CN101605940A - 用于涂纸浆液的水溶性粘合剂 - Google Patents

用于涂纸浆液的水溶性粘合剂 Download PDF

Info

Publication number
CN101605940A
CN101605940A CN200880004308.6A CN200880004308A CN101605940A CN 101605940 A CN101605940 A CN 101605940A CN 200880004308 A CN200880004308 A CN 200880004308A CN 101605940 A CN101605940 A CN 101605940A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
paper coating
monomer
coating slips
anionic polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880004308.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101605940B (zh
Inventor
R·弗尔哈克
D·劳伦兹
H-J·哈恩勒
J·施密特-图迈斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of CN101605940A publication Critical patent/CN101605940A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101605940B publication Critical patent/CN101605940B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/46—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H19/48—Diolefins, e.g. butadiene; Aromatic vinyl monomers, e.g. styrene; Polymerisable unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. acrylic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58—Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof

Abstract

本发明涉及包含以下组分的涂纸浆液：a)一种或多种粘合剂，b)任选地增稠剂，c)任选地荧光油墨或磷光油墨，尤其是荧光增白剂，d)颜料或填料，和e)其它助剂，例如流平剂或其它油墨。所述涂纸浆液的特征在于粘合剂a)总量的至少40重量％是以合成的水溶性阴离子聚合物的形式提供的，并且粘合剂a)总量的小于50重量％是以乳液聚合物的形式提供的。

Description

用于涂纸浆液的水溶性粘合剂
本发明涉及一种包含以下组分的涂纸浆液(paper coating slip)：
a)一种或多种粘合剂，
b)任选地，增稠剂，
c)任选地，荧光染料或磷光染料，尤其是荧光增白剂，
d)颜料或填料，
e)其它助剂，例如流平剂或其它染料，
其中粘合剂a)总量的至少40重量％含有合成的水溶性阴离子聚合物(简称为阴离子聚合物)，并且粘合剂a)总量的小于50重量％是乳液聚合物。
涂纸浆液通常包含聚合物粘合剂和颜料，颜料一般是白色颜料。基纸通过涂纸浆液而具有所需的机械性能和光学性能。颜料应当固定在纸上，并且应当通过粘合剂确保在所得涂层中的粘结。被涂纸浆液涂布的纸应当特别是可印刷的。
在印刷过程中，例如在胶版印刷机中，强的拉伸力施加到涂层纸(纸涂层)上，这是由于印刷油墨的高粘度。纸涂层抵抗这些力的抗性被称为抗粘性(pick resistance)。区分了干抗粘性和湿抗粘性。湿抗粘性在水性胶版印刷中是特别重要的，这是因为印刷油墨与被水润湿的纸在第二个印刷装置中接触，并且纸涂层必须在这些条件下具有足够的粘结力。
乳液聚合物通常用做粘合剂。除了颜料和乳液聚合物之外，涂纸浆液可以含有其它组分，例如已经知道同时使用额外的粘合剂，即所谓的助粘合剂。EP-A-19 170、EP-A-343 007、DE-A 10 34 2517和US 2005/0261394描述了水溶性聚合物作为助粘合剂。但是，助粘合剂的量在每种情况下显著小于乳液聚合物的量。
此外，水溶性聚合物是用于其它纸涂饰剂的不含颜料的组合物中的组分。WO03/021041描述了例如使用阳离子聚合物来提高纸的白度。
在涂纸浆液的领域中，原则上需要一种新的、也可能更经济的粘合剂，其可以在适合时替代乳液聚合物。但是，涂层纸的光学性能和机械性能应当尽可能不受使用新粘合剂的影响。
所以，本发明的目的是提供用于涂纸浆液的新型粘合剂。
根据本发明，涂纸浆液包含：
a)一种或多种粘合剂，
b)任选地，增稠剂，
c)任选地，荧光染料或磷光染料，尤其是荧光增白剂，
d)颜料或填料，
e)其它助剂，例如流平剂或其它染料。
关于作为粘合剂的阴离子聚合物
一个基本特征是粘合剂a)总量的至少40重量％含有合成的水溶性阴离子聚合物(简称为阴离子聚合物)，并且粘合剂a)总量的小于50重量％是乳液聚合物。
阴离子聚合物是含有与聚合物主链键接的阴离子基团的那些聚合物，阴离子基团例如是羧酸根、膦酸根或磺酸根。相关的阳离子是例如未与聚合物键接的的金属阳离子。阴离子聚合物也可以含有与聚合物主链键接的阳离子基团，但是聚合物整体是阴离子性的，即阴离子基团必须占主导地位。
阴离子聚合物优选含有至少0.01摩尔、特别优选至少0.05摩尔和非常特别优选至少0.1摩尔的酸基团/100g阴离子聚合物；酸基团的含量一般不超过1.4摩尔、尤其不超过1.2摩尔或不超过1摩尔的酸基团/100g阴离子聚合物。
合适的酸基团是例如磺酸基团、膦酸基团或羧酸基团。羧酸基团是优选的。
优选，酸基团的至少20摩尔％、特别优选至少40摩尔％、非常特别优选至少60摩尔％、尤其是100摩尔％是以阴离子形式存在的，即作为盐存在。
与阴离子酸基团对应的阳离子可以是单价或多价的反离子，例如二价或三价反离子。优选单价阳离子作为反离子。例如，碱金属、尤其钠或钾的阳离子是合适的。氮化合物也是合适的，例如铵阳离子和其衍生物，优选钠阳离子和钾阳离子。
阴离子聚合物在水中的溶解度是优选大于50g、特别优选大于100g、非常特别优选大于150g的阴离子聚合物/1升水(21℃，1巴)。
任何所需的聚合物适合作为阴离子聚合物，例如加聚物、缩聚物或通过自由基聚合获得的聚合物。
阴离子聚合物含有酸基团或盐基团，这是例如由于一种组分已经在制备期间具有这些基团或由于随后在聚合物上进行化学转变。
阴离子聚合物优选是可通过烯属不饱和化合物(单体)的自由基聚合获得的聚合物。
阴离子聚合物优选通过与合适的单体共聚而含有酸基团或盐基团，合适的单体含有这些酸基团或盐基团或能转化成这些基团的基团。
合适的这些单体是从它们衍生的具有酸基团或盐基团的单体。但是，例如，具有能随后被转化成酸基团和其盐的酸酐基团的单体也是合适的；最后，在转变后，后者也是具有酸基团或盐基团的单体。具有酸基团或盐基团的单体在下面称为酸单体。
特别是，用于组成阴离子聚合物的单体的至少5重量％、优选至少10重量％、特别优选至少20重量％和非常特别优选至少30重量％是酸单体。
优选的酸单体是例如具有羧酸基团、磺酸基团或膦酸基团的单体；特别优选具有羧酸基团的单体。
例如，可以提到丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或衣康酸作为具有羧酸基团的单体，乙烯基膦酸和丙烯酰氨基磺酸，尤其是丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
阴离子聚合物可以含有除酸单体之外的其它单体。
合适的其它单体是选自：(甲基)丙烯酸C1-C20烷基酯，含有最多20个碳原子的羧酸的乙烯基酯，含有最多20个碳原子的乙烯基芳族化合物，乙烯基卤化物，具有2-8个碳原子和1或2个双键的脂族烃，含有醚基团的单体，尤其是含有1-10个碳原子的醇的乙烯基醚(醚单体)，以及在分子中具有至少一个氮原子的单体(简称为氮单体)，或这些单体的混合物。
尤其是，可以提到乙烯基羧酰胺作为氮单体。优选的乙烯基羧酰胺是式(I)化合物：
Figure G2008800043086D00041
在式(I)中，R1和R2各自独立地是氢或C1-C20烷基，烷基可以是直链或支化的。
R1和R2各自独立地优选是氢或C1-C10烷基，特别优选氢或C1-C4烷基，非常特别优选氢或甲基，尤其是氢。
R1和R2一起也可以形成含有2-8个碳原子的直链或支化链，优选含有3-6个碳原子的链，特别优选含有3-5个碳原子的链，从而形成环。如果合适的话，一个或多个碳原子可以被杂原子代替，例如氧、氮或硫。
基团R1和R2的例子是甲基，乙基，异丙基，正丙基，正丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，正己基，正庚基，2-乙基己基，正辛基，正癸基，正十一烷基，正十二烷基，正十四烷基，正十六烷基，正十八烷基或正二十烷基。
基团R1和R2一起形成链的例子是1，2-亚乙基，1，2-亚丙基，1，3-亚丙基，2-甲基-1，3-亚丙基，2-乙基-1，3-亚丙基，1，4-亚丁基，1，5-亚戊基，2-甲基-1，5-亚戊基，1，6-亚己基或3-氧杂-1，5-亚戊基。
式(I)的N-乙烯基羧酰胺的例子是N-乙烯基甲酰胺，N-乙烯基乙酰胺，N-乙烯基丙酰胺，N-乙烯基丁酰胺，N-乙烯基异丁酰胺，N-乙烯基-2-乙基己酰胺，N-乙烯基癸酰胺，N-乙烯基十二碳酰胺，N-乙烯基硬脂酰胺，N-甲基-N-乙烯基甲酰胺，N-甲基-N-乙烯基乙酰胺，N-甲基-N-乙烯基丙酰胺，N-甲基-N-乙烯基丁酰胺，N-甲基-N-乙烯基异丁酰胺，N-甲基-N-乙烯基-2-乙基己酰胺，N-甲基-N-乙烯基癸酰胺，N-甲基-N-乙烯基十二碳酰胺，N-甲基-N-乙烯基硬脂酰胺，N-乙基-N-乙烯基甲酰胺，N-乙基-N-乙烯基乙酰胺，N-乙基-N-乙烯基丙酰胺，N-乙基-N-乙烯基丁酰胺，N-乙基-N-乙烯基异丁酰胺，N-乙基-N-乙烯基-2-乙基己酰胺，N-乙基-N-乙烯基癸酰胺，N-乙基-N-乙烯基十二碳酰胺，N-乙基-N-乙烯基硬脂酰胺，N-异丙基-N-乙烯基甲酰胺，N-异丙基-N-乙烯基乙酰胺，N-异丙基-N-乙烯基丙酰胺，N-异丙基-N-乙烯基丁酰胺，N-异丙基-N-乙烯基异丁酰胺，N-异丙基-N-乙烯基-2-乙基己酰胺，N-异丙基-N-乙烯基癸酰胺，N-异丙基-N-乙烯基十二碳酰胺，N-异丙基-N-乙烯基硬脂酰胺，N-正丁基-N-乙烯基甲酰胺，N-正丁基-N-乙烯基乙酰胺，N-正丁基-N-乙烯基丙酰胺，N-正丁基-N-乙烯基丁酰胺，N-正丁基-N-乙烯基异丁酰胺，N-正丁基-N-乙烯基-2-乙基己酰胺，N-正丁基-N-乙烯基癸酰胺，N-正丁基-N-乙烯基十二碳酰胺，N-正丁基-N-乙烯基硬脂酰胺，N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺。
优选的是N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺，特别优选的是N-乙烯基甲酰胺(VFA)。
乙烯基羧酰胺可以在水解条件下消除羧酸基团，然后作为乙烯基胺存在。在合适的pH条件下，胺形成阳离子基团。所以，在本发明中不优选从乙烯基羧酰胺消除羧酸基团。如果发生这种消除，则属于阳离子性或能成为阳离子性的氨基的数目应当小于阴离子基团的数目，尤其小于阴离子基团数目的一半。
优选的是，乙烯基羧酰胺以大于50摩尔％、尤其大于80摩尔％、非常特别优选大于95摩尔％或100摩尔％的量作为聚合单元引入聚合物中，即不消除羧酸基团。
除了乙烯基羧酰胺之外，甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺还优选用做氮单体。
乙烯基咪唑也是优选的。
优选的是除了酸单体(醚单体)之外还含有氮单体的阴离子聚合物。
氮单体是特别优选的，乙烯基羧酰胺是非常特别优选的，尤其是乙烯基甲酰胺，以及(甲基)丙烯酰胺或乙烯基咪唑。
可以尤其提到选自乙烯基甲酰胺或(甲基)丙烯酰胺或乙烯基咪唑的氮单体。
非常特别优选乙烯基甲酰胺。
阴离子聚合物可以完全由酸单体组成；优选的是，阴离子聚合物除了酸单体之外还含有至少5重量％的选自以下的其它单体：具有至少一个醚基团的单体(醚单体)或具有至少一个氮原子的单体(氮单体)。
特别优选具有以下组成的阴离子聚合物：
5-95重量％的酸单体，
5-95重量％的其它单体，尤其是氮单体，
0-30重量％的辅助单体。
非常特别优选具有以下组成的阴离子聚合物：
15-85重量％的酸单体，
15-85重量％的其它单体，尤其是氮单体，
0-20重量％的辅助单体。
在一个具体实施方案中，阴离子聚合物含有：
25-75重量％的酸单体，
25-75重量％的其它单体，尤其是氮单体，
0-20重量％的辅助单体
在一个更具体的实施方案中，阴离子聚合物含有：
35-65重量％的酸单体，
35-65重量％的其它单体，尤其是氮单体，
0-20重量％的辅助单体。
在上述组合物中，辅助单体的比例也可以是0-10重量％，尤其是0-5重量％，或是0重量％。
阴离子聚合物的制备方法是本领域技术人员熟知的，可以特别通过在水中的溶液聚合进行。
制备方法例如参见WO03/021041。
聚合温度通常是30-200℃，优选40-110℃，特别优选40-100℃，如果合适的话在减压或超大气压下进行。合适的引发剂是例如偶氮和过氧化合物以及常规的氧化还原引发剂体系，例如过氧化氢和还原化合物的组合，还原化合物是例如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸钠和肼。这些体系可以任选地另外含有少量的重金属盐。
阴离子聚合物优选通过在水中的溶液聚合制备。水溶性偶氮化合物优选用做聚合引发剂，例如2，2’-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2，2’-偶氮二(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮二(2-甲基-N-苯基丙脒)二盐酸盐、2，2’-偶氮二(异丁腈)、2，2’-偶氮二(2-脒甲丙烷)盐酸盐或4，4’-偶氮二(4’-氰基戊酸)。
引发剂的量一般是0.1-10重量％，优选0.5-5重量％，基于要(共)聚合的单体计。也可以在(共)聚合中使用多种不同的引发剂。
例如，以下物质可以用做聚合反应的溶剂或稀释剂：水，醇例如甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇，正丁醇或异丁醇，或者酮，例如丙酮、甲乙酮、二乙酮或异丁基甲基酮。
为了制备低分子量的聚合物，聚合反应可以在调节剂的存在下进行。合适的调节剂是例如仲醇，例如异丙醇和仲丁醇，羟基胺，甲酸，以及巯基化合物，例如巯基乙醇、巯基丙醇、巯基丁醇、硫代乙醇酸、硫代乳酸、叔丁基硫醇、辛基硫醇和十二烷基硫醇。调节剂的用量一般是0.01-5重量％，基于所用的单体计。如果使用仲醇作为调节剂，则(共)聚合反应也可以在显著更大量、例如基于单体计最多80重量％的存在下进行。在这些情况下，仲醇同时是单体的溶剂。
如此获得的聚合物的K值一般是20-300，优选50-250。K值是按照H.Fikentscher在5％浓度的氯化钠溶液中在pH7、25℃和0.1重量％的聚合物浓度下检测的。
所得水溶液或随后涂纸浆液的pH优选调节到6-10，尤其是7-9。酸基团然后作为盐基团存在。
关于整体的粘合剂
除了阴离子聚合物外，涂纸浆液可以含有其它粘合剂。
乳液聚合物或天然粘合剂例如淀粉是特别合适的。
合适的常用乳液聚合物优选包含至少40重量％、优选至少60重量％、特别优选至少80重量％的所谓主要单体。
主要单体选自(甲基)丙烯酸C1-C20烷基酯，包含至多20个碳原子的羧酸的乙烯基酯，具有至多20个碳原子的乙烯基芳族化合物，烯属不饱和腈，乙烯基卤化物，含有1-10个碳原子的醇的乙烯基醚，具有2-8个碳原子和1或2个双键的脂族烃，或这些单体的混合物。
例如，可以提到具有C1-C10烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己基酯。
特别是，(甲基)丙烯酸烷基酯的混合物也是合适的。
具有1-20个碳原子的羧酸的乙烯基酯例如是月桂酸乙烯基酯、硬脂酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、叔碳酸乙烯基酯和乙酸乙烯基酯。
合适的乙烯基芳族化合物是乙烯基甲苯、α-和p-甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯和优选苯乙烯。腈的例子是丙烯腈和甲基丙烯腈。
乙烯基卤化物是被氯、氟或溴取代的烯属不饱和化合物，优选氯乙烯和偏二氯乙烯。
例如，乙烯基甲基醚或乙烯基异丁基醚可以作为乙烯基醚提到。优选的是包含1-4个碳原子的醇的乙烯基醚。
作为具有2-8个碳原子和1或2个烯属双键的烃，可以提到乙烯、丙烯、丁二烯、异戊二烯和氯丁二烯。
优选的主要单体是(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯，以及所述(甲基)丙烯酸烷基酯与乙烯基芳族化合物(特别是苯乙烯)的混合物，或者具有2个双键的烃，特别是丁二烯，或者这些烃与乙烯基芳族化合物(特别是苯乙烯)的混合物。
在脂族烃(特别是丁二烯)与乙烯基芳族化合物(特别是苯乙烯)的混合物的情况下，其比例可以是例如10∶90至90∶10，特别是20∶80至80∶20。
特别优选的主要单体是丁二烯和上述丁二烯与苯乙烯的混合物。
除了主要单体之外，聚合物还可以含有其它单体，例如具有羧酸、磺酸或膦酸基团的单体。羧酸基团是优选的。例如，可以提到丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸或富马酸。烯属不饱和酸在乳液聚合物中的含量一般小于5重量％。
其它单体也是例如含有羟基的单体，特别是(甲基)丙烯酸C1-C10羟基烷基酯，或酰胺，例如(甲基)丙烯酰胺。
所述聚合物通过乳液聚合制备，所以所得的聚合物是乳液聚合物。
本发明的一个基本特征是乳液聚合物不是必须作为粘合剂，可以被阴离子聚合物代替。
所以，粘合剂a)的优选小于30重量％、特别优选小于20重量％、特别优选小于10重量％是乳液聚合物。
在一个具体实施方案中，涂纸浆液不含乳液聚合物。
也可以共同使用天然粘合剂，例如淀粉，但是不是必须的。
在本文中，淀粉表示任何天然的、改性的或降解的淀粉。天然淀粉可以包括直链淀粉、支链淀粉或它们的混合物。改性淀粉可以是氧化淀粉、淀粉酯或淀粉醚。
淀粉的分子量可以通过水解降低(降解淀粉)。合适的降解产物是低聚糖或糊精。
优选的淀粉是谷物淀粉、玉米淀粉和土豆淀粉。谷物淀粉和玉米淀粉是特别优选的，非常特别优选谷物淀粉。
阴离子聚合物在粘合剂a)中的比例是至少50重量％，特别优选至少60重量％，尤其是至少70重量％(固体，即在21℃和1巴下不含水或其它溶剂液体)。
在一个具体实施方案中，阴离子聚合物在粘合剂a)中的比例是至少80重量％或95重量％。尤其是，粘合剂a)也可以完全含有阴离子聚合物。
粘合剂a)的总量优选是1-50重量份，特别优选1-20重量份，按100重量份的颜料或填料计(固体，即在21℃和1巴下不含水或其它溶剂液体)本发明的优点是粘合剂整体的比例得到降低；因此，粘合剂a)的量可以尤其是小于10重量份、甚至小于8重量份或小于7重量份/每100重量份颜料或填料，并且一般是至少1或2重量份/每100重量份颜料或填料(所有数据是基于固体计，即在21℃和1巴下不含水或其它溶剂液体)。
关于涂纸浆液的其它组分
除了合成聚合物之外，合适的增稠剂b)尤其是纤维素，优选羧甲基纤维素。
常规的荧光或磷光染料特别是1，2-二苯乙烯，其用做荧光增白剂。
颜料或填料d)一般含有无机固体，特别合适的是白色颜料，即硫酸钡、碳酸钙、磺基铝酸钙、高岭土、滑石、二氧化钛、氧化锌、白垩或白土涂料。
优选的是含水的涂纸浆液；尤其是其已经通过组分的配制形式含有水(阴离子聚合物的水溶液，含水颜料浆液)；所需的粘度可以通过另外加入水来建立。
涂纸浆液的常规固含量是30-60重量％。
制备和用途
涂纸浆液的制备可以通过常规方法进行。
将各组分合并和按照常规方式混合。
优选将涂纸浆液施用到未涂布的基纸或未涂布的卡纸板上。
涂布量一般是1-50g/m2、优选5-30g/m2(固体，即在21℃和1巴下不含水或其它溶剂液体)。
涂布可以按照常规涂布方法进行，包括幕涂。
涂布的纸和卡纸板具有良好的性能，尤其是高光泽度和良好的抗粘性。它们可以在常规印刷工艺中印刷，例如活版印刷、照相凹版印刷和胶版印刷。粘合剂整体的量得到降低。此外，需要较少的增稠剂或其它助粘合剂。即使没有增稠剂，涂纸浆液的保水性也非常好。
实施例
制备水溶性阴离子聚合物
缩写：N-乙烯基甲酰胺：VFA
丙烯酸：AA
丙烯酰胺：AM
马来酸：MA
2，2’-偶氮二(2-甲基丙酰胺)二盐酸盐：Wako V 50
K值是按照H.Fikentscher，Cellulose-Chemie，第13卷，58-64和71-74(1932)作为在5％氯化钠溶液中的0.1％浓度溶液检测的。
百分比数据是重量％。
除非另有说明，溶液是水溶液。
实施例1：VFA∶AA＝40∶60(摩尔％)
初始混合物：574.8g软化水
            1.9g磷酸(75％)
            3.3g氢氧化钠溶液(25％)
进料1：300.00g软化水
       400.3g丙烯酸钠溶液(32％)
       65.2g的VFA(99％)
进料2：68.4g的Wako V 50溶液(1％)
进料3：16.3g的Wako V 50溶液(1％)
进料4：370.0g的软化水
在反应之前，将初始混合物的pH和进料1的pH调节到6.5。在2L反应器中将初始混合物加热到76℃。然后对反应容器施加约357毫巴的减压。在此温度下，同时开始进料1和2，其中进料1在2小时内加入，进料2在3小时内加入。在一共5小时后，进料3在5分钟内加入，并再继续聚合2小时。
获得固含量为12.65％的透明溶液。K值是107.1。
实施例2：VFA∶AA＝60∶40(摩尔％)
初始混合物：887.6g软化水
            4.3g磷酸(85％)
            6.0g NaOH(25％)
进料1：571.0g丙烯酸钠溶液(38％)
进料2：248.7g的VFA(99％)
进料3：8.24g的Wako V-50
74.2g的软化水
在反应之前，将初始混合物的pH和进料1的pH调节到6.5。在2L反应器中将初始混合物加热到78℃，同时通入氮气。在2小时内平行地加入进料1-3。为了完成反应，再继续搅拌3小时。
获得固含量为27.68％的透明溶液。K值是53.3。
实施例3：VFA∶AA＝50∶50
初始混合物：524.5g软化水
            3.8g磷酸(75％)
            7.4g氢氧化钠溶液(25％)
进料1：705.1g丙烯酸钠溶液(32％)
       172.4g的VFA(99％)
进料2：4.3g的Wako V-50
       81.7g的软化水
在反应之前，将初始混合物的pH和进料1的pH调节到6.5。在2L反应器中将初始混合物加热到74℃，并同时通入氮气。同时加入进料1和2。进料1在2小时内计量加入，进料2在3小时内计量加入。为了完成反应，再继续搅拌3小时。然后，加入200g水，并再在减压下蒸馏出去。
获得固含量为27.80％的透明溶液。K值是82.6。
实施例4：VFA∶AA＝70∶30(摩尔％)
初始混合物：906.1g软化水
            4.3g磷酸(85％)
            6.0g氢氧化钠溶液(25％)
进料1：428.2g丙烯酸钠溶液(38％)
进料2：290.1g的VFA(99％)
进料3：8.24g的Wako V-50
74.2g的软化水
在反应之前，将初始混合物的pH和进料1的pH调节到6.5。在2L反应器中将初始混合物加热到75℃，并同时通入氮气。同时加入进料1和2。进料1和2在2小时内计量加入，进料3在2.5小时内计量加入。为了完成反应，再继续搅拌3小时。
获得固含量为27.85％的透明溶液。K值是62.9。
实施例5：VFA∶AA＝70∶30(摩尔％)
初始混合物：803.00g软化水
            5.10g磷酸(75％)
            7.6g氢氧化钠溶液(25％)
进料1：274.75g软化水
       161.90g丙烯酸
       172.00g氢氧化钠溶液(50％)
       376.90g的VFA(99％)
进料2：75.00g的软化水
       16.10g的次磷酸(50％)
       10.50g氢氧化钠溶液(50％)
进料3：5.35g的Wako V-50
       60.00g的软化水
在反应之前，将初始混合物的pH以及进料1和2的pH调节到6.5。在2L反应器中将初始混合物加热到76℃，并同时通入氮气。在此温度下，平行地加入各进料，进料1和2在每种情况下在2小时内计量加入，进料3在3小时内计量加入。聚合再继续进行2小时。
获得固含量为33.5％的透明溶液。K值是37.5。
实施例6：VFA∶AA＝30∶70(摩尔％)
初始混合物：425.00g软化水
            4.5g磷酸(85％)
            8.2g NaOH(25％)
进料1：540.00g软化水
       244.85g丙烯酸
       277.00g氢氧化钠溶液(50％)
       105.00g的VFA
进料2：4.20g的Wako V-50
       100.00g的软化水
将初始混合物的pH调节到6.5(+-0.3)。加热到80℃，并同时通入氮气。在80℃，在2小时内加入进料1，并在3小时内加入进料2。在80℃进行后聚合3小时。
实施例7：VFA/AA＝40∶60摩尔％
在4L搅拌容器内进行制备。
  初始混合物   977.2   g  软化水
  3.23   g  磷酸75％    }pH 6.5
  5.61   g  氢氧化钠溶液25％
  进料1   510   g  软化水
  110.84   g  VFA 99％
  680.51   g  丙烯酸钠(32％)pH＝6.4
  进料2   116.28   g  偶氮引发剂V50 1％浓度＝基于单体(VFA+AA)的0.42重量％
  进料3   27.71   g  偶氮引发剂V50 1％浓度＝基于单体(VFA+AA)的0.1重量％
  进料4   629   g  软化水
  总量   3060.38   g  蒸馏出330g＝2730.38g
工序：
将初始混合物加热到74℃，温和回流(在380毫巴下蒸馏出去)，然后开始进料1和2。在2小时内均匀地加入进料1，在3小时内均匀地加入进料2。在进料2结束后，再继续搅拌2小时。
然后在5分钟内加入进料3。
进行后聚合2小时。
冷却并在此过程中用进料4稀释。
在总操作时间期间蒸馏出330g。
制备按照上述工序进行，所得溶液的固含量是12.5重量％，K值是104。酸基团作为盐存在(丙烯酸钠)。
制备涂纸浆液
通过搅拌以下含水组分制备涂纸浆液：
Hydrocarb
Figure G2008800043086D00161
90-Me含水浆液(碳酸钙，来自Omya公司)
Sterocoll
Figure G2008800043086D00162
FD(可商购的增稠剂)
Sterocoll D53(可商购的用于涂纸浆液的粘合剂，是基于丁二烯和苯乙烯的乳液聚合物)
来自实施例7的阴离子聚合物。
用量如表1所示。
用水将固含量调节到52重量％，pH是8.5-8.7。Brookfield粘度用4号锭子在23℃和两个不同的速度(20和100rpm)下检测。
按照Gradek检测保水性。良好的保水性对于在大型和高速的涂纸装置中加工涂纸浆液而言是重要的。为了实验，使含水的涂纸浆液与滤纸层接触，并用重量分析检测被滤纸层吸收的水的量。吸收量越大，涂纸浆液的保水性越差。吸收量的单位是g/m2。
表1：涂纸浆液S1-S6的组成
数据的单位是重量份，固体(即不含水)
  S1   S2   S3   S4   S5   S6
 Hydrocarb 90   100   100   100   100   100   100
 Sterocoll FD   0.6   0   0   0   0   0
 Styronal D 537   5   4   3   2   1   0
 来自实施例7的聚合物   0   1   2   3   4   5
 粘度，20rpm(mPa.s)   1820   920   1820   2610   3190   3650
 粘度，100rpm(mPa.s)   620   326   672   1004   1292   1572
 保水性   110.2   185.5   165.5   148.7   127.3   116.9
检测性能
所用的基纸是不含木浆的涂层纸，基重为70g/m2。在实验室涂布机上以10g/m2将涂纸浆液涂在一侧上。使用IR灯进行干燥。在检测性能之前，将这些纸四次通过实验室压延机(1对辊，辊隙压力：2000N/cm)。
干抗粘性
从待测纸上沿着纵向切下33x3cm的检测样条。这些样条在调节室中在27℃储存15小时，相对湿度为50％。
然后在印刷装置(IGT印刷性测试机AC2/AIC2)中使用标准油墨(印刷油墨3808，从Lorilleux-Lefranc获得)印刷这些样条。
使样条以连续增加的速度(最大速度200cm/秒)通过印刷装置。在印刷开始后从涂纸浆液出现10个粘连时(粘连点)的速度(cm/秒)用作干抗离性的度量。
胶印实验
纸：
从待测纸上沿着纵向切下240x46mm的检测样品。
进行实验：
将合适量的印刷油墨加入油墨辊中，并使其运行1分钟。然后插入印刷盘，并印刷30秒。
印刷速度是1m/s。将纸样条放在印刷样品载体上，使已印刷的纸条返回起始位置。在特定的时间后，再次开始印刷过程，且不改变印刷盘。该过程重复数次。
在每次通过后，目测在纸条的印刷面上的粘连情况。记录通过次数直到出现第一次粘连。
记录的结果：直至出现初次粘连时的通过次数。
  涂纸浆液   干抗粘性(cm/s)   胶印实验(通过次数)
  S1   96   2
  S2   52   2
  S3   71   2
  S4   89   3
  S5   104   3
  S6   109   5
仅仅在S1中使用增稠剂(见上)。在不含增稠剂的情况下，涂纸浆液S2至S6达到与基于乳液聚合物的涂纸浆液同样好的值，并且在具有较高比例阴离子聚合物时达到比基于乳液聚合物的涂纸浆液更好的值。

Claims (15)

1.一种包含以下组分的涂纸浆液：
a)一种或多种粘合剂，
b)任选地，增稠剂，
c)任选地，荧光染料或磷光染料，尤其是荧光增白剂，
d)颜料或填料，
e)其它助剂，例如流平剂或其它染料，
其中粘合剂a)总量的至少40重量％含有合成的水溶性阴离子聚合物(简称为阴离子聚合物)，并且粘合剂a)总量的小于50重量％是乳液聚合物。
2.根据权利要求1的涂纸浆液，其中阴离子聚合物含有至少0.01摩尔的酸基团/100g阴离子聚合物，并且至少20摩尔％的酸基团作为盐存在。
3.根据权利要求1或2的涂纸浆液，其中阴离子聚合物在水中的溶解度是大于50g的阴离子聚合物/1升水(21℃，1巴)
4.根据权利要求1-3中任一项的涂纸浆液，其中阴离子聚合物是可通过烯属不饱和化合物(单体)的自由基聚合获得的聚合物。
5.根据权利要求1-4中任一项的涂纸浆液，其中用于组成阴离子聚合物的单体的至少10重量％是含有酸基团或盐基团的单体(简称为酸单体)。
6.根据权利要求1-5中任一项的涂纸浆液，其中酸单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或衣康酸。
7.根据权利要求1-6中任一项的涂纸浆液，其中阴离子聚合物另外含有至少5重量％的选自以下的其它单体：具有至少一个醚基团的单体(醚单体)或具有至少一个氮原子的单体(氮单体)。
8.根据权利要求1-7中任一项的涂纸浆液，其中氮单体是乙烯基甲酰胺、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮或乙烯基咪唑。
9.根据权利要求1-8中任一项的涂纸浆液，其中阴离子聚合物是具有以下组成的聚合物：
5-95重量％的酸单体，
5-95重量％的氮单体，
0-30重量％的辅助单体。
10.根据权利要求1-9中任一项的涂纸浆液，其中粘合剂a)的大于60重量％含有阴离子聚合物。
11.根据权利要求1-10中任一项的涂纸浆液，其中粘合剂a)的小于20重量％是乳液聚合物。
12.根据权利要求1-11中任一项的涂纸浆液，其不含乳液聚合物作为粘合剂。
13.根据权利要求1-12中任一项的涂纸浆液，其中粘合剂a)的量是1-50重量份/100重量份颜料或填料d)。
14.权利要求1-13中任一项的涂纸浆液用于涂布纸(基纸)或卡纸板的用途。
15.一种用权利要求1-13中任一项的涂纸浆液涂布的纸或卡纸板。
CN200880004308.6A 2007-02-08 2008-02-04 用于涂纸浆液的水溶性粘合剂 Expired - Fee Related CN101605940B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07101962.4 2007-02-08
EP07101962 2007-02-08
PCT/EP2008/051304 WO2008095878A2 (de) 2007-02-08 2008-02-04 Wasserlösliche bindemittel für papierstreichmassen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101605940A true CN101605940A (zh) 2009-12-16
CN101605940B CN101605940B (zh) 2012-12-05

Family

ID=39639247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880004308.6A Expired - Fee Related CN101605940B (zh) 2007-02-08 2008-02-04 用于涂纸浆液的水溶性粘合剂

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100010153A1 (zh)
EP (1) EP2118365A2 (zh)
CN (1) CN101605940B (zh)
CA (1) CA2673457A1 (zh)
WO (1) WO2008095878A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103709848A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 上海东升新材料有限公司 造纸面涂用高平滑苯丙乳液的制备方法
CN108299595A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 江南大学 一种两性聚乙烯胺的制备方法及其应用

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2722237A1 (en) 2008-05-15 2009-11-19 Basf Se Process for the production of paper, board and cardboard having high dry strength
FI124806B (fi) * 2008-12-18 2015-01-30 Kemira Oyj Päällystyspastakoostumus ja sillä päällystetty paperi tai kartonki
SG194727A1 (en) * 2011-05-13 2013-12-30 Univ Nanyang Tech Method for modification of organic molecules
CN109294319A (zh) * 2018-08-24 2019-02-01 苏新锋 一种水性环保聚乙烯塑胶涂料促进剂及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050486A (en) * 1959-05-13 1962-08-21 American Cyanamid Co Coating composition for paper comprising a mineral pigment and an acrylic acid-acrylamide-acrylonitrile copolymer as principal coating component
US3048501A (en) * 1959-06-23 1962-08-07 Rohm & Haas Paper products having a coating of mineral pigment in a binder of ammonium or amine salt of a copolymer of acrylic acid or methacrylic acid, acrylamide or methacrylamide, and a (c1-c4)-alkyl acrylate or methacrylate, and production thereof
DE2919937A1 (de) * 1979-05-17 1980-11-27 Basf Ag Bindemittelgemisch fuer papierstreichmassen
EP0343007B2 (en) * 1988-05-20 1997-06-18 Somar Corporation Paper coating composition
GB9917508D0 (en) * 1999-07-27 1999-09-29 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Coating colour
DE10055592A1 (de) * 2000-11-09 2002-05-23 Basf Ag Papierstreichmassen
FR2818166B1 (fr) * 2000-12-20 2003-10-31 Coatex Sas Agent d'aide au broyage et/ou de dispersion de materiaux mineraux en suspension aqueuse. suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations
DE10138631A1 (de) * 2001-08-13 2003-02-27 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier mit hoher Weiße
EP1438197B1 (de) * 2001-09-03 2008-10-15 Basf Se Verfahren zur erhöhung der weisse von papier mit hilfe von kationischen polyelektrolyten
DE10342517A1 (de) * 2003-09-12 2005-04-28 Basf Ag Verbesserung der Stärke-Verträglichkeit von Papierstreichmassen
US7732525B2 (en) * 2004-05-20 2010-06-08 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Polymers for paper and paperboard coatings
US20060260509A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-23 Evers Glenn R Compositions for enhanced paper brightness and whiteness
DE102006001979A1 (de) * 2006-01-13 2007-07-19 Basf Ag Verwendung einer wässrigen Polymerzusammensetzung zum Imprägnieren von Rohpapier

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103709848A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 上海东升新材料有限公司 造纸面涂用高平滑苯丙乳液的制备方法
CN108299595A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 江南大学 一种两性聚乙烯胺的制备方法及其应用
CN108299595B (zh) * 2018-03-20 2019-03-05 江南大学 一种两性聚乙烯胺的制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP2118365A2 (de) 2009-11-18
WO2008095878A3 (de) 2008-09-25
US20100010153A1 (en) 2010-01-14
WO2008095878A2 (de) 2008-08-14
CA2673457A1 (en) 2008-07-14
CN101605940B (zh) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106459646B (zh) 含在淀粉衍生物存在下制备的乙酸乙烯酯和丙烯酸酯单体的共聚物的纸张用聚合物水分散体
CN103068862B (zh) 在种子胶乳和碳水化合物存在下制备的乙烯基芳族化合物和丙烯酸酯单体的聚合物分散体
CN101605940B (zh) 用于涂纸浆液的水溶性粘合剂
US8530563B2 (en) Process for the preparation of aqueous polymer dispersions from a aromatic compound, a conjugated aliphatic diene and an ethylenically unsaturated carbonitrile
US20110281130A1 (en) Aqueous polymer dispersion obtained from a vinylaromatic compound, conjugated aliphatic diene and ethylenically unsaturated acid
RU2528639C2 (ru) Композиция меловального пигмента и бумага или картон, имеющие покрытие из нее
US8613834B2 (en) Paper coating or binding formulations and methods of making and using same
US20110305916A1 (en) Polymer dispersions of vinylaromatic compounds and acrylate monomers prepared in the presence of seed latex and carbohydrate compounds
EP3129413B1 (en) Aqueous polymer dispersion for paper with a copolymer of vinyl acetate and an acrylate monomer
CA1167990A (en) Use of an acrylate-based emulsion copolymer as the sole binder for a paper coating composition
US20220251248A1 (en) Method for producing an aqueous polymer dispersion from a vinyl aromatic compound and a conjugated aliphatic diene
US7081305B2 (en) Paper coating slurries for cast coating
EP0910592B1 (en) Aqueous thickener compostion and process for making same
CN113166286A (zh) 由乙烯基芳族化合物和共轭脂族二烯制备聚合物水分散体的方法
CN103890266A (zh) 包含来自室温液体和气体单体的聚合物分散体的纸张涂料组合物
US20220033550A1 (en) Method for producing an aqueous polymer dispersion from vinylaromatic compound and conjugated aliphatic diene
JP3047144B2 (ja) 紙被覆用組成物
EP0109463B1 (en) Polymeric compositions useful as binders in coating colors and coating colors prepared therefrom
US20230049303A1 (en) Binder composition for board coating slips
JPH10120711A (ja) 水性ポリマー組成物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121205

Termination date: 20140204