聚合物分散体、其用途及其制造方法与流程

本发明涉及根据所附独立权利要求的前序部分的聚合物分散体、其用途以及聚合物分散体的制造方法。

背景技术：

1、在纤维素纤维网(例如纸、纸板等)的制造中，通常通过在纤维素纤维网形成期间和之后添加各种化学物质来改进所生产的网的性能。例如，表面施胶通常用于改进所生产的纤维素纤维网的强度和/或耐水性，或者以其他方式增强这种纤维网的表面性能。在表面施胶中，将包括一种或多种施胶剂的水溶液或水性分散体(aqueous dispersion，含水分散体)施加在纤维素纤维网的表面上，随后干燥该网。

2、减少使用基于不可再生资源的材料是一种普遍趋势和愿望，尤其是这适用于基于石油的原材料。在纸和纸板行业中，努力减少纤维素纤维网制造中合成聚合物的使用，以进一步提高整个工艺的可持续性。表面施胶中使用的施胶剂通常包括或基于合成聚合物，诸如聚(苯乙烯-丙烯酸酯)。在纸和纸板制造中减少合成聚合物(特别是苯乙烯)的量是所需的。同时，考虑到强度、耐水性和/或其他表面性质，需要获得对于施胶纸、纸板等的至少相似、优选更好的表面施胶结果。

3、松香及其衍生物可以被视为合成聚合物的可持续替代品。松香及其衍生物的水性分散体已被用作造纸中的疏水剂。然而，使用松香通常需要使用明矾。此外，为了获得令人满意的表面施胶结果，松香及其衍生物的软化点对于目前的表面施胶应用通常过高。松香分散体的粒度也常常太大而不能获得良好的表面施胶结果。已经注意到，通过机械混合和其他相应的技术，很难获得具有小粒度的松香分散体。

4、因此，需要一种更可持续的替代品，该替代品适用于纤维素纤维网的表面施胶。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是最小化或甚至可能消除现有技术中存在的缺点。

2、本发明的另一个目的是提供一种聚合物分散体，该聚合物分散体更可持续并且在用于纤维素纤维网的表面施胶时提供良好的表面施胶结果。

3、本发明的又一个目的是提供一种优选具有小粒度的聚合物分散体。

4、这些目的通过具有下面在独立权利要求的特征部分中呈现的特征的本发明来实现。

5、本发明的一些优选的实施方式在从属权利要求中呈现。

6、在应用时(即使并不总是明确说明)，所有描述的实施方式和优点适用于本发明的所有方面，即聚合物分散体、其用途及其制备方法。

技术特征：

1.聚合物分散体，所述聚合物分散体包括分散在水性连续相中的聚合物颗粒，其中所述聚合物颗粒通过一种或多种乙烯基单体的进料在包括多糖的水性聚合介质中的自由基聚合获得，其中所述乙烯基单体包括至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯，其特征在于在所述乙烯基单体的自由基聚合之前，将松香组分溶解到至少一种所述乙烯基单体的进料中。

2.根据权利要求1所述的聚合物分散体，其特征在于所述松香组分包括松香和/或松香衍生物，诸如一种或多种松香酯、二聚松香、聚合松香、氢化松香、强化松香和未强化松香。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物分散体，其特征在于所述松香组分选自由以下组成的组：妥尔油松香、木松香、脂松香、它们的衍生物以及它们的任何混合物。

4.根据权利要求1、2或3所述的聚合物分散体，其特征在于以干燥的乙烯基单体和所述松香组分的总重量计算，所述聚合物分散体以0.01-70wt-％、优选1-60wt-％、更优选1.5-49wt-％的量包括所述松香组分。

5.根据权利要求4所述的聚合物分散体，其特征在于以干燥的所述乙烯基单体和所述松香组分的总重量计算，所述聚合物分散体以10-35wt-％、优选15-34wt-％的量包括所述松香组分。

6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于所述乙烯基单体包括：

7.根据权利要求6所述的聚合物分散体，其特征在于以干燥的所述单体的总重量计算，所述乙烯基单体包括：

8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于所述多糖选自多糖衍生物、降解多糖、降解多糖衍生物以及它们的任何混合物。

9.根据权利要求1-8所述的聚合物分散体，其特征在于所述多糖选自淀粉、取代的淀粉、纤维素、取代的纤维素、半纤维素、取代的半纤维素、壳聚糖、葡聚糖衍生物、糊精、降解淀粉以及它们的任何混合物。

10.根据前述权利要求1-9中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于所述聚合物分散体包括聚合物颗粒，所述聚合物颗粒具有≤200nm的粒度d50，优选≤120nm，更优选≤80nm，甚至更优选≤55nm。

11.根据前述权利要求1-10中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于聚合物分散体包括聚合物颗粒，所述聚合物颗粒具有≤500nm的粒度d90，优选≤200nm，更优选≤140nm，甚至更优选≤95nm。

12.根据权利要求10或11所述的聚合物分散体，其特征在于聚合物分散体包括聚合物颗粒，所述聚合物颗粒具有在10-200nm、优选15-120nm、更优选20-80nm的范围内的粒度d50和/或在20-500nm、优选25-200nm、更优选30-140nm的范围内的粒度d90。

13.根据前述权利要求1-12中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于所述聚合物分散体具有在1000-100000g/mol、优选5000-80000g/mol、更优选10000-40000g/mol的范围内的重均分子量mw。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的聚合物分散体用于纤维素纤维网诸如纸、纸板等的表面施胶的用途，基于干燥纤维素纤维网，所述聚合物分散体优选为0.1-10kg/t、优选为0.5-6kg/t的量。

15.根据权利要求14所述的用途，其特征在于所述聚合物分散体与铝化合物诸如明矾或聚合氯化铝一起用于所述表面施胶。

16.用于生产包括处于水性连续相中的聚合物颗粒的聚合物分散体的方法，所述聚合物分散体用于纤维素纤维网诸如纸、纸板等的表面施胶，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述自由基聚合在50-100℃、优选60-90℃、更优选70-90℃的范围内的聚合温度下进行。

技术总结
本发明涉及包括分散在水性连续相中的聚合物颗粒的聚合物分散体。聚合物颗粒通过一种或多种包括(甲基)丙烯酸烷基酯的乙烯基单体的自由基聚合可获得。在乙烯基单体的自由基聚合之前，将松香组分溶解到至少一种乙烯基单体中，并且在松香组分的存在下进行自由基聚合。本发明还涉及聚合物分散体用于纤维素纤维网的表面施胶的用途以及涉及用于生产聚合物分散体的方法。

技术研发人员：塔鲁·约基宁,安内利·莱波,刘荧莹,尤西·尼卡里宁,安娜·斯坦克维奇
受保护的技术使用者：凯米拉公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1