CN1177602A - 使用由疏水性单体/苯乙烯/马来酸酐型聚合物构成的共聚物的胶乳－分散体粘合纸张 - Google Patents

使用由疏水性单体/苯乙烯/马来酸酐型聚合物构成的共聚物的胶乳－分散体粘合纸张 Download PDF

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布鲁诺·弗莱特
伊莎贝尔·贝特米尤克斯
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Arkema France SA
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Elf Atochem SA
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Abstract

在纸张粘合制剂中所使用的这类胶乳—分散体,它能够获得合理的COBB值,甚至对于印刷纸和书写纸或用回收或脱墨的机械纸浆制造的包装纸亦是如此。

Description

使用由疏水性单体/苯乙烯/马来酸 酐型聚合物构成的共聚物的 胶乳-分散体粘合纸张
本发明涉及印刷、书写或包装用纸的表面处理。
关于纸张的表面粘合处理，已知是使用含有胶乳分散体的印刷剂进行的，该胶乳-分散体由在水溶性和水分散性阴离子聚合物的水溶液中的疏水性单体的聚合或共聚合所构成，尤其是由苯乙烯/马来酸酐共聚物，如德国专利DE 2548 393所述。至少当纸张是用新纸浆制造的情况下这些制品是令人满意的。对于机械纸浆或100％回收的或者只是部分回收的纸浆来说，要获得令人满意的湿强度是非常困难的，甚至是不可能的。这个现象已经能从“印刷和书写”纸中看出来它对于包装纸则成为一个主要的问题。
已经发现，基于以低分子量的苯乙烯/马来酸酐共聚物为主要成分的胶乳的粘合组合物对这个问题提供了意象不到的解决方法。
因此，本发明是关于胶乳-分散体的应用，例如由苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯类构成的疏水单体的混合物在水溶性或水分散性两亲共聚物的水溶液中以乳液聚合反应生成的那些胶乳-分散体，该两亲共聚物在一种游离基引发剂的参与下，由疏水单体和带有羧酸官能的亲水单体结合而成，其中所述两亲共聚物的分子量为500～5000，它用于粘合处理印刷纸或书写纸和包装纸，尤其是应用到由回收纸浆制备的纸上。在该胶乳-分散体中，所述分子量在500～5000的共聚物优选的是一种由一种或多种选自苯乙烯或其衍生物、异丁烯或其衍生物和(甲基)丙烯酸酯的疏水单体，和选自一种或多种(甲基)丙烯酸和马来酸酐的亲水单体的共聚物，对于后者，可以部分地用一种醇或胺改性而同时仍保留其在水介质中的可水溶性或可水分散性，尤其是对于苯乙烯和马来酸酐的共聚物，其中的酸酐部分可以用，也可以不用一种醇或胺改性，而其中酸的值是在150～500之间。在亲水共聚物的水溶液中可乳液聚合的疏水单体选自苯乙烯和其衍生物，(甲基)丙烯酸酯，包括由(甲基)丙烯酸与全氟醇酯化而生成的氟(甲基)丙烯酸酯，或这些单体的混合物。
根据本发明的胶乳-分散体的应用也完全可以适用于回收纸浆制造的包装纸板的处理，这种处理要求有一定程度的防水性。
实施例
实施例1：根据本发明的胶乳的制备。
把1269g分子量为1900的一种含74.3％(重量)苯乙烯和25.7％(重量)马来酸酐的低聚物、6825g去离子水和500g 28％氨水按顺序加入到装有机械搅拌器的20升三颈玻璃反应器中。把反应混合物加热到60℃并不断搅拌直到该低聚物溶解。把该溶液加热至85℃然后把1374g苯乙烯和1587g丙烯酸丁酯的混合物在氮气气氛中在搅拌下与52.9g在1057g水中的(NH4)2S2O8水溶液一起加入，这个过程连续进行2小时，用泵计量出上述在85℃的已经制备好的低聚物溶液。该反应介质在85℃再保温2小时，然后伴随轻柔的搅拌冷却。
所获得的胶乳具有如下的特性：
固体＝23.5％
23℃Brookfield黏度＝20mPa.s
pH＝8.85
平均粒径＝55nm
实施例2
这个实施例显示本发明的粘合剂用于印刷和书写纸张表面处理时就其防水性而言的优点。
最终的粘合品级通过COBB试验评估，该试验对于本领域的技术人员来说是熟知的，是按照NF标准EN 20535-ISO 535进行的。这里，COBB试验的接触时间是60秒。
所述的处理是使用实验规格的压机在二种类型的纸上进行，其中的一种单位面积重量为70g/m2，没有内粘合处理，另一种为90g/m2，它可以进行，也可以不进行烷基烯酮二聚物(Hercules生产的Aquapel，下文中用AKD表示)内粘合处理。这二种纸用新的化学纸浆制造。
该试验报告了用含有下列物质的含水组合物所得粘合处理的结果：
5％重量的AMYLIS100P(Roquette)阴离子淀粉，
2.5％，5％或10％重量的胶乳-分散体活性物质，
通过加入所需剩余量的去离子水以使该组合物达到100％。根据本发明的胶乳-分散体是实施例1中所描述的那些。依照现有技术的对比制品是德国专利DE 2 548 393中实施例7的分散体。
下表是在没有内粘合处理的纸张上获得的：
  产物    2.5％COBB 60   5％COBB 60    10％COBB 60
  本发明     ＞100     90       35
现有技术     ＞100     ＜100       55
下表是在用AKD内粘合处理的纸张上获得的：
  产物   2.5％COBB 60  5％COBB 60   10％COBB 60
  本发明     36     35     28
现有技术     49     40     33
认为一种合格的印刷和书写纸应该有少于30～40的COBB 60，很容易看出本发明的胶乳-分散体具有超过现有技术的不可否认的优越性。
实施例3
在此实施例中，纸张是使用不含内粘合剂的或者为脱墨机械纸浆或者为回收纸浆制造的。所述的处理是在一种中试造纸机上，使用三种相当于表面粘合剂沉积速度的供料速度进行的--在上述的实施例中的速度--在第一网上为9、12和15kg/t的纸，在第二网上为3、6、和12kg/t。
下表是在脱墨机械纸浆的纸上获得的：
    产物 9kg/tCOBB 60 12kg/tCOBB 60  15kg/tCOBB 60
    本发明     81     46     28
  现有技术     123     98     78
下表是在100％的回收纸浆的纸上获得的：
    产物 3kg/t COBB 60  6kg/t COBB 60  12kg/t COBB 60
    本发明     140      120     25
  现有技术     145      120     100
这些结果表明本发明的粘合剂对于12至15kg/t的沉积速度具有足够的粘合，而对比制品在这种使用速度下则不能使粘合达到一种令人满意程度。

Claims (7)

1.胶乳-分散体在粘合纸张处理中的应用，如由苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯构成的疏水单体的混合物在一种水溶性的或水分散性的两亲共聚物的含水溶液中以乳液聚合反应生成的那些胶乳-分散体，所述两亲共聚物是在一种游离基引发剂的参与下由疏水的单体和具有羧酸官能的亲水单体的结合而构成的，其中所述的两亲共聚物的分子量为500～5000。
2.根据权利要求1的胶乳-分散体的应用，其特征在于，在所述胶乳-分散体中，所述分子量在500～5000的共聚物是一种由一种或多种选自苯乙烯或其衍生物、异丁烯或其衍生物和(甲基)丙烯酸酯的疏水单体，和一种或多种选自(甲基)丙烯酸和马来酸酐的亲水单体的共聚物，对于后者，可部分地用一种醇或胺改性而同时仍保留其在含水介质中的可水溶性或可水分散性。
3.根据权利要求1的胶乳-分散体的应用，其特征在于，在所述胶乳-分散体中，分子量在500～5000的共聚物是苯乙烯和马来酸酐的共聚物，其中的酸酐部分可以用，也可以不用一种醇或胺改性，而其中酸值是在150～500之间。
4.根据权利要求1的胶乳-分散体的应用，其特征在于，在所述胶乳-分散体中，所述疏水单体选自苯乙烯和其衍生物，(甲基)丙烯酸酯，包括由(甲基)丙烯酸与全氟醇酯化生成的氟(甲基)丙烯酸酯，或这些单体的混合物。
5.根据权利要求1至4中任意1个权利要求所述的应用，其中所述的纸是印刷纸或书写纸。
6.根据权利要求1至4中任意1个权利要求所述的应用，其中所述的纸是包装纸。
7.根据权利要求1至4中任意1个权利要求所述的应用，其中所述的纸是由脱墨的机械纸浆和由回收纸浆制造的包装纸。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101560279A (zh) * 2008-04-16 2009-10-21 韩国锦湖石油化学株式会社 用于有机抗反射涂层的组合物及共聚物
WO2017021917A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 Basf Se Finely divided, anionic, aqueous polymer dispersions, processes for the preparation and use as sizes in papermaking

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CN101560279A (zh) * 2008-04-16 2009-10-21 韩国锦湖石油化学株式会社 用于有机抗反射涂层的组合物及共聚物
CN101560279B (zh) * 2008-04-16 2013-05-08 韩国锦湖石油化学株式会社 用于有机抗反射涂层的组合物及共聚物
WO2017021917A1 (en) * 2015-08-06 2017-02-09 Basf Se Finely divided, anionic, aqueous polymer dispersions, processes for the preparation and use as sizes in papermaking

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