本发明专利技术涉及适合于热封使用的水基乙烯－乙酸乙烯酯（ＥＶＡ）聚合物乳液。优选ＥＶＡ聚合物乳液形成透明的薄膜。本发明专利技术的ＥＶＡ聚合物通过相对低压的工艺制备，即，小于２０００磅／平方英寸，优选大约１０００磅／平方英寸－大约２０００磅／平方英寸的压力。水基ＥＶＡ基聚合物乳液含有由乙烯键合产生的晶体片断，聚合物乳液在主要由表面活性剂或纤维素保护胶体结合表面活性剂组成的稳定系统存在下，由乙烯和乙酸乙烯酯，优选与含羧基的单体进行乳液聚合制备。
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
乙酸乙烯酯和乙烯共聚物的水分散体是已知的。一般地，当共聚物的乙烯含量超过聚合物的40％(重量)，通常是大于聚合物的50％(重量)时共聚物被认为是高乙烯共聚物。其一般称为EVA共聚物，而乙烯重量小于50％的共聚物通常称为VAE共聚物。制备高乙烯含量共聚物乳液的一种方法是在溶剂存在下将乙酸乙烯酯和乙烯聚合，然后用机械方法乳化得到聚合物。形成乙酸乙烯酯和乙烯共聚物的另一个方法是在水和稳定化介质存在下，高压下进行乙酸乙烯酯和乙烯的乳液聚合。已经认识到EVA聚合物具有许多用途，包括用作涂层、压敏粘合剂、纸饱和粘合剂(paper saturation binders)、可再制浆纸张的涂层、粘合剂等等。建议EVA聚合物的一种用途是用于热封。含水乳液涂到例如纸板原料的基材上然后进行干燥，为了储存和输送经常将这些基材卷起来。在制成品的工厂现场，将其中粘附有聚合物的纸板原料固定或层叠到一表面上，然后加热到足以使聚合物熔化并且进行封接。为了使聚合物在热封粘合剂方面的应用具有良好的市场前景，该聚合物应该具有恰当的热封粘合剂特性和不粘连特性的平衡。理想地，良好的热封粘合剂在适当的低温下例如小于109℃，优选小于99℃下应该能够形成充分的粘合。这使转炉能够以快的线速度运行而不需要过多的加热。降低温度也减少工作者由于烧伤而受伤的危险，并且将基材在较高温度时发生的损坏减到最少。一种良好的热封粘合剂必须在室温下，即在未控制环境的仓库和卡车中的温度，例如35℃以及35℃以上，保持不粘连。使用于热封应用的聚合物的另外两个必要条件是透明度和热胶料强度。在例如薄膜包装的薄膜的热封应用中要求透明度。基材薄膜透明而热封粘合剂形成不透明的粘合区或引起变色对这种应用是不适宜的。热胶料强度定义为根据在热封处理中形成粘合之后立即剥离的粘着力来判断的粘合强度。如果聚合物没有显示出热胶料强度，则粘合可能失败，因为这部分退出了热封机并且随着沿生产线向前的移动而受到应力。在下面的专利中公开了典型的生产VAE和EVA聚合物的方法。US 3,226,352公开了在水和含烷基苯氧基聚氧乙烯乙醇乳化剂的非离子型乳化剂体系存在下分批聚合乙烯。该产品特征为具有优良的稳定性，是无臭、无色、乳状、低粘度液体。使用相对于全部聚合物重量15-20％的乳化剂来生产固体含量超过25％的乳液。报告了该乳液在织物贴面、磨光、印刷油墨和表面涂层方面的用途。US 3,436,363公开了在可聚合的烯键式不饱和一元或多元羧酸或磺酸和水存在下分批和连续进行乙烯聚合的方法。典型的可聚合烯键式酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸等等。聚合物乳液的固体水平大约是25-30％(重量)。报告了该乳液可用于纸张涂层、织物贴面、磨光和表面涂层方面。US 3,355,322公开了用于制备用作纸张涂层或表面涂层的含20-70％，一般含25-60％乙烯的乙酸乙烯酯-乙烯乳液的分批制备方法。乙烯含量大约30％(重量)的聚合物加入饱和的碳酸氢钠盐水溶液产生沉淀，并且发现聚合物在190℃温度下熔融指数为每10分钟155克。US 3,692,723公开了一种生产热熔型粘合剂的方法，该方法通过乙酸乙烯酯和乙烯的乳液聚合，乙烯占30-98％，聚合反应在聚乙烯醇、HLB为16-21的非离子型表面活性剂和至少一种选自十二烷醇硫酸酯的钠盐、钾盐或铵盐或者十二烷基苯磺酸的钠盐的阴离子型表面活性剂存在下进行。US 4,128,518公开了一种用于生产压敏粘合剂的方法，该粘合剂包括乙烯含量15-40％(重量)的乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的水乳液。据报道当乙烯含量超过40％(重量)时，表现出乙烯的可结晶性并且该压敏粘合剂变硬，胶粘性和粘合力较差。US 5,747,578公开了一种通过保护性胶体进行稳定化的分散体形式或可再分散粉末形式的共聚物。其Tg是-40-10℃，乙烯含量至少30％(重量)。制备该共聚物是通过在一定条件下将乙酸乙烯酯和乙烯共聚，形成乙烯重量大于40％的第一聚合物相，然后形成含乙酸乙烯酯和占单体总量最高40％重量的乙烯的第二共聚物相。报道了该共聚物在建筑材料成分中用作粘合剂。US 5,872,181公开了用于封装应用和用于粘合难于粘合的表面的含水乙酸乙烯酯-乙烯聚合物粘合剂。该聚合物含55-80wt％乙酸乙烯酯，15-45wt％乙烯和0-30wt％一种或多种其它烯键式不饱和可共聚单体。该聚合物通过使用聚乙烯醇稳定剂体系作为保护胶体和表面活性剂进行乳液聚合来生产。US 6,319,978公开了一种压力敏感的基于乙酸乙烯酯-乙烯-羧基的粘合剂，其含有高(45-55wt％)乙烯含量、Tg是-25--70℃的乳液聚合物。高乙烯含量的乳液配制成在室温下触摸时是粘的。WO 02/42342(2002)公开了含有至少55％(重量)乙烯的乙烯-乙酸乙烯酯乳液聚合物，该聚合物是水可分散的，然而在含0.5％或更多的无机盐的水溶液中是不可分散的。乳液聚合物用亲水性的聚合物胶体例如聚丙烯酸来稳定化。报道该聚合物在制备对环境无害的产品，例如可冲洗的卫生产品中是有用的。高乙烯含量的乳液设计成在室温下触摸时是粘的。WO 02/079,270公开了在无羧酸单体的亲水胶体存在下通过乙烯和乙酸乙烯酯聚合形成高乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。高乙烯含量的乳液设计成在室温下触摸时是粘的。JP2002322216A公开了一种利用氧化还原体系形成乙烯-乙酸乙烯酯聚合物的方法，其中乙烯是其主要成分。聚合物通过在聚乙烯醇存在下进行乳液聚合形成。过硫酸盐和亚硫酸氢钠被用作引发体系。在聚合过程中乙酸乙烯酯含量保持在大约3％(重量)的水平。专利技术概述本专利技术涉及适合于热封使用的水基乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物乳液。优选EVA聚合物乳液形成透明的薄膜。用于本专利技术的EVA是含有任意的乙烯含量的聚合物，例如含有聚合物重量10-85％的乙烯。本专利技术的EVA聚合物通过相对低压的工艺制备，即，小于2000磅/平方英寸(13,891kPa)，优选大约1000磅/平方英寸(6,996kPa)-大约2000磅/平方英寸(18,891kPa)的压力。水基EVA基聚合物乳液含有由乙烯键合产生的晶体片断，聚合物乳液在主要由表面活性剂或纤维素保护胶体与表面活性剂结合组成的稳定系统存在下，由乙烯和乙酸乙烯酯，优选与含羧基的单体通过乳液聚合制备。本专利技术的EVA聚合物具有(a)以20℃/分钟的加热速度进行测量时，晶体熔点(Tm)的范围是35-110℃，优选50-90℃；和，(b)于6.28拉德(rad)/秒测量时，拉伸储存模量115℃下至少为1×105达因/cm2。另外，其应该具有(c)每克5-100焦耳的晶体熔融热(Hf)，优选15-70J/g；(d)玻璃化转变温度(Tg)为+25℃-约-35℃，和(e)在温度约50℃下不粘连。专利技术详述本专利技术的水基EVA聚合物乳液是根据乙酸乙烯酯和乙烯制备的，其中乙酸乙烯酯聚合单元占聚合物重量的15-90％，乙烯聚合单元的重量为10％-85％；优选乙酸乙烯酯占25-80重量％，乙烯占20-75重量％；最优选乙酸乙烯酯占35-75重量％，乙烯占25-65重量％。本专利技术另一个具体实施方案是这种水基EVA聚合物乳液，其中EVA聚合物由30-50wt％乙酸乙烯酯和50本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于热封应用的水基乙烯－乙酸乙烯酯聚合物乳液，所述含有结晶乙烯片断的乙烯－乙酸乙烯酯聚合物在主要由表面活性剂或纤维素保护胶体结合表面活性剂组成的稳定系统存在下，通过乙烯和乙酸乙烯酯乳液聚合制备，所述乙烯－乙酸乙烯酯聚合物具有： （ａ）以２０℃／分钟加热速度测量的晶体熔点的范围是３５－１１０℃；和，（ｂ）于６．２８拉德／秒测量时拉伸储存模量１１５℃下至少为１ｘ１０↑［５］达因／ｃｍ↑［２］。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：JJ拉拉斯科，CL达尼尔斯，DW霍瓦特，MS维拉萨诺斯，RH博特，
申请(专利权)人：气体产品聚合物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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