[发明专利]新的高固体含量的非水聚合物组合物的制法

说明书

水溶性聚合物可制成多种形式。例如，本领域中已知，可将水溶性聚合物分散到油包水型乳液的油相中。常规的乳液聚合技术通常包括：

（1）形成至少一种水溶性烯属不饱和单体在惰性疏水液体有机分散介质中的水溶液的油包水型乳液，并在所述分散介质中使所述的一种或多种单体聚合，形成聚合物乳液;或

（2）形成水溶性聚合物，然后，将聚合物固体粒子乳化成具有疏水液体作为连续相的乳液。

在这样的聚合方法中，实际上任何含有CH₂＝C官能团的水溶性单体都可聚合并分散成油包水型体系。因此，通过常规的乳液聚合技术可以制备阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型的乳液聚合物。

油包水型乳液一般由三种主要组分组成：（1）疏水相;（2）水相;（3）表面活性剂体系。疏水相一般构成乳液的大约5%至大约75%（重量）.任何惰性疏水液体都可用作疏水相。优选的疏水液体，例如选自苯、二甲苯、甲苯、矿物油、煤油、石脑油、汽油以及芳烃和含4个或更多个碳原子的脂族烃的混合物。特别优选的疏水液体选自Witco化学公司以商品Kensol 61出售的窄馏分的支链烃和Exxon以商品Isopar出售的支链异链烷烃。

水相一般构成乳液的大约25%至大约95%（重量）。该相包含所要的烯属不饱和单体或单体混合物和水。此外，该相可以含有有效量的螯合剂，诸如二乙胺四乙酸的钠盐（EDTA）或次氮基三乙酸盐（NTA），缓冲剂、链转移剂或其它添加剂。等聚合的单体一般构成大约10%至大约60%（重量）的水相，其余主要是水。

表面活性剂体系一般构成乳液的大约0.5%至大约20%（重量），任何可有效地将水相分散到疏水相中的表面活性剂体系都可以使用。参见例如，USP3，826，771，它公开了脱水出梨糖醇单油酸酯作为油包水型乳化剂的使用;USP3，278，506，它公开了脂肪酸酰胺的氧化乙烯缩合物作为乳化剂的使用;USP3，284，393，它公开了邻苯二甲酸十六烷基酯钠、脱水山梨糖醇醇单油酸脂、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、邻苯二甲酸十六烷基酯钠、邻苯二甲酸十八烷基酯钠和金属皂类作为油包水型乳化剂的应用;以及USP4，024，097，它公开了包含油溶性链烷醇酰胺，例如Witco化学公司市售的Witcamide^R511，和一种或多种选自下述乳化剂的辅助乳化剂的表面活性剂体系的应用，所述乳化剂是：未酯化的二链烷醇脂肪酰胺、脂肪叔胺的季铵盐、脂肪叔胺的盐、脂肪酸的碱金属盐以及硫酸或磺酸的烷基或烷芳基酯。

USP4，672，090和USP4，772，659公开了一种表面活性剂体系，它包含25%至85%（重量）的油溶性链烷醇酰胺;5%至35%（重量）的脱水山梨糖醇酯的聚氧乙烯衍生物;和0至50%（重量）的脱水山梨糖醇单油酸酯。此外，也可以将其它表面活性剂如脱水山梨糖醇单硬脂酸酯与这些主要的表面活性剂结合使用。

乳液聚合物一般如下制备：先将所述的表面活性体系与所述的疏水相混合。然后，一般是将所述的单体或单体混合物加到水中制成所需浓度来制备水相。此外，可将螯合剂，例如EDTA的钠盐加到水溶液中，并且根据所用的单体或单体混合物可将水相的pH值调至大约3.0-10.0。然后将含单体的水相加到含有疏水液体和表面活性剂体系的混合物中。所述的表面活性剂体系能够将含待聚合的单体或单体混合物的水相乳化到疏水相中。然后在产生游离基的催化剂存在下进行聚合，反应混合物的温度一般保持在大约5℃至大约100℃之间，优选在大约20℃至大约50℃之间，以产生油包水型乳液聚合物。可以使用任何类型的游离基引发剂，包括，例如，过硫酸盐和偶氮引发剂。也可用高能照射来引发聚合反应。

下述专利提供了与生产乳液聚合物有关的进一步的背景。

USP3，041，318公开了将由含CH₂＝C基团的化合物制备的聚合物的水分散液乳化成油包水型乳液，然后从中沉淀分散颗粒状的聚合物的方法。

USP3，284，393公开了一种油包水型乳液聚合方法，其中包括使水溶性单体在油相中乳化，并在其中聚合，从而产生聚合胶乳，然后将其与反应介质分离。