高固体的含水聚合物分散体、其制备及用途制造技术

本文描述了一种由至少一种烯属不饱和单体衍生得到的并具有基于聚合物分散体至少６０重量％的固体含量的含水聚合物分散体。该聚合物分散体包括至少一种含磷的酸的盐。在至少一种乳化剂、至少一种引发剂和至少一种含磷的酸的盐的存在下，通过至少一种烯属不饱和单体在水相中自由基聚合制备所述分散体。利用所述方法，可以制备具有高固体含量、低粘度的含水聚合物分散体，这些聚合物分散体适用于配制粘合剂。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有高固体含量和低粘度的聚合物分散体，也涉及一种制备它们的方法及它们的应用，特别是作为地板粘合剂或者作为密封剂的应用。含水聚合物分散体应用于多种领域；例如，作为涂料、油漆和粘合剂的基础材料，作为纸的层压组合物或者作为建筑材料的粘合剂。多数分散体具有45重量％至60重量％的固体含量。这些分散体好于对应的较低固体含量的分散体的优点被认为是具有减少的膜干燥时间和更低的运输成本。然而，随着固体含量的增加，粘度会剧烈增加，在聚合过程中这不仅导致斑点的产生，也甚至会使分散体完全凝固。现有技术公开了许多制备具有相对低粘度的、高浓聚合物分散体的方法。这里，一般而言，用单峰或多峰种子胶乳作为至少一种单体聚合的基础，或者使用需要与多重条件相一致的乳液聚合方法。制备高浓聚合物分散体时，目标是颗粒直径的宽和/或多峰分布，从而使得聚合物颗粒最大效率地填充可得到的空间，近似于例如最紧密的球形装填的情况。在已知的制备过程中，需要克服的、时常发生的困难是随着过程的进行最初存在或形成的颗粒的直径向中间汇聚。EP-A-784,060公开了一种固体含量为至少67重量％、室温下的粘度不高于2000cP的共聚物胶乳。通过在乳化剂存在下使羧基官能化单体与另一种烯属不饱和单体聚合，其中在单体转化率为40％至60％时加入另一种乳化剂，来制得这种共聚物胶乳。WO-A-96/11,234公开了一种固体含量为至少60重量％、具有至少双峰颗粒分布的含水聚合物分散体。通过在初始装料中包括其上接枝了可自由基聚合单体接枝于的种子胶乳，形成大的、非球形的颗粒来制备这种分散体。EP-A-81,083公开了一种方法，其中初始装料中包括平均颗粒度不同的两种聚合物胶乳并随后使单体聚合。EP-A-554,832描述了通过使丙烯酸烷酯与可与其共聚合的极性共聚单体共聚来制备固体含量为40-70重量％的高浓聚合物分散体，所述共聚在疏水聚合物和可共聚合的乳剂存在下发生。EP-A-567,811、EP-A-567,819、EP-A-568,831和EP-A-568,834公开了制备固体含量高的分散体的方法，每种情况下需要遵照一系列的复杂工艺步骤。对于EP-A-567,811，初始装料中含有至少一些非常细碎的胶乳，且遵照许多非常复杂的工艺条件使单体聚合。EP-A-567,819中，初始装料中包括尺寸可达400nm的胶乳颗粒与尺寸可达100nm的胶乳颗粒的种子胶乳混合物，且遵照非常复杂的工艺条件使单体聚合。EP-A-567,831描述了一种通过在初始装料中包括粗颗粒胶乳并计量加入细碎胶乳和单体从而制备高浓分散体的方法。最后，EP-A-568,834描述了这样一种方法，其中在初始装料中包括两种种子胶乳(其中两种种子胶乳中一种包括粗和细的聚合物颗粒)并计量加入单体的方法。制备高浓分散体的已知方法都具有使用相当复杂的方法的特征，并通常需要同时遵照不便利的种子胶乳技术。在一组制备高浓聚合物分散体的已知方法中，使用颗粒度不同的多种种子胶乳、并在聚合过程的不同阶段中加入颗粒度不同的多种种子胶乳。另一组已知的方法中，原位制造种子胶乳并在聚合过程中后来引发二次和进一步的颗粒种群的成核。在现有技术的基础上，本专利技术提供一种允许以简单方式制备高固体含量的、实际上无斑点且无凝结块的分散体的方法。本专利技术进一步提供一种不涉及使用种子胶乳的制备高固体含量的聚合物分散体的方法。本专利技术的另一目的是提供实际上无斑点且无凝结块的、高固体含量且低粘度的分散体，它特别迅速地干燥/成膜，而这可用在地板粘合剂配方中的快速开始“拉丝(stringing)”来证明。本专利技术提供一种由至少一种烯属不饱和单体衍生得到的含水聚合物分散体，它具有基于聚合物分散体的至少60重量％的固体含量，并包括至少一种含磷的酸的盐。本专利技术还提供一种通过乳液聚合来制备含水聚合物分散体的方法，在该方法中，通过在至少一种乳化剂和至少一种引发剂的存在下，使至少一种烯属不饱和单体在水相进行自由基聚合，该方法包括在至少一种含磷的酸的盐的存在下进行乳液聚合。选择适用于制备本专利技术聚合物分散体的烯属不饱和单体自身并不是很关键。适当的单体是那些常用于制备含水聚合物分散体、并以合理的方式根据本领域的需要彼此可组合的单体。典型的烯属不饱和单体是饱和羧酸的乙烯基酯、烯属不饱和羧酸与饱和醇的酯(包括单酯)、含有烯属不饱和基团的烯属不饱和脂肪烃或芳香烃、烯属不饱和离子单体、烯属不饱和非离子单体、以及除了上述之外的另外的烯属不饱和单体类型。优选的烯属不饱和单体是具有1至18个碳原子的羧酸的乙烯基酯、烯属不饱和C3-C8单羧酸和二羧酸与饱和C1-C18链烷醇的酯(包括单酯)、有或没有卤素取代的芳香或脂肪类烯属不饱和烃或者含有烯属不饱和基团的芳香烃。作为具有1至18个碳原子的羧酸的乙烯基酯，可以使用本领域技术人员已知的所有单体。然而，特别优选具有1至8个碳原子的羧酸的乙烯基酯，例如，如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和2-乙基已酸乙烯基酯；酸部分中具有9、10或11个碳原子的饱和支化单羧酸的乙烯基酯(Versatic acid)；相对长链的、饱和与不饱和脂肪酸的乙烯基酯，例子是具有8至18个碳原子的脂肪酸的乙烯基酯，如月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯；苯甲酸的乙烯酯或者对叔丁基苯甲酸的乙烯酯，及其混合物，如Versatic acid和乙酸乙烯酯的混合物或者乙酸乙烯酯和月桂酸乙烯酯的混合物。特别优选乙酸乙烯酯。作为烯属不饱和C3-C8单羧酸和二羧酸与饱和C1-C18链烷醇的酯、包括单酯，可以使用本领域技术人员已知的所有单体。本文优选烯属不饱和C3-C8单羧酸和二羧酸与饱和C1-C12链烷醇的酯和单酯，特别优选与C1-C8链烷醇或者C5-C8环烷醇的酯和单酯。适当的C1-C18链烷醇的例子包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、正己醇、2-乙基己醇、月桂醇和硬脂醇。适当的环烷醇的例子包括环戊醇和环己醇。特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸和柠康酸的酯。特殊优选丙烯酸的酯和/或甲基丙烯酸的酯，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸1-己酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，以及马来酸的酯，如马来酸二甲酯、马来酸二正丁酯、马来酸二正辛酯和马来酸二-2-乙基己酯。如果需要，所述酯也可以被环氧和/或羟基基团所取代。优选的含有烯属不饱和基团的烯属不饱和脂肪烃或芳香烃是乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯和偏二氯乙烯，优选乙烯和苯乙烯。用于本说明书目的的烯属不饱和离子单体这样的单体，即在25℃和1巴时水溶性高于50g/l、优选高于80g/l，并且在pH为2和/或pH为11的稀释水溶液中多于50％、优选多于80％以离子化合物的形式而存在，或者在pH为2和/或pH为11时多于50％、优选多于80％通过质子化或脱质子化转变为离子化合物。优选的烯属不饱和离子单体的例子是带有直接邻近双键单元的或者通过间隔基团连接到所述单元的至少一个羧酸、磺酸、磷酸或者膦酸基团的化合物。可提及的例子包括烯属不饱和本文档来自技高网...

【技术保护点】
由至少一种烯属不饱和单体衍生得到并具有基于聚合物分散体至少６０重量％的固体含量的含水聚合物分散体，该分散体包括至少一种含磷的酸的盐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A格雷戈尔，C伊万，
申请(专利权)人：赛拉尼斯乳胶有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]