[发明专利]凝聚的聚合物乳胶粒子的制备方法

说明书

本方法涉及凝聚的聚合物胶乳粒子的制备方法。

由乳液聚合或其它方法得到的聚合物来源的胶乳一般呈水相的胶体分散液的形式。这种分散液以水为分散介质，含有颗粒度一般为0.1～3微米的固体或凝胶质的粒子。这种分散液一般是带电的。加入凝聚剂可以中和使粒子分离的力，使这些粒子凝聚或絮凝。

一旦形成了现在的直径超过10微米的絮团，就可以通过过滤、干燥或者任何一种能够回收粉末的方法来回收。向聚合物乳液中加入凝聚剂，或者将聚合物加到凝聚溶液中，都需要一种混合的方法。一般说来，通过桨叶式的传统搅拌实现混合。

但是，这种操作方法具有如下主要的缺点：

得到的粉末具有形态不规则的粒子，不能指望得到球形的粒子，如果随后想输送此粉末，就可能产生问题。也产生了细粒子。然后，在该方法的后面，将需要解决诸如过滤系统堵塞或气动输送管线阻塞等问题。当产品干燥时，也要考虑由于存在这种粉尘带来的高风险，或者还要考虑对工作场所大气的污染。另外，当操作粉末时，它就表现为一种永久性的问题。最后，如果要有效地除去这些细粒子，它们不能再使用，因此构成了产物的直接浪费。在专利申请EP-A2-0217-006中提出了对这类方法的改进，这包括通过在胶体水溶液中小心地分散凝聚剂，诱使形成更大的凝聚絮团。这种，聚合物粒子在凝聚剂表面凝聚，然后将得到的悬浮液通过一个筛子，得到更均匀的颗粒度。但是，在凝聚之后添加另外的方法，在此新变型方面会遇到固有的问题，比如堵塞或比如需要定时清洗筛子等。另外，当连续操作时，简单地在搅拌着的容器中加入聚合物乳液和凝聚剂会导致形成大体积的凝聚物，特别是在容器壁上和搅拌桨上。在容器的底部也会观察到这些不希望有的絮团，这会引起排流管堵塞。结果，显然在此条件下很难使用连续的操作。

如果只简单地考虑把凝聚剂倒到聚合物胶乳乳液的表面上，由于表面张力，凝聚剂有漂浮的倾向，这样就形成了大的无定形颗粒，反应收率和产品质量都会下降。

如果相反地操作，即将乳液倒入凝聚剂中，我们会观察到颗粒粒度分布甚宽，粒子呈很不规则的形状，这对于粉末来说是不希望的。

在专利EP-B1-0-288-018中，提出了另一个解决办法，这包括经常是借助于桨叶系统产生胶乳的涡流。借助于倾掖嘴系统将胶乳倾入容器中，同时将凝聚剂注入到下降的胶乳流中。

得到的混合物由尺寸均匀的很小的球形胶乳粒子组成。该尺寸为大约3～5mm的直径。如果考虑到由于聚合物胶乳主要用作直径小于4mm的其它聚合物粉末的添加剂，我们就会理解，对于上述的问题，这个尺寸就是一个缺点，只有添加下游工艺，比如通过筛子才能避免的。

通过雾化作用回收胶乳粒子的方法也是已知的。这个技术在包括了喂送有胶乳乳液的喷雾系统和所述系统在其中将胶乳分散为小滴的室组成的设备中实施。在这个雾化室中，热气体，一般是空气进入与胶乳接触，并蒸发包含在每个液滴中构成分散介质的流体(一般是水)。这样形成的粒子的尺寸在30～150微米之间。

这类设备能够得到窄分布的颗粒度和球形的形态，但是也有几个问题。

比如，为了有效地干燥聚合物，雾化室内的温度应该是高的，一般在150℃左右。这样，高密度的乳液，一般聚合物含量在40～60％(质量)是一种敏感的系统，当其受到高温或剪切力作用时有形成沉淀和凝聚物絮闭的倾向。由于这种敏感性，为雾化某些聚合物乳液，我们会遇到困难，比如在室中有不可移动的沉淀，或阻塞雾化系统。这就使由某些乳液回收聚合物胶乳粒子变得困难。

曾经提出过对此方法的改进，象在同一时间雾化凝聚剂，或者使流体(比如水)流经室壁以回收和冷却粒子。然后，对于很浓的乳液来说会有阻塞的危险、这类设备的体积、需要的能量、以及在第一类方法的情况中(在桨叶式搅拌的容器中凝聚)，如果不停止连续的生产，以及不改变任何设备零件，或由一套装置切换到另一套装置，就不能迅速地改变最终的粉末在颗粒度、形态及孔隙度等方面的性能。

因此，本发明的目的之一是提出一种方法，其目标是当间歇或连续操作时，可以由聚合物胶乳产生凝聚的聚合物胶乳粒子。

现在，已经找到了一种由聚合物乳液和凝聚剂溶液制造凝聚的聚合物胶乳粒子的间歇或连续的方法。该方法的特征在于，它分如下的连续步骤进行；

1)以选自聚合物胶乳乳液、凝聚剂溶液、水、油、超临界的二氧化碳的液体A部分或完全充满至少一个水平的或垂直的容器，所述容器被固定的或可移动的挡板或板分成互相分隔的一系列小室，该挡板或盘在轴向以一定的间隔排布，上面具有至少一个孔；