纸涂料组合物和其制备方法技术

本发明专利技术提供一种新颖涂料组合物，其包含粘合剂的水分散体；颜料；淀粉；和包含羧酸单体、丙烯酸酯单体和聚乙氧基化芳烷基苯酚甲基丙烯酸酯的结构单元的疏水改性的碱溶胀性乳液。这种新颖涂料组合物提供提高的增稠效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纸涂料组合物和其制备方法
本专利技术涉及纸涂料组合物和制备所述纸涂料组合物的方法。前言在造纸过程中，通常将涂料组合物涂覆到原纸表面上以确保在将图像印刷到纸上之前纸表面光滑并且没有由原纸纤维导致的“峰和谷”。纸制造商以传统方式将流变改性剂(即增稠剂)添加到纸涂料中作为添加剂以增强涂料的物理稳定性并控制涂层重量。出于这个目的，疏水改性的碱溶性乳液(“HASE”)聚合物通常用作优选的流变改性剂。常规的HASE组合物通常使用具有作为端基的直链脂肪族烷基链的缔合性单体以充当缔合性疏避物(associativephobe)。这种缔合性单体的实例是聚氧乙烯十二烷基-硬脂基甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯月桂基-肉豆蔻基甲基丙烯酸酯。然而，当在预涂应用中含有这种常规的HASE聚合物的涂料组合物与水溶性添加剂(例如淀粉)混合时，涂料组合物往往显示出低的低剪切粘度。这种现象需要添加更多的HASE聚合物以便达到所需的粘度水平，因此导致额外的制造成本。因此，希望提供一种含有具有更高的增稠效率的流变改性剂的涂料组合物。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人意外地地发现一种新颖涂料组合物。在其它应用中，这种新颖涂料组合物可以在造纸过程的预涂阶段期间涂覆到纸表面上。更具体地，本专利技术的专利技术人通过一系列实验发现，含有由具有疏水苯基自由基端基的特定缔合性单体制成的HASE聚合物的涂料组合物将具有更好的低剪切粘度和更高的增稠效率。特别地，本专利技术是一种纸涂料组合物，其包含粘合剂的水分散体；颜料；淀粉和包含羧酸单体、丙烯酸酯单体和聚乙氧基化芳烷基苯酚(甲基)丙烯酸酯的结构单元的疏水改性的碱溶胀性乳液。具体实施方式在本专利技术的一个实施例中，本专利技术的涂料组合物是纸涂料组合物，其包含粘合剂的水分散体、淀粉、颜料和经聚乙氧基化芳烷基苯酚疏水改性的碱溶胀性乳液。粘合剂的水分散体粘合剂的水分散体优选选自纯丙烯酸共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物或乙烯基丙烯酸共聚物聚乙酸乙烯酯、这些粘合剂的乙酸乙烯酯乳液混合物。用于形成上述共聚物的合适的不饱和单体通常是烯属不饱和单体，其包括乙烯基芳香族化合物(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻氯苯乙烯和乙烯基甲苯)；1,2-丁二烯；共轭二烯(例如1,3-丁二烯和异戊二烯)；α,β-单烯属不饱和单羧酸和二羧酸或其酸酐(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、二甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、烯丙基乙酸、乙烯基乙酸、马来酸、富马酸、衣康酸、中康酸、亚甲基丙二酸、柠檬酸、马来酸酐、衣康酸酐和甲基丙二酸酐)；具有3到6个碳原子的α,β-单烯属不饱和单羧酸和二羧酸与具有1到12个碳原子的链烷醇的酯(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸与C1-C12、C1-C8或C1-C4链烷醇的酯，如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯和丙烯酸2-乙基己酯以及甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯、马来酸二甲酯和马来酸正丁酯)；丙烯酰胺和烷基取代的丙烯酰胺(例如(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺和N-甲基(甲基)丙烯酰胺)；(甲基)丙烯腈；卤乙烯和偏卤乙烯(例如氯乙烯和偏二氯乙烯)；C1-C18单羧酸或二羧酸的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯)；C3-C6单羧酸或二羧酸(尤其是丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸)的C1-C4羟烷基酯，或其经2到50摩尔环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物烷氧基化的衍生物，或这些酸与经2到50摩尔环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物烷氧基化的C1-C18醇的酯(例如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯和甲基聚乙二醇丙烯酸酯)；和含有缩水甘油基的单体(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯)。如本文所使用，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和其混合物，并且本文所使用的术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸、甲基丙烯酸和其混合物。所述单体还可以包括一种或多种交联剂，如具有3到10个碳原子的α,β-单烯属不饱和羧酸的N-烷醇酰胺和其与具有1到4个碳原子的醇的酯(例如N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺)；基于乙二醛的交联剂；含有两个乙烯基的单体；含有两个亚乙烯基的单体；和含有两个链烯基的单体。示例性交联单体包括二元醇与α,β-单烯属不饱和一元羧酸的二酯，其中可以依次采用丙烯酸和甲基丙烯酸。含有两个非共轭的烯属不饱和双键的这类单体的实例是亚烷基二醇二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯，如乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯和丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯和亚甲基双丙烯酰胺。在一些实施例中，交联单体包括亚烷基二醇二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯和/或二乙烯基苯。当在共聚物中使用时，交联单体的存在量以总单体的重量计可以是0.2重量％到5重量％，并且被认为是共聚物中所使用的总量单体的一部分。除交联单体外，还可以添加少量的分子量调节剂(例如以总干单体重量计0.01重量％到4重量％)，如叔十二烷基硫醇。这些物质优选以与待聚合单体的混合物的形式添加到聚合区中，并被认为是共聚物中所使用的总量不饱和单体的一部分。在某些实施例中，本专利技术的纸涂料组合物中的粘合剂分散体的量以纸涂料组合物中的总颜料量的干重计可以以3重量％到20重量％、优选4重量％到15重量％并且更优选5重量％到10重量％的量存在。颜料本专利技术的涂料组合物进一步包含颜料。在某些实施例中，颜料是无机材料，如具有细到粗粒度的粘土；煅烧粘土；包括沉淀碳酸钙和研磨碳酸钙的碳酸钙；包括锐钛矿和金红石的二氧化钛；滑石；二氧化硅；硅酸铝；水合氧化铝；和三水合铝，其以单独形式或以两种或多种的组合形式分散于呈浆液形式的水性介质中。一般来说，首先将干颜料分散于水或溶剂中以形成颜料浆液。颜料浆液的制备在所属领域中众所周知，并且可以包括分散剂如聚丙烯酸或表面活性剂以有助于颜料颗粒的分散和稳定化。疏水改性的碱溶胀性乳液(HASE)在本专利技术的某些实施例中，涂料组合物包含有包含以下单体的结构单元的疏水改性的碱溶胀性乳液(HASE)聚合物：a)以聚合物的干重计优选35重量％到55重量％、更优选40重量％到50重量％并且最优选45重量％到49重量％的α,β-烯属不饱和羧酸单体；b)以HASE聚合物的干重计40重量％到55重量％、优选42重量％到53重量％并且更优选45重量％到50重量％的α,β-烯属不饱和非离子单体；和c)以HASE聚合物的干重计0.5重量％到20重量％、优选1.0重量％到15重量％并且更优选2.5重量％到10重量％的聚乙氧基化芳烷基苯酚(甲基)丙烯酸酯。α,β-烯属不饱和羧酸单体的合适实例包括一元酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和酰氧基丙酸；和二元酸单体，如马来酸、富马酸和衣康酸。在一些实施例中，使用二元酸单体替代一元酸的一部分，例如最多约10重量％。也可以使用二元酸单体的单酯，如马来酸的单丁酯。优选地，α,β-烯属不饱和羧酸单体是丙烯酸、甲基丙烯酸和其组合。合适的α,β-烯属不饱和非离子单体的实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸涂料组合物，其包含1)粘合剂的水分散体；2)颜料；3)淀粉；和4)包含羧酸单体、丙烯酸酯单体和具有下式的聚乙氧基化芳烷基苯酚(甲基)丙烯酸酯的结构单元的疏水改性的碱溶胀性乳液：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R1)CH2O)mR2，其中R是H或CH3，R1是甲基或乙基；R2是芳烷基苯基；n是6到100的整数并且m是0到50的整数，其限制条件是n≥m并且m+n是6到100。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纸涂料组合物，其包含1)粘合剂的水分散体；2)颜料；3)淀粉；和4)包含羧酸单体、丙烯酸酯单体和具有下式的聚乙氧基化芳烷基苯酚(甲基)丙烯酸酯的结构单元的疏水改性的碱溶胀性乳液：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R1)CH2O)mR2，其中R是H或CH3，R1是甲基或乙基；R2是芳烷基苯基；n是6到100的整数并且m是0到50的整数，其限制条件是n≥m并且m+n是6到100。2.根据权利要求1所述的纸涂料组合物，其中R2是三苯乙烯基苯基，n是20到30的整数，并且m是0。3.根据权利要求1所述的纸涂料组合物，其中所述疏水改性的碱溶胀性乳液的存在量以所述纸涂料组合物中的总颜料量的干重计是0.01重量％到1重量％。4.根据权利要求1所述的纸涂料组合物，其中所述颜料是粘土、二氧化钛，或碳酸钙，或滑石，或二氧化硅，或硅酸铝，或水合氧化铝，或三水合铝或其混合物。5.根据权利要求1所述的纸涂料组合物，其中所述疏水改性的碱溶胀性乳液以所述疏水改性的碱溶胀性乳液的干重计包含35重量％到55重量％甲基丙烯酸的结构单元、40重量％到...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立强，王瑞，王涛，蒋思媛，杜海涛，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US