[发明专利]制备水性聚合物分散体的方法

说明书

本发明涉及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而进行，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1)，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)。 

本发明还涉及可通过本发明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10-1000nm的范围内，特别是在50-600nm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键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卷，第659页及其后各页(1987)；D.C.Blackley，in High Polymer Latices，第1卷，第35页及其后各页(1966)；H.Warson，The Applications of Synthetic Resin Emulsions，第5章，第246页及其后各页(1972)；D.Diederich，Chemie inunserer Zeit 24，第135-142页(1990)；Emulsion Polymerisation，Interscience Publishers，New York(1965)；DE-A 4003422和Dispersionen synthetischer Hochpolymerer，F. Springer-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-A 196 09 509、EP-A 690882、EP-A 710 680、EP-A 1 125 949、EP-A 1 294 816、EP-A 1 614 732、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。 

因此本发明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。 

为制备水性聚合物分散体，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1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一起引入聚合容器中。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。