聚合物的水乳濁液制造技術

聚合物水乳濁液，它是按照游離基水乳濁液聚合方法通過聚合親水和疏水的烯屬不飽和單體的混合物得到的，并且使用水和不完全在水中溶解的有機溶劑作為分散介質，溶劑量總計多于需聚合單體總重的２０％（重量）。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及通過聚合單體混合物得到的聚合物的水乳濁液，其中，單體混合物至少具有一個烯屬不飽和基團，并且能按游離基水乳濁液聚合方法進行游離基聚合反應，但條件是a)單體混合物含有占混合物重量的30～90％(重量)單體，在所選擇的聚合溫度和所選擇的聚合壓力下，這些單體在水中的溶解度≥5％(重量)(根據水量計算(單體a))。b)單體混合物含有占混合物10～70％(重量)的單體，在所選擇的聚合溫度和所選擇的聚合壓力下，這些單體在水中的溶解≤5％(重量)(根據水量計算(單體b))，以及c)至少部分游離基水乳濁液聚合反應是在除水外還含有一種有機溶劑的分散介質中進行的，在所選擇的聚合溫度和所選擇的聚合壓力下，這種有機溶劑在水中的溶解度≤10％(重量)(根據水量計算)，有機溶劑的量應該是這樣，即一方面，除水相外它要足以形成溶劑相，另一方面，其量根據待聚合的單體總量計至少＞20％(重量)，但同時不超過分散介質中水量的二倍。本專利技術還進一步涉及這種聚合物水乳濁液的制備方法及其作為增稠劑和粘合劑的應用。聚合物水乳濁液是流體體系，其中含有在水分散介質中作為分散相的以穩定分散狀態分布的聚合物顆粒。聚合物顆粒的直徑一般主要是0.01～5μm，但常常主要是0.01～1μm。這種分散狀分布經常在一個多月期間是穩定的，甚至常常在3個多月的期間是穩定的。一般來說，根據聚合物水乳濁液的總體積計算，聚合物水乳濁液的聚合物體積濃度是10～70％(重量)。當溶劑被蒸發時，就聚合物溶液來說，通過水分散介質的蒸發，聚合物水乳濁液具有形成聚合物膜的性能，并且因而能被廣泛地用作粘合劑，例如，用作表面涂層或皮革的涂層材料。聚合物水乳濁液更值得注意的性能是它們的動態粘度比具有相同聚合物含量的聚合物溶液的低。因此，含增加量親水單體，例如3～6個碳原子的α，β-單烯屬不飽和羧酸作為聚合單元的聚合物水乳濁液可有利地用作增稠劑乳濁液，即聚合物是在以能產生相對低動態粘度的分散狀分布的酸性水介質中制備的。用戶可以通過增大pH值把這些低粘度聚合物水乳濁液轉變成高粘度的具有增稠效果的水溶液(參見德國專利1,164,095，1,264,945，1,258,721，1,546,315和1,257,752)。這種含水的增稠劑乳濁液的分散聚合物常常又含有作為以被聚合單元形式存在的另一種親水單體的表面活性劑單體。這里，術語“表面活性劑單體”可被理解為至少有一個烯屬不飽和基的兩性表面活性劑，并且它能通過烯化氧(一般有2和/或3～8個碳原子)，特別是環氧乙烷和/或環氧丙烷與至少有一個烯屬不飽和基和流動質子(酸性Bronsted氫)的合適化合物加成反應得到。例如，具有這種流動性的質子可以通過羥基或羧基而具有。上面所提到的表面活性劑單體也可以被認為是低聚亞烷基二醇醚與含有流動質子并具有至少一個烯屬不飽和鍵的化合物的縮聚物，表面活性劑單體也可以被認為是低聚亞烷基二醇醚與具有至少一個烯屬不飽和鍵和異氰酸酯基團的化合物的加成物。通常，表面活性劑單體除一個或多個親水聚醚基團外還至少有一個疏水基團，并且由此相互作用產生表面活性劑特性。親水聚醚基團一般決定著表面活性劑單體在水中的溶解度，而疏水基團易于締合，因而可得到增稠效果。原則上，本領域普通技術人員把聚合物水乳濁液分成二次水乳濁液和初次水乳濁液。二次水乳濁液是指在制備中，聚合物是在水分散介質的外面，例如在合適的非水溶劑的溶液中生成的，然后將這種溶液轉變成含水分散介質，并且，溶劑一般通過蒸餾隨著分散被分開。相應地，初次水乳濁液是指其中的聚合物是按照游離基水乳濁液聚合方法由具有至少一個烯屬不飽和基團的單體生成的，它本身可直接以分散狀分布在含水分散介質中。在許多出版物中已經描述了后一種方法，并且對于本領域普通技術人員來講是眾所周知的(例如，參見En-cyclopedia of polymer science and Engineering，8(1987)659et seq.；D.C.Blackly in high polymerlatices，1(1966)，35et seq.；H.warson，The Appli-cations of synthetic resin Emulsions，第246頁etseq.，第5章(1972)；D.Diederich，Chemie zu un-serer Zeit 24(1990)，135～142；EmulsionPolymerization，Interscience Publishers，New York(1965)；DE-A40 03 422和Dispersionen synthetischerHochpolymere，F.Holscher，Springer Verlag，Berlin(1969)).與其它游離基聚合方法相比，游離基水乳濁液聚合的顯著優點是它可導致聚合物具有特別高的分子量(例如，參見High Polymers，Vol.IX，EmulsionPolymerisation，Interscience Publishers，Inc.，NewYork(1965)，第15/16頁)，因為對于給定的單體組合物，高分子量一般提高增稠效果，所以，例如就增稠劑乳濁液而言，高的分子量是有利的。然而，具有至少一個烯屬不飽和基的單體混合物的游離基水乳濁液聚合的已知方法存在的缺陷是，隨著在需聚合的單體混合物中親水單體(具有高水溶解度的單體)數量的增加，所形成的分子量的數值不再令人滿意。另一個缺陷是，隨著在需聚合單體混合物中親水單體量的增加，常常不能很成功地完成游離基水乳濁液聚合過程，即經常得到一種具有高凝固膠乳含量的聚合物水乳濁液或一種凝固體系，而不是一種穩定的聚合物水乳濁液。本專利技術的一個目的是提供聚合物水乳濁液，這種乳濁液具有高含量的親水單體作為聚合單元，分子量高，并具有高的穩定性。本專利技術的另一目的是提供制備這種聚合物水乳濁液的方法。我們發現在本文開頭所定義的聚合物水乳濁液能達到這些目的。可從EP-A-190892開始，這是最接近的現有技術。這個已公開的申請涉及聚合物水乳濁液，這種乳濁液是按照游離基水乳濁液聚合方法通過聚合含至少一個α，β-單烯屬不飽和表面活性劑單體，至少一個α、β-單乙烯屬不飽和羧酸和至少一個非離子烯屬不飽和單體的單體混合物而得到的，但條件是；至少部分游離基水乳濁液的聚合是在分散介質中進行的，這種分散介質除水外還含有一種在水中具有降低溶解度的有機溶劑。根據EP-A190892，這種聚合物水乳濁液是以令人滿意的方式得到的。而且，EP-A190892公開的聚合物水乳濁液適合于作為具有良好增稠效果的增稠劑水乳濁液(pH提高導致增稠效果)。然而，EP-A190892的不利之處是它認為通過其方法所得到產生的產品的良好增稠效果是由于這個事實引起的，即有機溶劑的存在導致作為聚合單元的表面活性劑單體的完全均勻的混合(參見EP-A190892第6頁第23行～第7頁第10行)。EP-A190892不注重與聚合物乳濁液高分子量的關系。此外，EP-A190892限制所用有機溶劑量不超過需聚合單體總量的20％(重量)(例如，EP-A190892第3頁第27行)。根據EP-A190892，更高的溶劑含量會引起所生成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通過聚合單體混合物得到的聚合物水乳濁液，其中單體混合物中至少有一個烯屬不飽和基團，并且能按游離基水乳濁液聚合方法進行游離基聚合，但條件是：ａ）單體混合物含有占混合物重量為３０～９０％（重量）的單體，在所選擇的聚合溫度和在所選擇的聚合 壓力下，這些單體按水量計在水中的溶解度≥５％（重量）（單體ａ）。ｂ）單體混合物含有占混合物重量１０～７０％（重量）的單體，在所選擇的聚合溫度和在所選擇的聚合壓力下，這些單體按水量計，在水中的溶解度＜５％（重量）（單體ｂ）以及ｃ）至少 部分游離基水乳濁液聚合是在分散介質中完成的，這種分散介質除水外還含有一種有機溶劑，在所選擇的聚合溫度和所選擇的聚合壓力下，有機溶劑按水量計，在水中的溶解度≤１０％（重量），有機溶劑量應該是這樣，即一方面，它要足以形成除水相外的溶劑相，另一方面按需聚合單體總量計算至少＞２０％（重量），但同時它不能超過分散介質中水量的２倍。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C沙德，
申請(專利權)人：BASF公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]