本發明專利技術公開的是表面活性劑穩定的膠乳乳液，該膠乳乳液可用作紙張涂料組合物中的粘合劑。這樣的膠乳乳液包含由使選自乙烯基酯的單體例如乙酸乙烯酯；乙烯；某些不飽和的單-和二-羧酸物質例如丙烯酸或馬來酐；和某些聚烯屬不飽和交聯共聚單體例如鄰苯二甲酸二烯丙酯乳液聚合而形成的互聚物。這些膠乳乳液用基本上不含環境可疑物烷基酚乙氧基化物(APE)的表面活性劑穩定。包含這類別的膠乳乳液粘合劑的紙張涂料組合物呈現出這樣的組合物提供的特別期望的由干拉毛值(如本文所定義)所定量的涂層強度。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及表面活性劑穩定的水性乙烯基酯/乙烯基乳液互聚物，當該互聚物用在紙張涂料配制劑中時，其呈現出增強的干拉毛強度(dry pick strength)。
技術介紹
著色紙張涂料配制劑通常包含合成的水性聚合物粘合劑乳液和顏料并且可包含典型地用在紙張涂料
中的其它添加劑。乳液中示例性的聚合物粘合劑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。這樣的共聚物和互聚物也可包含其它共聚單體如，例如，共聚合的烯屬不飽和單-或二羧酸或可起到交聯劑功能的其它不飽和共聚單體。例如，美國專利號4，395，499公開了用于紙張涂料的高強度顏料粘合劑，該粘合劑具有增強的保水性和穩定性。該涂料組合物包含合成的水性聚合物膠乳，所述聚合物膠乳包含以下的分散的互聚物乙烯基酯、可以為氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯、二乙烯基苯或鄰苯二甲酸二烯丙酯的聚烯屬不飽和共聚單體；烯屬不飽和單-或二羧酸共聚單體或其半酯；和任選的丙烯酸烷基酯共聚單體。雖然可獲得這些各種類別的紙張涂料粘合劑乳液，但是對于涂布紙和涂布紙板生產者而言，仍然存在對于確定紙張涂料乳液(即，紙張涂料粘合劑)的持續需求，當將其用在紙張涂料組合物中時，當將該組合物施涂到紙張和紙板產品時，所述乳液提供增加的粘結強度。通常，由稱作IGT拉毛阻力測試的紙張測試來定量粘結強度。在該IGT拉毛測試中，IGT值越高，則粘合劑越強和反之亦然。現有技術已經表明多種乳液聚合組分和技術可影響粘結強度，但是通常地，已知乙酸乙烯酯基粘合劑(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劑)比更通常使用的涂料粘合劑比如苯乙烯丁二烯和苯乙烯丙烯酸酯提供較低的粘結強度。為了彌補由使用這樣的乙烯基酯基粘合劑的紙張涂料組合物提供的較低的IGT拉毛阻力，需要較高的粘合劑水平，并且當然，這對用這些類別的涂料粘合劑進行生產的涂布紙張和涂布紙板產品的收益性造成了損害。多年來，已發展用于紙張涂料應用的少數乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)共聚物和互聚物。例如，美國專利號3，337，482公開了包含顏料和粘合劑乳液的紙張涂料組合物，所述粘合劑乳液包含乙烯，乙酸乙烯酯和烯屬不飽和單-或二-羧酸例如丙烯酸或馬來酸的共聚物。使用含聚氧乙烯油基或月桂基苯基醚的非離子乳化劑通過共聚單體的乳液聚合來制備該‘482專利的粘合劑乳液。多年來，發現使VAE共聚物乳液穩定的最有效的非離子乳化劑屬于稱作烷基酚乙氧基化物(APE)的一大類非離子表面活性劑。APE已典型地用在VAE膠乳產品中以改進乳液聚合和成膜，和用在涂料配制劑中以提供顏料潤濕。然而，認為這些APE化合物在環境中分解成為環境中持久的和擔當內分泌破壞物的相關化合物。部分因為在歐洲的規定以及近來在美國采用的水質量標準，關于APE展開的環境控制讓人想起二十世紀70年代關于涂料中鉛化合物的禁令。假設該不利的調整情況，在含VAE乳液產品中使用APE類別的非離子乳化劑逐漸被視為不利的。鑒于不斷地需要解決使用不含酚乳化劑替代迄今為止更常規使用的APE的潛在問題，并且還鑒于需要克服與在大規模基礎上處理乙烯氣體相關的問題，到目前為止使用 VAE基紙張涂料組合物沒有那么大的商業重要性。包括可能缺少FDA合規和/或相對高揮發性有機化合物(VOC)含量的其它問題也反對VAE基涂料組合物的商業使用。然而，最近以來已發展使環境友好的乙烯基酯/乙烯例如乙酸乙烯酯/乙烯 (VAE)，非常易于在商業生產規模上的涂料粘合劑聚合和穩定的設備和專門技術。因此，關于表面活性劑穩定的、不含APE的、乙烯基酯/乙烯共聚物和互聚物而言，目前狀態的乳液聚合技術使得這樣的聚合物物質是用于紙張/紙板涂料應用的非常理想的候選。如果使得由這樣的VAE類別的粘合劑呈現的粘結強度可與非-乙烯基酯基粘合劑例如基于苯乙烯丁二烯和苯乙烯丙烯酸酯的那些的粘結強度相比，則可實現VAE基產品的這樣的商業潛力。已發現，通過選擇某些類別和相對數量的共聚單體和不含APE的穩定化表面活性劑，可制備特別理想的乙烯基酯/乙烯類別膠乳粘合劑。這樣的膠乳粘合劑是期望的因為它們可用來提供用于紙張和紙板的特別有效的和環境友好的涂料組合物。專利技術概述在一方面，本專利技術涉及表面活性劑穩定的膠乳乳液，該膠乳乳液適合用作紙張涂料組合物中的粘合劑。這樣的膠乳乳液包含膠態地分散在含水介質中的乙烯基酯基互聚物。該互聚物通過基本不含烷基酚乙氧基化物(APE)表面活性劑的陰離子和/或非離子乳化劑穩定在膠乳乳液內。膠乳乳液中的互聚物包含(a) 73. 5-87. 85份/百份總單體(pphm)的具有1_13個碳原子的鏈烷酸乙烯基酯，該鏈烷酸乙烯基酯與某些選擇的共聚單體互聚。這些共聚單體可包括(b) 12-25pphm乙烯；(c)0. 1-1. Opphm烯屬不飽和C3-Cltl單-或二 -羧酸或這樣的二 -羧酸與C1-C18燒醇的半酯；和(d)約O. 05-0. 5pphm聚烯屬不飽和共聚單體(交聯劑)， 其選自氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯，二乙烯基苯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。優選地，該互聚物的乙烯基酯是乙酸乙烯酯，該不飽和羧酸基共聚單體是馬來酸或馬來酐，和該聚烯屬不飽和共聚單體(交聯劑)物質是鄰苯二甲酸二烯丙酯。在另一方面，本專利技術涉及著色紙張涂料組合物，該組合物包含表面活性劑穩定的水性互聚物膠乳粘合劑，顏料和為達到PH為6-10的足夠的堿。在紙張涂料組合物中的該表面活性劑穩定的水性互聚物膠乳粘合劑包含本文之前所描述的相同的膠乳粘合劑乳液。仍在另一方面，本專利技術涉及著色紙張涂料組合物，該組合物也包含表面活性劑穩定的水性互聚物膠乳粘合劑，顏料和為達到PH為6的足夠的堿。在該涂料組合物中，膠乳粘合劑的互聚物包含大量的乙烯基酯和少量的乙烯，不飽和單-或二-羧酸，和如上所述的聚烯屬不飽和共聚單體。這些數種類別的共聚單體以用于給紙張涂料組合物提供至少75 的IGT干拉毛值(Dry Pick Value)(如本文之后定義)的相對彼此的量存在于互聚物中。專利技術詳述本文提供表面活性劑穩定的水性互 聚物膠乳粘合劑乳液，當將這樣的粘合劑乳液合并入用于紙張產品的涂料組合物中時，該粘合劑乳液呈現卓越的干拉毛強度。這樣的膠乳粘合劑乳液包含含乙烯基酯共聚單體的互聚物，其中所述乙烯基酯共聚單體已與選擇數量的乙烯，選擇數量的某些類別的烯屬不飽和羧酸基共聚單體，還與選擇數量的某些類別的聚烯屬不飽和共聚單體進行共聚。本文的膠乳粘合劑乳液的互聚物的形成中使用的乙烯基酯是鏈烷酸酯，該酸具有1-約13個碳原子。典型的實例包括甲酸乙烯酯，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，丁酸乙烯酯，異丁酸乙烯酯，戊酸乙烯酯，2-乙基己酸乙烯酯，異辛酸乙烯酯，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，優選乙酸乙烯酯單體因為它易于獲得且成本低。乙烯基酯以約73. 5pphm-87. 85pphm(份/百份，基于互聚物中的總單體)的量存在于粘合劑膠乳乳液的互聚物中。更優選地，本文的紙張涂料組合物的粘合劑膠乳乳液 中使用的互聚物的乙烯基酯含量為約本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.20 US 12/839,6621.包含膠態地分散在含水介質中的乙烯基酯互聚物的表面活性劑穩定的膠乳乳液，所述互聚物包含(a)73. 5-87. 85pphm具有1-約13個碳原子的鏈烷酸乙烯基酯，所述鏈烷酸乙烯基酯與下列共聚單體互聚(b)12_25pphm 乙烯；(c)O. 1-1. Opphm烯屬不飽和C3-Cltl單-或二 -羧酸或這樣的二 _羧酸與C1-C18烷醇的半酯；和(d)0.05-0. 5pphm,和優選O. 10-0. 15聚烯屬不飽和共聚單體,所述聚烯屬不飽和共聚單體選自氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯，二乙烯基苯和鄰苯二甲酸二烯丙酯；其中所述膠乳乳液用基本上不含烷基酚乙氧基化物表面活性劑的陰離子和/或非離子乳化劑進行穩定。2.根據權利要求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選自馬來酸和馬來酐的不飽和二 -羧酸組分。3.根據權利要求1或權利要求2的乳液，其中所述乳液用乙氧基化的非離子表面活性劑進行穩定。4.根據權利要求1-3任一項的乳液，所述乳液具有40wt%-70wt%的固體含量。5.根據權利要求1-4任一項的乳液，所述乳液呈現至少75的干拉毛值。6.根據權利要求1-5任一項的乳液，其中在所述乳液中的互聚物僅包含美國食品藥品監督管理局的21CFR § 176. 170和21CFR § 176. 180規定容許的單體組分，所述單體組分用在適合于施涂到紙張基材上并處理紙張基材以用于與食品接觸的涂料組合物中。7.包含表面活性劑穩定的水性互聚物膠乳粘合劑，顏料和為達到PH6-10的足夠的堿的著色紙張涂料組合物，所述膠乳粘合劑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個碳原子的鏈烷酸乙烯基酯，所述鏈烷酸乙烯基酯與下列共聚單體互聚(b)12_25pphm 乙烯；(c)O. 1-1. Opphm烯屬不飽和C3-Cltl單-或二 -羧酸或這樣的二 _羧酸與C1-C18烷醇的半酯；和(d)0.05-0. 5pphm,和優選O. 10-0. 15pphm聚烯屬不飽和共聚單體,所述聚烯屬不飽和共聚單體選自氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯，二乙烯基苯和鄰苯二甲酸二烯丙酯；其中所述膠乳粘合劑用基本上不含...
【專利技術屬性】
技術研發人員：P·康法羅納，R·法瓦哈，K·戈爾，
申請(專利權)人：國際人造絲公司，
類型：
國別省市：
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