本发明专利技术公开的是表面活性剂稳定的胶乳乳液，该胶乳乳液可用作纸张涂料组合物中的粘合剂。这样的胶乳乳液包含由使选自乙烯基酯的单体例如乙酸乙烯酯；乙烯；某些不饱和的单-和二-羧酸物质例如丙烯酸或马来酐；和某些聚烯属不饱和交联共聚单体例如邻苯二甲酸二烯丙酯乳液聚合而形成的互聚物。这些胶乳乳液用基本上不含环境可疑物烷基酚乙氧基化物(APE)的表面活性剂稳定。包含这类别的胶乳乳液粘合剂的纸张涂料组合物呈现出这样的组合物提供的特别期望的由干拉毛值(如本文所定义)所定量的涂层强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面活性剂稳定的水性乙烯基酯/乙烯基乳液互聚物，当该互聚物用在纸张涂料配制剂中时，其呈现出增强的干拉毛强度(dry pick strength)。
技术介绍
着色纸张涂料配制剂通常包含合成的水性聚合物粘合剂乳液和颜料并且可包含典型地用在纸张涂料
中的其它添加剂。乳液中示例性的聚合物粘合剂是乙酸乙烯酯共聚物和互聚物，其包括乙酸乙烯酯/乙烯和乙酸乙烯酯/丙烯酸烷基酯共聚物和互聚物，以及苯乙烯/丁二烯苯乙烯/丙烯酸酯共聚物。这样的共聚物和互聚物也可包含其它共聚单体如，例如，共聚合的烯属不饱和单-或二羧酸或可起到交联剂功能的其它不饱和共聚单体。例如，美国专利号4，395，499公开了用于纸张涂料的高强度颜料粘合剂，该粘合剂具有增强的保水性和稳定性。该涂料组合物包含合成的水性聚合物胶乳，所述聚合物胶乳包含以下的分散的互聚物乙烯基酯、可以为氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、二乙烯基苯或邻苯二甲酸二烯丙酯的聚烯属不饱和共聚单体；烯属不饱和单-或二羧酸共聚单体或其半酯；和任选的丙烯酸烷基酯共聚单体。虽然可获得这些各种类别的纸张涂料粘合剂乳液，但是对于涂布纸和涂布纸板生产者而言，仍然存在对于确定纸张涂料乳液(即，纸张涂料粘合剂)的持续需求，当将其用在纸张涂料组合物中时，当将该组合物施涂到纸张和纸板产品时，所述乳液提供增加的粘结强度。通常，由称作IGT拉毛阻力测试的纸张测试来定量粘结强度。在该IGT拉毛测试中，IGT值越高，则粘合剂越强和反之亦然。现有技术已经表明多种乳液聚合组分和技术可影响粘结强度，但是通常地，已知乙酸乙烯酯基粘合剂(例如， 如上所述的聚乙酸乙烯酯，乙酸乙烯酯-乙烯，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯，和乙酸乙烯酯基粘合剂)比更通常使用的涂料粘合剂比如苯乙烯丁二烯和苯乙烯丙烯酸酯提供较低的粘结强度。为了弥补由使用这样的乙烯基酯基粘合剂的纸张涂料组合物提供的较低的IGT拉毛阻力，需要较高的粘合剂水平，并且当然，这对用这些类别的涂料粘合剂进行生产的涂布纸张和涂布纸板产品的收益性造成了损害。多年来，已发展用于纸张涂料应用的少数乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)共聚物和互聚物。例如，美国专利号3，337，482公开了包含颜料和粘合剂乳液的纸张涂料组合物，所述粘合剂乳液包含乙烯，乙酸乙烯酯和烯属不饱和单-或二-羧酸例如丙烯酸或马来酸的共聚物。使用含聚氧乙烯油基或月桂基苯基醚的非离子乳化剂通过共聚单体的乳液聚合来制备该‘482专利的粘合剂乳液。多年来，发现使VAE共聚物乳液稳定的最有效的非离子乳化剂属于称作烷基酚乙氧基化物(APE)的一大类非离子表面活性剂。APE已典型地用在VAE胶乳产品中以改进乳液聚合和成膜，和用在涂料配制剂中以提供颜料润湿。然而，认为这些APE化合物在环境中分解成为环境中持久的和担当内分泌破坏物的相关化合物。部分因为在欧洲的规定以及近来在美国采用的水质量标准，关于APE展开的环境控制让人想起二十世纪70年代关于涂料中铅化合物的禁令。假设该不利的调整情况，在含VAE乳液产品中使用APE类别的非离子乳化剂逐渐被视为不利的。鉴于不断地需要解决使用不含酚乳化剂替代迄今为止更常规使用的APE的潜在问题，并且还鉴于需要克服与在大规模基础上处理乙烯气体相关的问题，到目前为止使用 VAE基纸张涂料组合物没有那么大的商业重要性。包括可能缺少FDA合规和/或相对高挥发性有机化合物(VOC)含量的其它问题也反对VAE基涂料组合物的商业使用。然而，最近以来已发展使环境友好的乙烯基酯/乙烯例如乙酸乙烯酯/乙烯 (VAE)，非常易于在商业生产规模上的涂料粘合剂聚合和稳定的设备和专门技术。因此，关于表面活性剂稳定的、不含APE的、乙烯基酯/乙烯共聚物和互聚物而言，目前状态的乳液聚合技术使得这样的聚合物物质是用于纸张/纸板涂料应用的非常理想的候选。如果使得由这样的VAE类别的粘合剂呈现的粘结强度可与非-乙烯基酯基粘合剂例如基于苯乙烯丁二烯和苯乙烯丙烯酸酯的那些的粘结强度相比，则可实现VAE基产品的这样的商业潜力。已发现，通过选择某些类别和相对数量的共聚单体和不含APE的稳定化表面活性剂，可制备特别理想的乙烯基酯/乙烯类别胶乳粘合剂。这样的胶乳粘合剂是期望的因为它们可用来提供用于纸张和纸板的特别有效的和环境友好的涂料组合物。专利技术概述在一方面，本专利技术涉及表面活性剂稳定的胶乳乳液，该胶乳乳液适合用作纸张涂料组合物中的粘合剂。这样的胶乳乳液包含胶态地分散在含水介质中的乙烯基酯基互聚物。该互聚物通过基本不含烷基酚乙氧基化物(APE)表面活性剂的阴离子和/或非离子乳化剂稳定在胶乳乳液内。胶乳乳液中的互聚物包含(a) 73. 5-87. 85份/百份总单体(pphm)的具有1_13个碳原子的链烷酸乙烯基酯，该链烷酸乙烯基酯与某些选择的共聚单体互聚。这些共聚单体可包括(b) 12-25pphm乙烯；(c)0. 1-1. Opphm烯属不饱和C3-Cltl单-或二 -羧酸或这样的二 -羧酸与C1-C18烧醇的半酯；和(d)约O. 05-0. 5pphm聚烯属不饱和共聚单体(交联剂)， 其选自氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯，二乙烯基苯和邻苯二甲酸二烯丙酯。优选地，该互聚物的乙烯基酯是乙酸乙烯酯，该不饱和羧酸基共聚单体是马来酸或马来酐，和该聚烯属不饱和共聚单体(交联剂)物质是邻苯二甲酸二烯丙酯。在另一方面，本专利技术涉及着色纸张涂料组合物，该组合物包含表面活性剂稳定的水性互聚物胶乳粘合剂，颜料和为达到PH为6-10的足够的碱。在纸张涂料组合物中的该表面活性剂稳定的水性互聚物胶乳粘合剂包含本文之前所描述的相同的胶乳粘合剂乳液。仍在另一方面，本专利技术涉及着色纸张涂料组合物，该组合物也包含表面活性剂稳定的水性互聚物胶乳粘合剂，颜料和为达到PH为6的足够的碱。在该涂料组合物中，胶乳粘合剂的互聚物包含大量的乙烯基酯和少量的乙烯，不饱和单-或二-羧酸，和如上所述的聚烯属不饱和共聚单体。这些数种类别的共聚单体以用于给纸张涂料组合物提供至少75 的IGT干拉毛值(Dry Pick Value)(如本文之后定义)的相对彼此的量存在于互聚物中。专利技术详述本文提供表面活性剂稳定的水性互 聚物胶乳粘合剂乳液，当将这样的粘合剂乳液合并入用于纸张产品的涂料组合物中时，该粘合剂乳液呈现卓越的干拉毛强度。这样的胶乳粘合剂乳液包含含乙烯基酯共聚单体的互聚物，其中所述乙烯基酯共聚单体已与选择数量的乙烯，选择数量的某些类别的烯属不饱和羧酸基共聚单体，还与选择数量的某些类别的聚烯属不饱和共聚单体进行共聚。本文的胶乳粘合剂乳液的互聚物的形成中使用的乙烯基酯是链烷酸酯，该酸具有1-约13个碳原子。典型的实例包括甲酸乙烯酯，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，丁酸乙烯酯，异丁酸乙烯酯，戊酸乙烯酯，2-乙基己酸乙烯酯，异辛酸乙烯酯，壬酸乙烯酯，癸酸乙烯酯，新戊酸乙烯酯，叔羧酸乙烯酯等。在前述中，优选乙酸乙烯酯单体因为它易于获得且成本低。乙烯基酯以约73. 5pphm-87. 85pphm(份/百份，基于互聚物中的总单体)的量存在于粘合剂胶乳乳液的互聚物中。更优选地，本文的纸张涂料组合物的粘合剂胶乳乳液 中使用的互聚物的乙烯基酯含量为约本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 US 12/839,6621.包含胶态地分散在含水介质中的乙烯基酯互聚物的表面活性剂稳定的胶乳乳液，所述互聚物包含(a)73. 5-87. 85pphm具有1-约13个碳原子的链烷酸乙烯基酯，所述链烷酸乙烯基酯与下列共聚单体互聚(b)12_25pphm 乙烯；(c)O. 1-1. Opphm烯属不饱和C3-Cltl单-或二 -羧酸或这样的二 _羧酸与C1-C18烷醇的半酯；和(d)0.05-0. 5pphm,和优选O. 10-0. 15聚烯属不饱和共聚单体,所述聚烯属不饱和共聚单体选自氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯，二乙烯基苯和邻苯二甲酸二烯丙酯；其中所述胶乳乳液用基本上不含烷基酚乙氧基化物表面活性剂的阴离子和/或非离子乳化剂进行稳定。2.根据权利要求1的乳液，其中在乳液中形成的互聚物包含78-85pphm乙酸乙烯酯； 18-22pphm乙烯和O. 2-0. 5pphm选自马来酸和马来酐的不饱和二 -羧酸组分。3.根据权利要求1或权利要求2的乳液，其中所述乳液用乙氧基化的非离子表面活性剂进行稳定。4.根据权利要求1-3任一项的乳液，所述乳液具有40wt%-70wt%的固体含量。5.根据权利要求1-4任一项的乳液，所述乳液呈现至少75的干拉毛值。6.根据权利要求1-5任一项的乳液，其中在所述乳液中的互聚物仅包含美国食品药品监督管理局的21CFR § 176. 170和21CFR § 176. 180规定容许的单体组分，所述单体组分用在适合于施涂到纸张基材上并处理纸张基材以用于与食品接触的涂料组合物中。7.包含表面活性剂稳定的水性互聚物胶乳粘合剂，颜料和为达到PH6-10的足够的碱的着色纸张涂料组合物，所述胶乳粘合剂具有分散在其中的互聚物，所述互聚物包含(a)73. 5-87. 85pphm具有1_13个碳原子的链烷酸乙烯基酯，所述链烷酸乙烯基酯与下列共聚单体互聚(b)12_25pphm 乙烯；(c)O. 1-1. Opphm烯属不饱和C3-Cltl单-或二 -羧酸或这样的二 _羧酸与C1-C18烷醇的半酯；和(d)0.05-0. 5pphm,和优选O. 10-0. 15pphm聚烯属不饱和共聚单体,所述聚烯属不饱和共聚单体选自氰尿酸三烯丙酯、异氰尿酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯，二乙烯基苯和邻苯二甲酸二烯丙酯；其中所述胶乳粘合剂用基本上不含...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·康法罗纳，R·法瓦哈，K·戈尔，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：
国别省市：
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