ES2218769T3

ES2218769T3 - Composicion de emulsion acuosa.

Info

Publication number: ES2218769T3
Application number: ES98304555T
Authority: ES
Inventors: Masato Nakamae
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: EP0884346A2; CA2237444A1; AU732883B2; AU6994098A; EP0884346B1; EP0884346A3; DE69822366T2; NZ330371A; CN1107087C; NO982554L; US6221952B1; CA2237444C; NO310926B1; DE69822366D1; NO982554D0; MY118843A; TW523535B; CN1201803A; ID20410A; KR100362621B1

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION DE EMULSION ACUOSA, EL CUAL COMPRENDE, COMO FASE DISPERSA, UN (CO)POLIMERO QUE INCLUYE AL MENOS UNA UNIDAD MONOMERICA SELECCIONADA A PARTIR DE MONOMEROS ETILENICAMENTE INSATURADOS Y MONOMEROS DIENICOS Y, COMO DISPERSANTE, (A) UN POLIMERO DE ALCOHOL POLIVINILICO Y QUE CONTIENE (B) UN CONDENSADO DE UNA SAL DE METAL ALCALINO DE UN ACIDO SULFONICO AROMATICO CON FORMALDEHIDO, EN UNA RELACION (A)/(B) ENTRE 100/0,5 Y 100/100, EN TERMINOS DE CONTENIDO SOLIDO DE AMBOS. DICHA COMPOSICION SE CARACTERIZA POR SU FLUIDEZ, DE FORMA QUE SE EVITA LA DISMINUCION DE LA VISCOSIDAD APARENTE RELATIVA AL AUMENTO DE LA VELOCIDAD DE CIZALLAMIENTO DE LA MISMA. ADEMAS, LA COMPOSICION SE CARACTERIZA POR SU ADHESIVIDAD INICIAL Y SU CAPACIDAD DE AUMENTO DE LA VISCOSIDAD.

Description

Composición de emulsión acuosa.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a una composición de emulsión acuosa, un adhesivo, y un método para espesar una emulsión acuosa.

Una composición de emulsión acuosa que comprende, como agente dispersante, un polímero de poli(alcohol vinílico) (denominado en la presente invención como PVA, del ingles polyvinyl alcohol polymer) que tiene una estabilidad mecánica extremadamente elevada, una estabilidad química y es mezclable con pigmentos, en la que el polímero PVA además actúa como protector del coloide. Además, las películas formadas de dicha emulsión acuosa son extremadamente espesas. Durante muchos años, una emulsión acuosa de este tipo ha tenido muchas aplicaciones en varios campos de las composiciones para revestimiento, adhesivos, agentes para el procesado de fibras y agentes para el procesado de papel.

Con respecto a su viscosidad (fluidez), una emulsión acuosa que comprende un polímero PVA como agente dispersante se caracteriza por la denominada disminución del cizallamiento (esto se puede denominar en la presente invención como tixotropía), que generalmente indica la disminución en la viscosidad aparente de un fluido con el aumento en la velocidad de cizallamiento de la misma. En el uso práctico de tal emulsión acuosa a menudo se prefiere una fluidez de disminución del cizallamiento.

Sin embargo, recientemente se desea acelerar la línea de producción para producir productos (por ejemplo, productos vinculados a la madera, productos vinculados al papel y productos de fibras) de una emulsión acuosa que comprende un polímero PVA como agente dispersante, mediante la aceleración de la velocidad de giro del rodillo en la línea, para de ese modo aumentar la productividad de la misma. En esta situación, una emulsión acuosa de disminución del cizallamiento convencional es problemática ya que la cantidad que se aplica a los rodillos es difícil de controlar y la emulsión que ha sido aplicada a los rodillos se desparrama alrededor de los mismos.

Para solucionar estos problemas, a menudo una emulsión acuosa se procesa en un fluido de tipo Newtoniano en el que la viscosidad aparente no depende de su velocidad de cizallamiento, o se procesa en uno que disminuye el cizallamiento en el que la viscosidad aparente aumenta con el aumento en su velocidad de cizallamiento (éste último se puede definir en la presente invención como fluido dilatante).

Para convertir una emulsión acuosa tixotrópica que comprende un polímero PVA como agente dispersante en una de tipo Newtoniana, por ejemplo, se puede mejorar el método de polimerización de la emulsión para producir la emulsión controlando la cantidad de iniciador que se usa y la del agente dispersante, o se puede definir de manera específica el tipo de polímero PVA que se usa como agente dispersante con relación al grado de hidrólisis y el peso molecular.

Si además se desea convertir dicha emulsión acuosa newtoniana a una de tipo dilatante, generalmente resulta difícil convertir la fluidez de la emulsión mientras la estabilidad de la emulsión acuosa permanece estable únicamente mejorando el método de polimerización de la emulsión o definiendo con exactitud y precisión el tipo de polímero PVA que se usa como dispersante en la manera en que se ha indicado con anterioridad. Por lo tanto, se ha sugerido emplear un método de adición a una emulsión acuosa que comprende un polímero PVA tixotrópico como el agente dispersante, un agente gelificante para el polímero PVA en la etapa post-procesado de la emulsión para de ese modo convertir la emulsión tixotrópica en una emulsión dilatante. Sin embargo, este método es problemático ya que el agente gelificante usado en la adición podría no ser seguro y podría colorear la emulsión de forma no favorable, y se limitará el uso de la emulsión producida con este método.

La solicitud de patente japonesa (JP-A) de Nº Hei-6-211911 describe una emulsión acuosa de copolímeros para procesado de papel, que se obtiene mediante la polimerización de la emulsión usando un condensado de naftalensulfonato con formaldehído y un polioxietilen alquilfenil éster sulfato, y se caracteriza por su capacidad de revestimiento de elevada velocidad. Los inventores de esta solicitud de patente indican que el PVA se puede añadir de manera opcional a la emulsión, pero no indican nada sobre el significado de la combinación de PVA y el condensado de naftalensulfonato con formaldehído, sobre la relación de composición de los dos en la emulsión, e incluso sobre que la cantidad de PVA sea mayor que la de condensado en la emulsión.

Sumario de la invención

Dada esta situación, el primer objetivo de la presente invención es proporcionar una composición de emulsión acuosa que esté libre de los problemas señalados anteriormente y en la que la viscosidad aparente relativa a su velocidad de cizallamiento se evita que disminuya o aumente.

Un segundo objetivo de la invención es proporcionar un adhesivo que comprende la composición de emulsión acuosa, que tiene una adhesividad inicial excelente.

Un tercer objetivo de la invención es proporcionar un método para espesar la emulsión acuosa.

El primer objetivo se alcanza proporcionando una composición de emulsión acuosa que comprende: una fase dispersa que es un (co)polímero de éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos, y en el que los monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos se eligen del grupo olefinas, ésteres de vinilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilatos, metacrilatos, monómeros tipo acrilamida, monómeros estirénicos, N-vinilpirrolidona, butadieno e isopreno; un agente dispersante (A) que es un (co)polímero de poli(alcohol de vinílico), y un condensado (B) de una sal de metal alcalino de una ácido sulfónico aromático con formaldehído, en el que la relación en peso del contenido en sólidos de (A)/(B) es 100/0,05 a 100/100.

El segundo objetivo se alcanza proporcionando un adhesivo que comprende la composición de emulsión acuosa indicada anteriormente.

El tercer objetivo se alcanza proporcionando un método para espesar una emulsión acuosa que comprende: una fase dispersa que es un (co)polímero de éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos, y en el que los monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos se eligen de olefinas, ésteres de vinilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilatos, metacrilatos, monómeros tipo acrilamida, monómeros estirénicos, N-vinilpirrolidona, butadieno e isopreno; un agente dispersante (A) que es un (co)polímero de poli(alcohol vinílico); mediante la adición a la emulsión acuosa de un condensado (B) de una sal de metal alcalino de una ácido sulfónico aromático con formaldehído; en el que la relación en peso del contenido en sólidos de (A)/(B) es 100/0,05 a 100/100.

Descripción de las realizaciones preferidas de la invención

La composición de emulsión acuosa de la invención comprende, como fase dispersa, un (co)polímero que comprende éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos.

Los monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos, usados en la formación de la fase dispersa, se eligen del grupo de olefinas tales como etileno, propileno, e isobuteno; ésteres de vinilo tales como formiato de vinilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, y versatato de vinilo; ácido acrílico, ácido metacrílico; acrilatos tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de dodecilo, y acrilato de 2-hidroxietilo; metacrilatos tales como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de dodecilo, y metacrilato de 2-hidroxietilo; monómeros tipo acrilamida tales como acrilamida, metacrilamida, N-metilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida, ácido acrilamido-2-metilpropanosulfónico y su sal sódica; monómeros estirénicos tales como estireno, \alpha-metilestireno, ácido p-estirensulfónico y sus sales sódicas y potásicas; N-vinilpirrolidona; butadieno e isopreno. Estos monómeros se pueden usar bien de manera individual o combinados. Como ejemplos preferentes de (co)polímeros que comprenden al menos uno de estos monómeros para su uso en la invención, están los mencionados (co)polímeros en base de éster de vinilo tales como los copolímeros de acetato de vinilo-etileno y acetato de polivinílico, además de los (co)polímeros en base de (met)acrilato y los copolímeros en base de estierno-dieno.

(A) La composición de emulsión acuosa de la invención comprende un polímero PVA como agente dispersante.

Cualquier tipo de polímero PVA es de uso como agente dispersante. Sin embargo, en general, se usa un polímero PVA que se prepara mediante polimerización de un monómero de éster de vinilo tal como normalmente un acetato de vinilo seguido de hidrólisis del polímero resultante.

Aparte del acetato de vinilo, el monómero de éster de vinilo puede incluir formiato de vinilo, propionato de vinilo, versatato de vinilo, o pivalato de vinilo.

El agente dispersante, el polímero PVA (A) que constituye la composición de emulsión acuosa de la invención también puede ser un copolímero que se prepara por copolimerización de un monómero de éster de vinilo y un comonómero capaz de copolimerizarse con el monómero, en tanto que el comonómero no interfiera con el efecto de la invención. El comonómero incluye, por ejemplo, olefinas tales como etileno, propileno, 1-buteno, e isobuteno; ácido acrílico y sus ésteres tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de i-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de t-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de dodecilo, y acrilato de octadecilo; ácido metacrílico y sus ésteres tales como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de i-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de dodecilo, y metacrilato de octadecilo; éteres de vinilo tales como metil vinil éter, n-propil vinil éter, i-propil vinil éter, n-butil vinil éter, i-butil vinil éter, t-butil vinil éter, dodecil vinil éter, y estearil vinil éter; nitrilos tales como acrilonitrilo, y metacrilonitirlo; compuestos de vinilo halogenado tales como cloruro de vinilo, cloruro de vinildeno, fluoruro de vinilo, y fluoruro de vinildeno; compuestos de alilo tales como acetato de alilo, y cloruro de alilo; compuestos que contienen el grupo carboxilo tales como el ácido fumárico, ácido maleico, ácido itacónico, anhídrido maleico, anhídrido ftálico, anhídrido trimelítico, anhídrido itacónico; ésteres de los compuestos que contienen el grupo carboxílico antes mencionados; compuestos que contienen el grupo ácido sulfónico tales como el ácido etilensulfónico, ácido alilsulfónico, ácido metalilsulfónico, y ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico; compuestos de vinilsilano tales como viniltrimetoxisilano; acetato de isopropenilo; cloruro de 3-acrilamidopropiltrimetilamonio; y cloruro de 3- metacrilamidopropiltrimetilamonio.

También son aplicables en la presente invención los polímeros PVA terminal-modificados que se preparan mediante polimerización de un monómero de éster de vinilo tal como un acetato de vinilo en presencia de un compuesto tiol tal como ácido tiol-acético o ácido mercaptopropiónico seguido de hidrólisis del polímero resultante.

El grado de polimerización del agente dispersante, el polímero PVA que constituye la composición de emulsión acuosa de la invención no se define de manera exacta y precisa, pero está preferentemente entre 50 y 8000, más preferentemente entre 100 y 4000, y lo más preferentemente entre 200 y 3500. Aquellos que tienen un grado de polimerización mayor de 8000 también son desfavorables, ya que incrementan la viscosidad de la emulsión acuosa y disminuyen la estabilidad de la dispersión. El grado de hidrólisis del polímero PVA para usar en la invención tampoco está definido de manera exacta y precisa, pero a la vista de la solubilidad en el agua del polímero generalmente no puede ser menor de 50% en moles, preferentemente no menor de 60% en moles, más preferentemente no menor de 70% en moles. El límite superior del grado de hidrólisis puede ser 100% en moles pero preferentemente es hasta 98% en moles, más preferentemente hasta 96% en moles.

(B) El condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído, que está en la composición de emulsión acuosa de la invención se puede elegir de cualquier tipo de condensado de una sal de metal alcalino de una ácido sulfónico aromático con formaldehído. Generalmente se usan condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído, condensado de bencensulfonato de sodio con formaldehído, condensado de lignosulfonato de sodio con formaldehído. El naftalensulfonato de sodio incluye \alpha-naftalensulfonato de sodio y \beta-naftalensulfonato de sodio. De los condensados con formaldehído, el mejor es el condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído. El condensado para su uso en la presente invención será soluble o dispersable en agua, mientras que tiene al menos dos unidades de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático en una molécula. El grado de condensación (n) del condensado es preferentemente de 2 a 20, más preferentemente de 4 a 18, lo más preferentemente de 8 a 16.

También se usa como componente (B) un condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico heterocíclico con formaldehído, tal como un condensado de un melaminasulfonato de metal alcalino con formaldehído.

En la composición de emulsión acuosa de la invención, la relación del polímero PVA (A) a condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico con formaldehído (B), (A)/(B), debe ser de 100/0,05 a 100/100 en términos de contenido en sólidos de los ambos. Si la cantidad de (B) que está en la composición es pequeña, excediendo la relación, (A)/(B)=100/0,05, la invención no podría alcanzar el efecto pretendido (es decir, el efecto de evitar en la composición de emulsión acuosa, relativa a su velocidad de cizallamiento, que se disminuya, o se aumente la viscosidad aparente de la composición). Además la adhesividad inicial del adhesivo que comprende la composición es pobre. En cambio, si la cantidad de (B) es grande, no se alcanza la relación, (A)/(B) =100/100, la resistencia al agua de la película formada por la composición de emulsión acuosa es pobre, y, además, la composición coagulará de manera indeseable. Preferentemente, la relación (A)/(B) es de 100/0,1 a 100/80, más preferentemente de 100/0,2 a 100/50.

La composición de emulsión acuosa de la invención comprenderá, como la fase dispersa, un (co)polímero que comprende al menos una unidad de monómero elegida de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos, mientras que contiene un polímero de alcohol de polivinílico (A) y un condensado (B) de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído en una relación, (A)/(B), de 100/0,05 a 100/100 en términos de contenido en sólidos de ambos. Se puede usar cualquier método para producir la composición. Por ejemplo, para producir la composición es posible emplear un método de (co)polimerizar éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos en presencia de un polímero de PVA y un condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído en cualquier forma convencional de (co)polimerización de la emulsión; un método de añadir un condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído a una emulsión acuosa que previamente se preparó mediante (co)polimerización de éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos en presencia de un polímero de PVA en cualquier forma convencional de (co)polimerización de la emulsión; o un método de añadir un polímero de PVA a una emulsión acuosa que se preparó previamente mediante (co)polimerización de éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos en presencia de un condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído en cualquier forma convencional de (co)polimerización de la emulsión. De estos métodos para espesar la emulsión el preferido es el método de añadir el condensado de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído (B) a una emulsión acuosa. Según este método de espesamiento, la emulsión acuosa se espesa, o esto es, se aumenta la viscosidad de la emulsión, dando como resultado que se mejora la capacidad de revestimiento de la emulsión así espesada y también se mejora la adhesividad de un adhesivo que comprende la emulsión. De manera específica, según el método de espesamiento se obtiene una composición de emulsión acuosa especialmente útil en el campo de los adhesivos que requieren una viscosidad aumentada para su capacidad de revestimiento y adhesividad.

Para evitar que la estabilidad de la dispersión disminuya, para evitar que la viscosidad de la composición aumente demasiado, para evitar que la resistencia al agua de la película de la composición disminuya, y para evitar que la adhesividad inicial del adhesivo que comprende la composición disminuya en la composición de emulsión acuosa de la invención, el total de (A) y (B) es preferentemente de 1 a 50 partes en peso, más preferentemente de 2 a 30 partes en peso, en relación a 100 partes en peso de fase dispersa y el (co)polímero comprende éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos.

La (co)polimerización de la emulsión para obtener la composición de emulsión acuosa de la invención se puede alcanzar mediante la adición de monómero(s) al (co)polimerizado, todo al mismo tiempo o de manera continuada, al sistema de (co)polimerización de la emulsión. Si se desea, el monómero(s) que va a ser (co)polimerizado se pude emulsionar previamente en una disolución acuosa del agente dispersante para la (co)polimerización de la emulsión, y la emulsión resultante se puede añadir de manera continua al sistema de (co)polimerización de la emulsión.

Se puede usar cualquier iniciador convencional en la (co)polimerización de la emulsión. Por ejemplo, son aptos para ser empleados cualquier iniciador soluble en agua tales como persulfatos, peróxido de hidrógeno, hidroperóxido de tert-butilo y semejantes, e incluso varios iniciadores solubles en aceite, tipo azo o tipo peróxido. Estos se pueden usar de manera individual o combinados con un agente reductor, tal como ácido tartárico, ácido ascórbico, Rongalit, ión férrico o semejantes, en la forma de un sistema iniciador redox.

La temperatura de la (co)polimerización de la emulsión no se define de manera exacta y precisa, ya que varía dependiendo del tipo de iniciador usado, pero generalmente se puede elegir del intervalo entre -20ºC y 100ºC.

La composición de emulsión acuosa de la invención así preparada en la forma mencionada anteriormente en la presente invención es un fluido dilatante o Newtoniano. La terminología "dilatante" como se denomina en la presente invención indica que la relación de la viscosidad a 30ºC del fluido a 6 rpm en relación a la de 60 rpm, (6 rpm)/(60 rpm) es menor que 1, tal como se demuestra concretamente en los Ejemplos que se mencionan en la presente invención más adelante.

Si se desea, la composición de emulsión acuosa de la invención puede contener cualquier tensioactivo convencional aniónico, no iónico, catiónico o anfótero; compuestos tipo polímero solubles en agua tales como almidón, almidón modificado, almidón oxidado, alginato de sodio, carboximetil celulosa, metil celulosa, hidroximetil celulosa, copolímero de anhídrido maleico/isobuteno, copolímero de anhídrido maleico/estireno, y copolímero de anhídrido maleico/metil vinil éter; y resinas termoestables tales como resina de urea/formaldehído, resina de urea/melamina/formaldehído, y resina de fenol/formaldehído.

También, si se desea, la composición puede contener además varios aditivos, por ejemplo, cargas tales como arcillas, caolín, talco, carbonato cálcico, o polvo de madera; vehículos tales como harina de trigo; pigmentos tales como óxido de titanio; y otros conservantes varios, inhibidores del moho, o agentes anti-espumantes.

La composición de emulsión acuosa de la invención preferentemente tiene un contenido en sólidos de 20 a 75% en peso. Si su contenido en sólidos es más bajo de 20% en peso, a menudo la composición resulta problemática cuando se usa en la práctica ya que se seca muy rápidamente. Sin embargo, si es mayor de 75% en peso, la composición también resulta problemática ya que su viscosidad es demasiado alta y la estabilidad de su dispersión es pobre.

La composición de emulsión acuosa de la invención es aplicable de manera favorable en líneas de producción de alta velocidad para producir productos de la composición. Además, la composición también se usa de manera favorable en varios campos de adhesivos para papel (por ejemplo, tubos de papel, pasta para trozos de tabaco, o trabajos de papel normales), adhesivos para trabajos de madera, agentes para el procesado de fibras, composiciones para revestimientos y otros usos que requieran una adhesividad inicial elevada.

A continuación, se describe con más detalle la invención en referencia a los siguientes Ejemplos y Ejemplos Comparativos, los cuales, sin embargo no tienen la intención de restringir el perfil de la invención. A menos que se indique lo contrario de manera específica, "partes" y "%" en los Ejemplos y en los Ejemplos Comparativos están dados en peso. La fluidez, la adhesividad inicial y el grado de espesamiento de las muestras de emulsión acuosa preparadas en la presente invención se midieron y evaluaron según los métodos mencionados a continuación.

Evaluación de la Fluidez de la Emulsión Acuosa

La viscosidad a 30ºC para cada mezcla se midió a 60 rpm y a 6 rpm usando un viscosímetro BM, y se obtuvo la relación, (viscosidad a 6 rpm)/(viscosidad a 60 rpm), lo que indica la fluidez de la mezcla.

Evaluación de la Adhesividad Inicial del Adhesivo

La adhesividad inicial de la muestra se midió usando un equipo de ensayo para adhesividad inicial (modelo ASM-01, fabricado por Japan Tobacco Industry Co.) bajo las condiciones mencionadas a continuación:

Material unido: Se unieron dos hojas de papel kraft (Olympus 95).

Cantidad de muestra aplicada: 100 g/cm^{2} (peso húmedo)

Modo de medida: Cizallamiento.

Velocidad de medida: 300 mm/min

Tiempo que se deja en reposo la muestra revestida: 1 s

Tiempo de unión: 5 s.

Temperatura de unión: 20ºC.

Presión de unión: 10 kg.

Tiempo que se deja en reposo la muestra unida: 1 s.

Evaluación del Grado de Espesamiento de la Emulsión Acuosa

Antes y después de espesar la muestra se midió utilizando un viscosímetro BM la viscosidad a 30ºC para cada muestra con una concentración de sólidos de 45% en sólidos a 6 rpm. La relación de la viscosidad de la muestra espesada a la de la muestra no espesada se obtuvo como un incremento en el aumento la viscosidad, que indica el grado de espesamiento de la muestra.

Incremento en el aumento de la viscosidad = (viscosidad de la emulsión espesada)/ (viscosidad de la emulsión no espesada)

Ejemplo 1

320 g de agua y 20 g de alcohol de polivinílico (PVA-1, que tiene un grado de polimerización de 1700 y un grado de hidrólisis de 88,0% en moles) se introdujeron y disolvieron completamente a 95ºC en un polimerizador de vidrio de 1 litro equipado con un condensador a reflujo, un embudo decantador, un termómetro y una entrada para una corriente de nitrógeno.

A continuación, la disolución acuosa de PVA resultante se enfrió y se purgó con nitrógeno. Entonces, agitando la disolución a 140 rpm, se añadió sobre la misma 40 g de acetato de vinilo, y se calentó hasta 60ºC. A continuación, se añadió a ésta 10 g de una disolución acuosa al 10% de ácido tartárico, y se añadió de manera continuada y gota a gota a ésta una disolución al 1% de peróxido de hidrógeno para iniciar la polimerización del monómero. Después de 0,5 horas, la temperatura del sistema de reacción se elevó hasta 80ºC, y se añadieron de manera continuada y gota a gota al sistema 360 g de acetato de vinilo. La adición del acetato de vinilo se finalizó en 2 horas, durante las cuales se añadieron a ésta de manera continuada 50 g de una disolución acuosa al 1% de peróxido de hidrógeno. De este modo se obtuvo una emulsión de acetato de polivinilo (Em-1) que tiene una concentración de sólidos del 52,0% y una viscosidad de 5000 mPas.s y contiene PAV-1 como el agente dispersante. El contenido de PVA-1 de la emulsión Em-1 era de 5% en peso en relación al contenido en sólidos de la emulsión.

A la emulsión se añadió una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 5 partes en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-1 en la emulsión, a la que se añadió agua para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración en sólidos del 45%. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron según los métodos mencionados anteriormente. El incremento en el aumento de la viscosidad de la composición fue de 20.

Ejemplo 2

A la emulsión Em-1 del Ejemplo 1 se añadió una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 0,5 partes en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-1 en la emulsión, a la que se añadió agua para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración en sólidos del 45%. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron de la misma forma a como se hizo en el Ejemplo 1. El incremento en el aumento de la viscosidad de la composición fue de 6.

Ejemplo 3

A la emulsión Em-1 del Ejemplo 1 se añadió una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 20 partes en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-1 en la emulsión, a la que se añadió agua para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración en sólidos del 45%. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron de la misma forma a como se hizo en el Ejemplo 1. El incremento en el aumento de la viscosidad de la composición fue de 25.

Ejemplo Comparativo 1

Para preparar una emulsión acuosa que tenía una concentración de sólidos del 45% se añadió agua a la emulsión Em-1 del Ejemplo 1. Su fluidez y adhesividad inicial se midieron y evaluaron de la misma forma a como se hizo en el Ejemplo 1.

Ejemplo 4

14,4 g de alcohol de polivinílico (PVA-2, que tenía un grado de polimerización de 1000 y un grado de hidrólisis de 94,2% en moles) se disolvieron en 230 g de agua desionizada con ayuda de calor, y la disolución resultante se introdujo en un autoclave a presión equipado con una entrada para una corriente de nitrógeno y un termómetro. Después se ajustó el pH de la disolución a 4,0 con la adición a la disolución a ésta de ácido sulfúrico diluido, se añadieron 300 g de acetato de vinilo a la disolución y se introdujo dentro del autoclave etileno a una presión elevada de 45 kg/cm^{2}G. La cantidad de etileno que se añadió era de 60 g. Después se elevo la temperatura del sistema hasta 60ºC, para iniciar la polimerización de los monómeros se añaden a la disolución un iniciador redox, peróxido de hidrógeno-Rongalit. La polimerización se finalizó en dos horas para dar una emulsión de copolímero poli(acetato de vinilo-etileno) (Em-2) que tenía una concentración de sólidos del 56,2% y una viscosidad de 2100 mPas\cdots y que contenía PVA-2 como el agente dispersante. El contenido de PVA-2 de la emulsiónEm-2 era del 4% en peso en relación al contenido de sólidos de la emulsión.

A la emulsión (Em-2) se añadió una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 10 partes en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-2 en la emulsión, a la que se añadió agua para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración en sólidos del 50%. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron según los métodos mencionados anteriormente. El incremento en el aumento de la viscosidad de la composición fue de 20.

Ejemplo 5

Se preparó una emulsión de copolímero poli(acetato de vinilo-etileno) (Em-3) de la misma manera a como se hizo en el Ejemplo 4, excepto que se usó como agente dispersante una disolución de 14,4 g de PVA-2 y 13,0 g de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) que se disolvió en 250 g de agua desionizada. La emulsión de Em-3 contenía 90 partes en peso de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12, en relación a 100 partes en peso de PVA-2 en la emulsión. Se añadió agua a la emulsión Em-3 para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración de sólidos del 45%. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron según los métodos mencionados anteriormente.

Ejemplo Comparativo 2

A la emulsión Em-2 del Ejemplo 4 se añadió agua para preparar una emulsión acuosa que tenía una concentración de sólidos del 50%. Su fluidez y adhesividad inicial se midieron y evaluaron de la misma forma a como se hizo en el Ejemplo 1.

Ejemplo Comparativo 3

A la emulsión Em-3 del Ejemplo 5, se añadió además una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 20 partes en peso en relación a 100 partes en peso de PVA-2 en la emulsión, a la que se añadió agua para preparar una composición de emulsión acuosa que tenía una concentración de sólidos del 50%. La composición de emulsión acuosa contenía 110 partes en peso de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído, en relación a 100 partes en peso de PVA-2. La fluidez y la adhesividad inicial de la composición se midieron y evaluaron según los métodos mencionados anteriormente.

Ejemplo Comparativo 4

Se repitió el mismo proceso tal como se hizo en el Ejemplo 4, excepto que en lugar de PVA-2 se usaron 14,4 g de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.). Sin embargo, de este modo el sistema coagulaba y no daba una emulsión acuosa estable.

Ejemplo Comparativo 5

Se repitió el mismo proceso tal como se hizo en el Ejemplo 4, excepto que a la emulsión se añadió una disolución acuosa al 5% de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) en una cantidad de 0,01 partes en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-2 en la emulsión, en lugar de añadir a ésta la misma disolución acuosa en una cantidad de 10 en peso (como sólido) en relación a 100 partes en peso de PVA-2 en la emulsión. Sin embargo, de este modo no se pudo obtener una emulsión acuosa dilatante, y la adhesividad inicial de la emulsión obtenida en el presente Ejemplo Comparativo era pobre.

Ejemplo Comparativo 6

Se repitió el mismo proceso tal como se hizo en el Ejemplo 4, excepto que en lugar de PVA-2 se usaron 7,2 g de condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 (Sanyo Levelon, fabricado por Sanyo Chemical Co.) y 7,2 g de alquildifenil éter disulfonato de sodio (Sandet BL, fabricado por Sanyo Chemical Co.) para preparar una emulsión de copolímero poli(acetato de vinilo-etileno) que tenía una concentración de sólidos del 55,3% y una viscosidad de 4800 mPas\cdots. Esta muestra se ensayó en la misma forma a como se hizo en el Ejemplo 4, dando como resultado que la emulsión obtenida en el presenta Ejemplo Comparativo no era una de tipo dilatante y que su adhesividad inicial esta pobre.

Ejemplo 6

Se repitió el mismo proceso tal como se hizo en el Ejemplo 4, excepto que en lugar de un condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 10 a 12 se usó condensado de naftalensulfonato de sodio con formaldehído que tenía un grado de condensación (n) de 4 a 5 (Lomar D, fabricado por San Nopco Co.) para obtener una emulsión acuosa. La fluidez y la adhesividad inicial de la emulsión acuosa obtenida en el presente Ejemplo se midieron y evaluaron según los métodos mencionados anteriormente. El incremento en el aumento de la viscosidad de la composición fue de 14.

Como se ha mencionado con detalle anteriormente en la presente invención, la composición de emulsión acuosa de la presente invención se caracteriza por su fluidez, de forma que la viscosidad aparente de la composición se evita que disminuya en relación al aumento de la velocidad del cizallamiento de la composición y que la viscosidad aparente de la composición se aumenta en relación al aumento en la velocidad del cizallamiento de la misma. Además, la composición se caracteriza de manera adicional por su elevada adhesividad inicial y su capacidad de aumento de la viscosidad.

Por consiguiente, la composición de la emulsión acuosa de la invención es aplicable sin problemas al revestimiento de elevada velocidad, y se usa extensamente y de manera eficaz en varios campos de adhesivos para papel, adhesivos para trabajos de madera, agentes para el procesado de fibras, composiciones para el revestimiento de papel, pinturas.

Mientras que la invención se ha descrito en detalle y en referencia a sus realizaciones específicas, se entenderá por alguien habituado con la técnica que se pueden realizar varios cambios y modificaciones en la misma sin apartarse del perfil de la misma.

1

2

Claims

1. Una composición de emulsión acuosa, que comprende:

una fase dispersa que es un (co)polímero de éster de vinilo y al menos un monómero elegido de monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos, y en el que los monómeros insaturados etilénicos y monómeros diénicos se eligen de olefinas, ésteres de vinilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilatos, metacrilatos, monómeros tipo acrilamida, monómeros estirénicos, N-vinilpirrolidona, butadieno e isopreno;

un agente dispersante (A) que es un (co)polímero de poli(alcohol vinílico); y

un condensado (B) de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído;

en el que la relación en peso del contenido en sólidos de (A)/(B) es 100/0,05 a 100/100.

2. Una composición de emulsión acuosa según la reivindicación 1, en la que el condensado (B) tiene un grado de condensación de (A)/(B) de 2 a 20.

3. Una composición de emulsión acuosa según la reivindicación 1, en la que el PVA es un copolímero.

4. Una composición de emulsión acuosa según cualquier reivindicación precedente, en la que el grado de polimerización del PVA es de 50 a 8000.

5. Una composición de emulsión acuosa según la reivindicación 4, en la que el grado de polimerización es de 100 a 4000.

6. Una composición de emulsión acuosa según la reivindicación 4, en la que el grado de polimerización es de 200 a 3500.

7. Una composición de emulsión acuosa según cualquier reivindicación precedente, en la que la relación (A)/(B) es de 100/0,1 a 100/80.

8. Una composición de emulsión acuosa según la reivindicación 7, en la que la relación (A)/(B) es de 100/0,2 a 100/50.

9. Un adhesivo que comprende una composición de emulsión acuosa de la reivindicación 1.

10. Un método para espesar una emulsión acuosa, que comprende:

y un agente dispersante (A) que es un (co)polímero de poli(alcohol vinílico); y

añadir a la emulsión un condensado (B) de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico aromático con formaldehído;

11. Una composición de emulsión acuosa, que comprende:

un agente dispersante (A) que es un (co)polímero de poli(alcohol vinílico); y

un condensado (B) de una sal de metal alcalino de un ácido sulfónico heterocíclico con formaldehído;