共聚物分散体以及它们在纸涂布制剂中的用途制造技术

本发明专利技术涉及共聚物分散体，其包含(a)具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯；(b)乙烯；(c)0.5至5pphm的包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体；和(d)0.55至2pphm的包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体；其中所述共聚物分散于包含稳定剂的水性介质中。所述分散体有利地提供令人惊讶地好的对纸基材的粘附特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及包含乙烯基酯/乙烯共聚物的共聚物分散体以及它们在纸涂布制剂中的用途。专利技术背景经着色的纸涂布制剂通常包含水性合成聚合物粘结剂分散体和颜料，并且可以包含典型地用于纸涂布领域的其它添加剂。所述分散体中的聚合物粘结剂的示例是乙酸乙烯酯共聚物和互聚物，包括乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)和乙酸乙烯酯/丙烯酸烷基酯共聚物和互聚物，和苯乙烯/丁二烯苯乙烯/丙烯酸酯共聚物。这样的共聚物和互聚物还可以包含其它共聚单体，例如经共聚的烯属不饱和一元羧酸或二元羧酸或起交联剂作用的其它不饱和共聚单体。例如美国专利第4,395,499号公开了具有增加的保水性和稳定性的用于纸涂布的高强度颜料粘结剂。涂布组合物包含水性合成聚合物胶乳，所述胶乳包含乙烯基酯的经分散的互聚物；聚烯属不饱和共聚单体，其可以为氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、二乙烯基苯或邻苯二甲酸二烯丙酯；烯属不饱和单羧酸或二羧酸共聚单体或其偏酯；和任选的丙烯酸烷基酯共聚单体。此外，美国专利第4,503,185号公开了在纸涂布制剂中表现出增强的干燥表面结合(pick)强度和光泽的乙烯基酯/乙烯水性乳液共聚物。所述共聚物包含在水性介质中胶态分散的乙烯基酯/乙烯共聚物，所述共聚物基本上由以下组成：(a)C1-C12链烷酸的乙烯基酯，(b)约0.5至15重量％的乙烯，(c)0.1至10重量％的烯属不饱和C3-C10单羧酸或二羧酸或这样的二羧酸与C1-C18链烷醇的偏酯，(d)0.05至10重量％的丙烯酸二环戊二烯酯和(e)0-50重量％的丙烯酸烷基酯。虽然这些不同类型的纸涂布粘结剂分散体具有可获得性，但是对于经涂布的纸和经涂布的纸板生产商而言，仍然存在持久需求，以在将纸涂布组合物施加至纸和纸板产品时，识别当用于所述组合物中时提供增加的粘结强度的纸涂布分散体(即纸涂布粘结剂)。最经常地，通过称为IGT表面结合强度测试的纸测试来量化粘结强度。可以将由采用任何给定类型的纸涂布组合物涂布的选定的纸基材所显示的表面结合效应的评价用于量化所述组合物的粘结强度和涂布性能。借助于根据本领域公知且在此通过引用并入本文的制浆造纸工业技术协会(TAPPI)的标准测量方法的IGT表面结合测试进行表面结合评价。由依据通过引用全文并入本文的TAPPI可用方法UM591，纸的表面强度的IGT干燥表面结合测试提供干粘结强度的测量。当使用油墨辊和如UM591中所描述的标准条件印刷时，所述IGT干燥表面结合强度测量将纸涂层从纸基材条表面提离所需要的以cm/sec计的速率。较高的IGT干燥表面结合数指示经涂布的基材就表面结合而言的更好的耐性和因此更高强度的涂布性质。湿粘结强度可以根据IGT湿表面结合测试测量，其中在润湿纸之后评价湿粘结强度。IGT加湿单元包括具有刮刀的加湿盘和印刷盘。可将所述加湿单元和刮刀用于将薄的和恒定量的水施加至纸基材，然后将其用标准IGT油墨印刷。在使油墨干燥30分钟之后，将密度计用于测量未润湿的经印刷表面上的油墨的密度并与预润湿的和经印刷的表面的油墨密度对比。用于测定IGT湿表面结合的公式为：较低的IGT湿表面结合数指示经涂布的基材就表面结合而言的更好的耐性和因此更高强度的涂布性质。较高的值指示更多的湿表面结合。各种乳液聚合组分和技术可以影响粘结强度，但是通常已知乙烯基酯基粘结剂(例如聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯-乙烯、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯和上文所讨论的乙酸乙烯酯基粘结剂)提供比更通常使用的涂布粘结剂如苯乙烯丁二烯(SB)和苯乙烯丙烯酸系物质更低的粘结强度。为了弥补由使用这样的乙烯基酯基粘结剂的纸涂布组合物提供的较低的IGT表面结合耐性，典型地需要较高的粘结剂水平，这当然负面地影响用这些类型的涂布粘结剂制造的经涂布的纸和纸板产品的利润率。此外，高的粘结剂水平可能导致不利的性质，例如降低的油墨吸收。因此存在对特别是当用于纸涂布制剂时显示出改进的粘结强度特性的乙烯基酯基共聚物分散体的需求。专利技术简述现已发现使用包含某些其它共聚单体的乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)分散体，可以制备具有特别期望的物理性质如良好的干和/或湿表面结合强度的胶乳粘结剂。这样的胶乳粘结剂是值得期望的，因为可将它们用于提供特别有效的和环境友好的用于纸和纸板应用的涂布组合物。因此，在一个实施方案中，本专利技术是共聚物分散体，其包含具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯，乙烯，0.5至5pphm的包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体(本文中也称为“第一共聚单体”)和0.55至2pphm(例如0.75至1.25pphm)的包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体(本文中也称为“第二共聚单体”)的共聚物。如本文中所使用的术语“pphm”是指每百个主要单体的份数，即每百个链烷酸的乙烯基酯和乙烯的份数。所述共聚物分散于包含稳定剂，优选表面活性剂的水性介质中。在另一实施方案中，本专利技术是共聚物分散体，其包含具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯，乙烯，1.7至5pphm、例如2至4pphm的包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体和0.1至2pphm、例如0.75至1.25pphm的包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体的共聚物。所述共聚物分散于包含稳定剂，优选表面活性剂的水性介质中。在又一实施方案中，本专利技术是共聚物分散体，其包含具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯，乙烯，包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体和包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体的共聚物。所述共聚物分散于包含稳定剂，优选表面活性剂的水性介质中。所述共聚物具有大于80nm且小于260nm，例如大于80nm且小于220nm的平均粒度，如通过激光气溶胶光谱法测定。在另一实施方案中，本专利技术是纸涂布组合物，其包含本文中所描述的任意聚合物分散体和一种或多种颜料。所述颜料可以选自粘土、碳酸钙、二氧化钛、塑料颜料及其组合。在又一实施方案中，本专利技术是制备共聚物分散体的方法，所述方法包括提供提供包含(i)具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯；(ii)乙烯；(iii)包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体和(iv)包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体的水性混合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
共聚物分散体，包含：以下物质的共聚物：(a)具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯；(b)乙烯；(c)0.5至5pphm的包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联共聚单体；和(d)0.55至2pphm的包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其酸酐的第二官能共聚单体；其中所述共聚物分散于包含稳定剂的水性介质中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.18 US 61/836,2931.共聚物分散体，包含：
以下物质的共聚物：
(a)具有1至13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯；
(b)乙烯；
(c)0.5至5pphm的包含含有环氧基的烯属不饱和单体的第一交联
共聚单体；和
(d)0.55至2pphm的包含烯属不饱和二羧酸、其单酯或二酯或其
酸酐的第二官能共聚单体；
其中所述共聚物分散于包含稳定剂的水性介质中。
2.根据权利要求1所述的分散体，其中所述第一交联共聚单体选
自烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酰基缩水甘油醚、丁二烯单环氧化物、
1,2-环氧基-5-己烯、1,2-环氧基-7-辛烯、1,2-环氧基-9-癸烯、8-羟基-6,7-
环氧基-1-辛烯、8-乙酰氧基-6,7-环氧基-1-辛烯、N-(2,3-环氧基丙基)
丙烯酰胺、N-(2,3-环氧基丙基)甲基丙烯酰胺、4-丙烯酰氨基苯基缩水
甘油醚、3-丙烯酰氨基苯基缩水甘油醚、4-甲基丙烯酰氨基苯基缩水
甘油醚、3-甲基丙烯酰氨基苯基缩水甘油醚、N-缩水甘油氧基甲基丙
烯酰胺、N-缩水甘油氧基丙基甲基丙烯酰胺、N-缩水甘油氧基乙基丙
烯酰胺、N-缩水甘油氧基乙基甲基丙烯酰胺、N-缩水甘油氧基丙基丙
烯酰胺、N-缩水甘油氧基丙基甲基丙烯酰胺、N-缩水甘油氧基丁基丙
烯酰胺、N-缩水甘油氧基丁基甲基丙烯酰胺、4-丙烯酰氨基甲基-2,5-
二甲基苯基缩水甘油醚、4-甲基丙烯酰氨基甲基-2,5-二甲基苯基缩水
甘油醚、丙烯酰氨基丙基二甲基(2,3-环氧基丙基)氯化铵和甲基丙烯酰
氨基丙基二甲基(2,3-环氧基丙基)氯化铵。
3.根据权利要求1所述的分散体，其中所述第一交联共聚单体包
括甲基丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述共聚物包含
2至4pphm的所述第一交联共聚单体。
5.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述第二官能共
聚单体包含衣康酸、衣康酸的单酯或二酯或衣康酸酐。
6.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述第二官能共
聚单体选自马来酸、柠康酸、中康酸、富马酸，它们的C4-C8烷基单
酯或二酯及其酸酐。
7.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述共聚物包含
0.75至1.25pphm的所述第二共聚单体。
8.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述具有1至13
个碳原子的链烷酸的乙烯基酯包括乙酸乙烯酯。
9.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述共聚物包含
70至95pphm的乙酸乙烯酯和5至30pphm的乙烯。
10.根据前述权利要求任一项所述的分散体，其中所述稳定剂包括
表面活性剂稳定剂。
11.根据权利要求10所述的分散体，其中所述表面活性剂稳定剂
选自十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、十二烷基二苯基醚二磺酸二
钠、N-十八烷基磺基琥珀酸盐、磺基琥珀酸二辛酯钠及其组合。
12.根据权利要求10所述的分散体，其中所述表面活性剂稳定剂
包括月桂基硫酸钠。
13.根据权利要求10所述的分散体，其中所述稳定剂进一步包括
官能化共聚单体。
14.根据权利要求1-9中任一项所述的分散体，其中所述稳定剂包
括官能化共聚单体。
15.根据权利要求14所述的分散体，其中所述官能化共聚单体包
括乙烯基磺酸钠。
16.根据权利要求1-9中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘延中，C·里彻瑞，N·库尔森，
申请(专利权)人：塞拉尼斯销售德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE