[发明专利]通过乳液聚合制备醋酸乙烯酯-乙烯共聚物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过乳液聚合制备醋酸乙烯酯-乙烯共聚物的方法，由此可获得的醋酸乙酯-乙烯共聚物，及其在粘合剂，更具体而言是用于将聚合物基底粘结至纤维素材料的粘合剂中的用途。

背景技术

醋酸乙烯酯与乙烯，可选地进一步与其它共聚单体在水相中乳液聚合为制备聚合物分散体的目的沿用已久。为了获得相应制备的分散体中的胶体稳定性，将水溶性聚合物，如聚乙烯醇，纤维素衍生物，或聚乙烯吡咯烷酮，例如，用于乳液聚合期间作为所谓的保护胶体和/或低分子质量的界面活性物质，称之为乳化剂或表面活性剂。

例如，DE-A1595402描述的方法中乙烯引入到醋酸乙烯酯-乙烯共聚物中的速率通过初始引入至少75％的醋酸乙烯酯单体并在乳化剂的存在下实施聚合而提高。为了确保聚合过程均匀，DE-A-2112769推荐在乙烯酯与乙烯共聚之中使用氧化还原引发剂系统，并在其全部还原剂中随乙烯基酯馏分、乙烯和分散剂一起初始引入，而仅仅计量加入氧化剂组分。聚合反应在聚乙烯醇和/或乳化剂的存在下发生。US-A3644262描述的方法特征在于改进了将乙烯引入到醋酸乙烯酯-乙烯聚合物中的速率，其中所述醋酸乙烯酯组分和乳化剂和/或保护胶体部分全部计量加入或仅仅非常小的量在初始之时引入。这种方法容许高达约20％的乙烯在低压和温度下引入到共聚物中。

由此可获得而基于醋酸乙烯酯和乙烯（VAE分散体）的水性聚合物分散体，例如，适用于用作粘合剂，尤其适用于胶黏剂，涂料，或纤维或无纺布的粘结。

然而，多年来，强加于这种VAE分散体上的性能参数已变得不断更加具体。例如，粘合剂相比于具有低表面能的材料的粘结正面对越来越严格的要求，这正如这种情况，例如，用于将聚合物膜粘结至纤维素材料，如纸或纸板。常见的VAE分散体，如DE-A-1595402或US-A3644262的产品，例如，并不适合这种目的，因为它们不会导致所粘结的组件产生足够的附着力。因此，人们已进行了各种尝试，目的是提供具有改进的附着力为特征的VAE乳液。

US-A3708388描述了基于醋酸乙烯酯-乙烯共聚物的粘合剂，其采用烷基酚乙氧基化物乳化剂和可选的保护胶体稳定，且具有已定义的特性粘度而可用于层合薄膜。在制备过程中初始引入至少75％的醋酸乙烯酯最初。为了提高高温下的机械强度，推荐使用交联剂。

EP1212383A1描述的方法生产的粘合剂特征在于通过乳液聚合和在聚合结束之后加入乳化剂自卑水性聚合物分散体而提高了附着力。EP1212383A1教导，附着力的改善仅仅是由于随后加入乳化剂，而在聚合期间使用乳化剂并不会导致附着力发生任何改善。不利的是，采用根据EP1212383A1的产品，是不可能使粘合剂增加高内凝聚力和高附着力的性能水平；因此，例如，对聚酯膜的附着力太低且分散体的固化速率太低。

EP890625A1描述的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物分散体满足了聚合物储存模量的定义值，并推荐作为难以粘结的表面如聚乙烯、聚酯、金属化聚酯和取向聚丙烯的粘合剂。推荐使用链转移剂制备聚合物分散体，并在聚合反应过程中，在初始反应器装料中包含不到15％的醋酸乙烯酯，并且醋酸乙烯酯的含量在聚合过程中保持低于5％。由此可获得的聚合物分散体具有对难以粘合的聚合物膜具有高水平的附着力。不利特性是粘合剂膜的粘合力不足。此外，具有4～100个环氧乙烷单元的烷基酚乙氧基化物用作非离子型乳化剂。然而，这样的乳化剂考虑到其对健康和环境的不利影响已被弃用。

EP385734A1推荐了用于具有高固化速率的粘合剂的醋酸乙烯酯-乙烯聚合物。为了制备醋酸乙烯酯-乙烯共聚物，使用了部分水解的聚乙烯醇和具有定义的HLB值的非离子型聚氧乙烯乳化剂。这种聚合方法的特点是，40wt％～90wt％的醋酸乙烯酯乳化至含有全部用量的聚乙烯醇、乳化剂和还原剂的水溶液中，从而形成稳定的乳液，而剩余10wt％～60wt％的醋酸乙烯酯在注入乙烯之后计量加入。不利的是，这个过程也不能提供具有高粘合力和高附着力性能水平的共聚物；对聚酯膜的附着力太低。