具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物的利记博彩app
【专利摘要】含有2,2,4,4-四烷基环丁-1,3-二醇，如2,2,4,4-四甲基环丁-1,3-二醇的残基的磺基聚酯具有高的水分散性。这能够降低磺酸根基团的含量或降低乙二醇或其它亲水二醇的量以保持固化涂层中的良好耐水性。
【专利说明】具有改进的水分散性的磺基聚酯聚合物组合物
[0001]1.发明领域
本发明涉及新型磺基聚酯聚合物组合物和它们的制备和使用方法，特别涉及磺基聚酯6。
[0002]2.发明背景
磺基聚酯聚合物通常是指含有离子磺酸根(SO3-)基团的聚酯，特别是指使用磺基单体，例如5-钠代磺基间苯二甲酸(5-SSIPA或SIP)或5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯作为聚酯组合物中的二酸之一合成的那些。这样的磺基聚酯聚合物可作为Eastman AQ?系列的聚合物购自Eastman Chemical Company。该聚合物是不借助表面活性剂或胺就可分散在水中的线性无定形聚酯。这种水分散性归因于连接到聚合物链上的磺酸根取代基的离子性质。
[0003]常见的Eastman AQ?聚合物是Eastman AQ 38S、AQ 48 ultra和 AQ 55S，它们具有如产品名所示的35°C至55°C的Tg。另一产品，Eastek ? 1200聚合物具有大约63°C的更高Tg ;其可用于印刷油墨、套印和工业木材涂料的底漆。该产品能够提供优异的耐水性、耐醇性并快干。这些性质对木材涂料中的面漆(top coat)用途合意；因此，已提高对Eastek ?1200聚合物作为面漆用于木材涂料用途的兴趣。除磺酸根基团外，磺基聚酯聚合物在聚合物链中通常含有亲水多羟基化合物，如乙二醇(EG)、二乙二醇(DEG)或聚乙二醇(PEG)的残基以进一步提供水分散性。但是，由于它们缺乏水解稳定性，此类EG基二醇不优选用于涂料。尽管可以通过提高磺酸根基团的比率保持无EG基二醇的磺基聚酯聚合物的水分散性，但希望使磺酸根含量保持低以获得涂料的充足耐水性。因此本发明的一个目的是制备具有低磺酸根含量、低EG基二醇含量、但保持良好水分散性的的磺基聚酯聚合物。
[0004]可以将EG基二醇组分换成已知更水解稳定的二醇，如新戊二醇(NPG)和环己烷二甲醇(CHDM)。但是，基于此类二醇的磺基聚酯聚合物不像基于EG、DEG或PEG的那些那样水可分散。因此需要不基于EG但能提供良好水分散性的二醇组分。这种解决方案的优点是与具有相同量的磺酸根基团的其它非EG基二醇改性磺基聚酯相比改进此类聚合物的水分散性，或用较低量的亲水基团保持相等的水分散性水平，由此改进涂层的耐水性。
[0005]3.发明概沭
本发明涉及改进磺基聚酯聚合物的水分散性的方法。改进的水分散性能使该磺基聚酯聚合物降低其亲水组分的含量并因此为原本不可行的某些用途提供解决方案。本发明人已经意外地发现，包含2，2，4，4-四烷基环丁二醇(TA⑶)作为二醇组分之一的磺基聚酯聚合物表现出与无TACO的那些相比显著改进的水分散性。
[0006]现在提供包含2，2，4，4-四烷基环丁二醇残基的磺基聚酯聚合物。
[0007]还提供磺基聚酯，其包含下列残基:
(i)多羟基组分，其包含:
a.占多羟基组分的2至60摩尔％的量的2，2，4，4-四烷基环丁二醇(TA⑶)，和
b.非TACD的多羟基化合物；和
(ii)酸组分，其包含:
a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构:
-SO3-。
[0008]还提供水性组合物，其包含:
A.以水性组合物重量的25至大约35重量％的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2，2，4，4-四烷基环丁二醇的残基；和 B.以水性组合物重量的65至大约75重量％的量存在的水。
[0009]还提供各自的制造方法。
[0010]还提供用各上述聚合物和分散体涂布基底的方法。
[0011]4.发明详沭
根据上下文，本公开中提供的摩尔百分比可基于磺基聚酯中的所有单体残基的总摩尔数，或可基于多羟基组分或酸组分的总摩尔数。例如，含有30摩尔％磺基单体的磺基聚酯是指该磺基聚酯在总共100摩尔％的所有单体残基中含有30摩尔％磺基单体。因此，在每100摩尔所有单体残基中，存在30摩尔磺基单体残基。但是，含有占总酸残基的30摩尔％磺基单体的磺基聚酯是指该磺基聚酯在总共100摩尔％的仅酸(ii)残基中含有30摩尔％磺基单体。因此，在这种后一情况中，在每100摩尔酸残基中，存在30摩尔磺基单体残基。
[0012]本文所用的术语“聚酯”是包括“均聚酯”和“共聚酯”的聚合物。本文所用的术语“磺基聚酯”是指含有磺基单体残基的任何聚酯。
[0013]本文所用的术语“残基”是指并入包含相应单体的聚合物中的任何有机结构。因此，二羧酸残基可衍生自二羧酸单体或其相关的酰基齒、酯、盐、酐或其混合物。因此，本文所用的术语二羧酸旨在包括可用于与二醇缩聚制造高分子量聚酯的二羧酸和二羧酸的任何衍生物，包括其相关的酰基齒、酯、半酯、盐、半盐、酐、混合酐或其混合物。
[0014]现在提供包含2，2，4，4-四烷基环丁二醇残基的磺基聚酯。
[0015]还提供磺基聚酯，其包含下列残基:
(i)多羟基组分，其包含:
a.占多羟基组分的2至60摩尔％的量的2，2，4，4-四烷基环丁二醇(TA⑶)，和
b.非TACD的多羟基化合物；和
(ii)酸组分，其包含:
a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和
b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构:
-SO3-。
[0016]多羟基组分(i)含有具有至少两个羟基并且没有离子磺酸根基团的化合物、低聚物和/或聚合物。多羟基组分⑴包含a) TACD和b)非TACD的化合物。
[0017]包含TA⑶的组合物含有至少2，2，4，4_四烷基环丁 _1，3_ 二醇化合物。这种化合物可以由通用结构表示:
【权利要求】
1.包含2，2，4，4-四烷基环丁-1，3- 二醇(TA⑶)残基的磺基聚酯。
2.权利要求1的磺基聚酯，其包含下列残基: (i)多羟基组分，其包含: a.占所述多羟基组分的2至60摩尔％的量的TA⑶，和 b.非TACD的多羟基化合物；和 (ii)酸组分，其包含: a.二羧酸化合物、二羧酸化合物的衍生物或其组合；和 b.具有至少一个直接或间接共价键合到芳族或脂环族环上的离子磺酸根基团的磺基单体组分，所述离子磺酸根基团具有下式所示的结构:
-SO3-。
3.权利要求2的磺基聚酯，其中所述TA⑶化合物包含2，2，4，4-四甲基环丁_1，3- 二醇。
4.权利要求2的磺基聚酯，其中所述TACD化合物包含顺式-2，2，4，4-四烷基环丁 -1，3- 二醇和反式-2，2，4，4-四烷基环丁 -1，3- 二醇的混合物，其中所述顺式/反式摩尔比为1.7至0.2。
5.权利要求8的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯中存在的TACD化合物的量为至少15摩尔％和最多57摩尔％。
6.权利要求12的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯中存在的多羟基化合物⑴(b)残基的量占所述多羟基组分(i)的总摩尔数的至少40摩尔％和最多85摩尔％。
7.权利要求14的磺基聚酯，其中所述多羟基化合物⑴(b)包含1，4-环己烷二甲醇。
8.权利要求2的磺基聚酯，其在所述磺基聚酯中包含占多羟基化合物(i)总摩尔数的0至不多于3摩尔％的量的多羟基化合物残基，该多羟基化合物残基具有一个下列结构所示的单元或重复单元: -(OCH2-CHR)- 其中 R= H 或 C1-C4 烷基。
9.权利要求2的磺基聚酯，其中所述磺基单体包含5-钠代磺基间苯二甲酸或5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯。
10.权利要求2的磺基聚酯，其中磺基单体的量为酸组分总摩尔数的至少5摩尔％和最多20摩尔％。
11.权利要求2的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯包含下列组分的反应产物: (i)多羟基组分，其包含: a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔％至60摩尔％的量的TA⑶，和 b.包含新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩尔％至90摩尔％ ;和 (ii)酸组分，其包含: a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔％至95摩尔％,和 b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔％至15摩尔％的量的磺基单体。
12.权利要求1-7和9-32任一项的磺基聚酯，其中所述磺基聚酯是水分散性的，且其中当所有TACD残基被除具有一个下列结构所示的单元或重复单元的那些外的多羟基化合物替代时，所述磺基聚酯不可分散在水中: -(OCH2-CHR)-其中 R= H 或 C1-C4 烷基。
13.水性分散体，其包含 A.以所述水性组合物重量的25至大约35重量％的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2，2，4，4-四烷基环丁二醇(TA⑶)的残基；和 B.以所述水性组合物重量的65至大约75重量％的量存在的水。
14.权利要求34的分散体，其中在过滤所述分散体之前，所述分散体含有不多于I重量％的未分散固体。
15.权利要求33的分散体，其中TA⑶的残基包含2，2，4，4-四甲基环丁-1，3- 二醇的残基。
16.权利要求34的分散体，其中所述磺基聚酯(A)包含下列组分的反应产物: (i)多羟基组分，其包含: a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔％至60摩尔％的量的TA⑶，和 b.包含新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩 尔％至90摩尔％ ;和 (ii)酸组分，其包含: a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔％至95摩尔％,和 b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔％至15摩尔％的量的磺基单体。
17.涂料组合物，其包含: A.以(A)和(C)的总树脂固体重量的5至大约95重量％的量存在的磺基聚酯，所述磺基聚酯含有2，2，4，4-四烷基环丁二醇的残基；和 B.以所述水性涂料组合物重量的50至大约85重量％的量存在的水；和 C.以(A)和(C)的总树脂固体重量的5重量％至大约95重量％的量存在的聚合物树脂。
18.权利要求39的涂料，其中TA⑶的残基包含2，2，4，4-四甲基环丁-1，3- 二醇的残基。
19.权利要求39的涂料，其中所述磺基聚酯包含下列组分的反应产物: (i)多羟基组分，其包含: a.占所述多羟基组分摩尔数的10摩尔％至60摩尔％的量的TA⑶，和 b.包含新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇(CHDM)或其混合物的多羟基化合物，累计量为所述多羟基组分摩尔数的40摩尔％至90摩尔％ ;和 (ii)酸组分，其包含: a.间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯或其混合物，累计量为所述酸组分摩尔数的85摩尔％至95摩尔％,和 b.占所述酸组分摩尔数的5摩尔％至15摩尔％的量的磺基单体。
【文档编号】C09D167/02GK103649170SQ201280034885
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月3日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】T.扩, P.B.霍尔 申请人:伊士曼化工公司