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TW202509091A - 適合作為水性塗料組成物中之黏合劑之共聚物之含水聚合物乳膠 - Google Patents

適合作為水性塗料組成物中之黏合劑之共聚物之含水聚合物乳膠 Download PDF

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TW202509091A
TW202509091A TW113130344A TW113130344A TW202509091A TW 202509091 A TW202509091 A TW 202509091A TW 113130344 A TW113130344 A TW 113130344A TW 113130344 A TW113130344 A TW 113130344A TW 202509091 A TW202509091 A TW 202509091A
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acrylate
monomer
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TW113130344A
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弗雷德里克 弗萊許哈克
安德烈 密斯克
克里斯多福 弗蘭肯斯坦
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德商巴斯夫歐洲公司
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Abstract

本發明因此係關於藉由烯系不飽和單體M之水性乳化聚合可獲得的共聚物之含水聚合物乳膠,該等烯系不飽和單體M包含 iv.    基於單體M之總量,5至90重量%,尤其10至70重量%,特別是10至50重量%的單體M1,其係丙烯酸1-庚酯; v.     基於單體M之總量,0至70重量%的至少一種單體M2,其選自除了丙烯酸三級丁酯以外的丙烯酸之C 2-C 6-烷酯、丙烯酸之C 8-C 20-烷酯及甲基丙烯酸之C 5-C 20-烷酯及其等之混合物; vi.    基於單體M之總量,5至70重量%的至少一種單體M3,其選自丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯,其中前述單體中的環烷基係單環、雙環或三環的且其中環烷基之1或2個非相鄰CH 2部分可以氧原子置換且其中環烷基可未經取代或帶有1、2、3或4個甲基,及單乙烯基芳香族單體、亞甲基-γ-丁內酯及其等之混合物; 其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1及M2之總量係於自10至90重量%的範圍,且其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1、M2及M3之總量係至少90重量%。 本發明亦關於一種製造本發明之含水聚合物乳膠的方法。本發明亦關於此等聚合物乳膠之作為水性塗料組成物及水性黏著劑組成物中的黏合劑,尤其作為水性塗料組成物中的黏合劑的用途。

Description

適合作為水性塗料組成物中之黏合劑之共聚物之含水聚合物乳膠
本發明係關於藉由烯系不飽和單體M之水性乳化聚合可獲得的共聚物之含水聚合物乳膠,其等包含(甲基)丙烯酸酯之組合作為單體。本發明亦關於製造如此聚合物乳膠的方法及關於此等聚合物乳膠之作為水性塗料組成物中的黏合劑的用途。此外,本發明係關於含有呈如本文定義的含水聚合物乳膠的形式的黏合劑聚合物及至少一種係水性塗料組成物中習知使用且非黏合劑的其他成分的水性塗料組成物。
聚合物乳膠,亦稱為聚合物分散體,係一般已知的,尤其是作為用於塗料組成物的黏合劑或黏合劑組分,亦稱為共黏合劑。作為塗料組成物中的黏合劑或共黏合劑,重要的要求之一係其等提供硬度及塗料之對所塗佈表面的附著。此外,聚合物乳膠應提供良好的不透明度、良好的抗濕洗性、良好的污斑移除特性及低的積塵性以及低的吸水性。
儘管於許多方面有進展,提供具有平衡的施用輪廓的聚合物分散體仍為挑戰性的工作,因為除了施用特性以外亦須考慮聚合物分散體之穩定性。尤其,通過黏合劑同時調和不同塗料特性需求係困難的。通常,嘗試通過改變黏合劑之聚合物組成來改善塗料之一個特性會導致塗料之其他特性明顯變差。
儘管發明所屬技術領域中敘述的聚合物分散體於一或多個方面具有特殊的優點,其等並非總是具有很好平衡的施用輪廓。除此之外,其等僅僅基於自化石來源製備的單體。鑒於對CO 2排放之影響的持續討論,對於減少聚合物乳膠中的化石碳有需求。術語基於生物的意謂該等單體至少部分係自諸如植物、植物部分、植物廢棄物、生質等等的可再生原料製備。此等產物被稱為基於生物的且特徵在於具有可追蹤的 14C碳含量。以下者亦係可能的:將此等材料轉化成適合的進料,諸如生物石油腦,如例如EP 2 290 045 A1或EP 2 290 034 A1中敘述的。如此進料典型進入化學生產系統,諸如蒸汽裂解器,其中其等沿著化學價值鏈被轉化成產物,諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他。此等產物之可再生材料之含量係藉由質量平衡方法定義且可被分配給此等產物。
WO 2014/207389敘述聚合物乳膠之生產中使用來自可再生資源的丙烯酸2-辛酯。其聚合物乳膠被建議作為黏合劑。
WO 2022/018013敘述基於丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體及/或單乙烯基芳香族單體的聚合物乳膠,其等含有某種量的選自丙烯酸異丁酯及丙烯酸異戊酯及其等之混合物的單體。自其製備的塗料組成物產生具有改善的諸如塗料之抗發白性、吸水及柔韌性的塗料特性的塗料。丙烯酸異丁酯及丙烯酸異戊酯(至少就其等之烷醇部分而言)可獲自生物來源且因此允許減少聚合物乳膠中的化石碳。
然而,仍存在對於提供至少部分基於基於生物的單體且具有使其等適合作為水性塗料組成物中,尤其用於室外及室內施用的水性塗料組成物中的黏合劑的可接受或改善的施用輪廓的聚合物乳膠的需求。
令人意外地發現基於某種量的丙烯酸1-庚酯(以下稱為單體M1)組合其他習知或基於生物的如本文定義的單體M2及M3的聚合物乳膠改善塗料組成物,尤其塗料組成物之塗料特性,即硬度、光澤、展布率(不透明度)、對所塗佈表面的附著,尤其塗料之對先前已以醇酸樹脂塗佈的表面的附著(醇酸附著)、抗洗滌性及減低的積塵性。此外,丙烯酸1-庚酯(至少就其烷醇部分而言)可獲自生物來源且因此允許減少聚合物乳膠中的化石碳。尤其,丙烯酸1-庚酯之與丙烯酸異丁酯的組合尤其適合於實現前述益處及允許以基於生物的單體置換習知丙烯酸酯單體。
本發明因此係關於藉由烯系不飽和單體M之水性乳化聚合可獲得的共聚物之含水聚合物乳膠,該等烯系不飽和單體M包含 i.      基於單體M之總量,5至90重量%,尤其10至70重量%,特別是10至50重量%的單體M1,其係丙烯酸1-庚酯; ii.     基於單體M之總量,0至70重量%的至少一種單體M2,其選自除了丙烯酸三級丁酯以外的丙烯酸之C 2-C 6-烷酯、丙烯酸之C 8-C 20-烷酯及甲基丙烯酸之C 5-C 20-烷酯及其等之混合物; iii.    基於單體M之總量,5至70重量%的至少一種單體M3,其選自丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯,其中前述單體中的環烷基係單環、雙環或三環的且其中環烷基之1或2個非相鄰CH 2部分可以氧原子置換且其中環烷基可未經取代或帶有1、2、3或4個甲基,及單乙烯基芳香族單體、亞甲基-γ-丁內酯及其等之混合物; 其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1及M2之總量係於自10至90重量%的範圍,且其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1、M2及M3之總量係至少90重量%。
本發明亦關於製造本發明之含水聚合物乳膠的方法。該方法包含進行該等單體M之水性乳化聚合。
本發明亦關於此等聚合物乳膠作為水性塗料組成物及水性黏著劑組成物中的黏合劑,尤其作為水性塗料組成物中的黏合劑之用途。
此外,本發明係關於水性塗料組成物,其含有 a)     呈如本文定義的含水聚合物乳膠的形式的黏合劑聚合物;及 b)     至少一種係水性塗料組成物中習知使用且非黏合劑的其他成分。
本發明有數個益處。 -       該等聚合物乳膠係穩定的且提供水性塗料組成物好的且良好平衡的施用輪廓,諸如改善的硬度、改善的附著特性,諸如高的濕及乾醇酸附著、低的積塵性、改善的抗洗滌性及良好的不透明度。 -       因為該等聚合物乳膠含有可觀量的單體M1、M2及M3,其至少就單體M1而言且就單體M2及M3中之一些而言可獲自生物可再生來源,其等允許明顯減少的化石碳之需求,尤其達至少10%,特別是至少25%或甚至至少40%,且至多達100%。生物碳之併入及化石碳減少之可減少聚合物乳膠之碳足跡。
由於其等之良好平衡的施用輪廓,該等聚合物乳膠尤其可用作為水性建築物塗料中的黏合劑,且於水性底漆及水性面漆調配物兩者及室外及室內建築漆具有有益的特性。
此處及本說明書通篇,術語「基於生物的單體」意謂分別的單體至少部分自獲自生物可再生資源,諸如生質的分子製造。如此分子之特徵在於基於分別的分子(諸如1-庚醇或異丁醇)中的碳原子之總量至少90 mol-%,較佳至少95 mol-%,例如100 mol-%的生物碳含量。
術語「生物碳」指出該碳係生物來源的且來自生物材料/可再生資源。此處及以下,可再生來源及生物可再生來源係同義地使用且指化石來源以外的生物來源的來源。生物碳之含量及生物材料之含量係指出相同意義的表現方法。可再生來源的材料或生物材料係其中碳來自最近(基於人類尺度)藉由光合作用自大氣固定的CO 2的有機材料。生物材料(100%天然來源的碳)具有大於10 -12,典型約1.2×10 -12的同位素比 14C/ 12C,而化石材料具有零的比。確實,同位素 14C在大氣中形成且接著以最多數十年的時間尺度經由光合作用併入。 14C之半生期係5,730年。因此,來自光合作用的材料,一般而言即植物,必具有最大含量的同位素 14C。生物材料或生物碳之含量之測定可根據標準ASTM D 6866-12,方法B(ASTM D 6866-06)及ASTM D 7026(ASTM D 7026-04)進行。
此處及本說明書通篇,術語「(甲基)丙烯醯基」包括丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者。因此,術語「(甲基)丙烯酸酯」包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯且術語「(甲基)丙烯醯胺」包括丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺。
此處及本說明書通篇,術語「水性塗料組成物」及「水性黏著劑組成物」分別意謂含有足以實現流動性的量水作為連續相的液體水性塗料或黏著劑組成物。
此處及本說明書通篇,術語「wt.-%」及「重量%(% b.w.)」係同義地使用。
此處及本說明書通篇,術語「pphm」意謂份/100個單體,即重量份/100份的單體且對應於某種物質之基於單體M之總量按重量%之相對量。
此處及本說明書通篇,應將術語「烯系不飽和單體」理解成該單體具有至少一個C=C雙鍵,例如1、2、3或4個C=C雙鍵,其等於自由基方面可聚合,即於水性自由基乳化聚合程序之條件下被聚合以獲得具有碳原子主鏈的聚合物。此處及本說明書通篇,應將術語「單烯系不飽和」理解成該單體具有於水性自由基乳化聚合之條件下易進行自由基聚合的單一C=C雙鍵。
此處及本說明書通篇,術語「乙氧化」及「聚乙氧化」係同義地使用且指具有寡或聚氧乙烯基的化合物,其由重複單元O-CH 2CH 2形成。於此前後文,術語「乙氧化程度」係關於此等化合物中重複單元O-CH 2CH 2之平均數。
此處及本說明書通篇,於化合物,特別是單體之前後文,術語「非離子性」意謂分別的化合物不帶有任何離子性官能基或任何可藉由質子化或去質子化轉化成離子基的官能基。
此處及本說明書通篇,結合化合物或分子部分使用的前綴C n-C m各指出分子部分或化合物可具有的可能的碳原子之數目之範圍。術語「C 1-C n烷基」表示一組具有自1至n個碳原子的線性或分支的飽和烴基。術語「C n/C m烷基」表示兩種烷基之混合物,該等烷基中之一者具有n個碳原子而另一者具有m個碳原子。
例如,術語C 1-C 20烷基表示一組具有自1至20個碳原子的線性或分支飽和烴基,而術語C 1-C 4烷基表示一組具有自1至4個碳原子的線性或分支飽和烴基且C 5-C 20烷基表示一組具有自5至20個碳原子的線性或分支飽和烴基。烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、2-甲基丙基(異丙基)、1,1-二甲基乙基(三級丁基)、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、2-庚基、正辛基、2-辛基、2-乙基己基、壬基、異壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、異十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基、二十基、二十一基 二十二基及於壬基、異壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、異十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基、二十基、二十一基 二十二基之情況下其等之異構物,尤其異構物之混合物,諸如「異壬基」、「異癸基」。C 1-C 4-烷基之實例係例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基或1,1-二甲基乙基。
用於本文,術語「C 5-C 20-環烷基」係指未經取代或經以1、2、3或4個甲基取代的單環、雙環或三環環脂肪族基,其中C 5-C 20-環烷基之碳原子之總數係自5至20。C 5-C 20-環烷基之實例包括但不限於環戊基、環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基、環辛基、環十二基、環十六基、降莰基(= 雙環[2.2.1]庚基)及異莰基(= 1,7,7-三甲基雙環[2.2.1]庚基)。於環烷基,CH 2基中之1或2者可經以非相鄰氧環原子置換,產生雜環脂肪族基。如此基之實例包括但不限於 𠷬-2-基、 𠷬-3-基、 𠮿-2-基、 𠮿-3-基、 𠮿-4-基、1,3-二 𠷬-2-基、1,3-二 𠷬-4-基、2,2-二甲基-1,3-二 𠷬-4-基、1,4-二 𠮿-2-基、1,3-二 𠮿-2-基、1,3-二 𠮿-4-基、1,3-二 𠮿-5-基、2,2-二甲基-1,3-二 𠮿-4-基、2,2-二甲基-1,3-二 𠮿-5-基。
用於本文,術語「C 5-C 20-環烷基甲基」係指如本文定義的C 5-C 20-環烷基,其經由亞甲基鍵結。
用於本文,術語「異莰基」(= 1,7,7-三甲基雙環[2.2.1]庚基)係指未經取代或經以1、2、3或4個甲基取代的具有10個碳原子的單環環脂肪族基。
根據本發明,該等單體M包含為丙烯酸1-庚酯的單體M1。
丙烯酸1-庚酯典型藉由以1-庚醇酯化丙烯酸或藉由以1-庚醇轉酯化丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯來製造。至少就其烷醇部分而言,丙烯酸1-庚酯可獲自生物來源且因此允許減少該等聚合物乳膠中的化石碳。
1-庚醇可自庚醛經由催化性氫化製備,如於例如Ullmann氏工業化學百科全書(Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2012, vol. 18, p. 457 ff.敘述的。庚醛較佳(例如)藉由熱解蓖麻油酸或其酯來獲得,而蓖麻油酸或其酯又可得自蓖麻植物之種子油(即生質來源)。以此方式製備的1-庚醇具有約100 mol-%的生物碳含量,且因此允許製造具有至少70 mol-%的生物碳含量的丙烯酸1-庚酯。
用於酯化的丙烯酸可根據標準程序自化石來源獲得。或者,丙烯酸亦可自可再生原料製備,例如根據WO 2006/092272或DE 10 2006 039 203 A或EP 2 922 580。
較佳者係至少部分的用以合成該單體M1的浸提物係來自生物可再生原料。因此,本發明之特殊具體實例係關於如本文定義的聚合物乳膠,其中至少該單體M1中的1-庚基之碳原子係生物來源的,即其等至少部分由生物碳構成。尤其,用以生產該單體M1的1-庚醇較佳具有基於1-庚醇中的碳原子之總量至少90 mol-%的生物碳含量。此含量有利地係更高,尤其大於或等於95 mol-%,較佳大於或等於98 mol-%及有利地等於100 mol-%。類似地,丙烯酸可自可再生材料製造。然而,自生物材料製造的丙烯酸及/或甲基丙烯酸迄今無法以大規模獲得。因此,該單體M1具有基於丙烯酸1-庚酯中的碳原子之總量較佳至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%的生物碳含量。藉由使用至少部分為生物來源的單體M1,可明顯減少該聚合物乳膠中的化石碳之需求。尤其,可實現至少10 mol-%,尤其至少15 mol-%或至少20 mol-%或更高,例如至少30 mol-%,至少40 mol-%,至少50 mol-%或至少60 mol-%或更高的生物來源的碳之量。
單體M1之總量係基於該等單體M之總重自5至90重量%,尤其自7.5至70重量%或自10至55重量%,特別是自12至50重量%。
除了該等單體M1外,形成該乳膠之聚合物的單體M可包含一或多種如以上定義的單體M2。
適合的單體M2選自由以下者組成的群組: -       除了丙烯酸三級丁酯以外的丙烯酸之C 2-C 6-烷酯,包括但不限於丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異戊酯(= 丙烯酸3-甲基丁酯)及丙烯酸正己酯; -       丙烯酸之C 8-C 20-烷酯,包括但不限於丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸2-丙基庚酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸C 12/C 14-烷酯、丙烯酸C 12-C 15-烷酯、丙烯酸異十三烷酯、丙烯酸C 17-烷酯、丙烯酸C 16/C 18-烷酯及丙烯酸硬脂酯; -       甲基丙烯酸之C 5-C 20-烷酯,包括但不限於甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸2-丙基庚酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸C 12/C 14-烷酯、甲基丙烯酸C 12-C 15-烷酯、甲基丙烯酸異十三烷酯、甲基丙烯酸C 16/C 18-烷酯及甲基丙烯酸硬脂酯;及 -       其等之混合物。
較佳的單體M2選自由以下者組成的群組:丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-丙基庚酯及其等之混合物。較佳,該等單體M2選自由以下者組成的群組:丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸2-辛酯及其等之混合物。丙烯酸異戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異丁酯及/或丙烯酸2-辛酯可自化石來源製造或可係至少部分基於生物的。尤其,丙烯酸異戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異丁酯及丙烯酸2-辛酯分別之異戊基、2-甲基丁基、異丁基及/或2-辛基之碳原子係生物來源的,即該等單體係獲自丙烯酸(其可係基於生物的或係化石來源的)之分別與基於生物的異戊醇、2-甲基丁醇、異丁醇或2-辛醇的酯化。尤其,丙烯酸異丁酯之異丁基及/或丙烯酸2-辛酯之2-辛醇基係生物來源的,即該等單體係獲自丙烯酸(其可係基於生物的或係化石來源的)之分別與基於生物的異丁醇或2-辛醇的酯化。
於具體實例之較佳群組M2-A,該等單體M2包含丙烯酸異丁酯,特別是基於生物的丙烯酸異丁酯。尤其,該等單體M2係丙烯酸異丁酯,特別是基於生物的丙烯酸異丁酯。於此具體實例之較佳群組,該等單體M2亦可係丙烯酸異丁酯之與至少一種與丙烯酸異丁酯不同的其他丙烯酸C 2-C 6或C 8-C 10烷酯的混合物,該其他丙烯酸C 2-C 6或C 8-C 10烷酯諸如尤其係丙烯酸正丁酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯,且尤其係丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯。
於具體實例之此群組之前後文,較佳者係丙烯酸異丁酯之量係基於單體M之總量於1至70重量%,尤其10至60%,特別是20至50%的範圍。
於具體實例之另一較佳群組M2-B,該等單體M2包含丙烯酸正丁酯且尤其係丙烯酸正丁酯。於具體實例之此群組,丙烯酸正丁酯可係唯一的單體或丙烯酸正丁酯之與至少一種與丙烯酸正丁酯不同的其他丙烯酸C 2-C 6或C 8-C 10烷酯的混合物,該其他丙烯酸C 2-C 6或C 8-C 10烷酯諸如尤其係丙烯酸異丁酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯,且尤其係丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯。
於具體實例之此群組之前後文,較佳者係丙烯酸正丁酯之量係基於單體M之總量於1至60重量%,尤其10至50%,特別是15至40%的範圍。
丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異戊酯及丙烯酸2-辛酯典型係藉由分別以異丁醇(2-甲基丙-1-醇)、2-甲基丁醇、異戊醇(3-甲基丁-1-醇)或2-辛醇酯化丙烯酸或分別以異丁醇(2-甲基丙-1-醇)、2-甲基丁-1-醇、異戊醇(3-甲基丁-1-醇)或2-辛醇轉酯化丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯來製造。
異丁醇、2-甲基丁醇及異戊醇以及其等之混合物可分別藉由發酵自包括玉米、小麥、高梁、大麥及甘蔗的各種各樣的可再生原料,尤其自含纖維素原料且因此自生物來源或可再生原料大規模製造。尤其,發酵可製造包含自其異丁醇、2-甲基丁-1-醇及3-甲基丁-1-醇可藉由諸如分餾蒸餾的習知技術分離的不同烷醇的混合物。從而可獲得純醇(純度 > 90%)或可獲得含有總量至少80%,尤其至少90%的至少兩種選自由異丁醇、2-甲基丁-1-醇及3-甲基丁-1-醇組成的群組的醇的混合物。例如,可將包含至少80重量%的2-甲基丁醇及3-甲基丁醇之混合物及至多達20重量%的異丁醇的混合物用於酯化或轉酯化。於此混合物,3-甲基丁醇對比2-甲基丁-1-醇的莫耳比可變化,例如自1:10至10:1且尤其係於1:1至10:1的範圍。2-辛醇可藉由蓖麻油酸之鹼-催化熱裂解製造,共產物為癸二酸。蓖麻油(主要由蓖麻油酸組成)係主要原料。因此,將此等單體M2併入該聚合物乳膠明顯增加該聚合物乳膠中的生物碳之量。生物碳之併入及化石碳之減少可減少該聚合物乳膠之碳足跡。
因此,本發明之特殊具體實例係關於如本文定義的聚合物乳膠,其中至少該等單體M2中的異丁基、2-甲基丁基、異戊基及2-辛基之分別的碳原子,尤其至少該等單體M2中的異丁基之碳原子係生物來源的,即其等至少部分由生物碳構成。尤其,用以生產該等單體M2的異丁醇、2-甲基丁-1-醇、3-甲基丁醇及2-辛醇分別較佳具有分別基於異丁醇、2-甲基戊醇、3-甲基丁醇及2-辛醇中的碳原子之總量至少90 mol-%的生物碳含量。此含量有利地係更高的,尤其大於或等於95 mol-%,較佳大於或等於98 mol-%且有利地等於100 mol-%。類似地,丙烯酸可自可再生材料製造。然而,自生物材料製造的丙烯酸迄今無法以大規模獲得。因此,該等單體M2具有基於丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸異戊酯及丙烯酸2-辛酯中分別的碳原子之總量較佳至少51 mol-%,尤其至少54 mol-%且尤其至少57 mol-%的生物碳含量。藉由使用至少部分為生物來源的單體M2,該聚合物乳膠中的化石碳之需求可明顯減少。尤其,可實現至少5 mol-%,尤其至少10 mol-%或至少15 mol-%或更高,例如20 mol-%或30 mol-%或更高的生物來源的碳之量。
單體M2之總量係基於該等單體M之總重自0至70重量%,尤其自0至60重量%或1至60重量%,特別是自1至50重量%或自5至50重量%。
於具體實例之特殊群組M2-1,該等單體M基於單體M之總量包含 -       15至80重量%,較佳20至70重量%且尤其25至60重量%的該單體M1; -       0至小於5重量%,較佳0至3重量%且尤其0重量%的單體M2;以及 -       基於單體M之總量,20至70重量%,較佳30至70重量%且尤其40至65重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯。
於具體實例之進一步特殊群組M2-2,該等單體M基於單體M之總量包含 -       5至50重量%,較佳5至30重量%且尤其5至20重量%的該單體M1; -       5至70重量%,較佳15至60重量%且尤其20至50重量%的根據以上具體實例之群組M2-A定義的單體M2,即該等單體M2特別選自丙烯酸異丁酯及丙烯酸異丁酯之與丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的混合物,丙烯酸異丁酯及(若存在)丙烯酸2-辛酯之碳原子較佳至少部分為生物來源的;及 -       10至70重量%,較佳20至65重量%且尤其30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯。
於具體實例之進一步特殊群組M2-3,該等單體M基於單體M之總量包含 -       5至50重量%,較佳5至30重量%且尤其5至20重量%的該單體M1; -       5至70重量%,較佳15至60重量%且尤其20至50重量%的根據以上具體實例之群組M2-B定義的單體M2,即該等單體M2特別選自丙烯酸正丁酯及丙烯酸正丁酯之與丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的混合物,丙烯酸異丁酯及丙烯酸2-辛酯(若存在)之碳原子較佳至少部分為生物來源的;及 -       10至70重量%,較佳20至65重量%且尤其30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯。
此處,特佳者係具體實例之群組M2-1及M2-2且尤其係具體實例之群組M2-2。
除了該等單體M1及M2外,形成該乳膠之聚合物的單體M可包含一或多種如以上定義的單體M3。
適合的單體M3選自由以下者組成的群組: -       甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯,諸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸二級丁酯、甲基丙烯酸異丁酯及甲基丙烯酸三級丁酯; -       丙烯酸三級丁酯; -       (甲基)丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯,包括但不限於丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環戊酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸降莰酯、甲基丙烯酸降莰酯、丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸異莰酯、1,3-二 𠮿-5-基-丙烯酸酯、1,3-二 𠮿-5-基-甲基丙烯酸酯、2,2-二甲基-1,3-二 𠮿-5-基-丙烯酸酯、2,2-二甲基-1,3-二 𠮿-5-基-甲基丙烯酸酯; -       (甲基)丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯,包括但不限於甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環戊基甲酯、丙烯酸環己基甲酯、甲基丙烯酸環己基甲酯、丙烯酸1,3-二 𠷬-4-基-甲酯、甲基丙烯酸1,3-二 𠷬-4-基甲酯、丙烯酸2,2-二甲基-1,3-二 𠷬-4-基甲酯、甲基丙烯酸2,2-二甲基-1,3-二 𠷬-4-基甲酯、丙烯酸 𠷬-2-基-甲酯(丙烯酸四氫呋喃甲酯)及甲基丙烯酸 𠷬-2-基-甲酯(甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯); -       亞甲基-γ-丁內酯,諸如α-亞甲基-γ-丁內酯或γ-亞甲基-γ丁內酯; -       單乙烯基芳香族單體,諸如苯乙烯、2-甲基苯乙烯或4-甲基苯乙烯;及 -       其等之混合物。
於具體實例之較佳群組,單體M3選自由以下者組成的群組: -       甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯,尤其甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯及甲基丙烯酸三級丁酯; -       丙烯酸三級丁酯; -       甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸異莰酯; -       α-亞甲基-γ-丁內酯; -       苯乙烯;及 -       其等之混合物。
於此群組,單體M3尤其選自由以下者組成的群組: -       甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯; -       丙烯酸三級丁酯; -       甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰酯; -       α-亞甲基-γ-丁內酯; -       苯乙烯;及 -       其等之混合物。
於具體實例之特殊群組,該單體M3包含基於該等單體M中的單體M3之總量至少50重量%,尤其至少80重量%或100重量%的量的甲基丙烯酸甲酯。於此群組,更尤其,該單體M3選自由以下者組成的群組:甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸甲酯之與至少一種選自甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰酯、α-亞甲基-γ-丁內酯及苯乙烯,尤其選自甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰酯及苯乙烯的其他單體M3的組合。
於具體實例之此特別群組,較佳者係為甲基丙烯酸甲酯的單體M3。
單體M3之總量係基於該等單體M之總重自5至70重量%,尤其自15至70重量%或自25至65重量%,特別是自35至62重量%。
單體M1及M2之總量較佳係基於烯系不飽和單體M之總量於自10至90重量%的範圍,尤其於自20至80重量%的範圍,特別於25至70重量%的範圍。
單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%。
M1對比M3的重量比一般係於1:10至5:1,尤其1:6至3:1的範圍,較佳於1:5至2:1的範圍,特別於1:4至1.5:1的範圍。
若存在M2,M1對比M2的重量比一般係於1:10至2:1,尤其1:4至1.5:1的範圍,較佳於1:3至1:1的範圍。
該等單體M可進一步包含至少一種單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體。
適合的單體M4包括,但不限於 -       具有3至6個碳原子的單烯系不飽和單羧酸,諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-乙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸、2-丙烯醯氧基醋酸及2-甲基丙烯醯氧基醋酸; -       具有4至6個碳原子的單烯系不飽和二羧酸,諸如伊康酸、焦檸檬酸及反丁烯二酸; -       具有4至6個碳原子的單烯系不飽和二羧酸之與諸如甲醇或乙醇的C 1-C 4烷醇的半酯,諸如伊康酸、焦檸檬酸、順丁烯二酸或反丁烯二酸之與甲醇或乙醇的半酯; -       單烯系不飽和磺酸,諸如乙烯磺酸、烯丙磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、 -       單烯系不飽和異亞磷酸,諸如乙烯基異亞磷酸、烯丙基異亞磷酸、苯乙烯異亞磷酸及2-丙烯醯胺基-2-甲基丙異亞磷酸、 -       單烯系不飽和磷酸,諸如丙烯酸羥烷酯之單磷酸酯、甲基丙烯酸羥烷酯之單磷酸酯、丙烯酸烷氧化羥烷酯之單磷酸酯及甲基丙烯酸烷氧化羥烷酯之單磷酸酯,尤其丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或丙烯酸羥丁酯之單磷酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯之單磷酸酯、丙烯酸乙氧化羥基-C 2-C 4-烷酯之單磷酸酯、丙烯酸丙氧化羥基-C 2-C 4-烷酯之單磷酸酯、甲基丙烯酸乙氧化羥基-C 2-C 4-烷酯之單磷酸酯及甲基丙烯酸丙氧化羥基-C 2-C 4-烷酯之單磷酸酯。
前述單體M4可以其等之酸形式或以其等之鹽形式,尤其以其等之鹼金屬鹽或銨鹽形式存在。
於前述單體M4中,較佳者係單烯系不飽和單羧酸、單烯系不飽和二羧酸及單烯系不飽和磺酸及其等之鹽(尤其鹼金屬鹽及銨鹽)。特佳者係丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸及其等之鹽(尤其鹼金屬鹽及銨鹽)及其等之組合。更佳者係單烯系不飽和單羧酸及單烯系不飽和二羧酸及其等之鹽(尤其鹼金屬鹽及銨鹽),尤其丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、其等之鹽(尤其鹼金屬鹽及銨鹽)及前述單體之組合。於具體實例之特殊群組,該單體M4包含丙烯酸或其鹽(尤其鹼金屬鹽或銨鹽)。尤其,該單體M4係丙烯酸或其鹽(尤其鹼金屬鹽或銨鹽)或丙烯酸及甲基丙烯酸或其等之鹽(尤其鹼金屬鹽或銨鹽)之混合物。於具體實例之另一特殊群組,該等單體M4包含甲基丙烯酸或其鹽(尤其鹼金屬鹽或銨鹽)。尤其,該等單體M4係甲基丙烯酸或其鹽(尤其鹼金屬鹽或銨鹽)。
單體M4之總量係基於該等單體M之總重自0.05至5重量%或自0.1至4重量%,尤其自0.05至3.5重量%或自0.1至3重量%,特別是自0.2至2.5重量%或自0.5至2重量%或自0.5至1.5重量%。
該等單體M可進一步包含至少一種單烯系不飽和、非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20 °C及1巴下的溶解度。
適合的單體M5選自由非離子性單烯系不飽和單體組成的群組,該等非離子性單烯系不飽和單體具有選自由羥烷基,尤其羥基-C 2-C 4-烷基、一級羧醯胺基、脲基、酮基及其等之組合組成的群組的官能基。
單體M5之總量通常不會超過基於單體M之總量10重量%,尤其7重量%。尤其,單體M5之總量通常係基於該等單體M之總重0至9.95重量%,若存在,自0.05至9.95重量%,尤其0.1至7重量%,特別是自0.1至5重量%或0.1至4重量%或0.5至3重量%或1至3重量%。
具有羧醯胺基的單體M5之實例(以下稱為單體M5a)包括但不限於具有3至6個碳原子的單烯系不飽和單羧酸之一級醯胺,諸如丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺,及具有3至6個碳原子的單烯系不飽和單羧酸之C 1-C 4-烷基醯胺,諸如N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-丙基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N-丁基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、N-異丙基甲基丙烯醯胺及N-丁基甲基丙烯醯胺。最佳,單體M5a選自丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺,且尤其係芳基醯胺。
具有脲基的單體M5(以下稱為單體M5b)之實例係丙烯酸或甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯及丙烯酸或甲基丙烯酸之N-C 1-C 4-烷醯胺,其中其C 1-C 4-烷基帶有脲基或2-側氧基咪唑啉基,諸如丙烯酸2-(2-側氧基-咪唑啉-1-基)乙酯、甲基丙烯酸2-(2-側氧基-咪唑啉-1-基)乙酯,其等分別亦稱為丙烯酸2-脲酯及甲基丙烯酸2-脲酯,N-(2-丙烯醯氧基乙基)脲、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)脲、N-(2-(2-側氧基-咪唑啉-1-基)乙基)丙烯醯胺、N-(2-(2-側氧基-咪唑啉-1-基)乙基)甲基丙烯醯胺,以及經烯丙基或乙烯基取代的脲及經烯丙基或乙烯基取代的2-側氧基咪唑啉化合物,諸如1-烯丙基-2-側氧基咪唑啉、N-烯丙基脲及N-乙烯基脲。
具有酮基的單體M5(以下稱為單體M5c)之實例係 -       丙烯酸或甲基丙烯酸之C 2-C 8-側氧基烷酯及丙烯酸或甲基丙烯酸之N-C 2-C 8-側氧基烷醯胺,諸如二丙酮丙烯醯胺(DAAM)及二丙酮甲基丙烯醯胺及 -       丙烯酸或甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯及丙烯酸或甲基丙烯酸之N-C 1-C 4-烷醯胺,其中其C 1-C 4-烷基帶有式O-C(=O)-CH 2-C(=O)-CH 3的2-乙醯基乙醯氧基(亦稱為乙醯乙醯氧基),諸如丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基丙酯、甲基丙烯酸乙醯乙醯氧基丁酯及甲基丙烯酸2-(乙醯乙醯氧基)乙酯。
於具體實例之特殊群組,該單體M5包含丙烯醯胺或甲基芳基醯胺,且尤其包含丙烯醯胺。尤其,該單體M4係丙烯醯胺或甲基芳基醯胺,且尤其係丙烯醯胺。
較佳,該等單體M包含以下者或由以下者組成: i.      基於單體M之總量,5至90重量%,尤其7.5至70重量%或10至55重量%,特別是12至50重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,0至70重量%,尤其0至60重量%或1至60重量%,特別是1至50重量%或5至50重量%的至少一種單體M2,其包含或係丙烯酸異丁酯; iii.    基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至70重量%或25至65重量%,特別是35至62重量%的至少一種單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%或0.1至4重量%,尤其0.05至3.5重量%或0.1至3重量%,特別是0.2至3重量%或0.5至3重量%或0.5至2重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,若存在,0.05至9.95重量%,尤其0.1至7重量%,特別是0.1至5重量%或0.1至4重量%或0.5至3重量%或1至3重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 或 i.      基於單體M之總量,5至90重量%,尤其7.5至70重量%或10至55重量%,特別是12至50重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,0至70重量%,尤其0至60重量%或1至60重量%,特別是1至50重量%或5至50重量%的至少一種單體M2,其包含或係丙烯酸正丁酯; iii.    基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至70重量%或25至65重量%,特別是35至62重量%的至少一種單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%或0.1至4重量%,尤其0.05至3.5重量%或0.1至3重量%,特別是0.2至3重量%或0.5至3重量%或0.5至2重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,若存在,0.05至9.95重量%,尤其0.1至7重量%,特別是0.1至5重量%或0.1至4重量%或0.5至3重量%或1至3重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自10至98重量%的範圍,尤其於自22.5至85重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%。
於具體實例之特殊群組1,該等單體M包含以下者或由以下者組成: i.      基於單體M之總量,15至79,95重量%,尤其20至69.85重量%,特別是25至59.4重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,20至70重量%,尤其30至70重量%,特別是40至65重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iii.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; iv.    基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少85重量%,尤其至少90重量%,特別是至少95重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的丙烯酸異丁酯作為單體M2; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其等係丙烯酸異丁酯之與丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的混合物; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其選自丙烯酸正丁酯及丙烯酸正丁酯之與丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的組合; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%。
於具體實例之群組1之特殊子群組1a,該等單體M包含以下者或由以下者組成: i.      基於單體M之總量,15至79,95重量%,尤其20至69.85重量%,特別是25至59.4重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,20至70重量%,尤其30至70重量%,特別是40至65重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iii.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; iv.    基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少85重量%,尤其至少90重量%,特別是至少95重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的丙烯酸異丁酯作為單體M2,其中至少丙烯酸異丁酯中的異丁基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸異丁酯之生物碳含量係至少54 mol-%,尤其至少57 mol-%; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其等係丙烯酸異丁酯之與丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的混合物,其中至少丙烯酸異丁酯中的異丁基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸異丁酯之生物碳含量係至少54 mol-%,尤其至少57 mol-%; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其選自丙烯酸正丁酯及丙烯酸正丁酯之與丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的組合; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度, 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%。
除了前述單體M1、M2、M3、M4及M5以外,該等單體M可包含一或多種與前述單體M不同的其他單體。適合的與該等單體M1、M2、M3、M4及M5不同的單體M包括,但不限於 -       單體M6,其等選自具有矽烷官能基或環氧基的單烯系不飽和非離子性單體; -       單體M7,其等選自多烯系不飽和單體,即具有至少二個非共軛烯系不飽和雙鍵的單體; -       單體M8,其等選自單烯系不飽和可共聚UV-起始劑。
適合的單體M6包括單烯系不飽和矽烷官能性單體(單體M6a),例如除了烯系不飽和雙鍵外帶有至少一個單、二及/或三-C 1-C 4-烷氧基矽烷基的單體,諸如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基甲基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基甲基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基乙基三乙氧基矽烷及其等之混合物。較佳者係甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷及乙烯基三乙氧基矽烷。矽烷官能性單體M6a(若存在)之量通常不會超過基於烯系不飽和單體M之總量1重量%,且經常於0.01至1重量%的範圍,較佳於0.05至0.7重量%的範圍。
適合的單體M6亦包括帶有至少一個環氧基,尤其環氧丙基的單烯系不飽和單體(單體M6b),諸如丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸2-環氧丙氧基乙酯及甲基丙烯酸2-環氧丙氧基乙酯。單體M6b(若存在)之量通常不會超過基於烯系不飽和單體M之總量2重量%,且經常於0.01至2重量%的範圍,較佳於0.05至1重量%的範圍。
該等單體M亦可包括多烯系不飽和單體(單體M7),即具有至少二個非共軛烯系不飽和雙鍵的單體。所述單體M7之量一般不會超過基於烯系不飽和單體M之總量1重量%,且經常於0至1重量%,特別是0至0.5重量%的範圍。
多烯系不飽和單體M7之實例包括: -       單烯系不飽和C 3-C 6單羧酸之與飽和脂肪族或環脂肪族二醇的二酯,尤其丙烯酸或甲基丙烯酸之二酯,諸如乙二醇(1,2-乙二醇)、丙二醇(1,2-丙二醇)、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇(2,2-二甲基-1,3-丙二醇)、1,6-己二醇及1,2-環己二醇之二丙烯酸酯及二甲基丙烯酸酯; -       單烯系不飽和C 3-C 6單羧酸之與單烯系不飽和脂肪族或環脂肪族單羥基化合物的單酯,諸如乙烯醇(vinyl alcohol,ethenol)、烯丙醇(2-丙烯-1-醇)、2-環己烯-1-醇或降莰烯醇之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,諸如丙烯酸烯丙酯及甲基丙烯酸烯丙酯;及 -       二乙烯基芳香族化合物,諸如1,3-二乙烯苯、1,4-二乙烯苯。
聚合單烯系不飽和可共聚UV-起始劑M8於暴露至日光後導致聚合物鏈之交聯。單體M8帶有烯系不飽和雙鍵,尤其丙烯酸基或甲基丙烯酸基及被UV輻射分解(藉其形成自由基)的部分。如此基團典型係二苯基酮基、苯乙酮基、苯偶姻基或接附至苯基環的碳酸基。如此化合物係於例如EP 346734、EP 377199、DE 4037079、DE 3844444、EP 1213及US2015/0152297揭露。實例包括但不限於4-丙烯醯氧基二苯基酮(= 丙烯酸4-苄醯基苯酯)、4-甲基丙烯醯氧基二苯基酮(= 2-甲基丙烯酸4-苄醯基苯酯)、4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)二苯基酮(= 丙烯酸2-(4-苄醯基苯氧基)乙酯)、4-(2-甲基丙烯醯氧基乙氧基)二苯基酮(= 2-甲基丙烯酸2-(4-苄醯基苯氧基)乙酯)、碳酸O-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)-O-(苄醯基苯基)酯及碳酸O-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)-O-(乙醯基苯基)酯。所述單體M8之量一般不會超過1重量%,且(若存在)典型係以基於烯系不飽和單體M之總量0.01至1重量%,特別是0.02至0.5重量%的範圍存在。
於具體實例之特殊群組2,該等單體M由以下者組成: i.      基於單體M之總量,15至79,95重量%,尤其20至69.85重量%,特別是25至59.4重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,20至70重量%,尤其30至70重量%,特別是40至65重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iii.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸酸及其等之組合; iv.    基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度,其具有選自由羥烷基、一級羧醯胺基、脲基、酮基及其等之組合組成的群組的官能基;及 v.     基於該等單體M之總重0至1重量%,特別是0至0.5重量%的一或多種單體M7; 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少85重量%,尤其至少90重量%,特別是至少95重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的丙烯酸異丁酯作為單體M2,其中至少丙烯酸異丁酯中的異丁基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸異丁酯之生物碳含量係至少54 mol-%,尤其至少57 mol-%; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸酸及其等之組合; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度,其具有選自由羥烷基、一級羧醯胺基、脲基、酮基及其等之組合組成的群組的官能基;及 vi.    基於該等單體M之總重,0至1重量%,特別是0至0.5重量%的一或多種單體M7; 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其等係丙烯酸異丁酯之與丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的混合物,其中至少丙烯酸異丁酯中的異丁基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸異丁酯之生物碳含量係至少54 mol-%,尤其至少57 mol-%; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸酸及其等之組合; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度,其具有選自由羥烷基、一級羧醯胺基、脲基、酮基及其等之組合組成的群組的官能基;及 vi.    基於該等單體M之總重,0至1重量%,特別是0至0.5重量%的一或多種單體M7; 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%; 或 i.      基於單體M之總量,5至50重量%,尤其5至30重量%,特別是5至20重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1,其中至少丙烯酸1-庚酯中的1-庚基之碳原子係生物來源的,尤其丙烯酸1-庚酯之生物碳含量係至少63 mol-%,尤其至少69.5 mol-%; ii.     基於單體M之總量,5至70重量%,尤其15至60重量%,特別是20至50重量%的單體M2,其選自丙烯酸正丁酯及丙烯酸正丁酯之與丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯中之至少一者的組合; iii.    基於單體M之總量,10至70重量%,尤其20至65重量%,特別是30至62重量%的單體M3,其包含或係甲基丙烯酸甲酯; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%,尤其0.1至4重量%,特別是0.5至3重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸酸及其等之組合; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%,尤其0.05至5重量%,特別是0.1至4重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度,其具有選自由羥烷基、一級羧醯胺基、脲基、酮基及其等之組合組成的群組的官能基;及 vi.    基於該等單體M之總重,0至1重量%,特別是0至0.5重量%的一或多種單體M7; 其中單體M1及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量於自15至90重量%的範圍,尤其於自25至80重量%的範圍,特別於35至70重量%的範圍,且其中單體M1、M2及M3之總量係基於烯系不飽和單體M之總量至少90重量%,尤其至少94重量%,特別是至少97重量%。
較佳,藉由準彈性光散射(QELS)測定,該聚合物乳膠中所含共聚物之粒子具有於自30至500 nm的範圍,尤其於自40至350 nm的範圍的Z-平均粒子直徑。該聚合物乳膠中所含共聚物粒子之粒徑分佈可係單頂的或幾乎單頂的,其意謂該粒徑之分佈函數具有單一最大值且無特別肩部。該聚合物乳膠中所含共聚物粒子之粒徑分佈亦可係多頂的或幾乎多頂的,其意謂該粒徑之分佈函數具有至少二個不同的最大值或至少一個最大值及至少一個明顯的肩部。
若不另外說明,該等粒子之粒徑以及粒徑之分佈係藉由準彈性光散射(QELS,亦稱為動態光散射(DLS))測定。測量方法係於ISO 13321:1996標準敘述。可使用高效粒徑分析儀(HPPS)進行測定。為此目的,會稀釋含水聚合物乳膠之樣本並會分析稀釋物。於QELS之前後文,取決於粒徑,該水性稀釋物可具有於自0.001至0.5重量%的範圍的聚合物濃度。為了大部分的目的,適合濃度會係0.01重量%。然而,可使用更高或更低的濃度以實現最優的訊號/雜訊比。稀釋可藉由將該聚合物乳膠加至水或界面活性劑(以避免絮凝)之水性溶液來實現。通常,稀釋係藉由使用非離子性乳化劑,例如乙氧化C16/C18烷醇(18的乙氧化程度)的0.1重量%水性溶液作為稀釋劑來進行。測量組態:HPPS,來自Malvern,自動化,使用連續流光析管及Gilson自動取樣器。參數:測量溫度20.0°C;測量時間120秒(6個循環,各20 s);散射角173°;波長雷射633 nm(HeNe);介質之折射率1.332(水性);黏度0.9546 mPa·s。測量給出二階累積分析之平均值(配適之平均),即Z平均。「配適之平均」係以nm計的平均、強度加權流體動力粒子直徑。
亦可藉由流體動力層析分級(HDC)測定流體動力粒子直徑,如例如由H. Wiese, 聚合物分散體及其等之工業應用(Polymer Dispersions and Their Industrial Applications)中的"界定水性聚合物分散體之特徵(Characterization of Aqueous Polymer Dispersions)" (Wiley-VCH, 2002), pp. 41-73敘述。進一步細節參考以下實施例及敘述。
於具體實例之特殊群組,該聚合物乳膠中所含共聚物之粒子具有藉由QELS測定於自30至200 nm的範圍,尤其於自40至150 nm的範圍的Z-平均粒子直徑。於具體實例之此特別群組,該聚合物乳膠中所含共聚物粒子之粒徑分佈尤其係單頂的或幾乎單頂的,其意謂該粒徑之分佈功能具有單一最大值。
該等聚合物粒子中所含共聚物可形成單一相或其可形成不同的相,若該等聚合物粒子含有就其等之單體組成方面不同的不同共聚物。較佳,本發明之含水聚合物乳膠中所含聚合物粒子包含聚合物相,其具有不超過50°C且尤其至多40 °C,特別是至多30 °C,較佳於自-40至+50 °C的範圍,更佳於自-25至+40 °C的範圍且尤其於自-20至+30°C的範圍的玻璃轉移溫度Tg。
本文所稱玻璃轉移溫度係實際玻璃轉移溫度。該實際玻璃轉移溫度可藉由示差掃描量熱法(DSC)方法根據ISO 11357-2:2013,較佳使用根據ISO 16805:2003的樣本製備以實驗測定。
該實際玻璃轉移溫度取決於形成該聚合物的單體組成,且理論玻璃轉移溫度可自乳化聚合中使用的單體組成計算。理論玻璃轉移溫度通常係藉由Fox方程式自單體組成計算: 1/Tg t= x a/Tg a+ x b/Tg b+ .... x n/Tg n, 於此方程式,x a、x b、.... x n係單體a、b、.... n之質量分率且Tg a、Tg b、.... Tg n係一次僅以單體1、2、.... n中之一者合成的均聚物之以K計的實際玻璃轉移溫度。Fox方程式係由T. G. Fox於Bull. Am. Phys. Soc. 1956, 1, 第123頁敘述以及於Ullmann氏工業化學百科全書(Ullmann’s Encyclopädie der technischen Chemie [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry]), vol. 19, p. 18, 4th ed., Verlag Chemie, Weinheim, 1980敘述。大部分單體之均聚物之實際Tg值係已知的且於(例如)Ullmann氏工業化學百科全書, 5th ed., vol. A21, p. 169, Verlag Chemie, Weinheim, 1992中列出。均聚物之玻璃轉移溫度之其他來源係(例如)J. Brandrup, E. H. Immergut, 聚合物手冊(Polymer Handbook), 1st Ed., J. Wiley, 紐約 1966, 2nd Ed. J. Wiley, 紐約 1975, 3rd Ed. J. Wiley, 紐約 1989及4th Ed. J. Wiley, 紐約 2004。
通常,如本文所述根據Fox計算的理論玻璃溫度Tg t及如本文所述以實驗測定的玻璃轉移溫度係類似或甚至相同的且彼此間差異不超過5 K,尤其差異不超過2 K。據此,聚合物相之實際及理論玻璃轉移溫度(1)及(2)兩者可藉由挑選適合的單體M a、M b… M n及其等之於單體組成物中的質量分率x a、x b、.... x n來調整以分別達成所欲的玻璃轉移溫度Tg(1)及Tg(2)。對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言,挑選適合量的單體M a、M b… M n以獲得具有所欲玻璃轉移溫度的共聚物及/或共聚物相係通常知識。
典型地,由該等單體M形成且於本發明之聚合物乳膠中含有的共聚物係薄膜形成性的,意謂於乾燥該聚合物乳膠後,該共聚物之粒子隨即形成薄膜。較佳,本發明之水性共聚物乳膠具有不超過50°C,不超過40°C的最小薄膜形成溫度(MFT)。MFFT被定義成於其施用至基材之表面的聚合物乳膠於乾燥後仍形成封閉、均勻且無裂紋的塗層的最低溫度(參見Ullmann氏工業化學百科全書, vol. 19, 4th ed., Verlag Chemie, Weinheim, 1980)。最小薄膜形成溫度與共聚物之最低玻璃轉移溫度相關但典型可稍低,例如比聚合物P之實際玻璃轉移溫度Tg低1至5 K。為了技術理由,MFFT不可低於0°C,因為乳膠典型會冰凍。
較佳,本發明之含水聚合物乳膠具有至少pH 3,例如於pH 3至pH 11.5的範圍的pH。
本發明之水性聚合物分散體一般具有於30至75重量%的範圍,尤其於40至65重量%的範圍,較佳於45至60重量%的範圍的固體含量。該固體含量敘述非揮發性份之比例。分散體之固體含量係藉由具有紅外線水份分析的天平測定。於此測定,將一量的聚合物分散體導入該儀器,加熱至140 °C並隨後保持於該溫度下。一旦於140秒內平均重量減少掉到低於1 mg,終止測量程序。乾燥後重量對比所導入的原始質量之比例給出該聚合物分散體之固體含量。調配物之總固體含量係自所添加的物質之量及自其等之固體含量及濃度算術地確定。
若該聚合物乳膠中的聚合物具有與交聯劑之官能基互補的官能基,則該聚合物分散體可含有該交聯劑以實現該等聚合物乳膠粒子之後交聯。於此前後文,應將術語「互補」理解成該乳膠之官能基與該交聯劑之官能基易經歷形成分別的官能基之原子間的化學鍵的化學反應。典型地,該交聯劑具有至少二個與該聚合物乳膠之聚合物之官能基互補的官能基。適合的交聯劑之實例於以下敘述。
除了該聚合物及該視需要的交聯劑外,本發明之水性聚合物分散體可含有水性聚合物分散體中習知存在的其他成分。此等其他成分係(例如)表面活性化合物,諸如乳化劑及保護性膠體,尤其於製造該聚合物乳膠中使用者、其他消泡劑等等。其他成分亦可係酸、鹼、緩衝液、來自該聚合反應的分解產物、去臭化合物及鏈轉移劑。此外,該聚合物乳膠可含有殺生物劑以避免微生物腐敗。分別的個別組分之量典型不會超過基於該聚合物分散體之總重1.5 wt%。此等所說明的組分之總量典型不會超過基於該聚合物乳膠之總重5 wt%。
較佳,揮發性有機物質之量,即具有於標準條件(101,325 kPa)下藉由ISO 17895:2005經由氣相層析測定至多達250°C的沸點的有機化合物之含量係基於該聚合物乳膠之總重少於0.5重量%,尤其少於0.2重量%。
除了該聚合物外,該含水聚合物乳膠亦含有該聚合物乳膠之聚合物粒子分散在其中的水相。該水相(亦稱為清液(serum))基本上由水及任何可溶於水的其他成分組成。任何其他成分之總濃度典型不會超過基於該水相之總重10 wt%,尤其8重量%。
本發明之含水聚合物乳膠可藉由任何製備由聚合單體M構成的聚合物之水性分散液的方法製備。尤其,本發明之含水聚合物乳膠係藉由該等單體M之水性乳化聚合,尤其藉由自由基水性乳化聚合製備。術語「自由基水性乳化聚合」意謂該等單體M之聚合係藉由自由基來起始,該等自由基係藉由聚合起始劑之衰變(藉其自由基在該聚合混合物中形成)來形成。其因此亦稱為「以自由基起始的乳化聚合」。用於單體之在水性介質中以自由基起始的乳化聚合的程序已被廣泛地敘述且因此對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言係足夠熟悉的(此方面參見乳化聚合(Emulsion Polymerization),於聚合物科學及工程學百科全書(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering), vol. 8, 第659頁 ff. (1987);D.C. Blackley, 於高分子聚合物乳膠(High Polymer Latices), vol. 1, 第35頁 ff. (1966);H. Warson, 合成樹脂乳液之應用(The Applications of Synthetic Resin Emulsions), 第5章, 第246頁 ff. (1972);D. Diederich, 吾人之時代的化學(Chemie in unserer Zeit) 24, 第135至142頁 (1990);乳化聚合(Emulsion Polymerisation), Interscience Publishers, 紐約 (1965);DE-A 40 03 422;及分散合成高分子聚合物(Dispersionen synthetischer Hochpolymerer), F. Hölscher, Springer-Verlag, 柏林 (1969))。用於烯系不飽和單體之水性乳化聚合之典型程序亦於此專利申請案之序言部分中討論的專利文獻中敘述。
該以自由基起始的水性乳化聚合典型藉由以下者進行:在形成該水相的水性介質中乳化該烯系不飽和單體,典型藉由使用表面活性化合物,諸如乳化劑及/或保護性膠體,並使用至少一種起始劑聚合此系統,該起始劑藉由形成自由基來衰變且從而起始該等烯系不飽和單體M之鏈生長加成聚合。根據本發明的水性聚合物分散體之製備與此一般程序不同處可僅在於前述單體M1至M8之特別使用。此處應理解為了本說明書之目的,該程序亦應包括發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟悉的種子、分段式、一次及梯度體系。
以自由基起始的水性乳化聚合係藉由自由基聚合起始劑(自由基起始劑)引起。此等原則上可係過氧化物或偶氮化合物。當然,氧化還原起始劑系統亦係有用的。所使用的過氧化物原則上可係無機過氧化物,諸如過氧化氫或過氧二硫酸鹽,諸如過氧二硫酸之單或二鹼金屬或銨鹽,例如單及二鈉、鉀或銨鹽,或有機過氧化物,諸如氫過氧化烷基,例如氫過氧化三級丁基、氫過氧化p-薄荷腦基或氫過氧化異丙苯,以及過氧化二烷基或二芳基,諸如過氧化二-三級丁基或二-異丙苯基。所使用的偶氮化合物基本上係2,2'-偶氮二(異丁腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)及2,2'-偶氮二(甲脒基丙基)二鹽酸鹽(AIBA,對應於來自Wako Chemicals的V-50)。適合的用於氧化還原起始劑系統的氧化劑基本上係以上具體說明的過氧化物。可使用的相應還原劑係具有低氧化態的硫化合物,諸如亞硫酸鹼金屬鹽,例如亞硫酸鉀及/或鈉、亞硫酸氫鹼金屬鹽,例如亞硫酸氫鉀及/或鈉、偏二亞硫酸鹼金屬鹽,例如偏二亞硫酸鉀及/或鈉、羥甲亞磺酸鹽,例如羥甲亞磺酸鉀及/或鈉、脂肪族亞磺酸之鹼金屬鹽,特別是鉀及/或鈉鹽及鹼金屬硫氫化物,例如硫氫化鉀及/或鈉、多價金屬之鹽,諸如硫酸鐵(II)、硫酸鐵(II)銨、磷酸鐵(II)、烯二醇,諸如二羥順丁烯二酸、苯偶姻及/或抗壞血酸及還原醣,諸如山梨糖、葡萄糖、果糖及/或二羥丙酮。
較佳的自由基起始劑係無機過氧化物,特別是過氧二硫酸鹽。
一般,所使用的自由基起始劑之量係基於單體M之總量0.05至2 pphm,較佳基於單體M之總量0.1至1 pphm。
可一開始就將單體M之乳化聚合所需的自由基起始劑之量充在聚合容器中。然而,亦可能不充任何或僅充一部分的自由基起始劑,例如基於該自由基起始劑之總量不超過30重量%,特別是不超過20重量%,並接著於聚合條件下將任何剩下的量的自由基起始劑加至該自由基聚合反應。較佳,於聚合條件下將至少70%,尤其至少80%,特別是至少90%或所有量的該聚合起始劑進料至該自由基聚合反應。於該等單體M之自由基乳化聚合期間,該等單體M之進料可根據消耗量、逐批地以一或多個部分或連續地以固定或變化的流率完成。
一般,將術語「聚合條件」理解成意謂於其等下該以自由基起始的水性乳化聚合以足夠的聚合速率進行的溫度及壓力。其等尤其取決於所使用的自由基起始劑。有利地,挑選該自由基起始劑之類型及量、聚合溫度及聚合壓力,以使得足夠量的起始自由基總是存在以起始或以維持該聚合反應。
較佳,該等單體M之自由基乳化聚合係藉由所謂的進料程序(亦稱為單體進料方法)進行,其意謂至少80%,尤其至少90%或所有量的待聚合單體M於計量期P期間於聚合條件下被計量加入該聚合反應。添加可以部分且較佳連續地以固定或變化的進料速率完成。期P之持續期間可基於製造設備且可例如自20分鐘至12 h變化。經常,該期P之持續期間會於自0.5 h至8 h,特別是自1 h至6 h的範圍。於多步驟乳化聚合步驟,所有步驟之總持續期間典型係於以上範圍。個別步驟之持續期間典型較短。較佳,與該等單體之添加平行,將至少70%,尤其至少80%,特別是至少90%或所有量的該聚合起始劑導入乳化聚合。
該水性自由基乳化聚合通常係於一或多種適合的界面活性劑存在下進行。此等界面活性劑典型包含乳化劑且提供微胞,在該等微胞中該聚合發生,且該等微胞用於在水性乳化聚合期間穩定單體小滴以及生長聚合物粒子。該乳化聚合中使用的界面活性劑通常不與該聚合物分散體分開,而是保持在該可藉由單體M之乳化聚合獲得的水性聚合物分散體中。
該界面活性劑可選自乳化劑及保護性膠體。與乳化劑相反,保護性膠體被理解成意謂具有高於2000道爾頓的分子量的聚合化合物,而乳化劑典型具有較低的分子量。該界面活性劑可係陰離子性或非離子性的或係非離子及陰離子界面活性劑之混合物。
陰離子界面活性劑通常帶有至少一個陰離子基,其典型選自磷酸基、異亞磷酸基、硫酸基及磺酸基。該等帶有至少一個陰離子基的陰離子界面活性劑典型以其等之鹼金屬鹽,特別是其等之鈉鹽的形式或以其等之銨鹽的形式使用。
較佳的陰離子界面活性劑係陰離子乳化劑,尤其帶有至少一個硫酸基或磺酸基者。同樣,可以唯一的陰離子乳化劑的形式使用或組合一或多種帶有至少一種硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑使用帶有至少一個磷酸基或異亞磷酸基的陰離子乳化劑。
帶有至少一種硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑之實例係(例如) -       硫酸烷酯(特別是硫酸C 8-C 22-烷酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       乙氧化烷醇之硫酸單酯(特別是乙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自2至40的範圍的乙氧化水平(EO水平))之硫酸單酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       烷基磺酸(特別是C 8-C 22-烷基磺酸)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       二烷酯(特別是磺基琥珀酸之二-C 4-C 18-烷酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       烷基苯磺酸(特別是C 4-C 22-烷基苯磺酸)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)及 -       單或二磺酸化、經烷基取代的二苯基醚(例如在一或兩個芳香族環上帶有C 4-C 24-烷基的二(苯基磺酸)醚)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)。後者係通常知識,例如基於US-A-4,269,749,且可商購,例如以Dowfax® 2A1(陶氏化學公司)、 -       界面活性劑,其具有如本文所述的可聚合烯系不飽和雙鍵,例如式(I) – (IV) 之化合物,其中X及Y分別係SO 3 -或O-SO 3 -
帶有磷酸基或異亞磷酸基的陰離子乳化劑之實例包括但不限於選自以下群組的以下鹽: -       磷酸單及二烷酯(特別是磷酸C 8-C 22-烷酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       C 2-C 3-烷氧化烷醇(較佳具有於自2至40的範圍,特別於自3至30的範圍的烷氧化水平)之磷酸單酯(例如乙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自2至40的範圍的乙氧化水平(EO水平))之磷酸單酯、丙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自2至40的範圍的丙氧化水平(PO水平))之磷酸單酯及乙氧化共丙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自1至20的範圍的乙氧化水平(EO水平)及1至20的丙氧化水平)之磷酸單酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       烷基異亞磷酸(特別是C 8-C 22-烷基異亞磷酸)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)及 -       烷基苯異亞磷酸(特別是C 4-C 22-烷基苯異亞磷酸)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)。 -       界面活性劑,其具有如本文所述的可聚合烯系不飽和雙鍵,例如式(I) – (IV)之化合物,其中X及Y分別係HPO 3 -、PO 3 2、O-HPO 3 -或O-PO 3 2
陰離子乳化劑亦可包含具有可聚合雙鍵的乳化劑,例如式(I)至(IV)及其等之鹽(尤其其等之鹼金屬鹽或銨鹽)之乳化劑: 於式(I),R 1係H、C 1-C 20-烷基、C 5-C 10-環烷基、視需要經以C 1-C 20-烷基取代的苯基,R 2及R 2’皆為H或一起係O,R 3及R 4係H或甲基,m係0或1,n係自1 – 100的整數且X係SO 3 -、O-SO 3 -、O-HPO 3 -或O-PO 3 2-(II) 於式(II),R係H、C 1-C 20-烷基、C 5-C 10-環烷基、視需要經以C 1-C 20-烷基取代的苯基,k係0或1且X係SO 3 -、O-SO 3 -、O-HPO 3 -或O-PO 3 2-(III) 於式(III),R 1係H、C 1-C 20-烷基、O-C 1-C 20-烷基、C 5-C 10-環烷基、O-C 5-C 10-環烷基、視需要經以C 1-C 20-烷基取代的O-苯基,n係自1 – 100的整數且Y係SO 3 -、HPO 3 -或PO 3 2-(IV) 於式(IV),R 1係H、C 1-C 20-烷基或1-苯乙基,R 2係H、C 1-C 20-烷基或1-苯乙基,A係C 2-C 4-烷二基,諸如1,2-乙二基、1,2-丙二基、1,2-丁二基或1,4-丁二基,n係自1 – 100的整數且Y係SO 3 -、HPO 3 -或PO 3 2-
提及的式(I)之可共聚乳化劑之特殊具體實例為聚乙二醇單丙烯酸酯之硫酸酯或磷酸酯。同樣亦可提及的式(I)之可共聚乳化劑之特殊具體實例為聚乙二醇單丙烯酸酯之異亞磷酸酯或烯丙基醚硫酸酯。可商購的式(I)之可共聚乳化劑係Maxemul®乳化劑、Sipomer® PAM乳化劑、Latemul® PD及ADEKA Reasoap® PP-70。
亦提及的式(II)之可共聚乳化劑之特殊具體實例為磺基琥珀酸烷酯烯丙酯。可商購的式(II)之可共聚乳化劑係Trem® LF40。
亦提及的式(III)之可共聚乳化劑之特殊具體實例為分支的不飽和的。可商購的式(III)之可共聚乳化劑係Adeka® Reasoap乳化劑及Hitenol® KH。
亦提及的式(IV)之可共聚乳化劑之特殊具體實例為聚氧乙烯烷苯基醚硫酸酯及聚氧乙烯單或二苯乙烯基苯基醚硫酸酯。可商購的式(IV)之可共聚乳化劑係Hitenol® BC及Hitenol® AR乳化劑。
其他適合的陰離子界面活性劑可於以下者找到:Houben-Weyl, 有機化學方法(Methoden der organischen Chemie(Methods of Organic Chemistry)), XIV/1卷, 巨分子物質(Makromolekulare Stoffe(Macromolecular Substances)), Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, p. 192-208。
較佳,該界面活性劑包含至少一種帶有至少一個硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑。該至少一種帶有至少一個硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑可係唯一類型的陰離子乳化劑。然而,亦可使用至少一種帶有至少一個硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑與至少一種帶有至少一個磷酸基或異亞磷酸基的陰離子乳化劑之混合物。於如此混合物,該至少一種帶有至少一個硫酸基或磺酸基的陰離子乳化劑之量較佳係基於本發明之方法中使用的陰離子界面活性劑之總重至少50重量%。尤其,帶有至少一個磷酸基或異亞磷酸基的陰離子乳化劑之量不超過基於本發明之方法中使用的陰離子界面活性劑之總重20重量%。
較佳的陰離子界面活性劑係選自以下群組的陰離子乳化劑,包括其等之混合物: -       硫酸烷酯(特別是硫酸C 8-C 22-烷酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       乙氧化烷醇之硫酸單酯(特別是乙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自2至40的範圍的乙氧化水平(EO水平))之硫酸單酯)之鹽(特別是鹼金屬鹽)、 -       乙氧化烷基酚之硫酸單酯(特別是乙氧化C 4-C 18-烷基酚(EO水平較佳3至40)之硫酸單酯)之、 -       烷基苯磺酸(特別是C 4-C 22-烷基苯磺酸)之、及 -       單-或二磺酸化、經烷基取代的二苯基醚(例如在一或兩個芳香族環上帶有C 4-C 24-烷基的二(苯基磺酸)醚)之。 -       式(III)之可聚合乳化劑。
特佳者係選自以下群組的陰離子乳化劑,包括其等之混合物: -       硫酸烷酯(特別是硫酸C 8-C 22-烷酯)之鹽(特別是鹼金屬及銨鹽)、 -       乙氧化烷醇之硫酸單酯(特別是乙氧化C 8-C 22-烷醇(較佳具有於自2至40的範圍的乙氧化水平(EO水平))之硫酸單酯)之鹽(特別是鹼金屬鹽)、 -       單-或二磺酸化、經烷基取代的二苯基醚(例如在一或兩個芳香族環上帶有C 4-C 24-烷基的二(苯基磺酸)醚)之 -       式(III)之可聚合乳化劑,其中Y係SO 3 -
以及前述陰離子界面活性劑,該界面活性劑亦可包含一或多種尤其選自非離子性乳化劑的非離子性表面活性物質。適合的非離子性乳化劑係例如芳香脂肪族或脂肪族非離子性乳化劑,例如乙氧化單、二及三烷基酚(EO水平:3至50,烷基:C 4-C 10)、長鏈醇之乙氧化物(EO水平:3至100,烷基:C 8-C 36)及聚環氧乙烷/環氧丙烷均及共聚物。此等可包含以隨機分佈形式或以嵌段形式共聚的環氧烷單元。極適合的實例係EO/PO嵌段共聚物。較佳者係長鏈烷醇之乙氧化物,尤其其中烷基C 8-C 30具有5至100的平均乙氧化水平者,且於此等中,特佳者係具有線性C 12-C 20烷基及10至50的平均乙氧化水平者以及乙氧化單烷基酚。
本發明之方法中使用的界面活性劑通常會包含基於本發明之方法中使用的界面活性劑之總量不超過30重量%,特別是不超過20重量%的非離子性界面活性劑且尤其不包含任何非離子性界面活性劑。亦可使用至少一種陰離子界面活性劑與至少非離子性界面活性劑之組合。於此情況下,陰離子界面活性劑之總量對比非離子性界面活性劑之總量的重量比係於99:1至70:30,尤其98:2至75:25的範圍,特別於95:5至80:20的範圍。
較佳,該界面活性劑會以使得界面活性劑之量係基於待聚合單體M於自0.2至5重量%的範圍,特別於自0.3至4.5重量%的範圍的量使用。於多步驟乳化步驟乳化聚合,該界面活性劑會以使得界面活性劑之量通常係基於在分別的步驟中聚合的單體之總量於自0.2至5重量%的範圍,特別於自0.3至4.5重量%的範圍的量使用。
較佳,平行於該等單體之添加,將大部分,即至少80%的所使用的界面活性劑加至該乳化聚合。尤其,該等單體係以水性乳液的形式加至含有至少80%的該乳化聚合中使用的界面活性劑的聚合反應。
已發現於種子乳膠存在下進行該等單體M之自由基乳化聚合係有利的。種子乳膠係於開始單體M之聚合前存在於該水性聚合介質中的聚合物乳膠。該種子乳膠可有助於更好地調整本發明之自由基乳化聚合中獲得的粒徑或最終聚合物乳膠。
重要地,每一聚合物乳膠皆可起種子乳膠的作用。為了本發明之目的,較佳者係其中該等聚合物粒子之粒徑係相對小的種子乳膠。尤其,如藉由動態光散射(DLS)於20 °C下測定(參見以下),該種子乳膠之聚合物粒子之Z平均粒子直徑較佳於自10至80 nm,尤其自10至50 nm的範圍。較佳,該種子乳膠之聚合物粒子由烯系不飽和單體構成,該等烯系不飽和單體包含基於形成該種子乳膠的單體之總重至少95重量%的一或多種選自由以下者組成的群組的單體:丙烯酸之C 2-C 10-烷酯,尤其丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基-己酯、甲基丙烯酸C 1-C 4-烷酯,諸如甲基丙烯酸甲酯、單烯系不飽和腈,諸如丙烯腈及如以上定義的乙烯基芳香族單體,諸如苯乙烯及其等之混合物。尤其,該種子乳膠之聚合物粒子由烯系不飽和單體構成,該等烯系不飽和單體包含基於形成該種子乳膠的單體之總重至少95重量%的一或多種選自由以下者組成的群組的單體:甲基丙烯酸C 1-C 4-烷酯,諸如甲基丙烯酸甲酯、單烯系不飽和腈,諸如丙烯腈及如以上定義的乙烯基芳香族單體,諸如苯乙烯及其等之混合物。
為此,通常於開始該等單體M之聚合前將該種子乳膠充入該聚合容器中。尤其,將該種子乳膠充入該聚合容器中,接著建立該等聚合條件,例如藉由將該混合物加熱至聚合溫度。於開始添加該等單體M前將至少一部分的該自由基起始劑充入該聚合容器中可係有利的。然而,平行地將該等單體M及該自由基聚合起始劑加至該聚合容器亦係可能的。
以固體計算的種子乳膠之量可經常於基於待聚合的單體組成物M中的單體之總重0.01至10重量%的範圍,較佳於0.05至5重量%的範圍,尤其於0.05至3重量%的範圍。
本發明之自由基水性乳化聚合可於在自0至170°C的範圍的溫度下進行。所利用的溫度一般於自50至120°C,經常係60至120°C且往往係70至110°C的範圍。本發明之自由基水性乳化聚合可於小於、等於或大於1 atm(大氣壓)的壓力下進行,且因此該聚合溫度可超過100°C且可至多達170°C。該等單體之聚合正常係於環境壓力下進行,但其亦可於提高的壓力下進行。於此情況下,該壓力可呈1.2、1.5、2、5、10、15巴(絕對)的值或甚至更高的值。若乳化聚合係於減低的壓力下進行,建立950毫巴,經常900毫巴且往往850毫巴(絕對)的壓力。有利地,本發明之自由基水性乳化聚合係於排除氧的環境壓力(約1 atm)下,例如於惰性氣體大氣下,例如於氮或氬下進行。
用於製造本發明之聚合物乳膠的方法可係單階段聚合或多階段乳化聚合。於單階段聚合,於聚合條件下進料至該聚合反應的單體M之整體組成維持相同或幾乎相同,而於多階段乳化聚合,於聚合條件下進料至該聚合反應的單體M之整體組成被改變至少一次,尤其以使得一個階段中形成的所得聚合物之理論玻璃轉移溫度與另一階段中形成的所得聚合物之理論玻璃轉移溫度差異達至少10°C,尤其達至少20°C或至少40°C。
於具體實例之特殊群組,本發明之方法係以2階段乳化聚合的形式進行,即於聚合條件下進料至該聚合反應的單體之組成被修改一次,或以3或4階段乳化聚合的形式進行,即於聚合條件下進料至該聚合反應的單體之組成被修改二次或三次。
該等單體M之聚合可視需要於鏈轉移劑存在下進行。鏈轉移劑被理解成意謂轉移自由基及減低生長中的鏈之分子量及/或控制聚合中的鏈生長的化合物。鏈轉移劑之實例係脂肪族及/或芳香脂肪族鹵素化合物,例如正氯丁烷、正溴丁烷、正碘丁烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、溴仿、溴三氯甲烷、二溴二氯甲烷、四氯化碳、四溴化碳、氯甲苯、溴甲苯;有機硫基化合物,諸如一級、二級或三級脂肪族硫醇,例如乙硫醇、正丙硫醇、2-丙硫醇、正丁硫醇、2-丁硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、正戊硫醇、2 戊硫醇、3-戊硫醇、2-甲基-2-丁硫醇、3-甲基-2-丁硫醇、正己硫醇、2-己硫醇、3-己硫醇、2-甲基-2-戊硫醇、3-甲基-2-戊硫醇、4-甲基-2-戊硫醇、2-甲基-3-戊硫醇、3-甲基-3 戊硫醇、2-乙基丁硫醇、2-乙基-2-丁硫醇、正庚硫醇及其異構化合物、正辛硫醇及其異構化合物、正壬硫醇及其異構化合物、正癸硫醇及其異構化合物、正十一烷硫醇及其異構化合物、正十二烷硫醇及其異構化合物、正十三烷硫醇及其異構化合物、經取代硫醇,例如2-羥乙硫醇、芳香族硫醇,諸如苯硫醇、鄰-、間-或對-甲基苯硫醇、巰乙酸(硫代羥乙酸)之烷酯,諸如硫代羥乙酸2-乙基己酯、巰丙酸之烷酯,諸如巰丙酸辛酯以及聚合物手冊(Polymer Handbook), 第3版, 1989, J. Brandrup及E.H. Immergut, John Wiley & Sons, 第II節, 第133至141頁中敘述的其他硫化合物以及脂肪族及/或芳香族醛,諸如乙醛、丙醛及/或苯甲醛、不飽和脂肪酸,諸如油酸、具有非共軛雙鍵的二烯,諸如二乙烯基甲烷或乙烯基環己烷或具有可輕易分離的氫原子的烴,例如甲苯。
或者,使用不彼此干擾的前述鏈轉移劑之混合物係可能的。本發明之方法中視需要使用的鏈轉移劑之總量一般不會超過基於單體M之總量2重量%,尤其1重量%。然而,於該聚合反應之某個期間加至該聚合反應的鏈轉移劑之量可超過基於在所述期期間加至該聚合反應的單體M之總量2重量%的值且可高至8重量%,尤其至多4重量%係可能的。
使完成該等單體M之聚合所獲得的水性聚合物分散體經歷後處理以減少殘餘單體含量經常係有利的。此後處理係化學地(例如藉由使用更有效的自由基起始劑系統(稱為後聚合)來完成該聚合反應)及/或物理地(例如藉由以蒸汽或惰性氣體汽提該水性聚合物分散體)實現。相應的化學及物理方法對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言係熟悉的–參見(例如)EP-A 771328、DE-A 19624299、DE-A 19621027、DE-A 19741184、DE-A 19741187、DE-A 19805122、DE-A 19828183、DE-A 19839199、DE-A 19840586及DE-A 19847115。化學及物理後處理之組合具有其不只自該水性聚合物分散體移除未轉化烯系不飽和單體且亦移除其他干擾性揮發性有機組分(VOC)的優點。
因為該水性聚合物分散體中所含聚合物可含有來自該等單體M4及視需要來自該聚合起始劑的酸性基團,所以經常於將藉由本發明之方法獲得的水性聚合物分散體調配成塗料組成物前中和其。該聚合物之酸基團之中和係藉由發明所屬技術領域中具有通常知識者已知的中和劑於聚合後及/或於該聚合期間實現。例如,該中和劑可在聯合進料中與待聚合的單體一起或在分開的進料中添加。適合的中和劑包括有機胺、鹼金屬氫氧化物、氫氧化銨。尤其,中和係藉由使用氨或鹼金屬氫氧化物,諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀來實現。
此外,以後固化劑調配本發明之聚合物乳膠可能係適合的。理想上,如此後固化劑(亦稱為後交聯劑)會於由與在該等聚合物粒子之表面上的反應性位置形成配位或共價鍵引起的薄膜形成期間及/或於其之後導致交聯反應。
交聯劑(其等適用於提供後交聯)係例如具有至少二個選自 唑啉、胺基、醛、胺氧基、碳二亞胺、吖口元基、環氧基及醯肼基的官能基的化合物、衍生物或帶有乙醯乙醯基的化合物。此等交聯子與該聚合物分散體之聚合物之反應性位置反應,該聚合物中帶有能夠與該交聯子形成共價鍵的互補官能基。適合的系統對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言係已知的。
因為本發明之聚合物分散體中所含聚合物帶有羧基,所以後交聯可藉由以一或多種聚碳二亞胺調配該聚合物分散體來實現,如於以下者敘述:US 4977219、US 5047588、US 5117059、EP 0277361、EP 0507407、EP 0628582、US 5352400、US 2011/0151128及US 2011/0217471。假定了交聯係基於該等聚合物之羧基之與聚碳二亞胺的反應。該反應典型導致共價交聯,其等主要係基於N-醯基脲鍵(J.W. Taylor及D.R. Bassett, 於E.J. Glass (Ed.), 水性塗料技術(Technology for Waterborne Coatings), ACS討論會系列(ACS Symposium Series) 663, Am. Chem. Soc., 華盛頓特區, 1997, 第8章, 第137至163頁)。
同樣,因為本發明之聚合物分散體中所含聚合物粒子帶有源自單體M4的羧基,所以適合的後固化劑亦可係可溶於水或可分散於水的帶有 唑啉基的聚合物,例如於US 5300602及WO 2015/197662敘述的聚合物。
後交聯亦可藉由與EP 1227116類似者實現,EP 1227116敘述水性二組分塗料組成物,該水性二組分塗料組成物含有具有羧酸及羥基官能基的黏合劑聚合物及具有選自異氰酸酯、碳二亞胺、吖口元基及環氧基的官能基的多功能性交聯子。
若該聚合物分散體中的聚合物帶有酮基,例如藉由使用單體M5c,諸如二丙酮丙烯醯胺(DAAM),則後交聯可藉由以一或多種二醯肼調配該水性聚合物分散體來實現,該二醯肼尤其係諸如己二酸的脂肪族二羧酸二醯肼(ADDH),如於以下者敘述:US 4931494、US 2006/247367及US 2004/143058。此等組分基本上於薄膜形成期間及之後反應,雖然某種程度的預反應可發生。
其他實現後固化的適合的劑包括 -       環氧基矽烷,以交聯該聚合物中的羧基; -       二醛,諸如乙二醛,以交聯脲基或乙醯乙醯氧基,諸如分別源自如本文定義的單體M5b及M5c者,尤其(甲基)丙烯酸脲酯或(甲基)丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯; -       二及/或聚胺,以交聯酮基或環氧基,諸如源自如本文定義的單體M5c或M6b者;及 -       UV起始劑,諸如二苯基酮類,包括二苯基酮、4-甲氧基二苯基酮、4-甲基二苯基酮、2,4,6-三甲基二苯基酮、苯乙酮類,諸如2-羥基-2,2-二甲基苯乙酮、2-苯基-2,2-二甲基苯乙酮、環烷基苯基酮,諸如1-苄醯基環己-1-醇(= 1-羥基環己基苯基酮)及苯偶姻及其等之混合物,尤其液體混合物,諸如4-甲基二苯基酮與二苯基酮之混合物、2,4,6-三甲基二苯基酮與二苯基酮之混合物及1-羥基環己基苯基酮與二苯基酮之混合物。
適合的系統係於例如EP 355028、EP 441221、EP 0789724、US 5516453及US 5498659敘述及/或可商購,例如於UV起始劑的例子中自Omnirad and IGM Resins(例如Esacure TZM、Esacure TZT、Omnirad 4MBZ)。
本發明亦關於水性塗料組成物,其含有 a)     呈如本文定義的含水聚合物乳膠的形式的黏合劑聚合物;及 b)     至少一種係水性塗料組成物中習知使用且非黏合劑的其他成分。
本發明之水性塗料組成物可以透明漆的形式或以漆的形式調配。於後者之例子中,該等水性塗料組成物至少一種無機顏料,其於將該水性塗料組成物用於塗佈基材時賦予所獲得的塗層白色色澤或彩色。
用於本發明之目的的顏料按德國標準規格DIN 55944:2003-11中的定義係實質上不可溶、細細分散、有機或較佳無機著色劑。顏料之實例尤其係無機顏料,諸如白色顏料,如二氧化鈦(C.I.顏料白6),但亦係彩色顏料,例如 -       黑色顏料,諸如氧化鐵黑(C.I.顏料黑11)、鐵錳黑、尖晶石黑(C.I.顏料黑27)、碳黑(C.I.顏料黑7); -       彩色顏料,諸如氧化鉻、氧化鉻水合物綠;鉻綠(C.I.顏料綠48);鈷綠(C.I.顏料綠50);群青綠;鈷藍(C.I.顏料藍28及36);群青藍、鐵藍(C.I.顏料藍27)、錳藍、群青紫、鈷紫、錳紫、氧化鐵讀(C.I.顏料紅101);硫硒化鎘(C.I.顏料紅108);鉬酸鹽讀(C.I.顏料紅104);群青讀、 -       氧化鐵棕、混合棕、尖晶石及剛玉相(C.I.顏料棕24、29及31)、鉻橙; -       氧化鐵黃(C.I.顏料黃42);鎳鈦黃(C.I.顏料黃53;C.I.顏料黃157及164);鉻鈦黃;硫化鎘及硫化鎘鋅(C.I.顏料黃37及35);鉻黃(C.I.顏料黃34)、鋅黃、鹼土金屬鉻酸鹽;那不勒斯黃;釩酸鉍(C.I.顏料黃184); -       干涉顏料,諸如基於經塗佈金屬薄層的金屬特效顏料、基於以金屬氧化物塗佈的雲母薄層的珍珠光澤顏料及液晶顏料。
該等水性塗料組成物亦可含有一或多種填充劑。適合的填充劑之實例係鋁矽酸鹽,諸如長石、矽酸鹽,諸如高嶺土、滑石、雲母、菱鎂礦、鹼土金屬碳酸鹽,諸如碳酸鈣,例如呈方解石或白堊的形式、碳酸鎂、白雲石、鹼土金屬硫酸鹽,諸如硫酸鈣、二氧化矽等等。於本發明之塗料組成物,細分的填充劑係天然較佳的。可以個別組分的形式使用該等填充劑。然而,實踐上,已發現填充劑混合物尤其有用,例如碳酸鈣/高嶺土、碳酸鈣/滑石。光澤漆一般僅包含小量的非常細分的填充劑或不包含任何填充劑。填充劑亦包括按所欲明顯削弱光澤的消光劑。消光劑一般係透明的且可係有機或無機的。消光劑之實例係無機矽酸鹽,例如來自W. R. Grace & Company的Syloid®牌及來自Evonik GmbH的Acematt®牌。有機消光劑可(例如)以Ceraflour®牌及Ceramat®牌自BYK-Chemie GmbH獲得及以Deuteron MK®牌自Deuteron GmbH獲得。
該等水性塗料組成物中的顏料與填充劑之比例可以本身已知的方式經由顏料體積濃度(PVC)敘述。PVC敘述按百分比計經乾燥塗料薄膜中顏料(VP)及填充劑(VF)之體積之相對於由黏合劑(VB)、顏料(VP)及填充劑(VF)之體積組成的總體積的比例:PVC [%] = (VP + VF) x 100 / (VP + VF + VB)。
若該等水性塗料組成物係以漆的形式調配,其等通常具有至少5%,特別是至少10%及典型不會超過90%,尤其85%的顏料體積濃度(PVC)。於具體實例之較佳群組,該PVC不會超過60%,特別是50%的值,且特別係於自5至60%或5至50%的範圍。然而,該等聚合物分散體之發明功效亦以清漆的形式顯示,該等清漆典型具有基於該清漆低於5重量%的顏料/填充劑含量,且相應地具有低於5的PVC%。於具體實例之又另一群組,該PVC會於>60至90%的範圍,尤其於65至85%的範圍。
根據具體實例之一個群組,本發明之水性塗料組成物被設計成含有白色顏料的漆 – 即其等包含至少一種白色顏料及視需要一或多種填充劑。作為白色顏料,其等尤其包括二氧化鈦,較佳呈金紅石形式,視需要與一或多種填充劑組合。特佳,本發明之塗料組成物例如包含白色顏料,更尤其二氧化鈦,較佳呈金紅石形式,組合一或多種填充劑,諸如白堊、滑石或其等之混合物。
於具體實例之另一較佳群組,本發明之水性塗料組成物被設計成透明漆或木頭著色劑調配物。與漆相反,透明漆基本上缺乏顏料及填充劑,而木頭著色劑不含有多少填充劑,即其等具有低於5%的PVC。
根據具體實例之特別群組,本發明亦關於水性塗料組成物(waterborne coating composition)(以下亦稱為水性塗料組成物(aqueous coating composition)),其包含: i)      至少一種如以上定義的含水聚合物乳膠;及 ii)     二氧化鈦顏料。
根據具體實例之進一步特別群組,本發明亦關於該含水聚合物乳膠之作為含有二氧化鈦顏料的水性塗料組成物中的黏合劑的用途。
於前述具體實例,該含水聚合物乳膠係與TiO 2顏料漿或糊組合。用於製備該水性塗料組成物的水性TiO 2顏料漿或糊之TiO 2濃度一般會於自30%至85重量%,經常於40%至80重量%的範圍,且每個例子中皆基於該水性TiO 2顏料漿或糊之總重。用於製備該顏料漿或糊之水性分散體的二氧化鈦顏料可係任何塗料組成物中,尤其水性塗料組成物中習知使用的TiO 2顏料。經常,使用其中TiO 2粒子較佳呈金紅石形式的TiO 2顏料。於另一較佳具體實例,該等TiO 2粒子亦可以例如鋁、矽及鋯化合物塗佈。
一般,該聚合物之對比該二氧化鈦顏料的重量比係於≥ 0.1:5.0至≤ 5.0:0.1的範圍;較佳該聚合物之對比該二氧化鈦顏料的重量比係於≥ 0.5:5.0至≤ 5.0:0.5的範圍;尤其更佳,該聚合物之對比該二氧化鈦顏料的重量比係於≥ 0,5:3.0至≤ 3.0:0,5的範圍且尤其於≥ 0.5:1.5至≤ 1.5:0.5的範圍。
較佳,如藉由光散射或藉由電子顯微鏡測定,該二氧化鈦顏料具有於≥ 0.1 µm至≤ 0.5 µm的範圍的平均一級粒徑。
一般,該水性塗料組成物進一步包含至少一種選自由以下者組成的群組的添加物:增稠劑、消泡劑、調平劑、成膜助劑、殺生物劑、潤濕劑或分散劑、填充劑及聚結劑。
該水性塗料組成物可藉由混合TiO 2顏料粉末或TiO 2顏料之水性漿或糊與本發明之含水聚合物乳膠來簡單製備,較佳藉由對該混合物施加剪力,例如藉由使用習知用於製備水性漆的溶解器。亦可能製備TiO 2顏料之水性漿或糊及本發明之含水聚合物乳膠,其接著被併入本發明之其他聚合物乳膠或任何其他聚合物乳膠黏合劑或與本發明之其他聚合物乳膠或任何其他聚合物乳膠黏合劑混合。
該聚合物複合物之水性分散體亦可藉由將本發明之含水聚合物乳膠以黏合劑或共黏合劑的形式併入已含有TiO 2顏料的漆之水性基底調配物來製備,例如藉由混合本發明之含水聚合物乳膠與已含有漆調配物中使習知使用的其他添加物的顏料調配物。
為了穩定該水性顏料漿或糊中的TiO 2顏料粒子,該混合可視需要於諸如分散劑的水性顏料漿或顏料糊中習知使用的添加物存在下進行。適合的分散劑包括但不限於(例如)聚磷酸鹽,諸如聚磷酸鈉、聚磷酸鉀或聚磷酸銨、丙烯酸均或共聚物或順丁烯二酸酐聚合物之鹼金屬鹽及銨鹽、聚異亞磷酸鹽,諸如1-羥基乙-1,1-二異亞磷酸鈉及萘磺酸鹽,特別是其等之鈉鹽。
用於製備該聚合物複合物之水性分散體的含水聚合物乳膠中的聚合物濃度一般係於自10%至70重量%,較佳20%至65重量%及最佳30%至60重量%的範圍,於每個例子中皆基於該含水聚合物乳膠之總重。
除了本發明之聚合物乳膠及二氧化鈦顏料及視需要的習知黏合劑外,該等水性塗料組成物可含有一或多種與以上敘述的TiO 2顏料不同的顏料及/或填充劑。
較佳,該等水性塗料組成物包含至少一種如本文定義的含水聚合物乳膠,進一步包含流變調節劑。適合的流變調節劑包括締合型增稠聚合物及非締合型流變學修飾劑。該水性液體組成物較佳包含選自由締合型增稠劑及非締合型增稠劑及其等之組合組成的群組的增稠劑。
締合型增稠聚合物係已為人熟知的且經常於科學文獻敘述,例如由E.J. Schaller等人, "締合型增稠劑(Associative Thickeners)",於塗料添加物手冊(Handbook of Coating Additives), Vol. 2 (編者L.J.Calbo), Marcel Decker 192, pp. 105-164、J. Bieleman "PUR-增稠劑(PUR-Verdicker)",於塗料用添加物(Additives for Coatings) (編者 J. Bielemann), Wiley 2000, pp 50 – 58。HEUR及HMPE型的NiSAT增稠聚合物亦於專利文獻敘述,諸如US 4,079,028、US 4155,892、EP 61822、EP 307775、WO 96/31550、EP 612329、EP 1013264、EP 1541643、EP 1584331、EP 2184304、DE 4137247、DE 102004008015、DE 102004031786、US 2011/0166291及WO 2012/052508。除此之外,締合型增稠聚合物係可商購的。
該等締合型增稠聚合物包括陰離子、丙烯酸酯型增稠聚合物,所謂的HASE聚合物(疏水性經修飾聚丙烯酸酯增稠劑),其等係丙烯酸及丙烯酸烷酯單體之共聚物,其中該丙烯酸烷酯之烷基可具有自6至24個碳原子。該等締合型增稠聚合物亦包括非離子締合型增稠劑,即所謂的NiSAT增稠劑(非離子合成性締合型增稠劑),其等通常係線性或分支的嵌段共聚物且具有至少一個內部親水性部分,尤其聚醚部分,特別是至少一個聚環氧乙烷部分及二或多個末端烴基團,該等末端烴基團各具有至少4個碳原子,尤其自4至24個碳原子,例如具有4至24個碳原子的線性或分支烷基或具有7至24個碳原子的經烷基取代的苯基。NiSAT增稠劑包括經疏水地修飾的聚環氧乙烷胺甲酸乙酯流變學修飾劑(亦稱為HEUR或PUR增稠劑)及經疏水地修飾的聚環氧乙烷(其等亦稱為HMPE)。
該締合型增稠聚合物之量會取決於所欲黏度輪廓且經常於基於該乳膠漆自0.05至2.5重量%,尤其0.1至2重量%的增稠劑,且尤其0.2至2重量%的範圍。
適合的非締合型流變調節劑尤其係基於纖維素,特別是羥乙基纖維素的增稠劑,但亦為基於丙烯酸酯乳液(ASE)的增稠劑。於非締合型流變調節劑中,較佳者係基於纖維素的非締合型增稠劑。
該增稠聚合物之總量會取決於所欲黏度輪廓且經常於基於該乳膠漆自0.05至6重量%,尤其0.1至5.5重量%的增稠劑,且尤其0.15至5重量%的範圍。
本發明之水性塗料組成物亦可包含習用助劑。該等習用助劑會以為人熟知的方式取決於塗料之類型且包括但不限於: -       潤濕劑或分散劑、 -       成膜助劑,亦稱為聚結劑、 -       調平劑、 -       UV穩定劑、 -       殺生物劑及 -       消泡劑/除氣劑。
適合的潤濕劑或分散劑係(例如)聚磷酸鈉、聚磷酸鉀或聚磷酸銨、丙烯酸共聚物或順丁烯二酸酐共聚物之鹼金屬鹽及銨鹽、聚異亞磷酸鹽,諸如1-羥基乙-1,1-二異亞磷酸鈉及萘磺酸鹽,特別是其鈉鹽。
適合的成膜助劑係溶劑及塑化劑。與溶劑相反,塑化劑具有低揮發性且較佳具有於1013毫巴下高於250°C的沸點,而溶劑具有比塑化劑高的揮發性且較佳具有於1013毫巴下小於250°C的沸點。適合的成膜助劑係(例如)白油溶劑、松油、丙二醇、乙二醇、丁氧乙醇、丁氧乙醇醋酸酯、丁氧乙醇二醋酸酯、二乙二醇單丁醚、丁基卡必醇、1-甲氧基-2-丙醇、2,2,2-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(Texanol®)及其二元醇醚及酯,其可(例如)以Solvenon®及Lusolvan®及Loxanol®名自BASF SE購得及以Dowanol®商標名自Dow購得。其量較佳係基於整體調配物< 5重量%且更佳< 1重量%。於完全無成膜助劑下的調配亦係可能的。經常,該塗料組成物不需任何成膜助劑。
其他適合的助劑及組分係例如由J. Bieleman於“用於塗料的添加物(Additives for Coatings)”, Whiley-VCH, Weinheim 2000;由T. C. Patton於“漆流及顏料分散體(Paint Flow and Pigment Dispersions)”, 第2版, John Whiley & Sons 1978;及由M. Schwartz及R. Baumstark於“用於裝飾用塗料的基於水的丙烯酸酯(Water based Acrylates for Decorative Coatings)”, Curt R. Vincentz Verlag, Hanover 2001敘述。
亦可將本發明之水性塗料組成物調配成低VOC漆。於此例子中,該塗料組成物中的揮發性化合物之濃度基於該水性塗料組成物之總量較佳低於0.1 wt.-%,更佳低於0.05 wt.-%。就本發明而言,揮發性化合物係具有於1013毫巴下小於250°C的沸點的化合物。
本發明之水性塗料組成物尤其可用於建築物塗料,即用於塗佈建築物之室外或室內部分。於此例子中,基材可係礦物基材,諸如熟石膏、石膏、石膏板或混凝土、木頭、基於木頭的材料、金屬、壁紙或塑膠,諸如PVC。
可以習用方式將該等水性塗料組成物施用至待塗佈基材,例如藉由以刷子或滾筒施用其、藉由噴塗、藉由浸塗、藉由輥塗或藉由棒塗至所欲基材。較佳施用係藉由刷子及/或藉由滾筒。
通常,基材之塗佈係如下實行:首先以本發明之水性塗料組成物塗佈該基材,接著使所獲得的水性塗層經受乾燥步驟,特別是於≥ -10及≤ +50°C,有利地≥ +5及≤ +40°C且尤其有利地≥ +10及≤ +35°C的溫度範圍內。
以本發明之水性塗料組成物塗佈的基材具有絕佳的對於暴露至水後發白的抗性或對風化條件的抗性。此外,該等塗料具有良好的附著特性,諸如高乾醇酸附著、良好的不透明度、高阻塞抗性、良好的污斑移除特性、高抗濕洗性及低積塵性。
本發明亦關於水性黏著劑組成物,其等含有 a)     呈如本文定義的含水聚合物乳膠的形式的黏合劑聚合物;及 b)     至少一種於水性黏著劑組成物中習知使用且非黏合劑的其他成分。
本發明之水性黏著劑組成物除了該聚合物乳膠外典型含有超過一種發明所屬技術領域中為人熟知的其他成分,諸如添加物,包括但不限於(例如)流變調節劑、塑化劑、賦黏劑、消泡劑、潤濕劑、殺生物劑及助黏著劑,其中該流變調節劑、塑化劑、消泡劑、潤濕劑及殺生物劑可選自本文以上提及者。本發明之水性黏著劑組成物可含有發明所屬技術領域中亦已充分建立的進一步或其他另外的成分。適用於特別黏著施用的本發明之水性黏著劑組成物之調配物包含某個量的特別的黏合劑聚合物及至少一種(通常二或多種)特別的其他成分。可於製備如此調配物中使用的所有此等組分之確實特性及其等之量通常可以本身已知的方式決定。 實施例
本發明將藉由以下非限制性實施例說明。 1. 縮寫:
MeHQ   4-甲氧基酚(氫醌單甲基醚)
wt%:     重量%
此處及以下,術語「室溫」及「環境溫度」意謂於22-23°C的範圍的溫度。 2. 聚合物乳膠之分析 2.1 固體含量
固體含量係藉由在乾燥櫥中在具有約5 cm的內徑的鋁坩堝中將定義量的水性聚合物分散體(約2 g)於130°C下乾燥至固定重量(2小時)來測定。進行兩次分開的測量。於實施例中報導的值各係兩次測量之平均。 2.2 粒子直徑
若不另外說明,聚合物乳膠之平均粒子直徑係藉由以上敘述的動態光散射(DLS)使用Malvern HPPS測定。 2.3 玻璃轉移溫度 Tg
玻璃轉移溫度係藉由DSC方法(示差掃描量熱法,20 K/min,中點測量,DIN 53765:1994-03)藉由DSC儀器(來自TA儀器的Q 2000系列)測定。 2.4   pH 測量
pH測量係使用pH計對反應混合物進行。 3. 成分
本實施例中使用以下組分:
俗名 /IUPAC 商名 可得自
生物-1-庚醇 Oleris®正庚醇 Arkema
丙烯酸乙酯 (以15 ppm MeHQ穩定) 丙烯酸乙酯 BASF SE
甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸甲酯 BASF SE
丙烯酸 (以200 ppm MeHQ穩定) 丙烯酸 BASF SE
丙烯酸1-庚酯 (生物-)丙烯酸1-庚酯 來自BASF的R&D產品
丙烯酸異丁酯 (生物-)丙烯酸異丁酯 來自BASF的R&D產品
丙烯酸正丁酯 丙烯酸正丁酯 BASF SE
丙烯酸 丙烯酸 BASE SE
丙烯醯胺 丙烯醯胺 BASF SE
聚苯乙烯種子分散體 聚苯乙烯種子分散體 BASF SE
烷基二苯基氧化物二磺酸鹽 Dowfax® 2A1 陶氏化學
C 13H 27O(CH 2CH 2O) xH Lutensol® TO 82 BASF SE
丙二醇/1,2-丙二醇 丙二醇 Univar Solutions
過硫酸鈉 過硫酸鈉 Sigma Aldrich
氫過氧化三級丁基 氫過氧化三級丁基 BASF SE
羥甲亞磺酸鈉 Rongalit® C Brueggemann GmbH & Co. KG
二氧化鈦 Kronos 4311 Kronos Worldwide, Inc
含有2-胺基-2-甲基-1-丙醇的中和劑 AMP-95 Angus Chemical公司
疏水性共聚物之銨鹽,作為分散劑 Tamol 165 A 陶氏化學
超分支聚合物消泡劑 Foamstar 2420 BASF SE
非揮發性、非離子性界面活性劑,作為表面調平及潤濕劑 Hydropalat WE 3320 BASF SE
非離子性締合型增稠劑 Aquaflow® NHS-310 Ashland Inc.
聚合顏料 Ropaque Ultra E 陶氏化學
自霞石正長岩製造的填充劑 Minex 10 Sibelco
聚結劑2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯 Texanol Eastman Chemical公司
低氣味聚結劑 Optifilm 400 Eastman Chemical公司
殺生物劑 Proxel AQ Lonza Group AG
殺真菌劑 Polyphase 663 Troy Corporation
非離子性締合型增稠劑 Rheolate CVS 10 Elementis plc
非離子性締合型增稠劑 Acrysol RM 895 陶氏化學
鎂鋁海泡石黏土 Attagel 50 BASF SE
丙烯酸異丁酯可藉由與WO 2022/018013中敘述的用於製造生物-丙烯酸異戊酯的實驗指引類似者藉由以異丁醇轉酯化丙烯酸乙酯製備。 用於製備丙烯酸 1- 庚酯的實驗指引: P1 :藉由轉酯化的丙烯酸 1- 庚酯製備
在具有3節交叉攪拌器、熱元件、管柱(Montz A3-750填料)、凝結器、分液器、薄膜泵、餾出液接受器及稀薄空氣(lean air)噴灑管的可加熱4L雙層玻璃反應器中,導入丙烯酸乙酯(3205 g)、MeHQ(1.59 g)及生物-1-庚醇(1203 g,10.3 mol)。於300毫巴的壓力及100°C的浴溫度下,於稀薄空氣噴灑(1L/h)下以6:2的回流比蒸餾出250 g的丙烯酸乙酯。接著設定860毫巴的壓力及125°C的浴溫度。添加24.1 g四異丙氧化鈦作為催化劑。於開始沸騰後,最初以10:7的回流比連續蒸餾出丙烯酸乙酯與乙醇之共沸物,該回流比於反應之過程期間改變。於反應之過程期間集液池溫度增加至102 °C的最大值,且將真空上調至610毫巴。於固定間隔取餾出液及集液池樣本以監視反應之進展。為加速轉化,於反應之過程期間以數分添加另外的催化劑(總共34.6 g)。於6.6 h的蒸餾時間後,轉化>97.5%。於完全移出下,於115°C的浴溫度下蒸餾出丙烯酸乙酯,並將真空逐漸減低至335毫巴。將300 ml的水加至反應混合物,於100°C的浴溫度下攪拌1 h,並接著蒸餾出水。於蒸餾期間,將壓力減低至12毫巴。將60 g的Harbolite 900助濾劑加至反應混合物並通過壓力過濾漏斗過濾。
過濾後獲得丙烯酸1-庚酯,產量1350 g(77 %),GC純度94.6 GC面積%。 P2 :藉由轉酯化的丙烯酸 1- 庚酯製備
在具有3節交叉攪拌器、熱元件、管柱(Montz A3-750填料)、凝結器、分液器、薄膜泵、餾出液接受器及稀薄空氣(lean air)噴灑管的可加熱4L雙層玻璃反應器中,導入丙烯酸乙酯(3033 g)、MeHQ(1.50 g)及生物-1-庚醇(1127 g,9.64 mol)。於350毫巴的壓力及100°C的浴溫度下,於稀薄空氣噴灑(1L/h)下以6:2的回流比蒸餾出256 g的丙烯酸乙酯。接著設定860毫巴的壓力及125°C的浴溫度。添加22.4 g四異丙氧化鈦作為催化劑。於開始沸騰後,最初以10:3的回流比連續蒸餾出丙烯酸乙酯與乙醇之共沸物,該回流比於反應之過程期間改變。於反應之過程期間集液池溫度增加至102 °C的最大值,且將真空上調至610毫巴。於固定間隔取餾出液及集液池樣本以監視反應之進展。為加速轉化,於反應之過程期間以數分添加另外的催化劑(總共45.1 g)。於8.8 h的蒸餾時間後,轉化係97.4%。將300 ml的水加至反應混合物,於100°C的浴溫度下攪拌1 h,並接著蒸餾出水及丙烯酸乙酯。於蒸餾期間,將壓力減低至20毫巴。將60 g的Harbolite 900助濾劑加至反應混合物並通過壓力過濾漏斗過濾。
過濾後獲得丙烯酸1-庚酯,產量1265 g(77 %),GC純度94.5 GC面積%。 P3 :藉由酯化的丙烯酸 1- 庚酯製備
在裝有3節交叉攪拌器、具有強力冷卻器的水分離器、熱元件、及稀薄空氣噴灑管的可加熱4L雙層玻璃反應器中,置入650 g的生物-1-庚醇。添加1.50 g的12%硼氫化鈉在40% NaOH中的溶液並攪拌。於1 h後,添加0.48 g MeHQ、443 g純丙烯酸、23.02 g的70%甲磺酸、0.11 g氯化銅(I)、0.53 g的50%次磷酸及200 g環己烷(以此順序)。以環己烷充入水分離器。將浴溫度設至125 °C,以伴隨攪拌及稀薄空氣噴灑加熱反應混合物。於90-120 °C的集液池溫度下,蒸餾出環己烷與水之共沸物。於此程序期間,丟棄水分離器中形成的水相並將有機相轉移回反應器。於已在8.3 h內蒸餾出99 g的水後,將反應混合物冷卻至室溫。首先以450 g的水並接著以260 g的12.5% NaOH水溶液且最後以450 g的水萃取有機相。混合所獲得的1080 g的粗溶液與95 mg的MeHQ並接著在旋轉蒸發器上以65°C及380毫巴至10毫巴濃縮。通過褶好的濾紙過濾經濃縮溶液。
獲得丙烯酸1-庚酯,產量876 g(92%),GC純度97.6面積%。 4. 製備實施例 4.1 黏合劑實施例 發明性實施例 E1 基於丙烯酸 1- 庚酯與甲基丙烯酸甲酯之聚合物的黏合劑
將244.3 g去離子水、27.3 g聚苯乙烯種子分散體(33 wt%,粒子直徑:30 nm)充入裝有攪拌器、溫度控制、氮入口及數個注射可能性的反應器。以氮沖洗反應混合物並加熱至85°C。於85°C下添加5.0 g的進料2。於5 min後,於180 min添加進料1及進料2。 -       進料1:400.5 g去離子水、18.5 g Dowfax 2A1、20.8 g Lutensol TO 82、6.9 g丙烯酸、13.9 g丙烯醯胺(50 wt%水溶液)、282.6 g丙烯酸1-庚酯、401.2 g甲基丙烯酸甲酯。 -       進料2:19.8 g過硫酸鈉水溶液(7 wt%)。
於85°C下後聚合反應混合物30 min。接著於60 min添加進料3及進料4。 -       進料3:6.9 g氫過氧化三級丁基水溶液(10 wt%)。 -       進料4:6.2 gRongalit C水溶液(10 wt%)。
接著將反應混合物冷卻至環境溫度並以氫氧化鈉中和至pH 8-9。
Tg(經乾燥分散體):20°C
平均粒子直徑:140 nm
固體含量:49.3 wt% 發明性實施例 E2 基於丙烯酸 1- 庚酯、丙烯酸異丁酯與甲基丙烯酸甲酯之聚合物的黏合劑
將244.3 g去離子水、27.3 g聚苯乙烯種子分散體(33 wt%,粒子直徑:30 nm)充入裝有攪拌器、溫度控制、氮入口及數個注射可能性的反應器。以氮沖洗反應混合物並加熱至85°C。於85°C下添加5.0 g的進料2。於5 min後,於180 min添加進料1及進料2。 -       進料1:400.5 g去離子水、18.5 g Dowfax 2A1、20.8 g Lutensol TO 82、6.9 g丙烯酸、13.9 g丙烯醯胺(50 wt%水溶液)、104.7 g丙烯酸1-庚酯、272.1 g丙烯酸異丁酯、307.0 g甲基丙烯酸甲酯。 -       進料2:19.8 g過硫酸鈉水溶液(7 wt%)。
於85°C下後聚合反應混合物30 min。接著於60 min添加進料3及進料4。 -       進料3:6.9 g氫過氧化三級丁基水溶液(10 wt%)。 -       進料4:6.2 g Rongalit C水溶液(10 wt%)。
接著將反應混合物冷卻至環境溫度並以氫氧化鈉中和至pH 8-9。
Tg(經乾燥分散體):17°C
平均粒子直徑:129 nm
固體含量:48.2 wt% 發明性實施例 E3 基於丙烯酸 1- 庚酯、丙烯酸正丁酯與甲基丙烯酸甲酯之聚合物的黏合劑
將244.3 g去離子水、27.3 g聚苯乙烯種子分散體(33 wt%,粒子直徑:30 nm)充入裝有攪拌器、溫度控制、氮入口及數個注射可能性的反應器。以氮沖洗反應混合物並加熱至85°C。於85°C下添加5.0 g的進料2。於5 min後,於180 min添加進料1及進料2。 -       進料1:400.5 g去離子水、18.5 g Dowfax 2A1、20.8 g Lutensol TO 82、6.9 g丙烯酸、13.9 g丙烯醯胺(50 wt%水溶液)、104.7 g丙烯酸1-庚酯、209.3 g丙烯酸正丁酯、369.8 g甲基丙烯酸甲酯。 -       進料2:19.8 g過硫酸鈉水溶液(7 wt%)。
於85°C下後聚合反應混合物30 min。接著於60 min添加進料3及進料4。 -       進料3:6.9 g氫過氧化三級丁基水溶液(10 wt%)。 -       進料4:6.2 g Rongalit C水溶液(10 wt%)。
接著將反應混合物冷卻至環境溫度並以氫氧化鈉中和至pH 8-9。
Tg(經乾燥分散體):22°C
平均粒子直徑:132 nm
固體含量:48.9 wt% 比較性實施例 C1 基於丙烯酸正丁酯與甲基丙烯酸甲酯之聚合物的黏合劑
將244.3 g去離子水、27.3 g聚苯乙烯種子分散體(33 wt%,粒子直徑:30 nm)充入裝有攪拌器、溫度控制、氮入口及數個注射可能性的反應器。以氮沖洗反應混合物並加熱至85°C。於85°C下添加5.0 g的進料2。於5 min後,於180 min添加進料1及進料2。 -       進料1:400.5 g去離子水、18.5 g Dowfax 2A1、20.8 g Lutensol TO 82、6.9 g丙烯酸、13.9 g丙烯醯胺(50 wt%水溶液)、346.4 g甲基丙烯酸甲酯、332.6 g丙烯酸正丁酯。 -       進料2:19.8 g過硫酸鈉水溶液(7 wt%)。
於85°C下後聚合反應混合物30 min。接著於60 min添加進料3及進料4。 -       進料3:6.9 g氫過氧化三級丁基水溶液(10 wt%)。 -       進料4:6.2 g Rongalit C水溶液(10 wt%)。
接著將反應混合物冷卻至環境溫度並以氫氧化鈉中和至pH 8-9。
Tg(經乾燥分散體):21°C
平均粒子直徑:125 nm
固體含量:48.8 wt% 4.1 調配物實施例 發明性實施例 E4具有來自實施例E1的黏合劑的半光漆之調配物
混合200.0 g Kronos 4311顏料與15.0 g水。於低攪拌速率下添加1.75 g AMP-95中和劑(Angus Chemical公司)、5.0 g丙二醇(Univar)、2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)、10.0 g Tamol 165 A分散劑(Dow)及3.0 g Hydropalat WE 3320潤濕劑(BASF)。於高攪拌速率下添加1.5 g Attagel 50(BASF)、25.0 g Minex 10(Sibelco)填充劑、125.0 g Kronos 4311顏料、106.3 g水及20.0 g Aquaflow NHS-310(Ashland)非離子性締合型增稠劑並混合30 min。通過400 µm過濾器過濾混合物並接著加至490.7 g來自實施例E1的黏合劑、25.0 g Ropaque Ultra E聚合顏料(Dow)與2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)之組合並攪拌5 min。添加9.0 g Texanol聚結劑(Eastman)及5.0 g Optifilm 400聚結劑(Eastman)並混合5 min。接著添加2.0 g Proxel AQ殺生物劑(Lonza)、3.0 g Polyphase 663殺真菌劑(Troy Corporation)及2.9 g Rheolate CVS 10非離子性締合型增稠劑(Elementis)並混合5 min。最後,添加1.0 g Acrysol RM 895非離子性締合型增稠劑(Dow)並以中等速率攪拌混合物30 min。 發明性實施例 E5具有來自實施例E2的黏合劑的半光漆之調配物
混合200.0 g Kronos 4311顏料與15.0 g水。於低攪拌速率下添加1.75 g AMP-95中和劑(Angus Chemical公司)、5.0 g丙二醇(Univar)、2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)、10.0 g Tamol 165 A分散劑(Dow)及3.0 g Hydropalat WE 3320潤濕劑(BASF)。於高攪拌速率下添加1.5 g Attagel 50(BASF)、25.0 g Minex 10(Sibelco)填充劑、125.0 g Kronos 4311顏料、98.1 g水及20.0 g Aquaflow NHS-310(Ashland)非離子性締合型增稠劑並混合30 min。通過400 µm過濾器過濾混合物並接著加至501.9 g來自實施例E2的黏合劑、25.0 g Ropaque Ultra E聚合顏料(Dow)與2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)之組合並攪拌5 min。添加9.0 g Texanol聚結劑(Eastman)及5.0 g Optifilm 400聚結劑(Eastman)並混合5 min。接著添加2.0 g Proxel AQ殺生物劑(Lonza)、3.0 g Polyphase 663殺真菌劑(Troy Corporation)及2.0 g Rheolate CVS 10非離子性締合型增稠劑(Elementis)並混合5 min。最後,添加1.7 g Acrysol RM 895非離子性締合型增稠劑(Dow)並以中等速率攪拌混合物30 min。 發明性實施例 E6具有來自實施例E3的黏合劑的半光漆之調配物
混合200.0 g Kronos 4311顏料與15.0 g水。於低攪拌速率下添加1.75 g AMP-95中和劑(Angus Chemical公司)、5.0 g丙二醇(Univar)、2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)、10.0 g Tamol 165 A分散劑(Dow)及3.0 g Hydropalat WE 3320潤濕劑(BASF)。於高攪拌速率下添加1.5 g Attagel 50(BASF)、25.0 g Minex 10(Sibelco)填充劑、125.0 g Kronos 4311顏料、111.6 g水及20.0 g Aquaflow NHS-310(Ashland)非離子性締合型增稠劑並混合30 min。通過400 µm過濾器過濾混合物並接著加至494.7 g來自實施例E3的黏合劑、25.0 g Ropaque Ultra E聚合顏料(Dow)與2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)之組合並攪拌5 min。添加9.0 g Texanol聚結劑(Eastman)及5.0 g Optifilm 400聚結劑(Eastman)並混合5 min。接著添加2.0 g Proxel AQ殺生物劑(Lonza)、3.0 g Polyphase 663殺真菌劑(Troy Corporation)及2.0 g Rheolate CVS 10非離子性締合型增稠劑(Elementis)並混合5 min。最後,添加1.0 g Acrysol RM 895非離子性締合型增稠劑(Dow)並以中等速率攪拌混合物30 min。 比較性實施例 C2具有來自實施例C1的黏合劑的半光漆之調配物
混合200.0 g Kronos 4311顏料與15.0 g水。於低攪拌速率下添加1.75 g AMP-95中和劑(Angus Chemical公司)、5.0 g丙二醇(Univar)、2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)、10.0 g Tamol 165 A分散劑(Dow)及3.0 g Hydropalat WE 3320潤濕劑(BASF)。於高攪拌速率下添加1.5 g Attagel 50(BASF)、25.0 g Minex 10(Sibelco)填充劑、125.0 g Kronos 4311顏料、113.1 g水及20.0 g Aquaflow NHS-310(Ashland)非離子性締合型增稠劑並混合30 min。通過400 µm過濾器過濾混合物並接著加至495.7 g來自實施例C1的黏合劑、25.0 g Ropaque Ultra E聚合顏料(Dow)與2.0 g Foamstar 2420消泡劑(BASF)之組合並攪拌5 min。添加9.0 g Texanol聚結劑(Eastman)及5.0 g Optifilm 400聚結劑(Eastman)並混合5 min。接著添加2.0 g Proxel AQ殺生物劑(Lonza)、3.0 g Polyphase 663殺真菌劑(Troy Corporation)及2.5 g Rheolate CVS 10非離子性締合型增稠劑(Elementis)並混合5 min。最後,添加1.0 g Acrysol RM 895非離子性締合型增稠劑(Dow)並以中等速率攪拌混合物30 min。 4.3 施用特性
測定以下施用特性。 光澤:
在Leneta 3B黑色及白色密封刮塗卡(drawdown card)上以3密耳刮塗棒(drawdown bar)製備塗料薄膜。於室溫下乾燥薄膜24小時。以光澤計分別以20°、60°及80°的角度測量光澤。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
光澤20° 6.7 8.0 5.2 6.7
光澤60° 37.6 40.3 33.7 38.2
光澤80° 76.9 77.6 76.3 77.6
相較於C2,E5之光澤改善。 低剪力黏度:
於製備後7日時,根據ASTM D562測量低剪力黏度。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
低剪力黏度 95 92 93 95
高剪力黏度:
於製備後7日時,根據ASTM D4287測量高剪力黏度。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
高剪力黏度 1.0泊 1.0泊 1.0泊 0.9泊
相較於C2,E4、E5及E6之增稠效能改善 不透明度:
在Leneta 3B黑色及白色密封刮塗卡上以3密耳刮塗棒製備塗料薄膜。於室溫下乾燥薄膜24小時。以分光光度法以來自Leneta卡之黑色部分及白色部分上的經乾燥塗層的反射光之比例的形式測定不透明度。不透明度表示塗料之隱藏黑色表面的能力。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
不透明度 97.9% 97.9% 97.5% 97.0%
相較於C2,E4、E5、E6之不透明度稍微改善。 乾醇酸附著:
乾醇酸附著係根據ASTM D3359測量。評估係於7日後進行。乾醇酸附著係以0至5的等級評價,其中分數0 = 完全薄膜移除且分數5 = 薄膜未移除。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 C2
乾醇酸附著 4 3
n.d.:未測定。
相較於C2,E4之乾醇酸附著改善。 濕醇酸附著:
濕醇酸附著係根據ASTM D3359測量。評估係於7日後進行。濕醇酸附著係以0至5的等級評價,其中分數0 = 完全薄膜移除且分數5 = 薄膜未移除。結果如下:
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 C2
乾醇酸附著 3 2
n.d.:未測定。
相較於C2,E4之濕醇酸附著改善。 König 鐘擺硬度:
König鐘擺硬度係根據ASTM D4366使用鋁作為塗佈基材來測量。評估係於7日後進行。以下結果各反映三次測量之擺動之平均數。
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
擺動之平均數: 16.0 9.3 12.0 10.7
相較於C2,E4及E6之硬度明顯改善。 污斑移除:
污斑移除係根據ASTM D4828測量。針對鉛筆、口紅、蠟筆、原子筆、紅酒、番茄醬、咖啡及芥末(目視檢查)比較來自E4、E5及E6的塗料與來自C2者的結果。 積塵性:
以水擦洗掉黃松木表面上的廠釉(mill glaze)並乾燥過夜。基於待測樣本之數字將基材分區。使用適當的刷子,以自然的鋪開速率施用測試漆樣本。於室溫下使塗料硬化分別4小時及24小時的時段。接著,以2英寸的乾塵(亞利桑那或地毯污垢)覆蓋一半的經塗佈區域。將板子靜置15分鐘,接著傾斜垂直並拍打以釋放塵土。輕刷各樣本之髒的區域(15次)。
來自E5及E6的塗料之積塵性可與來自C2的塗料者相比,而來自E4的塗料之積塵性相較於C2之塗料者明顯減少(目視評估)。 抗洗滌性:
抗洗滌性係根據ASTM D2486測量。測定到發生失敗前的洗滌循環之次數。
來自發明性實施例(E)及比較性實施例(C)的塗料
E4 E5 E6 C2
洗滌循環之次數: 1090 1296 1401 1004
相較於來自C2的塗料,來自E4、E5且尤其來自E6的塗料之抗洗滌性改善。

Claims (16)

  1. 一種藉由烯系不飽和單體M之水性乳化聚合可獲得的共聚物之含水聚合物乳膠,該等烯系不飽和單體M包含 -       基於單體M之總量,5至90重量%的單體M1,其係丙烯酸1-庚酯; -       基於單體M之總量,0至70重量%的至少一種單體M2,其選自除了丙烯酸三級丁酯以外的丙烯酸之C 2-C 6-烷酯、丙烯酸之C 8-C 20-烷酯及甲基丙烯酸之C 5-C 20-烷酯及其等之混合物; -       基於單體M之總量,5至70重量%的至少一種單體M3,其選自丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸之C 1-C 4-烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷酯、丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯、甲基丙烯酸之C 5-C 20-環烷基甲酯,其中前述單體中的環烷基係單環、雙環或三環的且其中環烷基之1或2個非相鄰CH 2部分可以氧原子置換且其中環烷基可未經取代或帶有1、2、3或4個甲基,及單乙烯基芳香族單體、亞甲基-γ-丁內酯及其等之混合物; 其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1及M2之總量係於自10至90重量%的範圍,且其中基於烯系不飽和單體M之總量,單體M1、M2及M3之總量係至少90重量%。
  2. 如請求項1之含水聚合物乳膠,其中至少該等單體M1中的1-庚基之碳原子係生物來源的。
  3. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該單體M2選自由丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-辛酯及丙烯酸2-乙基己酯及其等之混合物組成的群組。
  4. 如請求項3之含水聚合物乳膠,其中至少該丙烯酸異丁酯之異丁基之及/或該丙烯酸2-辛酯之2-辛基之碳原子係生物來源的。
  5. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該單體M3包含甲基丙烯酸甲酯。
  6. 如請求項5之含水聚合物乳膠,其中該單體M3選自甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸甲酯與至少一種其他單體M3之組合,該其他單體M3選自丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰酯、α-亞甲基-γ-丁內酯及苯乙烯。
  7. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該等單體M進一步包含至少一種單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體。
  8. 如請求項7之含水聚合物乳膠,其中該等單體M4選自丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸及其等之組合。
  9. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該等單體M進一步包含至少一種單烯系不飽和、非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度。
  10. 如請求項9之含水聚合物乳膠,其中該單體M5選自由非離子性單烯系不飽和單體組成的群組,該等非離子性單烯系不飽和單體具有選自由羥烷基、一級羧醯胺基、脲基及酮基及其等之組合組成的群組的官能基。
  11. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該等單體M由以下者組成: i.      基於單體M之總量,5至90重量%的丙烯酸1-庚酯作為單體M1; ii.     基於單體M之總量,0至70重量%的至少一種單體M2; iii.    基於單體M之總量,5至70重量%的至少一種單體M3; iv.    基於單體M之總量,0.05至5重量%的一或多種單烯系不飽和單體M4,其選自具有酸性基團的單烯系不飽和單體; v.     基於該等單體M之總重,0至9.95重量%的一或多種非離子性單體M5,其具有至少60 g/L的在去離子水中於20°C及1巴下的溶解度。
  12. 如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠,其中該等聚合物粒子包含聚合物相,其具有於自-40至+40 °C的範圍的玻璃轉移溫度Tg。
  13. 一種製造如前述請求項中任一項之含水聚合物乳膠之方法,其包含進行該等單體M之水性乳化聚合。
  14. 一種如請求項1至12中任一項所定義的含水聚合物乳膠之用途,其係作為水性塗料組成物或水性黏著劑組成物中的黏合劑。
  15. 一種水性塗料組成物,其含有 c)     呈如請求項1至12中任一項所定義的含水聚合物乳膠的形式的黏合劑共聚物;及 d)     至少一種係水性塗料組成物中習知使用且非黏合劑的其他成分。
  16. 如請求項15之塗料組成物,其係乳膠漆,尤其用於建築物塗料的乳膠漆、木頭塗料或木頭染色組成物或用於室內塗料的乳膠漆。
TW113130344A 2023-08-16 2024-08-13 適合作為水性塗料組成物中之黏合劑之共聚物之含水聚合物乳膠 TW202509091A (zh)

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