[发明专利]耐碱芯-壳型聚合物组合物制备方法及乳液聚合方法无效

专利信息
申请号: 91109177.7 申请日: 1991-09-24
公开(公告)号: CN1047602C 公开(公告)日: 1999-12-22
发明(设计)人: D·P·罗拉;M·S·菲拉泽 申请(专利权)人: 罗姆和哈斯公司
主分类号: C08F265/06 分类号: C08F265/06;C08F2/24
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人: 任宗华
地址: 美国宾*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 耐碱芯 聚合物 组合 制备 方法 乳液聚合
【说明书】:

发明涉及一种新型耐碱芯-壳型乳液聚合物的制法。本发明还涉及改进的芯-壳型聚合物,包括酸不溶性乳液聚合物芯和酸溶性乳液聚合物壳,其中的芯和壳基本是物理缔合和/或共价键合在一起。

可溶性树脂与不溶性乳液聚合物的混合物及共混物在本领域是已知的,一般在墨水配方中用作粘合剂,及用作保护印刷品的罩印涂层。可溶性树脂一般由溶液聚合法制备,见US3,037,952。一次制备的芯-壳型树脂则比现有技术(US4,916,171)的混合物和共混物有明显的改进。通过在一种组分存在下聚合某一组分,形成芯-壳型组合物(如US4,916,171所述),可在生产效率、稳定性、耐水性和流变性等方面都实现改善。尽管“釜式”工艺一次制备的芯-壳型聚合物具有优干现有技术的明显的改进,但一次制备的芯-壳型聚合物对于配方中的不同添加剂(如异丙醇)具有不稳定性,这一直是许多油墨供应厂家所要解决的一个问题。通过二次制备化学接枝的芯-壳型聚合物即可解决此配方添加剂的问题。

通过使用多官能化合物进行芯与壳的化学接枝(见US4,876,313),可解决一次制备的芯-壳型聚合物对配方中添加剂不稳定的问题。尽管与现有技术的混合物和共混物相比,一次制备和二次制备的芯-壳型组合物有明显的改进,但还要求改善其薄膜耐碱性环境的性能。

所要求的是新的耐碱性芯-壳型组合物。这些耐碱性芯-壳型组合物必须抗高PH环境,而使其可用作保护印刷品透明罩印涂层或作为油墨载色剂而起同样保护作用。无论是现有技术中的共混物,还是一次制备和二次制备的芯-壳型组合物,二者都不能足以抗碱性环境。目前,谷仓、洗涤剂盒、肥皂容器等都要求耐碱性;具体说,更常见的是那些使用高PH值“线润滑剂”润滑的传送带或生产线的场合。例如,为保护饮料瓶上印刷品标鉴或为了提供透明罩印涂层保护印刷标鉴,都要求其耐碱性。因此,对要在碱性线润滑剂或其它碱性条件下使用的芯-壳型聚合物来说,耐高PH环境是最主要的。

现在为了获得耐碱性,大多数耐碱性树脂都是溶剂基非离子型,如氯乙烯、偏二氯乙烯和硝基纤维素聚合物。这些非离子型耐碱性树脂一般按溶液聚合法制备,如见US3,037,952。但由溶液聚合反应达到生产耐碱性树脂的目的需冒很大危险,且工作条件不利健康,因为溶剂易燃和有毒。本发明则排除了溶剂基聚合物的环境问题,并克服了以前制备的芯-壳型聚合物在高PH环境中再增溶的问题。本发明的芯层组合物和壳层组合物基本保持着物理缔合和/或共价键合在一起。此耐碱性芯-壳型组合物作为高pH环境中的透明罩印涂层也是有效的。本发明的芯-壳型聚合物还保证配料稳定性,并通过使用乳液聚合方法,排除了溶剂聚合物的环境问题。而且,本发明的芯-壳型聚合物具有改进的流变性和耐热性等优点。本发明的芯-壳型聚合物也可用于其它需要耐碱性的场合,诸如金属粘合、纤维处理、纸张处理、阴极沉积涂布、染色保护、耐腐蚀和促凝剂/絮凝剂等。

本发明涉及一种新的含有酸不溶性乳液聚合物芯层和酸可溶性乳液聚合物壳层的耐碱性芯-壳乳液聚合物,其中的芯和壳基本上物理缔合和/或共价键合在一起。在一连续乳液聚合过程中,芯-壳组分通过使至少含一种可酸离子化或四元或可四官能化单体的单体混合物聚合,而使其基本上物理缔合和/或共价键合在一起,得到的壳层是酸可溶解的。而在另一聚合步骤中形成一酸不溶性芯层。

本发明涉及基本上物理缔合和/或共价键合在一起的芯-壳型聚合物的组合物,并涉及其在要求在高pH环境下稳定和耐碱性的场合的应用。

本发明的芯-壳型聚合物在用酸或四元化化合物溶解壳层时,芯和一部分壳仍持续保持基本上的物理缔合和/或共价键合在一起。正是阳离子特性,使其由本发明的芯-壳型聚合物制成的膜在高pH环境下具有耐碱性。

本发明的壳层聚合物是使用具有酸可离子化的或四元或可四元化官能团的单体混合物制备的。有此官能团的适宜单体包括选自下列的物质:(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁氨基乙酯、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸噁唑烷乙酯、乙烯基苄胺、乙烯基苯胺、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶、对氨基苯乙烯、取代的二烯丙胺、乙烯基哌啶、乙烯基咪唑、(甲基)丙烯酸2-吗啉代乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-取代(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酰氨基丙基三甲铵氯(MAPTAC)、二烯丙基二甲铵氯(DADMAC)、2-三甲铵乙基甲基丙烯酰氯(DADMAC)、取代的(甲基)丙烯酸的季铵盐及(甲基)丙烯酰氨基单体等。

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