[發明專利]水性聚合物分散體、其用途和制備水性聚合物分散體的方法

有效

• 申請號: 201780018443.5
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN108779607B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: A·萊波;H·佩拉恩
• 申請（專利權）人: 凱米羅總公司
• 主分類號: D21H19/58
• 分類號: D21H19/58;C08F220/18;C08F251/00;D21H21/10
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛

本發明涉及一種水性聚合物分散體，其在40％固體含量下具有≤150mPas的粘度，并且包含粒徑D50小于85nm的聚合物顆粒。該聚合物分散體可通過在包含平均分子量Mn1000g/mol的降解淀粉的反應混合物中由至少單體(a)和單體(b)的自由基乳化共聚獲得，其中單體(a)是至少一種任選取代的苯乙烯，單體(b)是至少一種(甲基)丙烯酸C1?C4烷基酯。本發明還涉及該聚合物分散體的用途及其制備方法。

本發明涉及根據所附獨立權利要求的前序部分的水性聚合物分散體、其用途和制備水性聚合物分散體的方法。

淀粉接枝共聚物分散體用于紙漿和造紙。它們可用于各種目的，例如用于表面施膠組合物或用于提高紙的干強度。例如，US 6,426,381公開了可用于表面施膠的苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。水性聚合物分散體通過烯鍵式不飽和單體在淀粉的存在下共聚而獲得。使用的淀粉是降解淀粉，并且具有500至10,000的平均分子量Mn。

在施加在紙或紙板等的表面上的有色涂料中使用流變改性劑。有色涂料通常是包含無機礦物顆粒、水、天然和/或合成聚合物粘合劑和流變改性劑的組合物。流變改性劑用于改變有色涂料的流動特性。流變改性劑使有色涂料能夠具有良好的保水力(waterretention)和粘度行為。有色涂料的保水力描述了有色涂料保持水相與有色涂料的礦物顆粒接觸的能力。保水力能夠實現在計量刮刀下形成均勻的流體壓力、良好的運行性能和光滑的涂層表面。如果有色涂料的保水力太低，則有色涂料的水太快地被原紙吸附，并且涂料太快地沉積在紙表面上。

已知使用淀粉、羧甲基纖維素、聚乙烯醇或合成增稠劑作為流變改性劑。它們改善了有色涂料的保水力，但同時也增加了有色涂料的粘度。因此，它們只能以有限的量使用，并且保水力的改善必須與涂料粘度增加引起的問題相均衡。因此，需要一種能提供良好的保水力并具有良好的粘度行為的流變改性劑。

本發明的一個目的是最小化或甚至消除現有技術中存在的缺點。

本發明的一個目的還在于提供一種水性聚合物分散體，其在用于有色涂料中時提供最佳的保水力和粘度行為。

這些目的通過具有下文在獨立權利要求的特征部分中呈現的特征的方法和設置來實現。在從屬權利要求中描述了本發明的一些優選實施方案。

根據本發明的典型水性聚合物分散體在40％固體含量下具有≤150mPas的粘度，并且包含粒徑D50小于85nm的聚合物顆粒，該聚合物分散體通過在包含平均分子量Mn1000g/mol的降解淀粉的反應混合物中由至少單體(a)和單體(b)的自由基乳化共聚獲得，其中：

-單體(a)是至少一種任選取代的苯乙烯，和

-單體(b)是至少一種(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯。

用于制備根據本發明的水性聚合物分散體的根據本發明的典型方法包括在包含平均分子量Mn1000g/mol的降解淀粉的反應混合物中至少單體(a)和單體(b)的自由基乳化共聚，其中：

-單體(a)是至少一種任選取代的苯乙烯，和

-單體(b)是至少一種(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯。

水性聚合物分散體的根據本發明的典型用途是作為有色涂料中的保水改性劑用于改善有色涂料的保水力。

現已令人驚訝地發現，當自由基乳化共聚在平均分子量Mn1000g/mol的降解淀粉的存在下進行時，得到的聚合物分散體具有高固體含量但具有低粘度，這在工業規模上生產分散體是有利的。此外，獲得的聚合物分散體在作為流變改性劑用于有色涂料中時表現出預料不到的改善。其在低剪切和高剪切下均為有色涂料提供優異的保水力和粘度性能。觀察到的效果的來源尚未被完全了解。不希望受理論束縛，假定強降解淀粉能夠有效地形成氫鍵，并保留有色涂料中的水，同時在低剪切率和高剪切率下提供低粘度。出乎意料的是，淀粉的降解程度對聚合物分散體的性質及其與其他有色涂料組分的相容性具有如此強的積極作用。