高分子量的聚合物分散体制造技术

本发明专利技术涉及聚合物分散体、其制备方法及其用途。在通过不同引发剂的组合引发的自由基聚合反应中制备所述聚合物分散体。所述聚合物分散体尤其可在造纸中被用作絮凝剂、脱水助剂(助滤剂)和助留剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物分散体、其制备方法及其用途。在自由基聚合反应中制备所述 聚合物分散体，所述自由基聚合反应是通过不同引发剂的组合来引发的。所述聚合物分散 体在造纸中尤其可用作絮凝剂、脱水助剂（助滤剂）和助留剂。
技术介绍
在造纸中，将造纸浆料，即水含量通常大于95重量％的纤维素纤维的含水浆料成 型为通常水含量小于5重量％的纸页。因此，造纸的脱水（滤水）和留着方面对制造的效 率和成本是非常重要的。通常，将纤维素稀浆料在移动筛网上脱水以形成纸页，然后将其干 燥。众所周知，向纤维素悬浮液中施加水溶性聚合物，以便在移动筛网上实现纤维素固体的 絮凝并增强滤水。根据众所周知的造纸方法，形成纤维素悬浮液，通过絮凝剂絮凝，机械剪 切，任选通过再絮凝剂再絮凝，在筛网上脱水以形成纸页，然后干燥。 DE-A 44 06 624公开了低粘度、交联的含水聚合物分散体，其通过在聚合物分散 剂的存在下使水溶性单体、任选存在的疏水单体和交联剂聚合而制得。所述分散体可用作 增稠剂、絮凝剂和助留剂。 DE-A 195 32 229公开了可交联的和交联的含水聚合物分散体，其通过在聚合物 分散剂的存在下，使水溶性单体、可交联的N-羟甲基化合物、任选存在的交联剂和任选存 在的疏水单体聚合而制得。所述聚合物分散体可用作增稠剂、絮凝助剂、造纸中的助留剂， 以及粘合剂，特别是可用作墙纸涂料。 US 5, 840, 804公开了一种制备低粘度水基水溶性聚合物分散体的方法，所述水 溶性聚合物分散体具有高浓度的主要物质，所述方法包括在至少一种聚合物分散剂的存在 下，在水溶液中聚合以下单体组分以形成聚合物（A) :(al) 50-99. 999重量％的至少一种水 溶性单体；（a2)0. 001-1重量％的具有至少两个烯键式不饱和的可自由基聚合基团的至少 一种交联单体；（a3) 0-30重量％，特别是1-25重量％的至少一种疏水单体；以及（a4) 0-25 重量％，特别是0.1-15重量％的至少一种两性单体；其中由单体（al)、（a2)、（a3)、（a4) 所代表的各组分的总量为单体的100重量％，所产生的聚合物（A)的重均分子量为至少 500, 000道尔顿，并且聚合物（A)与所述分散剂不相容。 US 2008/033094(Al)涉及一种油包水型聚合物分散体，其包括阳离子单体含量为 至少55重量％的聚合物（A)和至少一种基于阳离子化二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰胺 的平均分子量为大于350, 000至1百万g/mol的聚合物分散剂（B)。 US 2009/050571 (Al)公开了一种水包水型聚合物分散体，其包括具有至多60重 量％的阳离子单体的聚合物（A)和至少一种基于阳离子化二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰 胺的平均分子量为75, 000-350, OOOg/mol的聚合物分散体（B)。 然而，现有技术中的聚合物分散体的性质在各方面都令人不满意。
技术实现思路
本专利技术一方面涉及制备聚合物分散体的方法，所述方法包括以下步骤： (A)制备包含以下组分的反应混合物： (i)聚合物分散剂；和 (ii)包括可自由基聚合单体的单体组合物； (B)任选地，将所述反应混合物加热至高于室温的温度； (C)通过向所述反应混合物中依次或同时加入以下物质使所述可自由基聚合单体 进行聚合： (iii)预定量的包括氧化剂和还原剂的氧化还原引发剂体系； (iv)预定量的第一辅助自由基引发剂；以及 (V)预定量的第二辅助自由基引发剂； 条件是，在所述单体组合物中最初包含的可自由基聚合单体中的90摩尔％被聚 合之前，向所述反应混合物中加入至少一部分所述预定量的氧化还原引发剂体系、至少一 部分所述预定量的第一辅助自由基引发剂和至少一部分所述预定量的第二辅助自由基引 发剂；以及 (D)任选地，通过向所述反应混合物中加入以下物质来降低残留单体的含量： -剩余的所述预定量的氧化还原引发剂体系、剩余的所述预定量的第一辅助自由 基引发剂，和/或剩余的所述预定量的第二辅助自由基引发剂；和/或 -第三辅助自由基引发剂。 已经出人意料地发现，因此获得的聚合物分散体特别是在剪切条件下，对于泥浆 的脱水、纸张留着和灰分留着均具有改善的性质。 在聚合物分散剂的存在下，步骤（C)中可自由基聚合单体的原位聚合产生聚合物 分散体，其中在步骤（C)中所得到的聚合物被插入聚合物分散剂中，从而形成互穿式复合 物。 通过在没有聚合物分散剂的存在下使单体聚合，然后加入聚合物分散剂是不能获 得这类聚合物分散体的，而是需要在原位聚合反应期间存在聚合物分散剂。否则，获得表现 出不同性质的不同产物。尤其是，当向已经单独通过聚合可自由基聚合的单体而获得的聚 合物分散体中加入聚合物分散剂的分散液时，将获得凝胶块，该凝胶块不能再进行任何合 适的处理。根据单体的总浓度，实际上不可能将聚合物分散剂均匀地分布在聚合物分散体 的溶剂中以形成互穿式复合物。此外，当试图随后加入溶液形式的聚合物分散剂时，其溶剂 含量将稀释整个组成。【附图说明】 图1示出了本专利技术的聚合物分散体PI-I和对比例聚合物分散体PC-I的盐水粘度 (以条形图表示）和产物粘度（以□表示）。 图2示出了本专利技术的聚合物分散体PI-I和对比例聚合物分散体PC-Ia和PC-Ib 的下降（make-down)行为。 图3示出了本专利技术的聚合物分散体PI-2和对比例聚合物分散体PC-2的盐水粘 度。 图4显示与对比例聚合物分散体PC-2和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-2 在500ppm聚合物时对留着的积极影响。 图5显示与对比例聚合物分散体PC-2和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-2 在550°C和500ppm聚合物时对灰分留着的积极影响。 图6显示与对比例聚合物分散体PC-2和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-2 更好的脱水性能。 图7显示与对比例聚合物分散体PC-I相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-I更好 的脱水性能。 图8显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-I 在1500ppm聚合物时对留着的积极影响。 图9显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体PI-I 在1500ppm聚合物时对滤水的积极影响。 图10显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体 PI-I在1500ppm聚合物时对灰分留着的积极影响。 图11显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体 PI-I以及PI-I与添加剂的组合对留着的积极影响。 图12显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散剂 PI-I以及PI-I与添加剂的组合对滤水的积极影响。 图13显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散剂 PI-I在1500ppm聚合物时对留着的积极影响。 图14显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散剂 PI-I在1500ppm聚合物时对滤水的积极影响。 图15显示与对比例聚合物分散体PC-I和空白相比较，本专利技术的聚合物分散体 PI-I在1500ppm聚合物时对灰分留着的积极影响。 图16显示了与对比例聚合物分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚合物分散体的方法，所述方法包括以下步骤：(A)制备包括以下物质的反应混合物：(i)聚合物分散剂；和(ii)包括可自由基聚合单体的单体组合物；(B)任选地，将所述反应混合物加热至高于室温的温度；(C)通过向所述反应混合物中依次或同时加入以下物质使所述可自由基聚合单体进行聚合：(iii)预定量的包括氧化剂和还原剂的氧化还原引发剂体系；(iv)预定量的第一辅助自由基引发剂；和(iv)预定量的第二辅助自由基引发剂；条件是，在所述单体组合物中最初所包括的可自由基聚合单体中的90摩尔％被聚合之前，向所述反应混合物中加入至少一部分所述预定量的氧化还原引发剂体系、至少一部分所述预定量的第一辅助自由基引发剂和至少一部分所述预定量的第二辅助自由基引发剂；以及(D)任选地，通过向所述反应混合物中加入以下物质来降低残留单体的含量：‑剩余的所述预定量的氧化还原引发剂体系，剩余的所述预定量的第一辅助自由基引发剂，和/或剩余的所述预定量的第二辅助自由基引发剂；和/或‑第三辅助自由基引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布罗谢，N·西弗林，FW·韦贝尔，C·伯凯罗，
申请(专利权)人：索理思科技开曼公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH