制备水性聚合物分散体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备具有小的聚合物颗粒的水性聚合物分散体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种制备聚合物颗粒的水性分散体的方法，所述聚合物颗粒的数均粒径彡IOOnm,所述方法在水性聚合介质中在至少一种自由基引发剂和至少一种高度支化的聚合物的存在下通过至少一种烯键式不饱和单体M的自由基引发聚合而进行，所述聚合用(I重量％的至少一种分散助剂和彡5重量％且< 60重量％的至少一种高度支化的聚合物进行，基于所述至少一种烯键式不饱和单体M的总量(总单体量)计，所述至少一种高度支化的聚合物包含> 0. 3mmol酸基/g高度支化的聚合物,所述方法包括最初向水性聚合介质中仅引入彡总量的10重量％的至少一种高度支化的聚合物和任选地<总量的50重量％的至少一种烯键式不饱和单体M随后，在聚合条件下，添加任意剩余量的至少一种高度支化的聚合物并添加总量 或任意剩余量的至少一种烯键式不饱和单体M，并聚合至单体转化率> 80重量％。本专利技术还提供了可通过本专利技术方法得到的水性聚合物分散体，可由所述分散体得到的聚合物粉末以及所述水性聚合物分散体或聚合物粉末的用途。使用高度支化的聚合物制备水性聚合物分散体是基于以下叙述的现有技术。WO 2004/072125，相应地，公开了压力下水性乙烯/乙烯基酯共聚物分散体的制备，其中将少量树枝状聚合物以及大量分散助剂加入水相中。优选的树枝状聚合物包含至少6个轻基。US-B 7，109，247公开了有机或无机颗粒状固体的水性分散体，其中支化或超支化聚环氧乙烷用于将这些固体分散于水相中。US-A 2007/202071公开了作为水性体系的分散助剂的极普遍的树枝状聚合物，所述树枝状聚合物由疏水性和亲水性结构元素组成。在多种应用中，普遍的迹象表明由疏水性和亲水性结构元素组成的树枝状聚合物还可作为水性乳液聚合的分散助剂使用。在这种现有技术的背景下，本专利技术的目的是一种制备平均粒径彡IOOnm的聚合物颗粒的水性聚合物分散体的特定方法。该目的已通过提供在开篇处所限定的方法而实现。数均粒径< IOOnm的聚合物颗粒的水性分散体(聚合物分散体)用清水、优选去离子水制备，水的总量为30重量％至95重量％并且有利地为50重量％至85重量％，各自基于水性聚合物分散体计。在本文的上下文中，根据本专利技术，至少一些水以水性聚合介质的形式被引入聚合容器。任意剩余的水可随后在聚合条件下，以一份或多份间歇地，或以变化或保持相同的流速连续地提供至聚合介质。任意剩余的水有利地在聚合条件下与烯键式不饱和单体M和/或自由基引发剂一起计量加入水性聚合介质中，优选剩余的水与自由基引发剂一起计量加入。作为烯键式不饱和单体M，可根据本专利技术使用所有通常用于自由基引发的水性乳液聚合的烯键式不饱和单体，这是技术人员所熟悉的。考虑的单体M包括所有那些在20°C和Iatm (绝对压力)下溶解度<100g、优选<60g并且特别优选<20g每IOOOg去离子水的烯键式不饱和单体M,例如烯烃,例如乙烯或丙烯；乙烯基芳族单体,如苯乙烯、a -甲基苯乙烯、邻氯苯乙烯或乙烯基甲苯；乙烯基卤化物，如氯乙烯或偏二氯乙烯；乙烯醇与含有I至18个碳原子的一元羧酸的酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯；优选含有3至6个碳原子的a，3 -单烯键式不饱和一元羧酸和二元羧酸(例如更特别是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸)与通常含有I至12个、优选I至8个并且更特别是I至4个碳原子的烷醇的酯，例如特别是丙烯酸和甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、正丁酯、异丁酯、戊酯、己酯、庚酯、辛酯、壬酯、癸酯和2-乙基己酯、富马酸和马来酸的二甲酯或二正丁酯；a，0 -单烯键式不饱和羧酸的腈，如丙烯腈、甲基丙烯腈、富马二腈、马来二腈；以及C4-8共轭二烯，如1，3-丁二烯(丁二烯)和异戊二烯。所述单体通常作为主要单体，其基于单体M的总量计所占分数> 30重量％、通常> 50重量％并且经常> 80重量％。还考虑作为单体M的是所有那些在20°C和Iatm (绝对压力)下溶解度彡200g、优选> 300g并且更特别优选> 500g每IOOOg去离子水的烯键式不饱和单体。具有这类高水溶性的单体M通常具有至少一个酸基，更特别地为羧酸基或磺酸基、羟基烷基、酰胺基、亚乙基脲基、乙酰乙酰氧基，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、·乙烯基磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-(2-甲基丙烯酰基氧基乙基)亚乙基脲(UMA)、N-(2-丙烯酰基氧基乙基)亚乙基脲、丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)、二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯。特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和/或AMPS。应理解，根据本专利技术，旨在也包含上述具有一个酸基、更具体地为羧酸基或磺酸基的单体的碱金属盐或铵盐。这些水溶性单体M的量通常< 10重量％、有利地> 0. 5重量％且(5重量％并且特别有利地彡I重量％且< 3重量％，各自基于单体M的总量计。通常增加聚合物基质膜的内部强度的单体M通常含有至少两个非共轭烯键式不饱和双键。其实例有含有两个乙烯基的单体、含有两个亚乙烯基的单体和含有两个烯基的单体。二元醇与a，0 -单烯键式不饱和一元羧酸一其中优选丙烯酸和甲基丙烯酸一的二酯在本文中是特别有利的。这类含有两个非共轭烯键式不饱和双键的单体的实例有烷撑二醇二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯，如乙二醇二丙烯酸酯、1，2-丙二醇二丙烯酸酯、I,3-丙二醇二丙烯酸酯、1，3- 丁二醇二丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，2-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯以及二乙烯基苯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、丙烯酸环戊二烯酯、氰脲酸三烯丙酯或异氰脲酸三烯丙酯。这些所谓的交联单体M的量通常> 0. 01重量％且< 60重量％、有利地> 0. 5重量％且< 50重量％并且特别有利地> I重量％且< 30重量％，各自基于单体M的总量计。应理解，根据本专利技术，还可使用不同单体M的混合物。有利地，根据本专利技术，可有利地使用那些包含以下物质的单体M的混合物30重量％至99. 9重量％的丙烯酸和/或甲基丙烯酸与含有I至12个碳原子的烷醇和/或苯乙烯的酯，或30重量％至99. 9重量％的苯乙烯和/或丁二烯，或30重量％至99. 9重量％的氯乙烯和/或偏二氯乙烯，或30重量％至99. 9重量％的乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、含支链的烷烃羧酸(versaticacid)的乙烯酯、长链脂肪酸的乙烯酯和/或乙烯。特别有利地，可根据本专利技术使用那些包含以下物质的单体M的混合物-0. I重量％至5重量％的至少一种含有3至6个碳原子的a，0 -单烯键式不饱和一元羧酸和/或二元羧酸，和/或其酰胺，和30重量％至99. 9重量％的至少一种丙烯酸和/或甲基丙烯酸与含有I至12个碳原子的烷醇和/或苯乙烯的酯， 或-0. I重量％至5重量％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.20 EP 10151203.61.一种制备聚合物颗粒的水性分散体的方法，所述聚合物颗粒的数均粒径< lOOnm，所述方法在水性聚合介质中在至少ー种自由基引发剂和至少ー种高度支化的聚合物的存在下通过至少一种烯键式不饱和単体M的自由基引发聚合而进行，所述聚合用< I重量％的至少ー种分散助剂和> 5重量％且< 60重量％的至少ー种高度支化的聚合物进行，基于所述至少一种烯键式不饱和単体M的总量(总单体量)计，所述至少ー种高度支化的聚合物包含> O. 3mmol酸基/g高度支化的聚合物,所述方法包括最初向水性聚合介质中仅引入 >总量的10重量％的至少ー种高度支化的聚合物和任选地 <总量的50重量％的至少ー种烯键式不饱和单体M， 随后，在聚合条件下，添加任何剰余量的所述至少ー种高度支化的聚合物并添加总量或任何剰余量的所述至少一种烯键式不饱和単体M，并聚合至单体转化率> 80重量％。2.权利要求I的方法，其中所述至少ー种高度支化的聚合物含有>O. 5且< 20mmol酸基/g高度支化的聚合物。3.权利要求I和2中任ー项的方法，其中所述至少ー种高度支化的聚合物的酸基选自羧酸基(-CO2H)、磺酸基(-SO3H)和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·舍恩费尔德，R·奥贺兰妮，M·施罗德，M·哈贝雷希特，A·克里斯特德瑞，B·布鲁赫曼，R·文卡特斯赫，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
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