KR20180093976A - 다단계 수성 에멀젼 폴리머 및 이로부터 형성된 수성 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 88 내지 98 건조 중량%의 제1 폴리머 코어; 및 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 2 내지 12 건조 중량%의 제2 폴리머 쉘을 포함하는 다단계 수성 에멀젼 폴리머로서, 상기 제1 폴리머 코어 및 제2 폴리머 쉘이, 각각 독립적으로, 하나 이상의 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머를 중합 단위체로서 포함하고, 상기 제2 폴리머 쉘이 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 20 내지 60 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로서 추가로 포함하며, 상기 중합 단위체로서의 상기 산 모노머가 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 1.1 내지 4.2 건조 중량%이다. 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머를 포함하는 수성 코팅 조성물.

Description

다단계 수성 에멀젼 폴리머 및 이로부터 형성된 수성 코팅 조성물
본 발명은 다단계 수성 에멀젼 폴리머에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 폴리머를 포함하는 수성 코팅 조성물에 관한 것이다.
코팅 제형은 당해 기술 분야에서의 숙련가에게 잘 알려져 있는 통상의 코팅 제조 기술에 의해서 제조될 수 있다. 전형적으로, 상기 제형은 2단계 공정으로 제조된다.
먼저, 분쇄 상은 건식 안료를 일정한 고 전단 교반 하에 다른 분쇄 상 성분과 혼합시켜서 제조된다. 안료 및/또는 증량제를 분산시키는데 친수성 분산제가 필요하다. 공정의 이 부분은 건식 안료를 효과적으로 적시고 덩어리가 풀어지게 하며 수성 분산물 중에서 상기 안료를 안정화시키도록 설계된다.
상기 공정의 제2 단계는, 점성의 분쇄물이, 분쇄 혼합물보다 대체로 덜 점성인 나머지 제형 성분과 혼합되어 희석되는 렛다운(letdown) 단계로 일반적으로 지칭된다. 전형적으로, 결합제, 사전 분산시킨 안료, 및 단지 혼합이 필요한 다른 물질을 렛다운 단계 동안 혼입시킨다. 전형적으로, 건축물 코팅 분야에서, 고 전단 혼합기 또는 교반기 블레이드는 저 전단 혼합기 또는 교반기 블레이드로 대체되어야 한다. 렛다운 단계는 렛다운 성분을 분쇄 혼합물을 함유하는 용기 내로 순차적으로 첨가하거나, 분쇄 혼합물을 라텍스 폴리머와 다른 렛다운 성분의 사전 혼합물을 함유하는 용기 내로 첨가한 다음, 최종 렛다운 성분을 순차적으로 첨가함에 의해서 수행될 수 있다. 어느 경우에나, 성분을 혼합 동안 낮은 속도에서 교반기 블레이드로 교반시킨다.
상기 언급된 2단계 코팅 제조 공정은, 분쇄 단계에서 분산제를 첨가하고 렛다운 단계에서 결합제를 첨가해야 하며 교반기 블레이드의 교체가 렛다운 단계 동안 이용되기 때문에, 복잡하고 시간 소모적이다.
따라서, 코팅 제조 공정을 간편화시키는 에멀젼 폴리머를 제공할 필요가 있다. 그와 같은 에멀젼 폴리머는 분쇄 분산제 및 렛다운 결합제 둘 모두로 제공될 수 있었다. 그와 같은 에멀젼 폴리머를 사용하면, 고 전단 블레이드를 저 전단 블레이드로 교체할 필요가 없다. 원하는 코팅 성능, 예컨대 좋은 기계적 안정성 및 통상의 코팅보다 높은 고체 용적을 갖는 그와 같은 에멀젼 폴리머를 함유하는 수성 코팅 조성물을 제공할 필요가 있다.
본 발명은, 코팅 제조 공정을 간편화시킬 수 있는 새로운 다단계 수성 에멀젼 폴리머, 및 허용되는 코팅 성능, 예컨대 좋은 기계적 안정성 및 더 높은 고체 용적을 갖는 그와 같은 다단계 에멀젼 폴리머를 포함하는 수성 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 제1 측면에서는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 88 내지 98 건조 중량%의 제1 폴리머 코어; 및 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 2 내지 12 건조 중량%의 제2 폴리머 쉘을 포함하는 다단계 수성 에멀젼 폴리머로서, 여기서 제1 폴리머 코어 및 제2 폴리머 쉘이 각각 독립적으로, 하나 이상의 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머를 중합 단위체로 포함하고, 여기서 제2 폴리머 쉘이 이 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 20 내지 60 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로 추가로 포함하며, 여기서 중합 단위체로서의 상기 산 모노머가 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 1.1 내지 4.2 건조 중량%인, 다단계 수성 에멀젼 폴리머가 제공된다.
본 발명의 제2 측면에서는, 그와 같은 다단계 수성 에멀젼 폴리머를 포함하는, 수성 코팅 조성물이 제공된다.
다단계 수성 에멀젼 폴리머는, 이 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 88 내지 98 건조 중량%, 바람직하게는 91 내지 98 건조 중량%, 및 더 바람직하게는 93 내지 96 건조 중량%의 제1 폴리머 코어, 및 2 내지 12 건조 중량%, 바람직하게는 2 내지 9 건조 중량%, 및 더 바람직하게는 4 내지 7 건조 중량%의 제2 폴리머 쉘을 포함한다.
본원에서의 "다단계 수성 에멀젼 폴리머"는, 둘 이상의 상이한 모노머 조성물의 순차 첨가로 제조된 에멀젼 폴리머를 의미한다. 본원에서의 "제1 폴리머" 및 "제2 폴리머"는, 다단계 에멀젼 중합 공정으로 제조된, 순서와 상관없이 상이한 조성을 갖는 2개의 폴리머를 의미한다. 본원에서의 "제1 단계 폴리머"는 먼저 형성되는 제1 폴리머 및 제2 폴리머의 에멀젼 폴리머를 의미하고; 본원에서의 "제2 단계 폴리머"는 제1 단계 폴리머의 존재 하에서 형성되는 폴리머를 의미한다. 본원에서의 "코어"는 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 알칼리 불용성 층을 의미하며; 본원에서의 "쉘"은 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 알칼리 불용성 층 너머의 알칼리 가용성 층을 의미한다.
제1 폴리머 코어 및 제2 폴리머 쉘은 각각 독립적으로, 하나 이상의 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머를 중합 단위체로 포함한다.
본원에 사용된 용어 "비이온성 모노머"는 pH = 1-14 사이의 이온성 전하를 포함하지 않는 모노머를 지칭한다. 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머의 적합한 예는 (메트)아크릴산의 알킬 에스테르, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 및 이들의 임의 조합물; (메트)아크릴로니트릴; (메트)아크릴아미드; 아미노-작용성 및 우레이도-작용성 모노머, 예컨대 하이드록시에틸 에틸렌 우레아 메타크릴레이트; 아세토아세테이트-작용 기를 포함하는 모노머, 예컨대 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트; 카보닐 함유 기를 포함하는 모노머, 예컨대 디아세톤 아크릴아미드; 벤젠 고리를 갖는 에틸렌계 불포화 모노머, 예컨대 스티렌 및 치환된 스티렌; 부타디엔; α-올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 및 1-데센; 비닐 아세테이트, 비닐 부티레이트, 비닐 버사테이트 및 다른 비닐 에스테르; 비닐 모노머, 예컨대 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 클로라이드; 글리시딜 (메트)아크릴레이트; 및 이들의 임의 조합물을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머는 스티렌, (메트)아크릴산의 C2-C12 알킬 에스테르, 이들의 유도체, 및 이들의 임의 조합물로부터 선택된다.
제2 폴리머 쉘은, 이 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 20 내지 60 건조 중량%, 바람직하게는 25 내지 55 건조 중량%, 및 더 바람직하게는 30 내지 50 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로 추가로 포함한다.
제1 폴리머 코어는 또한 이 제1 폴리머 코어의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 5 건조 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 건조 중량%, 및 더 바람직하게는 1 내지 2 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로 포함할 수 있다.
산 모노머는, 카복실산 모노머, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산, 및 말레산 무수물; 및 황- 및 인-함유 산 모노머를 포함한다. 산 모노머는 바람직하게는 카복실산 모노머이다. 더 바람직하게는, 산 모노머는 (메트)아크릴산이다.
제1 폴리머 코어는 0 내지 32, 바람직하게는 3 내지 19의 산 가를 갖는다. 제2 폴리머 쉘은 130 내지 390, 바람직하게는 162 내지 358의 산 가를 갖는다. 본원에서의 산 가는, 제1 폴리머 내 공중합된 모노에틸렌계 불포화 산 모노머 만을 기준으로 제1 폴리머 그램 당, 산의 밀리당량 수를 측정하고, 수산화칼륨의 분자량을 곱하여 계산하였다.
제1 폴리머 코어는 이 제1 폴리머 코어의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 5 건조 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 건조 중량%, 및 더 바람직하게는 0.3 내지 1 건조 중량%의 안정제 모노머를 중합 단위체로 추가로 포함할 수 있다.
안정제 모노머의 적합한 예는 나트륨 스티렌 설포네이트, 나트륨 비닐 설포네이트, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 아크릴아미드, 및 이들의 임의 조합물을 포함한다.
제2 폴리머 쉘의 계산된 수 평균 분자량, Mn은 1000 내지 10000, 바람직하게는 2000 내지 8000, 및 더 바람직하게는 3000 내지 5000이다.
다단계 에멀젼 중합 공정에서, 조성이 상이한 적어도 2개의 단계가 순차적 방식으로 형성된다. 바람직한 다단계 에멀젼 중합 공정에서, 제1 폴리머는 1 단계 폴리머이고 제2 폴리머는 제2 단계 폴리머인데, 즉 제2 폴리머는 제1 에멀젼 폴리머의 존재 하에서 에멀젼 중합에 의해 형성된다.
그와 같은 다단계 수성 폴리머를 제조하는데 사용된 중합 기술은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있고, 예컨대 미국 특허 4,325,856 및 4,814,373에 개시되어 있다. 통상의 계면활성제, 예컨대 음이온성 및/또는 비이온성 유화제, 예컨대 알칼리 금속 또는 암모늄 알킬 설페이트, 알킬 설폰산, 지방산, 및 옥시에틸화 알킬 페놀이 사용될 수 있다. 사용된 계면활성제의 양은 총 모노머의 건조 중량을 기준으로 보통 0.1 내지 6 건조 중량%이다. 열 또는 산화환원 개시 공정이 사용될 수 있다. 통상의 유리 라디칼 개시제, 예컨대 과산화수소, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, t-아밀 하이드로퍼옥사이드, 암모늄 및/또는 알칼리 퍼설페이트가 총 모노머의 중량을 기준으로 전형적으로 0.01 내지 3.0 중량%의 수준으로 사용될 수 있다. 적합한 환원제와 함께 동일한 개시제를 사용하는 산화환원 시스템, 예컨대 나트륨 설폭실레이트 포름알데하이드, 나트륨 하이드로설파이트, 이소아스코르브산, 하이드록실아민 설페이트 및 나트륨 비설파이트가, 금속에 대한 착화제를 임의로 추가로 포함하는 임의로 금속 이온, 예컨대 철 및 구리와 함께 유사한 수준으로 사용될 수 있다. 단계를 위한 모노머 혼합물이 순수하게 또는 수중 에멀젼으로 첨가될 수 있다. 단계를 위한 모노머 혼합물은 1회 첨가 또는 그 이상의 첨가로, 또는 균일하거나 가변되는 조성을 사용하여 그 단계에 대하여 할당된 반응 기간에 걸쳐서 연속적으로 첨가될 수 있다; 1회 첨가로서의 제1 및/또는 제2 폴리머 모노머 에멀젼의 첨가가 바람직하다. 추가 성분, 예컨대 예를 들면, 유리 라디칼 개시제, 산화제, 환원제, 사슬 이동제, 중화제, 계면활성제, 및 분산제가 임의의 단계 전에, 동안 또는 그 후에 첨가될 수 있다.
수성 코팅 조성물은, 다단계 에멀젼 폴리머가 분쇄 단계에서 첨가되어, 분쇄 단계에서 첨가되도록 사용된 분산제 그리고 렛다운 단계에서 첨가되도록 사용된 결합제 둘 모두로 작용하며 렛다운 단계에서 고 전단 블레이드를 저 전단 블레이드로 교체할 필요가 없는 점을 제외하고, 코팅 기술 분야에 잘 알려져 있는 기술에 의해서 제조된다. 수성 코팅 조성물은, 다단계 에멀젼 폴리머 및 임의의 안료(들)에 추가하여, 다단계 에멀젼 폴리머 중량의 0% 내지 300%의 양으로 필름 형성 또는 비-필름 형성 용액 또는 에멀젼 폴리머를, 그리고 통상의 코팅 보조제, 예컨대 유화제, 유착제, 동결방지제, 경화제, 중화제, 증점제, 유변성 개질제, 습윤제, 살생물제, 소포제, UV 흡수제, 형광 증백제, 빛 또는 열 안정제, 살생물제, 킬레이트제, 분산제, 착색제, 왁스, 발수제, 및 산화방지제를 함유할 수 있다.
본 발명에서, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 바람직한 기술적 해법 및 더 바람직한 기술적 해법에서의 기술적 특성은 서로 조합되어 새로운 기술적 해법을 형성할 수 있다. 간결히 하기 위해, 명세서는 이러한 조합에 대한 설명은 생략한다. 그러나, 이러한 기술적 특성의 조합으로 얻어진 모든 기술적 해법들은 본 명세서에서 명백한 방식으로 축어적으로(literally) 기재되는 것으로 간주되어야 한다.
본 발명을 추가로 예시하기 위해 하기 실시예가 제공된다. 그러나, 본 발명이 이러한 예시적인 실시예로 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
Figure pct00001
실시예
I. 원료
Figure pct00002
II. 시험 방법
1. 브룩필드 점도
132g의 에멀젼 폴리머, 132g의 CC-700 증량제, 21g의 TEXANOL 유착제, 및 15g의 물을 COWLES 혼합기가 구비된 500ml 용기에서 혼합시키고, 2500rmp에서 1시간 동안 교반시켰다. 혼합물을 제조하고, 6 rpm에서 4# 스핀들을 통하여 10초 동안 40℃로 평형화시키고, 모델: LVDV-I+에서 브룩필드 디지털 점도계에 의하여 점도에 대하여 시험하고 기록하였다.
2. 내수성
BYK-Gardner GmbH의 BYKO-chart PA-2810 상에서 100μm Bird Film Applicator를 사용하여 에멀젼 폴리머의 드로우다운(drawdown)을 수행한 다음, 항온실 (25℃, 50% R.H.)에서 1일 동안 건조시켰다. 투명한 필름을 24시간 동안 탈이온수 내로 수평으로 액침시키고 기포(blistering)가 발생하는 지를 조사하기 위해 관찰하였다.
III. 샘플 제조
1. 본 발명의 다단계 수성 에멀젼 폴리머 1 내지 9 (본 발명의 MEP 1 내지 9)의 제조
본 발명의 MEP 1: 모노머 에멀젼 #1은 400.9g 탈이온수, 88.8g A-19, 669.3g BA, 873.8g ST, 32.0g AA, 4.9g A-171, 4.0g PEM, 및 5.7g SSS를 혼합시켜 제조하였다. 모노머 에멀젼 #2는 8.2g 탈이온수, 1.8g A-19, 14.6g ST, 17.9g MAA, 및 4.4g MMP를 혼합시켜 제조하였다. 제1 플라스크에 727.8g 탈이온수 및 8.9g A-19를 채운 다음, 질소 퍼지 하에 88℃가 되게 하였다. 그 후, 상기 플라스크에 5.0g 탈이온수 중의 0.025g 황산제1철 7수화물 및 0.25g EDTA의 용액, 및 18.0g 탈이온수 중의 5.8g APS의 용액을 채웠다. 그 후, 모노머 에멀젼 #1을 17.6g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 64.0g 탈이온수 중의 2.3g APS의 혼합물 및 64.0g 탈이온수 중의 2.5g SBS의 혼합물을 동시에 0.51 g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 모노머 에멀젼 #1의 첨가를 완료한 후에, 모노머 에멀젼 #2를 11.0 g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 공급을 완료한 후에, 라인을 헹구고 플라스크 내용물을 85-88℃에서 10분 동안 교반시켰다. 그 후, 플라스크를 75℃로 냉각시켰다. 그 후, 41.0g 탈이온수 중의 4.9g의 t-BHP의 용액 및 46.0g 탈이온수 중의 2.3g IAA의 용액을 45분의 기간에 걸쳐서 상기 플라스크로 공급하여 잔여 모노머를 환원시켰다. 그 후, NH4OH를 사용하여 폴리머를 pH=7.4로 중화시키고 실온으로 냉각시켰다. 폴리머는 110nm의 입자 크기 및 48.8%의 고체 용적을 지녔다. 그 후, 폴리머를 여과하여 임의의 응고물(coagulum)을 제거하였다.
결과적으로, 상기 과정을 사용하여 제조된 본 발명의 MEP 1에서의 제1 폴리머 코어 및 제2 폴리머 쉘은 98/2 중량 비를 갖는다.
모노머 에멀젼 #1 및 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 상이한 성분의 양이 사용되는 것을 제외하고 본 발명의 MEP 1에 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 본 발명의 MEP 2 내지 9를 제조하였다. 본 발명의 MEP 1 내지 9에 대한 모노머 에멀젼 #1 및 모노머 에멀젼 #2를 제조하기 위한 다양한 성분의 양 (그램 단위), 및 제1 폴리머 코어/제2 폴리머 쉘 중량 비가 하기 표 1에 기재되어 있다.
Figure pct00003
2. 비교예의 다단계 수성 에멀젼 폴리머 1 내지 4 (비교예 MEP 1 내지 4)의 제조
모노머 에멀젼 #1 및 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 상이한 성분의 양이 사용되는 것을 제외하고, 본 발명의 MEP 1에 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 비교예 MEP 1 내지 4를 제조하였다. 비교예 MEP 1 내지 4에 대한 모노머 에멀젼 #1 및 모노머 에멀젼 #2를 제조하기 위한 다양한 성분의 양 (그램 단위), 및 제1 폴리머 코어/제2 폴리머 쉘 중량 비가 하기 표 2에 기재되어 있다.
Figure pct00004
3. 본 발명의 수성 코팅 조성물 1 내지 4의 제조
본 발명의 조성물 1
분쇄 단계: 260.0g 물, 10.0g 프로필렌 글리콜, 2.0g 15-S-40, 3.0g NATROSOL 250 HBR 증점제, 1.0g AMP-95 염기, 1.0g NOPCO NXZ 소포제, 89.0g 본 발명의 MEP 3, 100.0g DB-80 증량제, 40.0g ASP 170 증량제, 35.0g TI-PURE R-706 안료, 310.0g CC-700 증량제, 및 2.0g ROCIMA™ 361 살생물제를 순차적으로 탱크 내로 첨가하고 고속 하에서 COWLES 혼합기를 사용하여 교반시켰다. 그 후, 분쇄 단계 성분을 잘 분산시켰다.
렛다운 단계: 분쇄 단계 후에, COWLES 혼합기를 저속으로 조정하였다. 그 후, 136.47g 물, 10.0g TEXANOL 유착제 및 0.5g NOPCO NXZ 소포제를 탱크로 첨가하고, 최소의 필름 형성 온도 및 적절한 점도가 조절되도록 교반시켰다.
본 발명의 조성물 2 및 3
본 발명의 조성물 2가 89.0g의 본 발명의 MEP 3 대신에 89.5g의 본 발명의 MEP 2를 사용하고 본 발명의 조성물 3이 89.0g의 본 발명의 MEP 3 대신에 89.0g의 본 발명의 MEP 9를 사용하는 것을 제외하고, 본 발명의 조성물 1에 대하여 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 본 발명의 조성물 2 및 3을 제조하였다.
본 발명의 조성물 4
분쇄 단계: 180.0g 물, 10.0g 프로필렌 글리콜, 2.0g 15-S-40, 3.0g NATROSOL 250 HBR 증점제, 1.0g AMP-95 염기, 1.0g NOPCO NXZ 소포제, 89.0g 본 발명의 MEP 3, 100.0g DB-80 증량제, 40.0g ASP 170 증량제, 35.0g TI-PURE R-706 안료, 310.0g CC-700 증량제, 및 2.0g ROCIMA™ 361 살생물제를 순차적으로 탱크 내로 첨가하고, 고속 하에 COWLES 혼합기를 사용하여 교반시켰다. 그 후, 분쇄 단계 성분을 잘 분산시켰다.
렛다운 단계: 분쇄 단계 후에, COWLES 혼합기를 저속으로 조정하였다. 그 후, 60.0g 물, 10.0g TEXANOL 유착제, 및 0.5g NOPCO NXZ 소포제를 탱크로 첨가하고, 최소의 필름 형성 온도 및 적절한 점도가 조절되도록 교반시켰다.
본 발명의 조성물 1 내지 4의 제조 동안, 개별적인 친수성 분산제 또는 결합제를 첨가하지 않았고, 렛다운 단계에서 COWLES 혼합기를 저 전단 혼합기로 교체하지 않았다. 본 발명의 조성물 1 내지 4에 대한 분쇄 단계 및 렛다운 단계에 사용된 상이한 혼합기, 분산제 및 결합제가 하기 표 5에 기재되어 있다.
4. 비교예의 수성 코팅 조성물 1 내지 4의 제조
비교예의 블렌드 에멀젼 폴리머 및 비교예의 수성 코팅 조성물을 제조하기 위하여 비교예의 단일 단계 에멀젼 폴리머 분산제 및 결합제를 제조한다.
분산제 1
70.2g 탈이온수, 16.6g A-19, 79.3 g ST, 97.5g MAA, 및 4.4g MMP를 혼합시켜 모노머 에멀젼을 제조하였다. 분산제 1을 제조하는데 사용된 성분 및 양은, 본 발명의 MEP 5에 대한 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 사용된 성분 및 양과 동일하다 .
플라스크에 281.0g 탈이온수 및 4.9g A-19를 채우고, 그 후 질소 퍼지 하에서 83℃가 되게 하였다. 그 후, 플라스크에 12.0g 탈이온수 중의 1.14g APS의 용액을 채웠다. 그 후, 모노머 에멀젼을 46분 동안 5.9 g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 20.0g 탈이온수 중의 0.48g APS의 혼합물 및 20.0g 탈이온수 중의 0.48g SBS의 혼합물을 동시에 52분 동안 0.38 g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 공급을 완료한 후에, 라인을 헹구고, 플라스크 내용물을 10분 동안 80 내지 83℃에서 교반시켰다. 그 후, 플라스크를 75℃로 냉각시켰다. 5.0 g 탈이온수 중의 0.015 g 황산제1철 7수화물의 용액을 플라스크에 첨가하였다. 그 후, 6.0 g 탈이온수 중의 0.36g t-BHP의 용액 및 6.0 g 탈이온수 중의 0.2g IAA의 용액을 40분의 기간에 걸쳐서 플라스크 내로 공급하여 잔여 모노머를 환원시켰다. 그 후, 폴리머를 나트륨 아세테이트 용액을 사용하여 pH = 3.6으로 중화시키고, 실온으로 냉각시켰다. 폴리머는 243nm의 입자 크기 및 28.1%의 고체 용적을 지녔다. 폴리머를 여과하여 임의의 응고물을 제거하였다.
분산제 2 및 3
모노머 에멀젼을 제조하는데 상이한 성분의 양이 사용되는 것을 제외하고, 분산제 1에 대하여 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 분산제 2 및 3을 제조하였다. 분산제 2를 제조하는데 사용된 성분 및 양은, 본 발명의 MEP 3에 대한 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 사용된 성분 및 양과 동일하다. 분산제 3을 제조하는데 사용된 성분 및 양은, 본 발명의 MEP 2에 대한 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 사용된 성분 및 양과 동일하다.
분산제 1 내지 3에 대한 모노머 에멀젼을 제조하기 위한 다양한 성분의 양 (그램 단위), ST/MAA 중량 비, 및 계산된 Mn이 하기 표 3에 기재되어 있다.
Figure pct00005
결합제 1
409.1g 탈이온수, 89.6g 계면활성제 A-19, 682.9g BA, 891.5g ST, 32.6g AA, 5.0g A-171, 4.0g PEM, 및 5.9g SSS를 혼합시켜 모노머 에멀젼을 제조하였다. 결합제 1을 제조하는데 사용된 성분 및 양은, 본 발명의 MEP 3 및 본 발명의 MEP 5에 대한 모노머 에멀젼 #1을 제조하는데 사용된 성분 및 양과 동일하다.
플라스크에 727.8g 탈이온수 및 8.9g A-19를 채우고, 그 후 질소 퍼지 하에서 88℃가 되게 하였다. 그 후, 플라스크에 5.0g 탈이온수 중의 0.025g 황산제1철 7수화물, 0.25g EDTA의 용액 및 18.0g 탈이온수 중의 5.8g APS의 용액을 채웠다. 그 후, 모노머 에멀젼을 17.6g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 64.0g 탈이온수 중의 2.3g APS의 혼합물 및 64.0g 탈이온수 중의 2.5g SBS의 혼합물을 동시에 0.51g/min의 속도에서 상기 플라스크로 공급하였다. 공급을 완료한 후에, 라인을 헹구고, 플라스크 내용물을 10분 동안 85-88℃에서 교반시켰다. 그 후, 플라스크를 75℃로 냉각시켰다. 41.0g 탈이온수 중의 4.9g t-BHP의 용액 및 46.0g 탈이온수 중의 2.3g IAA의 용액을 45분의 기간에 걸쳐서 플라스크로 공급하여 잔여 모노머를 환원시켰다. 그 후, 폴리머를 NH4OH를 사용하여 pH = 8.6으로 중화시키고, 실온으로 냉각시켰다. 폴리머는 123nm의 입자 크기 및 47.8%의 고체 용적을 지녔다. 그 후, 폴리머를 여과하여 임의의 응고물을 제거하였다.
결합제 2
409.1g 탈이온수, 89.6g A-19, 682.9g BA, 900.5g ST, 32.6g AA, 및 5.9g SSS를 혼합시켜 상이한 모노머 에멀젼을 제조하는 것을 제외하고, 결합제 1에 대하여 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 결합제 2를 제조하였다. 결합제 2를 제조하는데 사용된 성분 및 양은, 본 발명의 MEP 9에 대한 모노머 에멀젼 #1을 제조하는데 사용된 성분 및 양과 동일하다.
결합제 1 및 2에 대한 모노머 에멀젼을 제조하기 위한 다양한 성분의 양 (그램 단위)이 하기 표 4에 기재되어 있다.
Figure pct00006
비교예의 조성물 1
분쇄 단계: 260.0g 물, 10.0g 프로필렌 글리콜, 2.0g 15-S-40, 3.0g NATROSOL 250 HBR 증점제, 1.0g AMP-95 염기, 1.0g NOPCO NXZ 소포제, 5.16g 분산제 2, 85.0g 결합제 1, 100.0g DB-80 증량제, 40.0g ASP 170 증량제, 35.0g TI-PURE R-706 안료, 310.0g CC-700 증량제, 및 2.0g ROCIMA™ 361 살생물제를 순차적으로 탱크 내로 첨가하고, 고속 하에서 COWLES 혼합기를 사용하여 교반시켰다. 그 후, 분쇄 단계 성분을 잘 분산시켰다.
렛다운 단계: 분쇄 단계 후에, COWLES 혼합기를 저속으로 조정하였다. 그 후, 135.3g 물, 10.0g TEXANOL 유착제 및 0.5g NOPCO NXZ 소포제를 탱크로 첨가하고, 최소의 필름 형성 온도 및 적절한 점도가 조절되도록 저속 분산에서 교반시켰다.
비교예 조성물 2 및 3
비교예 조성물 2에서 5.16 g 분산제 2 대신에 5.11 g 분산제 3을 사용하고 비교예의 조성물 3에서 85.0 g 결합제 1 대신에 85.0 g 결합제 2를 사용하는 것을 제외하고, 비교예 조성물 1에 대하여 요약된 것과 동일한 과정을 사용하여 비교예의 조성물 2 및 3을 제조하였다.
비교예 조성물 4
분쇄 단계: 260.0g 물, 10.0g 프로필렌 글리콜, 2.0g 15-S-40, 3.0g NATROSOL 250 HBR 증점제, 1.0g AMP-95 염기, 1.0g NOPCO NXZ 소포제, 4.3g OROTAN 1288 분산제, 100.0g DB-80 증량제, 40.0g ASP 170 증량제, 35.0g TI-PURE R-706 안료, 310.0g CC-700 증량제, 및 2.0g ROCIMA™ 361 살생물제를 순차적으로 탱크 내로 첨가하고, 고속 하에서 COWLES 혼합기를 사용하여 교반시켰다. 그 후, 분쇄 단계 성분을 잘 분산시켰다.
렛다운 단계: 분쇄 단계 후에, COWLES 혼합기를 저 전단 혼합기로 교체하였다. 그 후, 60.0g 물, 85.0g 결합제 1, 10.0g TEXANOL 유착제, 및 0.5g NOPCO NXZ 소포제를 탱크에 첨가하고, 최소의 필름 형성 온도 및 적절한 점도가 조절되도록 저속 분산에서 교반시켰다.
비교예 조성물 1 내지 4에 대한 분쇄 단계 및 렛다운 단계에 사용된 상이한 혼합기, 분산제 및 결합제가 또한 하기 표 5에 기재되어 있다.
Figure pct00007
IV. 결과
본 발명의 다단계 수성 에멀젼 폴리머가 분산제 및 결합제 둘 모두로 작용할 수 있기 때문에, 브룩필드 점도를 측정하여 이것의 분산 효율을 평가하고 내수성을 측정하여 이것의 기포 발생에 대한 내성을 측정하였다. 하기 표 6에는 수성 에멀젼 폴리머의 평가가 요약되어 있다. 표 6은, 본 발명의 다단계 수성 에멀젼 폴리머 전부 (즉, 본 발명의 MEP 1 내지 9)가 성능 요건을 충족하며, 좋은 분산 능력 및 좋은 내수성 (기포발생 없음)을 나타냄을 예시한다.
비교예의 MEP 1은, 낮은 수준의 제2 폴리머 쉘/에멀젼 폴리머 비 (1%, 2%보다 낮음) 및 낮은 수준의 산 모노머/에멀젼 폴리머 비 (0.6%, 1.1%보다 낮음) 때문에 좋지 않은 분산 능력 (겔화됨)을 갖는다.
비교예의 MEP 2는, 이것의 제2 폴리머 쉘/에멀젼 폴리머 비 (5%)가 2% 내지 12%의 범위임에도 불구하고, 낮은 수준의 산 모노머/에멀젼 폴리머 비 (0.9%, 1.1%보다 낮음) 및 낮은 수준의 산 모노머/제2 폴리머 쉘 비 (18%, 20%보다 낮음) 때문에 좋지 않은 분산 능력 (겔화됨)을 갖는다.
비교예의 MEP 3은, 이것의 산 모노머/에멀젼 폴리머 비 (3.5%)가 1.1% 내지 4.2%의 범위임에도 불구하고, 높은 수준의 제2 폴리머 쉘/에멀젼 폴리머 비 (14%, 12%보다 낮음) 때문에 좋지 않은 내수성 (기포발생)을 갖는다.
비교예의 MEP 4는, 이것의 제2 폴리머 쉘/에멀젼 폴리머 비 (10%)가 2% 내지 12%의 범위임에도 불구하고, 높은 수준의 산 모노머/에멀젼 폴리머 비 (4.5%, 4.2%보다 낮음) 때문에 좋지 않은 내수성 (기포발생)을 갖는다.
비교예의 블렌드 1은 분산제 1 (고체 내용물의 중량을 기준으로 5%)과 결합제 1 (고체 내용물의 중량을 기준으로 95%)의 혼합물이었고, pH 수준을 7.6으로 조정하였다. 분산제 1에 대한 모노머 에멀젼을 제조하는데 사용된 성분 및 중량 비는, 본 발명의 MEP 5에 대한 모노머 에멀젼 #2를 제조하는데 사용된 성분 및 중량 비와 동일하다. 결합제 1에 대한 모노머 에멀젼을 제조하는데 사용된 성분 및 중량 비는, 본 발명의 MEP 5에 대한 모노머 에멀젼 #1을 제조하는데 사용된 성분 및 중량 비와 동일하다. 비교예의 블렌드 1과 본 발명의 MEP 5를 비교하면, 본 발명의 MEP 5가, 다단계 수성 에멀젼 폴리머가 혼합물인 비교예의 블렌드 1보다 훨씬 더 나은 분산 능력을 보인다.
요컨대, 제2 폴리머 쉘/에멀젼 폴리머 비, 산 모노머/제2 폴리머 쉘 비, 및 산 모노머/에멀젼 폴리머 비는 에멀젼 폴리머의 내수성과 분산 효율을 잘 균형 맞추도록 적합한 범위에 있어야 한다.
수성 에멀젼 폴리머의 평가
Figure pct00008
*: 다단계 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 한 건조 중량
**: 중합 단위체로서의, 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 한 건조 중량
***: 중합 단위체로서의, 다단계 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 한 건조 중량
하기 표 7에는 코팅 조성물의 평가가 요약되어 있다.
표 7은, 본 발명의 조성물 1 내지 4 전부가 성능 요건을 충족하고 좋은 기계적 안정성을 나타냄 (즉, 그릿(grit)이 관찰되지 않았음)을 예시한다.
비교예 조성물 1 내지 3은 렛다운 단계 후 약 몇 분 쯤에 겔화되었기 (즉, 그릿이 관찰되었기) 때문에, 안정하지 않았다. 대조적으로, 본 발명의 조성물 1 내지 4는 기재에 적용된 후에 우수한 기계적 안정성을 보였다 (즉, 그릿이 관찰되지 않았다). 따라서, 본 발명의 실시예는 코팅 조성물이, 동일한 양의 분산제 및 결합제가 비교예에 사용된 비교예보다, 더욱 안정하게 하였다.
비교예 조성물 4는, 성능 벤치마크를 위해 대조 샘플로 사용된 통상의 코팅 제조 공정 하에서 제조되었다. 비교예 조성물 4는 35%의 고체 용적을 갖는다. 대조적으로, 본 발명의 조성물 4는, 본 발명의 다단계 수성 에멀젼 폴리머가 여분의 물을 함유하여서 더욱 적은 물이 분쇄 단계에서 필요하였기 때문에 40.7%의 더욱 높은 고체 용적을 나타냈다. 따라서, 본 발명은 제조 공정을 간편화 (즉, 렛다운 단계에서 결합제를 첨가하거나 혼합기를 교체시키지 않고) 시킬 뿐 아니라, 필요하다면 통상의 코팅보다 더 높은 고체 용적을 나타낼 수 있다.
코팅 조성물의 평가
Figure pct00009

Claims (10)

  1. 다단계 수성 에멀젼 폴리머로서,
    상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 88 내지 98 건조 중량%의 제1 폴리머 코어; 및 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 2 내지 12 건조 중량%의 제2 폴리머 쉘을 포함하되,
    상기 제1 폴리머 코어 및 상기 제2 폴리머 쉘이, 각각 독립적으로, 하나 이상의 에틸렌계 불포화 비이온성 모노머를 중합 단위체로서 포함하고,
    상기 제2 폴리머 쉘이 상기 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 20 내지 60 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로서 추가로 포함하며,
    중합 단위체로서의 상기 산 모노머가 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 1.1 내지 4.2 건조 중량%인, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머는, 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 2 내지 9 건조 중량%의 제2 폴리머 쉘을 포함하는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리머 쉘이, 상기 제2 폴리머 쉘의 총 건조 중량을 기준으로 25 내지 55 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로서 포함하는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  4. 청구항 1에 있어서, 중합 단위체로서의 상기 산 모노머가 상기 다단계 수성 에멀젼 폴리머의 총 건조 중량을 기준으로 1.3 내지 3.6 건조 중량%인, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리머 쉘이 130 내지 390의 산 가를 갖는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리머 쉘이 162 내지 358의 산 가를 갖는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 폴리머 코어가 상기 제1 폴리머 코어의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 5 건조 중량%의 산 모노머를 중합 단위체로서 포함하는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 폴리머 코어가 상기 제1 폴리머 코어의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 안정제 모노머를 중합 단위체로서 포함하는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리머 쉘이 1000 내지 10000의 계산된 Mn을 갖는, 다단계 수성 에멀젼 폴리머.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 다단계 수성 에멀젼 폴리머를 포함하는, 수성 코팅 조성물.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230348633A1 (en) 2019-07-26 2023-11-02 Basf Se Process for producing an aqueous polymer dispersion
EP4242243A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-13 Organik Kimya Sanayi Ve Tic. A.S. Waterborne polymer composition for wood applications

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2767253B2 (ja) * 1984-07-25 1998-06-18 ローム・アンド・ハース・カンパニー アルカリ不溶性コア／アルカリ可溶性シエルからなるポリマー及びその組成物
WO1998033831A1 (en) * 1997-02-04 1998-08-06 Union Carbide Corporation Emulsion polymers which provide scrub resistance and blocking resistance in high and low pvc paint formulations
JP2002542318A (ja) * 1999-04-09 2002-12-10 ダイナル バイオテック エイエスエイ 単分散ポリマー粒子の製造法
US6646058B1 (en) * 2001-02-21 2003-11-11 The Sherwin-Williams Company Water-borne paint composition having improved hiding and scrub-resistance
WO2009096925A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Dow Global Technologies, Inc. Aqueous emulsion polymer for scrub resistance and wet adhesion
EP2371870A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 Rohm and Haas Company Multistage emulsion polymer and coatings formed therefrom

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325856A (en) 1980-01-02 1982-04-20 The Dow Chemical Company Sequential emulsion polymerization process
CN1035059C (zh) * 1984-07-25 1997-06-04 罗姆和哈斯公司 含芯-壳聚合物颗粒的涂料组合物及其应用
US4814373A (en) 1984-12-20 1989-03-21 Rohm And Haas Company Modified latex polymer composition
BR9104402A (pt) 1991-10-10 1993-04-20 Glasurit Do Brasil Limitada Polimero de emulsao diluivel na agua,processo para a preparacao de um polimero de emulsao diluivel na agua,composicao de revestimento aquosa e emprego do polimero
AU777829B2 (en) * 1999-04-09 2004-11-04 Life Technologies As Process for the preparation of monodisperse polymer particles
US7195820B2 (en) 2003-12-09 2007-03-27 Arkema Inc. Core-shell polymers having hydrophilic shells for improved shell coverage and anti-blocking properties

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2767253B2 (ja) * 1984-07-25 1998-06-18 ローム・アンド・ハース・カンパニー アルカリ不溶性コア／アルカリ可溶性シエルからなるポリマー及びその組成物
WO1998033831A1 (en) * 1997-02-04 1998-08-06 Union Carbide Corporation Emulsion polymers which provide scrub resistance and blocking resistance in high and low pvc paint formulations
JP2002542318A (ja) * 1999-04-09 2002-12-10 ダイナル バイオテック エイエスエイ 単分散ポリマー粒子の製造法
US6646058B1 (en) * 2001-02-21 2003-11-11 The Sherwin-Williams Company Water-borne paint composition having improved hiding and scrub-resistance
WO2009096925A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Dow Global Technologies, Inc. Aqueous emulsion polymer for scrub resistance and wet adhesion
EP2371870A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-05 Rohm and Haas Company Multistage emulsion polymer and coatings formed therefrom

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