具有堿溶性和堿不溶性段的多段聚合物制造技術

具有堿不溶性聚合物及堿溶性聚合物的耐水性多段聚合物是由單體混合物通過順序乳液聚合制備的，單體混合物在堿溶性段具有酸官能度及任選的多官能化合物，堿不溶性段聚合物具有任選的胺官能度，致使得到的聚合物具有堿不溶性聚合物段和堿溶性聚合物段。用本發明專利技術的多段組合物及方法制備的薄膜特別適用于半透明木材著色粘合劑中。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及耐水性多段聚合物及其制備方法。本專利技術也涉及改善的具有堿不溶性乳液聚合物和堿溶性乳液聚合物的多段聚合物。本專利技術還涉及順序乳液聚合方法，其中堿溶性聚合物和堿不溶性聚合物基本上是以物理或化學方式相結合的。本專利技術的多段聚合物特別適于作為半透明的著色劑。可溶性樹脂與不溶性乳液聚合物的混合物和共混物是已知的，通常作為印墨配方中的粘合劑和保護印刷基材的套色印刷涂層。可溶性樹脂一般是采用溶液聚合制備的，如美國專利3，037，952中所公開的。芯-殼樹脂(美國專利4916171)較先有技術的混合物和共混物有了顯著的改進。在其它組分存在下聚合一個組分以形成芯-殼組合物的方法(如在專利′171所公開的)實現了生產效率、穩定性及流變性質的改進。通過化學接枝芯-殼聚合物也能實現芯-殼組合物的改進。用多官能化合物將內芯化學接枝到外殼(如美國專利4，876，313所公開的)，芯-殼組合物適用于需要具有穩定性配方的領域。所需要的是具有耐久性的多段聚合物。這些多段聚合物必須耐水以使當用作暴露于外界環境中的涂層時，能保護被涂的基材。因此，本專利技術的一個目的是提供適用于主要因素為耐水性環境中的多段聚合物。本專利技術的另一個目的是提供生產具有高耐久性的多段聚合物的方法。本專利技術還有一個目的是提供制備本專利技術多段聚合物的方法。美國專利5，073，591公開了生產酸性的、濃的聚合物乳液的方法，該聚合物乳液可經稀釋、中和后制成一種新的增稠劑。該專利公開了兩步法，其中第一步包括高含量的酸單體和交聯劑，第二步包括含氨基的單體。日本專利申請J01-185311A公開了生產具有內部空調的可用于紙張、纖維及皮革涂層的光漫射體或光漫射劑的聚合物顆粒的方法。該專利技術的堿溶脹性顆粒是由含羧酸單體和至少一種不飽和羧酸單體的單體經乳液聚合制備的。美國專利4，923，919公開了生產用作壓敏粘合劑聚合物組分的兩烯酸乳液聚合物的方法。該丙烯乳液是在堿溶解性或堿分散性聚合物樹脂存在下制得的。在聚合物載體樹脂存在下聚合的丙烯酸乳液聚合物常含有不同的單體以提高分子量和聚合物骨架的內部強度。該專利技術的丙烯酸乳液特別適用于作粘合劑。美國專利4，916，171公開了制備由堿不溶性內芯和堿可溶性外殼組成的聚合物的方法及其組合物。根據該專利技術方法制得的芯-殼聚合物適用于涂料、著色漆、透明套色印刷清漆、含水膠印油墨、皮革的聚合物涂層、地板擦光劑以及水泥組合物中。美國專利4，876，313公開了利用能將芯、殼以化學法接枝在一起的化合物，制備堿不溶性芯和堿溶性殼聚合物的方法。該專利技術的芯殼聚合物特別適用于印墨、涂料、清漆、地板擦光劑、皮革處理劑和水泥配方中。本專利技術涉及含堿可溶性聚合物與堿不溶性聚合物的多段聚合物的耐水性組合物，其中堿可溶性聚合物的酸官能度大于堿不溶性聚合物的酸官能度，其中堿可溶性及堿不溶性聚合物是通過順序乳液聚合方法制備的，其中堿不溶性聚合物是在堿可溶性聚合物存在下制備的。根據本專利技術方法制備的多段聚合物適用于高耐水性和耐久性要求的環境中，同時在半透明著色劑的涂敷保持所需的重迭性。本專利技術涉及基本上以物理或化學方式相結合的多段聚合物及它們在要求耐水性和耐久性涂敷中的應用。本專利技術的多段聚合物一旦用堿化合物溶解堿溶性聚合物后，堿不溶性段就和部分已溶解的堿溶性段繼續基本上以物理或化學方式相互結合在一起。在本專利技術的另一個形態中，多段聚合物是通過聚合含至少一種具有酸官能度的單體的單體混合物以形成堿溶性聚合物，以及在另一聚合步驟中在有預先形成的堿溶性聚合物的存在下，聚合任選地含至少一種具有胺官能度單體的單體混合物以形成堿不溶性聚合物來達到基本上以物理或化學方式相結合。本專利技術的堿溶性聚合物是采用至少一種具有酸官能度的單體制備的。具有這種酸官能度的適用單體包括選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、衣康酸酐以及富馬酸酐等。用在堿溶性聚合物中具有酸官能度單體的合適用量范圍為約10%至60%(重量)，優選約15%至約55%(以堿溶性聚合物重量計)。為了保證溶解度，堿溶性聚合物的酸含量高于堿不溶性聚合物。據信，堿溶性聚合物為半透明著色劑有良好的重迭性提供了所需的再分散性。還有，通過加入胺或堿導致溶解度后，堿溶性與堿不溶性聚合物的繼續結合產生本專利技術的具有耐水性和耐久性的多段聚合物。供制備堿溶性聚合物的合適的非酸官能單體用量為約40%至約90%的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯，它們可選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、苯乙烯、取代苯己烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯及其它C1至C12的丙烯酸及甲基丙烯酸烷基酯等。堿溶性聚合物的重均分子量小于堿不溶性聚合物。重均分子量為從約5000至約50000(用凝膠滲透色譜法測定)。堿溶性聚合物的組合物可含任何鏈轉移劑或它們的混合物以控制其分子量。適用的鏈轉移劑包括，如C1至C12烷基或官能烷基硫醇或烷基或官能烷基巰基鏈烷酸酯或鹵代烴，可用于可溶性聚合物中其用量以堿溶性聚合物重量計為約0.1%至約10%(重量)。聚合物的Tg是聚合物熔體流動和硬度的量度。Tg越高熔體流動性越低，涂層硬度越高。Tg在Principles of Pdymer Chemistry(1953)，Comell University Press中已有說明。Tg可進行精確測定或者可按Fox發表在Bull.Amer.Physics.Soc.，1，3，p123(1956)中所述方法計算。在此所采用的Tg指的是精確測定值。聚合物Tg的測定采用差示掃描量熱法(DSC)(加熱速率為每20分鐘10℃，第一個轉折點為Tg)。本專利技術堿溶性聚合物的Tg為約-20℃至100℃，更優選約-20℃至75℃。用于制備堿不溶性聚合物的非酸官能單體與用于制備堿溶性聚合物的相同。合適的用量為丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯等的約65%至100%。具有酸官能度的單體可以與制備堿不溶性聚合物的非酸官能單體共聚。但是，堿不溶性聚合物中酸官能度單體必須少于10%(重量)，以使堿不溶性聚合物不溶于堿溶液中。在堿不溶性聚合物中含酸單體的合適含量約0%至約10%，優選約0.5%至約5%(按堿不溶性聚合物重量計)。用凝膠滲透色譜法測定的堿不溶性聚合物的重均分子量大于50，000。本專利技術的堿不溶性聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)為約-65℃至約100℃，優選-65℃至約30℃。本專利技術堿不溶性聚合物也可包含胺官能單體該單體選自(甲基)丙烯酸叔丁基氨基己基酯、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸惡唑烷基乙基酯、乙烯基芐胺、乙烯基苯胺、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶、對氨基苯乙烯、取代的二烯丙基胺、乙烯基哌啶、乙烯基咪唑、(甲基)丙烯酸2-嗎啉代乙基酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-取代(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨(MAPTAC)、二烯丙基二甲基氯化銨(DADMAC)、2-三甲基乙基丙烯酸氯化銨(TMAEMC)、取代的(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酰胺的季銨鹽單體等。供制備堿不溶性聚合物的帶胺官能團單體的合適本文檔來自技高網...

【技術保護點】
耐水性組合物，含有用順序乳液聚合方法制備的多段聚合物，順序乳液聚合法包括堿溶性段和堿不溶性段，其中堿溶性段所具有的酸官能度大于堿不溶性段的酸官能度，且堿不溶性段是在堿溶性段存在下制備的。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：SR基爾，GR拉松，JA舍特，
申請(專利權)人：羅姆和哈斯公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]