[发明专利]乙烯醇系聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及乙烯醇系聚合物，尤其涉及具有低粘度和高耐水性的乙烯醇系聚合物及含有该聚合物的涂布液的组合物。

背景技术

乙烯醇系聚合物的代表——聚乙烯醇(以下简称PVA)，是一种亲水性的水溶合成高分子，广泛用于纸加工、建材、涂料等，作为有机物及无机物的粘结剂，与其他合成高分子粘结剂比较，具有粘结强度高的优点，成膜性优良。

传统的PVA由于其耐水性能差，粘度高，在实际使用中遇到了一定障碍。作为其解决的方法，有用交联剂进行的交联法。例如：用甲醛交联以提高其耐水性，但存在着环境污染问题。另一个解决方法是向PVA中引入硅(甲硅烷基)进行改性，含有甲硅烷基改性的PVA，耐水性以及对无机物的反应性和粘结性特别优良。

公开号为CN100379773C的中国发明专利中，披露了一种在线性的大分子中引入甲硅烷基的方法，即在含有甲硅烷基的可聚合单体存在下，与乙烯酯系单体共聚合，再皂化而得到甲硅烷基改性的PVA。

又如，公开号为CN1968975A的中国发明专利中，披露了一种在线性的大分子中引入硅烷基的方法，即在一种含有环氧化物功能性的可聚合单体存在下，与乙烯酯系单体进行共聚合，随后用亲核的硅烷化合物硅化该环氧基团，再皂化该硅烷改性的乙烯酯系聚合物而得到。

以上发明都是通过采用不同方法引入硅烷基来提高PVA的耐水性和粘结性，但水溶液粘度较高的问题依然无法解决。

对于粘度问题，一种公知方法是通过降低聚合物的分子量来抑制高粘度使溶液粘度降低，但这样做可能会导致成品的耐水性和粘结性能变差。

星形聚合物是指多个线性聚合物臂连接在同一个核上而形成的具有支化结构的聚合物，与线性无规线团的相应分子量聚合物相比较，其本体和溶液粘度较低，一般是采用活性聚合方式通过先核后臂或先臂后核的途径合成。传统的PVA一般都是采用乙烯酯类单体通过自由基方式聚合，然后皂化而得到。由于乙烯酯类单体难于实现活性聚合，目前尚未见有星形分子结构的乙烯醇系聚合物的例子。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的乙烯醇系聚合物，这种聚合物水溶液具有低的粘度特性，且这种聚合物具有耐水性和对无机物有高粘结性。本发明还同时提供了该种乙烯醇系聚合物的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种新型乙烯醇系聚合物，其特征在于：含有由芯及连接于该芯上的乙烯醇系聚合物臂所组成的具有芯、臂星形分子结构的乙烯醇系聚合物。其中芯包括聚合的多官能团交联剂单体或多官能团链转移剂。所述的多官能团交联剂单体为具有2个或2个以上乙烯基的可聚合单体；所述的多官能团链转移剂为具有3个或3个以上巯基的多硫醇类化合物。

所述的乙烯醇系聚合物是由多官能团交联剂单体与乙烯酯类单体共聚后，经皂化而形成的乙烯醇系聚合物。所述多官能团交联剂单体在聚合反应中优先自聚形成凝胶核，成为乙烯醇系聚合物的芯；凝胶核再与乙烯酯类单体继续聚合并经皂化后，扩展成为乙烯醇系聚合物的臂。

所述的乙烯醇系聚合物是由引发剂在引发乙烯酯类单体聚合过程中，活性链自由基经多官能团链转移剂的多次转移作用并继续生长后，再皂化而形成的聚合物。所述的多官能团链转移剂成为乙烯醇系聚合物的芯，乙烯酯类单体聚合并经皂化后，成为乙烯醇系聚合物的臂。

所述乙烯醇系聚合物臂至少为三条，一般为1～200条，优选为3～50条。聚合物醇解度为85～99.99％。

所述乙烯醇系聚合物经硅烷基团改性，形成具有如下通式(I)所示的在聚合物臂具有甲硅烷基的结构。

其中：A为聚合物大分子的芯；式中

表示的是聚合物的臂；

p为整数；k为整数；j为整数；m为0～2的整数；n是大于或等于3的整数；R⁰为链转移剂、溶剂或引发剂分解后的残基；R¹是1～5个碳原子数的烷基，R²是烷氧基或酰氧基，R¹、R²也可以具有含氧的取代基；R³是0～10个碳原子数的亚烷基、也可以为具有含氧或含氮的取代基；R⁴为H或者1～17个碳原子数的烷基。

其中甲硅烷基结构单元的摩尔含量＝j/(p+k+j)＝0.01～15％，以共聚单体的总量计。