[发明专利]细碎的阳离子性或两性聚合物水分散体、其制备方法、其用途、阳离子性或两性保护胶体及其制备方法

说明书

描述

本发明涉及细碎（finely divided）的阳离子性或两性聚合物水分散体，其可以通过含水乳液聚合使用新的阳离子性或两性保护胶体制备。本发明还涉及一种制备所述细碎的阳离子性或两性聚合物水分散体的方法。如此制备的聚合物分散体可以用作用于纸张、纸板和卡纸板的施胶剂。本发明还涉及上述的新的阳离子性或两性保护胶体以及它们的制备方法。

DE2452585A1公开了可以通过在水相中的两步聚合得到的共聚物水分散体。为此，首先从含酸基的单体和具有叔或季氨基或含氮杂环基团的烯属不饱和单体在水相中聚合以制备共聚物，然后与苯乙烯和/或丙烯腈和任选的(甲基)丙烯酸酯共聚，并任选地加入额外的烯属不饱和单体并聚合。将如此制备的聚合物分散体用作纸张的施胶剂。

WO08/071690A1描述了另一种细粒的阳离子性聚合物分散体，其同样用作纸张、纸板和卡纸板的施胶剂。在两步法中，首先由(甲基)丙烯酸酯、任选的苯乙烯和/或(甲基)丙烯腈、烯属不饱和羧酸或羧酸酐和任选的与其它单体不同的烯属不饱和单体制备预聚物。然后使该预聚物的水溶液通过与(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸的C₁-C₄烷基酯、(甲基)丙烯酸的C₆-C₁₄烷基酯和任选的其它单体进行乳液聚合来转化。

WO2010/139683（在递交日未公开）描述了可通过两步聚合获得的细碎的阳离子性聚合物水分散体。此方法涉及在第一聚合阶段中制备阳离子性预聚物分散剂，然后这种预聚物的水溶液在烯属不饱和单体的存在下进行乳液聚合。聚合物分散体用作用于纸张、纸板和卡纸板的施胶剂，并证明了与公知的聚合物分散体相比具有改进的效率。但是，此产物要求阳离子性预聚物分散剂在进行乳液聚合之前立即现场制备。

已经知道提供固体低聚物树脂的分散体。这些低聚物树脂有时称为固体级低聚物（SGO）。以下是关于制备固体级低聚物的典型方法的公开内容。

美国专利4,414,370公开了乙烯基单体通过热引发进行连续的本体聚合方法，具有摩尔质量为1000-6000g/mol。此方法在235-310℃的温度下在装有含有未反应的含乙烯基的单体和所得聚合物的树脂熔体混合物的连续反应器中进行至少2小时到45分钟的时间。至少一种单亚烷基芳族单体和至少一种含丙烯酸酯的单体的混合物用作单体，其中致力于比例为1:2至2:1的苯乙烯或者苯乙烯和α-甲基苯乙烯的混合物以及丙烯酸。含乙烯基的单体的混合物也含有1-20%的溶剂，例如二甘醇单乙醚。此聚合方法是在连续搅拌釜式反应器中进行的。此方法获得了具有较均匀分子量的聚合物。

美国专利4,529,787描述了乙烯基单体进行连续本体聚合的方法，形成具有窄摩尔质量分布、高固含量和低发色团含量的低分子量聚合物。聚合反应是在按照相对于单体以0.0005:1至0.04:1的比例存在的引发剂的存在下在高沸点溶剂中连续地进行。所用的单体是至少一种单烯属芳族单体和至少一种含丙烯酸酯的单体。优选由37份苯乙烯、38份丙烯酸2-乙基己基酯和25份甲基丙烯酸羟基酯组成的单体混合物。

美国专利4,546,160描述了乙烯基单体进行连续本体聚合的方法，形成具有1.5-3的窄摩尔质量分布的低分子量聚合物（Mn=1000-25000g/mol）。聚合反应是在按照相对于单体以0.0005:1至0.06:1的比例存在的引发剂的存在下在溶剂中连续地进行，停留时间是1-30分钟，反应温度是180-270℃。溶剂的用量是0-25%，基于含丙烯酸酯的单体的重量计。所用的单体是含有丙烯酸酯的官能单体（例如丙烯酸羟基烷基酯或甲基丙烯酸羟基烷基酯）和含有丙烯酸酯的非官能单体（例如丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯）的混合物。优选由37份苯乙烯、38份丙烯酸2-乙基己基酯和25份甲基丙烯酸羟基酯组成的单体混合物。

美国专利6,346,590描述了高温聚合和随后的缩合工艺以改进聚合产物，此方法是在1-2个连续反应器中进行的。所用的单体具有至少一个可聚合的基团和至少一个可官能化的基团，它们是使用特定的温度分布进行聚合的。优选的用于缩合的官能团是羧基、酯、酸酐、环氧基、胺、酮、醛或异氰酸酯基团。