[发明专利]聚合物水分散体

摘要

一种最终固体体积浓度至少为５０％（体积）的聚合物水分散体可通过自由基水乳液聚合的方法使至少一种可自由基聚合的单体随着起始聚合物水分散体的添加而聚合获得。

主权项

1.一种最终聚合物水分散体，其固体体积浓度为至少50％(体积)，可通过在一个聚合反应器中在表面活性物质和自由基聚合引发剂存在下用自由基水乳液聚合的方法，使至少一种可自由基聚合的单体随着起始聚合物的至少一种水分散体的添加而聚合获得，其条件是：a)相对于由至少一种可自由基聚合单体的量和以至少一种水分散体形式添加的起始聚合物的量所构成的总量而言，该至少一种可自由基聚合单体的量是90-99.5％，b)起始聚合物以分散的起始聚合物颗粒形式存在于该至少一种水分散体中，其非零重均颗粒直径等于或小于50纳米，c)以起始聚合物的至少一种含水分散体形式分散添加的起始聚合物颗粒的总数以最终聚合物分散体的体积为基准是每升为1015-1020个起始聚合物颗粒，d)在自由基水乳液聚合开始之前，在所述至少一种要聚合的单体总量中，作为初始加料加入到聚合反应器中的量是零，或最多10％(重量)，e)在自由基水乳液聚合开始之前，在要添加的起始聚合物的至少一种水分散体的总量中，作为初始加料加入到聚合反应器中的量是零，或最多是这样的：作为初始加料所加入的起始聚合物颗粒总数不超过要以所述至少一种水分散体形式添加的起始聚合物颗粒总数的10％，f)在自由基水乳液聚合开始之后，在至少一种要聚合的单体的总量中，至少90％(重量)以这样的方式加入到聚合反应器中，即在这种添加的任何时候，预先已加入到聚合反应器中的单体，包括作为初始加料加入到聚合反应器中的单体，其聚合转化率以由预先加入到聚合反应器中的单体和作为初始加料加入到聚合反应器中的单体所构成的总量为基准至少是80％，g)在自由基水乳液聚合开始之后，在要添加的起始聚合物的至少一种水分散体的总量中，加入到聚合反应器中的比例至少是这样的，即包含在至少一种要添加的水分散体的该添加量中的起始聚合物颗粒总数至少是要以起始聚合物的至少一种水分散体形式添加的起始聚合物颗粒总数的90％，且这种添加是以如下方式进行的：—在这种添加的任何时候，预先已加入到聚合反应器中的单体，包括作为初始加料加入到聚合反应器中的单体，其聚合转化率以由预先加入到聚合反应器中的单体和作为初始加料加入到聚合反应器中的单体所构成的总量为基准至少是80％，—在乳液聚合开始后任何时候，预先已加入到聚合反应器中的至少一种单体的量，包括作为初始加料加入到聚合反应器中的那部分至少一种单体，其摩尔数与预先已以起始聚合物的至少一种水分散体形式加入到聚合反应器中的起始聚合物颗粒的摩尔数之比Ve，经标准化为至少一种要聚合的单体总量的摩尔数与要以起始聚合物的至少一种水分散体形式添加的该起始聚合物颗粒总数的摩尔数之比后，该比值Ve在＞0至10的范围内；—在乳液聚合开始后任何时候，预先已以起始聚合物的至少一种水分散体形式加入到聚合反应器中的起始聚合物颗粒减去作为初始加料加入到聚合反应器中的起始聚合物的该至少一种水分散体的这部分后的摩尔数与预先已加入到聚合反应器中的至少一种单体的量减去作为初始加料加入到聚合反应器中的至少一种单体的这部分后的摩尔数之比Va，经标准化为以起始聚合物的至少一种水分散体形式添加的起始聚合物颗粒总数的摩尔数与水乳液聚合开始之后添加的至少一种单体总量的摩尔数之比后，该比值Va在0-10范围内；—在加完该至少一种单体时，要以起始聚合物的至少一种水分散体形式添加的起始聚合物颗粒总数的最多10％被加入到聚合反应器中；—在加完起始聚合物的至少一种水分散体时，至少一种要聚合的单体总重量的最多30％被加入到聚合反应器中；h)以由至少一种自由基可聚合单体的量和要以至少一种水分散体形式添加的起始聚合物的量所组成的总量为基准计，最终聚合物水分散体含有1-5％的表面活性物质，i)在自由基水乳液聚合开始之前，在最终聚合物分散体中所包含的表面活性物质总量中，最多有15％(重量)作为初始加料加入到聚合反应器中，即等分试样A，j)在最终聚合物分散体中所包含的表面活性物质总量中，至少有50％(重量)已经成为要添加的起始聚合物的至少一种水分散体的一部分，即等分试样B，k)在自由基水乳液聚合开始后总共包含在最终聚合物分散体中的表面活性物质总量的这部分，既不是等分试样A，也不是等分试样B，而是等分试样C，将这部分以这样的方式加入到聚合反应器中，即在任何时候，由等分试样C和已经存在于聚合反应器中的等分试样B这两部分所组成的总量，以存在于聚合反应器中的单体和聚合物的总量为基准，小于5％(重量)，l)自由基聚合引发剂使用的总量，以所要自由基聚合的该至少一种单体的总量为基准计，是0.1-5％(重量)，并在该自由基水乳液聚合进程中以这样一种方式添加到聚合反应器中：使得自由基水乳液聚合能继续进行到要聚合的至少一种单体的总量的最小聚合转化率为至少为90％。