[發明專利]凝結物含量降低的乳液聚合方法

有效

• 申請號: 202010855576.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111909303B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 孫洪利;張斌
• 申請（專利權）人: 巴斯夫新材料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F218/08;C08F212/08;C08F220/06;C08F220/20;C08F2/26;C08F2/30;C09D133/08;C09J133/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 肖威;劉金輝

本發明涉及一種乳液聚合方法，其特征在于：(i)在乳液聚合之后，在乳液中加入用溶劑稀釋的潤濕劑，和/或(ii)在聚合反應期間，在反應體系中加入水。所述方法導致了降低的凝結物含量。

技術領域

本發明涉及一種乳液聚合方法，其導致了降低的凝結物含量。

背景技術

聚合物水乳液是人們所熟知的。它們是含有分散在作為分散介質的水中的聚合物粒子的體系。這些聚合物粒子的直徑通常為10-5000nm。聚合物水乳液在工業上廣泛應用，例如用作涂料或灰泥的粘合劑，皮革、紙張或塑料薄膜的施膠劑，膠粘劑成分，以及用作外墻漆用乳液或內墻漆用乳液。

聚合物水乳液尤其通過單體的自由基乳液聚合得到。自由基乳液聚合是本領域技術人員所熟知的[例如參見Encyclopedia?of?Polymer?Science?and?Engineering，第8卷，第659-677頁，John?WileySons，Inc.，1987]。自由基乳液聚合通常以如下方式進行：將單體(通常與分散劑一起)分散于水中并借助至少一種自由基聚合引發劑而聚合。

盡管在制備聚合物水乳液時通常使用上述方法，但它們通常存在如下的缺點：凝結物含量較高，一般占乳液總量的0.1-0.5％或更高。這一缺點導致由該方法獲得的乳液存在如下缺陷：較高的凝結物含量會損害乳液的儲存穩定性和材料的使用性能。例如，用于乳膠漆的粘合劑應該基本上完全不含凝結物。因此，通常需要進行數次過濾以除去較大的凝結物。這增加了工藝復雜性和成本。

現有技術嘗試了許多方法來減少乳液中的凝結物。

例如，CN101550201A涉及一種乳液聚合方法，其包括使反應混合物在反應容器中發生乳液聚合反應。在該方法中，使得一部分反應容器內含物通過循環回路，所述循環回路包括低剪切泵和板框式熱交換器，所述熱交換器的間隙寬度為6-18mm，其中所述板框式熱交換器從所述反應容器的內含物中除去超過50％的所述乳液聚合反應產生的熱量。據稱該方法使得物料能夠循環通過板框式熱交換器，即使當所述物料容易發生嚴重的凝結的時候也是如此。因此，該方法允許在高于以前已知方法可能采用的溫度之下，使得反應容器的內含物通過板框式熱交換器，而不會產生嚴重的凝結。然而，該方法需要對反應器進行改造，這需要額外的成本。此外，這還使得操作復雜和控制困難。

此外，CN101925615A涉及一種通過乳液聚合獲得的聚合物水分散體，其中在至少一種磷酸酯鹽陰離子型表面活性劑的存在下進行乳液聚合。據稱所述聚合物水分散體具有低的凝結物含量。然而，含磷的表面活性劑會導致體系的耐水性變差，而且含磷的表面活性劑價格昂貴，從而導致高生產成本。

本領域需要一種以較低的成本實現凝結物含量降低的改進的聚合物水乳液的制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種乳液聚合方法，其能以較低的成本實現凝結物含量的降低。

令人驚訝地發現，所述目的可以通過一種乳液聚合方法實現，其特征在于：(i)在乳液聚合之后，在乳液中加入用溶劑稀釋的潤濕劑，和/或(ii)在聚合反應期間，在反應體系中加入水。

本發明的方法能以較低的成本實現凝結物含量的降低。

特別適合本發明乳液聚合方法的單體是能夠進行自由基聚合的烯屬不飽和化合物，包括：1)α,β-單烯屬不飽和一元羧酸，2)α,β-單烯屬不飽和一元羧酸的酯，3)飽和一元羧酸乙烯酯，4)乙烯基芳族化合物，以及5)任選的功能單體。

合適的α,β-單烯屬不飽和一元羧酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酰氧基丙酸、丙烯酰氧基乙酸、甲基丙烯酰氧基乙酸，以及它們的鹽、酸酐和混合物；尤其優選丙烯酸和甲基丙烯酸。

α,β-單烯屬不飽和一元羧酸的用量可為0.1-20重量％，優選為0.5-15重量％，更優選為0.5-10重量％，最優選為0.5-5重量％，基于共聚單體的總量。