[发明专利]絮凝剂或增粘剂组合物以及它们的制备和应用

说明书

本发明涉及到可用作絮凝剂或增粘剂的聚合物，并且更具体地，涉及到以粉末状提供这些聚合物的途径，这些聚合物同时保留了目前商业上已经以液体状态提供的聚合物的已知的优点。

被用作絮凝剂或增粘剂的聚合物倾向于造成高的水溶液粘度，这样的结果使以水性组合物的状态将这些聚合物提供给使用者成为不切实际。通常这些聚合物以粉末或反相乳液来提供。

通常通过凝胶聚合反应接着通过粉碎和干燥，或通过反相珠状聚合反应接着干燥、过滤和，如果需要，粉碎来制备粉末。反相乳液是通过反相乳液聚合反应形成的小的(小于10微米)水性聚合物珠滴分散在非水性液体中的乳液来制备的。通常，将这种水性聚合物颗粒的乳液提供给使用者。也已经知道将乳液进行蒸馏，以形成在非水性液体中的基本上非水性的聚合物颗粒的乳液，然后将该乳液提供给使用者。然而也已经知道从乳液中回收粉末。

在U.S.3,284,393中介绍了该回收的典型方法，它包括用非水性液体稀释水性聚合物颗粒的乳液，然后用丙酮絮凝出颗粒、从乳液中将它们过滤出并在真空下干燥。

但这样做并没有证明在商业上是成功的。其原因之一可能是难以控制乳液的聚结或沉淀，因而以一种经济的方式形成具有控制尺寸的聚结体。

在文献中已推荐用另外一条途径从反相聚合物乳液中回收水可溶性干燥的聚合物，即通过喷雾干燥。这种公开的例子是在U.S.4,035,317中。但是，从反相乳液中回收粉末的喷雾干燥过程也还没有证明具有多少重大的技术价值，就我们知道的来看，还没有通过反相乳液聚合制备的水溶性聚合物的喷雾干燥颗粒的商业化产品。

然而，该技术的当前状况是，以粉末状态要求的增粘剂或絮凝剂聚合物是通过凝胶或珠状聚合反应制备的，并且如果它们将以反相乳液的状态提供时，它们仅可以通过反相乳液聚合来制备。

以这些技术中的任何一项将聚合物转变成粉末状态的一个缺点是，在用作增粘剂或絮凝剂之前，需要将它们转变成均相的水性组合物的状态。因此，将水可溶性粉末溶解在水中以制备均相溶液。广为人知的是在水的存在下水溶性高分子量聚合物颗粒之间的接触易于造成凝胶化聚结体的形成，该聚结体需要长时间来溶解。相应地，已开发了特殊的技术和设备，以使在溶解可溶性聚合物期间这些聚结体的偶然形成最小化。结果，只要进行了合理的保护，可将可溶性聚合物转变成完全的均相溶液，不管是否提供了规则或不规则尺寸的颗粒，并且不管这些颗粒是否是通过凝胶聚合反应、珠状聚合反应或其它一些技术来制备的。

当水可溶性反相乳液聚合物以液体状态使用时，用于“活化”乳液的常规途径包括在水包油型乳化剂的存在下用水来混合反相乳液。通过这种活化过程获得均相溶液的适当的过程也是广为人知的，并且可以造成每个聚合物颗粒的快速活化，而基本上没有任何颗粒的永久或半永久性聚结。

但是，当在多烯属不饱和交联剂存在下制备聚合物时，出现了特殊的问题。如果交联剂的量太高，那么产品是完全不溶的。但是如果交联剂的量低或中等，那么聚合物将同时含有可溶和不溶的部分。作为一个例子，已经知道许多年了，可以提供印染浆增稠剂，它是以例如500份的亚甲基双丙烯酰胺或其它多烯属不饱和交联剂交联的丙烯酸类聚合物的反相乳液。因此，提供给使用者的这种材料包含了连续的非水相，在其中分散了初级颗粒，初级颗粒是小于10微米的颗粒，并且每个颗粒都是交联的丙烯酸类聚合物。因此，每个初级颗粒包含了不溶性交联网络，颗粒具有确定的颗粒尺寸，可溶性聚合物可以分配在它的整个当中。当在水中活化乳液时，可溶性聚合物从颗粒中迁移出，留下不溶性网络颗粒，它成为颗粒的可溶性组分在水溶液中的悬浮物。

希望不溶性组分不聚结，而是应该作为独立的初级颗粒保留，该颗粒具有不大于初始的初级颗粒的尺寸，即基本上所有都小于10微米，并且通常基本上所有都低于3微米。在乳液中或在活化期间，需要初级颗粒不聚结，因为如果聚结，它们易于形成凝胶化的块状物，该块状物不能通过印染的筛子而是将它堵塞。偶然地我们确实发现，当乳液中的初级颗粒的尺寸低于10微米时，在乳液中或在活化期间出现了形成永久或半永久性聚结体的一些倾向。沉淀物的实验表明它包括了初级颗粒的永久或半永久性聚结体，这种聚结体的形成可能是由于湿的初级颗粒彼此粘结的结果造成的。