[发明专利]聚合物乳液和由该乳液得到的聚合物粉末

说明书

本发明涉及聚合物乳液和由该聚合物乳液得到的聚合物粉末。本发明更具体涉及适合喷涂干燥形成喷雾干燥聚合物的聚合物乳液。这些喷雾干燥聚合物特别适用于改性水硬水泥组合物。

本文使用的“乳液聚合物”是指通过乳液聚合工艺生产的水不溶聚合物

本文使用的“聚合物乳液”是指其中分散有分离的水不溶聚合物颗粒的含水组合物。

本文使用的“玻璃转化温度”或“T_g”是指玻璃态聚合物在此温度或高于此温度时将进行聚合物链的链段运动的温度。聚合物的玻璃转化温度可通过如下Fox方程[美国物理学会公报1，3，p 123(1956)]估算：    1 T g = W 1 Tg ( 1 ) + W 2 Tg ( 2 ) ]]>对于共聚物，W₁和W₂是指两种共聚单体的重量分数，T_g(1)和T_g(2)是指两种相应均聚物的玻璃转化温度。对于含三种或多种单体的聚合物，加入另外一些项(Wn/T_g(n))。聚合物的T_g还可通过包括(例如)示差扫描量热法(“DSC”)的各种技术测得。以下报告的T_g特定值是基于Fox方程估算的。

本文使用的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯被称为“(甲基)丙烯酸酯”，丙烯酸和甲基丙烯酸被称为“(甲基)丙烯酸”。

干粉形式的聚合物具有很多工业用途，包括水泥改性。制备聚合物干粉的一种方法是喷雾干燥聚合物乳液。然而，用这种方法制备聚合物干粉存在很多困难。粉末经常凝结、形成块状物、出现胶凝、附聚和堵塞喷雾干燥器喷嘴。此外，凝结、聚集、结块或附聚的聚合物粉末通常不适合其预定用途，因为聚合物粉末不能充分再分散。

为解决这些问题进行了很多尝试。解决这些问题的一种方法是在喷雾干燥前确保在聚合物上具有高T_g的保护聚合物涂层或壳。

解决这些问题的其它尝试已集中在将合适的抗结块剂和分散剂加入聚合物乳液中。其中合适的分散助剂是USP 5,473,013中描述的聚乙烯醇(“pVOH”)。然而，使用pVOH存在缺点，因为它通常以高用量使用。由其中已加入pVOH的聚合物乳液制备的聚合物粉末通常显示不良再分散性。另一缺点是由于高用量的pVOH增加聚合物乳液的粘度，因此必须降低乳液的总固含量以使乳液流过喷雾干燥器的喷嘴。

本发明试图克服制备适合喷雾干燥的聚合物的这些方法存在的缺点。

本发明第一方面提供一种含水组合物，包括：

a)水；

b)水溶性聚合物，它含有至少50wt％的如下通式(I)的残余物作为聚合单元     

c)乳液聚合物，包括5至75wt％的通式(I)的残余物作为聚合单元；和

d)乙酸钙。

本发明第二方面提供一种聚合物粉末，包括

a)5至45wt％的水溶性聚合物，它含有至少50wt％的如下通式(I)的残余物作为聚合单元    

b)40至90wt％的乳液聚合物，它包括5至75wt％的通式(I)的残余物作为聚合单元；和

c)3至40wt％的乙酸钙。

本发明第三方面提供一种制备适合喷雾干燥的聚合物乳液的方法，包括：

(i)提供一种聚合物水乳液，它包括：

(a)水；

(b)乳液聚合物，它包括20至100wt％的乙酸乙烯酯作为聚合单元；

(ii)将氢氧化钙以足以水解5至75当量％的乙酸乙烯酯聚合单元的量加入聚合物水乳液中。

本发明第四方面提供一种制备聚合物粉末的方法，包括：

(i)提供一种含水组合物，它包括：