[发明专利]聚合物分散体

说明书

发明领域

本发明涉及一种聚合物水分散体及其制备方法和用途，以及涉及其中使用所述分散体作为添加剂来生产纸的方法。

发明背景

阴离子聚合物的水分散体广泛用于工业中，例如用做絮凝剂，尤其是作为在造纸中的助留助滤剂(drainage and retention aid)和用于水的提纯。一般而言，这些分散体含有水溶性的阴离子分散体聚合物，其分散在含水的连续相中，所述含水的连续相可以含有一种或多种水溶性盐和一种或多种稳定剂。所述分散体一般是通过分散聚合制备的，其中单体和引发剂能溶于聚合介质中，但是含有大量水溶性盐的含水介质是所得聚合物的不良溶剂。反应混合物在开始时是均匀的，并且在均匀溶液中引发聚合。相分离出现在聚合工艺的早期，并且胶态聚合物粒子是通过稳定剂的吸附形成和稳定的。

WO 2001/18063公开了一种使用高分子量的水溶性阴离子或非离子性分散聚合物提高造纸中的保留和排出的方法。分散聚合物是使用基于分散体总重量计约2-40重量％的水溶性盐制备的。

WO 2006/123993公开了一种制备聚合物分散体的方法，以及通过此方法获得的聚合物分散体，其适合用做造纸中的助留助滤剂。此聚合物分散体是通过使用阴离子性聚合物稳定剂和具有较低分子量的阴离子性聚合物助稳定剂制备的。使用聚合物稳定剂和助稳定剂使得能使用约0-1.9重量％的无机盐。优选，所述分散体是基本上不含盐的。

一般而言，阴离子性聚合物的水分散体是容易生产的，并能在造纸中用做助留助滤剂。但是，仍然需要改进。例如，当在水溶性盐的存在下制备分散聚合物时，已经认识到通常需要大量的水溶性盐以能有效且稳定地形成聚合物粒子，这从经济和环境角度而言是不利的。还观察到反应介质和所得分散体的粘度可能过高，这从生产和处理角度而言是不利的。还观察到通常难以获得具有高含量分散聚合物的分散体，这从运输成本角度而言是不利的。另外，考虑到含有多于一种阴离子稳定剂和尤其低分子量阴离子性助稳定剂的聚合物分散体，已经知道低分子量的阴离子性材料提高了在造纸中纤维素悬浮体的阳离子要求，并且已经认识到低分子量阴离子性材料可能干扰并不利地影响在造纸工艺中所用的阳离子性添加剂的性能。

有利的是能提供含水的阴离子性聚合物分散体及其制备方法，此方法需要较低量的水溶性盐以实现有效且稳定的聚合物粒子形成。还有利的是能提供含水的阴离子性聚合物分散体及其制备方法，其显示低粘度并且能避免或降低在聚合工艺期间的粘度峰值。还有利的是能提供含水的阴离子性聚合物分散体及其制备方法，其能提高较高的分散体聚合物含量。还有利的是能提供含水的阴离子性聚合物分散体及其制备方法，此方法能在不使用低分子量阴离子性助稳定剂的情况下进行。也有利的是能提供一种造纸方法，其中包含使用含水的阴离子性聚合物分散体，其显示改进的排出和保留性能。

发明概述

本发明涉及一种含水的聚合物分散体，其含有阴离子性的水溶性分散聚合物，所述水溶性分散聚合物以聚合形式含有包含以下组分的单体混合物：

(i)一种或多种阴离子性单体，

(ii)第一非离子性乙烯基单体，其是丙烯酰胺，和

(iii)至少一种第二非离子性乙烯基单体；

所述分散体还含有水溶性盐和稳定剂，其中水溶性盐是以至少2.0重量％的量存在，基于分散体的总重量计。

本发明还涉及一种制备含有阴离子性的水溶性分散聚合物的含水聚合物分散体的方法，此方法包括使单体混合物在能形成自由基的条件下在水溶性盐的水溶液中并且在稳定剂的存在下聚合，所述单体混合物含有以下组分：

(i)一种或多种阴离子性单体，

(ii)第一非离子性乙烯基单体，其是丙烯酰胺，和

(iii)至少一种第二非离子性乙烯基单体；

其中水溶性盐是以至少2.0重量％的量存在，基于分散体的总重量计。

本发明还涉及含有阴离子性的水溶性分散聚合物的含水聚合物分散体作为絮凝剂的用途，尤其作为助留助滤剂在造纸中的用途和作为用于水提纯的絮凝剂的用途。

本发明还总体涉及一种生产纸的方法，其包括：

(i)提供含有纤维素纤维的水悬浮液；

(ii)向所述悬浮液加入一种或多种含有本发明含水聚合物分散体的助留助滤剂；和

(iii)使所得的悬浮液脱水。

本发明的详细描述

根据本发明，提供了一种阴离子性的水溶性聚合物的水分散体，也在本文中称为阴离子性分散聚合物，其适合用做造纸和水提纯中的絮凝剂，尤其是用做造纸中的助留助滤剂。