【技术实现步骤摘要】
在受控绝热条件下制造的高分子量聚合物分散体
[0001]本专利技术涉及制造聚合物分散体的方法、聚合物分散体及其用途。制造聚合物分散体的方法包括以下步骤:在水性(含水)介质中提供包含聚合物分散剂和包含可自由基聚合单体的单体组合物的反应混合物,和使反应混合物中的单体组合物经历自由基聚合以合成经分散的聚合物以便形成聚合物分散体,其中使单体组合物经历自由基聚合的步骤在受控绝热条件下进行。这些聚合物分散体称作水包水(w/w)聚合物分散体。
技术介绍
[0002]首要目标是解锁水和可再生资源的潜力以找到更安全、更健康、更可持续的解决方案。众多工业方法都是基于水的方法。在基于水的方法中替换对环境有害的物质或减少其体积构成更可持续解决方案的基础。本专利技术旨在水包水聚合物分散体(w/w聚合物分散体)领域中的这一首要目标。w/w聚合物分散体的改进与下游应用中(例如在造纸工艺中)的可持续性直接相关。这种w/w聚合物分散体在基于水的方法中(如在造纸工艺中)充当添加剂的效果越好,则此类方法使用的添加剂就越少。此外,碳氢化合物的替代支持该首要目标。
[0003]除了在其他
中的应用外,水包水聚合物分散体还可用作造纸中的絮凝剂、脱水(排水)助剂和助留剂。纸是通过首先制备纤维素纤维的含水浆料来制造的,该浆料的含水量大于95重量%。最终纸张的含水量小于5重量%。脱水(排水)和留着是造纸中的关键步骤并且对于高效造纸工艺很重要。高性能w/w聚合物分散体是造纸工艺中的关键因素。
[0004]众所周知的絮凝剂由w/w聚合物分散体给出, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制造聚合物分散体的方法,其包括以下步骤:A)提供在水性介质中的反应混合物,所述反应混合物包含:a)聚合物分散剂,和b)包含可自由基聚合单体的单体组合物,其中所述可自由基聚合单体选自非离子烯属不饱和单体、阳离子烯属不饱和单体和两亲烯属不饱和单体中的一种或多种;并且B)使单体组合物经历自由基聚合以合成经分散的聚合物并且形成聚合物分散体,其中步骤B)在受控绝热条件下进行。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤B)在受控绝热条件下通过依次或同时添加氧化还原引发剂体系来进行,优选其中所述氧化还原引发剂体系包含氧化剂和还原剂。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述氧化剂具有0.6至2.0V的氧化还原电位,优选其中所述氧化剂包括过氧二磷酸盐;过氧化氢;烷基氢过氧化物、更优选叔丁基氢过氧化物;或芳基氢过氧化物、更优选枯烯氢过氧化物;和/或所述还原剂具有
‑
2至0.3V的氧化还原电位,优选其中所述还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸氢铵、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵、亚硫酸氢盐;硫代硫酸盐;胺;酸、更优选抗坏血酸或异抗坏血酸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于所述还原剂与所述氧化剂之间的重量比低于35:1且高于2:1、优选低于15:1且高于3:1、更优选低于9:1且高于4:1。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于所述单体组合物包含选自以下中的一种或多种的可自由基聚合单体:i.式(I)的非离子单体其中R1表示氢或甲基;R2和R3各自彼此独立地为氢、C1‑
C5‑
烷基或C1‑
C5‑
羟烷基,ii.式(II)的阳离子单体其中R1表示氢或甲基;Z1为O、NH或NR4,其中R4表示C1‑
C4‑
烷基,优选甲基,并且Y为以下之一
其中Y0和Y1为任选被一个或多个羟基取代的C1‑
C6亚烷基,优选任选被一个羟基取代的亚乙基或亚丙基;Y2、Y3、Y5、Y6、Y7各自彼此独立地为C1‑
C6烷基,优选甲基;并且Z
‑
为抗衡离子,优选卤素、拟卤素、乙酸根或SO4CH3‑
;iii.式(III)或(IV)的两亲单体其中Z1为O、NH、NR4,其中R4表示C1‑
C4‑
烷基,优选甲基,R1表示氢或甲基,R8为C1‑
C6亚烷基,优选亚乙基或亚丙基,R5和R6各自彼此独立地为C1‑
C6‑
烷基,优选甲基,R7为任选被一个或多个羟基取代的C8‑
C
32
烷基,优选任选被一个羟基取代的C
12
‑
C
20
烷基,并且Z
‑
为抗衡离子,优选卤素、拟卤素、乙酸根或SO4CH3‑
;或其中Z1为O、NH、NR4,其中R4表示C1‑
C4‑
烷基,优选甲基,R1表示氢或甲基,R
10
表示氢、C8‑
C
32
烷基、C8‑
C
32
芳基和/或C8‑
C
32
芳烷基,优选C
12
‑
C
20
烷基,R9为C1‑
C6亚烷基,优选亚乙基或亚丙基,并且n为1和50之间、优选2和30之间、更优选3和15之间且最优选4和8之间的整数;和iv.包含2、3、4或5个烯属不饱和基团的烯属不饱和交联剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于所述包含可自由基聚合单体的单体组合物包含式(I)的非离子单体和/或式(II)的阳离子单体,所述式(I)的非离子单体选自其中R1表示氢或甲基,并且R2和R3均为氢、为氢和C1‑
C3烷基、为氢和羟乙基、或均为C1‑
C3烷基的那些,式(II)的阳离子单体选自其中R1表示氢或甲基,并且Z1为O、NH或NR4,其中R4表示甲基,Y1为C2‑
C6亚烷基,优选亚乙基或亚丙基,Y5、Y6和Y7均为甲基,并且Z
‑
为卤素的那些,其中最优选的包含可自由基聚合单体的单体组合物至少包含为(甲基)丙烯酰胺的式(I)的非离子单体和为(甲基)丙烯酰基氨基丙基三甲基氯化铵或(甲基)丙烯酰基氧乙基三甲基氯...
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