通过添加两亲水溶性共聚物进行表面改性的胶乳制造技术

本发明专利技术涉及一种可通过下述方法制成的表面改性胶乳，所述方法包括向由烯化不饱和单体制成的水不溶性聚合物的水分散液中，加入水溶性两亲共聚物。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过添加性质为两亲的水溶性共聚物进行了表面改性的胶乳。胶乳是本领域技术人员广为知晓的产品。它们是由水不溶性聚合物的水分散液组成。这些流体体系包括在水分散液介质中由几种缠结的聚合物链组成的聚合物颗粒作为分散相。分散液中，聚合物颗粒的直径为10-5μm。这些胶乳有许多用途，特别是在例如用于纸的配方涂料(涂料混合物、松厚纸(bulk paper))或在用于建筑工业涂料(粘合剂、粘结剂、光滑涂料等)的配方中作为添加剂。它们由于例如粘合能力、成膜能力和赋予特殊流变性能的能力而赋予这些配方以重要的性能。一般来说，对于胶乳的所有应用来说，寻求协调干燥之前水性配方良好的胶体稳定性和干燥后良好的机械性能。本专利技术的目的之一是提供改善了表面性能的新型胶乳。在阅读了说明书后将变得显而易见的这一目的和其它目的将通过本专利技术来达到，本专利技术的主题是改善了表面性能的一种胶乳，它是通过下述方法得到的，即向由具有烯属不饱和度的单体得到的水不溶性聚合物或共聚物的水分散体中添加水溶性两亲共聚物。这些胶乳提高了配方中的胶体稳定性。特别是，将它们在油漆、造纸涂料、涂料和建筑材料的领域中的多种应用中用作粘合剂。在本专利技术的说明书中，术语“水溶性共聚物”是指一种共聚物，即当它与水接触时，其自发地形成趋于均一的溶液。如果将该混合物轻微搅拌几天，在样品体积中任何位置中取出的任何样品具有与平均浓度相同的浓度值。包括在该定义中的不但指完全可溶的共聚物，而且还指由于共聚物的局部聚集而形成具有轻微浊度的均相溶液的共聚物。术语“两亲共聚物”是指通过亲水性单体和疏水性单体聚合得到的共聚物；该共聚物包括疏水性片段和亲水性片段，结果在水中具有不同的溶解性区域。根据第一实施方式，水溶性两亲共聚物是亲水性单体和疏水性单体共聚合制成的无规聚合物。这种共聚物无规地包括亲水性单元和疏水性单元，其中亲水性单元的个数大于疏水性单元的个数。根据特定的实施方式，两亲共聚物是这样制备的，通过疏水性单体聚合，以形成随后至少部分水解以形成亲水性单体的疏水性单元。根据不同的实施方式，两亲共聚物是由疏水性单体和亲水性单体制成的，其中所得到的亲水性单体随后能够水解以形成另一种亲水性单体。根据第二实施方式，水溶性两亲共聚物是一种嵌段共聚物，它包括至少一个亲水性嵌段和至少一个疏水性嵌段。在下面的说明中，“亲水性嵌段”是指相对于亲水性嵌段的总单元摩尔数来说，含有含量超过25％重量的亲水性单元并且疏水性单元优选低于20％重量的水溶性嵌段聚合物。术语“单元”是指对应于单体单元的嵌段的部分。根据特定的实施方式，性质上为亲水的嵌段聚合物仅仅包括亲水性单元。同样，“疏水性嵌段”是指主要含有疏水性单元(相对于性质为疏水的嵌段的单元重量来说，含有至少50％重量的疏水性单元)并且亲水性单元优选低于20％重量的水不溶性嵌段聚合物。根据特定的实施方式，性质上为疏水的嵌段聚合物仅仅包括疏水性单元。根据第一种变化形式，含有亲水性嵌段和疏水性嵌段的水不溶性两亲共聚物是通过疏水性单体和亲水性单体聚合制成的。每个嵌段中，亲水性单元和疏水性单元的含量取决于聚合时亲水性单体和疏水性单体的含量以及这些单体的添加顺序。根据第二种变化形式，水溶性两性嵌段共聚物是通过能够通过水解而成为亲水性的疏水性单体以及任选地耐其它单体的水解条件的疏水性单体和/或亲水性单体的聚合制成的。将由此得到的聚合物接着进行水解以得到水溶性两亲嵌段共聚物。水解过程中，对应于可水解单体的疏水性单元转变为亲水性单元。通过以适当的方式将单体加入到聚合介质中，水解后，制成了含有性质上为亲水性的嵌段和性质上为疏水性的嵌段的共聚物。在每种所述嵌段中，亲水性单元和疏水性单元的含量是通过每种单体的含量以及水解度来控制的。因此，可以设想由疏水性单体和亲水性单体制成的水溶性两亲共聚物，这样制成的亲水性单元能够水解为另一种亲水性单元。根据第二种变化形式，含有性质为亲水性的嵌段和性质为疏水性的嵌段的水溶性两亲共聚物可以通过能够水解成为亲水性的疏水性单体的均聚来制成。共聚之后将所得到的均聚物进行部分水解。含有性质为亲水性的嵌段和性质为疏水性的嵌段的水溶性两亲共聚物也能够这样制成将能水解成为亲水性的疏水性单体和不能水解成为亲水性的疏水性单体进行共聚，之后将所得到的聚合物进行全部或部分水解。根据该实施方式，亲水性单元和疏水性单元的含量取决于两个条件不同单体的含量和水解度。如果水解是全部的，调整单体的含量就足以了。如果水解是部分的，可以既调整单体的含量又调整水解度。根据不同的实施方式，嵌段可以这样制成将能够水解成为亲水性的疏水性单体和亲水性单体进行共聚，随后将所得聚合物进行部分水解。在前面所有的实施方式中，限定水解度以及亲水性单元和疏水性单元在每个嵌段中的含量，使所得到的水溶性两亲共聚物含有如上所述的性质上为亲水的嵌段和性质上为疏水的嵌段，特别是存在于性质为疏水性的嵌段中的亲水性单元以及存在于性质为亲水性的嵌段中的疏水性单元。本专利技术中所使用的疏水性单体可以选自-乙烯基芳族单体例如苯乙烯和苯乙烯衍生物例如α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯，-烯烃例如乙烯、α-烯烃、氯乙烯；-二烯例如丁二烯、异戊二烯，-丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，其中烷基含有1-10个碳原子，例如丙烯酸和甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、正丁酯、2-乙基己酯、叔丁基酯、异冰片酯、苯基酯和苄基酯乙基氟单体，-乙烯基单体例如乙酸乙烯酯、叔碳酸(versatate)的乙烯基酯和腈，更具体地说是含有3-12个碳原子的那些，例如丙烯腈和甲基丙烯腈。优选的疏水性单体是苯乙烯或苯乙烯衍生物。用于本专利技术的亲水性单体可以选自-含有烯属不饱和度的羧酸，例如丙烯酸和甲基丙烯酸，-中性的亲水性单体例如丙烯酰胺及其衍生物(N-甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和丙烯酸的聚乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯，-阴离子亲水性单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、乙烯基磷酸、磷酸的(甲基)丙烯酸酯，-乙烯醇。能够水解为亲水性的疏水性单体或者能够水解而转变为其它亲水性单体的亲水性单体可以选自-能够水解为酸的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁基酯，-能够水解为乙烯醇单元的醋酸乙烯酯，-quarternized的甲基丙烯酸和丙烯酸的2-二甲基氨基乙酯(madamquat and adamquat)，-丙烯酰胺和(甲基)丙烯酰胺。根据一个具体的实施方式，根据本专利技术的水溶性两亲共聚物是由性质为亲水性的嵌段和性质为疏水性的嵌段组成的二嵌段共聚物。然而，它们也可以是三嵌段共聚物，甚至为多嵌段共聚物。如果共聚物包括三个嵌段，那么优选具有下述嵌段分布亲水性-疏水性-亲水性。根据本专利技术一个优选的实施方式，水溶性两亲共聚物是包括性质主要为亲水性的嵌段和性质主要是疏水性的嵌段的二嵌段共聚物，其中相对于亲水性嵌段的总重量计，性质主要是亲水性的嵌段含有至少80％重量的丙烯酸(AA)和/或甲基丙烯酸(MAA)单元，并且相对于疏水性嵌段的总重量计，性质主要为疏水性的嵌段含有至少80％重量的苯乙烯(St)单元。除了(AA)和/或(MAA)单元之外，性质主要为亲水性的嵌段还含有疏水性单元例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够通过下述方法制成的表面改性胶乳，所述方法包括向由含有烯属不饱和度的单体制成的水不溶性聚合物的水分散液中，加入一种水溶性两亲共聚物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC卡斯塔因，JF达莱斯特，W贝特，
申请(专利权)人：罗狄亚化学公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]