聚乙烯基酯分散体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及聚乙烯基酯分散体及其应用。本发明专利技术描述了一种水性聚乙烯基酯分散体，其包含ａ）至少一种乙烯基酯共聚物，其得自至少一种一元羧酸的乙烯基酯、至少一种含有Ｎ－羟烷基和／或Ｎ－羟烷基的衍生物的烯键式不饱和单体以及如果需要的其它共聚单体；ｂ）至少一种保护胶体；ｃ）至少一种羧酸和／或其盐，其含有至少一种选自由羟基、氨基、羧基、羧酸酯基和羧酸酰胺基组成的组的其它基团；以及ｄ）至少一种二价金属离子的水溶性盐。这些分散体特别适合用于粘合结合多孔或半多孔的基材，例如木材。能够制备具有高强度和耐水性的粘合结合剂，该粘合结合剂不会显示变色。更特别地，所述分散体能够用作胶合板粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯基酯分散体及其应用本专利技术涉及具有选定的交联剂和交联催化剂的聚乙烯基酯分散 体。可以优选由此配制水性分散体粘合剂，该水性分散体粘合剂的膜 表现出增强的耐水性，并且同时表现出急剧降低的热诱导变色的趋势。 本专利技术进一步涉及这些聚乙烯基酯分散体的制备，以及还涉及它们用 于粘合结合或涂布任何需要的基材、优选多孔和半多孔的基材如木材， 更特别地用于粘合胶合板的应用。水性聚合物分散体、特别是聚乙烯基酯如聚乙酸乙烯酯的水性聚 合物分散体用作结合木材和其它多孔的基材的白胶水。这些已广泛工 业制备的粘合剂的化学性质长时间以来一直是专利文献的一部分并且已被描述在许多技术出版物中，例如在木材粘合剂-化学与技术(Wood Adhesives-Chemistry and Technology),第1巻，第7章，Marcel Dekker， 纽约，1983年。在具有重大商业意义的聚乙烯基酯分散体中的小组由其膜具有增 加的耐水性的聚乙烯基酯分散体形成。基于聚乙烯基酯的粘合结合剂 (adhesive bonds)对水的敏感性主要源于亲水性稳定剂、特别是聚乙烯醇 的存在，所述亲水性稳定剂通常用于制备粘合剂分散体。因此， 一种 可能改善耐水性的方法为例如通过使聚乙烯醇与反应性化合物交联来 降低粘合剂的亲水性。市场上的体系基于使用交联共聚单体如N-羟甲 基(甲基)丙烯酰胺，或基于添加游离(free)或掩蔽(masked)形式的交联树 脂、多异氰酸酯或多官能羰基化合物。确保在室温下足够的反应性常常需要通过添加酸性化合物降低 pH值。例如，某些机理如羟甲基縮合或縮醛化被强路易斯酸加速。因 此，例如，将铝的酸性盐作为固化组分添加到分散体中。在商业上，5可以既以单组分形式又以双组分形式使用这些产品。这些体系的已知技术缺点在于当暴露于热或光化辐射时，它们的膜或结合剂的色中性(color neutrality)不足。因此，对于其中进行热结合， 如例如在使用液压式热压机粘合胶合板的情况下的所有那些应用来 说，产品具有有限的适用性。热变色部分由通常用作保护胶体的聚乙烯醇化合物引起，其中在 铝盐催化脱水或脱氢乙酰氧基化(dehydroacetoxylation)作用下，在酸性 范围内易于形成共轭双键体系。在热负荷下，这些膜在IO(TC以上的温 度下容易经受微红色至深棕色的变色。即使在室温下，也逐渐开始发 黄。这种影响尤其在浅色木材种类如松木的结合中破坏性地明显。此外，就某些木材成分而言，分散体的水相表面扩散到基材中引起变色，其中铝离子看来似乎在发色团合成期间起着催化剂的作用。 产生与木材物种(species)所特有的树木树脂或其它成分的交互作用。有问题的木材种类为例如橡木、雪松木、洋槐木、樱桃木以及枫木。在 制备胶合板用类型的切得薄的木材切片的情况中，所述影响特别具有 破坏性。之前，已经采用了多种方法来解决这个问题。DE-A 196 49 419提出了如下方法将郝普勒(H6ppler)粘度为2~6 mPa s(4。/。浓度的水溶液)的低分子质量聚乙烯醇添加到与N-羟甲基丙 烯酰胺交联的聚乙烯基酯分散体中。该方法优选使用基于分散体的总 重量为2重量％~7.5重量％的聚乙烯醇来完成。另外，也添加0.5重量 % 1重量％已知的络合剂如EDTA。然而，在铝离子的存在下，在高温 下的效果太弱。此外，在水相中高度过量的低分子质量聚乙烯醇由于 自动降低了交联密度而对耐水性是不利的。6JP-A 10-121 0n(CA1998:287070)提供了硫酸铝作为氯化铝、磷酸或对甲苯磺酸的替代物而作为用于制备胶合板的粘合剂用固化剂的应 用。分散体由乙酸乙烯酯与N-羟甲基丙烯酰胺的共聚物组成。不存在 用于代替铝的提议。JP-A 01-229 085(CA1990: 79772)提出将基于聚乙酸乙烯酯的分散 体与螯合化合物水溶液的混合物作为胶合板粘合剂。所述化合物是草 酸钠、草酸或柠檬酸钠。由于待用螯合化合物不足的耐水性和过高的 质量，解决方案只有有限的实用性。在DE-A 103 29 594中采用了一种不同的途径。该说明书描述了优 选为水分散体形式的粘合剂，其中分散相包含烯键式不饱和单体的聚 合物且第一分散介质包含被乙烯单元改性的聚乙烯醇，其中乙烯单元 含量低于20摩尔％,并且其中其它乙烯醇聚合物作为另外的分散介质。 该溶液已满足了部分需求。由于没有金属离子而获得了热色中性 (thermal color neutrality),但解决方案没有考虑交联剂体系。因此，例 如，在不添加增强耐水性的其它组分的情况下，未确实满足相关的试 验标准，例如DINEN204/D3，并且在有问题的木材物种结合的环境中 特别地未确实满足相关的试验标准。DE 103 35 673 Al公开了耐水性分散体基粘合剂，其包含具有少 量可交联的N-羟甲基的乳液聚合物和具有醚化或部分醚化的N-羟甲基 的选择性交联剂。该说明书评述了为了改善耐水性，能够使用其它盐 或添加剂、有机和/或无机酸或酸性无机盐。给出的这类添加剂的实例 包括氯化镁、柠檬酸、乙醇酸和四氟硼酸钠。未公开金属盐与酸的组 合。此外，在该文献中描述的分散体基粘合剂优选包含酸性金属盐如 六水合氯化铝作为交联剂。DE 10 2005 057 645 Al描述了具有低成膜温度和高耐水性的聚乙 烯基酯分散体。它们的特征在于使用选定的成膜助剂。该说明书再次评述了为了改善耐水性，可以使用其它盐或添加剂、有机和/或无机酸 或酸性无机盐。给出的这类添加剂的实例包括氯化镁、柠檬酸、乙醇 酸和四氟硼酸钠。未公开金属盐与酸的组合。此外，在该文献中描述 的分散体基粘合剂同样优选含有酸性金属盐作为交联剂。在市场上，需要在热负荷下于室温下具有色中性膜的粘合剂，其 适合用于例如木材结合，特别是用于在胶合板制备的环境中的热结合，并且其同时确实满足耐冷水性的相关试验标准，例如EN 204/D3。因此，本专利技术的目的是提供粘合剂组合物，其结合剂在宽温度范 围内未显示出变色，此外，其在暴露于光化辐射时也未显示出变色， 并且同时在应用于热结合工艺后具有高耐冷水性。令人惊讶地发现了使这个目的实现的聚乙烯基酯分散体。本专利技术提供一种水性聚乙烯基酯分散体，其包含a) 至少一种乙烯基酯共聚物，其得自至少一种一元羧酸、优选饱 和脂肪族羧酸的乙烯基酯，至少一种含有N-羟烷基和/或这些基团的衍 生物、更特别是N-羟甲基的烯键式不饱和单体，以及如果需要的其它 共聚单体，b) 至少一种保护胶体，c) 至少一种羧酸和/或其盐，其含有至少一种选自由羟基、氨基、 羧基、羧酸酯基和羧酸酰胺基组成的组的其它基团，以及d) 至少一种具有二价金属离子、更特别是具有元素周期表第二主 族或过渡族金属的金属离子的水溶性盐。令人惊讶地，本专利技术的固化剂c)和d)与特定的乙烯基酯共聚物a) 的组合导致粘合结合剂在暴露于冷水后具有高结合强度，并且这些结 合剂即使在苛刻的温度负荷后和/或在苛刻的光化辐射如紫外线辐射负 荷后根本不显示变色趋势，或者显示出与常规体系相比急剧降低的变色趋势。因此，本专利技术的聚乙烯基酯分散体特别适于用作胶合板粘合剂的基础(basis)。原则上，适于用作乙烯基酯共聚物a)的单体基础的单体为以下各 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚乙烯基酯分散体，其包含：　ａ）至少一种乙烯基酯共聚物，其得自至少一种一元羧酸的乙烯基酯、至少一种含有Ｎ－羟烷基和／或这些基团的衍生物的烯键式不饱和单体以及如果需要的其它共聚单体，　ｂ）至少一种保护胶体，　ｃ）至少 一种羧酸和／或其盐，其含有至少一种选自由羟基、氨基、羧基、羧酸酯基和羧酸酰胺基组成的组的其它基团，以及　ｄ）至少一种具有二价金属离子的水溶性盐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁雅各布，达妮埃拉哈德特，汉斯乌维福斯特，
申请(专利权)人：塞拉尼斯乳剂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]