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ES2283554T3

Process for the preparation of latices using block copolymers as surfactants

Abstract

A method for the preparation of latex comprising the steps of: a) radical emulsion polymerization of a reaction mixture to obtain the latex, wherein said reaction mixture comprises at least one ethylenically unsaturated monomer, at least one radical polymerization initiator and at least one effective amount of surfactant block copolymer containing at least one hydrophilic block and at least one hydrophobic block, prepared by a "live" method of preparation using a transfer agent, wherein said copolymer has:

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18 claims: 7 independent, 11 dependent

  1. 1
    ES 2 283 554 T3 REIVINDICACIONES 1. Un método para la preparación de látex que comprende los pasos de:a) polimerización radical en emulsión acuosa de una mezcla de reacción para obtener el látex, en el que dicha mezcla de reacción comprende al menos un monómero etilénicamente insaturado, al menos un iniciador de polimerización radical y al menos una cantidad efectiva de copolímero de bloque tensioactivo que contiene al menos un bloque hidrófilo y al menos un bloque hidrófobo, preparado por un método de preparación “viva” que utiliza un agente de transferencia, en el que dicho copolímero presenta: - una masa molecular media comprendida entre 2.000 y 20.000 gr/mol, - una temperatura de transición vítrea del bloque hidrófobo inferior a 30°C y superior a -100°C, - una tensión superficial inferior a 60 milinewtons por metro (mN/m) medida en concentraciones en agua desmineralizada inferiores o iguales a 10 -4 mol/l a 20°C y bajo una atmósfera, - el agente de transferencia se ha vuelto inerte con respecto a dicha polimerización radical, y b) recuperación del látex obtenido de este modo.
  2. 2
    El método según la reivindicación 1, en el que el copolímero presenta:- una masa molecular media comprendida entre 4.000 y 16.000 gr/mol, - una temperatura de transición vítrea del bloque hidrófobo inferior a 25°C y - una tensión superficial inferior a 50 milinewtons por metro.
  3. 3
    El método según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho agente de transferencia es seleccionado de los ditioésteres, tioéteres-tionas, ditiocarbamatos y xantatos.
  4. 4
    El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el copolímero de bloque es preparado por un método que comprende los siguientes pasos:a) como primera realización, a fin de obtener el polímero, poner contacto: - al menos un monómero etilénicamente insaturado, - al menos una fuente de radicales libres, y - al menos un agente de transferencia de fórmula (I) s n C-S-R1 0) z R En la que: - R representa a un grupo R2O-, R2R’2N- o R3- con: - R2 y R’2, idénticos o diferentes, representando: (i) un grupo alquilo, acilo, arilo, alqueno o alquino, (ii) un anillo carbonado opcionalmente aromático, saturado o insaturado o, (iii) un heterociclo saturado o insaturado, siendo posible que dichos grupos o anillos (i), (ii) y (iii) puedan ser sustituidos;ES 2 283 554 T3 - R3 representa a H, Cl, un grupo alquilo, arilo, alqueno, o alquino, un (hetero)ciclo opcionalmente sustituido, saturado o insaturado, un grupo tioalquilo, alcoxi-carbonilo, ariloxi-carbonilo, carboxilo, acil-oxilo, carbamoilo, ciano, dialquil- o diaril-fosfonato, dialquil- o diaril-fosfinato, o una cadena de polímero;- R1 representa a (i) un grupo alquilo, acilo, arilo, alqueno, o alquino opcionalmente sustituido, (ii) un anillo carbonado saturado o insaturado, opcionalmente sustituido o aromático, o (iii) un heterociclo opcionalmente sustituido, saturado o insaturado o una cadena de polímero, y b) repetir, al menos una vez, la operación anterior de puesta en contacto utilizando: - diferentes monómeros de la realización anterior, y - en lugar del compuesto precursor de fórmula (I), el polímero resultante de la realización anterior, y c) hacer que el agente de transferencia se vuelva inerte al final de la polimerización.
  5. 5
    El método según la reivindicación 4, en el que el agente de transferencia de fórmula (I) es un ditiocarbonato seleccionado de los compuestos con las siguientes fórmulas (IA), (IB), y (IC):tt C-8-R1 {IA) / OTO r*—(«O-C-S-R^p (IB) II $ R r -(~ S-C-Ο-Ιήρ OC) II s En la que: - R2 Y R2’ representan (i) un grupo alquilo, acilo, arilo, alqueno o alquino, (ii) un anillo carbonado opcionalmente aromático, saturado o insaturado, o (iii) un heterociclo saturado o insaturado, siendo posible que dichos grupos y anillos (i), (ii) y (iii) puedan ser sustituidos, - R1 y R2 representan (i) un grupo alquilo, acilo, arilo, alqueno o alquino opcionalmente sustituido, (ii) un anillo carbonado saturado o insaturado, opcionalmente sustituido o aromático, o ES 2 283 554 T3 (iii) un heterociclo opcionalmente sustituido, saturado o insaturado o una cadena de polímero, - p está comprendido entre 2 y 10.
  6. 6
    El método según la reivindicación 4 o 5, en el que el paso c) comprende enmascarar los grupos funcionales químicos activos del agente de transferencia por medio de un agente encubridor o destruir el agente de transferencia por reacción de hidrólisis u oxidación, por catálisis metálica o mediante el uso de radicales primarios.
  7. 7
    El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el bloque hidrófilo se deriva de monómeros hidrófilos seleccionados de:- ácidos mono- o di-dicarboxílicos etilénicamente insaturados, - ésteres mono-alquílicos de los ácidos dicarboxílicos mencionados con alcanoles que tengan preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono y sus derivados N-sustituidos, como por ejemplo: acrilato o metacrilato 2hidroxi-fenilo, - amidas de ácidos carboxílicos insaturados, y - monómeros etilénicos que comprenden un grupo ácido sulfónico y sus sales de metales alcalinos o sales amónicas.
  8. 8
    El método según la reivindicación 7, en el que el grupo hidrófilo se deriva de monómeros seleccionados entre:ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, 2-hidroxi-etil-acrilato o metacrilato, acril-amida, metacril-amida, ácido vinil-sulfónico, ácido vinil-benceno-sulfónico, ácido α-acril-amido-metil-propanosulfónico, 2-sulfo-etil-metacrilato, ácido 2-acril-amido-2-metil-propano-sulfónico y estireno-sulfonato.
  9. 9
    El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en el que el bloque hidrófobo se deriva de monómeros hidrófobos seleccionados del grupo de:- ésteres de ácido acrílico y de ácido metacrílico con alcoholes hidrogenados o fluorados C-C 12 , - nitrilos vinílicos que comprenden de 3 a 12 átomos de carbono - haluros de vinilo, - amidas de vinil-amina, y - monómeros etilénicos insaturados que comprenden un grupo amino secundario, terciario o cuaternario o un grupo heterocíclico que contiene nitrógeno.
  10. 10
    El método según la reivindicación 9, en el que el bloque hidrófobo se deriva de los monómeros hidrófobos seleccionados de:metil-acrilato, etil-acrilato, acrilato de propilo, n-butil-acrilato, isobutil-acrilato, e-etil-hexil-acrilato, t-butil-acrilato, metil-metacrilato, etil-metacrilato, n-butil-metacrilato, isobutil-metacrilato, acrilo-nitrilo, metacrilonitrilo, acetato de vinilo, vinil-versatato, vinil-propionato, vinil-formamida, vinil-acetamida, vinil-piridinas, vinil-imidazol, dimetil-amino-etil-acrilato o -metacrilato, di-t-butil-amino-etil-acrilato o -metacrilato y dimetil-amino-metilacril-amida o -metacril-amida.
  11. 11
    El método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, en el que la polimerización del copolímero es llevada a cabo en tetrahidro-furano o en un alcohol lineal, cíclico o ramificado C 1 -C 8 .
  12. 12
    El método según la reivindicación 11, en el que el alcohol es metanol, etanol, ciclohexanol o etilén-glicol, y en el que el monómero hidrófilo es ácido acrílico (AA), acril-amida (AM), ácido 2-acril-amido-2-metil-propanosulfónico (AMPS) o estireno-sulfonato (SS).
  13. 13
    El método según la reivindicación precedente 1, en el que dicho método comprende los siguientes pasos:a) se prepara una preemulsión acuosa estable que comprende los monómeros etilénicamente insaturados del principio y el copolímero de bloque tensioactivo, b) se introduce una mezcla de reacción que comprende un surfactante convencional, un iniciador y agua en un reactor de polimerización que tiene dos entradas y se añade a dicha mezcla, del 1 al 10% del peso de la preemulsión preparada en la fase a), c) se calienta la mezcla de reacción obtenida al final de la fase b) a una temperatura comprendida entre 40 y 90°C, con el fin de producir una burbuja formada por partículas de látex en dispersión en el agua, ES 2 283 554 T3 d) se añade la preemulsión obtenida en la fase a) con una cantidad adicional de iniciador por medio de dos entradas distintas del reactor y se obtiene el látex, y e) opcionalmente, se calienta el látex obtenido en la fase d) a una temperatura comprendida entre 40 y 90°C.
  14. 14
    El método según la reivindicación 13, en el que:- en el paso b) la preemulsión preparada está comprendida entre el 3 y el 7%, - en el paso c) la temperatura está comprendida entre 60 y 80°C, y - en el paso opcional e) la temperatura está comprendida entre 60 y 80°C.
  15. 15
    El método según cualquier reivindicación precedente, en el que el monómero o monómeros etilénicamente insaturados son seleccionados de;estireno, derivados del estireno, butadieno, cloropreno, ésteres (met)acrílicos y nitrilos de vinilo.
  16. 16
    El método según cualquier reivindicación precedente, en el que se utiliza entre el 0,5 y el 5% del peso del copolímero de bloque tensioactivo con respecto al peso total del agua empleada durante la polimerización del látex o entre el 1 y el 8% del peso del copolímero de bloque tensioactivo con respecto al peso total de monómeros empleados durante la polimerización del látex.
  17. 17
    El método según la reivindicación 16, en el que se utiliza entre el 1 y el 4% del peso del copolímero de bloque tensioactivo con respecto al peso total del agua empleada durante la polimerización del látex y entre el 2 y el 5% del peso del copolímero de bloque tensioactivo con respecto al peso total de monómeros empleados durante la polimerización del látex.
  18. 18
    Formulaciones destinadas a ser aplicadas en el campo de los materiales de construcción, papeles, pinturas o adhesivos, que comprenden el látex preparado según el método de cualquier reivindicación precedente.
Independent claims18