并可以与该磺基聚酯混溶或不混溶。如果该补充聚合物是水不可分散的，与磺基聚酯的共混物优选不混溶。本文所用的术语“混溶”意在表示该共混物具有如单一的组成依赖性Tg所示的单一的、均匀的非晶相。例如，如美国专利No. 6,211,309中所述，与第二聚合物混溶的第一聚合物可用于“塑化”第二聚合物。相反，本文所用的术语“不混溶”是指表现出至少两个随机混合的相并表现出多于一个Tg的共混物。一些聚合物可能与该磺基聚酯不混溶但相容。混溶和不混溶的聚合物共混物及用于表征它们的各种分析技术的进一步概述可见于D.R. Paul和C.B. Bucknall编辑的Polymer Blends, 第1和2卷, 2000, John Wiley & Sons, Inc。
可以与该磺基聚酯共混的水分散性聚合物的非限制性实例是聚甲基丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、异丙基纤维素、甲基醚淀粉、聚丙烯酰胺、聚(N-乙烯基己内酰胺)、聚乙基噁唑啉、聚(2-异丙基-2-噁唑啉)、聚乙烯基甲基噁唑烷酮（polyvinyl methyl oxazolidone）、聚乙烯基甲基噁唑烷酮、聚(2,4-二甲基-6-三嗪基乙烯)和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。可以与该磺基聚酯共混的水不分散性聚合物的实例包括但不限于聚烯烃，如聚乙烯和聚丙烯的均聚物和共聚物；聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；聚(对苯二甲酸丁二醇酯)；和聚酰胺，如尼龙-6；聚交酯；己内酯；Eastar Bio®（聚(四甲亚基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)（poly(tetramethylene adipate-co-terephthalate)），Eastman Chemical Company的产品）；聚碳酸酯；聚氨酯；和聚氯乙烯。
此外，多于一种磺基聚酯的共混物可用于调节最终用途性质。因此，也可以利用共混改变磺基聚酯的加工特性。
该磺基聚酯和补充聚合物可以在间歇、半连续或连续法中或通过熔体挤出共混。
因此，还提供水性涂料组合物，其包含：
A. 以(A)和(C)的总树脂固体重量的5至大约95重量%，或5至50重量%，或5至35重量%的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2,2,4,4-四烷基环丁二醇的残基；和
B. 以水性涂料组合物重量的50至大约85重量%的量存在的水，
C. 以(A)和(C)的总树脂固体重量的5重量%至大约95重量%，或30至95重量%，或50至95重量%，或60至95重量%的量存在的聚合物树脂。
(C)的聚合物树脂可以是常用于涂料用途的任何类型的树脂，包括聚酯、聚酯-酰胺（polyester-amids）、聚酰胺、醇酸树脂、丙烯酸树脂、胶乳、聚氨酯、环氧树脂、乙烯基聚合物、多异氰酸酯、三聚氰胺、酚醛树脂（phenolics）、脲树脂和纤维素聚合物，其中醇酸乳液、胶乳乳液和聚氨酯分散体是优选的。
水基涂料组合物可包含颜料（有机或无机）和/或本领域中已知的其它添加剂和填料。这样的添加剂通常在该涂料组合物总重量的大约0.1至15重量%的范围内存在。例如，水性漆组合物可包含用于漆中的颜料和一种或多种添加剂或填料。此类添加剂或填料包括但不限于匀平、流变和流动控制剂，如有机硅、碳氟化合物、氨基甲酸酯或纤维素；增量剂；固化剂，如多官能异氰酸酯、多官能碳酸酯、多官能环氧化物或多官能丙烯酸酯；反应性聚结助剂，如美国专利No. 5,349,026（经此引用并入本文）中描述的那些；消光剂；颜料润湿和分散剂和表面活性剂；紫外线（UV）吸收剂；紫外线稳定剂；着色颜料；增量剂；消泡和防沫剂；抗沉降、抗流挂（anti-sag）和增稠剂；防结皮剂；防浮色和防发花剂；杀真菌剂和防霉剂；缓蚀剂；增稠剂；增塑剂；反应性增塑剂；干燥剂；催化剂；交联剂；或聚结剂。此类添加剂的具体实例可见于Raw Materials Index（National Paint & Coatings Association出版, 1500 Rhode Island Avenue, NW, Washington, D.C. 20005），其经此引用并入本文。
消光剂的实例包括可以以商标SYLOIDTM获自Davison Chemical Division of W.R. Grace & Company的合成二氧化硅；可以以商标HERCOFLATTM获自Hercules Inc.的聚丙烯；可以以商标ZEOLEXTM获自J. M Huber Corporation的合成硅酸盐；和聚乙烯。
分散剂和表面活性剂的实例包括双(十三烷基)磺基丁二酸钠、二(2-乙基己基)磺基丁二酸钠、二己基磺基丁二酸钠、二环己基磺基丁二酸钠、二戊基磺基丁二酸钠、二异丁基磺基丁二酸钠、异癸基磺基丁二酸二钠、磺基丁二酸二钠乙氧基化醇半酯、烷基酰氨基聚乙氧基磺基丁二酸二钠、N-(1,2-二羧基-乙基)-N-十八烷基磺基丁二酸四钠（tetrasodiumN-(1,2-dicarboxy-ethyl)-N-oxtadecyl sulfosuccinnamate）、N-八磺基丁二酸二钠、硫酸化乙氧基化壬基酚（sulfated ethoxylated nonylphenol）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等。
粘度、悬浮和流动控制剂的实例包括聚氨基酰胺磷酸酯、聚胺酰胺的高分子量羧酸盐，和不饱和脂肪酸的烷基胺盐，都可以以商标ANTI TERRATM获自BYK Chemie U.S.A.。其它实例包括聚硅氧烷共聚物、聚丙烯酸酯溶液、纤维素酯、羟乙基纤维素、疏水改性的羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚酰胺蜡、聚烯烃蜡、羧甲基纤维素、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠和聚环氧乙烷。
几种专利防沫剂可购得，例如，以Buckman Laboratories Inc.的商标BRUBREAK、以BYK Chemie, U.S.A.的商标BYKTM、以Henkel Corp./Coating Chemicals的商标FOAMASTERTM和NOPCOTM、以Drew Industrial Division of Ashland Chemical Company的商标DREWPLUSTM、以Troy Chemical Corporation的商标TROYSOLTM和TROYKYDTM和以UnionCarbide Corporation的商标SAGTM。
杀真菌剂、防霉剂和杀生物剂的实例包括4,4-二甲基噁唑烷、3,4,4-三甲基-噁唑烷、改性偏硼酸钡、N-羟基-甲基-N-甲基二硫代氨基甲酸钾、2-(硫代氰基-甲基硫代)苯并噻唑、二甲基二硫代氨基甲酸钾、金刚烷、N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺（N-(trichloromethylthio) phthalimide）、2,4,5,6-四氯间苯二腈（2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitrile）、正苯基苯酚、2,4,5-三氯苯酚、脱氢乙酸、环烷酸铜、辛酸铜、有机砷、三丁基氧化锡、环烷酸锌和8-喹啉铜（copper 8-quinolinate）。
紫外线吸收剂和紫外线稳定剂的实例包括可以以商品名Cyasorb UV获自American Cyanamide Company和可以以商标TINUVIN获自Ciba Geigy的取代二苯甲酮、取代苯并三唑、受阻胺和受阻苯甲酸酯，以及二乙基-3-乙酰基-4-羟基-苄基-膦酸酯、4-十二烷基氧基-2-羟基二苯甲酮和间苯二酚单苯甲酸酯。
为了制备本发明的涂布制品，可以将含有本发明的磺基聚酯的配制好的涂料组合物施加到基底并使其干燥。该基底可以是例如木材；塑料；金属，如铝或钢；纸板；玻璃；醋酸丁酸纤维素片材；和含有例如聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸片材以及其它固体基底的各种共混物。
适用于本发明的涂料组合物的颜料是表面涂料领域中的普通技术人员公知的典型有机和无机颜料，尤其是Society of Dyers and Colourists与American Associationof Textile Chemists and Colorists合作出版的Colour Index, 3d Ed., 2d Rev.,1982列出的那些。实例包括但不限于下列：CI颜料白6（二氧化钛）；CI颜料红101（红色氧化铁）；CI颜料黄42、CI颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4（铜酞菁）；CI颜料红49:1；和CI颜料红57:1。
该涂料组合物可以施加到各种表面、基底或制品，例如纸、塑料、钢、铝、木材、石膏板、混凝土、砖、砖石结构或镀锌片材（涂有底漆或未涂底漆）上。要涂布的表面、基底或制品的类型通常决定所用涂料制剂的类型。使用本领域中已知的方式施加涂料制剂。例如，可以通过喷涂、刷涂、辊涂或用于涂布基底的任何其它涂施方法施加涂料制剂。一般而言，该涂层可通过加热干燥，但优选使其风干。有利地，使用本发明的聚合物的涂料可以热或环境固化。作为另一方面，本发明涉及已用本发明的涂料制剂涂布的成型或成形制品。适用于本发明的涂料组合物的涂布用途的实例包括内部和外部建筑涂料、工业木材涂料、通用金属涂料和印刷油墨涂料。
具体实施方式
实施例1. 母料（Master batch）NPG/SIP加合物的制备
制备用于磺基聚酯聚合物合成的NPG/SIP加合物的母料。向配有机械搅拌器、加热分凝器（partial condenser）、Dean-Stark适配器和水冷凝器的2升三颈圆底烧瓶中装入新戊二醇758.26克（7.29摩尔）、5-钠代磺基间苯二甲酸491.12 (2.92摩尔）、蒸馏水84克和催化剂Fascat 4100 (Arkema Inc.) 1.014克。将反应混合物逐渐加热至90℃以形成浆料，随后将其加热至115℃。将所得水馏出物收集在Dean-Stark分水器（Dean-Stark trap）中。在搅拌大约1小时后，收集总共45毫升水。使反应在130℃下继续30分钟，在150℃下继续30分钟，在170℃下继续1小时，最后在190℃下继续大约5小时直至反应混合物基本不含微粒固体。收集总共192毫升馏出物。使该混合物冷却至大约100℃，随后收集，随后固化。获得透明固体物料，将其粉碎并储存。
对比例2. 无TMCD的磺基聚酯#1的合成（SIP= 12.2摩尔%，基于总二酸）
将反应物：48.15克或0.301摩尔的量的1,4-环己烷二甲醇CHDM 90（90% CHDM在水中）、30.00克的量的NPG/SIP加合物、11.77克或0.071摩尔的量的间苯二甲酸和55.01克或0.284摩尔的量的对苯二甲酸二甲酯和酸催化剂Fascat 4100（0.22克）装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应20分钟，在200℃下反应1小时，在220℃下反应1小时和在240℃下反应1.5小时以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共24毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至2 mmHg）继续25分钟以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 86.4℃；Mn 1942, Mw 7636）。
对比例3. 使用磺基聚酯#1（对比）制备水性分散体1
首先使用掺合机粉化磺基聚酯# 1（大约55克）。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚(EB)（2.50克）的混合物，随后加热至90℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。在该添加过程中还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。该添加在大约1小时内完成以产生分散体，其被发现含有显著量的未分散树脂碎片。追加EB（2.50克）以助于分散该树脂。随后，添加附加的水（首先11.90克，然后13.74克）以试图进一步分散树脂。使搅拌再继续2小时并加入最后一份（7.7克）水以将%固含量降至25%。在另外25分钟后停止分散过程。发现所得分散体仍含有显著量的树脂碎片并被认为不适合使用。
实施例4. 使用CHDM/TMCD= 80/20摩尔%的磺基聚酯#2的合成（SIP= 12.2摩尔%， 基于总二酸）
将反应物：38.52克或0.241摩尔的量的CHDM 90（90% CHDM在水中）、8.67克或0.060摩尔的量的TMCD、30.00克的量的NPG/SIP加合物、11.77克或0.071摩尔的量的IPA和55.01克或0.284摩尔的量的DMT和0.22克的量的酸催化剂Fascat 4100装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应40分钟，在200℃下反应1.5小时，在220℃下反应1.5小时和在240℃下反应1小时以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共24.5毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至5 mmHg）继续40分钟以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 82.4℃；Mn 1897, Mw 5674）。
实施例5. 使用磺基聚酯#2制备水性分散体2
首先使用掺合机粉化大约55克磺基聚酯#2。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚(EB)（2.50克）的混合物，随后加热至80℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。该添加在大约30分钟内完成；形成粘性分散体。在添加过程中，还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。添加附加的水（10.42克）以降低粘度。使搅拌在80℃下继续1小时并添加更多水（11.90克）。在搅拌另外75分钟后，使该混合物冷却至60℃，随后收集。过滤所得分散体以除去痕量颗粒物以产生均匀的半透明分散体。测得%固含量为28.1%。
实施例6. 使用CHDM/TMCD=70/30摩尔%的磺基聚酯#3的合成（SIP= 12.2摩尔%，基 于总二酸）
将反应物：33.71克或0.211摩尔的量的CHDM 90（90% CHDM在水中）、13.00克或0.090摩尔的量的TMCD、30.00克的量的NPG/SIP加合物、11.77克或0.071摩尔的量的IPA和55.01克，0.284摩尔的量的DMT和0.22克的量的酸催化剂Fascat 4100装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应45分钟，在200℃下反应50分钟，在220℃下反应75分钟和在240℃下反应1小时以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共25毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至2mmHg）继续30分钟以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 81.1℃；Mn1769, Mw 5194）。
实施例7. 使用磺基聚酯#3制备水性分散体3
首先使用掺合机粉化磺基聚酯#3（大约55克）。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚(EB)（2.50克）的混合物，随后加热至90℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。该添加在大约30分钟内完成；形成粘性分散体。在添加过程中，还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。添加附加的水（5.04克）以降低粘度。使搅拌在90℃下继续30分钟并添加更多水（17.28克）。在搅拌另外80分钟后，使该混合物冷却至60℃，随后收集。过滤所得分散体以除去痕量颗粒物以产生均匀的半透明分散体。测得%固含量为28.6%。
实施例8. 使用CHDM/TMCD= 50/50摩尔%的磺基聚酯#4的合成（SIP= 12.2摩尔%， 基于总二酸）
将反应物：24.08克或0.150摩尔的量的CHDM 90（90% CHDM在水中）、21.67克或0.150摩尔的量的TMCD、30.00克的量的NPG/SIP加合物、11.77克或0.071摩尔的量的IPA和55.01克或0.284摩尔的量的DMT和0.22克的量的酸催化剂Fascat 4100装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应50分钟，在200℃下反应30分钟，在220℃下反应40分钟和在240℃下反应1小时以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共25.5毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至3 mmHg）继续40分钟以产生高粘混合物。以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 81.8℃；Mn 1588, Mw 4430）。
实施例9. 使用磺基聚酯#4制备水性分散体4
首先使用掺合机粉化磺基聚酯#4（大约55克）。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚(EB)（2.50克）的混合物，随后加热至90℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。该添加在大约40分钟内完成；形成粘性分散体。在添加过程中，还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。在搅拌另外1小时后，使该混合物冷却至60℃，随后收集。过滤所得分散体以除去痕量颗粒物以产生均匀的半透明分散体。测得%固含量为32.1%。
实施例10. 使用CHDM/TMCD= 50/50摩尔%的磺基聚酯#5的合成（SIP= 10.0摩尔%， 基于总二酸）
将反应物：21.82克或0.136摩尔的量的CHDM 90（90% CHDM在水中）、19.63克或0.136摩尔的量的TMCD、20.00克的量的NPG/SIP加合物、9.81克或0.059摩尔的量的IPA和45.87克或0.236摩尔的量的DMT和酸催化剂Fascat 4100（0.18克）装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应1小时，在200℃下反应40分钟，在220℃下反应80分钟和在240℃下反应40分钟以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共16.5毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至10mmHg）继续35分钟以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 81.2℃；Mn2195, Mw 5882）。
实施例11. 使用磺基聚酯#5制备水性分散体5
首先使用掺合机粉化磺基聚酯# 5（大约55克）。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚 (EB)（2.50克）的混合物，随后加热至90℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。该添加在大约70分钟内完成；形成粘性分散体。在添加过程中，还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。在95℃下搅拌另外3小时后，使该混合物冷却至60℃，随后收集。过滤所得分散体以除去痕量颗粒物以产生均匀的半透明分散体。测得%固含量为32.7%。
对比例12. 无TMCD的磺基聚酯#6的合成（SIP= 10.0摩尔%，基于总二酸）
将反应物：43.63克或0.273摩尔的量的CHDM 90（90% CHDM在水中）、20.00克的量的NPG/SIP加合物、9.81克或0.059摩尔的量的IPA和45.87克或0.236摩尔的量的DMT和酸催化剂Fascat 4100（0.18克）装入配有机械搅拌器、加热分凝器、Dean-Stark适配器和水冷凝器的500毫升三颈圆底烧瓶。使反应混合物在氮气下在190℃下反应1小时，在200℃下反应1小时，在220℃下反应30分钟和在240℃下反应15分钟以产生粘稠混合物。在Dean-Stark分水器中收集总共21毫升馏出物。然后将反应器重新组装以连接到玻璃真空管以在减压下进一步反应。使该反应在240℃下在真空下（逐渐降至8 mmHg）继续30分钟以产生高粘混合物。在冷却所得混合物后获得硬固体产物（Tg 71℃；Mn 2169, Mw 7682）。
对比例13. 使用磺基聚酯#6制备水性分散体6
首先使用掺合机粉化磺基聚酯#6（大约55克）。在配有机械搅拌器和水冷凝器的三颈圆底烧瓶中制备水（106.25克）和助溶剂乙二醇单丁基醚(EB)（2.50克）的混合物，随后加热至90℃。以小的增量向该搅拌的混合物中逐渐加入磺基聚酯聚合物粉末（50克）。该添加在大约1小时内完成；该混合物变成主要含有未分散粉末（砖粉状（brick dust like））的浆料。在添加过程中，还加入水消泡剂BYK-025 (BYK-Chemie)（0.125克）。添加附加量的（2.5克）EB以试图分散树脂。使搅拌在95℃下继续另外2小时。该混合物仍为主要含有未分散树脂粉末的浆料并被认为不可分散在水中。

Claims (19)

1.包含2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇（TACD）残基的磺基聚酯。
2.权利要求1的磺基聚酯，其包含下列残基：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占所述多羟基组分的2至60摩尔%的量的TACD，和
b.非TACD的多羟基化合物；和
(ii) 酸组分，其包含：
a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和
b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构：
–SO3 -。
3.权利要求2的磺基聚酯，其中所述TACD化合物包含2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇。
4.权利要求2的磺基聚酯，其中所述TACD化合物包含顺式-2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇和反式-2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇的混合物，其中所述顺式/反式摩尔比为1.7至0.2。
5.权利要求1的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯中存在的TACD化合物的量为至少15摩尔%和最多57摩尔%。
6.权利要求2的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯中存在的多羟基化合物(i)(b)残基的量占所述多羟基组分(i)的总摩尔数的至少40摩尔%和最多85摩尔%。
7.权利要求2的磺基聚酯，其中所述多羟基化合物(i)(b)包含1,4-环己烷二甲醇。
8.权利要求2的磺基聚酯，其在所述磺基聚酯中包含占多羟基化合物(i)总摩尔数的0至不多于3摩尔%的量的多羟基化合物残基，该多羟基化合物残基具有一个下列结构所示的单元或重复单元：
-(OCH2-CHR)-其中R=H或C1-C4烷基。
9.权利要求2的磺基聚酯，其中所述磺基单体包含5-钠代磺基间苯二甲酸或5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯。
10.权利要求2的磺基聚酯，其中磺基单体的量为酸组分总摩尔数的至少5摩尔%和最多20摩尔%。
11.权利要求2的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯包含下列组分的反应产物：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔%至60摩尔%的量的TACD，和
b.包含新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩尔%至90摩尔%；和
(ii)酸组分，其包含：
a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔%至95摩尔%，和
b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔%至15摩尔%的量的磺基单体。
12.权利要求1-11中任一项的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯是水分散性的，且其中当所有TACD残基被除具有一个下列结构所示的单元或重复单元的那些外的多羟基化合物替代时，所述磺基聚酯不可分散在水中：
-(OCH2-CHR)-其中R=H或C1-C4烷基。
13.水性分散体，其包含
A. 以所述水性组合物重量的25至大约35重量%的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2,2,4,4-四烷基环丁二醇（TACD）的残基；和
B. 以所述水性组合物重量的65至大约75重量%的量存在的水。
14.权利要求13的分散体，其中在过滤所述分散体之前，所述分散体含有不多于1重量%的未分散固体。
15.权利要求13的分散体，其中TACD的残基包含2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇的残基。
16.权利要求13的分散体，其中所述磺基聚酯(A)包含下列组分的反应产物：
(i) 多羟基组分，其包含：
a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔%至60摩尔%的量的TACD，和
b.包含新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩尔%至90摩尔%；和
(ii)酸组分，其包含：
a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔%至95摩尔%，和
b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔%至15摩尔%的量的磺基单体。
17.涂料组合物，其包含：
A.以(A)和(C)的总树脂固体重量的5至大约95重量%的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2,2,4,4-四烷基环丁二醇的残基；和
B.以所述水性涂料组合物重量的50至大约85重量%的量存在的水；和
C.以(A)和(C)的总树脂固体重量的5重量%至大约95重量%的量存在的聚合物树脂。
18.权利要求17的涂料组合物，其中TACD的残基包含2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇的残基。
19.权利要求17的涂料组合物，其中所述磺基聚酯包含下列组分的反应产物：
(i)多羟基组分，其包含：
a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔%至60摩尔%的量的TACD，和
b.包含新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩尔%至90摩尔%；和
(ii)酸组分，其包含：
a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔%至95摩尔%，和
b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔%至15摩尔%的量的磺基单体。
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