NO170492B - Polymerblanding som er nyttig som bindemiddelkomponent i belegningsmiddel, samt anvendelse av en slik blanding - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en polymerblanding som

er nyttig som bindemiddelkomponent i belegningsmidler, slik det fremgår av krav 1. Den vedrører også anvendelse av polymerblanding, slik det fremgår av krav 2.

Ved fremstilling av papir bestrykes papiroverflaten ofte med et preparat (vanligvis betegnet belegningsfarve eller -middel) som gir papiret ønskelige egenskaper så som trykkbarhet. Ved én konvensjonell metode for påføring av belegningsfarven overføres belegget kontinuerlig som en væskefilm fra en påføringsvalse til papiroverflaten, idet eventuelt påført overskudd fjernes med egnede midler, f.eks. blad- eller luftknivteknikker.

Av forskjellige grunner har papirprodusentene kontinuerlig strevet for å redusere den ferdige vekt av det bestrøkne papir. Én metode som dette kan oppnås ved, er.ved å redusere mengden av bestrykningsfarve som bestrykes på papiret. Dessverre resulterer generelt en reduksjon i bestrykningsvekten i fall i egenskapene til det ferdige papir, spesielt hva angår trykk-kvaliteten. For effektivt å bestryke papiret, ved den ønskede bestrykningsvekt, oppviser bestrykningsfarvene fordel-aktige ønskelige fysikalske egenskaper, f.eks. stabilitet og rheologiske egenskaper. Disse egenskaper er spesielt viktige ved fremstilling av papir av høykvalitet, f.eks. slike som brukes til gravyrteknikk.

Konvensjonelt består bestrykningsfarven primært av en suspensjon av et pigment og/eller fyllstoff, f.eks. leire,

i et vandig medium som inneholder et bindemiddel. Hittil er naturlige materialer med høy molekylvekt, f.eks. stivelse eller protein, biitt anvendt som bindemiddel. Dessverre er disse naturlige materialer utsatt for angrep av mikroorganismer, og når de anvendes alene, gir de sprø belegg. Videre, ved anvendelse av et stivelsebindemiddel, er det bestrøkne papir ofte ik-ke i besittelse av den nødvendige trykk-kvalitet på grunn av utilstrekkelig hold, dvs. overskytende penetrering av belegge-ne inn i papiret.

Det er derfor blitt foreslått å anvende syntetiske polymerer som bindemiddel i papirbelegg. Mange slike syntetiske polymerbindemidler består av to polymere komponenter med én kopolymer som anvendes primært for å gi det bestrøkne papir den ønskede bindestyrke og andre egenskaper, og hvor den annen kopolymerkomponent anvendes primært for å påvirke de rheologiske egenskaper hos bestrykningsfarvene som lages av disse. Eksempelvis åpenbarer BRD-patent nr. 1 546 315 et syntetisk polymerbindemiddel som omfatter 60-95 % av en første kopolymer av butadien, styren og/eller akrylnitril og 5-40 % av en annen kopolymer av akryl- eller metakrylsyre, en monomer som danner en vann-uløselig homopolymer (hvorav i det minste en del er en ester av akryl- eller metakrylsyre) og eventuelt akryl- eller metakrylamid. Dessverre er egenskapene til papir som er be-strøket med bestrykningsfarver fremstilt av dette bindemiddel vanligvis mangelfulle, spesielt ved anvendelse av gravyrtrykke-teknikker, hvilket igjen skyldes utilstrekkelig belegghold.

Et lignende syntetisk polymert bindemiddel med unntagelse av at den første kopolymer stammer fra en ester av akryl- eller metakrylsyre, en vinylester eller propionsyre, og eventuelt andre kopolymeriserbare monomerer, er beskrevet i US-patent-skrift nr. 3 365 410. Mens bestrykningsfarver som fremstilles ved anvendelse av disse polymere bindemidler forbedrer trykk-kvaliteten til papir som fremstilles av dem, kreves ytterligere forbedring i resten av papiregenskapene.

På bakgrunn av de ovenfor omtalte mangler ved de syntetiske polymerbindemidler som hittil er anvendt, er det stadig sterkt ønskelig å tilveiebringe et polymert preparat som effektivt kan anvendes som bindemiddel i en papirbestrykningsfarve for å gi forbedret balanse av egenskaper til det papir som bestrykes med den.

Følgelig vedrører foreliggende oppfinnelse et slikt forbedret polymerpreparat som er anvendelig som bindemiddelkomponent i en bestrykningsfarve. Polymerpreparatet er sammensatt av to polymerkomponenter, og forbedringen ved preparatet omfatter innlemmelse, som én av de to polymerkomponenter, av en lett tverrbundet kopolymer som i polymerisert form omfatter en ester av a,0-etylenisk umettet karboksylsyre, en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre, et umettet karboksylamid, og eventuelt en eller flere andre komonomerer. Den lett tverrbundne kopolymer

(i det følgende betegnet som "rheologiregulerings-kopolymeren")

er tilstrekkelig tverrbundet til å forbedre de rheologiske og/ eller andre egenskaper hos polymerpreparatet og/eller bestryk-

ningsfarver fremstilt av disse.

Generelt oppnås en slik tverrbinding i kopolymeren ved anvendelse av en liten mengde (dvs. fra 0,01 til 10 vekt%)

av en tverrbindingsmonomer. Den annen kopolymer (i det føl-gende betegnet som "bindemiddel-kopolymeren") er generelt en kopolymer av en monovinyliden-aromat, et konjugert dien og eventuelt andre kopolymeriserbare monomerer eller en kopolymer av en ester av en a,0-etylenisk umettet karboksylsyre, en komonomer som danner en vann-uløselig homopolymer og eventuelt en eller flere kopolymeriserbare monomerer.

Bestrykningsfarvene som inneholder en tilstrekkelig tverrbundet polymerkomponent er i besittelse av rheologiske og/eller andre egenskaper som ikke kan oppnås uten en tverrbundet komponent. I tillegg tillater den fleksibilitet som fremkommer med den tverrbundne struktur, lett tilpasningsevne hos den polymere bindemiddelblanding til forskjellige sammensetninger ved fremstilling av bestrykningsfarver. Papir som er bestrøket med bestrykningsfarvene viser uventet høye bindestyrker og utmerket trykkbarhet.

I henhold til oppfinnelsen omfatter bindemiddel-kopolymeren, basert på 100 vektdeler, minst 60 vektdeler, i polymerisert form, av fra 10 til 90 vekt% av en monovinyliden-aromat og fra 10 til 90 vekt% av et konjugert dien, idet vektprosentene er basert på den totale vekt av monovinyliden-aromaten og det konjugerte dien. Bindemiddel-kopolymeren kan eventuelt omfatte, i polymerisert form, opp til 20 vektdeler av en a,/J-etylenisk umettet karboksylsyre og opp til 20 vektdeler av andre kopolymeriserte monomerer. Rheologireguleringspolymeren omfatter, basert på 100 vektdeler, i polymerisert form, fra 40 til 90 vektdeler av en ester av en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre, fra 1 til 30 deler av en a,)3-etylenisk umettet karboksylsyre, fra 5 til 15 vektdeler av et etylenisk umettet karboksylamid; fra 0,5 til 20 vektdeler av et etylenisk umettet nitril og fra 0,01 til 10 vektdeler av en tverrbindingsmonomer.

Polymerblandingene i henhold til oppfinnelsen er anvende-*lige som bindemiddelkomponent i forskjellige produkter, spesielt bestrykningsfarver. De er spesielt anvendelige ved fremstilling av bestrykningsfarver som anvendes ved fremstilling av papir for høykvalitetstrykk, f.eks. ved fremstilling for rotogravyrtrykk.

Polymerblandingen i henhold til oppfinnelsen omfatter to polymerkomponenter, her betegnet som en bindemiddel-kopolymer og en rheologireguleringspolymer. Bindemiddelkopolymeren som primært medfører bindestyrke og andre egenskaper til det be-strøkne papir, stammer fortrinnsvis fra en monovinyliden-aromat, et konjugert dien og eventuelt andre monomerer som er kopolymeriserbare med den. Representative monovinyliden-aromater inkluderer styren; a-alkylstyren, f.eks. a-metylstyren og a-etylstyren;kjernesubstituerte, alkylsubstituerte styrener, f.eks. vinyltoluen, o-etylstyren, 2,4-dimetylstyren; kjerne-substituert halogenstyren, f.eks. klorstyren og 2,4-diklor-styren; styren som er substituert med både en halogen- og alkylgruppe, f.eks. 2,2-klor-4-metylstyren og kombinasjoner derav. Generelt foretrekkes styren eller en kombinasjon av styren med små mengder (dvs. mindre enn 10 vekt% basert på vek-ten av anvendt monovinylidenaromat) av en eller flere andre monovinyliden-aromater, spesielt et a-alkylstyren. Helst anvendes styren som monovinyliden-aromat. Det konjugerte dien er et alkadien, fortrinnsvis et 1,3-konjugert dien, f.eks. butadien, isopren, properylen, kloropen og lignende. Det foretrukne konjugerte dien er 1,3-butadien.

Ofte, men eventuelt, omfatter bindemiddelkopolymeren en eller flere ytterligere kopolymeriserbare monomerer. Slike komonomerer anvendes for å variere egenskapene til den resulterende polymer og de spesifikke komonomerer og deres mengder som er utvalgt for å oppnå en kopolymer som har ønskelige egenskaper. Eksempelvis for å øke bindestyrken til et bestrøket papir er det ofte ønskelig å anvende en a,3-etylenisk umettet karboksylsyre, f.eks. akryl-, metakryl-, itakon-, fumar- eller maleinsyre, ved fremstilling av bindemiddelkopolymeren. Fore-trukket av slike syrer er itakon- eller akrylsyre eller en kombinasjon av disse. Andre komonomerer som ofte anvendes med fordel ved fremstilling av et slikt kopolymerbindemiddel inkluderer umettede nitriler, f.eks. akrylnitril og metakrylnitril, de halogensubstituerte olefiner, f.eks. vinylidenklorid, estere av a,B-etylenisk umettede karboksylsyrer, etylenisk umettede amider, f.eks. akrylamid og metylakrylamid, og de etylenisk umettede alkoholer.

De relative andeler av monovinyliden-aromaten, det konjugerte dien og de andre komonomerer, hvis de anvendes ved fremstilling av den foretrukne bindemiddelkopolymer, er avhen-gig av et utvalg av faktorer inklusive den spesifikke monovinyliden-aromat og det konjugerte dien som anvendes, og velges typisk på basis av de ønskede egenskaper hos bindemiddelkopolymeren. Eksempelvis oppviser bindemiddelkopolymeren fordelaktig en overgangstemperatur av annen orden, slik den er defi-nert av P. J. Flory i "Principles of Polymer Chemistry", pub-lisert i 1953 av Cornell University Press, Ithaca, New York, side 56, mellom -60° og +40°C og monomerene og deres mengder utvalgt i overensstemmelse dermed. Generelt omfatter bindemiddelkopolymeren minst 60, fortrinnsvis minst 80, helst minst 90, vekt% av monovinyliden-aromaten og det konjugerte dien, idet vektprosenten er basert på den totale vekt av den første kopolymer. Generelt anvendes monovinyliden-aromaten i mengder på fra 10 til 90, fortrinnsvis 50-70, vekt% og det konjugerte dien i mengder av 10-90, fortrinnsvis 30-50, vekt%, idet vektprosenten er basert på den samlede mengde av monovinyliden-aromat og konjugert dien som anvendes ved fremstillingen av bindemiddel-kopolymeren. De a,3-etylenisk umettede karboksylsyrer anvendes i mengder på 0-20 vekt%, fortrinnsvis 1-5 vekt%, og de andre kopolymeriserbare monomerer anvendes i mengder på 0-20, mer generelt 0-5, vekt%, idet vektprosenten er basert på den totale vekt av bindemiddelkopolymeren. Generelt stammer bindemiddelkopolymeren i henhold til foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis fra 50-70 vekt% av en monovinyliden-aromat, spesielt styren, fra 30-50 vekt% av et konjugert dien, spesielt 1,3-butadien, og fra 1 til 5 vekt% av en a,fi-etylenisk umettet karboksylsyre, spesielt itakonsyre, akrylsyre eller en kombinasjon derav.

Alternativt, men mindre å foretrekke, stammer bindemiddelkopolymeren fra en ester av en a,3-etylenisk umettet karboksylsyre og en komonomer som danner en vann-uløselig homopolymer. Representative estere er akryl- og/eller metakrylsyre med alkoholer som har 1-8 karbonatomer, inklusive etylakrylat, n-butylakrylat, i-butylakrylat, 2-etylheksylakrylat og lignende. Estere av akrylsyre med alkoholer som har 4-8 karbonatomer foretrekkes. Representative komonomerer som danner en vann-uløselig homopolymer': inkluderer generelt mono-vinylidenaromatene, spesielt styren; de umettede nitriler, spesielt akrylnitril; vinylesterne av en monokarboksylsyre , spesielt vinylacetat eller vinylpropionat; halogenolefinene, f.eks. vinylklorid eller vinylidenklorid; eller en kombinasjon derav. De foretrukne av slike komonomerer er vinylesterne, spesielt vinylacetat og vinylpropionat. Generelt vil bindemiddelkopolymeren omfatte 10-90, fortrinnsvis 35-60, vekt% av esteren av en umettet karboksylsyre og 10-90, fortrinnsvis 35-60, vekt% av vinylacetatet, og eventuelt opp til 10 vekt% av en ytterligere komonomer, idet vektprosentene er basert på den totale vekt av bindemiddelkopolymeren. Selv om en slik ytterligere komonomer kan være en komonomer som danner en vann-uløselig homopolymer, er den mer fordelaktig enn ct,B-etylenisk umettet karboksylsyre, fortrinnsvis en syre som har 3-5 karbonatomer, inklusive akryl-, metakryl-, kroton-, malein-, fumar- eller itakonsyre og deres amider, monoalkylamider, dialkylamider, N-metylolamider og estere av N-metylolamidene, inklusive halv-amidene og halvesterne av dikarboksylsyrene; eller en sterke-re sur komonomer, f.eks. vinylsulfonsyre og p-toluensulfon-syre. Foretrukket blant slike komonomerer er de a,3-etylenisk umettede syrer, spesielt slike syrer som har 3-5 karbonatomer. Disse syrer anvendes fortrinnsvis i mengder på 0,1-5 vekt% basert på den totale vekt av bindemiddelkopolymeren.

Rheologireguleringspolymerkomponenten omfatter en lett tverrbundet kopolymer av en a,6-etylenisk umettet syre, en ester av en a,3-etylenisk umettet karboksylsyre; et umettet karboksylamid og eventuelt en eller flere andre komonomerer, fortrinnsvis et umettet nitril.

Esterne av de a,B-etylenisk umettede syrer som med fordel anvendes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er slike estere av en karboksylsyre som har 3-5 karbonatomer, f.eks. akryl-, metakryl-, malein-, fumar- eller itakonsyre (fortrinnsvis akryl- eller metakrylsyre) med alkoholer som har 2-10 karbonatomer, fortrinnsvis 2-4 karbonatomer. Eksempler på slike estere er etylakrylat, propylakrylat, butylakrylat, propylmetakrylat, butylakrylat og lignende.

De umettede karboksylsyrer som med fordel anvendes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er slike karboksylsyrer som inneholder 3-10 karbonatomer. Representanter for slike syrer er akryl-, metakryl-, kroton-, itakon-, fumar- og etylakrylsyrer.

Representanter for etylenisk umettede karboksylamider inkluderer akrylamid, metakrylamid, krotonamid, itakonamid, maleinsyremonoamid og etylakrylamid.

Representanter for etylenisk umettede nitriler inkluderer akrylnitril, metakrylnitril, maleinsyrenitril og cinnamo-nitril.

Generelt anvendes en tverrbindingsmonomer, dvs. en kopoly-meriserbar monomer som, når den er inkludert i polymerisasjons-resepten, introduserer tverrbindinger i den resulterende polymer, for lett å tverrbinde rheologireguleringspolymeren. Representative tverrbindingsmonomerer inkluderer de etylenisk umettede monomerer som inneholder to eller flere ikke-konjugerte endestående etyleniske grupper. Eksempler på slike monomerer er polyvinyliden-aromatene, f.eks. divinylbenzen, divinyl-toluen, divinylxylen og trivinylbenzen; allyl- eller butenyl-akrylåtene og/eller -metakrylatene, f.eks. allylmetakrylat, etylenglykoldimetylakrylat og lignende. Foretrukne tverrbindingsmonomerer inneholder 4-15 karbonatomer, og allylakrylat og allylmetakrylat er de som er mest foretrukket.

De spesifikke monomere komponenter og de relative andeler av hver, inklusive tverrbindingsmonomeren og mengdene av denne, som mest fordelaktig anvendes ved fremstilling av rheologireguleringspolymeren er avhengige av en rekke faktorer, inklusive sammensetningen av bestrykningsfarven som fremstilles av dem. Hvis f.eks. bindemiddelkopolymeren er en kopolymer av en ester av en. umettet syre og en vinylester av en umettet karboksylsyre, så kan ofte de ønskede polymere egenskaper ved kopolymerene oppnås ved anvendelse av en lett tverrbundet polymer som stammer fra esteren av en umettet karboksylsyre, fortrinnsvis 40-90 vekt% av en ester av akrylsyre med en alkohol som har 1-8 karbonatomer; den umettede karboksylsyre, fortrinnsvis 5-40 vekt% akryl- og/eller metakrylsyre; og et umettet karboksylamid, fortrinnsvis 0,5-10 vekt% akrylamid og/eller metakrylamid, idet vektprosentene er basert på den totale vekt av rheologireguleringspolymeren. Tverrbindingen innføres fordelaktig ved anvendelse av 0,05-5 vekt% av en tverrbindingsmonomer,

fortrinnsvis 0,05-2 vekt% allylakrylat eller -metakrylat.

I tillegg kan eventuelt små mengder (dvs. mindre enn 10 vekt%) av andre komonomerer, f.eks. et umettet nitril, en monovinyliden-aromat, en vinylester av en monokarboksylsyre, anvendes.

Alternativt, når bindemiddelkopolymeren er en kopolymer som primært stammer fra en monovinyliden-aromat,og et konjugert dien, er det for oppnåelse av de mest ønskelige egenskaper generelt nødvendig å anvende et umettet nitril i kombinasjon med den umettede karboksylsyre, esteren av en umettet sy-re og det umettede karboksylamid ved fremstillingen av rheologireguleringskopolymeren. Fordelaktig stammer i et slikt til-felle den lett tverrbundne rheologireguleringskopolymer fra 45-90 vekt% av esteren av en umettet karboksylsyre, fortrinnsvis 4 5-75 vekt% etylakrylat og/eller etylmetakrylat; 1-30 vekt% av en umettet karboksylsyre, fortrinnsvis 5-25 vekt% akryl-og/eller metakrylsyre; 5-15 vekt% av det umettede karboksylamid, fortrinnsvis 8-15 vekt% akrylamid og/eller metakrylamid og 0,05-20 vekt% av et umettet nitril, fortrinnsvis 5-20 vekt% akrylnitril eller blandinger av akrylnitril med maleinsyrenitril eller metakrylnitril; og 0,01-10 vekt% av en tverrbindingsmonomer, fortrinnsvis 0,05-5 vekt% allylakrylat og/eller allylmetakrylat, hvor vektprosentene er basert på den totale vekt av rheologireguleringspolymeren.

Mest å foretrekke omfatter rheologireguleringskopolymeren, i polymerisert form, 50-70 vekt% etylakrylat, 10-20 vekt% metakrylsyre, 8-15 vekt% akrylamid, 10-20 vekt% akrylnitril og 0,05-2 vekt% av en tverrbindingsmonomer, spesielt allylmetakrylat.

Bindemiddelkopolymeren og rheologireguleringskopolymeren fremstilles separat ved anvendelse av kontinuerlige, halvkon-tinuerlige eller sats-émulsjonspolymerisasjonsteknikker. Slike teknikker er velkjente på området, og det.henvises til disse for formålene med foreliggende oppfinnelse. Generelt fremstilles polymerkomponentene ved å dispergere de ønskede monomerer i et vandig polymerisasjonsmedium som typisk inneholder et emulgeringsmiddel og andre konvensjonelt anvendte polymeri-sasjonshjelpemidler, f.eks. kjedeoverføringsmiddel, chelate-ringsmidler.

Fri-radikal-initieringsmidler som med fordel anvendes inkluderer UV-lys og konvensjonelle kjemiske initiatorer, f. eks. peroksygener, f.eks. hydrogenperoksyd og kurnenhydroper-oksyd; persulfat, f.eks. kaliumpersulfat, natriumpersulfat og ammoniumpersulfat; organiske azoforbindelser, f.eks. azobis-isobutylnitril; redoks-initiatorer, f.eks. peroksyd i kombinasjon med et sulfitt eller tiosulfat som reduksjonsmiddel; o.l. Typisk anvendes slike initiatorer i mengder som generelt varierer fra 0,01 til 5 vekt% basert på den samlede vekt av de monomerer som polymeriseres.

Ved fremstilling av kopolymerene er de overflateaktive midler som anvendes fordelaktig anioniske og ikke-ioniske overflateaktive midler som konvensjonelt anvendes i emulsjonspoly-merisasjoner. Representative anioniske overflateaktive midler som er nyttige i forbindelse med oppfinnelsen inkluderer alkylarylsulfonatene, f.eks. natriumdodecylbenzensulfonat, alkylfenoksypolyetylensulfonater og -fosfater, natriumlauryl-sulfat, kaliumlaurylsulfonat og lignende. Representative ikke-ioniske overflateaktive midler som er anvendelige i forbindelse med oppfinnelsen inkluderer reaksjonsproduktet av et alkylen-oksyd med alkylerte fenoler eller langkjedede, f.eks. 6-20 karbonatomer, fettalkoholer, fettsyrer, alkylmerkaptaner og primære aminer, monoestere, f.eks. reaksjonsproduktet av poly-etylenglykol med en langkjedet karboksylsyre med polyglykol-estere av en flerverdig alkohol. De overflateaktive midler anvendes i en mengde som effektivt stabiliserer dispersjonen under polymerisasjonen. Generelt vil en slik mengde variere fra 0,1 til 5 vekt% basert på den totale vekt av de anvendte monomerer. For å hjelpe på reguleringen av molekylvekten til de resulterende polymerer inkluderes ofte, men eventuelt, et kje-deoverføringsmiddel i det vandige polymerisasjonsmedium. Generelt kan kjedeoverføringsmidler som hittil konvensjonelt er anvendt i emulsjonspolymerisasjonsprosesser anvendes ved utfø-relse av foreliggende oppfinnelse. Representanter for slike kjedeovérføringsmidler inkluderer merkaptanene, f.eks. n-dode-cylmerkaptancykloheksan, bromoform, karbontetrabromid, karbon-tetraklorid og lignende. Når de anvendes, anvendes kjedeover-føringsmidlene med fordel i mengder fra 0,05 til 5 vekt% basert på den totale vekt av monomerene.

Polymerisasjonen utføres med fordel ved så lav temperatur som er tilstrekkelig for å polymerisere monomerene i praktisk takt. Generelt utføres polymerisasjonen ved temperaturer på 40 til 100°C, fortrinnsvis 60-90°C, i tidsrom som er tilstrek-kelige til å omdanne ønskede mengder av monomer til den ønskede polymer (generelt omdannelse av minst 90 % av monomeren til polymer), hvilket konvensjonelt tar fra 1 til 6 timer. Poly-merdispersjonene kan fremstilles over et bredt område av konsentrasjoner, og de resulterende vandige dispersjoner varierer med fordel fra 20 til 60 vekt% med hensyn til faststoff.

Polymerblandingen i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilles ved å blande de ønskede mengder av bindemiddel-kopolymeren med rheologireguleringskopolymeren. De relative konsentrasjoner av bindemiddelkopolymeren og rheologireguleringskopolymeren velges på basis av de ønskede egenskaper hos polymerpreparatet og bestrykningsfarven som fremstilles av dette. Generelt anvendes bindemiddelkopolymeren i mengder på 50-97, fortrinnsvis 60-90, helst 70-90, vekt%, og rheologireguleringskopolymeren anvendes i mengder på 3-50, fortrinnsvis 10-40, helst 10-30, vekt%, idet vektprosentene er basert på den samlede vekt av de to kopolymerer.

Den fremgangsmåte ved hvilken de to polymerer blandes er ikke spesielt kritisk for utførelsen av oppfinnelsen. Generelt vil de to polymerdispersjoner være forlikelige med hverandre, spesielt hvis eventuelt karboksyl, en av eller begge kopolymerer ikke nøytraliseres eller bare delvis nøytraliseres før blandingen. Blandingen av de to polymerdispersjoner utføres lett ved å blande dispersjonen av den første bindemiddelkopolymer, når den er fremstilt, med dispersjonen av rheologireguleringskopolymeren, når denne er fremstilt, ved anvendelse av mild røring»

Ved fremstilling av bestrykningsfarver under anvendelse av polymerblandingen i henhold til oppfinnelsen som bindemiddel-komponent blandes vanligvis polymerblandingen i henhold til oppfinnelsen med annet, f.eks. fyllstoffer og/eller pigmenter inklusive leire, og eventuelt kalk, eller kalsiumpreparat, og om ønskes andre hjelpestoffer, f.eks. dispergeringsmidler, smøremidler eller lignende. Selv om slike hjelpestoffer kan blandes med enhver kopolymer før den påfølgende blanding av kopolymerene, fremstilles generelt en vandig dispersjon av pigmentet og/eller fyllstoffet og kopolymerene settes til denne, under agitering, kort før bruk. Før påføringen av en bestrykningsfarve som inneholder polymerblandingen i henhold til oppfinnelsen, på en papiroverflate, nøytraliseres karbok-sylgruppene fordelaktig ved å tilsette et basisk materiale, f.eks. natriumhydroksyd eller kaliumhydroksyd eller ammoniakk, fortrinnsvis natriumhydroksyd. Alkaliet tilsettes i en mengde som er tilstrekkelig til å gi den vandige dispersjon som inneholder polymeren en pH-verdi på 8-9,5. Den resulterende bestrykningsfarve kan påføres råpapir ved anvendelse av hvilken som helst av de kjente metoder.

Det følgende eksempel skal illustrere oppfinnelsen.

1 eksemplene er alle deler og prosenter i vekt med mindre annet er angitt.

Eksempel

Fremstilling av bindemiddel- kopolymeren

I en polymerisasjonskolbe med passende størrelse, utstyrt med hjelpemidler for røring, oppvarmning og avkjøling, termo-meter og tilsetningstrakt, tilsettes 60 deler vann, 0,1 del av et anionisk overflateaktivt middel, 0,8 del av en friradikal-initiator og 3 deler av et kjedeoverføringsmiddel. Karet spyles med nitrogen og oppvarmes til 90°C. Over en 4 timers periode tilsettes 57 deler styren, 39 deler butadien, 1 del itakonsyre og 3 deler akrylsyre samtidig med en vannstrøm som omfatter ytterligere overflateaktivt middel og friradikal-initiator. Karet holdes på 90°C under denne tilsetning og i 2 timer til. På dette tidspunkt stanses polymerisasjonen.

Den resulterende emulsjon inneholder 50 % faststoffer, og par-tikkel størrelsen til den resulterende styren/butadien/itakonsyre /akryl syr e-kopolymer viser seg å være tilnærmet 1800 Å.

Fremstilling av rheologireguleringspolymeren

I et polymerisasjonskar med egnet størrelse lik det som ble anvendt ved fremstilling av den første kopolymer, tilsettes 148 deler vann, 0,02 del av et chelateringsmiddel og 0,5 del av et anionisk overflateaktivt middel. Karet oppvarmes så til 80°C. En første monomertilmatingsstrøm omfattende 60 deler etylakrylat, 15 deler akrylnitril, 15 deler metakrylsyre og 0,1 del alkylmetakrylat tilsettes til den forsiktig omrørte vandige polymerisasjonsblanding over et tidsrom av ca. 4 timer. En annen separat monomertilsetning omfattende en løsning av 40 deler vann og 10 deler akrylamid med 0,005 del av et chelateringsmiddel tilsettes samtidig i reaksjonskaret med unntagelse av at denne tilsetning innledes ca. 15 minutter etter den første monomerstrøm. Sammenfallende med tilsetningen av monomerene tilsettes ytterligere 50 deler vann, 2,0 deler anionisk overflateaktive midler, 0,1 del natriumhydroksyd og 0,7 del av en friradikal-initiator til poly-merisas jonsmediet. Temperaturen i karet holdes på 80°C under tilsetningen av monomeren og polymerisasjonshjelpemidlene i ytterligere 2 timer. Ved slutten av dette tidsrom avkjøles kolben så til omgivelsestemperatur, og den påfølgende emulsjon utsettes for dampdestillasjon for fjerning av den uomdannede monomer. Den resulterende emulsjon inneholder ca. 30 % faststoffer.

Fremstilling av bestrykningsfarve

En polymer blanding fremstilles ved under forsiktig rør-ing å blande 80 deler, på tørrstoffbasis, av emulsjonen som inneholder bindemiddelkopolymeren med 20 deler, på tørrstoff-basis, av emulsjonen som inneholder rheologireguleringskopolymeren slik at det dannes en blanding med 44 vekt% faststoffer.

Det fremstilles et papirbestrykningspreparat ved å tilsette 5 deler av denne blanding til 100 deler av en "Dinkie" A leire dispergert i en vandig løsning av 0,1 del natriumpoly-akrylat og 0,2 del natrium-metafosfat under kraftig røring. pH-verdien til den resulterende blanding justeres så til 8,5 ved tilsetning av kaustisk soda. Det resulterende papirbelegg (prøve nr. 1) omfatter 56 % faststoffer med en viskositet på 2150 cP målt med Brookfield-viskosimeter, modell RVT ved anvendelse av spindel nr. 5 ved 100 opm og 25°C.

På lignende måte fremstilles et papirbelegg (prøve nr.

2) ved å blande 75 deler (tørrstoffbasis) emulsjon som inneholder bindemiddelkopolymeren med 25 deler (tørrstoffbasis) av emulsjonen som inneholder rheologireguleringskopolymeren. Papirbelegget viser seg å ha faststoffer på ca. 56 % med en viskositet på 2150 cP.

Hvert av papirbeleggene påføres separat på et basispapir på 36 g/m 2 ved en hastighet på 600 m/min og ved 10 g/m 2 belegg-vekt med 6 % fuktighet under anvendelse av en konvensjonell bladbestrykningsteknikk. Utmerkede avrenningskarakteristikker ble observert. Bindestyrken og trykkbarheten for det bestrøk-ne papir ble målt. Resultatene fra disse målinger er vist i tabell nr. 1.

For sammenligningsformål viser tabell nr. 1 bindestyrken og trykkbarheten som oppvises av to bestrykningsfarver fremstilt med polymere bindemidler beskrevet i teknikkens stand (prøver nr. A og B).

Som vist av dataene som er presentert i tabell 1, er polymerblandingene i henhold til oppfinnelsen eksepsjonelle bindemidler for papirbelegg. Spesifikt gir de papirbelegg som fremstilles med polymerblandinger i henhold til oppfinnelsen uventet høye bindestyrker i kombinasjon med utmerkede trykk-barhetskarakteristikker.

Et papir bestrøket med en bestrykningsfarve som stammer fra en bindemiddelblanding omfattende 70% av en bindemiddel-kopolymer som stammer fra 50 deler butylakrylat, 47 deler vinylacetat og 3 deler akrylsyre og 30 % av en rheologireguleringspolymer som stammer fra 75 deler etylakrylat, 20 deler akrylsyre, 5 deler akrylamid og 0,1 del allylmetakrylat har lignende overlegne egenskaper, hvilket vises av de papirer som er bestrøket med bestrykningsfarver betegnet prøver 1 og 2.

Claims (2)

1. Polymerblanding som er anvendelig som bindemiddel-komponent i et belegningsmiddel, omfattende 60-90 vektdeler av en bindemiddelkopolymer som omfatter, basert på 100 vektdeler, minst 60 vektdeler, i polymerisert form, av en monovinyliden-aromat og et konjugert dien anvendt i slike mengder at mono-vinyliden-aromaten omfatter 10-90 vekt% og det konjugerte dien omfatter 10-90 vekt% av den samlede vekt av monovinyliden-aromaten og det konjugerte dien som anvendes, og 10-40 vekt-deler av en rheologireguleringskopolymer som omfatter, basert på 100 vektdeler, i polymerisert form, 40-90 vektdeler av en ester av en a,( 3-etylenisk umettet karboksylsyre, 1-30 vekt-deler av en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre, 5-15 vekt-deler av et etylenisk umettet karboksylamid, samt 0,01-10 vektdeler av en tverrbindingsmonomer, karakterisert ved at den inneholder 0,5-2 0 vektdeler av et etylenisk umettet nitril, fortrinnsvis akrylnitril og dessuten eventuelt opp til 20 vekt% av en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre.

2. Anvendelse av polymerblanding som angitt i krav 1, i et papirbelegningsmiddel.