[发明专利]水分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及树脂的水分散体及其制备方法。尤其，本发明涉及一种树脂以细粒形式均匀地分散在水相中的，这类水分散体（虽然这种分散体从表面上看来呈固态状组合物，含水量很低），及其制备方法。

各种不同的聚合物水分散体业已为人们所知。例如，含水量高于30%的可流动的水分散体（以下称为可流动水分散体）涂复在模制塑料制品、木制品和金属制品上，并进行干燥，以形成树脂膜，使其质能耐水、油和化学物的侵袭，或用作热封胶。由于这些可流动水分散体中采用水作为水分散体介质，因而在减少引起着火或环境污染的倾向和便于操作方面均优于溶剂型水分散体，为此它们广泛地应用于各种领域内。

此外，无流动性的，从表面看来是固态的水分散体（以下称为固态水分散体）也像上述可流动水分散体一样为人们所熟知。亦即这些固态水分散体呈粉末状的，称之为粉末乳剂，若将水加到这些固态水分散体中，则它们将分散在水中，而形成可流动的水分散体这些固态水分散体几乎不含水，即使含有水份，则含水量至多为2-3%（重量百分数）。因此，即使在低温下也没有冻结的危险，其优越之处还在于包装或运输得以简化，并可缩小贮存空间。此外，固态水分散体能直接与忌水接触的粉末或颗粒，如水泥、砂浆和石膏直接混合（虽然这混合在可流动水分散体中是非常困难的），因此可制备具有高度加工处理程度的复合产品。

固态水分散体可通过下述方法制备：即按照已知方法一次形成高含水量的水分散体，然后用喷雾器将水分散体喷入炉内热空气中，以蒸出水分，得到粉末。蒸出水分，得到粉末。

本发明人在日本专利申请号153039/84中推荐了一种包含下列组分的水分散体，即：

（ⅰ）疏水性的热塑性树脂;

（ⅱ）水不溶性和水不溶胀性热塑性聚合物，它含有连接到聚合物链上的羧酸盐基团，其浓度为每克聚合物含有0.1-5毫克当量（以-的形式计）和

（ⅲ）水。

这种水分散体从表面看来是固态，含水量为3-25%（重量百分数）并具有这样一种特性，即当水加入后，固体随之均匀地分散在水相中。此种固态水分散体是通过将上述组合或其前体在挤压机中进行熔化一捏和而制备的。

以前由于制备固态水分散体的干燥方法中，在喷雾阶段会引起聚合物颗粒结块，或者所形成的粉末乳剂在热或压力作用下聚集，而形成大颗粒。若将水加到该粉末乳剂中使之进行再分散，往往不能达到良好的分散状态，或因粘度增加而使成形的涂层物理性质退化。为此需将防粘剂或防护胶体之类的添加物加到喷雾前的水分散体或干燥前的粉末中。然而，若添加剂量不够大，则不能达到显著的效果，但若大量加入添加剂，则又会导致涂层物理性质退化。而且，由于所含的大量水分需进行蒸发，能量损失也随之增加，因此从经济观点来看，这种方法并不有利。为此，人们期望开发一种用于制备诸如粉末制剂之类的固态水分散体的工艺方法，这种方法能量损耗低，且不必使用添加剂。

本发明人所推荐的后一方法优点在于固态水分散体可用较少量的水直接制备，不必进行干燥之类的操作，但此方法仍有不足之处，其原因是分散的树脂组分之粒径较大，约为微米级水平。

因此该技术领域内的人们迫切地希望研制出这样一种固态水分散体，其含水量尽可能地低，而添加水后，树脂颗粒将尽可能均匀和细碎地分散在水相中。而且，也渴望研究出一种新颖的制备方法，使上述固态水分散体能得以直接制备，而无需浓缩和干燥之类的处理。

本发明人发现，当（ⅰ）疏水性热塑性聚合物，（ⅱ）含有连接在聚合物链上的羧酸或羧酸盐基团的水不溶性和水不溶胀性的热塑性聚合物，和（ⅲ）水，按照前述本发明人所推荐的方法熔化一捏和时，若事先将聚合物（ⅰ）和聚合物（ⅱ）熔化-捏和，然后将水（或连同碱性物质一起）添加到挤压机内基本上充满熔化物的螺杆和筒体之间的空隙，继续使混合物熔化一捏和，由此所得的水分散体中，水作为连续相存在，而聚合物为分散颗粒相，含水量低达3%（重量百分数）或更小。本发明人现已在此发现的基础上完成了本发明。

更准确地说，按照本发明的一个基本方面，是提供一种包含下列成分的水分散体：（ⅰ）疏水性热塑性聚合物，（ⅱ）含有连接在聚合物链上的（浓度为每克聚合物含有0.1-5毫克当量的-COO-）羧酸盐基团的水不溶性热塑性聚合物，（ⅲ）水，而必要时还可包含（ⅳ）选自由阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、有机溶剂和油所组成的此组中的至少一个成员，所说的水分散体开始看来象固态，含水量为0.5-3%（重量百分比），电阻低于10⁶欧姆-厘米，而且它也具有这样一种性质，即当水添加到分散体中后，固体将均匀地以细粒状分散在水相中。