本發明專利技術涉及用于紙張涂層組合物的聚合物分散體，在一種或多種聚合物乳化劑存在下，通過以下各項的自由基引發的水性乳液聚合可獲得：a)按重量計60至97％的乙酸乙烯酯，b)按重量計2至30％的乙烯，c)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和硅烷單體，d)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和羧酸，在每種情況下基于用于聚合的單體的總重量，并且在每種情況下按重量計％的數據總和為按重量計100％。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于紙張涂層的水性乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散體，以及包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散體的紙張涂層組合物。
技術介紹
紙張涂層組合物用于造紙工業以為紙張提供各種物理性能。通常，紙張涂覆有紙張涂層以改善印刷適性，并且改善紙張表面的平滑性和光澤度，且特別地改善白度。這樣的紙張涂層通常包含水性聚合物分散體、一種或多種顏料及其他通常用于紙張涂層制劑的添加劑。除了苯乙烯和丁二烯的共聚物以及苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物之外，具有乙酸乙烯酯和乙烯(VAE)的共聚物的紙張涂層組合物已經變得重要。在涂覆的紙張上的平板印刷(offset printing)過程期間，涂布層經歷高強度的應力。這是由于油墨層失去其油類載體至涂層的孔隙結構中，由油墨層增強的黏著力增加導致的。當黏著力增強太迅速，或者涂層強度不足時，觀察到“干粘(dry pick)”的現象，其中油墨會移除涂層的碎片。此外，在其中已經施加水性潤版液(foundation solution)的印刷物的非圖象區中，涂層被削弱并且隨后使用油墨的印刷可能導致移除涂層的碎片，現象已知為“濕粘(wet pick)”。因此，除了上述的在紙張涂層中所要求的基本品質之外，紙張涂層組合物必須具有高填料負載能力和高耐水性。目前的基于乙酸乙烯酯乙烯乳膠分散體的粘合劑沒有顯示出期望的特性。在EP 0 140 227 A2中公開了染色的紙張涂層組合物，其包含具有共聚的硅烷官能的共聚單體以及包括羧基官能的共聚單體或酰胺官能的共聚單體或多烯屬不飽和共聚單體的組以外的至少一種共聚單體的乙酸乙烯酯乙烯共聚物的聚合物水分散體。這些共聚物賦予改善的干粘強度。EP 0 381 379 B1公開了平版膠印(offset lithographic printing)紙張的方法，其中，紙張涂覆有包含低級乙烯基酯、乙烯、α支化的單羧酸的乙烯基酯、和多不飽和共聚單體的共聚物的乳劑的涂層組合物。WO 2012/012231 A1公開了用乳化劑穩定化并且用于紙張涂層組合物乙酸乙烯酯乙烯乳膠。該公開的目的是替換乙酸乙烯酯乙烯分散體中的烷基酚乙氧基化物乳化劑。該問題是使用在陰離子和/或非離子的乳化劑存在下聚合的包含乙酸乙烯酯、乙烯、烯屬不飽和羧酸、和多烯屬不飽和的共聚單體單元的互聚物解決的。WO 2013/170411 A1公開了使用乙酸乙烯酯分散體代替苯乙烯丁二烯分散體用于在其應用期間避免臭味的發散。使用的乙酸乙烯酯分散體是在兩種不同的聚乙烯醇和醇乙氧基化物乳化劑的混合物的存在下聚合的。WO 2014/036740 A1描述了包含具有硅烷官能的共聚單體單元的乙烯基酯乙烯共聚物，以及具有磺酸基團、或膦酸基團或硫酸基團或磷酸基團的離子型共聚單體單元的紙張涂層組合物。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供賦予高填料負載能力和耐水性的改善的乙烯基酯乙烯乳膠分散體。本專利技術涉及在一種或多種聚合物乳化劑存在下，通過以下各項的自由基引發的水性乳液聚合可獲得的用于紙張涂層組合物的聚合物分散體a)按重量計60至97％的乙酸乙烯酯，b)按重量計2至30％的乙烯，c)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和硅烷單體，d)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和羧酸，在每種情況下基于用于聚合的單體的總重量，并且在每種情況下按重量計％的數據總和為按重量計100％。在每種情況下基于單體的總重量，通常以按重量計60％至97％、優選地按重量計75％至90％的量共聚乙酸乙烯酯單體a)。在每種情況下基于單體的總重量，通常以按重量計2％至30％、優選地按重量計5％至20％的量共聚乙烯單體b)。烯屬不飽和硅烷單體c)的實例是通式R1SiR0-2(OR2)1-3的單體，其中R具有定義C1至C3烷基基團、C1至C3烷氧基基團或鹵素(例如，Cl或Br)，R1具有定義CH2＝CR3-(CH2)0-1或CH2＝CR3CO2(CH2)1-3，R2是具有1至12個C原子的非支鏈的或支鏈的、可選地取代的烷基基團或?；鶊F，其可以可選地被醚基團間隔，并且R3代表H或CH3。給予優選的是，具有C1至C12烷氧基基團和可選地C1至C3烷基基團的3-丙烯?；?和3-甲基丙烯酰氧基丙基三(烷氧基)硅烷、乙烯基烷基二烷氧基硅烷、和乙烯基三烷氧基硅烷，其中可以使用的C1至C12烷氧基基團的實例是甲氧基、乙氧基、甲氧基乙烯、乙氧基乙烯、甲氧基丙二醇醚和/或乙氧基丙二醇醚基團、以及α-硅烷。特別優選的是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基硅烷)、三乙酰氧基乙烯基硅烷。最優選的烯屬不飽和硅烷單體是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基-丙基三乙氧基硅烷。在每種情況下基于單體的總重量，烯屬不飽和硅烷共聚單體的分數是按重量計0.5％至5％、更優選地按重量計0.5％至2％。烯屬不飽和羧酸共聚單體d)的實例是烯屬不飽和單羧酸和二羧酸或者它們的鹽或酸酐，優選地丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、馬來酸、和馬來酸酐。在每種情況下基于單體的總重量，烯屬不飽和羧酸共聚單體的分數是按重量計0.5％至5％、更優選地按重量計0.5％至2％。為了調節特定的聚合物性能，可以共聚另外的輔助共聚單體e)。實例是烯屬不飽和磺酸和/或其鹽，優選地乙烯基磺酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和其鹽。在進一步優選的實施方式中，不共聚多烯屬不飽和共聚單體如馬來酸二烯丙酯或氰脲酸三烯丙酯。在進一步優選的實施方式中，不共聚烯屬不飽和羧酸的N-烷醇酰胺或N-烷氧基烷基酰胺。進行單體的選擇和共聚單體的重量分數的選擇，使得優選的結果是-10℃至+20℃的玻璃化轉變溫度Tg?？梢砸砸阎姆绞?，借助于差示掃描量熱法(DSC)用10K每分鐘的加熱速率根據ASTM D3418-82測定聚合物的玻璃化轉變溫度Tg，作為中點溫度。還可以使用Fox公式預先近似計算Tg。根據Fox T.G.，Bull.Am.Physics Soc.1,3第123頁1956)，如下：1/Tg＝x1/Tg1+x2/Tg2+...+xn/Tgn，其中，xn代表單體n的質量分數(％按重量計/100)，并且Tgn是單體n的均聚物的以開爾文計的玻璃化轉變溫度。在Polymer Handbook，第2版，J.Wiley&Sons，New York(1975)中列出了均聚物的Tg值。通過水性、自由基引發的乳液聚合，使用常規的乳液聚合程序，生產乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散體。這種程序已經描述過多次并且對于技術人員是已知的，例如在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，第8卷(1987)，John Wiley&Sons，第659至677頁中，或者例如在EP 1916275A1中。通常，在50℃至120℃溫度下在10至90巴絕對壓力的壓力下在壓力反應器中發生聚合。通常使用常用于乳液聚合的氧化還原引發劑組合物引發聚合。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于紙張涂層組合物的聚合物分散體，在一種或多種聚合物乳化劑存在下，通過以下各項的自由基引發的水性乳液聚合可獲得a)按重量計60至97％的乙酸乙烯酯，b)按重量計2至30％的乙烯，c)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和硅烷單體，d)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和羧酸，在每種情況下基于用于聚合的單體的總重量，并且在每種情況下按重量計％的數據總和為按重量計100％。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.用于紙張涂層組合物的聚合物分散體，在一種或多種聚合物乳化劑存在下，通過以下各項的自由基引發的水性乳液聚合可獲得a)按重量計60至97％的乙酸乙烯酯，b)按重量計2至30％的乙烯，c)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和硅烷單體，d)按重量計0.5至5％的至少一種烯屬不飽和羧酸，在每種情況下基于用于聚合的單體的總重量，并且在每種情況下按重量計％的數據總和為按重量計100％。2.根據權利要求1所述的用于紙張涂層的聚合物分散體，其中，所述烯屬不飽和硅烷單體c)是通式R1SiR0-2(OR2)1-3的單體，其中R具有定義C1至C3烷基基團、C1至C3烷氧基基團或鹵素，R1具有定義CH2＝CR3-(CH2)0-1或CH2＝CR3CO2(CH2)1-3，R2是可以可選地被醚基間隔的具有1至12個C原子的非支鏈或支鏈的可選取代的烷基基團或酰基基團，并且R3代表H或CH3。3.根據權利要求1或2所述的用于紙張涂層的聚合物分散體，其中，烯屬不飽和羧酸共聚單體d)是烯屬不飽和單羧酸和二羧酸或者它們的鹽或酸酐。4.根據前述權利要求中任一項所述的用于紙張涂層的聚合物分散體，其中，所述乳化劑是具有至少一種非離子聚合物乳化劑的組合和具有至少一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔龍海，金種福，李宇宰，
申請(專利權)人：瓦克化學股份公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE
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