涂料制造技术

一种涂料组合物，包括一种水分散体系，此分散体系包括：（ａ）一种颜料、（ｂ）一种粘合剂、（ｃ）一种荧光增白剂和（ｄ）一种水溶性烯不饱和单体或单体混合物所构成的水溶性聚合物，其特征在于该水溶性聚合物基本上由以下的重复单元组成：（ｉ）９０－１００摩尔％亲水性基本非离子的重复单元及（ｉｉ）０－１０摩尔％阴离子的重复单元，和具有５０，０００－５００，０００间的平均分子量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及着色涂料组合物，特别是流变性能增强的涂料组合物，可用于制备带涂层的纸、板及其它纤维素材料。本专利技术也涉及由所述涂料组合物制备的带涂层制品，并进一步涉及可用于所述涂料组合物的新聚合物。已知可将着色涂料组合物涂至成型纸或板材表面上，例如借以提高适印性、光泽和光学特性。这种着色涂料组合物被称为涂料。一般，涂料以作为包括颜料与粘合剂混合物的一种水分散体系使用。一般，着色涂料组合物包括一种或更多种颜料、一种荧光增白剂(FWA)、一种粘合剂、一种流变性改进剂以及任选其它化学试剂。颜料通常为白色无机粒状材料，例如碳酸钙或高岭土，而且通常在涂料组合物中包括至少75％，常常至少85％重量的分散固粒。萤光增白剂(FWA)(亦称光学增白剂(OBA))增强了光的折射品质，从而改进了涂层板的白度及亮度。粘合剂是用于将颜料固定在涂料纸或涂层板片上，它通常是一种粘性的聚合材料。粘合剂可以是一种水乳液，其内包括水不溶的粘性聚合物的分散粒子。另外，这种粘合剂也可以是其内包括水溶性淀粉的一种含水组合物。也可以是包括水乳液聚合物及淀粉两者的粘合剂。涂料组合物的流变性通常被调节至适合专门的用途。一般，利用可为杆棒或刮涂刀的涂布机，将着色涂料组合物涂布于纸片或板片表面上。刮涂刀涂布机较为流行，因为刮涂刀涂布机可以超过1,200米/分(3,930英尺/分)的速度进行涂布，并可用固含量最多70％的涂料。此外，刮涂刀可使涂料在纸片或板片上均匀分布，并使过量涂料离开平滑的涂层表面。重要的是使涂层表面平滑，以提高适印性。通常必需控制流变性达至十分窄的参数范围，以获得最适宜的涂布流变性。由于涂布涂料组合物通常涉及将其置于高剪切下，所以重要的是要使涂层组合物具有恰当的流动特性及保水特性。因此，在涂料组合物中添加流变改进剂属于常规做法。涂料组合物的保水性能与该组合物的保水能力有关。水释放进入纸片或板片必须较慢，以使涂料表面达到平滑。水快速渗入纸片或板片，会在到达刮涂刀之前造成释放过量的水，这样不利于刮涂刀充分平滑涂料的能力。另外，过量水释放进入薄片还会导致粘合剂分布不均匀，通常这被称为粘合剂迁移(migration)。一般粘合剂迁移沿涂层Z方向进行。粘合剂迁移结果造成对表面性质的损伤。已有各种聚合材料被用于改进涂料组合物及其涂层流变性及保水特征。涂敷诸如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤维素及海藻酸钠的天然聚合物，是众所周知的。此外，还有各种合成聚合物，包括聚乙烯醇及丙烯酸聚合物类，也被提出用于此目的。例如US 4,423,118描述了一种作为增稠剂的涂料组合物，包括由烯不饱合羧酸、烯不饱合酰胺及其水溶解度有限的疏水性单体所构成的一种共聚物。优选共聚物包括30-97重量％丙烯酸、1-50重量％丙烯酰胺及2-70重量％丙烯腈。在实现涂料组合物的最佳流动及保水特性中，会出现损害涂料纸或涂层板片光学性质的缺陷。因此，最好可能提供一种涂料组合物，它既具有最佳流变性质，又具有高保水度，而且涂料纸或涂层纸板片还具有改良的光学性质。按照本专利技术提供的涂料组合物，包括一种水分散体系，其组成为(a)一种颜料、(b)一种粘合剂、(c)一种荧光增白剂及(d)由水溶性烯不饱和单体或单体混合物形成的一种水溶性聚合物，其特征在于该水溶性聚合物基本上由以下的重复单元组成(i)90-100摩尔％亲水性基本非离子的重复单元及(ii)0-10摩尔％阴离子的重复单元和具有50,000-500,000范围的平均分子量。该颜料可以是一种无机材料，比如碳酸钙、高岭土、硅酸铝或硅酸镁如陶土、硫酸钡、缎光白、二氧化钛、滑石、石膏板和白云母云母石。另外，该颜料也可以是一种聚合的塑料颜料，包括微球体，例如0.1-1.0微米直径，即空腔的或实心的。这种聚合塑料颜料可以是基于聚苯乙烯的，有时这种聚合物还可含丁二烯或丙烯酸的组分。但是，优选该颜料是无机化合物，更优选为碳酸钙或粘土，诸如高岭土或碳酸钙与粘土的混合物。颜料或颜料混合物的选择通常通过具体应用来决定。例如用于低涂量(LWC)单层涂布的颜料组分则可仅由粘土组成。也可希望对纸或板材的表面涂布多层涂料。第一覆盖层(预涂层)可能最好由100％碳酸钙组成，作为颜料组分，而对于顶层，可能最好使用碳酸钙及粘土作为颜料组分。通常提供的颜料是一种一般包括至少40％或50％固粒的水分散体系。优选颜料分散体系有至少60％或70％的固粒，甚至可最多到80％的固粒。一种特别优选的颜料分散体系包括碳酸钙在70-72％之间。为了促进颜料分散体系的稳定性，有时最好加入一种分散剂。分散剂可以是例如一种表面活性剂，不过更优选的是，分散剂是一种聚合物分散剂，例如一种其分子量较低的水溶性阴离子聚合物。特别优选的是聚丙烯酸钠，其分子量在1,000-6,000范围，例如EP-B-129329所述。在涂料组合物中，颜料可能通常构成其总固粒的至少75％的重量，例如85％或90％的重量。粘合剂可以是例如一种含水胶乳聚合物分散体系，可以是基于丁二烯/苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸及酯类/苯乙烯/丙烯腈、乙烯/氯乙烯、及乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物；或均聚物，诸如聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯及聚醋酸乙烯酯或聚氨基甲酸酯。粘合剂分散体系可以通过水乳液聚合而制备。优选粘合剂由苯乙烯/丙烯酸丁酯或苯乙烯/丁二烯/丙烯酸酯共聚物或苯乙烯/丁二烯橡胶组成。其它可用于本专利技术的聚合物胶乳被描述于例如US3,265,654、3,657,174、3,547,899及3,240,740专利说明书中。一般这种分散体系包括粒度范围0.05-2微米范围的微粒和含量40-55％重量的粘合剂。该荧光增白剂(FWA)可以是任一具有荧光性能的化学品，它能吸收光谱中紫外部分的光线并将它发射于可见光谱中。优选荧光增白剂是茋(stilbene，亦名1，2-二苯乙烯)萤光增白剂，如GB-A-2026566和GB-A-2026054中所述，或双茋(bisstilbene)萤光增白剂，如EP-A-624687中所述。荧光增白剂包括二氨基芪二磺酸衍生物和二苯乙烯联苯基衍生物。优选地是，提供一般至少30％重量，如约60％重量的高浓缩水浆液型的萤光增白剂。按照本专利技术的涂料组合物，优选含10-70％重量的颜料。粘合剂优选用量要足以使聚合物干含量在颜料的1-30％重量之间，优选5-25％重量，更优选7-20重量％。计算按照本专利技术所用荧光增白剂量，按颜料重量计，要使荧光增白剂量优选在0.01-0.1重量％，更优选0.05-1重量％。流变改进剂用量优选为颜料的0.01-5％重量，优选0.05-2重量％，更优选0.1-2％重量。水分散体系，按分散体系总重量计，可包括50-80％的固粒，不过优选分散体系有约70％的固粒。制备按照本专利技术的涂料组合物的优选方法是，将含水粘合剂乳液与含水颜料分散体系混合一起，使其用量构成颜料和粘合剂的适当比例，然后在强烈搅拌下添加荧光增白剂的水分散体系，以保证颜料、粘合剂和荧光增白剂的微粒被均匀分布于整个水介质中。然后，可能需要添加更多的水，以获得准确的固粒含量。优选地是，将水溶性聚合物(组分(d))加至水分散体系中，一旦使其它组分充分混合，确保了其它组分均匀分布后，就加入所需的附加水。但是，也有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种着色涂料组合物，包括有由以下组成的水分散体系： （ａ）一种颜料、 （ｂ）一种粘合剂、 （ｃ）一种荧光增白剂及 （ｄ）一种由水溶性烯不饱和单体或单体混合物形成的水溶性聚合物， 其特征在于该水溶性聚合物基本由以下的重复单元组成： （ｉ）９０－１００摩尔％亲水性基本非离子的重复单元及 （ｉｉ）０－１０摩尔％阴离子的重复单元， 和具有５０，０００－５００，０００范围的平均分子量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PM维斯顿，R科克克罗夫特，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]