用于制造玻璃纤维产品的经含亚磷酸单体的乳液聚合物改性的脲-甲醛树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供可用于制造例如用于屋顶瓦板的经处理的玻璃垫子的经聚合物改性的水性脲甲醛树脂(UF树脂)粘合剂组合物，其中聚合物改性剂是多级水性乳液橡子共聚物，所述共聚物包含一种含有亚磷酸基团的凸出聚合物级和包含不与所述凸出聚合物级相容的加成共聚物的一种或多种其它聚合物级，其中所述多级水性乳液共聚物具有从‑60至25℃，或优选地从‑30至12℃的测量的Tg，以及进一步地，其中用于制造一种或多种其它聚合物级的单体总数与用于制造凸出聚合物级的单体总量的重量比是在从3:1至50:1，或优选地，从3:1至30:1，或更优选地，从3:1至20:1，或甚至更优选地，从8:1至12:1的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及水性脲甲醛(UF)树脂粘合剂组合物，其包含至少一种多级乳液共聚物作为聚合物改性剂，其中多级乳液共聚物中的一种聚合物级包含至少一种含亚磷酸基团的聚合物并从多级乳液共聚物中其它聚合物级伸出或凸出，用于利用水性脲甲醛树脂粘合剂组合物以制造玻璃纤维垫子产品的方法，以及通过本专利技术的方法制造的产品。由合成纤维和纤维掺混物制造的玻璃纤维垫子、和纤维垫子广泛地用于建筑材料工业，例如，用作隔热材料、用作制造复合地板的衬底、或用作制造屋顶瓦板的衬底。纤维垫子，尤其是玻璃纤维垫子通常在商业上由湿法成网法制造，所述湿法成网法在可以被视为改进的造纸设备上进行。在此方法中，将纤维浆液沉积在移动筛网上或通过去除水，通常通过抽吸和/或真空装置将圆柱体加工成片状纤维垫子。然后将树脂或聚合粘合剂施用于垫子以将玻璃纤维垫子结合在一起。施用粘合剂后，利用加热将垫子硬化或固化以提供所期的垫子完整性。用于制造纤维垫子，尤其玻璃纤维垫子的广泛使用的粘合剂包含热固性脲-甲醛(UF)树脂，所述树脂可利用乳液聚合物或溶液聚合物强化。UF树脂因为相对廉价而常使用。粘合剂组合物为最终固化的垫子提供垫子强度，以及当未固化的湿法成网的垫子以其初始结构传送至并通过固化炉时用以改善其强度。因为利用基本上由UF树脂组成的粘合剂制造的玻璃纤维垫子通常是脆的，所以添加乳液聚合物已经被证实了有效增加垫子的挠性，得到改善的机械性质，例如拉伸强度和抗撕裂性。Wallace的美国专利第6,770,169号公开了一种用于玻璃纤维垫子的粘合剂组合物，所述组合物包含利用含有含阴离子磷酸基团的单体的聚合残基的乳液聚合物强化的脲-甲醛树脂。但是，没有提供用于制备所述聚合物的方法的细节，该领域的技术人员应熟知，制备包含含磷单体的乳液聚合物的方法在决定聚合物在粘合剂中的性能是关键的。本专利技术者努力解决提供水性脲甲醛(UF)树脂粘合剂组合物的问题，所述组合物施用并固化在纤维玻璃衬底上时提供与已知的水性乳液聚合物改性的UF树脂粘合剂相比的改善的拉伸强度和抗撕裂性。1.根据本专利技术，水性脲甲醛树脂(UF树脂)粘合剂组合物包含UF树脂和以粘合剂组合物的总固体计，从2重量％至10重量％，优选地，从3重量％至9重量％，或更优选地，从4重量％至8重量％的至少一种聚合物改性剂，所述改性剂是多级水性乳液共聚物，所述共聚物具有两种或更多种聚合物级并具有一种凸出聚合物级，所述其凸出聚合物级是从多级乳液共聚物的一种或多种其它聚合物级伸出或凸出的包含亚磷酸基团的聚合物，所述凸出聚合物级共聚物包含作为共聚单元的a)从0.5重量％至10重量％，或优选地，从2重量％至7重量％的一种或多种亚磷酸单体或其盐；b)从0.2重量％至20重量％，或优选地，从0.5重量％至5重量％的一种或多种羧酸单体、硫酸单体、其盐或其组合；c)从0.1重量％至30重量％，优选地，从0.2重量％至10重量％的一种或多种多烯属不饱和单体；和d)作为剩余单体的至少一种第二单烯属不饱和单体，所有单体比例都以用于制造乳液共聚物的单体的总重量计，并且整个多级水性乳液共聚物包含具有从-60至25℃，或优选地从-30至12℃的测量的玻璃化转变温度的共聚物。2.优选地，以上1的水性脲甲醛树脂粘合剂组合物包含以粘合剂组合物的总固体计5重量％或更少，或优选地，0.5重量％或更少，或更优选地，0.1重量％或更少的酚醛树脂。3.根据以上1或2中本专利技术的组合物，多级乳液共聚物的一种或多种其它聚合物级与凸出聚合物级的重量比是在以用于制造乳液共聚物的相应级的单体的总重量计从3:1至50:1，或优选地，从3:1至30:1，或更优选地，从3:1至20:1，或甚至更优选地，从8:1至12:1范围内。4.根据以上1、2、或3中本专利技术的组合物，多级水性乳液共聚物的凸出聚合物级包含预成型或种子聚合物。5.根据以上1、2、3或4中任一项的本专利技术的组合物，多级水性乳液共聚物的一种或多种其它聚合物级是以用于制造一种或多种其它聚合物级的单体的总重量计少于2重量％的任一种或多种亚磷酸单体的共聚产物，或优选地，基本上不含亚磷酸基团。6.根据以上1、2、3、4或5中任一项的本专利技术的组合物，多级水性乳液共聚物进一步包含一种或多种含硅单体，例如含硅烷单体作为共聚单元。7.根据以上1、2、3、4、5、或6中任一项的本专利技术的组合物，多级水性乳液共聚物包含苯乙烯或经烷基取代的苯乙烯作为第二单烯属不饱和单体的共聚单元。在又另一种方面中，本专利技术提供利用以上项目1至6中任一项的水性脲甲醛树脂粘合剂制造玻璃纤维垫子产品的方法，所述方法包含将水性脲甲醛树脂粘合剂组合物施用于湿法成网的连续玻璃纤维垫子或用水性脲甲醛树脂组合物处理湿法成网的连续玻璃纤维垫子并加热固化水性脲甲醛树脂组合物以形成经处理的玻璃垫子。在本专利技术的又另一种方面中，本专利技术包含由以上项目1至6中任一项的水性脲甲醛树脂粘合剂组合物制造的经处理的玻璃垫子，通过将该组合物施用于湿法成网的连续玻璃纤维垫子或用水性脲甲醛树脂粘合剂组合物处理湿法成网的连续玻璃纤维垫子并加热固化水性脲甲醛树脂组合物以形成经处理的玻璃垫子(例如，用于制造柏油涂覆的屋顶瓦板)进行。在本专利技术的又另一种方面中，制造以上项目1至6中任一项的本专利技术的水性脲甲醛树脂粘合剂组合物的方法包含乳液共聚a)一种或多种亚磷酸单体，b)一种或多种羧酸单体、硫酸单体或其盐；c)一种或多种多烯属不饱和单体和d)一种或多种第二单烯属不饱和单体的第一单体混合物以形成预成型或种子聚合物，然后在预成型或种子聚合物存在下共聚一种或多种第二单烯属不饱和单体和一种或多种多烯属不饱和单体的第二单体混合物以形成一种或多种其它聚合物级，优选地通过逐渐加成聚合，其中第二单体混合物与第一单体混合物的重量比是从3:1至50:1，或优选地，从3:1至20:1，或更优选地，从8:1至12:1。除非另外指出，所有温度和压力单位是室温和标准压力。单数形式“一”，“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文明确另外指出。除非另外定义，文中所用的技术和科学术语具有与该领域的技术人员通常理解的相同意思。所有范围是包含性的并可组合。因此，例如，包含从0.01重量％至5重量％，从5重量％或更少，或优选地，0.5重量％或更少，或更优选地，0.1重量％或更少的酚醛树脂的组合物的公开内容将被视为包括从0.01重量％至0.1重量％，从0.01重量％至5重量5，从0.1重量％至0.5重量％，从0.1重量％至5重量％以及从0.5重量％至5重量％的范围。包含括号的所有短语表示所包括括号项及其不存在的情况中的任一种或两种。例如，短语“(甲基)丙烯酸酯”换句话说包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。如文中所用，术语“水性”或“水性溶剂”包括水和基本上由水和水可混溶的溶剂组成的混合物。如文中所用，除非另外指出，术语“粘度”指在DV-IIIUltraLVBrookfield粘度计(BrookfieldEngineeringLaboratories,Middleboro,MA)上在30rpm下利用锭子#31并将样品温度保持在恒定25℃下测量的具有所指示固体和材料的组合物的粘度。如文中所用，短语“以总粘合剂固体计”或“以粘合剂组合物的总固体计”指相对于粘合剂中所有非挥发性成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性脲甲醛树脂(UF树脂)粘合剂组合物，其包含UF树脂和以所述粘合剂组合物的总固体计，从2重量％至10重量％的至少一种聚合物改性剂，所述聚合物改性剂是多级水性乳液共聚物，其具有两种或更多种聚合物级并具有一种凸出聚合物级，所述凸出聚合物级是从所述多级乳液共聚物的一种或多种其它聚合物级伸出或凸出的含亚磷酸基团的聚合物，所述凸出聚合物级共聚物包含作为共聚单元的a)从0.5重量％至10重量％的一种或多种亚磷酸单体或其盐；b)从0.2重量％至20重量％的一种或多种羧酸单体、硫酸单体、其盐或其组合；c)从0.1重量％至30重量％的一种或多种多烯属不饱和单体；和d)作为剩余单体的至少一种第二单烯属不饱和单体，所有单体比例都以用于制造所述乳液共聚物的单体的总重量计，并且整个多级水性乳液共聚物包含具有从‑60至25℃的测量的玻璃转变温度的共聚物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 US 62/0181071.一种水性脲甲醛树脂(UF树脂)粘合剂组合物，其包含UF树脂和以所述粘合剂组合物的总固体计，从2重量％至10重量％的至少一种聚合物改性剂，所述聚合物改性剂是多级水性乳液共聚物，其具有两种或更多种聚合物级并具有一种凸出聚合物级，所述凸出聚合物级是从所述多级乳液共聚物的一种或多种其它聚合物级伸出或凸出的含亚磷酸基团的聚合物，所述凸出聚合物级共聚物包含作为共聚单元的a)从0.5重量％至10重量％的一种或多种亚磷酸单体或其盐；b)从0.2重量％至20重量％的一种或多种羧酸单体、硫酸单体、其盐或其组合；c)从0.1重量％至30重量％的一种或多种多烯属不饱和单体；和d)作为剩余单体的至少一种第二单烯属不饱和单体，所有单体比例都以用于制造所述乳液共聚物的单体的总重量计，并且整个多级水性乳液共聚物包含具有从-60至25℃的测量的玻璃转变温度的共聚物。2.根据权利要求1所述的水性脲甲醛树脂粘合剂组合物，其包含以所述粘合剂组合物的总固体计从0.1重量％至5重量％的酚醛树脂。3.根据权利要求1所述的水性脲甲醛树脂粘合剂组合物，其中所述多级乳液共聚物中所述一种或多种其它聚合物级与所述凸出聚合物级的重量比是在以用于制造所述乳液共...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·勃林，A·S·布朗奈尔，M·D·凯利，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US