[发明专利]制备聚合物体积浓度至少为50%体积的低粘度的聚合物水分散体的方法

说明书

本发明涉及低粘度聚合物水分散体的制备方法，该分散体的，以其为基准的聚合物体积浓度至少为50％(体积)，而且该分散体的粘度小于1000mPa·S。

由于在蒸发该水分散体介质时，该分散体能形成聚合物膜的性能，所以将聚合物水分散体用于多种目的，比如，用作表面涂覆的粘合剂，作皮革和纸张的涂覆材料，作织物的精整剂或作粘附膜。

由于在形成膜时和在制备聚合物粉末时蒸发含水分散体介质的费用能降低，所以高浓度的聚合物水分散体是有益的，而且在另一方面，只需要较小的运输和贮存能力。

但，该类聚合物分散体的粘度随聚合物含量的上升而增加的事实则是不利的。这在制备及处理过程中产生了问题(涉及到制备时反应热的散逸)。此外，在制备高聚合物含量的聚合物分散体时，通常不可能以可重现的方式获得各分散体的粘度。常见到10倍或更高的波动。因而就大多数用途而言，就需要将聚合物分散体混合，这样就产生了高的附加成本。还有，这类高浓度的聚合物分散体倾向于受到微凝聚作用(形成凝胶)。由于其尺寸很小(＜400μm)，所以只有用很大的费用才可能微凝块(凝胶)从该聚合物分散体中去除，从而特别是在该聚合物水分散体转化为膜的过程中产生了问题。在本文，由于该所述的效果是由于该聚合物颗粒在聚合物分散体中的堆积所致时，以体积份(％(体积)＝％(重量)除以聚合物的密度)表述聚合物浓度是有利的。

现已发现，以同样的固体含量，具有多峰态的和宽的分散的聚合物颗粒尺寸分布的聚合物分散体(多分散的聚合物)，其粘度一般比窄尺寸分布的这类分散体(单分散的)的粘度低。

许多工作者已认识到：向聚合反应中加水可溶混的有机溶剂对该反应及对所得的分散体的稳定性具有有益的作用。因此，DE-A1247659叙述了烯不饱和单体在含水乳化液中聚合的工艺，其中将以该乳化液的水含量为基准的5-50％(重量)的可水溶混的有机溶剂加到该反应投料中来改善该单体的溶解度。这样就得到了稳定的分散体。但，可以假定，由于该聚合物的颗粒尺寸小(约100nm)，这样获得的聚合物分散体的粘度相当高。此外，这个例子表明：只得到了聚合物含量＜50％(重量)的分散体。

DE-A 3242486叙述了通过乳液聚合法制备固体含量高达60％(重量)的基于聚乙烯基乙酸酯的浓的聚合物分散体。此时可向该反应原料加少量的(＜5％(重量)，基于制备的分散体)醇，如乙醇、丙醇、丁醇或己醇。但，所得的聚合物分散体的粘度为约2000mPa·S，因而对于很多实际用途而言是过高了。

US-A3,321,431叙述了一种用乳液聚合法制备富酰胺聚合物分散体的方法。为抑制酰胺单体在水相中均聚，此时以1-10％(重量)(以单体为基准)的量向该反应原料加水可溶的有机溶剂来改善其它单体的溶解度。但未提供关于该所得的聚合物分散体粘度的信息。然而，由于该例子表明：该聚合物颗粒仅为小尺寸(平均值为＜250nm)和主要是单分散的尺寸分布，所以可推定：所得的聚合物分散体有高的粘度。

CH-A 373184叙述了一种在存有水可混溶的有机溶剂时聚合乙烯基酯的方法。在该情况下，也用此溶剂来改善单体在水相中的溶解度。但，该聚合物分散体的粘度太高(4000mPa·S)。

我们令人惊异地发现：在用进料法进行乳液聚合的情况下，具有高聚合物体积浓度、高重现性的低粘度及降低了微凝块含量的聚合物分散体则可通过向该聚合原料中加少量可水溶混的溶剂而获得。

因此本发明涉及一种制备低粘度的聚合物水分散体的方法，该分散体的聚合物体积浓度(以该聚合物分散体计)至少为50％(体积)，而且其粘度小于1000mPa·S，该方法是在至少一种引发剂存在下通过除卤乙烯或1，1-二卤乙烯之外的烯不饱和单体的自由基乳液聚合而完成的，其中该聚合反应是通过进料方法在存有少量的至少一种水可溶混的有机溶剂时进行的。而且该工艺基片上与所用的单体无关。本发明还涉及用此新方法制成的该聚合物分散体。

适用于该新方法的可水溶混的有机溶剂选自1-6个碳原子的单或多羟基化合物，如甲醇、乙醇、n-丙醇、异丙醇、n-丁醇、1，2-乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、还有四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二噁烷、吗啉二酮，吡咯烷酮，N-甲基吡咯烷酮，吡咯烷，吗啉、吡啶、哌啶、四氢噻吩砜、丙酮、甲基乙基酮、甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜及它们的混合物。优选使用丙酮、1，2-乙二醇，1，2-和/或1，3-丙三醇。