Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas.

Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, las cuales pueden obtenerse mediante polimerización enemulsión de monómeros etilénicamente insaturados en una solución acuosa de un prepolímero catiónico comoagente de dispersión,

caracterizadas porque primero se prepara el prepolímero catiónico polimerizando

(a) 10 a 45 % en peso de al menos un (met)acrilato, que tiene un grupo amino y/o grupo amonio cuaternario, y/o deuna (met)acrilamida que tiene una grupo amino y/o grupo de amonio cuaternario,

(b) 40 a 85 % en peso de al menos un estireno opcionalmente sustituido,

(c) 0 a 20 % en peso de acrilonitrilo o metacrilonitrilo,

(d) 1 a 15 % en peso de al menos un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o de un anhídrido de ácidocarboxílico etilénicamente insaturado y

(e) 0 a 20 % en peso de al menos un monómero no iónico, etilénicamente insaturado, distinto de los monómeros (b)y (c),

en cuyo caso la suma de (a) + (b) + (c) + (d) + (e) ≥ 100 % en peso, en una polimerización en solución en unsolvente orgánico miscible con agua y la solución del prepolímero preparado de esta manera se diluye con agua, yporque después, en la solución acuosa del prepolímero, se realiza una polimerización en emulsión de una mezcla demonómeros de

(i) 30 a 80 % en peso de acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo,

(ii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C1 a C4 o al menos de un metacrilato de alquilo de C1 aC4,

(iii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C6 a C14 o al menos de un metacrilato de alquilo de C6 aC14y

(iv) 0 a 20 % en peso de un monómero no iónico distinto de los monómeros (i), (ii) y (iii),

en cuyo caso la suma (i) + (ii) + (iii) + (iv) ≥ 100 % en peso, en presencia de iniciadores hidrosolubles de polimerización.

Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas La invención se refiere a dispersiones de polímero catiónicas, de partículas finas que pueden obtenerse mediante polimerización en emulsión de monómeros etilénicamente insaturados en una solución acuosa de un pre-polímero catiónico como agente de dispersión.

De la DE-A 24 54 397 se conoce un proceso para la producción de dispersiones acuosas de copolímero mediante polimerización en emulsión de monómeros olefínicamente insaturados en presencia de agentes de dispersión catiónicos, en cuyo caso, en una solución o dispersión de un pre-polímero de bajo peso molecular de estireno y/o de un (met) acrilato y un monómero mono-olefínicamente insaturado que tiene átomos de nitrógeno terciarios, protonizados, terciarios o cuaternarios, como agente de dispersión catiónico, se produce un polímero en emulsión a partir de un acrilato, estireno y/o acrilonitrilo y/o metacrilato de metilo y opcionalmente otro monómero, el cual tiene una temperatura de transición vítrea de -15 a +60°C. Las dispersiones de polímero obtenidas de esta manera se usan como agente de encolado para papel.

De la EP-A 051 144 se conocen dispersiones de polímero anfóteras, de partículas finas, acuosas, que se producen mediante una polimerización en dos etapas. En la primera etapa de la producción, en una copolimerización en solución, donde el solvente preferido es ácido acético glacial, se sintetiza un pre-polímero anfótero, de bajo peso molecular, que contiene 0, 5 moles a 1, 5 moles de un ácido carboxílico etilénicamente insaturado incorporado mediante copolimerización, respectivamente por mol de un monómero nitrogenado que tiene un grupo amino y/o un grupo amino cuaternario. El pre-polímero se dispersa a continuación en agua y reacciona en una polimerización en emulsión con monómeros no iónicos, etilénicamente insaturados, usando iniciadores hidrosolubles usuales. Las dispersiones obtenidas se usan como agentes de encolado en masa y en superficie para el papel.

De la EP-B 257 412 son conocidos agentes de encolado para papel a base de dispersiones acuosas, de partículas finas, de copolímeros que pueden obtenerse copolimerizando acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo, un acrilato y opcionalmente otros monómeros etilénicamente insaturados, copolimerizables, a la manera de una polimerización en emulsión en una solución acuosa de un almidón degradado con una viscosidad fi de 0, 12 a 0, 5 dl/g usando peróxido de hidrógeno o iniciadores redox. Tal como se desprende de los ejemplos, el almidón se degrada enzimáticamente. La degradación enzimática del almidón se termina adicionando ácido acético.

Polímeros en emulsión estructurados de manera correspondiente son conocidos de la EP-B 276 770. Se diferencian de los agentes de encolado conocidos de la EP-B 257 412 solamente en que se preparan en una solución acuosa de un almidón degradado con una viscosidad fi de 0, 04 hasta menos de 0, 12 dl/g.

En la US 4, 659, 431 se describe un agente de encolado catiónico para papel que se prepara en un proceso de dos etapas. Primero se prepara un copolímero catiónico en solución el cual se emplea a continuación como emulsionante en una polimerización en emulsión. El copolímero en solución se sintetiza en tal caso en un alcohol a partir de una mezcla de monómeros constituida por acrilato y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo, estireno y acrilonitrilo. A continuación se cuaternizan al menos 10% de los grupos N, N-dimetilamino. En la segunda etapa se efectúa la polimerización en emulsión de estireno, acrilatos y/o metacrilatos y opcionalmente acrilonitrilo, usando iniciadores hidrosolubles. Además, al prepolímero catiónico se agregan en parte adicionalmente emulsionantes catiónicos y/o no iónicos.

De la EP-A 1 180 527 se conocen dispersiones de polímero acuosas, catiónicas, de partículas finas, las cuales se usan como agentes de encolado en masa o superficie para papel. La preparación de la dispersión se efectúa también en un proceso de dos etapas en el que primero se sintetiza un polímero catiónico en solución el cual después, en una polimerización en emulsión, funge como emulsionante. La polimerización en emulsión se realiza usando iniciadores hidrosolubles usuales, por ejemplo peróxidos, junto con sistemas rédox. Durante la preparación del polímero en solución no se usan ácidos carboxílicos capaces de incorporarse por copolimerización, tales como ácido acrílico o metacrílico, porque esto conduciría a una tendencia elevada del producto a espumarse durante el encolado de las superficies.

El objetivo fundamental de la invención es proporcionar otras dispersiones de polímero acuosas que puedan emplearse como agentes de encolado.

El objetivo se logró según la invención con dispersiones catiónicas de polímero, de partículas finas, que pueden obtenerse mediante polimerización en emulsión de monómeros etilénicamente insaturados, en una solución acuosa de un pre-polímero catiónico como agente de dispersión, si primero se prepara el prepolímero catiónico polimerizando

(a) 10 a 45 % en peso de al menos un (met) acrilato que tiene un grupo amino y/o un grupo amonio cuaternario, y/o de al menos una (met) acrilamida que tiene un grupo amino y/o grupo de amonio cuaternario,

(b) 40 a 85 % en peso de al menos un estireno opcionalmente sustituido,

(c) 0 a 20 % en peso de acrilonitrilo o metacrilonitrilo,

(d) 1 a 15 % en peso de al menos un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o de un anhídrido de ácido carboxílico etilénicamente insaturado y

(e) 0 a 20 % en peso de al menos un monómero etilénicamente insaturado, no iónico, diferente de los monómeros

(b) y (c) ,

en cuyo caso la suma de (a) + (b) + (c) + (d) + (e) = 100 % en peso, en una polimerización en solución en un solvente orgánico miscible con agua y la solución del pre-polímero preparado de esta manera se diluye con agua y después, en la solución acuosa del pre-polímero se realiza una polimerización en emulsión de una mezcla de monómeros de

(i) 30 a 80 % en peso de acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo,

(ii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C1 a C4 o de al menos un metacrilato de alquilo de C1 a C4,

(iii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C6 a C14 o de al menos un metacrilato de alquilo de C6 a C14

y

(iv) 0 a 20 % en peso de un monómero no iónico, distinto de los monómeros (i) , (ii) y (iii) ,

En cuyo caso la suma (i) + (ii) + (iii) + (iv) = 100 % en peso, en presencia de iniciadores hidrosolubles de polimerización. La cantidad de los monómeros catiónicos (a) , que se incorporan al pre-polímero, es en tal caso siempre más alta que la cantidad de los monómeros aniónicos (d) , para que el pre-polímero sea catiónico.

Se prefieren dispersiones de polímero catiónicas, de partículas finas, donde el pre-polímero catiónico puede obtenerse polimerizando

(a) N, N-dimetilaminopropilmetacrilamida y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo y/o acrilato de N, Ndimetilaminoetilo,

(b) estireno y

(d) ácido acrílico y/o ácido metacrílico

o polimerizando

(a) N, N-dimetilaminopropilmetacrilamida y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo y/o acrilato de N, Ndimetilaminoetilo,

(b) estireno,

(c) acrilonitrilo y

(d) ácido acrílico y/o ácido metacrílico.

A las dispersiones de polímero catiónicas, de partículas finas, preferiblemente tomadas en consideración, pertenecen además dispersiones de polímero en las que el polímero en emulsión puede obtenerse polimerizando una mezcla de monómeros de

(i) acrilonitrilo,

(ii) acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo y/o acrilato de ter. butilo y

(iii) acrilato de etilhexilo.

Particularmente se prefieren dispersiones de polímero catiónicas, de partículas finas, en las que el pre-polímero catiónico puede obtenerse polimerizando

(a) N, N-dimetilaminopropilmetacrilamida y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo y/o acrilato de N, Ndimetilaminoetilo,

(b) estireno, y

(d) ácido acrílico y el polímero en emulsión puede obtenerse polimerizando una mezcla de monómeros de

(i) acrilonitrilo,

(ii) acrilato de n-butilo y/o acrilato de ter. butilo y

(iii) acrilato de etilhexilo.

El prepolímero catiónico que funge como agente de dispersión para la polimerización en emulsión se prepara en una primera etapa de la polimerización. Se trata de un polímero en solución que puede almacenarse opcionalmente por largo tiempo.... [Seguir leyendo]

1. Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, las cuales pueden obtenerse mediante polimerización en emulsión de monómeros etilénicamente insaturados en una solución acuosa de un prepolímero catiónico como agente de dispersión, caracterizadas porque primero se prepara el prepolímero catiónico polimerizando

(a) 10 a 45 % en peso de al menos un (met) acrilato, que tiene un grupo amino y/o grupo amonio cuaternario, y/o de una (met) acrilamida que tiene una grupo amino y/o grupo de amonio cuaternario,

(b) 40 a 85 % en peso de al menos un estireno opcionalmente sustituido,

(c) 0 a 20 % en peso de acrilonitrilo o metacrilonitrilo,

(d) 1 a 15 % en peso de al menos un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o de un anhídrido de ácido carboxílico etilénicamente insaturado y

(e) 0 a 20 % en peso de al menos un monómero no iónico, etilénicamente insaturado, distinto de los monómeros (b) y (c) ,

en cuyo caso la suma de (a) + (b) + (c) + (d) + (e) = 100 % en peso, en una polimerización en solución en un solvente orgánico miscible con agua y la solución del prepolímero preparado de esta manera se diluye con agua, y porque después, en la solución acuosa del prepolímero, se realiza una polimerización en emulsión de una mezcla de monómeros de

(i) 30 a 80 % en peso de acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo,

(ii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C1 a C4 o al menos de un metacrilato de alquilo de C1 a C4,

(iii) 5 a 50 % en peso de al menos un acrilato de alquilo de C6 a C14 o al menos de un metacrilato de alquilo de C6 a C14

y

(iv) 0 a 20 % en peso de un monómero no iónico distinto de los monómeros (i) , (ii) y (iii) ,

en cuyo caso la suma (i) + (ii) + (iii) + (iv) = 100 % en peso, en presencia de iniciadores hidrosolubles de polimerización.

2. Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, según la reivindicación 1, caracterizadas porque el prepolímero catiónico puede obtenerse polimerizando

(a) N, N-dimetilaminopropilmetacrilamida y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo y/o acrilato de N, Ndimetilaminoetilo,

(b) estireno, y

(d) ácido acrílico y/o pacido metacrílico.

3. Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, según la reivindicación 1, caracterizadas porque el prepolímero catiónico puede obtenerse polimerizando

(a) N, N-dimetilaminopropilmetacrilamida y/o metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo y/o acrilato de N, Ndimetilaminoetilo,

(b) estireno

(c) acrilonitrilo y

(d) ácido acrílico y/o ácido metacrílico.

4. Dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque el polímero en emulsión puede obtenerse polimerizando una mezcla de monómeros de

(i) acrilonitrilo,

(ii) acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo y/o acrilato de ter. butilo y

(iii) acrilato de etilhexilo.

5. Uso de las dispersiones de polímero, catiónicas, de partículas finas, según una de las reivindicaciones 1 a 4, como agente de encolado en masa y en superficie para papel, cartón y cartulina.