CN106188378B - 用于某些水性聚合分散液的低voc、低成本聚结剂 - Google Patents

用于某些水性聚合分散液的低voc、低成本聚结剂 Download PDF

Info

Publication number
CN106188378B
CN106188378B CN201610317628.3A CN201610317628A CN106188378B CN 106188378 B CN106188378 B CN 106188378B CN 201610317628 A CN201610317628 A CN 201610317628A CN 106188378 B CN106188378 B CN 106188378B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
phenyl ether
coalescing agent
coalescent
glycol phenyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610317628.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106188378A (zh
Inventor
T·G·梅道
S·巴厘杰帕黎
A·M·莫里斯
F·A·多纳特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies LLC, Rohm and Haas Co filed Critical Dow Global Technologies LLC
Publication of CN106188378A publication Critical patent/CN106188378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106188378B publication Critical patent/CN106188378B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F218/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
    • C08F218/02—Esters of monocarboxylic acids
    • C08F218/04—Vinyl esters
    • C08F218/08—Vinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06—Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D131/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid, or of a haloformic acid; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D131/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C09D131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C09D5/028—Pigments; Filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2331/00—Characterised by the use of copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, or carbonic acid, or of a haloformic acid
    • C08J2331/02—Characterised by the use of omopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C08J2331/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

提供了一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述残留物的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH)组成。还提供了一种用于形成某些低VOC、低成本的聚结的水性聚合分散液(包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元)的方法和一种包括所述聚结的水性聚合分散液的水性涂料组合物。

Description

用于某些水性聚合分散液的低VOC、低成本聚结剂
技术领域
本发明涉及一种聚结剂组合物，所述聚结剂组合物基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述残留物的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH)组成。本发明还涉及一种用于形成某些低VOC、低成本的聚结的水性聚合分散液的方法。特别是，所述方法包括提供本发明的聚结剂；和使包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元的水性聚合分散液与基于所述水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20重量％的所述聚结剂接触。本发明还涉及一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包括聚结的所述水性聚合分散液。
背景技术
挥发性有机化合物(VOC)的排放有助于臭氧的生成，而臭氧是烟雾的主要构成成分。在美国，VOC法规由美国环境保护局(EPA)制定并在州一级强制执行，该法规规定了油漆、清洁溶剂和其它产品中的挥发性溶剂的最大浓度。在欧洲，VOC限制由2004/42/ECSolvents Directive for Decorative Paints(用于装饰性油漆的溶剂指令)限定。VOC法规已经变得越来越严苛并且已经影响了可用的表面活性剂的使用。
本发明用于提供低VOC、固有低成本的聚结剂组合物，所述聚结剂组合物有效地聚结某些水性聚合分散液，特别是在众多的组合物中共聚的乙酸乙烯酯含量相对高的那些水性聚合分散液，以及减缓它们的水解速率，特别是用在包括，例如用于各种基材的水性装饰性和保护性涂料的应用中。
美国专利申请公开号2011/0318494 A1公开了一种聚结剂组合物，所述聚结剂组合物包括基于聚结剂组合物的重量为20重量％到80重量％的亚烷基二醇苯基醚和基于聚结剂组合物的重量为80重量％到20重量％的二亚烷基二醇苯基醚，其中亚烷基选自由亚乙基和亚丙基组成的群组，并且当亚烷基是亚乙基时二亚烷基是二亚乙基，当亚烷基是亚丙基时二亚烷基是二亚丙基。还公开了一种水性涂料组合物(包括水性聚合分散液和基于水性聚合分散液的固体的重量为0.1重量％到40重量％的聚结剂组合物)和用于提供干涂层的方法。仍在寻找较低成本的聚结剂，特别是在高乙酸乙烯酯组合物中有效的那些聚结剂。
发明内容
在本发明的第一方面，提供一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述残留物的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH)组成。
在本发明的第二方面，提供一种用于形成低VOC、低成本的聚结的水性聚合分散液的方法，所述方法包括：
a)提供一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH)组成；和b)使水性聚合分散液(包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元)与基于所述水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20重量％的所述聚结剂接触。
在本发明的第三方面，提供一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包括：a)水性聚合分散液，所述水性聚合分散液包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元；和b)基于所述水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20重量％的聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH)组成。
具体实施方式
本发明涉及一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述残留物的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％，优选为0.1重量％到5重量％的碱度(报告为NaOH)组成。本文所指的用于形成丙二醇苯基醚的工艺通常是包括使用催化量的碱性催化剂(例如NaOH)使环氧丙烷与苯酚反应的工艺，正如在美国专利号8,558,029 B2中所公开的(以引用的方式包括在本文中)。本文中特别公开的是来自第9列，11-21行的特殊条件组的聚结剂残留物或“底部流”。本领域的技术人员将认识到，残留物成分的精确量可随着设备和条件的改变而改变。在本发明中作为聚结剂发挥作用的残留物的关键方面是：1)它的低VOC能力；2)它的低成本；3)其作为用于某些水性聚合分散液的聚结剂的功效；和4)其在减少那些水性聚合分散液中某种聚合物的水解的功效。聚结剂的低VOC能力在一定程度上与其作为聚结剂的功效结合，还依赖于它的挥发性。本发明的残留物的低成本方面在于以下事实，与时间的流逝无关并且与用于前体反应的各成分的原料成本无关，在本发明之前，其是原本仅具有边际价值的废产物残留物(例如在焚烧过程中)。认识到利用该废物流作为用于某些聚合分散液的聚结剂的能力并结合由该利用所赋予的其它优点强调了本发明。
在用于形成丙二醇苯基醚的工艺中，所需的丙二醇苯基醚产物通过蒸馏移出，剩下本发明的聚结剂。本发明中的残留物适合于用作聚结剂，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％，优选为0.1重量％到5重量％的碱度(报告为NaOH)组成。通常，残留物还包括其它微量成分。
本文中的“碱度”报告为实际上相当于本文中展示的测试方法中被滴定的物种的总和的NaOH的重量。没有意图表示NaOH作为唯一成分或部分成分照此存在于聚结剂中。没有限制，本文中的碱度被视为与组合物R-O-Na+相关，至少部分相关，其中R被PPH的烷氧基化物、单、二、三苯酚烷氧基化物和/或单、二、三烷氧基化物限定。不受特定理论的限制，据认为此类组合物特别地产生了对于聚结剂的碱度和缓冲性。
尽管超出了本发明的范围，但还构思了残留物可被进一步地剥离(增加了加工成本)，从而提供例如通常包括约80％的二丙二醇苯基醚、约10％的三丙二醇苯基醚和约10％的单丙二醇苯基醚以及0％到30％的碱度(报告为氢氧化钠)的产物；均是基于残留物的重量的重量％。当然，可以根据需要实现中等或更广泛程度的加工。
本发明还涉及用于形成低VOC、低成本的聚结的水性聚合分散液的方法。特别是，所述方法包括提供本发明的聚结剂，然后使水性聚合分散液(包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％，替代地为90重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元)与基于水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20％，优选为1重量％到10重量％的聚结剂组合物(包括基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度(报告为NaOH))接触。水性聚合分散液(包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％，替代地为90重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元)包括一种或多种额外的共聚的单乙烯型不饱和单体，包括例如，丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乙烯基甲苯、马来酸或富马酸的C1-C20烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸的C1-C20酯和氯乙烯。水性聚合分散液还可以包括共聚的酸单体，例如基于聚合分散液的固体重量为0重量％到5重量％的羧酸单体，例如，(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、衣康酸单甲酯、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、马来酸酐；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、1-烯丙氧基-2-羟基丙烷磺酸、烷基烯丙基磺基琥珀酸、(甲基)丙烯酸磺基乙酯、(甲基)丙烯酸二氧磷基烷基酯(例如，(甲基)丙烯酸二氧磷基乙酯、(甲基)丙烯酸二氧磷基丙酯和(甲基)丙烯酸二氧磷基丁酯)、巴豆酸二氧磷基烷基酯、马来酸二氧磷基烷基酯、富马酸二氧磷基烷基酯、(甲基)丙烯酸二氧磷基二烷基酯、巴豆酸二氧磷基二烷基酯和磷酸烯丙基酯，等等。水性聚合分散液还可以包括基于聚合物的重量为0重量％到6重量％，或替代地为0重量％到3重量％或0重量％到1重量％的共聚的多乙烯型不饱和单体。重要的是选择多乙烯型不饱和单体的水平，以便不对膜的形成和完整性产生实质性的干扰。多乙烯型不饱和单体包括，例如丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,2-乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和二乙烯基苯。
缺乏任何聚结剂时水性聚合分散液的最低成膜温度(本文中“MFFT”)为0℃到45℃，替代地为0℃到25℃。本文中水性聚合分散液的MFFT是使用Coesfeld ThermostairMFFT bar(最低成膜温度仪)(Coesfeld GMBH)测定的那些MFFT。
进一步构思的是，在该方法中可如下采用除本发明的聚结剂之外的聚结剂(本文中“第二聚结剂”)：在水性聚合分散液与本发明的聚结剂接触的时间段之前、在这个过程中或在这个时间段之后加入该第二聚结剂。
本文中当水性聚合分散液的MFFT已经降低了至少1℃时，已经与残留物接触的水性聚合分散液在本文中被限定为“聚结的水性聚合分散液”。正如本领域中众所周知的，在接触了用于全部组合物的水性聚合分散液之后可能必须允许一段时间，因此MFFT也是如此，以达到平衡状态。通常，为达到平衡状态可允许在25℃保持1到4小时。
水性聚合分散液可以是聚合物、低聚物或预聚物在水性介质中的分散液。在一些实施例中，水性聚合分散液在成膜前、成膜的过程中或成膜之后可具有活性。本文中的“水性”在本文中意味着聚合物分散在其中的连续相，基于介质的重量该连续相包括至少75重量％的水。
水性聚合分散液通常通过加成聚合、乳液聚合工艺形成，正如本领域中已知的。可以使用传统的表面活性剂和共混物，包括例如阴离子和/或非离子乳化剂，诸如碱金属或铵的烷基硫酸盐、烷基磺酸、脂肪酸和乙氧基化的烷基酚及其混合物。可以使用包括至少一个乙烯型不饱和碳-碳键(可经历自由基加成聚合)的聚合性表面活性剂。基于全部单体的重量，表面活性剂的用量一般为0.1重量％到6重量％。可以利用热引发工艺或者氧化还原引发工艺。可以使用传统的自由基引发剂，例如，过氧化氢、叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢、铵和/或碱性过硫酸盐，基于全部单体的重量，引发剂的水平通常为0.01重量％到3.0重量％。使用相同的引发剂并结合适宜的还原剂(例如，甲醛次硫酸钠、连二亚硫酸钠、异抗坏血酸、硫酸羟胺和亚硫酸氢钠)的氧化还原体系可以以类似的水平使用，可选地结合金属离子(例如，铁和铜)，可选地进一步包括用于金属的络合剂。可以使用链转移剂(例如硫醇)来降低聚合物的分子量。可以加入纯的单体混合物，或者加入作为水中的乳液的单体混合物。使用均匀的或不同的组合物在整个反应阶段可以通过单一添加或多次添加或连续添加来加入单体混合物。可以在单体添加之前、在单体添加的过程中或在单体添加之后加入额外的组分，例如，自由基引发剂、氧化剂、还原剂、链转移剂、中和剂、表面活性剂和分散剂。例如，可以采用产生多众数粒度分布的工艺(诸如在美国专利号4,384,056和4,539,361中公开的那些工艺)。正如在本领域中众所周知的，可以在多级乳液聚合的工艺中形成乳液聚合物。在某些实施例中，构思乳液聚合物将在二极或更多级中形成，这些级具有不同的分子量。还构思了混合两种不同的乳液聚合物。
乳液聚合物颗粒的平均粒径通常为40nm到1000nm，优选为40nm到350nm。本文中的粒径是通过在Brookhaven BI-90Plus粒径分析仪上进行动态光散射而测定的那些粒径。
本发明的低VOC、低成本、聚结的水性聚合分散液通过涂料领域中众所周知的技术制备。本发明的聚结剂可以在聚合分散液的合成和调制工艺的过程中在多点加入到分散液中。这包括在乳液聚合之前、在乳液聚合的过程中、在乳液聚合之后、加至研磨、在涂料调制的过程中、或加至充分调制的涂料组合物中。
通常，形成本发明的水性涂料组合物：首先，如果有的话，将一种或多种颜料在高剪切(例如，由COWLESTM混合机提供)下充分分散在水性介质中，或者使用预分散的一种或多种着色剂或其混合物。然后，通常，在低剪切搅拌下加入水性聚合分散液聚合物以及本发明的聚结剂组合物和根据需要的其它的涂料助剂。另外，水性涂料组合物可包括传统的涂料助剂，例如，增量剂、乳化剂、除本发明的聚结剂组合物之外的凝结剂、增塑剂、防冻剂、固化剂、缓冲剂、中和剂、增稠剂、流变改性剂、保湿剂、润湿剂、杀菌剂、消泡剂、UV吸收剂、荧光增白剂、光稳定剂或热稳定剂、抗菌剂、螯合剂、分散剂、着色剂、蜡和防水剂。
适宜的颜料和增量剂的实例包括二氧化钛，例如锐钛矿和金红石二氧化钛；氧化锌；氧化锑；氧化铁；硅酸镁；碳酸钙；有机和无机的彩色颜料；铝矽酸盐；硅石；各种粘土，例如高岭土和分层粘土；和氧化铅。还构思了水性涂料组合物还可以包含不透明的聚合物颗粒，例如，RopaqueTM不透明聚合物(Opaque Polymers)(陶氏化学公司(The Dow ChemicalCo.))。
水性涂料组合物中的颜料和增量剂的量可在颜料的体积浓度(PVC)为0到85的范围内，因此涵盖了本领域中另外描述的涂料，例如作为透明涂料、染剂、无光涂料、缎光涂料、半光涂料、有光涂料、底漆、纹饰涂料等等。本文中的水性涂料组合物明确地包括建筑、维护和工业涂料、填隙料、密封剂和粘合剂。颜料体积浓度由以下公式计算：
Figure BDA0000988673420000061
水性涂料组合物的固体含量可以为10体积％到70体积％。如使用布氏(Brookfield)粘度计测定，水性涂料组合物的粘度可以为50厘泊到50,000厘泊；；适用于不同应用方法的粘度变化很大。
水性涂料组合物通常应用于基材，例如，木材、金属、塑料、海洋和土木工程基材、胶结基材(例如混凝土、灰泥和砂浆)、预先涂漆的或涂底漆的表面和风化的表面。使用传统的涂料应用方法(例如，刷子、滚筒、填隙施料器、辊涂、凹版印刷辊、幕涂机)和喷雾方法(例如空气雾化喷雾、空气辅助喷雾、无空气喷雾、大容量低压喷雾和空气辅助无空气喷雾)可以将水性涂料组合物应用于基材。
干燥水性涂料组合物以提供涂层可以在例如5℃到35℃的环境条件下进行，或者涂料可以在高温(例如，35℃到150℃)下干燥。
在其一些实施例中本发明现在将通过参考以下实例来进一步描述：
本文中使用的单体缩写。
VA＝乙酸乙烯酯
VV＝叔碳酸乙烯酯
BA＝丙烯酸丁酯
AMPS＝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸
IA＝衣康酸
试验方法：
通过ASTM D2369确定溶剂中的VOC的百分比
通过ASTM D2369获得聚结剂的挥发物含量。使用已经预先以雕刻机标记的铝制称量盘一式三份进行确定。将空的称量盘放在分析天平上并记录重量。然后将称量盘去皮重，并在圆周运动中加入0.5000g的测试的聚结剂。对另外两个称量盘重复该步骤。按照ASTM方法，将具有荷载的称量盘放置在110℃的炉中1小时。随后使用金属镊子将称量盘由炉中取出并放在干燥器中冷却。一旦冷却，在分析天平上对盘进行再次称重。使用以下等式计算挥发物的百分比：
Figure BDA0000988673420000071
确定聚结剂的碱度
将聚结剂样品溶解在甲醇中，并使用配备有一个10mL的内部滴定管：(可由Mettler-Toledo,Inc.获得)、100cc的聚丙烯滴定烧杯和Ross Orion Sure FlowElectrode(流通电极)-Part No.(部件编号)8172BN(可由Thermo Fisher Scientific,81Wyman Street,Waltham,MA 02454USA获得)的Mettler T70自动滴定仪用甲醇中的0.5000N盐酸滴定至电位拐点。一摩尔的酸中和一摩尔的碱度，报告为氢氧化钠。
实例中使用的本发明的聚结剂的所有样品包含(所有值都基于聚结剂的重量，以重量％表示％)65％到75％的二丙二醇苯基醚、8％到10％的单丙二醇苯基醚、4％到6％的三丙二醇苯基醚和1.55％的碱度(报告为NaOH)。
实例1.确定聚结剂的功效
本发明的聚结剂以所标出的水平添加至聚(VA/VV/AMPS)(94.4/5/0.6重量)水性聚合分散液中，并确定平衡的混合物的MFFT。
表1.1.聚(乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯)(95/5，重量)水性聚合分散液的聚结
重量％聚结剂 MFFT(℃)
0 17
2 12
4 8
6 5
本发明的聚结剂对于94.4％的乙酸乙烯酯水性聚合分散液是有效的聚结剂。
实例2.确定相对于更高成本的商业聚结剂OptifilmTM400和DPBA的本发明的聚结剂的聚结剂功效
以基于水性分散液的固体的重量为10重量％或15重量％的水平的聚结剂加入到聚(乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯)(95/5，重量)水性聚合分散液中。混合物在25℃下搅拌1小时。
混合物在25℃保持2小时，之后在MFFT bar(最低成膜温度仪)上延涂样品并测定MFFT。结果详见下表2.1。
表2.1.聚(乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯)(95/5，重量)水性聚合分散液的聚结
聚结剂 重量％聚结剂 MFFT(℃)
无 0 40
DPBA 10 30
DPBA 20 30
OPTIFILM<sup>TM</sup> 10 32
OPTIFILM<sup>TM</sup> 20 23
残留物 10 15
残留物 20 5
DPBA＝二丙二醇正丁基己二酸酯
相对于其它更高成本的、低VOC能力的聚结剂，本发明的聚结剂在聚结95％聚(乙酸乙烯酯)水性聚合分散液时显示出更强的功效。
实例3.确定相对于更高成本更具挥发性的商业聚结剂TEXANOLTM的残留物的聚结剂功效
将标示的聚结剂以标示的水平添加到水性聚合分散液中，由此形成的涂料{涂料是以上关键的PVC制剂(63PVC,30VS)}在77°F和50％RH下平衡7天后根据ASTM方法D2486的教导确定其耐磨料摩擦性，作为用于有效成膜和所得膜韧性的代表。
表3.1.确定相对于TEXANOLTM聚结剂的残留物聚结剂的功效
Figure BDA0000988673420000081
Figure BDA0000988673420000091
本发明的聚结剂的功能与具有更低VOC制剂的更高成本的TEXANOLTM相当。通过本文中以上详述的ASTM测试D2369，TEXANOLTM是100％挥发，而本发明的聚结剂仅为38.8％挥发。
实例4.确定与各种聚结剂聚结的某些聚合分散液的水解稳定性
聚合分散液(包括基于聚合物的重量为85重量％的乙酸乙烯酯作为共聚单元)加载4重量％、6重量％、8重量％的聚结剂(基于聚合物固体)。用氨水将聚结的分散液中和至pH 8.35，在14天的时间内使其在50℃的炉中经历热老化并记录pH。pH的变化视为聚合分散液的聚合物的水解度的测量值，较低的pH对应于较高程度的水解。
表4.1.关于聚合物水解的数据
Figure BDA0000988673420000092
DPPH＝二丙二醇苯基醚
相对于DPPH聚结剂，本发明的方法中的本发明的聚结剂在6％和8％的荷载量时有益地减缓了乙酸乙烯酯聚合物的水解。

Claims (7)

1.一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度组成，其中所述碱度报告为NaOH。
2.一种用于形成水性聚合分散液的方法，所述方法包括：
a)提供一种聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度组成，其中所述碱度报告为NaOH；和
b)使包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元的水性聚合分散液与基于所述水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20重量％的所述聚结剂接触。
3.如权利要求2所述的方法，其中在步骤(b)之前、过程中或之后提供与所述聚结剂不同的第二聚结剂。
4.一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包括：
a)水性聚合分散液，所述水性聚合分散液包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为70重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元；和
b)基于所述水性聚合分散液的固体重量为0.5重量％到20重量％的聚结剂，所述聚结剂基本上由来自用于形成丙二醇苯基醚的工艺的残留物组成，所述聚结剂基本上由基于所述聚结剂的重量为65重量％到75重量％的二丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为8重量％到10重量％的单丙二醇苯基醚、基于所述聚结剂的重量为4重量％到6重量％的三丙二醇苯基醚和基于所述聚结剂的重量为0.1重量％到10重量％的碱度组成，其中所述碱度报告为NaOH。
5.如权利要求4所述的水性涂料组合物，所述水性涂料组合物进一步包括与所述第一聚结剂不同的第二聚结剂。
6.如权利要求4所述的水性涂料组合物，其中所述水性聚合分散液包括基于所述水性聚合分散液的固体重量为90重量％到100重量％的乙酸乙烯酯单体作为共聚单元。
7.如权利要求4或权利要求5或权利要求6所述的水性涂料组合物，所述水性涂料组合物进一步包括至少一种无机颜料。
CN201610317628.3A 2015-05-27 2016-05-12 用于某些水性聚合分散液的低voc、低成本聚结剂 Expired - Fee Related CN106188378B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562166866P 2015-05-27 2015-05-27
US62/166866 2015-05-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106188378A CN106188378A (zh) 2016-12-07
CN106188378B true CN106188378B (zh) 2020-05-08

Family

ID=56203089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610317628.3A Expired - Fee Related CN106188378B (zh) 2015-05-27 2016-05-12 用于某些水性聚合分散液的低voc、低成本聚结剂

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9963557B2 (zh)
EP (1) EP3098270B1 (zh)
CN (1) CN106188378B (zh)
BR (1) BR102016010985A2 (zh)
CA (1) CA2929409A1 (zh)
MX (1) MX2016006099A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10125287B2 (en) 2016-06-30 2018-11-13 The Sherwin-Williams Company Pigment complexes for water borne coating compositions
BR112021004707A2 (pt) * 2018-10-16 2022-08-16 Dow Global Technologies Llc Dispersão aquosa de partículas poliméricas, processo de preparação de uma dispersão aquosa de partículas poliméricas, e, composição de revestimento aquoso
CN111876068A (zh) * 2020-08-14 2020-11-03 上海昊锌科技有限公司 一种水性冷镀锌涂料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1566232A (zh) * 2003-06-17 2005-01-19 辽阳科隆化工实业公司 丙二醇苯醚复配成膜助剂
JP4846050B1 (ja) * 2010-09-14 2011-12-28 富夫 磯崎 塗料
CN102433036A (zh) * 2010-06-25 2012-05-02 陶氏环球技术有限公司 用于水性组合物的成膜助剂
CN103249777A (zh) * 2010-12-13 2013-08-14 迈图专业化学股份有限公司 改进的环氧体系和胺聚合物体系及其制备方法
US8558029B2 (en) * 2007-12-12 2013-10-15 Dow Global Technologies Llc Process for the continuous production of high purity phenolic glycol ether
CN104837907A (zh) * 2012-12-20 2015-08-12 陶氏环球技术有限责任公司 低排放环氧固化剂

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017543A1 (de) 1980-05-08 1981-11-26 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Waessrige dispersionen auf basis von (meth)acrylsaeurealkylester-polymerisaten mit zwei ausgepraegten, praktisch sich nicht ueberlappenden maxima in der teilchengroessenverteilung innerhalb spezieller teilchengroessenbereiche, sowie verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
FR2540880B1 (fr) 1983-01-28 1986-02-07 Rhone Poulenc Spec Chim Peinture-dispersion a la chaux et son procede de preparation
DE3319340A1 (de) 1983-05-27 1984-11-29 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt Verfahren zur herstellung bi- oder polymodaler waessriger kunststoffdispersionen
US5186744A (en) 1991-01-11 1993-02-16 Bodwell James R Propoxylated PTB coalescing agents for water-borne protective coatings
US5229437A (en) 1991-12-31 1993-07-20 The Gibson-Homans Company Encapsulating material for asbestos tile
JP2002167403A (ja) 2000-09-19 2002-06-11 Kuraray Co Ltd ビニルエステル系樹脂エマルジョンの製法
US20050143505A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-30 Rosekelly George S. Paint with color change additive and method of application and painted substrate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1566232A (zh) * 2003-06-17 2005-01-19 辽阳科隆化工实业公司 丙二醇苯醚复配成膜助剂
US8558029B2 (en) * 2007-12-12 2013-10-15 Dow Global Technologies Llc Process for the continuous production of high purity phenolic glycol ether
CN102433036A (zh) * 2010-06-25 2012-05-02 陶氏环球技术有限公司 用于水性组合物的成膜助剂
JP4846050B1 (ja) * 2010-09-14 2011-12-28 富夫 磯崎 塗料
CN103249777A (zh) * 2010-12-13 2013-08-14 迈图专业化学股份有限公司 改进的环氧体系和胺聚合物体系及其制备方法
CN104837907A (zh) * 2012-12-20 2015-08-12 陶氏环球技术有限责任公司 低排放环氧固化剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丙二醇苯醚的工业合成;王忠宝;《上海涂料》;20050731;第14-15页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2929409A1 (en) 2016-11-27
CN106188378A (zh) 2016-12-07
US20160347912A1 (en) 2016-12-01
EP3098270B1 (en) 2018-01-17
MX2016006099A (es) 2016-11-28
EP3098270A1 (en) 2016-11-30
US9963557B2 (en) 2018-05-08
BR102016010985A2 (pt) 2017-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9951169B2 (en) Aqueous coating composition and process of making the same
TWI464225B (zh) 具有改良早期水白化及化學抗性之水性塗料
CA2743794C (en) Coalescent for aqueous compositions
EP1883683A1 (en) Low-voc emulsion polymer coating compositions
CN106188378B (zh) 用于某些水性聚合分散液的低voc、低成本聚结剂
CN108350124B (zh) 水性聚合物分散体及其制备方法
KR20180070664A (ko) 섬유-시멘트 보드를 코팅하기 위한 코팅 조성물
KR20160077087A (ko) 수성 코팅 조성물
CA2955995A1 (en) Poly(vinyl acetate) dispersion, and paint formulation comprising thereof
WO2014139074A1 (en) Binder composition and its application in anti-dewing coating composition
EP1795546B1 (en) Aqueous polymer dispersions with high unsaturated flow promoter content
US20080206469A1 (en) Aqueous compositions and processes including fluorocarbons
AU2016411502A1 (en) Coating composition with improved liquid stain repellency
AU782603B2 (en) Aqueous acrylic emulsion polymer composition
EP3580293B1 (en) Environmentally friendly aqueous coating composition
WO2014158661A1 (en) Coalescents for aqueous based coating compositions
CA3058130A1 (en) Preparation of a coatings formulation with alkali swellable polymer particles
CA3062163A1 (en) Preparation of a coatings formulation with alkali swellable polymer particles
CN114846094B (zh) 水性涂料组合物及其制备方法
JP2022553488A (ja) ポリマー粒子の水性分散液
KR20210113687A (ko) 수성 코팅 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200508

Termination date: 20210512

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee