用于改性有色涂料的流变性的组合物、其用途和有色涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种改性有色涂料的流变性的组合物及其用途。该组合物包含水性聚合物分散体，其包含单体(a)和单体(b)的共聚物，所述单体(a)是至少一种任选取代的苯乙烯，所述单体(b)是至少一种(甲基)丙烯酸C1‑C4烷基酯。该共聚物的粒径D50

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改性有色涂料的流变性的组合物、其用途和有色涂料本专利技术涉及根据所附独立权利要求的前序部分的用于改性有色涂料(coatingcolour)的流变性的组合物、其用途和有色涂料。纸或纸板等可涂布有有色涂料。有色涂料通常包含无机矿物颗粒，如碳酸钙或高岭土；粘合剂，如胶乳或淀粉；以及任选的其他添加剂，如流变改性剂。流变改性剂用于改性有色涂料的流动特性，以使有色涂料能够具有良好的保水力(waterretention)和粘度行为。有色涂料的保水力描述了有色涂料保持水相与无机矿物颗粒接触的能力。保水力能够实现在计量刮刀下形成均匀的流体压力、良好的运行性能和光滑的涂层表面。如果有色涂料的保水力太低，则有色涂料的水太快地被原纸吸附，并且涂料太快地沉积在纸表面上。需要能提供良好的保水力并且在低剪切和高剪切下都具有良好的粘度行为的用于有色涂料的流变改性剂。已知使用淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇或合成增稠剂作为流变改性剂。它们改善了有色涂料的保水力，但同时也增加了有色涂料的粘度。因此，它们只能以有限的量使用，并且保水力的改善必须与涂料粘度增加引起的问题相均衡。因此，需要一种能提供良好的保水力并具有良好的粘度行为的流变改性剂。苯乙烯丙烯酸酯共聚物在制浆和造纸中用于各种目的，如表面施胶组合物或用于增加纸的干强度。例如，US6,426,381公开了可用于表面施胶的苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。水性聚合物分散体通过烯键式不饱和单体在淀粉的存在下共聚而获得。本专利技术的一个目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。本专利技术的一个目的还在于提供一种组合物，其在用于有色涂料时提供最佳的保水力和粘度行为。这些目的通过具有下文在独立权利要求的特征部分中呈现的特征的方法和设置来实现。在从属权利要求中描述了本专利技术的一些优选实施方案。根据本专利技术的用于改性有色涂料的流变性的典型组合物包含：-水性聚合物分散体，其包含以下单体的共聚物：-单体(a)，其为至少一种任选取代的苯乙烯，和-单体(b)，其为至少一种(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯，该共聚物具有D50<100nm的粒径，和-平均分子量Mn<1000g/mol的降解淀粉。根据本专利技术的用于涂布纸或纸板等的典型有色涂料包含无机矿物颗粒和根据本专利技术的组合物。根据本专利技术的组合物的根据本专利技术的典型用途是作为有色涂料的添加剂用于改善有色涂料的保水力。现已令人惊讶地发现，当包含苯乙烯丙烯酸酯共聚物的聚合物分散体和平均分子量Mn<1000g/mol的降解淀粉的混合物的组合物作为流变改性剂用于有色涂料中时，该组合物提供了预料不到的改善。该组合物在低剪切和高剪切下均赋予有色涂料优异的保水力和粘度性能。观察到的效果的起源尚未被完全了解。不希望受理论束缚，假定强降解淀粉能够有效地与有色涂料的其他组分形成氢键，并因而保留有色涂料中的水，同时保持低粘度水平。出乎意料的是，淀粉的降解程度对有色涂料的性质具有如此强的积极作用。根据本专利技术的一个实施方案，按组合物的总干固体含量计算，组合物中降解淀粉的量为1-70重量％，优选3-60重量％，更优选5-50重量％。根据本专利技术的一个实施方案，按组合物的总干固体含量计算，组合物中聚合物分散体的量为30-99重量％，优选40-97重量％，更优选50-95重量％。根据本专利技术，降解淀粉的低数均分子量减少了有色涂料的粘度增加。同时，强降解淀粉的使用增加了水在有色涂料组合物中的保留。这改善了有色涂料特别是在刮刀涂布中的行为以及有色涂料在涂布刮刀处的运行性能。有色涂料在刮刀压力下不经受粘度增加，并且强降解淀粉有助于在涂层中最佳地保留水，从而提供平滑且无缺陷的涂层结果。根据本专利技术的一个优选实施方案，该组合物包含降解淀粉，其平均分子量Mn<1000g/mol，优选<800g/mol，更优选<500g/mol。降解淀粉的平均分子量Mn可以为50-990g/mol，优选100-790g/mol，更优选100-490g/mol，甚至更优选100-400g/mol。淀粉的平均分子量可以例如通过使用尺寸排阻色谱法(SEC)使用以下设备和程序测定：ViscotekGPCmaxTDA302SEC设备，包括三个柱(WatersUltrahydrogel2000、500和120)和一个保护柱的柱组。洗脱液是在35℃下流速为0.8ml/min的含2.5％(v/v)乙腈的0.1MNaNO3水溶液。进样体积为50μL，样品浓度为2mg/ml。来自示差折光率检测器的信号用于采用聚丙烯酸钠标准的常规柱校准。乙二醇用作内标。适用于本专利技术的降解淀粉可以通过使淀粉经受氧化降解、热降解、酸降解、水解降解或酶促降解来获得。目前优选氧化降解。可以使用次氯酸盐、过氧二硫酸盐、过氧化氢或它们的混合物作为氧化剂。根据一个实施方案，用次氯酸盐降解淀粉以改善淀粉的溶解性质，在此之后，进行进一步降解，例如采用过氧化氢。在这种情况下，基于所用的淀粉，过氧化氢(按100％计算)以0.3至5.0重量％的浓度使用。过氧化氢的确切量取决于待被降解的淀粉的最终分子量。可以用于本专利技术的降解淀粉可以是任何合适的降解天然淀粉，如马铃薯、大米、玉米、蜡质玉米、小麦、大麦或木薯淀粉。支链淀粉含量>80％、优选>95％的淀粉是有利的。降解淀粉可以是非离子的，或者其可以具有净阴离子电荷。具有净阴离子电荷的降解淀粉是优选的。在本申请的上下文中，具有阴离子净电荷的淀粉可以是阴离子的，即仅含有带阴离子电荷的基团，或者是两性的，即含有带阴离子和阳离子电荷的基团，只要降解淀粉的净电荷是阴离子的。阴离子或两性淀粉包含阴离子基团，如羧酸根或磷酸根基团。取代度DS表示淀粉中每个葡萄糖单元平均的阴离子基团的数目，通常为0.01-0.20。根据本专利技术的一个优选实施方案，降解淀粉是降解的阴离子马铃薯或木薯淀粉。还可以使用化学改性的淀粉，如羟乙基淀粉或羟丙基淀粉。通过加热使降解淀粉溶解到水中，由此获得降解淀粉的水溶液。根据本专利技术的一个实施方案，采用BrookfieldLVDV粘度计及转子18以60rpm对15重量％的溶液在25℃下测量，溶液形式的降解淀粉的粘度为<15mPas，优选<10mPas。用于根据本专利技术的组合物的水性聚合物分散体包含优选通过单体(a)和单体(b)的自由基乳化共聚获得的共聚物，所述单体(a)是至少一种任选取代的苯乙烯，所述单体(b)是至少一种(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯。根据一个优选的实施方案，单体(a)选自苯乙烯、取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯，及其任何混合物。合适的单体(b)可以选自丙烯酸C1-C4烷基酯、甲基丙烯酸C1-C4烷基酯或它们的混合物，例如丙烯酸正丁酯、异丁酯、叔丁酯或2-丁酯和相应的甲基丙烯酸丁酯；丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丙酯。根据本专利技术的一个优选实施方案，单体(b)选自(甲基)丙烯酸丁酯。它可包含例如至少两种异构的丙烯酸丁酯的混合物。更优选地，单体组分(b)是丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸正丁酯和丙烯酸叔丁酯的混合物。对于两种单体(b)的混合物，混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于改性有色涂料的流变性的组合物，所述组合物包含：‑水性聚合物分散体，其包含以下单体的共聚物：‑单体(a)，其为至少一种任选取代的苯乙烯，和‑单体(b)，其为至少一种(甲基)丙烯酸C1‑C4‑烷基酯，所述共聚物的粒径D50

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.22 FI 201652351.一种用于改性有色涂料的流变性的组合物，所述组合物包含：-水性聚合物分散体，其包含以下单体的共聚物：-单体(a)，其为至少一种任选取代的苯乙烯，和-单体(b)，其为至少一种(甲基)丙烯酸C1-C4-烷基酯，所述共聚物的粒径D50<100nm，和-降解淀粉，其平均分子量Mn<1000g/mol。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述组合物是水性聚合物分散体和降解淀粉水性溶液的混合物。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于按所述组合物的总干固体含量计算，所述组合物中降解淀粉的量为1-70重量％，优选3-60重量％，更优选5-50重量％。4.根据权利要求1、2或3所述的组合物，其特征在于按所述组合物的总干固体含量计算，所述组合物中聚合物分散体的量为30-99重量％，优选40-97重量％，更优选50-95重量％。5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于所述降解淀粉的平均分子量Mn<800g/mol，优选<500g/mol。6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于所述降解淀粉的平均分子量Mn为50-990g/mol，优选100-790g/mol，更优选100-490g/mol，甚至更优选100-400g/mol。7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于所述降解淀粉是非离子的或者其具有净阴离子电荷。8.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于所述降解淀粉是降解的阴离子马铃薯或木薯淀粉。9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的组合物，其特征在于所述单体(a)选自苯乙烯、取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯或乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·莱波，H·佩拉恩，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI