聚脲大分子單體及其膠乳的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組合物，其含有a)聚合物顆粒的穩(wěn)定水性分散體，所述聚合物顆粒含有一種或多種以下結(jié)構(gòu)單元：i)聚脲大分子單體；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯單體、或它們的組合；和/或b)以下物質(zhì)的水性混合物：i)聚脲大分子單體聚合物顆粒；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯類聚合物顆粒、或它們的組合，其中聚脲大分子單體由下式I表征：其中A1、A2、R1、R2和R3如本文所定義。另一方面，本發(fā)明是式I的化合物。用本發(fā)明的化合物制備的組合物可用于形成具有優(yōu)異的低溫成膜性、硬度與撓性之間平衡的涂料。
【專利說明】聚脲大分子單體及其膠乳

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚脲大分子單體(PUM)，其可用于制備各種乳液聚合物的水性分散體。

【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酸類聚合物和聚氨酯的水性分散體一般用于相似的細(xì)分市場。相比于丙烯酸類分散體，聚氨酯分散體(PUD)通常在涂料應(yīng)用領(lǐng)域提供優(yōu)異的成膜性、撓性與硬度之間的平衡，而在粘合劑應(yīng)用領(lǐng)域提供優(yōu)異的韌性、耐磨性與機(jī)械撓性之間的平衡。另一方面，丙烯酸類物質(zhì)可提供杰出的外部耐久性和耐化學(xué)性，其比PUD更節(jié)約成本。
[0003]PUD與丙烯酸類物質(zhì)不同的性能概況可歸因于它們聚合物鏈結(jié)構(gòu)的顯著差異。成本與性能平衡的壓力使得PUD使用者開始評估PUD/丙烯酸類摻混物和雜混物，取得有限的成功。(參見例如聚氨酯“/丙烯酸類雜混物與相關(guān)聚氨酯分散體和丙烯酸類乳液摻混物的性倉匕較與對t匕(Comparing and contrasting the properties of urethane/acrylichybrids with those of corresponding blends of urethane dispers1ns and acrylicemuls1ns)，，R.A.Brown 等，Progress in Organic Coatings2005，52 (I)，73-84 ;以及“水性聚氨酯/聚丙烯酸叔丁酯雜混物分散體的合成與性能(Synthesis and properties ofaqueous polyurethane/polytert-butylacrylate hybrid dispers1ns)^H.T.Lee 等，Journal of Polymer Research2005, 12 (4)，271-277 ;和美國專利第 5，650，159 號。)
[0004]因此找到獲取丙烯酸類和PUD所需性能的成本節(jié)約的方法將是本領(lǐng)域的一大進(jìn)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是式⑴的化合物:
[0006]

【權(quán)利要求】
1.一種組合物，其含有a)聚合物顆粒的穩(wěn)定水性分散體，所述聚合物顆粒含有一種或多種以下結(jié)構(gòu)單元:i)聚脲大分子單體JPii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯單體、或它們的組合；和/或b)以下物質(zhì)的水性混合物:i)聚脲大分子單體顆粒；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯類聚合物顆粒、或它們的組合，其中聚脲大分子單體由下式I表征:
其中η是1-20 ； R1、R2和R3各自獨(dú)立地是C2-C2tl烷二基、C3-C2tl環(huán)烷二基、C6-C20芳二基、或C7-C2tl芳烷 基; X和Y獨(dú)立的是O或NR4，其中R4是H或C1-C6烷基，前提是X和Y中至少一個是NH ；
A1 和 A2 中至少一個是-C(O)-(Z)111-R5 -CH2CH(OH)R6 廠CR7 = CH-C(O)O(CH2)pR8 ；
-C (O) -Y’ - (CH2) PR9 ;或 CH2-CH2-C (O) -O-R10 ； 其中，R5各自獨(dú)立地是C2-C2tl烷基、C3-C2tl環(huán)烷基、C6-C2tl芳基、或C7-C2tl芳烷基，前提是至少一個R5是被羧酸基團(tuán)和/或可聚合的烯烴基團(tuán)官能化的； R6各自獨(dú)立地是-CH2-丙烯酸酯基、-CH2-甲基丙烯酸酯基、或-(CH2)p-COOH; R7各自獨(dú)立地是H或CH3 ； R8各自獨(dú)立地是丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、或COOH ； R9各自獨(dú)立地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基； R10各自獨(dú)立地是H或-CH2CH = CH2 ；
Y’ 是 O 或 NR4 ;
m是O或I ; P各自獨(dú)立地是2_6 ;和 化合物的Mn為500-8，000道爾頓。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，X和Y各自是NH;該化合物的Mn為1000-6000道爾頓；該聚合物顆粒含有2-30重量％的聚脲大分子單體結(jié)構(gòu)單元和50-98重量％的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或苯乙烯、或它們的組合的結(jié)構(gòu)單元，其中A1和A2各自獨(dú)立地是-C (O) - (Z)m-R5 ； - CH2-CH(OH) R6 ； - CR7 = CH-C (O) -O- (CH2)PR8 ；-C (O) -Y’- (CH2)PR9 ;或CH2-CH2-C (0) -O-R100
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，所述R1是1，6-己二基，
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于:R2和R3各自獨(dú)立的是C2-Cltl直鏈或支化的烷二基、苯二基、苯二甲烷二基、或環(huán)己二基；以及 η是2至10。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，R1是
R2和R3各自獨(dú)立的是直鏈或支化的C3-Cltl烷二基； 化合物的Mn為1000-3000道爾頓。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于， m是O ; R2 和 R3 各自是-CH2CH (CH3)—基；
A1和A2獨(dú)立地是-C (O) - (Z) m-R5 ;和
R5各自獨(dú)立地是:
其中Rki各自獨(dú)立地是直鏈或支化的C1-C15烷基。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其特征在于，至少一個R5是-CH= CHCH3。
8.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于， m是O ; A1和A2中至少一個是-CH2-CH(OH)R6,其中R6是_ CH2-甲基丙烯酸酯基或-(CH2)p-C00H，其中 P 是 2-6。
9.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，A1和A2中至少一個是-CR7=CH-C(O)-O-(CH2)pR8,其中R7是H，R8是甲基丙烯酸酯基或COOH，p是2或3。
10.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，A1和A2中至少一個是-C(O)-O-(CH2)pR9,其中R9是甲基丙烯酸酯基；或A1和A2中至少一個是-CH2-CH2-C (O) -O-R100
【文檔編號】C09D151/08GK104177967SQ201410190369
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】G·卡都, A·休斯, I·J·德拉克, T·H·卡蘭塔, R·C·埃文, T·張 申請人:羅門哈斯公司, 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司