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近似粒度分布的细粒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，其通过在至少一种 分散剂和至少一种引发剂的存在下的烯键式不饱和单体的自由基水性乳 液聚合而进行，其中使用0.1-10重量％的在20。C和1 atm(绝对压力)下溶解度^200 g每1000 g软化水的至少一种烯键式不饱和单体[单体A，和卯-99.9重量％的在20。C和1 atm(绝对压力)下溶解度^100 g每1000 g软化水的至少一种烯键式不饱和单体[单体B进行乳液聚合，且所述单体A和B总和为100重量％ (单体总量)； 首先仅将所述至少一种单体B的总量的0.1-10重量％引入一种水性聚合介质中并进行聚合(聚合阶段l)，随后在聚合 条件下，将全部量的所述至少一种单体A和剩余量的所述至少一种单体 B添加至所述水性聚合介质中并进行聚合(聚合阶段2 )。本专利技术还涉及可通过本专利技术方法得到并具有窄粒度分布的水性聚合 物分散体，和可由所述水性聚合物分散体得到的聚合物粉末，及所述水 性聚合物分散体和所述聚合物粉末的用途，特别是在用于木材涂料的透 明制剂中用作组分的用途。水性聚合物分散体是公知的。它们为流体体系，含有在水性分散介 质中作为分散相以分散性分布形式存在的、由许多缠绕的聚合物链组成 的聚合物球体，即所称的聚合物基质或聚合物颗粒。聚合物颗粒的平均 直径通常在10-1000 nm的范围内，特别是在50-600 nm的范围内。许多 工业应用中均使用水性聚合物分散体作粘合剂。在水性介质中进行烯鍵式不饱和单体的自由基乳液聚合的方法被经 常描述并因此充分为本领域技术人员所熟知[参见以下文献中的乳液聚 合Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第8巻，第659 页及其后各页(1987);D.C.Blackley， in High Polymer Latices，第1巻，第 35页及其后各页(1966); H. Warson， The Applications of Synthetic ResinEmulsions,第5章，第246页及其后各页(1972); D. Diederich, Chemie in unserer Zeit 24，第135-142页(1990); Emulsion Polymerisation, Interscience Publishers, New York (1965); DE腸A 40 03 422和 Dispersionen synthetischer Hochpolymerer, F. H61scher， Springer國Verlag, Berlin (1969)。自由基水性乳液聚合反应通常以如下方式实现烯键式 不饱和单体在同时使用分散剂的情况下以单体液滴的形式分散于水性介 质中，并通过自由基聚合引发剂而聚合。如果待通过自由基水性乳液聚合而制备的聚合物颗粒的粒度以一种 有目标的方式预先设定，则通常使用一种所谓的聚合物晶种，所述晶种 用其他单体另行预先制备(异质聚合物晶种)，或通过待聚合单体的部分聚合而原位产生。使用 一种原位聚合物晶种制备水性聚合物分散体为本领域技术人员 所熟知(参见，例如DE-A196 09 509、 EP-A 690882、 EP-A710 680、 EP-A 1 125 949、 EP画A 1 294 816、 EP-A 1614 732、 WO-A 03/29300 ),并通常以如下方式实现首先将用于乳液聚合的单体混合物的一小部分 在实际乳液聚合之前添加至水性聚合介质中，并在大量乳化剂的存在下 进行自由基聚合。但是，原位聚合物晶种的使用证明，只要用于乳液聚合的单体混合 物还含有易溶于水的单体，都有利于狭窄的粒度分布。因此本专利技术的一个目标是提供一种制备具有狭窄粒度分布的水性聚 合物分散体的方法，其通过使用易溶于水的烯键式不饱和单体的自由基 水性乳液聚合进行。令人惊讶地，该目标已通过开篇说明的方法而实现。 为制备水性聚合物^t体，可使用洁净水，优选饮用水且特别优选 软化水，各自基于水性聚合物分散体计，所用水的总量为30-90重量％ 并且有利地为40-60重量％。重要的是，在聚合阶段l中，首先将水总 量的至少一部分、有利地为水总量的^25重量％且特别有利地为$35重量 %作为水性聚合介质中的一种组分与单体B —起引入聚合容器中。在聚 合阶段2中，可将任意剩余量的水——特别是作为水性单体乳液中的一 种组分——以 一份或多份分批地、或以恒定或改变的流速连续地添加至聚合介质中。适宜的单体A为所有在20。C和1 atm(绝对压力)下溶解度为300 g、 优选SOO g且特别优选^500 g每1000 g软化水的烯键式不饱和单体。通 常地，单体A在软化水中具有无限溶解度。特别地，适宜的单体A为具 有至少一个酸基、特别是一个羧基或磺基、 一个羟烷基、 一个氨基、一 个亚乙基脲基或一个乙酰乙酰氧基的烯键式不饱和单体。单体A特别有 利地选自丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、乙 烯基磺酸、丙烯酰胺、曱基丙烯酰胺、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)亚乙基 脲(UMA)、 N-(2-丙烯酰氧基乙基)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)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、丙 烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、曱基丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙 基酯。特别优选丙烯酸、曱基丙烯酸、丙烯酰胺和/或AMPS。当然，单 体A还包括具有一个酸基、特别是一个羧基或磺基的上述单体的碱金属 盐和铵盐。适宜的单体B为所有在20。C和1 atm(绝对压力)下溶解度为5100 g、 优选^60 g且特别优选^20 g每1000 g软化水的烯键式不饱和单体。特别适宜的单体B为可以一种简单方式与单体A进行自由基共聚的 烯键式不饱和化合物，例如烯烃，如乙烯或丙烯；乙烯基芳香族单体， 如苯乙烯、a-甲基苯乙烯、邻氯苯乙烯或乙烯基甲苯；乙烯基卣化物， 如氯乙烯或l，l-二氯乙烯；乙烯醇与具有1-18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；优选具有3-6个碳原子的a，p-单烯键式不饱和一元和二元羧酸(例 如，特别是丙烯酸、曱基丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸)与通常具 有1-12个、优选l-8个且特别是l-4个碳原子的烷醇的酯，例如，特别 是丙烯酸及甲基丙烯酸的曱酯、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曱酯或二 正丁酯；a，p-单烯鍵式不饱和羧酸的腈，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、反 丁烯二腈或顺丁烯二腈；和共轭的C4-s二烯类，例如1，3-丁二烯(丁二烯) 和异戊二烯。所述单体通常为以单体B的总量计，共占^80重量％、优 选^卯重量％且特别优选^95重量％、乃至构成单体B的总量的主要单 体。通常能增加聚合物基质薄膜的内部强度的单体B通常具有至少一个环氧基团或至少两个非共轭的烯键式不饱和双键。其实例为具有两个乙烯基的单体、具有两个亚乙烯基的单体和具有两个链烯基的单体。此处，二元醇与a，p-单烯键式不饱和一元羧酸的二酯是特别有利的，在所述一元羧酸中，优选丙烯酸和曱基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备水性聚合物分散体的方法，其通过在至少一种分散剂和至少一种引发剂的存在下的烯键式不饱和单体的自由基水性乳液聚合来进行，其中使用　０．１－１０重量％的在２０℃和１ａｔｍ（绝对压力）下溶解度≥２００ｇ每１０００ｇ软化水的至少一种烯键 式不饱和单体［单体Ａ］，和　９０－９９．９重量％的在２０℃和１ａｔｍ（绝对压力）下溶解度≤１００ｇ每１０００ｇ软化水的至少一种烯键式不饱和单体［单体Ｂ］　进行乳液聚合，且所述单体Ａ和Ｂ的总和为１００重量％，首先仅将　所述至 少一种单体Ｂ的总量的０．１－１０重量％　引入一种水性聚合介质中并进行聚合（聚合阶段１），其后在聚合条件下，将全部量的所述至少一种单体Ａ和剩余量的所述至少一种单体Ｂ添加至水性聚合介质中并进行聚合（聚合阶段２）。

【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：R巴尔克，F提亚克斯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]