水性聚合物分散体和方法技术

此处描述了通过微乳液聚合制备非均相聚合物颗粒的水分散体的多步骤方法，该方法包括如下步骤：（Ⅰ）（ａ）形成包含（ｉ）水；（ｉｉ）至少一种稳定剂（例如表面活性剂和疏水共稳定剂）；（ｉｉｉ）至少一种增粘剂（例如多萜，松香树脂和／或烃类树脂）；（ｉｖ）至少一种α，β－烯键式不饱和单体的混合物；（ｂ）对由步骤（ａ）所得的混合物采用高剪切，以形成包含了水连续相和分散在其中的平均直径约１０至约１０００ｎｍ的稳定化液滴的基本稳定的微乳液，（ｃ）在自由基引发剂的存在下聚合该液滴中的单体；（ｄ）向该分散相添加更多单体以形成分散体；然后：（Ⅱ）以从步骤（Ⅰ）获得的分散体作为种子，在随后的乳液聚合中形成非均相聚合物颗粒的分散体。所得的增粘ＰＳＡｓ可具有核壳结构，并在高剪切下稳定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含增粘丙烯酸乳液的压每丈粘合剂(PSA)的领域。
技术介绍
人们希望PSA乳液对各类基底(例如具有较低表面能的基底 (如聚合膜)以及厚纸板等其它基底类型)具有更高的粘合性。实 现这一点的方法之一是添加增粘剂，例如多碎，松香树脂和/或烃类。 然而向乳液添加增粘剂可能对水乳胶的稳定性形成不利作用，特别 当该乳胶经历高剪切时。增粘剂在水中的分散体在高剪切下由于凝结而不稳定。例如烃 类增粘剂通常在4000至5000s"以上的剪切速率下凝结。当该种增粘剂分散体被加入常规的丙烯酸:PSA乳液时，所得的混合物同样在高剪切下凝结。被用于在高容量下铺涂商用PSAs的高速涂覆才几可生成高剪切 场。这一点严重限制了增粘丙烯酸乳液作为PSAs的商业用途。例 如典型的设备(如Moyno泵，缝模，加压凹版以及幕涂机)在涂覆 头和/或螺杆抽油泵中形成通常超过150,000s-1的剪切场。如果在这 些机器中使用常规增粘丙烯酸乳液，则该乳液会在这种高剪切场下 不稳定化，从而形成凝结物。该凝结物阻塞才莫具，导致涂覆网上的 刮痕，并在模具和泵中形成高压。因此必需去除过量的凝结物，这 要求该涂覆机暂时关闭，后者由于提高了成本而不受欢迎。在配方i殳计师中存在一种意见，即向PSA添加增粘剂可能对某 些应用具有不良作用。例如增粘剂可能对应用在透明面材(例如聚合物"莫)的PSA膜具有不良作用，因为在受热或UV老化时可能增 加混浊性或者PSA可能变色。为了解决这些问题，特定的烃类增粘 剂被用于PSAs，因为人们认为它们比其它增粘剂类型显示出了更 好的颜色和脱离属性。但由于烃类增粘剂较差的高剪切稳定性，这 些PSAs仅可用于将PSA低速涂覆在膜上的场合，而无法应用于高 剪切场合。为了可用于商业高流量(high volume)应用，PSA必须^皮 高速应用在膜上，从而要经受高剪切。因此，目前应用在透明基底(例如，聚合物膜)上的商用PSAs 未被增粘。为了增加PSA对具有低表面能的表面的粘合，并提供良 好的润湿(wet out)和澄清度，这些未增粘的PSAs可由具有低凝胶含 量和低分子量的丙烯酸聚合物制备。对PSA的该种改良形成了其自 身的缺陷，例如在膜边缘的粘合剂过量渗出导致的较差的可转化性 (hil:、erior convertibiity)。人们还尝试通过各种其它的方法来改善增粘剂分散体的稳定 性，例如通过选择适当的表面活性剂和/或通过以正确的颗粒大小范 围来制备增粘剂分散体。然而这些方法具有其它的缺陷，例如，它 们限制了可用的成分，需要对过程小心控制和/或限制了最终PSA的性质。申"i青人发现存t乳液过程可用于在丙烯酸乳液中稳、定结合烃类 增粘剂，从而得到具有改良粘合性质的增粘PSA。该种增粘PSAs 通常可在高剪切条件下应用于基底。有利的是，生产的增粘PSAs 可在它们的凝聚力(cohesive)和粘合属性之间达到平衡。该方法中，单体一皮分^1在納米大小的液滴中，油在水乳液中形成分散相。在微乳液聚合中所用过的单体乳液具有从10至1000 nm的 平均液滴直径，并可与液滴和微团大小较其大1至10 fim (微米) 的常规单体乳液和乳液聚合方法相区别。在微乳液方法中，每个纳 米大小的液滴成为成核和聚合的主要部位，进而以高度平4于的方式 生成与初始液滴具有类似大小的聚合物乳l交颗粒。樣l乳液聚合相对 常规乳液聚合具有多种优势，例如，疏水成分可在聚合过程中被封 装或整合进入聚合物。各种4汰乳液及其稳定化方法已有描述。WO 04/069879 ( UCB,现已转让*会Cytec )描述了具有800至 100,000的数均分子量Mn和50至400 mg KOH/g的酸1介的两亲聚合 物在稳定化微乳液液滴中的用途。WO 00/2945] (Max Planck)和US 5,686,518 (Georgia Tech)4皮露 了 一系列适用于稳定化微乳液的疏水成分。这些文件启示了除了这 些疏水成分外，还需要表面活性剂来同时稳定乳液液滴和聚合后得 到的聚合物颗粒。所用的表面活性剂为月桂基好u酸钠或其它烷基 硫酸酯，十二烷基苯磺酸钠或其它烷基或芳基石黄酸酯，硬脂酸钠或 其它脂肪酸盐或聚乙烯醇。US 2002/131941 Al (BASF) (= EP 1191041 )描述了用作化妆品 的平均颗粒大小小于.1000 nm 的彩色水性聚合物分散体。该参考文 献描述了用于替换阴离子表面活性剂的稳定化系统，其为包含了从 0.1至20。/。的至少一种非离子型表面活性化合物(NS)和从1至50% 的至少 一种具有0.5至10 mol/kg的阴离子官能团的两亲聚合物的皮 趺刺激物(skin irritants)。US 5,952,398 (3M)描述了通过孩t乳液聚合制备的压敏粘合剂 (PSA)。该PSA具有疏水PSA聚合物和亲水聚合物的两个双连续相。 该组合物由表面活性剂稳定的水包油微乳液制备得到。该水性连续 相包含自由基式的烯键式不饱和极性两亲或亲水单体或低聚体。该 分散的油相包含微米大小的自由基式烯键式不饱和疏水单体的液 滴，其在聚合后形成较大的微米大小聚合物颗粒。在Claude Bernard大学的Keltoum Ouzineb于1992年3月30日提交的题为《乳液和微乳液聚合稳定化，管状反应器和实际应 用》的化学专业博士论文的第一章中给出了典型微乳液的描述。本 领域技术人员已知的该种处理和任何其它的典型箱t乳液处理条件 均可用于本专利技术的樣t乳液处理步-腺。以下的参考文献同样描述了制备微乳液方法的各个方面，且这 些文献的内容在此引用作为参考Mini一emulsion Polym Rev Schork (Adv Polym Sci 175129-2552005)";Mini—emulsion Polym Rev ,Capek (Adv Polym Sci ， 155,101-165,2001 "Mini—emulsion Polym Rev ， Landfester (Top Curr Chem,227，75-123,2003)M. Antonietti, K. Landfester, Prog. Pol'ym. Sci., 2002, 27, 689;andJ. M. Asua, Prog. Polym. Sci., 2002, 27, 1283.现有的文献中均未提示在微乳液的分散疏水相中结合增粘剂， 而在同时稳定增粘剂和^:乳液存在困难的情况下，完全有理由不这样估支。要通过箱1乳液处理生产同时具有良好稳、定性和适用于PSA的 范围内的Tg的聚合物一皮证明是非常困难的。
技术实现思路
本专利技术通过提供了经微乳液聚合制备增粘水性分散体的方法 解决了现有技术中的部分或全部问题，该方法中微乳液进行了进一 步聚合，以在疏水颗粒表面产生了具有亲水区的非均相聚合物颗 粒。有利的是，许多该种分"^颗粒具有围绕疏水核的基本完整的亲水壳。本专利技术的优选目标是提供具有足够高的Tg和较低分子量的疏 水核区的非均相颗粒的分散体，乂人而使该分散体可净皮用于制备克服 了此处指出的部分或所有问题的PSAs。通过传统乳液聚合来优化 这三种性质的组合以能够配制本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过微乳液聚合制备非均相聚合物颗粒的水分散体的多步骤方法，该方法包括如下步骤：　（Ⅰ）（ａ）形成混合物，其包含：　（ｉ）水；　（ｉｉ）至少一种稳定剂；　（ｉｉｉ）至少一种增粘剂；以及　（ｉｖ）至少一种α，β－烯 键式不饱和单体；并　（ｂ）对由步骤（ａ）所得的混合物采用高剪切，以形成包含了水连续相和分散在其中的平均直径约１０至约１０００ｎｍ的稳定化液滴的基本稳定的微乳液，　（ｃ）在自由基引发剂的存在下聚合该液滴中的单体；　（ｄ）可选 地向该分散相添加更多单体，然后：　（Ⅱ）以从步骤（Ⅰ）获得的产物（可选地为分散体）作为种子，在随后的乳液聚合中形成非均相聚合物颗粒的分散体。

【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：凯尔顿乌兹纳，郭众胜，奥古斯丁陈，江盛，里欧泰尔诺卢斯盖，
申请(专利权)人：氰特表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]