TWI289567B - Method for producing aqueous resin dispersion composition - Google Patents
Method for producing aqueous resin dispersion composition Download PDFInfo
- Publication number
- TWI289567B TWI289567B TW089113734A TW89113734A TWI289567B TW I289567 B TWI289567 B TW I289567B TW 089113734 A TW089113734 A TW 089113734A TW 89113734 A TW89113734 A TW 89113734A TW I289567 B TWI289567 B TW I289567B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- macromonomer
- monomer
- acid
- neutralized
- resin dispersion
- Prior art date
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
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/04—Polymers provided for in subclasses C08C or C08F
- C08F290/046—Polymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
-
- 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
-
- 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
- C08F2/26—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
-
- 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
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
-
- 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
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/04—Polymers provided for in subclasses C08C or C08F
-
- 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
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1804—C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 ____Β7______ 五、發明說明(1) 發明領域 本發明係關於一種水性樹脂分散體的製造方法,更具體而言,係關 於一種水性樹脂分散體的製造方法,該水性樹脂分散體的優點在於,即 使是在溶劑與該分散體共存的情況下,其依然能夠維持穩定的乳化狀態。 該水性樹脂分散體有利於作爲,例如,塗料以及黏著劑。 背景說明 爲了改善工作環境和安全,關於塗料、塗佈材料、黏膠、模鑄材料、 醫療材料以及電子材料,以水取代溶劑已經成爲趨勢。然而,一由利用 水性樹脂分散體,其係使用一乳化劑以進行乳化聚合所製得,所得到的 無溶劑(solvent-free)樹脂產品,相較於不需要乳化劑以聚合而得 到的溶劑類型(solvent-type)樹脂產品,具有抗水性不佳的問題。 爲了解決這個問題,第一個參考先前技術,日本未審查專利公開 (Kokai)號碼平成3-7 67 65號揭示使用一陰離子反應性乳化劑作爲 一乳化劑。該反應性乳化劑係能夠與其他單體進行共聚合,所產生的共 聚合物單位導入想要的聚合物作爲組成單位。以此方式所得到的樹脂產 品,相較於使用一利用低分子量乳化劑以乳化聚合所製得之水彳生樹脂分 散體所得到的樹脂產品,具有較佳的抗水性。 傳統上,爲了改善樹脂產品的品質以及效能,會於水性樹脂分散體 中依照用途加入溶劑。然而,使用上述先前技術所揭示之反應性乳化劑 的樹脂分散體,穩定性並不理想,因此,這個樹脂分散體有個缺點,當 添加入溶劑時,該樹脂可能遭遇聚集(aggregation)以及沉澱。
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) t--I.------------訂—'-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 -----2Z____ 五、發明說明(:!一) 弟二個參考先前技術,曰本未審查專利公開(Kohy〇)號碼平成7 -5〇6392號揭示一種方法’乙烯單體於一存在有具有一乙烯未飽和鍵於 一端之大單體(macromonomer)的水性介質中聚合,上述該大單體大 約係使用由鈷或類似所組成的金屬化合物所製得,因此,上述方法所得 到的聚合物包含金屬化合物。該金屬化合物可能遭遇褪色,使得必須從 該得到的聚合物中去除該金屬化合物。而該去除步驟降低生產力,而且, 上述大單體於與乙烯單體的聚合反應中作爲鏈移轉劑(chairi transfer agent) ’使得所產生之聚合物的分子量相對地低。基於這個理由,該大 單體以及聚合物的用途受到限制。 第三個參考先前技術,曰本未審查專利公開(Kokai)號碼平成9-3144號揭示一種水性樹脂分散體的製造方法,一具有中和羰基之可自 由基聚合的大單體以及一乙烯未飽和單體於一水性介質中產生乳化聚 口’上述該大單體於一具有一甲基丙儲酿基(methacryloyl group)。當該大單體以及該乙烯未飽和單體沒有使用乳化劑而於其間產 生聚合時,聚合穩定度就可能會不理想。 第四個參考先前技術,日本未審查專利公開(Kokai)號碼平成8一 3256號揭不一種製造適用於淸潔劑之低聚合物(〇iig〇mer)的方法, 該低聚合物大略是以酸性單體的高溫聚合而製得。另外,日本未審查專 利公開(Kokai)號碼2000-80288號揭示~種水性樹脂分散體的製造 方法,於該方法中,乳化聚合係於一以酸性單體高溫聚合所產生之低聚 合物存在的情況下所進行,由於這些低聚合物係不好的乳化劑,因此這 些低聚合物於乳化聚合中作爲乳化劑的用途是有限的。
發明槪述 40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) fi—------------—tri,-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 B7 五、發明說明(3) 本發明之一目的在於提供一種水性樹脂分散體的製造方法,其具有 於分散狀態中保持穩定的優點。 爲了達到這個目的,本發明的第一個方向係一種水性樹脂分散體的 製造方法,該方法包含準備一具有一凝基之第一單體以及一具有 一疏水基之第二單體的單體混合物;將該單體混合物於攝氏 180度至350度的溫度之間進行自由基聚合以形成一大單體; 中和該大單體;以及利用該中和大單體作爲一乳化劑於一水溶 劑中乳化聚合至少一乙烯單體。該單體混合物包含佔有百分之 十至百分之七十五摩爾比例的第一單體。該中和大單體至少在 其一端具有一乙烯未飽和鍵。 較佳地,該乳化聚合包含準備一該中和大單體的水溶液, 以及連續或間歇性地添加至少一乙烯單體至該中和大單體的水 溶液。 較佳地,該乳化聚合包含準備一包含該中和大單體、至少 一乙烯單體以及水的分散溶液,以及連續或間歇性地添加該分 散溶液至一倒有水的反應器容器。 較佳地,該乳化聚合包含藉由將該中和大單體、一乙烯單 體以及水倒至一反應器容器以開始乳化聚合。 較佳地,該乳化聚合包含準備一中和大單體溶液,將水以 及部分該中和大單體溶液置於一反應器容器中,以及將一乙儲 單體以及其餘的該中和大單體溶液連續或間歇性地添加至該反 應器容器。 較佳地,使用一選自氨、以及一具有攝氏140度或以下之
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----^t------------tri^-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1289567 A7 B7 五、發明說明(+) 沸點之低沸點胺類化合物的鹼進行中和。 較佳地,該中和大單體的數目平均分子量(number average molecular weight)爲 500 至 5000 〇 較佳地,用於乳化聚合之該中和大單體的使用量爲每100 份重量之乙烯單體0.5至80份的重量。 較佳地,該第一單體係至少一種選自丙烯酸(acrylic acid)、 甲基丙儲酸(niethacrylic acid)、巴豆酸(crotonic acid)、乙 儲醋酸(vinylacetic acid )、丙儲氧丙酸(acryloxypropionic acid)、順丁嫌二酸(maleic acid)、反丁嫌二酸(fumaric acid)、 甲基延胡索酸(mesaconic acid)、甲基順丁燦二酸(citraconic acid)、衣康酸(itaconic acid)、以及順丁嫌二酸酉干(maleic anhydride)的化合物。 較佳地,該第二單體係至少一種選自具有對於水之溶解度 於攝氏二十度爲重量比百分之二或以下之單體的化合物。 較佳地,該大單體至少在二端具有乙烯未飽和鍵。 圖式之簡單說明 圖1係一顯示本發明實施例16之測量結果的圖示。 圖2係一顯示本發明比較實施例16之測量結果的圖示。 發明之詳細說明 以下,將詳細說明本發明。 40NDA200006TW 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· ;線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 —— A7 B7 五、發明說明(s) 製浩中和大單體 一用於本發明之大單體的中和產物’其係以鹼來中和’具有一乙嫌 未飽和鍵(ethylenically unsaturated bond )於該大單體分子鏈之一纟而、以 及至少一鍵結至該大單體分子鏈的中和羰基。 該中和大單體(neutralized macromonomer)係藉由於預設的條件下 共聚合一包含一羰基之單體(羰基單體)以及一疏水性單體’以及以驗 中和該產生的共聚合物所製得。該中和大單體的數目平均分子量較佳者 係500至5000之間。 該羰基單體的一個分子具有一乙烯未飽和鍵以及一羰基’該羰基單 體可以是,例如,一未飽和單質子酸(unsaturated monobasic acid) ’諸如 丙儲酸(acrylic acid)、甲基丙嫌酸(methacrylic acid)、巴豆 酸(crotonic acid)、乙儲醋酸(vinylacetic acid)、丙儲氧丙酸 (acryloxypropionic acid ) ; 一·未飽和雙質子酸(unsaturated dibasic acid ),諸如順丁 儲二酸(maleic acid )、反丁 嫌二酸 (fumaric acid)、甲基延胡索酸(mesaconic acid)、甲基順丁 儲二酸(citraconic acid)、衣康酸(itaconic acid);或者是一 未飽和酸酐,諸如順丁烯二酸酐(maleic anhydride)。丙烯酸 是特別較佳者,因爲其容易與其他各種單體產生共聚合。 於說明書中,疏水性單體這個用詞係指在攝氏二十度時於 水中之溶解度爲百分之二重量比或以下的單體,可作爲疏水性 單體者包含,例如,具有一 C1至C22烷基的(甲基,)丙烯酸 酯((meth)acrylic acid ester)以及具有一 C2 至 C22 基礎
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----ί----i------------tf---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1289567 B7 耳、發明說明(G) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (backbone)的丙嫌酸酯(acrylic acid ester),例如 2-甲基丙 烯酸甲酯(methylmethacrylate )、(甲基)丙烯乙酯(ethyl (meth)acrylate)、(甲基)丙嫌丙酯(propyl (meth)acrylate)、(甲 基)丙嫌丁酯(butyl (meth)acrylate)、(甲基)丙烯-2-乙基己 酯(2_ethylhexyl (meth)acrylate )、(甲基)丙烯環己酯(cyclohexyl (meth)acrylate )、(甲基)丙稀硬脂酯(stearyl (meth)acrylate )、 (甲基)丙嫌月桂酯(lauryl (meth)acrylate)、(甲基)丙嫌異 冰片酯(isobornyl (meth)acrylate)、(甲基)丙儲全氟院酯 (perfluoroalkyl (meth)acrylate )、丙酸乙嫌酯(vinyl propionate)、以及苯乙嫌(styrene)。較佳者係丙稀酸酯,因 爲它能導致具有高聚合程度的大單體能夠從其得到。 除了上述疏水性單體,只要所得到之作爲界面活性劑的大 單體效果不被削弱的話,一親水性單體也可以與一羰基單體進 行共聚合。這樣的親水性單體的例子包括:(甲基)丙烯醯胺 ((meth)acrylamide )、(甲基)丙嫌經基乙酯(hydroxyethyl (meth)acrylate )、(甲基)丙燃羥基丙酯(hydroxypropyl (meth)acrylate)、丙;(¾基磺酸(allylsulfoilic acid)、硬月旨磺酸 (styrenesulfonic acid)、乙嫌磺酸(vinylsulfonic acid)、丙嫌 憐酸(allylphosphonic acid)、乙儲磷酸(vinylphosphonic acid)、 以及醋酸乙儲酯(vinylacetate)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於大單體中,具有一丙烯醯基之單體單位的量,佔所有組 成單體單位的重量,較佳者爲佔百分之二十重量比或以上,更 較佳者爲佔百分之四十重量比或以上,更進一步較佳者爲佔百 40NDA200006TW 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1289567 Β7 五、發明說明(乃) 分之六十重量比或以上。 一個於組成單體單位中具有丙烯醯基之大部分單體單位的 大單體,於引起鏈轉移反應時會有困難,而且可能進行共聚合’ 也就是,具有大量丙烯醯基的大單體與乙儲單體更有效率產生 共聚合。因此,可以得到一共聚合物以及一具有相對高分子量 的轉嫁共聚合物(graft copolymer)。這樣的共聚合物具有優良 的抗水性以及耐久性’因此有利於作爲塗布材料以及塗料。 特別較佳的大單體係於兩端具有乙烯未飽和鍵’當一包含 此大單體的大單體混合物用於與一乙烯單體進行共聚合時’所 產生的共聚合物具有優良的抗水性以及耐久性。因此,這樣的 共聚合物有利於作爲,例如,塗布材料以及塗料。 該大單體係於攝氏180至350度、自由基聚合起始物(radical polymerization initiator)存在下,共聚合一鑛基單體以及一疏 水性單體所產生。於共聚合反應中,可以加入一疏水性單體。 該大單體係一於末端具有一乙烯未飽和鍵的化合物,由下列式(1) 所表示,且具有數目平均分子量500至5000。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
H2C = C 严\χ (1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於式(1)中,X代表一極性基,例如一 C00R基、苯基、羥烷基; R代表一氫原子或一烷基;Μ代表一單體單位;符號η表示一自然數代 表聚合程度。 羰基單體佔所有共聚合反應之總和單體的比例較佳者爲百分之十至
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 1289567 A7 B7 五、發明說明(g ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 百分之七十五摩爾比例,更較佳者爲百分之十五至百分之六十摩爾比例。 當羰基單體所佔的比例低於百分之十摩爾比例時,所得到的中和大單體 作爲乳化劑的效果並不理想;另一方面,當羰基單體所佔的比例高於百 分之七十五摩爾比例時,所得到的中和大單體作爲乳化劑的效果同樣也 不理想。 疏水性單體佔所有共聚合反應之總和單體的比例較佳者爲百分之三 十至百分之九十五重量比例,更較佳者爲百分之五十至百分之九十重量 比例。當疏水性單體所佔的比例低於百分之三十重量比例、或高於百分 之九十五重量比例時,所得到的中和大單體作爲乳化劑的效果並不理想。 一傳統習知的起始物被用來作爲自由基聚合起始物(radical polymerization initiator),該自由基聚合起始物可以是,例如,過氧化氫 (hydrogenperoxide)、過氧化氫院基化合物(alkylhydroperoxide)、二院 基過氧化物(dialkyl peroxide )、全酯(perester )、過碳酸鹽(percarbonate )、 過硫酸(persulfhric acid )、過酸(peracid )、酮過氧化物(ketone peroxide )、 或偶氮起始物(azo initiator)。一於攝氏90度至100度之間具有1至10 小時半生期的聚合起始物係較佳者。此外,也可以使用一在溫度低於攝 氏90度以下具有1至10小時半生期的聚合起始物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更較佳的起始物係脂肪族偶氮化合物,例如1-三級戊基偶氮-1-氰基 環己條(l-t-amylazo-1-cyanocyclohexene )、偶氮·雙-異丁 ( azo-bis-isobutyronitrile,AIBN )、或1-三級丁基偶氮氰基環己烯(1-t-butylazocyanocyclohexene)。另一更較佳起始物係過氧化物(per〇xide) 或氫過氧化物(hydroperoxide),例如過氧辛酸三級丁酯(t-butyl peroctanoate)、過氧苯甲酸三級丁酯(t-butyl perbenzoate)、過氧化二異
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1289567 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(q) 丙苯基(dicumyl peroxide)、過氧化二-第三丁基 Ui-t-butyl peroxide)、 三級過氧丁醇(t-butyl hydroperoxide )、三級過氧戊醇(t-amyl hydroperoxide)、或異丙苯化過氧化氫(cumenehydroperoxide)。 所導入之自由基聚合起始物的量較佳者係佔單體總重量之〇·〇5%至 10%。 於聚合反應中,可以使用、也可以不使用溶劑。當使用溶劑時,較 佳者係使用能夠同時溶解上述單體以及由聚合反應所得到之聚合物的溶 劑。更甚者,較佳者係一具有高沸點的溶劑,例如,芳香醇,例如可以 使用甲苯醇(benzyl alcohol);或者脂肪醇·,例如可以使用異丙醇 (isopropanol)或丁醇(butanol);或者院氧基乙醇(ethylene glycol monoalkyl ether),例如可以使用甲氧基乙醇(methyl cellosolve)或丁氧 基乙醇(butyl cellosolve);或者單烷醚一縮貳[乙二醇](diethylene glyC〇l monoalkyl ether),例如可以使用Carbitol ;或者乙二醇-[1,2]-二院酸 (ethylene glycol dialkyl ether ),例如可以使用乙二醇·[ 1,2]-二甲醚 (ethylene glycol dimethyl ether );或者院醚一縮戴[乙二醇](diglycol alkyl ether),例如可以使用甲醚一縮貳[乙二醇](diglycol methyl ether)。 聚合反應係於攝氏180至350度之間的溫度範圍內進行,一更較佳 的溫度範圍係攝氏270至320度之間。當聚合反應係於攝氏180度以下 進行時,產生大量在一端沒有乙烯未飽和鍵的聚合物,使得所要的大單 體純度降低。 聚合反應於約略60分鐘之內完成。 以鹼中和由以上所製得的大單體,得到用於本發明之在該一端具 有一乙烯未飽和鍵的中和大單體。
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---^------------tf---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1289567 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(to) 用於中和該大單體的鹼較佳者係氨、一具有低沸點的胺類 化合物,其沸點係攝氏140度或以下。該低沸點胺類可以是, 例如’二甲基月女(trimethylamine )、—* 乙基胺(diethylamine )、 三乙基胺 (triethylamine )、 二甲基乙基胺 (dimethylethylamine )、N-甲基-1,4-氧氮陸環(N-methylmorpholine)、三級丁醇胺(t-butanolamine)、1,4-氧氮 陸圜(morpholine)或者二甲基乙醇胺(dimethylethanolamine)。 當本發明的水性樹脂分散體,其係使用一由該低沸點胺類中和 而得之中和大單體所產生,係作爲一塗佈材料時,該低沸點胺 類輕易地於該塗佈材料施用之後揮發,所產生的塗佈層具有良 好的抗水性。 該大單體藉由鹼所產生的中和可以是部分中和或完全中和,一較佳 的中和比例是50至100%。 該中和大單體之一分子鏈具有一羰基單體單位,其係親水性,以及 一疏水性單體單位,其係親脂性。因此,該中和大單體發揮如同一乳化 劑的功能。再者,因爲該中和大單體具有一含有乙烯未飽和鍵的一端, 其可以與各種單體產生共聚合。 製造水件樹脂分散體 本發明的水性樹脂分散體係將一乙烯單體於一水溶劑中使用該大單 體作爲乳化劑進行乳化聚合所產生而得。 任何習用於乳化聚合的乙烯單體都可以用來作爲乙烯單體。例如, 具有C1-C22烷基的(甲基)丙烯酸烷酯(alkyl (meth)acrylate),例如可
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----Γ----------------tf---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1289567 Δ7 Α7 Β7 五、發明說明(1V) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以使用(甲基)丙儲酸甲酯(methyl (meth)acrylate)、(甲基)丙燃酸乙 酯(ethyl (meth)acrylate)、(甲基)丙嫌酸丙酯(propyl (meth)acrylate)、 (甲基)丙烯酸丁酯(butyl (meth)aCrylate)、(甲基)丙烯酸環己酯 (cyclohexyl (meth)acrylate )、或者(甲基)丙烯酸辛酯(octyl (meth)acrylate);或者可以使用具有C1-C12氫氧院基的(甲基)丙嫌酸 氫氧院酯(hydroxyalkyl (meth)acrylate);或者可以使用醋酸乙烯酯(vinyl acetate)、丙酸乙嫌酯(vinyl propionate)、丁二儲(butadiene)、異戊間 二儲(isoprene)、苯乙燃(styrene)、院基苯乙嫌(alkylstyrene)、(甲基) 丙烯酸環氧丙酯(glycidyl (meth)aCrylate)、N-烷氧基甲基丙烯醯胺(N-alkoxymethylacrylamide )、或 N-甲醇基丙嫌醯胺(N-methylolacrylamide )。 大單體的使用量是設定在使得乙烯單體能夠穩定地乳化,再者,根 據水性樹脂分散體的用途而適當地設定大單體的使用量。 一般而言,每100份重量的乙烯單體配合0.5至80份重量的大單體 使用,當大單體的用量低於上述範圍的下限,7jc性樹脂分散體無法保持 穩定的乳化狀態。例如,當加入溶劑於這樣的水性樹脂分散體時,乳化 狀態就被破壞。另一方面,當大單體的用量大於上述範圍的上限,難以 進行穩定的聚合反應,更進一步,使用這樣的水性樹脂分散體所獲得的 產品抗水性不佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳的大單體使用量是每100份重量的乙烯單體配合0·5至40份重 量的大單體。更較佳的大單體使用量是每1〇〇份重量的乙烯單體配合5 至30份重量的大單體,在這例子中,水性樹脂分散體係處於極度穩定的 乳化狀態,而且,舉例而言,即使是加入與水性樹脂分散體同樣體積的 有機溶劑,該樹脂成分也不會產生聚集(aggregation)。 40NDA200006TW 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 1289567 ___B7_
五、發明說明(ID (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一種技藝中人士熟知的第二乳化劑可以與上述大單體配合使用,在 這例子中,該第二乳化劑的使用量限制於不能削減本發明預期效果的範 圍內。特定而言,較佳的第二乳化劑使用量是10%重量比或以下,根據 大單體的重量。可以使用一陰離子界面活性劑作爲該第二乳化劑,例如 院基苯磺酸鈉(sodium alkylbenzensulfonate)、聚氧乙嫌院基硫酸鈉 (sodium polyoxyethylenealkylsulfate)、二院基磺基丁二酸鈉(sodium dialkylsulfosuccinate )、或磺酸(naphthalenesulfonic acid)的福馬林 (formalin)縮合產物;或者非離子性界面活性劑,例如可以使用聚氧乙 嫌院苯基醚(polyoxyethylene alkylphenyl ether)、聚乙二醇脂肪酸酯 (polyethylene glycol fatty acid ester)、或花楸醣脂肪酸酯(sorbitan fatty acid ester)。 一習知的自由基聚合起始物用於乳化聚合反應中。該聚合起始物可 以是水溶性聚合起始物,或是油溶性聚合起始物。舉例而言,有機過氧 化物,例如可以使用二苯甲醯過氧化物(benzoyl peroxide)、過氧化第三 丁基(t-butyl peroxide)、過氧化二異丙苯基(dicumyl peroxide);或者偶 氮化合物(azo compound),例如可以使用偶氮雙異丁 ( azobis-(isobutyronitrile))、偶氮雙-2-甲基丁 ( azobis-(2-methylbutyronitrile))、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或偶氮雙氰戊酸(azobiscyanovaleric acid);或者是無機過氧化物,例如 可以使用過硫酸鈉(sodium persulfate )、過硫酸鉀(potassium persulfate )、 或過硫酸錢(ammonium persulfate);或者包含上述過氧化物以及還原劑 的氧化還原聚合起始物,例如可以使用亞硫酸鹽(sulfite)。 聚合起始物的使用量較佳者係〇.〇1至5%重量比,且更較佳者係0.1 至3%重量比,根據大單體以及乙烯單體的總重量。 40NDA200006TW 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1289567 A7 ___ B7五、發明説明(丨3) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 聚合反應溫度較佳者係攝氏20至95度,且更較佳者,攝氏4〇至 度。聚合時間較佳者係1至10小時。 該水性樹脂分政體可以作爲’例如,塗料、塗佈材料或黏著劑。另 外,藉由混合該水性樹脂分散體與其它材料所得到的混合物具有其它用 途。 習知技術材料的水性樹脂分散體,由於上述的缺點,作爲塗料媒介、 塗佈材料以及黏著劑的用途受到限制。這些缺點被推定是因爲下列原因, 例如,於第二習知技術材料中,由於組成大單體的單體單位實質上包含 一甲基丙儲醯基’該大單體作爲一鏈轉移劑。第四先前技術材料不良的 乳化能力係歸因於低聚合物實質上並沒有疏水性單體單位。 以下將參考下列實施例以及比較實施例詳細說明本發明。於下列實 施例以及比較實施例中,材料的使用量(”份”以及”%,,)係以重量表示。 實施例 【1】製造大單體 (1-1) 製造大單體BAM6 將一裝備有電熱型加熱器的加壓攪拌容器型反應器,其具有300 毫升容量,裝滿3-乙氧基•丙酸乙酯(ethyl 3-ethoxy-propionate)。該 反應器的內溫設定在攝氏265度,壓力係使用壓力調整器設定在3_ 乙氧基-丙酸乙酯的蒸氣壓或者更高。秤重80份的丙烯酸丁酯 (butylacrylate,BA)、20份的丙烯酸(AA)以及0.08份的過氧化二 -第三丁基(di-t-butyl peroxide)以準備一單體混合物液體,而將該 40NDA200006TW 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨If 1289567 A7 B7 五、發明説明(1午) 準備好的單體混合物液體儲存於一原料槽中。當維持反應器的內壓 於一固定壓力時,該單體混合物液體持續從該原料槽餵送至反應器。 於此例中,餵送速度係設定在使得單體混合物液體於反應器中的停 留時間爲12分鐘。與餵入的單體混合物液體等量的反應液體持續從 反應器的出口取出。在持續餵送單體混合物液體的過程中,反應器 的內溫維持在攝氏288至300度。從開始餵送後90分鐘,開始從反 應器的出口採樣反應液體。未反應單體以一薄膜蒸發器從反應液體 移除,藉此得到大單體BAM6。BAM6的平均分子量以四氫喃作 爲溶劑使用膠體滲透色層分析法(gel permeation chromatography, GPC)測量。BAM6的數目平均分子量(Mu)以及重量平均分子量 (Mw),以標準聚苯乙烯所得之校正曲線,得到的結果分g提1490 以及3020。再者,使用W-NMR測量具有末端雙鍵之BAM6的比 例,結果發現所有大單體分子的80%具有末端雙鍵。再者,BAM6 的酸値(acid value )是 2.3 meq/g。 (1-2) 以氨製造BAM6的中和產物(BAM6-N) 將BAM6以及水置於一燒瓶中,以氨水完全中和BAM6,得到 淡黃色的淸澈BAM6-N水溶液。固態物的濃度整爲大約4〇%。於中 和步驟中,將一含有與酸等摩爾量之氨的氨水加入該燒瓶中,其中 酸的量係由BAM6的量以及酸値計算而得。 (2-1)製造大單體BAM7 根據約略與(1-1)相同的程序製造大單體,除了(1-1)的原 料更改爲包含65份之丙烯酸丁酯(BA)、35份之丙嫌酸(AA)以 40NDA200006TW 14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) a4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
If 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 B7 五、發明説明(丨5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及〇.〇8份之過氧化二-第三丁基的原料。所得到之大單體BAM7的 數目平均分子量Μη爲1560、重量平均分子量Mw爲6010、末端雙 鍵的比例爲84%、以及酸値爲4.1 meq/g。 (2-2)以氨製造BAM7的中和產物(BAM7-N) BAM7由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到 BAM7-N的水溶液。 (3-1)製造大單體BAM8 根據約略與(1-1)相同的程序製造大單體,除了(1-1)的原 料更改爲包含88份之丙烯酸丁酯(BA)、12份之丙烯酸(AA)以 及〇.〇8份之過氧化二-第三丁基的原料。所得到之大單體BAM8的 數目平均分子量Μη爲1410、重量平均分子量Mw爲2990、末端雙 鍵的比例爲98%、以及酸値爲1.6 meq/g。 (3-2)以氨製造BAM8的中和產物(BAM8-N) BAM8由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到 BAM8-N的水溶液。 (4-1)製造大單體EAM1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據約略與(M)相同的程序製造大單體,除了(1-1)的原 料更改爲包含80份之丙烯酸乙酯(EA)、20份之丙烯酸(AA)以 及〇.〇8份之過氧化二-第三丁基的原料。所得到之大單體EAM1的 數目平均分子量Μη爲1310、重量平均分子量Mw爲4600、末端雙 40NDA200006TW 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1289567 A7 B7 五、發明説明(〖⑺ 鍵的比例爲83%、以及酸値爲2.6 meq/g。 (4-2)以氨製造EAM1的中和產物(EAM1-N)
EAM1由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到EAM1_N 的水溶液。 (5-1)製造大單體CHAM5 根據約略與(1-1)相同的程序製造大單體,除了(μι)的原 料更改爲包含80份之丙烯酸環己酯(cyclohexylacrylate,CHA)、20 份之丙烯酸(AA)以及0.03份之過氧化二-第三丁基的原料。所得 到之大單體CHAM5的數目平均分子量Μη爲1440、重量平均分子 量Mw爲2690、末端雙鍵的比例爲60%、以及酸値爲3·7 meq/g。 (5_2 )以氨製造CHAM5的中和產物(CHAM5-N) CHAM5由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到 CHAM5-N的水溶液。 比較實施例 (6_1)製造大單體AAM1 根據約略與(Μ )相同的程序製造大單體,除了反應器係裝滿 水而非3_乙氧基-丙酸乙酯,且(1-1)的原料更改爲包含30份丙烯 酸(ΑΑ)、0·1份過氧化氫以及70份水的原料。所得到之大單體ΑΑΜι 的數目平均分子量Μη爲1330、重量平均分子量Mw爲248〇、末端
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 _B7__ 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 雙鍵的比例爲72%、以及酸値爲12.5 meq/g。從原料中單體類型可 以明顯得知大單體AAM1沒有疏水基。 (6-2)以氨製造AAM1的中和產物(AAM1-N) AAM1由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到 AAM1-N的水溶液。 (7-1)製造非反應性低聚合物BA04 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於配備有攪拌器、冷卻管以及溫度計的燒瓶中,混合134份的 甲•乙酮以及〇·8份的乙硫醇(mercaptoethanol)。當將氮氣吹入燒 瓶中時,將該燒瓶以水浴加熱至攝氏78度。當維持溫度於攝氏78 度時,加入1.6份的AIBN作爲起始物,然後,以滴放的方式將一 包含79.4份之BA、16.6份之AA以及1.6份之AIBN的單體混合物 液體、以及一包含1〇份甲•乙酮以及3.2份之乙硫醇的鏈轉移劑加 入該燒瓶中超過三小時,藉此產生聚合反應。滴放過程完成後,加 入0.8份的AIBN而且將所得到的混合物置放於攝氏80度歷時四小 時。於低壓下將甲•乙酮從反應溶液中移除。然後,利用薄膜蒸發 器移除包括未反應單體或類似之揮發性成分,由此得到非反應性低 聚合物BA04。BA04的數目平均分子量Μη爲1530、重量平均分 子量Mw爲3330、末端雙鍵的比例爲0%、以及酸値爲2.1 meq/g。 從末端雙鍵的比例可以明顯得知BA04在其末端沒有反應性未飽和 鍵。 (7-2)以氨製造BA04的中和產物(BA04-N) 40NDA200006TW 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1289567 B7 五、發明説明(u) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) BA04由氨經與(1-2凟質上相同的程序中和,製備得到BA04-N 的水溶液。 (8-1)製造非反應性低聚合物BA05 根據約略與(7-1)相同的程序製造BA〇5,除了加入反應器中 的乙硫醇量改爲1.2份,且以滴放方式餵入反應器的乙硫醇量改爲4·8 份。BA05的數目平均分子量Μη爲1300、重量平均分子量Mw爲 2290、末端雙鍵的比例爲〇%、以及酸値爲2.2 meq/g 〇從末端雙鍵 的比例可以明顯得知BA05在其末端沒有反應性未飽和鍵。 (8-2)以氨製造BA05的中和產物(BA05-N)
BA05由氨經與(1-2凟質上相同的程序中和,製備得到BA05-N 的水溶液。 (9-1)製造非反應性低聚合物BA08 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據約略與(7-1)相同的程序製造BA08,除了反應器中的單 體改爲65份的BA以及35份的AA,以及以硫基乙醇酸辛酯 (octylthioglycolate)取代乙硫醇,而且加入反應器中之硫基乙醇酸 辛酯量改爲2.0份,且以滴放方式餵入反應器的硫基乙醇酸辛酯量 爲5.0份。所得到之BA08的數目平均分子量Μη爲2500、重量平 均分子量Mw爲5060、末端雙鍵的比例爲0%、以及酸値爲4.3 meq/g。 從末端雙鍵的比例可以明顯得知BA08在其末端沒有反應性未飽和 鍵。 40NDA200006TW 18 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1289567 A7 B7 五、發明説明(β) (9-2)以氨製造ΒΑ〇8的中和產物(ΒΑ08_ν) ΒΑ08由氨經與(;μ2)實質上相同的程序中和,製備得到ΒΑ08-Ν 的水溶液。 (10-1)製造非反應性低聚合物CHA01 根據約略與(7-1)相同的程序製造CHA01,除了反應器中的 單體改爲77份的CHA以及23份的ΑΑ。所得到之CHA01的數目 平均分子量Μη爲2070、重量平均分子量Mw爲3540、末端雙鍵的 比例爲〇%、以及酸値爲3.10 meq/g 〇從末端雙鍵的比例可以明顯得 知CHA01在其末端沒有反應性未飽和鍵,而CHAOl與CHAM5 只有在這一點不同。 (10-2)以氨製造CHA01的中和產物(CHA01-N) CHA01由氨經與(1-2)實質上相同的程序中和,製備得到 CHA01-N的水溶液。 【2】麟水性樹脂分散體 實施例1
BAM6-N用來作爲乳化劑。一含有1.25克BAM6的BAM6-N 水溶液、200克苯乙烯以及水秤重後置於一燒瓶中。以水浴加熱燒 瓶的同時,攪拌混合原材料。BAM6-N 7jC溶液中的水分以及秤重的 水總共是一升,因此,:BAM6的濃度是1.25克每升水,或1.25克/ 升-水。當混合液體的溫度穩定於攝氏50度之後,力口入1.25克的高 40NDA200006TW 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 B7 五、發明説明(:LG) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 硫酸鉀。將混合液體的溫度調整在攝氏5〇度正負2度之間時,聚合 反應進行4小時。聚合反應順利地進行,得到均勻且不含聚集物的 水性樹脂分散體。 實施例2 BAM7-N用來作爲乳化劑。程序與實施例1約略相同,除了 BAM6-N的水溶液由含有1.25克BAM7之BAM7-N水溶液所取代。 得到均勻且不含聚集物的水性樹脂分散體。 實施例3 BAM8-N用來作爲乳化劑。程序與實施例1約略相同,除了 BAM6-N的水溶液由含有1.25克BAM8之BAM8-N水溶液所取代。 得到均勻且不含聚集物的水性樹脂分散體。 比較實施例1 BA05-N用來作爲乳化劑。程序與實施例1約略相同,除了 BAM6-N的水溶液由含有1.25克BA05之BA05-N 7jc溶液所取代。 於聚合反應過程中,產生聚集物,使得聚合反應並未完成。 比較實施例2 ADEKALIA SOAP SE-10N (商標名;由 Asahi Denka Kogyo Κ·Κ· 所製造)用來作爲乳化劑。使用1·25克的ADEKALIA SOAP SE-10N, 於一升的水中乳化200克的苯乙烯。加入1.25克的高硫酸鉀作爲聚 合起始物,聚合反應於攝氏50度下進行4小時。得到含有聚集物的 40NDA200006TW 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ··· 1289567 A7 B7 五、發明説明(上〇 水性樹脂分散體。 化合物ADEKALIASOAPSE-10N係由化學式(2)所表示 CH2=CH — CH2—〇—CH2
〇-CH9CH~〇- (CH2CH2O)10-SO,NH 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) 於比較實施例2中的水性樹脂分散體之所以形成聚集物的原 因,推測應該是乳化劑的使用量太低。具體而言,根據Asahi Denka Kogyo K.K.的產品目錄,ADEKALIA SOAP SE-10N於乳化聚合的適 當使用量是每1〇〇克單體2.5至10克。由此可以發現,雖然乳化劑 的使用量比傳統乳化劑的使用量還要小,本發明實施例1至3中的 水性樹脂分散體可以藉由穩定乳化聚合而得到。 【3】溶劑穩定性測試 相較於上述實施例1至3以及比較實施例1及2中的分散體, 作爲溶劑穩定性測試樣品的水性樹脂分散體係使用大量的乳化劑個 別製備而得。 實施例4至12 使用各種不同濃度的中和大單體BAM6-N,將乙烯單體個別地 進行乳化聚合。大單體BAM6-N的濃度,就BAM6成分而言,分別 設定在每一升的水10克、40克以及80克。使用苯乙烯(St )、甲基
40NDA200006TW 21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(21〇x297公釐) 1289567 A7 ---_____ B7 五、發明説明(iq 丙烯酸甲酯(MMA)以及丙烯酸丁酯(BA)作爲乙烯單體。 使用該預先決定的ΒΑΜό-Ν量,於一升的水中乳化2〇〇克的每 一個乙烯單體。加入I·25克的高硫酸鉀作爲聚合起始物,然後,於 50度進行4小時的聚合反應,得到水性樹脂分散體。 將該水性樹脂分散體置於一試管中,然後加入與水性樹脂分散 體相同體積的異丙醇(IPA )或乙二醇單丁醚(butyl cellosolve,Bee ), 觀察水性樹脂分散體的乳化狀態,結果摘要於表1。當觀察到沒有 聚集物形成時,結果以符號,,〇,,表示,而當觀察到有聚集物形成時, 結果以符號,,X”表示。 實施例3至11 乙烯單體以與上述約略相同的方式進行乳化聚合,不同處在於 使用非反應性乳化劑BA05-N,而非中和大單體BAM6-N。比較實 施例3至11的觀察結果顯示於表2。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 實施例編號 乙烯單體 BAM6 (克/升-水) 異丙酮 Bee 4 10 〇 〇 5 St 40 〇 〇 6 80 〇 〇 7 10 〇 〇 8 MAA 40 〇 〇 40NDA200006TW _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) A·.. 1289567 A7 B7 五、發明説明(上3)) 9 80 〇 〇 10 BA 10 〇 〇 11 40 〇 〇 12 80 〇 〇 表2
比較實施例 編號 乙烯單體 BA05 (克/升-水) 異丙酮 Bee 3 10 X X 4 St 40 X X 5 80 X X 6 10 X X 7 MAA 40 X X 8 80 X • X 9 10 X X 10 BA 40 X X 11 80 X X (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於實施例4至12之每一個水性樹脂分散體中,即使加入溶劑而 且加以攪拌,乳化狀態依然維持穩定。另外,經過一個月後,每一 個水性樹脂分散體依然維持在穩定的乳化狀態。 另一方面,於比較實施例3至11的每一個水性樹脂分散體中, 於加入溶劑之後,立即形成聚集物。再者,即使將溶劑的添加量降 爲1/3,同樣形成聚集物。 40NDA200006TW 23 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1289567 A7 ______ B7五、發明説明(#) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例13 使用4〇克的EAM1-N,就EAM1成分而言,於一升的水當中 乳化200克的苯乙烯。加入125克的高硫酸紳作爲聚合起始物,然 後’於攝氏50度進行5小時的聚合反應,得到水性樹脂分散體。分 別將與水性樹脂分散體相同體積的異丙醇(IPA)以及乙二醇單丁醚 (Bee)加至該水性樹脂分散體中。未觀察到水性樹脂分散體的乳化 狀態有任何變化。 比較實施例12 使用 40 克的 ADEKALIA SOAP SE-10N(商標名;由 Asahi Denka Kogyo Κ·Κ·所製造)作爲反應性乳化劑,於一升的水中乳化200克 的甲基丙烯酸甲酯。加入1.25克的高硫酸鉀作爲聚合起始物,聚合 反應於攝氏50度下進行4小時,得到水性樹脂分散體。將水性樹脂 分散體置於一試管中,加入與水性樹脂分散體相同體積的異丙醇。 於加入異丙醇的當下,性樹脂分散體的乳化狀態維持穩定,但是, 隨著時間過去,水性樹脂分散體的黏滯度增加,而且,經過3天後, 水性樹脂分散體變成凝膠狀態的物質。 比較實施例13 與實施例1的實施步驟約略相同,不同處在於使用(6-2)中的 AAM1-N,而非BAM6-N。雖然比較實施例13中的大單體濃度與實 施例1至3中的每一個都相同,比較實施例13中的聚合反應速度極 度地慢,而且產生天量的聚集物。之所以會如此的理由’推定應該 是因爲AAM1-N的共聚合單位中並未包含任何疏水性單體。也就 40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 B7 五、發明說明(IS) 是,據推定是未包含疏水性單體的AAM1-N缺乏使單體分散並且於 水中溶解的能力,並且吸附至聚合物顆粒上的能力並不理想。 相反地,於每一個實施例中的大單體都包含一疏水性單體於其 共聚合單位中,因此,表現出作爲乳化劑的優良性能。 實施例14 混合57克的苯乙烯以及13克的BA以製備一單體溶液,使用 30克的BAM7-N,以BAM7成分而言,乳化該單體溶液以製備一單 體乳化液。將5%的單體乳化液加入一保持在攝氏80度、且含有總 量233克水-其中包含來自BAM7-N的水-的反應器容器中,將0.70 克過氧重硫酸錢(ammonium peroxodisulfate,APS )加入反應器容器 中,然後,將剩餘的單體乳化液添加入反應器容器中超過2小時, 於完成添加後,將反應溶液置放於攝氏8〇度歷時一個半小時。然後, 逐漸冷卻反應溶液,當反應溶液溫度達到攝氏70度時,加入0.05 克PBH( t-butyl hydroperoxide,第三丁基過氧化氫),然後於加入PBH 的五分鐘之後,加入0.10克Erbit N (異抗壞血病酸鈉的商標名,由 Fujisawa製藥公司所製造),接著冷卻至攝氏30度以製造樹脂分散 體。PBH/ErbitN係作爲氧化還原起始物。 比較實施例14 與實施例14的實施步驟約略相同以製備一樹脂分散體,不同處 在於使用BA08_N,而非BAM7-N。 40NDA200006TW 25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ui *------------tr---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1289567 A7 B7 五、發明說明(lb) 實施例15 混合57克的苯乙烯以及51克的BA以製備一單體溶液。將45 克的CHAM5-N,以CHAM5成分而言、以及總量352克的水-其中 包含來自CHAM5-N的水-加入一反應器容器中,該反應器容器維持 在攝氏80度。將5%的單體溶液加入至反應器容器中。將1.05克APS 加入反應器容器中,然後,將剩餘的單體溶液添加入反應器容器中 超過2小時,於添加後,將反應溶液置放於攝氏80度歷時一個半小 時。然後,逐漸冷卻反應溶液,當反應溶液溫度達到攝氏70度時, 加入0.075克PBH,然後於加入PBH的五分鐘之後,加入0· 15克Erbit N,接著冷卻至攝氏30度以製造樹脂分散體。 比較實施例15 與實施例15的實施步驟約略相同以製備一樹脂分散體,不同處 在於單體溶液更改爲一包含33克苯乙烯與73克BA的混合溶液、 以及使用CHA01-N,而非CHAM5-N。 測量實施例14與15、比較實施例14與15之樹脂分散體的粗 粒(不溶性顆粒)以及非揮發性成分(NV)。另外,觀察將和樹脂 分散體相同體積之異丙醇與樹脂分散體混合後的混合物狀態(異丙 醇測試),當乳化狀態保持穩定時,結果以符號”〇”表示;當觀察到 聚集物形成時,結果以符號”X”表示。個別項目的結果顯示於表3。 40NDA200006TW 26 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------tr---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1289567 A7 ______B7___五、發明說明(1)) 表3 編號 非揮發性成分 NV(%) 粗粒 異丙醇 貫施例14 30 微量 - 實施例15 30 微量 cp— 比較實施例14 30 微量 - 比較實施例15 30 大量沉積 — 實施例16 與實施例1約略相同的乳化聚合,不同之處在於BAM6-N的使 用量改爲20克。在聚合反應過程中,於適當的時間間隔取樣反應液 體,並且測量關於苯乙烯以及BAM6-N的反應比例。反應比例的決 定係由如下所實施。首先,準確地秤重二個樣品,將一氫 (hydroquinone) 7JC溶液加入第一樣品中以完全終止聚合反應,於低 壓下將未反應的苯乙烯以及水從混合液中移除,接著進行乾燥。測 量乾重並且計算苯乙烯的反應比例。另一方面,將一特定量的四氫 喃(THF)加入第二樣品中,使得所產生的聚合物能夠完全溶解 以製備一具有已知反應液體濃度的THF溶液。於該THF溶液中觀 察到一些可能具有一架橋結構的不可溶物質。使用0.45微米卡式過 濾器過濾該THF溶液,並且經由凝膠滲透色層分析(GPC)測量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -t tr·——一------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
BAM6-N的濃度。根據由折射率偵測器所得到之圖的尖端高度計算 BAM6-N的濃度。使用BAM6-N濃度的校正曲線,從尖端高度決定 未反應BAM6-N的濃度(A)。再者,從原材料的使用量計算THF
40NDA200006TW 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1289567 A7 B7 五、發明說明(β ) 溶液中總BAM6-N的濃度(B)。BAM6-N的反應比例係根據公式 1-(A/B)計算而得。結果顯示於圖!。GPC測量係根據下列條件。 溶劑:THF,流量1毫升/分鐘 管柱(column) : ShodexKF807/KF80M/KF802 (35〇C) 樣品注入量:100微升 比較實施例16 與實施例16約略相同的實施步驟,不同之處在於使用BA04-N, 而非BAM6-N。於THF溶液中未觀察到不溶物。關於苯乙烯以及 BA04-N的反應比例顯示於圖2。 BAM6-N幾乎不產生均一聚合,也就是,其幾乎不形成均一聚 合物。因此,圖1顯示BAM6-N與苯乙烯之間進行共聚合。另一方 面,圖2顯示BA04-N不與苯乙烯共聚合。從實施例16以及比較 實施例I6,推定既然實施例16中的大單體具有乳化效果而且係結 合至分散顆粒,使用實施例16中大單體所製造的水性樹脂分散體即 使於溶劑混合至分散體中時,依然保持於一穩定的分散狀態。 實施例16的水性樹脂分散體具有更前進的分散穩定性以及架橋 結構於其中,這提昇當分散體用於塗料劑、塗布材料、黏著劑以及 類似者產品的抗水性以及耐久性。 於本發明中,使用一具有乙烯未飽和鍵之大單體的中和產物讓 乙烯單體進行乳化聚合以製造一水性樹脂分散體,其中大單體係於 一反應溫度攝氏180至350度之間進行自由基聚合反應而製得。根 據本發明的製造方法製得具有先進聚合穩定度的水性樹脂分散體。 40NDA200006TW 28 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Claims (1)
1289567 1 六、申請專利範圍 案號:89113734 2007/6/20 修正 1· 一種水性樹脂分散體的製造方法,包含:: -----;------- - ί 裝·-- (請先閲讀背面之注*Λ事項本頁) 準備一單體混合物,其包含一晷有一羰基及一乙烯未飽和 鍵的第一卑體以及一具有一疏水基的第二單體,該單體混 .合物所包含的第一單體佔有百分之十至百分之七十五的摩 爾比例,該第二單體係至少一種選自具有對於水之溶解度 於攝,氏二十库爲重量比百分之二或以下之單體的化合物; 於攝氏180度至350度的溫度之間自由基聚合該單體混合 物以形大寧體; 中和該大每體:以得到一至少在其一端具有一乙烯未飽和鍵 的中和大車體;以及乂 利用該中和大單體作爲一乳化劑於一水的溶劑中乳化聚合 至少一乙烯單體。: ,、 : 2·根據申請專利範菌第1項之方法,其中該乳化聚合包含··. 準備一該中和大單體的水溶液;以及 連續或間歇性地添加至少一乙烯單體至該中和大單體的水 溶液。 •線. 根據申請專利範圍第1項之方法,其中該乳句聚合包含: 準備一包含該中和大單體、.至少一乙烯單體以及水的分散 溶液;以及 連續或間歇性地添加該分散溶液至一倒有水的反應器容 器。 4·根據申請專利.範團第1項之方法,其中該乳化聚合包含: 藉由將該中和大單體、至少一乙烯單體以及水倒至一反應 器谷器以開始乳化聚合。 40NDA/200006TW-替換頁 3〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 fI289567 六、申請專利範圍 案號:89113734 2007/6/20 修正 5.根據申請專利範圍第1項之方法,其中該乳化麥合包含: 準備一中和大單體溶液; 將水以及部分該中和大單體溶#置於一反應器容器中;以 將一乙烯單體以及其餘的該中和大單體溶液連續或間歇性 地添加至該反應器容器。 6·根據申請倉利範gj第1至5項中任一項之方法,其中係使 用一壤自感、取及一具有攝氏14〇度或以下之沸點之低沸 點胺類化砻物的鹼進行中和。V 7. 根據申請專利範圍第l·至5項中任一項之方法,其中該大 單體的數目平均分子量爲500至5000。 . ' .· * . . .......... . 8. 根據申請專利範圍第1至5項中任一項之方法,其中用於 乳化聚合之中和大單體的量爲每100份重量的乙烯單體0:5 至80份重量。: 9. 根據申請專利範圍第1至5項中任一項之方法,其中該第 一單體係至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙 烯醋酸、丙烯氧丙酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、甲基延 胡索酸、甲基順丁烯二酸、.衣康酸、以及順丁烯二酸酐的 化合物。 40NDA/200006TW-替換頁 31 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19702899 | 1999-07-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI289567B true TWI289567B (en) | 2007-11-11 |
Family
ID=16367555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW089113734A TWI289567B (en) | 1999-07-12 | 2000-07-11 | Method for producing aqueous resin dispersion composition |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1199314B1 (zh) |
JP (1) | JP3644432B2 (zh) |
KR (1) | KR100609870B1 (zh) |
CN (1) | CN1157417C (zh) |
AT (1) | ATE309275T1 (zh) |
AU (1) | AU5848900A (zh) |
CA (1) | CA2379418C (zh) |
DE (1) | DE60023899T2 (zh) |
MX (1) | MXPA02000403A (zh) |
TW (1) | TWI289567B (zh) |
WO (1) | WO2001004163A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7163992B2 (en) | 2001-03-15 | 2007-01-16 | Toagosei Co., Ltd. | Methods for manufacturing a copolymer with a high yield by reacting a vinyl monomer and a macromonomer |
JP2003002934A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Toagosei Co Ltd | 水性樹脂分散体及びその製造方法並びに用途 |
WO2003004543A1 (fr) * | 2001-07-03 | 2003-01-16 | Toagosei Co., Ltd. | Procede de preparation de copolymere, copolymere obtenu au moyen de ce procede et produit durci et film de revetement associes |
CN100406477C (zh) * | 2003-02-28 | 2008-07-30 | 东亚合成株式会社 | 粉末树脂的精制方法 |
TWI267519B (en) * | 2003-03-25 | 2006-12-01 | Toagosei Co Ltd | Process for production of rubber-reinforced copolymers |
JP5256590B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2013-08-07 | 東亞合成株式会社 | 重合体微粒子の製造方法 |
WO2010047287A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | 東亞合成株式会社 | 重合体微粒子の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06172466A (ja) * | 1992-05-26 | 1994-06-21 | Dainippon Ink & Chem Inc | 共重合体樹脂水性分散液 |
JP3498433B2 (ja) * | 1995-06-22 | 2004-02-16 | 東亞合成株式会社 | 水性樹脂分散体の製造方法 |
-
2000
- 2000-07-06 JP JP2001509772A patent/JP3644432B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-06 AT AT00944291T patent/ATE309275T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-07-06 CN CNB008102260A patent/CN1157417C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-06 MX MXPA02000403A patent/MXPA02000403A/es active IP Right Grant
- 2000-07-06 KR KR20027000390A patent/KR100609870B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-07-06 AU AU58489/00A patent/AU5848900A/en not_active Abandoned
- 2000-07-06 WO PCT/JP2000/004498 patent/WO2001004163A1/ja active IP Right Grant
- 2000-07-06 CA CA2379418A patent/CA2379418C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-06 EP EP00944291A patent/EP1199314B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-06 DE DE60023899T patent/DE60023899T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-11 TW TW089113734A patent/TWI289567B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1157417C (zh) | 2004-07-14 |
JP3644432B2 (ja) | 2005-04-27 |
CA2379418A1 (en) | 2001-01-18 |
WO2001004163A1 (fr) | 2001-01-18 |
EP1199314B1 (en) | 2005-11-09 |
EP1199314A4 (en) | 2003-07-30 |
KR100609870B1 (ko) | 2006-08-09 |
CN1360599A (zh) | 2002-07-24 |
DE60023899D1 (de) | 2005-12-15 |
MXPA02000403A (es) | 2004-05-21 |
EP1199314A1 (en) | 2002-04-24 |
CA2379418C (en) | 2010-05-11 |
AU5848900A (en) | 2001-01-30 |
KR20020040747A (ko) | 2002-05-30 |
ATE309275T1 (de) | 2005-11-15 |
DE60023899T2 (de) | 2006-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4632332B2 (ja) | 高分子量反応生成物の製造方法 | |
JP5683263B2 (ja) | 非イオン性水溶性添加剤 | |
JPH05117344A (ja) | コアシエルエマルジヨン及びそれを使用した水性プレスニス | |
TWI289567B (en) | Method for producing aqueous resin dispersion composition | |
JPH0425282B2 (zh) | ||
US4587290A (en) | Polymerization process using nonionic surfactant and copolymerizable unsaturated polyethylene glycol | |
US5721330A (en) | Macromonomers with high acid content and their method of preparation | |
US20120035316A1 (en) | Macromonomers and graft copolymers prepared by emulsion polymerization with a cobalt chelate chain transfer agent | |
KR20110056511A (ko) | 수용성 및 용매 가용성인 비이온성 첨가제 | |
CN113474378B (zh) | 用于制备水性分散体的方法 | |
JP5578080B2 (ja) | 重合体微粒子の製造方法 | |
WO2006007999A2 (en) | Aqueous vinyl graft copolymer compositions | |
EP0102707B1 (en) | Process for production of sterically stabilised wholly non-charged aqueous polymer dispersions | |
JPS5887106A (ja) | 水性樹脂分散体の製造法 | |
JP3801763B2 (ja) | 水性インキ用組成物 | |
AU783115B2 (en) | Aqueous polymer solution | |
WO1998044006A1 (fr) | Procede de production de particules polymeres fines | |
JP2004035747A (ja) | 水性樹脂分散体およびその製造方法並びに用途 | |
JPH05255041A (ja) | 皮膜形成性化粧料 | |
JPH08231651A (ja) | グラフト共重合体およびそれを含んでなる無色透明の電子写真用トナー | |
JPH0380162B2 (zh) | ||
JP2540374B2 (ja) | 水分散性樹脂組成物 | |
JPH05320261A (ja) | 乳化重合用ポリマー乳化剤 | |
TWI267519B (en) | Process for production of rubber-reinforced copolymers | |
JPH11116688A (ja) | 水性樹脂溶液の製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |