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      制備可容易地再分散于水中的聚合物粉末的方法_3

      文檔序號:9354461閱讀:來源:國知局
      康酸的單體A1,以及
      [0043] 彡70且彡85重量%的至少一種選自苯乙烯、a-甲基苯乙烯、鄰乙烯基甲苯或 對乙烯基甲苯、對乙酰氧基苯乙烯、對溴苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯 或?qū)β缺揭蚁?、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯?-乙基己酯、丙烯酸叔丁酯、甲基 丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙 烯腈、甲基丙烯腈、叔丁基乙烯基醚或環(huán)己基乙烯基醚的單體A2。
      [0044] 在一個更優(yōu)選的實施方案中,聚合物A由聚合形式的以下物質(zhì)組成:
      [0045] 彡15且彡40重量%的丙烯酸和/或甲基丙烯酸,以及
      [0046] 彡60且<85重量%的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、苯 乙烯和/或a-甲基苯乙烯
      [0047] 且有利地由聚合形式的以下物質(zhì)組成:
      [0048] 彡15且彡30重量%的丙烯酸和/或甲基丙烯酸,以及
      [0049] 彡70且<85重量%的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、苯 乙烯和/或a-甲基苯乙烯。
      [0050] 本發(fā)明的聚合物A具有彡60°C、優(yōu)選彡80且< 130°C且最優(yōu)選彡80且< 110°C的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。同樣通過DSC法(差示掃描量熱法,20K/min,中點測量,DIN53 765)測 定聚合物A的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此,必須選擇單體A1和A2的類型和量以便得到本發(fā)明 的聚合物A。
      [0051] 聚合物A的重均分子量Mw為彡1000且彡25000g/mol,優(yōu)選彡7500且彡22500g/ mol且最優(yōu)選多10000且< 20000g/mol。重均分子量的測定為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知且更特 別地用具有確定分子量的標準聚合物通過凝膠滲透色譜法來進行。
      [0052] 本發(fā)明的聚合物A的特點是多分散指數(shù)< 5且優(yōu)選彡2. 5且< 4. 5且最優(yōu)選彡3. 0 且<4.0。多分散指數(shù)(PDI)是給定的聚合物中的分子量分布的量度。PDI通過給定聚合 物的重均分子量除以數(shù)均分子量Mn來計算(PDI=Mw/Mn)。給定聚合物的PDI越接近于1 的值,聚合物鏈的長度變得越均一。本發(fā)明的roi同樣用確定的標準物通過凝膠滲透色譜 法來測定。
      [0053] 聚合物A的酸值優(yōu)選為多50且< 300,有利地為多100且< 230且最有利地為 多150且< 230mgK0H每克聚合物,而酸值被定義為中和1克聚合物A所需的以毫克計的 氫氧化鉀(K0H)的質(zhì)量。在本發(fā)明的范圍內(nèi),根據(jù)DINENISO2114測定酸值。
      [0054] 聚合物A及其制備是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。聚合物A的制備根據(jù)在連續(xù)攪拌釜 反應器中在多180且< 310°C的溫度下進行的本體聚合或特定的溶液聚合的方法(參見例 如US-A4, 013, 607、US-A4, 414, 370、US-A529, 787、US-A4, 546, 160)通過單體A1 和A2 的連續(xù)高溫自由基聚合而有利地進行。
      [0055] 作為噴霧助劑A的聚合物A可以粉末的形式或以水性懸浮液或溶液的形式直接施 用。優(yōu)選地,聚合物A以水性懸浮液或溶液的形式施用。在本發(fā)明的范圍內(nèi),聚合物A也可 以酸性、部分中和或完全中和的形式施用。優(yōu)選地,聚合物A以部分或完全中和的形式施 用。聚合物A的羧酸基團的部分或完全中和通過常見的和已知的堿實現(xiàn),例如堿金屬氫氧 化物,如氫氧化鈉或氫氧化鉀;堿土金屬氫氧化物,如氫氧化鈣;或氨;胺,如二乙醇胺、三 乙醇胺或乙二胺。優(yōu)選施用部分中和的聚合物A且最優(yōu)選施用完全中和的聚合物A。氫氧 化鈉和/或氫氧化鉀最優(yōu)選用于中和聚合物A。
      [0056] 最有利地,聚合物A以水性懸浮液或溶液的形式使用,其pH值彡7且< 10且優(yōu)選 彡7且彡9,在20至25°C(室溫)下使用校準的pH計測量。
      [0057] 在一個優(yōu)選實施方案中,聚合物A的水性懸浮液或溶液的pH值與水性聚合物B分 散體的pH值相差彡0. 5、優(yōu)選彡0. 3且最優(yōu)選彡0. 1的值。
      [0058] 水性聚合物A懸浮液或溶液的制備優(yōu)選通過將聚合物A添加到堿的水溶液中進 行,其中堿的量以聚合物A的酸值和預期中和程度為基礎(chǔ)計算。通常,溶解或分散過程在室 溫下或優(yōu)選在多60且< 80°C的溫度下進行。在聚合物A已通過溶液聚合法制備的情況下, 在進行溶解或分散過程之前必須用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法除去溶劑。
      [0059] 重要的事實是聚合物A(以其水溶液或懸浮液的形式和以固體粉末的形式存在) 可作為與至少一種不同于聚合物A的其他噴霧助劑X(同樣以水溶液、水性懸浮液的形式或 作為固體粉末存在)的混合物而使用。有利地,噴霧助劑的總量包含多50重量%、多60重 量%、多70重量%、多80重量%或多90重量%且通常甚至100重量%的聚合物A。
      [0060] 例如,在以下提及的現(xiàn)有技術(shù)中公開的噴霧助劑(也稱為干燥助劑)可用作噴霧 助劑X。因此,DE-A2049114推薦向水性聚合物分散體中添加三聚氰胺磺酸與甲醛的縮 合物作為噴霧助劑。DE-A2445813和EP-A78449推薦向水性聚合物分散體中添加萘磺 酸與甲醛的縮合物(特別是其水溶性堿金屬鹽和/或堿土金屬鹽)作為干燥助劑。EP-A 407889推薦向水性聚合物分散體中添加苯酚磺酸與甲醛的縮合物(特別是其水溶性堿金 屬鹽和/或堿土金屬鹽)作為干燥助劑。DE-B2238903和EP-A576844推薦使用聚-N-乙 烯基吡咯烷酮作為此噴霧助劑。EP-A62106和EP-A601518推薦使用聚乙烯醇作為干 燥助齊丨J〇U.Rietz在ChemieundTechnologiemakromolekularerStoffe(FH-textsFH Aachen) 53 (1987) 85中以及在EP-A680993和EP-A627450中也推薦聚乙烯醇作為干燥助 劑。在DE-A3344242中提及了木質(zhì)素磺酸鹽作為干燥助劑。DE-A19539460、EP-A671435 和EP-A629650公開了 2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸的均聚物和共聚物作為水性聚合物 分散體的合適的干燥助劑。EP-A467103涉及通過添加50至80摩爾%的烯鍵式不飽和一 元和/或二元羧酸與20至50摩爾%的C3-至C12-烯烴和/或苯乙烯的共聚物作為干燥助 劑來干燥制備可再分散于水性介質(zhì)中的聚合物粉末。DE-A2445813推薦含有砜基團并包 含單核或多核芳族烴與甲醛的縮聚物作為干燥助劑。在DE-A4406822中,推薦聚環(huán)氧烷與 不飽和的一元和/或二元羧酸或其酸酐的接枝聚合物(在用伯/仲胺或醇衍生化之后)作 為干燥助劑。DE-A3344242和EP-A536597提及淀粉和淀粉衍生物作為合適的干燥助劑。 在DE-A493168中,推薦有機聚硅氧烷作為干燥助劑。DE-A3342242還提及纖維素衍生物 作為合適的干燥助劑并且DE-A4118007推薦磺化的酚類、尿素、其他的有機氮堿與甲醛的 縮合物作為干燥助劑。
      [0061] 在噴霧干燥之前或期間,但特別是在噴霧干燥之前,向水性聚合物B分散體中添 加的聚合物A的總量(以固體計算)為0. 1至40重量份、優(yōu)選1至25重量份且最優(yōu)選5 至20重量份,在每種情況下基于100重量份的聚合物B計。
      [0062] 因此,聚合物A--其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度彡60 °C,重均分子量Mw彡1000且 彡25000g/mol,多分散指數(shù)彡5并由聚合形式的以下物質(zhì)組成:
      [0063] 彡5且彡50重量%的至少一種單體A1,以及
      [0064] 彡50且彡95重量%的至少一種單體A2,
      [0065] 其中單體A1和A2的量的總和為100重量%--在水性聚合物分散體的噴霧干燥 中作為噴霧助劑也是本發(fā)明的一個實施方案。
      [0066] 根據(jù)TIZ-Fachberichte,第109卷,第9期,1985,第698頁及以后,常用的噴 霧助劑通常為水溶性物質(zhì),其在水性聚合物分散體噴霧干燥以產(chǎn)生聚合物粉末的過程中形 成基體,被分散劑圍繞的不溶于水的初級聚合物顆粒嵌入所述基體中。圍繞并保護初級聚 合物顆粒的基體阻礙了次級顆粒的不可逆形成。因此,通常發(fā)生次級顆粒(通常具有1至 250ym尺寸的附聚物)的可逆形成,所述次級顆粒包含大量的被噴霧助劑基體相互分離的 初級聚合物顆粒。當將根據(jù)本發(fā)明得到的聚合物粉末用水再分散時,基體再次溶解并且基 本上再次得到被分散劑圍繞的原始的初級聚合物顆粒。有利地,還將細碎的防粘連劑添加 到可逆形成的聚合物粉末形式的次級顆粒中,所述防粘連劑起到隔離物的作用,例如,阻礙 聚合物粉末在儲存過程中在由其自身重力所施加的壓力的作用下的結(jié)塊,可在噴霧干燥之 前、期間和/或之后進行防粘連劑的添加。
      [0067] 所述防粘連劑通常是無機固體的粉末,其平均粒徑為0. 1至20ym、通常為1至 10ym(基于ASTMC690-1992,Multisizer/lOOym毛細管)。有利的是所述無機物質(zhì)在 20°C下在水中的溶解度< 50、優(yōu)選< 10且更優(yōu)選< 5g/l。
      [0068] 例如可提及的是二氧化硅、硅酸鋁、碳酸鹽(例如碳酸鈣、碳酸鎂或白云石)、硫酸 鹽(例如硫酸鋇)和滑石、硫酸鈣、水泥、白云石、硅酸鈣或硅藻土。上述化合物的混合物, 例如娃酸鹽與碳酸鹽的微共生物(microintergro
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