包含丙烯酸乙基己酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物的水性分散体和乳液涂料
文献发布时间:2023-06-19 10:18:07
本发明涉及包含丙烯酸乙基己酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物作为基料的水性分散体和乳液涂料、特别是内墙涂料,制备水性分散体和乳液涂料的方法,水性乳液涂料的用途,以及丙烯酸乙基己酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物作为基料用于碱性水性乳液涂料的用途。
通常根据DIN 18363使用双组分硅酸盐涂料或使用单组分硅酸盐乳液涂料涂覆基材;这些涂料除水玻璃和耐水玻璃的颜料外,还包含最高达5重量%的有机成分,基于硅酸盐乳液涂料的总量计。所使用的有机成分通常为合成树脂分散体。
包含聚合物分散体作为基料的乳液涂料由于其较易于处理而具有优势。为了确保足够的储存稳定性,分散体和乳液涂料通常包含防腐剂和/或杀生物剂。因此,一个目的是提供不含杀生物剂的分散体和乳液涂料。
WO 02/0078记载了一种不含防腐剂的乳液涂料,其包含作为有机基料的聚合物分散体、颜料和/或填料,以及最高达2重量%的水玻璃作为无机基料。提及的聚合物分散体为聚苯乙烯丙烯酸酯,并仅概括性地列出了各种单体类别。聚合物基料大多在高pH下不具有长期稳定性,这也对乳液涂料具有影响。
DE 10 2014 013 455和WO2017/144694教导了不含防腐剂的乳液涂料,其具有高pH并且还添加了碱金属烷基硅醇盐(alkali metal alkylsiliconate)。该文献还教导了直链丙烯酸酯或聚苯乙烯丙烯酸酯作为聚合物分散体,并仅以一种非常概括的方式教导了各种单体类别。
本发明的一个目的是找到一种乳液涂料,其基料聚合物即使在高pH下也具有良好的储存稳定性。还寻找具有高pH值的分散体,其中分散体或涂料的物理性质(如pH、粘度和稳定性)在尽可能最长的时间内不改变。
根据本发明,该目的通过包含以下组分的水性乳液涂料实现:
a)5重量%至50重量%、优选8-30重量%的聚合物水分散体,其固含量为40重量%至60重量%,可通过单体混合物的自由基水性乳液聚合获得,所述单体混合物包含丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯和一种或多种乙烯基芳族化合物、优选苯乙烯,
b)0.1重量%至5重量%的碱金属烷基硅醇盐(固体)和/或水溶性硅酸盐(固体),
c)20重量%至70重量%的无机填料,
d)0重量%至30重量%的至少一种颜料,
e)0.1重量%至10重量%的常规助剂,和
f)水,
各自基于乳液涂料的总量计,乳液涂料的pH值为10至12、优选10.5至12、特别优选11至12。
本发明还包含水性分散体,其制备方法及其作为有机基料在具有高pH的乳液涂料中的用途。
根据本发明,使用5重量%至50重量%、优选8重量%至30重量%且特别是10重量%至20重量%的聚合物水分散体(组分a),其固含量为40重量%至60重量%,可通过单体混合物的自由基水性乳液聚合获得,所述单体混合物包含丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯和一种或多种乙烯基芳族化合物。
存在于本发明使用的聚合物分散体中的基料聚合物包含共聚形式的以下组分,
10至30重量份、优选12至20重量份的丙烯酸乙基己酯,基于全部单体计,
25至50重量份、优选30至45重量份的丙烯酸丁酯,基于全部单体计,
30至50重量份、优选35至45重量份的一种或多种乙烯基芳族化合物,基于全部单体计,
0至10重量份、优选0.1至5重量份的一种或多种选自磺酸、羧酸、其碱金属盐或铵盐、羧酸酐、酰胺和羟烷基酯的单体,基于全部单体计,和
0至10重量份、优选0.1至5重量份的其他单体,基于全部单体计,
所有单体的总和总计为100重量份。
作为丙烯酸乙基己酯,根据本发明丙烯酸2-乙基己酯优选是合适的。
作为丙烯酸丁酯,根据本发明丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯和丙烯酸正丁酯是合适的。优选丙烯酸正丁酯。
合适的乙烯基芳族化合物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻或对乙烯基甲苯。优选使用苯乙烯。
可进一步形成聚合物,换言之,单体混合物包含最高达10重量份、优选0.1至5重量份的一种或多种选自磺酸、羧酸、其碱金属盐或铵盐、羧酸酐、酰胺和羟烷基酯的单体,基于全部单体计。可提及的实例包括单烯键式不饱和烷基磺酸或单烯键式不饱和芳基磺酸(例如乙烯基磺酸、甲基烯丙基磺酸、乙烯基苯磺酸、丙烯酰胺基乙磺酸、丙烯酰胺基丙磺酸、2-磺基乙基(甲基)丙烯酸酯、磺基丙基(甲基)丙烯酸酯),α,β-不饱和C
单体混合物还可包含含硅氧烷基的单体,其量优选为0.01至5重量份、优选0.01至2重量份,基于全部单体计。合适的包含硅氧烷基的单体为例如乙烯基三烷氧基硅烷(例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷)、烷基乙烯基二烷氧基硅烷或(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷(例如(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)或其混合物。特别优选这样的聚合物水分散体,其单体混合物包含(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷,其量优选为0.01至5重量份、特别是0.01至2重量份,基于全部单体计。
除了所提及的单体丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯、乙烯基芳族化合物和上述具有稳定基团的单体以及包含硅氧烷基的单体之外,本发明的基料聚合物还可包含最高达10重量份的共聚形式的其他烯键式不饱和单体,基于基料聚合物计。因此,在单体混合物中可存在最高达10重量份的这些其他单体。单体混合物优选包含最高达5重量份的其他单体。
根据一个优选的实施方案,单体混合物由以下物质组成:丙烯酸乙基己酯,丙烯酸丁酯,乙烯基芳族化合物和一种或多种选自磺酸、羧酸、其碱金属盐或铵盐、羧酸酐、酰胺和羟烷基酯的单体以及任选地一种或多种包含硅氧烷基的单体。
合适的其他单体为例如支链和无支链的烯键式不饱和C
合适的其他单体还为例如氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈,和甲基丙烯酸的(C
还适合作为其他单体的为N-乙烯基吡咯烷酮、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)亚乙基脲、N-(2-丙烯酰氧基乙基)亚乙基脲、丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、二丙酮丙烯酰胺。
合适的其他单体还为赋予各乳液涂料更高强度的单体。这些单体通常具有至少一个环氧基或至少两个非共轭的烯键式不饱和双键。其实例包括具有两个乙烯基的单体、具有两个亚乙烯基的单体和具有两个烯基的单体。此处特别有利的为二元醇与α,β-单烯键式不饱和一元羧酸(其中优选丙烯酸和甲基丙烯酸)的二酯。具有两个非共轭的烯键式不饱和双键的此类单体的实例包括烷二醇二丙烯酸酯和烷二醇二甲基丙烯酸酯,例如乙二醇二丙烯酸酯、1,2-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,2-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二甘醇(1,6-hexane diglycol)二甲基丙烯酸酯以及甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、丙烯酸环戊二烯基酯、氰脲酸三烯丙酯或异氰脲酸三烯丙酯。
作为其他单体提及的所有单体可单独或混合使用。
本发明使用的基料聚合物的最小成膜温度通常为-5至30℃。优选最低成膜温度≤10℃、优选≤8℃且特别优选≤5℃的基料聚合物。
存在于聚合物分散体中的基料聚合物颗粒的平均粒径优选为50至300nm、特别优选50至200nm,通过光散射测定。
本发明使用的聚合物水分散体在0.01至1重量份、优选0.01至0.5重量份且特别是0.01至0.4重量份(各自基于全部单体的量计)的至少一种自由基聚合引发剂的存在下通过上述单体的自由基乳液聚合进行。
合适的自由基聚合引发剂为能够引发自由基水性乳液聚合的所有引发剂。其可为过氧化物、氢过氧化物,例如碱金属过氧二硫酸盐(peroxodisulfate),或偶氮化合物。还使用由至少一种有机还原剂和至少一种过氧化物和/或氢过氧化物组成的组合体系,例如叔丁基过氧化氢和羟基甲磺酸钠盐、过氧化氢和抗坏血酸,或过氧二硫酸钠和二亚硫酸钠。优选的组合体系另外还包含少量金属化合物,所述金属化合物可溶于聚合介质中并且其金属组分可呈现多种价态,例如抗坏血酸/硫酸亚铁(II)/过氧化氢;其中还经常可使用羟基甲烷亚磺酸的钠盐、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或二亚硫酸钠代替抗坏血酸,并使用叔丁基过氧化氢或碱金属过氧二硫酸盐和/或过氧二硫酸铵代替过氧化氢。经常使用水溶性铁盐和钒盐的组合代替水溶性亚铁(II)盐。优选的引发剂为过氧硫酸或过氧二硫酸的铵盐或碱金属盐,特别是过氧二硫酸钠或过氧二硫酸钾。
为了制备根据本发明使用的聚合物分散体,除了常规用于乳液聚合的表面活性物质外,还任选地使用至少一种非离子乳化剂,其量优选为0.5重量%至10重量%、特别是1重量%至8重量%且特别优选2重量%至4重量%,各自基于总单体量计。可用的非离子乳化剂为芳族或脂族非离子乳化剂,例如乙氧基化的单、二和三烷基酚(EO含量:3至50,烷基:C
其他有用的乳化剂优选具有阴离子性质。其包括以下物质的碱金属盐和铵盐:烷基硫酸盐(烷基:C
优选的阴离子表面活性物质还为以下通式的化合物
其中R
其他合适的乳化剂可例如在Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,卷14/1,Makromolekulare Stoffe,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,1961,第192至208页中找到。
合适的乳化剂可商购获得,例如以商品名
另外,可使用合适的保护胶体,例如聚乙烯醇、纤维素衍生物或含乙烯基吡咯烷酮的共聚物。其他合适的保护胶体的详细描述可在Houben-Weyl,Methoden der OrganischenChemie,vol.14/1,Makromolekulare Stoffe,Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart,1961,第411-420页中找到。表面活性物质(固体)的总量通常占最高达30重量%、优选0.3重量%至10重量%且特别优选0.5重量%至5重量%,基于待聚合的单体计。
基料聚合物的分子量可通过添加少量、通常最高达2重量%的一种或多种分子量调节物质(例如有机硫化合物或烯丙醇)来调节,所述量基于待聚合的单体计。然而,优选在不使用这些化合物的情况下制备的那些基料聚合物。
乳液聚合可连续进行或以间歇方式进行,优选通过半连续方法进行。在这种情况下,可将待聚合的单体连续地(包括分阶段模式或梯度模式)添加到聚合混合物中。优选进料时间短的进料方法,换言之,将单体在1至4小时内、优选在1.5至3小时内计量加入至反应混合物中,优选作为水性乳液加入。
除了无种子的制备方式外,还可通过种子胶乳法或在原位产生的种子胶乳的存在下进行乳液聚合来调节聚合物颗粒的粒度。这样的方法是已知的并且可在现有技术中找到(参见EP-B 40 419和'Encyclopedia of Polymer Science and Technology',第5卷,JohnWiley&Sons Inc.,New York,1966,第847页)。
例如,在进料方法中,现有技术建议首先向聚合容器中加入所限定的、细分的种子聚合物分散体,然后在种子的存在下使单体聚合。在这种情况下,种子聚合物颗粒充当“聚合核”,并使聚合物颗粒的形成与聚合物颗粒的生长互不关联。可在乳液聚合期间添加其他种子分散体。这实现了聚合物颗粒的宽尺寸分布,这尤其是在具有高固含量的聚合物分散体的情况下(参见DE-A 42 13 965)常常是期望的。代替添加所限定的种子胶乳,其还可原位产生。为此,例如,首先将一部分单体和引发剂与乳化剂一起加入并加热至反应温度以形成相对细分的胶乳。然后通过进料方法在相同的聚合容器中进行实际的聚合反应(也参见DE-A 42 13 965)。
计量加入乳液聚合的引发剂的方式并不关键。引发剂可首先完全装入聚合容器中,或者在乳液聚合过程中以其消耗速率连续或分阶段添加。该步骤既取决于引发剂的化学性质也取决于聚合温度,并且可由本领域技术人员根据需要选择。优选向反应混合物中连续或逐步计量加入。
聚合压力和聚合温度同样不太重要。通常,使用室温至120℃、优选50至95℃且特别优选70至90℃的温度。
在实际的聚合反应之后,通常需要使聚合物水分散体基本上不含气味载体,例如残余单体和其他挥发性有机成分。这可以以本身已知的方式通过物理方式通过蒸馏法除去(特别是通过蒸汽蒸馏)或通过用惰性气体汽提来实现。
残余单体的减少还可通过化学方式通过自由基后聚合来实现,特别是在氧化还原引发剂体系的作用下,例如在例如DE-A 44 35 423、DE-A 44 19 518以及DE-A 44 35 422中详细描述的。用于氧化还原引发的后聚合的特别合适的氧化剂包括过氧化氢、叔丁基氢过氧化物、枯烯过氧化氢或碱金属过氧化物硫酸盐。合适的还原剂包括二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、羟基甲烷亚磺酸钠、甲脒亚磺酸、丙酮亚硫酸氢盐(=亚硫酸氢钠在丙酮上的加成产物)、抗坏血酸或还原糖化合物或水溶性硫醇(例如巯基乙醇)。使用氧化还原引发剂体系的后聚合在10至100℃、优选20至90℃的温度范围内进行。氧化还原伴侣可各自独立地在10分钟至4小时的时间内整体地、分批地或连续地添加到分散体中。为了改善氧化还原引发剂体系的后聚合作用,可将不同价的金属的可溶性盐(例如铁盐、铜盐或钒盐)添加到分散体中。还经常加入在反应条件下将金属盐保持在溶液中的络合剂。
聚合物分散体通常最后用碱中和,例如碱金属或碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物,或挥发性或非挥发性胺。非挥发性胺包括特别是乙氧基化的二胺或多胺,如可例如以名称
然后可将所述聚合物分散体与碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐一起调节至pH为10至12、优选11至12。根据本发明的一个实施方案,pH可在配制本发明的乳液涂料时进行调节。
因此,本发明还涉及固含量为40重量%至60重量%的聚合物水分散体作为有机基料与碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐结合在pH为10至12的涂料组合物、优选乳液涂料中的用途,所述聚合物水分散体可通过单体混合物的自由基水性乳液聚合获得,所述单体混合物包含丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯和一种或多种乙烯基芳族化合物。
然而,还可先前通过添加碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐和任选地无机碱,将聚合物分散体的pH调节至10至12、优选11至12。合适的无机碱为上述碱金属或碱土金属氢氧化物以及碱土金属氧化物。此处可以任何顺序进行添加。
因此,本发明还涉及聚合物水分散体,其可通过单体混合物的自由基水性乳液聚合反应获得,所述单体混合物包含丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯和一种或多种乙烯基芳族化合物、优选苯乙烯,然后使用基于聚合物水分散体计至少0.5重量%的碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐并任选地使用无机碱将pH值调节至10至12。
聚合物水分散体优选地可通过以下步骤获得:使单体混合物自由基水性乳液聚合,所述单体混合物包含基于全部单体计10至30重量份的丙烯酸乙基己酯,基于全部单体计25至50重量份的丙烯酸丁酯和基于全部单体计30至50重量份的一种或多种乙烯基芳族化合物、优选苯乙烯,以及任选地最高达10重量%的其他烯键式不饱和单体,其中所有单体的总量总计为100重量份;聚合;随后使用基于聚合物水分散体计至少0.5重量%、优选0.5至10重量%的碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐并任选地使用无机碱将pH值调节至10至12。
特别优选上述聚合物分散体,其通过自由基水性乳液聚合获得,随后使用基于聚合物水分散体计至少0.5重量%、优选0.5至10重量%的碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐并任选地使用无机碱将pH调节至10至12。
因此,本发明还涉及一种制备聚合物水分散体的方法,其中将包含丙烯酸乙基己酯、丙烯酸丁酯和一种或多种乙烯基芳族化合物、优选苯乙烯的单体混合物进行自由基聚合,然后使用碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐以及任选地无机碱将其后获得的分散体的pH值调节至10至12。
本发明的碱金属烷基硅醇盐特别是具有式MOSi(R)(OH)z的化合物,其中M为碱金属,R为烷基。碱金属烷基硅醇盐可例如通过使烷基硅烷三醇与碱金属氢氧化物反应而获得。碱金属烷基硅醇盐的溶液、特别是水溶液的制备在例如DE 1 031 910中描述。
在适用于本发明的碱金属烷基硅醇盐的化合物MOSi(R)(OH)z中,碱金属M尤其可选自锂、钠、钾及其混合物。烷基R优选选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、苯基、芳基和环己基。
优选烷基甲基。本发明的乳液涂料的碱金属烷基硅醇盐进一步优选选自甲基硅醇锂、甲基硅醇钠和甲基硅醇钾。碱金属烷基硅醇盐最优选为甲基硅醇钾。这些碱金属烷基硅醇盐、特别是甲基硅醇钾使得表面均匀并且易于处理。
本发明的乳液涂料中存在的碱金属烷基硅醇盐的量为0.1重量%至5重量%,基于乳液涂料的总重量计。本发明的乳液涂料优选包含0.1重量%至2重量%、特别是0.3重量%至2重量%或0.5重量%至1.5重量%的碱金属烷基硅醇盐,各自基于乳液涂料的总重量计。具有这些含量的乳液涂料显示出良好的可加工性和良好的储存稳定性。
本发明的乳液涂料中存在的水溶性碱金属硅酸盐的量为0.1重量%至5重量%(固体),基于乳液涂料的总重量计。基于SiO
本发明合适的水溶性硅酸盐为水溶性碱金属硅酸盐,也称为水玻璃,例如硅酸锂、硅酸钠或优选地硅酸钾(钾水玻璃)。特别优选在水溶液中使用K
本发明的聚合物水分散体优选适于配制颜料体积浓度为≥50、优选60至90的乳液涂料、特别是内墙涂料。
根据本发明,乳液涂料还包含20重量%至70重量%的无机填料。合适的填料的实例为铝硅酸盐(如长石)、硅酸盐(如高岭土、滑石、云母)、菱镁矿、碱土金属碳酸盐(如例如方解石或白垩形式的碳酸钙、碳酸镁、白云石)、碱土金属硫酸盐(如硫酸钙)、二氧化硅等。在涂料中,合理地,优选细分的填料。填料可以单独组分的形式使用。然而,实际上,已发现填料混合物是特别有用的,例如碳酸钙/高岭土、碳酸钙/滑石。
细分的填料还可用于增强遮盖力和/或节省白色颜料。彩色颜料和填料的混合物优选用于调控色调的遮盖力和颜色深度。
乳液涂料还可包含最高达30重量%的至少一种颜料。合适的颜料为例如无机白色颜料,例如二氧化钛,优选金红石形式的二氧化钛,硫酸钡、氧化锌、硫化锌、碱性碳酸铅、三氧化二锑、锌钡白(硫化锌+硫酸钡);或有色颜料,例如氧化铁、炭黑、石墨、锌黄、锌绿、群青、锰黑、锑黑、锰紫、普鲁士蓝或巴黎绿。除无机颜料之外,本发明的乳液涂料还可包含有机彩色颜料,例如乌贼的墨、藤黄、卡塞尔棕、甲苯胺红、对位红、汉莎黄、靛蓝、偶氮染料、蒽醌和靛蓝类染料以及二噁嗪、喹吖啶酮、酞菁、异吲哚啉酮和金属络合物颜料。还合适的为带有气穴以增强光散射的合成白色颜料,例如
乳液涂料还包含0.1重量%至10重量%的其他助剂,例如常用于乳液涂料的助剂,所述量基于聚合物水分散体计。除了聚合中使用的乳化剂外,典型的助剂还包括润湿剂或分散剂,例如多磷酸钠、多磷酸钾或多磷酸铵、丙烯酸酐或马来酸酐共聚物的碱金属盐和铵盐、多膦酸盐(例如1-羟乙烷-1,1-二膦酸钠)和萘磺酸的盐、特别是其钠盐。
其他合适的助剂为流平剂、消泡剂、杀生物剂和增稠剂。合适的增稠剂为例如缔合型增稠剂,例如聚氨酯增稠剂。增稠剂的量优选小于1重量%,特别优选小于0.6重量%,基于乳液涂料的固含量计。
PVC描述了颜料(V
特别优选水性乳液涂料,其包含
a)5重量%至30重量%、优选8重量%至15重量%的聚合物水分散体,其固含量为40重量%至60重量%,
b)0.1重量%至3.5重量%、优选0.2重量%至2重量%的碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐,优选0.3重量%至1.5重量%的烷基硅酸钾,
c)20重量%至70重量%、优选30重量%至60重量%的无机填料,
d)0重量%至30重量%、优选0重量%至20重量%的至少一种无机颜料,
e)0.1重量%至10重量%的常规助剂,以及
f)水,
各自基于乳液涂料的总量计,乳液涂料的pH值为10至12、优选11至12。
本发明还提供如上所定义的聚合物水分散体在乳液涂料、优选具有高填料含量的内墙涂料中的用途。
本发明的pH≥10的乳液涂料表现出良好的pH稳定性,这意指其不易被微生物侵袭或仅轻微地易受微生物侵袭。这种非常好的稳定性使其可以易于制备不含或含有远远更低量的防腐剂和/或杀生物剂的制剂。
其还适用于本发明的新型分散体,所述分散体已使用碱金属烷基硅醇盐和/或水溶性硅酸盐以及任选地碱将pH设为10至12、优选11至12。其还表现出良好的pH稳定性,并且不具有被微生物侵袭的倾向。
本发明的分散体在高pH下也不形成任何凝结物。凝结物通常导致过滤问题。含有凝结物或有凝结趋势的分散体在使用中通常也有问题。
下文给出的实施例旨在阐明本发明而不是限制本发明。
聚合物颗粒的粒径(Z-平均值)通过动态光散射法在23℃下对0.01重量%的分散体使用来自英国Malvern Instruments的Autosizer IIc测定。报告的是所测得的自相关函数的累积z平均直径。
pH使用Knick(型号:Portamess 913(X)ph)pH计测定。
聚合物分散体的固含量通过将0.5至1.5g聚合物分散体分布在直径为4cm的金属薄板盖中,然后使用干燥机(Mettler Toledo HR 83卤素干燥机)在140℃下干燥至恒定质量来测定。干燥后样品质量与取样时样品质量之比得到聚合物的固含量。
粘度通过两种不同的方法测定:
ICI:使用来自Epprecht Instruments&Controls AG的I.C.I.锥板粘度计(I.C.I.Cone&Plate viscometer)测量,以单位泊[P]给出
KU:使用Brookfield粘度计(来自Brookfield)在200rpm下测量,以单位克雷布斯[KU]给出
研究聚合物分散体在抗凝结物形成方面的稳定性:
将储存的分散体稀薄地施用在玻璃板上(使用玻璃棒),目视评估缺陷(斑点/粗砂)。在储存期间,斑点或粗砂的形成越少,分散体的凝结趋势越低,并且分散体的胶体稳定性越稳定。
制备聚合物分散体的一般步骤:
聚合物分散体通过半连续乳液聚合制备。这包括在反应器的初始进料中使用聚苯乙烯种子来控制粒径并将其调节至100-300nm。所用单体的比例整理于表1中。选择水的分布量,使完全聚合的分散体的理论固含量为表1中给出的值。
实施例B1和B2以及比较例V1、V2和V3
使用表1中所示的单体并以根据制备聚合物分散体的一般步骤所示的量来制备本发明的分散体B1和B2以及非本发明的比较分散体V1、V2和V3。
表1:分散体的单体组成
pphm:每百份单体的份数
然后在反应温度或室温下将反应产物与碱混合,在该过程中将pH调节至>11。调节pH的精确条件可在各实施例中找到。
通过后处理制备分散体D1V1、D2B1、D3B2、D4V2和D5V3
根据在表2中示出的数据进行后处理。首先,使用氢氧化钠溶液中和V1、B1和B2(pH7)。然后,将10g的
表2:经后处理的分散体的制备:
所使用的甲基硅醇钾为
Silres BS16(来自Wacker,固含量55重量%)
将分散体在各条件下储存。在改变储存时间之后,检查分散体的性质。结果整理于表3中。
表3:储存后的pH
测量结果表明,在根据本发明制备的分散体D2B1的情况下,即使经过相对长的储存时间pH也保持不变并且不会减弱。对于pH值降低至低于11的分散体,通常可预期到来自微生物的更强烈的侵袭。在样品D1V1的储存中,已经可以看出pH降低成为一种趋势。因此,本发明的分散体D2B1表现出更好的储存稳定性。
通过后处理制备分散体D6B1和D7B2(本发明)
根据在表2中示出的数据进行后处理。为此,首先将反应产物B1和B2使用氢氧化钠溶液中和(pH 7),然后与
表4:经后处理的分散体的pH:
将分散体在各条件下储存。在改变储存时间之后,检查分散体的性质。结果整理于表5中。
表5:储存后的pH
使用玻璃棒将各储存的分散体的样品稀薄地施用至玻璃板上,并评估外观缺陷。
表6:分散体D6B1和D7B2储存后的凝结物形成
从所描述的实施例中清楚的是,通过要求保护的方法制备的分散体对于高pH非常稳定。这一点可从以下事实看出:物理性质(例如pH、粘度或稳定性(凝结物形成))非常恒定。
进行了进一步研究。将B1和V3使用氢氧化钠溶液中和(pH 7),然后在搅拌下与
乳液涂料F1(本发明)
制备具有以下组成的乳液涂料:
上述制剂的固含量为48.9重量%,PVC为71.7。制备后涂料的pH为10,并用20重量%的氢氧化钾溶液调节至pH为11.3。
或者,已用甲基硅醇钾和氢氧化钾溶液调节至pH>11的分散体D2B1可用作涂料制剂中的基料,并在储存后表现出稳定的pH。
表7:涂料制剂P1的稳定性研究:
RT:室温,25℃
分散体涂料在粘度和pH方面显示出非常好的稳定性。
- 包含丙烯酸乙基己酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物的水性分散体和乳液涂料
- 包含苯乙烯-丁二烯共聚物和/或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙酸乙烯酯-乙烯共聚物的组合的纸张涂布浆料