其中單體A至E的量共計(jì)100重量%。
本發(fā)明還涉及可通過本發(fā)明的方法獲得的聚合物水分散體、這些聚合物水分散體作為粘合劑用于顆?;缀?或纖維基底的用途、由其獲得的成型制品以及這些成型制品在瀝青化的屋頂防水層的制造中的用途。
WO 2011/131279公開了特別是含水礦棉纖維氈粘合劑,其含有環(huán)氧基和/或羧基官能化的乳液聚合物以及作為交聯(lián)劑的胺和/或胺的衍生物,并且其中引用的現(xiàn)有技術(shù)被視為主要的現(xiàn)有技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)的含水粘合劑的缺點(diǎn)在于需要胺和/或胺的衍生物作為交聯(lián)劑。
因此,本發(fā)明所要解決的問題在于,提供用于顆?;缀?或纖維基底的含水粘合劑,其不需要胺和/或胺的衍生物且可用于制備具有高的耐熱性水平的成型制品。
所述問題通過根據(jù)說明書開始部分闡述的方法而獲得的聚合物水分散體得以解決。
單體A可為任何α,β-單烯鍵式不飽和C3至C6、優(yōu)選C3或C4單羧酸或二羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、烯丙基乙酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、富馬酸、馬來酸、2-甲基馬來酸。但單體A也包括相應(yīng)的α,β-單烯鍵式不飽和二羧酸的酸酐,例如馬來酸酐或2-甲基馬來酸酐。單體A優(yōu)選選自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富馬酸、馬來酸、馬來酸酐、2-甲基馬來酸和衣康酸,而丙烯酸、甲基丙烯酸和/或衣康酸是特別優(yōu)選的。應(yīng)當(dāng)理解,單體A也包括前述酸的全部或部分中和的水溶性鹽,尤其堿金屬鹽或銨鹽。
用于制備聚合物P的單體A的量為≥0.1重量%且≤5.0重量%,優(yōu)選≥0.5重量%且≤4.0重量%,且更優(yōu)選≥0.5重量%且≤3.0重量%。
單體B可為具有至少一個(gè)環(huán)氧基的任何單烯鍵式不飽和化合物。單體B的實(shí)例為乙烯基環(huán)氧乙烷、烯丙基環(huán)氧乙烷、丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸縮水甘油酯。有利地,至少一種單體B選自乙烯基環(huán)氧乙烷、烯丙基環(huán)氧乙烷、丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。特別有利的是使用丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸縮水甘油酯,而甲基丙烯酸縮水甘油酯是特別優(yōu)選的。
用于制備聚合物P的單體B的量為≥0.1重量%且≤10重量%,優(yōu)選≥2.0重量%且≤8.0重量%,且更優(yōu)選≥3.0重量%且≤7.0重量%。
單體C可為具有至少一個(gè)磺酸基的任何單烯鍵式不飽和化合物,例如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。特別有利的是使用乙烯基磺酸和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,而乙烯基磺酸是特別優(yōu)選的。應(yīng)當(dāng)理解,單體C還包括前述酸的全部或部分中和的鹽,尤其堿金屬鹽或銨鹽。
用于制備聚合物P的單體C的量為≥0.1重量%且≤5.0重量%,優(yōu)選≥0.1重量%且≤1.5重量%,且更優(yōu)選≥0.1重量%且≤1.0重量%。
用于本發(fā)明的目的的有用的單體D包括由乙烯醇和C1至C5單羧酸形成的任何酯,所述C1至C5單羧酸為例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、2-甲基丙酸、戊酸或新戊酸。有利的是使用乙酸乙烯酯和/或丙酸乙烯酯,而乙酸乙烯酯是特別優(yōu)選的。
用于制備聚合物P的單體D的量為≥70重量%且≤95重量%,優(yōu)選≥75重量%且≤85重量%,且更優(yōu)選≥78重量%且≤83重量%。
有用的單體E包括除單體A至D以外可進(jìn)行自由基聚合的任何烯鍵式不飽和化合物。有利地,至少一種單體E選自烯烴,例如乙烯、丙烯或1-丁烯;共軛脂族C4至C9二烯化合物,例如1,3-丁二烯或異戊二烯;由乙烯醇和C6至C18單羧酸形成的酯,例如月桂酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯或叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate);丙烯酸-C1至C10烷基酯,如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯;甲基丙烯酸-C1至C10烷基酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸正己酯;丙烯酸-C5至C10環(huán)烷酯和甲基丙烯酸-C5至C10環(huán)烷酯,如丙烯酸環(huán)戊酯、甲基丙烯酸環(huán)戊酯、丙烯酸環(huán)己酯或甲基丙烯酸環(huán)己酯;馬來酸-C1至C10二烷基酯和富馬酸-C1至C10二烷基酯,如馬來酸二甲酯或富馬酸二甲酯;乙烯基芳族單體,例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-、3-或4-甲基苯乙烯、間-或?qū)?乙烯基甲苯或?qū)?乙酰氧基苯乙烯、烯鍵式不飽和C3至C6單羧酸或二羧酸的單腈或二腈,例如丙烯腈或甲基丙烯腈;和烯鍵式不飽和C3至C6單羧酸或二羧酸的單酰胺或二酰胺,例如丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
應(yīng)理解,有用的單體E還包括其他烯鍵式不飽和化合物,例如具有至少兩個(gè)非共軛的烯鍵式不飽和基團(tuán)的那些。其實(shí)例為包含兩個(gè)乙烯基的單體、包含兩個(gè)亞乙烯基的單體和包含兩個(gè)鏈烯基的單體。在所述有用的單體E中,特別有利的是二元醇與α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸的二酯,所述α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸中,丙烯酸和甲基丙烯酸是優(yōu)選的。所述包含兩個(gè)非共軛的烯鍵式不飽和雙鍵的單體的實(shí)例包括二丙烯酸烷二醇酯和二甲基丙烯酸烷二醇酯,如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸-1,2-丙二醇酯、二丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二丙烯酸-1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,2-丙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯;三元醇與α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸的三酯,例如三丙烯酸甘油酯、三甲基丙烯酸甘油酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯;以及二乙烯基苯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯、亞甲基雙丙烯酰胺、丙烯酸環(huán)戊二烯酯、氰脲酸三烯丙酯或異氰脲酸三烯丙酯。二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯和/或二乙烯基苯是特別優(yōu)選的。
有用的單體E還包括含有硅烷基的任何單烯鍵式不飽和化合物。這些單體E具有可水解的硅烷基是特別有利的。有利地,可水解的硅烷基包含至少一個(gè)烷氧基或鹵素原子,例如氯。有利地用于本發(fā)明的目的的有用單體E公開于WO 2008/150647,第9頁第5至25行中。在此,這些單體通過引證而清楚地納入本說明書。特別有利的是使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和/或乙烯基乙氧基二甲氧基硅烷。當(dāng)要粘合無機(jī)的顆粒基底和/或纖維基底、特別是玻璃纖維或礦物纖維(例如石棉或巖棉)時(shí),通常優(yōu)選使用這些單體E。
用于制備聚合物P的單體E的量為≥0重量%且≤25重量%,優(yōu)選≥0.1重量%且≤20重量%,且更優(yōu)選≥5.0重量%且≤15重量%。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,以本發(fā)明的方式制備聚合物P的方法包括使用
而以本發(fā)明的方式制備聚合物P的方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案使用
在以本發(fā)明的方式制備聚合物P的水分散體的方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,使用丙烯酸和/或甲基丙烯酸作為單體A,使用丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸縮水甘油酯作為單體B,使用乙烯基磺酸作為單體C,使用乙酸乙烯酯作為單體D且使用丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸-2-乙基己酯作為單體E。
因此,在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,以本發(fā)明的方式制備聚合物P的水分散體的方法包括使用
在水性介質(zhì)中進(jìn)行自由基引發(fā)的烯鍵式不飽和單體的乳液聚合已有廣泛描述,因此是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的(參見emulsion polymerization in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,卷8,第659頁及其后頁(1987);D.C.Blackley,in High Polymer Lattices,卷1,第35頁及其后頁(1966);H.Warson,The Applications of Synthetic Resin Emulsions,第5章,第246頁及其后頁(1972);D.Diederich,Chemie in unserer Zeit 24,第135至142頁(1990);Emulsion Polymerisation,Interscience Publishers,New York(1965);DE-A 40 03 422和Dispersionen synthetischer Hochpolymerer,F(xiàn).Springer-Verlag,Berlin(1969))。自由基引發(fā)的水乳液聚合通常通過將烯鍵式不飽和單體分散在水性介質(zhì)中——通常使用分散助劑,例如乳化劑和/或保護(hù)膠體——并使用至少一種水溶性自由基聚合引發(fā)劑聚合而進(jìn)行。通常,獲得的聚合物水分散體中的殘余部分的未轉(zhuǎn)化的烯鍵式不飽和單體使用本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣已知的化學(xué)方法和/或物理方法[參見例如EP-A 771328、DE-A 19624299、DE-A 19621027、DE-A 19741184、DE-A 19741187、DE-A 19805122、DE-A 19828183、DE-A 19839199、DE-A 19840586和19847115]來減少,聚合物固含量通過稀釋或濃縮調(diào)節(jié)至期望值,或者在聚合物水分散體中進(jìn)一步加入常規(guī)添加的物質(zhì)(例如殺菌泡沫添加劑或粘度改性添加劑)。該常規(guī)方法與用于制備聚合物P的水分散體的方法之間的僅有的區(qū)別為,在后者中,特別指定使用前述單體A至E。就此而論,應(yīng)理解,在本發(fā)明的上下文中,用于制備聚合物P的方法還應(yīng)包括為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的種子模式(seed mode)、分階段模式(staged mode)和梯度模式(gradient mode)。
通過在引發(fā)聚合反應(yīng)之前將全部量的單體A至E(所有的單體)初始加入至水性反應(yīng)介質(zhì)中,可在本發(fā)明的水分散體中獲得聚合物水分散體的形式的聚合物P。然而,也可任選地在引發(fā)聚合反應(yīng)之前僅將單體A至E的一部分初始加入到含水反應(yīng)介質(zhì)中,然后在引發(fā)聚合以后,在自由基乳液聚合期間在聚合條件下將全部的量或者(可能就是)剩余的量以消耗速率加入,恒定地連續(xù)加入或變流速連續(xù)地加入,或者不連續(xù)地加入。在本文中,單體A至E可以以獨(dú)立的單個(gè)料流的形式、以均勻混合物或不均勻(部分地)混合物的形式或以單體乳液的形式給料。有利地,單體A至E以均勻的單體混合物的形式給料,更特別地,以單體水乳液的形式給料。
為制備用于本發(fā)明的目的的水性聚合物P分散體,通常還使用分散助劑,以便不僅確保單體液滴,而且確保形成的聚合物微粒在含水介質(zhì)中的分散分布,從而確保制備的聚合物P水分散體是穩(wěn)定的??煽紤]使用的分散助劑不僅包括乳化劑,還包括常用于進(jìn)行自由基水乳液聚合的類別的保護(hù)膠體。
合適的保護(hù)膠體包括,例如,聚乙烯醇、聚亞烷基二醇、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的堿金屬鹽、明膠衍生物或含有丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或4-苯乙烯磺酸的共聚物及其堿金屬鹽,以及含有N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、帶有氨基的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺的均聚物和共聚物。其他合適的保護(hù)膠體的廣泛描述見于Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,卷XIV/1,Makromolekulare Stoffe,Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart,1961,第411至420頁。
應(yīng)理解,也可使用乳化劑和/或保護(hù)膠體的混合物。與保護(hù)膠體不同,所用的分散助劑常常為相對(duì)分子質(zhì)量通常低于1000的全部乳化劑。乳化劑不僅可為陰離子的或陽離子的,也可為非離子的。應(yīng)理解,當(dāng)使用表面活性物質(zhì)的混合物時(shí),需要各個(gè)組分彼此相容,不確定時(shí)可通過進(jìn)行一些初步試驗(yàn)來驗(yàn)證。一般規(guī)律為,陰離子乳化劑可彼此相容且與非離子乳化劑相容。這同樣適用于陽離子乳化劑,但陰離子乳化劑和陽離子乳化劑通常彼此不相容。合適的乳化劑的綜述見于Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,卷XIV/1,Makromolekulare Stoffe,Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart,1961,第192至208頁。
但是,尤其將乳化劑用作分散助劑。
常規(guī)的非離子乳化劑包括,例如,乙氧基化的單-、二-和三烷基酚(乙氧基化度:3至50,烷基大小:C4至C12)和乙氧基化的脂肪醇(乙氧基化度:3至80;烷基大?。篊8至C36)。其實(shí)例為購自BASF SE的A商標(biāo)(C12C14脂肪醇乙氧基化物,乙氧基化度:3至8)、AO商標(biāo)(C13C15羰基合成醇草酸酯(oxo process alcohol oxylates),乙氧基化度:3至30)、AT商標(biāo)(C16C18脂肪醇乙氧基化物,乙氧基化度:11至80)、ON商標(biāo)(C10羰基合成醇乙氧基化物(oxo process alcohol ethoxylates),乙氧基化度:3至11)和TO商標(biāo)(C13羰基合成醇乙氧基化物,乙氧基化度:3至20)。
常規(guī)的陰離子乳化劑包括,例如,以下物質(zhì)的堿金屬鹽和銨鹽:烷基硫酸酯(烷基大小:C8至C12)、乙氧基化的鏈烷醇(乙氧基化度:4至30,烷基大?。篊12至C18)的硫酸單酯和乙氧基化的烷基酚(乙氧基化度:3至50,烷基大小:C4至C12)的硫酸單酯、烷基磺酸(烷基大小:C12至C18)和烷基芳基磺酸(烷基大?。篊9至C18)。
有用的陰離子乳化劑還包括通式(I)的化合物
其中R1和R2各自為H原子或C4至C24烷基,但不可以均為H原子,且M1和M2可為堿金屬離子和/或銨離子。通式(I)中的R1和R2優(yōu)選為6個(gè)至18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基,特別是6個(gè)、12個(gè)和16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基,或者為氫,條件是R1和R2不可以均為H原子。M1和M2優(yōu)選為鈉、鉀或銨,其中特別優(yōu)選鈉。特別有利的化合物(I)的M1和M2均為鈉,R1為12個(gè)碳原子的支鏈烷基且R2為H原子或R1。常用的工業(yè)級(jí)混合物包含50重量%至90重量%的單烷基化產(chǎn)物,例如2A1(Dow Chemical Company的商標(biāo))?;衔?I)通常/一般是已知的(例如由US-A 4269749),并且商業(yè)可得。
合適的陽離子活性乳化劑一般為含C6至C18烷基、C6至C18烷基芳基或C6至C18雜環(huán)基的伯、仲、叔或季銨鹽、烷醇銨鹽、吡啶鹽、咪唑啉鹽、噁唑啉鹽(oxazolinium salt)、嗎啉鹽、噻唑鹽以及氧化胺的鹽、喹啉鹽、異喹啉鹽、卓鎓鹽、锍鹽和磷鹽。實(shí)例為十二烷基銨乙酸鹽或相應(yīng)的硫酸鹽、各種2-(N,N,N-三甲基銨)乙基石蠟族酸酯的硫酸鹽或乙酸鹽、N-鯨蠟基吡啶硫酸鹽、N-月桂基吡啶硫酸鹽以及N-鯨蠟基-N,N,N-三甲基硫酸銨、N-十二烷基-N,N,N-三甲基硫酸銨、N-辛基-N,N,N-三甲基硫酸銨、N,N-二硬酯酰基-N,N-二甲基硫酸銨和Gemini表面活性劑N,N’-(月桂基二甲基)乙二胺二硫酸鹽、乙氧基化的牛油烷基N-甲基-硫酸銨和乙氧基化的油胺(例如購自BASF SE的AC,約11個(gè)環(huán)氧乙烷單元)。許多其他實(shí)例見于H.Stache,Tensid-Taschenbuch,Carl-Hanser-Verlag,Munich,Vienna,1981and in McCutcheon’s,Emulsifiers&Detergents,MC Publishing Company,Glen Rock,1989。當(dāng)陰離子抗衡基團(tuán)具有非常低的親核性時(shí)是有利的,例如高氯酸根、硫酸根、磷酸根、硝酸根和羧酸根,例如乙酸根、三氟乙酸根、三氯乙酸根、丙酸根、草酸根、檸檬酸根、安息香酸根,以及有機(jī)磺酸的共軛陰離子,例如甲基磺酸根、三氟甲基磺酸根和對(duì)甲苯磺酸根,其他的四氟硼酸根、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四[雙(3,5-三氟甲基)苯基]硼酸根、六氟磷酸根、六氟砷酸根或六氟銻酸根。
優(yōu)選用作分散助劑的乳化劑使用的總量有利地為≥0.005重量%且≤10重量%、優(yōu)選≥0.01重量%且≤5重量%、尤其是≥0.1重量%且≤3重量%,全部基于所有單體計(jì)。
除乳化劑外或替代乳化劑,用作分散助劑的保護(hù)膠體的總量通常為≥0.1重量%且≤40重量%,且經(jīng)常≥0.2重量%且≤25重量%,全部基于所有單體計(jì)。
但是,優(yōu)選地,用作分散助劑的是陰離子和/或非離子乳化劑。
本發(fā)明的聚合物P水分散體可通過在引發(fā)聚合反應(yīng)之前將全部量的分散助劑初始加入至含水反應(yīng)介質(zhì)中而獲得。但是,還可以任選地在引發(fā)聚合物反應(yīng)之前僅將部分分散助劑初始加入含水反應(yīng)介質(zhì)中,然后在自由基乳液聚合期間在聚合條件下,將全部量的分散助劑或(可能就是)任何剩余量的分散助劑連續(xù)地或分批地加入。優(yōu)選地,將主要量或全部量的分散助劑以單體水乳液的形式加入。
自由基引發(fā)的水乳液聚合使用自由基聚合引發(fā)劑引發(fā)。原則上,在本文中過氧化物和偶氮化合物均可考慮。應(yīng)理解,也可使用氧化還原引發(fā)劑體系。原則上,有用的過氧化物包括無機(jī)過氧化物,例如過氧化氫或過氧二硫酸鹽,如過氧二硫酸的單-或二-堿金屬鹽或銨鹽,例如和二-鈉鹽、單-和二-鉀鹽或單-和二-銨鹽;或者有機(jī)過氧化物,如烷基氫過氧化物如叔丁基氫過氧化物、對(duì)甲基氫過氧化物或枯基氫過氧化物,以及二烷基或二芳基過氧化物如二叔丁基過氧化物或二枯基過氧化物。所用的偶氮化合物主要為2,2′-偶氮二(異丁腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)和2,2′-偶氮二(脒基丙基)二鹽酸鹽(AIBA,對(duì)應(yīng)于購自Wako Chemicals的V-50)。氧化還原引發(fā)劑體系的氧化劑主要選自上述過氧化物。相應(yīng)的還原劑可為低氧化態(tài)的硫化合物,如堿金屬亞硫酸鹽,如亞硫酸鉀和/或亞硫酸鈉;堿金屬亞硫酸氫鹽,如亞硫酸氫鉀和/或亞硫酸氫鈉;堿金屬偏亞硫酸氫鹽,如偏亞硫酸氫鉀和/或偏亞硫酸氫鈉;甲醛化次硫酸鹽,如甲醛化次硫酸鉀和/或甲醛化次硫酸鈉;脂族亞磺酸的堿金屬鹽(尤其是鉀鹽和/或鈉鹽)和堿金屬氫硫化物,如氫硫化鉀和/或氫硫化鈉;多價(jià)金屬的鹽,如硫酸鐵(II)、硫酸鐵(II)銨(iron(II)ammoniosulfate)、磷酸鐵(II);烯二醇,例如二羥基馬來酸、安息香和/或抗壞血酸;以及還原糖,例如山梨糖、葡萄糖、果糖和/或二羥基丙酮。所用的自由基引發(fā)劑的量通常為0.01重量%至5重量%、優(yōu)選0.1重量%至3重量%且更優(yōu)選0.2重量%至1.5重量%,基于全部單體計(jì)。
本發(fā)明的聚合物P水分散體可通過在引發(fā)聚合反應(yīng)之前將全部量的自由基引發(fā)劑初始加入至含水反應(yīng)介質(zhì)中而獲得。但是,還可以任選地在引發(fā)聚合反應(yīng)之前僅將部分自由基引發(fā)劑初始加入至含水反應(yīng)介質(zhì)中,然后將全部量或(可能就是)剩余量在自由基乳液聚合期間在聚合條件下以消耗速率連續(xù)地或間歇地加入。
引發(fā)聚合反應(yīng)指的是在由自由基引發(fā)劑形成自由基以后在聚合容器中引發(fā)單體的聚合反應(yīng)。所述聚合反應(yīng)可在聚合容器中在聚合條件下通過將自由基引發(fā)劑混入到含水聚合混合物中而引發(fā)。但是,還可以在不適合用于引發(fā)聚合反應(yīng)的條件下,例如低溫,在聚合容器中將一些或全部自由基引發(fā)劑混入至包含初始加入的單體的含水聚合混合物中,且其后在含水聚合混合物中建立聚合條件。聚合條件通常為以足夠的聚合速率進(jìn)行自由基引發(fā)的水乳液聚合所需要的那些溫度和壓力。更特別地,它們?nèi)Q于使用的自由基引發(fā)劑。有利地,選擇自由基引發(fā)劑的類型和數(shù)量、聚合溫度和聚合壓力,以使自由基引發(fā)劑的半衰期<3個(gè)小時(shí)、更有利地<1個(gè)小時(shí)且甚至更有利地<30分鐘,但總是可獲得足夠的啟動(dòng)自由基,以使聚合反應(yīng)可以引發(fā)并維持。
0℃至170℃的整個(gè)范圍被認(rèn)為是自由基水乳液聚合的反應(yīng)溫度。采取的溫度通常為50℃至120℃、優(yōu)選60℃至110℃且更優(yōu)選60℃至100℃。自由基水乳液聚合可在低于、等于或高于1atm[1.013bar(絕對(duì)),大氣壓力]的壓力下進(jìn)行,因此聚合溫度可能超過100℃且最高達(dá)170℃。在低沸點(diǎn)的單體A至E的存在下,乳液聚合優(yōu)選在升高的壓力下進(jìn)行。事實(shí)上所述壓力可為1.2bar(絕對(duì))、1.5bar(絕對(duì))、2bar(絕對(duì))、5bar(絕對(duì))、10bar(絕對(duì))或15bar(絕對(duì))或者可采取更高的值。減壓下的乳液聚合的壓力設(shè)定為950mbar(絕對(duì)),通常900mbar(絕對(duì))且常常為850mbar(絕對(duì))。有利地,自由基水乳液聚合在1atm下在缺乏氧的情況下、更特別是在惰性氣體覆蓋下(例如在氮?dú)饣驓鍤庀?進(jìn)行。
原則上,含水反應(yīng)介質(zhì)也可包含微量(<5重量%)的水溶性有機(jī)溶劑,如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、戊醇以及丙酮等。但是,優(yōu)選地,本發(fā)明的方法在不含這些溶劑的情況下進(jìn)行。
除前述組分以外,在乳液聚合期間還可任選地使用鏈轉(zhuǎn)移劑以降低/修正可通過聚合獲得的聚合物P的分子量。在本上下文中使用的鏈轉(zhuǎn)移劑主要包括脂族和/或芳脂族鹵素化合物,例如正丁基氯、正丁基溴、正丁基碘、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、三溴甲烷、溴三氯甲烷、二溴二氯甲烷、四氯化碳、四溴化碳、芐基氯、芐基溴;有機(jī)硫代化合物,例如伯、仲、叔、或季脂族硫醇,如乙硫醇、正丙硫醇、2-丙硫醇、正丁硫醇、2-丁硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、正戊硫醇、2-戊硫醇、3-戊硫醇、2-甲基-2-丁硫醇、3-甲基-2-丁硫醇、正己硫醇、2-己硫醇、3-己硫醇、2-甲基-2-戊硫醇、3-甲基-2-戊硫醇、4-甲基-2-戊硫醇、2-甲基-3-戊硫醇、3-甲基-3-戊硫醇、2-乙基丁硫醇、2-乙基-2-丁硫醇、正庚硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正辛硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正壬硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正癸硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正十一硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正十二硫醇及其同分異構(gòu)化合物、正十三硫醇及其同分異構(gòu)化合物,取代的硫醇,例如2-羥基乙硫醇,芳族硫醇如苯硫醇、鄰甲苯硫醇、間甲苯硫醇、或?qū)妆搅虼?,以及描述于Polymer Handbook第三版,1989,J.Brandrup and E.H.Immergut,John Wiley&Sons,第II部分,第133至141頁中的其他的硫化合物;以及脂族和/或芳族醛,例如乙醛、丙醛和/或苯甲醛;不飽和脂肪酸,例如油酸;具有非共軛雙鍵的二烯,例如二乙烯基甲烷或乙烯基環(huán)己烷或者具有易于被奪去氫原子的烴,例如甲苯。但也可使用非破壞性的前述鏈轉(zhuǎn)移劑的混合物。
任選用于本發(fā)明的分散體乳液聚合的鏈轉(zhuǎn)移劑的總量一般<5重量%、通常<3重量%且經(jīng)常<1重量%,全部基于所有單體計(jì)。
當(dāng)在引發(fā)自由基聚合以前將任選使用的鏈轉(zhuǎn)移劑的全部或一些加入到含水反應(yīng)介質(zhì)中時(shí)是有利的。另外,在聚合期間可將鏈轉(zhuǎn)移劑的全部或一些與單體A至E一起有利地加入到含水反應(yīng)介質(zhì)中。
原則上,通過本發(fā)明的方法獲得的聚合物P可具有≥-70℃且≤150℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。有利地,選擇單體A至E的類型和量,以使產(chǎn)品聚合物P具有的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為≥-10℃且≤70℃,有利地≥5℃且≤50℃,且更有利地≥20℃且≤40℃。在本文中,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg應(yīng)理解為指的是ISO 11357-2的中點(diǎn)溫度,如通過差示掃描量熱法測定(DSC;加熱速率20K/分鐘)[還參見Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第169頁,Verlag Chemie,Weinheim,1992和Zosel in Farbe und Lack,82,第125至134頁,1976]。
根據(jù)Fox(T.G.Fox,Bull.Am.Phys.Soc.1956[Ser.II]1,第123頁和根據(jù)Ullmann′sder technischen Chemie,卷19,第18頁,第4版,Verlag Chemie,Weinheim,1980),不過度但輕度交聯(lián)的互聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通過以下給出良好近似:
1/Tg=x1/Tg1+x2/Tg2+….xn/Tgn,
其中x1、x2、....xn為單體1、2、....n的質(zhì)量份數(shù),且Tg1、Tg2、....Tgn為所述單體1、2、….n的各種均聚物的以開爾文絕對(duì)溫度計(jì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。大多數(shù)烯鍵式不飽和單體的這些均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是已知的(或以常規(guī)方式以試驗(yàn)的方式簡單地測定)并且列于例如J.Brandrup,E.H.Immergut,Polymer Handbook第一版J.Wiley,New York,1966;第二版J.Wiley,New York,1975和第三版J.Wiley,New York,1989;以及Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第169頁,Verlag Chemie,Weinheim,1992中。
必要的是,自由基引發(fā)的水乳液聚合還可在聚合物種子的存在下進(jìn)行,例如在0.01重量%至3重量%、通常0.02重量%至2重量%且經(jīng)常0.04重量%至1.5重量%的聚合物種子的存在下進(jìn)行,全部基于所有單體計(jì)。
聚合物種子特別當(dāng)將通過自由基水乳液聚合得到的聚合物顆粒的微粒大小設(shè)定為特定值時(shí)使用(例如參見US-A 2520959和US-A 3397165)。
特別使用的一種聚合物種子所具有的聚合物種子顆粒具備窄的微粒大小分布和≤100nm、通?!?nm至≤50nm且經(jīng)常≥15nm至≤35nm的重均直徑Dw。重均微粒直徑的測定是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的,且例如使用分析超速離心機(jī)法來完成。在本文中,重均微粒直徑應(yīng)理解為通過分析超速離心機(jī)法測定的重均Dw50值(參見S.E.Harding等人,Analytical Ultracentrifugation in Biochemistry and Polymer Science,Royal Society of Chemistry,Cambridge,Great Britain 1992,第10章;Analysis of Polymer Dispersions with an Eight-Cell-AUC-Multiplexer:High Resolution Particle Size Distribution and Density Gradient Techniques,W.第147至175頁)。
在本文中,窄的微粒大小分布應(yīng)理解為是指通過分析超速離心機(jī)法測定的重均顆粒直徑Dw50與數(shù)均顆粒直徑DN50的比值[Dw50/DN50]<2.0,優(yōu)選<1.5且更優(yōu)選<1.2或<1.1。
聚合物種子通常以聚合物水分散體的形式使用。前述定量的詳情基于聚合物種子水分散體的聚合物固含量計(jì)。
當(dāng)使用聚合物種子時(shí),使用外源聚合物種子是有利的。與原位聚合物種子——其在實(shí)際的乳液聚合開始之前在反應(yīng)容器中制備,且通常與通過隨后發(fā)生的自由基引發(fā)的水乳液聚合制成的聚合物具有相同的單體組成——不同,外源聚合物種子是已經(jīng)在獨(dú)立的反應(yīng)步驟中制備聚合物種子,且其單體組成與通過自由基引發(fā)的水乳液聚合制備的聚合物的單體組成不同,但是這僅僅意味著用于制備外源聚合物種子以及用于聚合物水分散體的是不同的單體,或具有不同組成的單體混合物。制備外源聚合物種子是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的且通常通過向反應(yīng)容器中初始加入相對(duì)少量的單體以及相對(duì)大量的乳化劑然后在反應(yīng)溫度下混入足夠量的聚合引發(fā)劑來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)本發(fā)明的目的而言優(yōu)選的是使用具有≥50℃、通?!?0℃或≥70℃且經(jīng)常≥80℃或≥90℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的外源聚合物種子。聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯聚合物種子是特別優(yōu)選的。
可將全部量的外來聚合物種子初始加入聚合容器中。但也可以僅將一部分的外源聚合物種子初始加入至聚合物容器中,然后在聚合過程中將剩余部分與單體A至E一起加入。但是,如果需要,也可在聚合期間將全部量的聚合物種子加入。優(yōu)選地,在引發(fā)聚合反應(yīng)之前將全部量的外源聚合物種子初始加入至聚合容器中。
可通過本發(fā)明的方法獲得的聚合物P水分散體的聚合物固含量一般≥10重量%且≤70重量%,通常≥20重量%且≤65重量%且經(jīng)?!?5重量%且≤60重量%,全部基于聚合物水分散體計(jì)。如通過準(zhǔn)彈性光散射測定(ISO標(biāo)準(zhǔn)13321)的數(shù)均微粒直徑(累積z-平均值)一般≥10nm且≤1000nm,通?!?0nm且≤700nm且經(jīng)?!?0nm至≤400nm。
據(jù)此,一個(gè)實(shí)施方案還包括可通過所述方法獲得的聚合物P水分散體。
本發(fā)明的聚合物P水分散體非常適合作為粘合劑用于制造膠粘劑、密封劑、底灰(render)和油漆以及用于固砂,作為一種組分用于制造織物或皮革助劑,以及抗沖改性劑用于改性無機(jī)粘合劑和塑料。
由本發(fā)明的聚合物P水分散體還容易得到相應(yīng)的聚合物粉末(例如通過冷凍干燥或噴霧干燥)。可根據(jù)本發(fā)明獲得的這些聚合物粉末同樣可作為粘合劑用于制造膠粘劑、密封劑、底灰和油漆以及用于固砂,作為一種組分用于制造織物或皮革助劑,以及抗沖改性劑用于改性無機(jī)粘合劑和塑料。
然而,特別有利的是將前述聚合物P水分散體作為粘合劑用于顆?;缀?或纖維基底中。
當(dāng)將前述水性聚合物P分散體作為粘合劑用于顆粒基底和/或纖維基底時(shí),除聚合物P以外,本發(fā)明的含水粘合劑組合物另外也包含本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的一定類型和一定量的其他組分,實(shí)例為增稠劑、顏料分散劑、分散劑、乳化劑、緩沖劑、中和劑、殺生物劑、消泡劑、具有至少2個(gè)羥基且具有≤200g/mol的分子量的多羥基化合物、膜形成助劑、顏料或填料等。
然而,有利地,含水粘合劑組合物包含≤1重量%、更有利地≤0.5重量%的具有至少2個(gè)羥基且具有≤200g/mol、尤其≤150g/mol的分子量的多元醇化合物,例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2,3-丙三醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2,3,4-丁四醇、二乙醇胺、三乙醇胺等,基于全部量的聚合物P計(jì)。
對(duì)本發(fā)明而言重要的是,在含水粘合劑組合物中另外的含甲醛的粘合劑組分的總量為≤50重量份每100重量份的聚合物P,且有利地≤10重量份每100重量份的聚合物P。無論如何,在本文中特別有利的是本發(fā)明的粘合劑組合物中不存在任何含甲醛的粘合劑組分。
在本文中,含甲醛的粘合劑組分應(yīng)理解為是指使用甲醛制備的粘合劑組分。所述含甲醛的粘合劑組分的制備通常通過起始材料與甲醛的縮合反應(yīng)而進(jìn)行。這些含甲醛的粘合劑組分的問題在于,其可能還包含最高達(dá)20 000ppm的未轉(zhuǎn)化的甲醛,再有,在≤250℃溫度下的固化期間在熱處理中可進(jìn)一步演變?yōu)榻Y(jié)合的甲醛。該類化合物的實(shí)例有本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、酚醛樹脂、胍胺-甲醛樹脂、苯并胍胺-甲醛樹脂或乙酰胍胺-甲醛樹脂。
本發(fā)明的含水粘結(jié)劑組合物非常適合作為粘合劑用于顆?;缀?或纖維基底中。因此,所述含水粘合劑組合物在由顆?;缀?或纖維基底制造成型制品中是非常有用的。
顆?;缀?或纖維基底是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。原則上,可將任何有機(jī)或無機(jī)的天然和/或合成的顆粒化合物和/或纖維化合物——在顆?;椎那闆r下,最長尺寸≤10mm、優(yōu)選≤5mm且特別地≤1mm,且在纖維基底的情況下,最大直徑≤1mm、優(yōu)選≤0.5mm且特別地≤0.1mm——用于本發(fā)明。
顆?;卓砂绨咨蛴猩念伭匣衔铮貏e是二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、氧化鐵、氧化鎘、氧化鉻、氧化鉛、硫化鐵、硫化鎘、硫化鉻、硫化鉛和鉬酸鉛或鈷藍(lán);或者填料(折射率值<1.7),例如天然產(chǎn)生的填料——方解石、白堊、白云石、高嶺土、滑石、云母、硅藻土、重晶石或以合成方式制備的填料——沉淀碳酸鈣或硫酸鋇以及火成二氧化硅。
纖維基底包含天然纖維,例如植物、動(dòng)物和礦物纖維;或由天然或合成聚合物構(gòu)成的人造纖維。植物纖維的實(shí)例為棉纖維、亞麻纖維、大麻纖維、洋麻纖維、黃麻纖維、木纖維或劍麻纖維。動(dòng)物纖維的實(shí)例為羊毛或其他動(dòng)物毛發(fā),且礦物纖維的實(shí)例為巖棉,具有天然來源的人造纖維的實(shí)例為黏膠纖維,且基于合成聚合物的人造纖維的實(shí)例為聚酯纖維,例如聚對(duì)苯二甲酸亞丙基酯纖維、聚萘二甲酸乙二醇酯纖維、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯纖維,以及各種聚碳酸酯纖維;聚烯烴纖維,特別是聚乙烯纖維或聚丙烯纖維;聚酰胺纖維,例如聚己內(nèi)酰胺纖維(尼龍-6)、來自六亞甲基二胺和己二酸的聚酰胺纖維(尼龍-6,6)、來自六亞甲基二胺和對(duì)苯二酸的聚酰胺纖維(尼龍-6,T)、來自對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酸的聚酰胺纖維(芳族聚酰胺);以及礦物纖維,例如玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維。
應(yīng)理解,本文件上下文中的術(shù)語基底有利地還涵蓋可由纖維獲得的網(wǎng),例如所謂的機(jī)械加固、特別是針刺纖維網(wǎng)或化學(xué)預(yù)粘合纖維網(wǎng)。
在本文件上下文中,纖維網(wǎng)應(yīng)理解為是指薄片狀纖維層,其中有限長度的纖維、連續(xù)長絲纖維或者任何種類和任何來源的紗線結(jié)合成網(wǎng)并以某種方式連在一起,特別是通過機(jī)械加固或化學(xué)預(yù)粘合。
特別有利地,本發(fā)明采用由木素纖維素纖維(例如棉纖維、亞麻纖維、大麻纖維、洋麻纖維、黃麻纖維、木纖維和/或劍麻纖維或其混合物)與熱塑性聚合物纖維(例如聚酯纖維或聚烯烴纖維)構(gòu)成的纖維網(wǎng)或玻璃纖維網(wǎng)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,使用基于聚酯的纖維和/或玻璃纖維的纖維。
適用于本發(fā)明的目的的纖維網(wǎng)通常具有≥10g/m2且≤3000g/m2、有利地≥40g/m2且≤1000g/m2、并且更有利地≥50g/m2且≤500g/m2的基量。
有利地,由顆?;缀?或纖維基底以及包含聚合物P水分散體的含水粘合劑組合物制備成型制品的方法包括:將本發(fā)明的含水粘合劑組合物施用在顆?;缀?或纖維基底頂上(通過浸漬),任選地使用含水粘合劑組合物處理(浸漬)過的顆粒基底和/或纖維基底成型,然后在高于聚合物P的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下將由此獲得的顆?;缀?或纖維基底干燥。
浸漬顆粒基底和/或纖維基底通常采取將含水粘結(jié)劑組合物均勻地施用在纖維基底和/或顆?;妆砻娴捻斏系姆绞?。選擇含水粘結(jié)劑組合物的量,使每100g顆?;缀?或纖維基底施用≥1g且≤100g、優(yōu)選地≥2g且≤50g且更優(yōu)選地≥5g且≤30g的聚合物P。浸漬顆?;缀?或纖維基底的實(shí)際方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的,并例如通過用本發(fā)明的含水粘合劑組合物淋透或噴灑所述顆粒基底和/或纖維基底進(jìn)行。
浸漬以后,任選地使顆粒基底和/或纖維基底形成為所需的形狀,例如通過引入到可加熱的壓力機(jī)或模具中。其后,以常規(guī)方式將成型的浸漬過的顆?;缀?或纖維基底干燥,其中聚合物P經(jīng)歷成膜。
干燥溫度通常在聚合物P的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上≥5℃、有利地≥10℃且更有利地≥20℃。
可通過本發(fā)明的方法獲得的成型制品具有有利的特性,特別是改進(jìn)的耐熱性水平。
因此,包含聚合物P水分散體的本發(fā)明的含水粘合劑組合物特別有利于用于制造基于聚酯纖維和/或玻璃纖維的纖維網(wǎng),繼而特別地用于制造瀝青化的屋頂防水層。
制備瀝青化的屋頂防水層的實(shí)際方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的,且更特別地,通過將液化的、任選改性的瀝青施用于用本發(fā)明的粘合劑組合物粘合的聚酯纖維網(wǎng)和/或玻璃纖維網(wǎng)的一側(cè)和/或雙側(cè)而進(jìn)行。
以下實(shí)施例說明本發(fā)明且是非限制性的。
實(shí)施例
I制備水分散體形式的聚合物P
聚合物分散體1(P1)
在20℃至25℃(室溫)下和氮?dú)飧采w下,在裝配有攪拌器和4個(gè)計(jì)量裝置的2L的玻璃燒瓶中,將置于其中的262.9g的去離子水、43.8g的20重量%的C16C18脂肪醇乙氧基化物水溶液(AT 18,購自BASF SE)和12.3mg的七水合硫酸鐵(II)的初始進(jìn)料在攪拌下加熱至最高達(dá)30℃。隨后,以恒定的流速同時(shí)開始連續(xù)計(jì)量加入均勻的水乳液形式的進(jìn)料1以及水溶液形式的進(jìn)料2和3,并持續(xù)4.0個(gè)小時(shí)。在進(jìn)料1、2和3開始的20分鐘之內(nèi),將含水聚合混合物的溫度由30℃升高到70℃。
進(jìn)料1:
713.9g 的乙酸乙烯酯
95.4g 的丙烯酸正丁酯
43.8g 的甲基丙烯酸縮水甘油酯
17.5g 的丙烯酸
17.5g 的25重量%的乙烯基磺酸鹽水溶液
20.5g 的32重量%的C12C14烷基聚乙二醇醚硫酸鈉鹽水溶液(FES 77,購自BASF SE)
32.8g 的20重量%的C16C18脂肪醇乙氧基化物的水溶液(AT 18)
252.6g 的去離子水
進(jìn)料2:
105.0g 的2.5重量%的過氧二硫酸鈉水溶液
進(jìn)料3:
43.7g 的去離子水
1.8g 的乙酸鈉
1.5g 的羥甲基磺酸鈉(C,購自BASF SE)
在完成進(jìn)料1至3時(shí),在10分鐘內(nèi)通過恒定流速的連續(xù)計(jì)量添加而將68.3g的去離子水和13.7g的32重量%的C12C14烷基聚乙二醇醚硫酸鈉鹽(FES 77)水溶液加入到所述聚合混合物中。隨后在70℃下使所述聚合混合物進(jìn)行30分鐘的二次聚合。然后,在恒定溫度下以恒定流速同時(shí)開始21.0g的10重量%的叔丁基氫過氧化物水溶液和29.4g的13.1重量%的丙酮合亞硫酸氫鹽(丙酮和亞硫酸氫鈉的1∶1的加成產(chǎn)物)水溶液的連續(xù)計(jì)量加入,持續(xù)1個(gè)小時(shí),以除去殘留的單體。隨后將聚合物水分散體冷卻至室溫,然后與5.3g的7.5重量%的MBS水溶液以及1.6g的1.5重量%的MV水溶液(購自Thor GmbH的產(chǎn)品)混合。通過混入10重量%的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)至5.0。最后使獲得的聚合物水分散體過濾通過500μm的過濾器。
由此獲得的聚合物水分散體具有50.7重量%的固含量,基于水分散體的總重量計(jì)。發(fā)現(xiàn)數(shù)均微粒直徑為169nm。發(fā)現(xiàn)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為34.2℃。
通常,固含量通過將規(guī)定量的聚合物水分散體(約0.8g)在130℃的溫度下干燥至恒定重量(持續(xù)約2小時(shí))并使用購自Mettler Toledo的HR73水分測定儀而測定。每種情況下進(jìn)行兩次測量。在每種情況下報(bào)告的值為這些測量的平均值。
通常,聚合物微粒的數(shù)均微粒直徑通過在23℃下使用購自England的Malvern Instruments的Autosizers IIC對(duì)0.005至0.01重量百分比的聚合物水分散體進(jìn)行動(dòng)態(tài)光散射而測定。所報(bào)告的值為測得的自相關(guān)函數(shù)的累積z-平均值(ISO標(biāo)準(zhǔn)13 321)。
測定其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的一般方法為,將聚合物水分散體以約1mm的厚度施用于聚四氟乙烯薄片上并在23℃和50%的相對(duì)濕度下(標(biāo)準(zhǔn)條件)將得到的薄膜干燥24小時(shí)。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常使用購自TAInstruments的Q2000差示熱量掃描儀來測定。得到聚合物薄膜通常以約8.5mg的初始重量使用。加熱速率為20K每分鐘。在每種情況下,根據(jù)ISO 11357-2的要求來檢測第二加熱曲線并進(jìn)行評(píng)估。
比較分散體1(V1)
V1類似于P1而制備,不同之處在于,在進(jìn)料1中使用112.9g的丙烯酸正丁酯,而非95.4g。也不使用任何丙烯酸。
所得比較水分散體具有50.7重量%的固含量,基于水分散體的總重量計(jì)。發(fā)現(xiàn)數(shù)均微粒直徑為129nm且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為28.4℃。
比較分散體2(V2)
V2類似于P1而制備,不同之處在于,在進(jìn)料1中使用99.8g的丙烯酸正丁酯,而非95.4g。也不使用任何乙烯基磺酸。
所得比較水分散體具有50.3重量%的固含量,基于水分散體的總重量計(jì)。發(fā)現(xiàn)數(shù)均微粒直徑為184nm且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為33.1℃。
比較分散體3(V3)
V3類似于P1而制備,不同之處在于,在進(jìn)料1中分別使用130.4g的丙烯酸正丁酯和26.3g的丙烯酸,而非95.4g和17.5g。也不使用任何甲基丙烯酸縮水甘油酯。
所得比較水分散體具有50.8重量%的固含量,基于水分散體的總重量計(jì)。發(fā)現(xiàn)數(shù)均微粒直徑為194nm且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為28.7℃。
比較分散體4(V4)
V4類似于P1而制備,不同之處在于,進(jìn)料1使用495.3g的甲基丙烯酸甲酯和713.9g的乙酸乙烯酯,以及314.0g的丙烯酸正丁酯而非95.4g。也不使用乙酸乙烯酯。
由于明顯的污垢,必須在2小時(shí)15分鐘后中止所述聚合。
II粘合的纖維網(wǎng)的制備和性能測試
粘合的纖維網(wǎng)由底網(wǎng)生產(chǎn),所述底網(wǎng)包含基重為125g/m2的針刺聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紡粘(400cm長,40cm寬)。
粘合劑液體通過用去離子水將聚合物水分散體P1以及比較分散體V1至V3稀釋至13重量%的固含量而制備。在下文中,將獲得的粘合劑液體稱為粘合劑液體BP1和粘合劑液體BV1至BV3。
在購自Mathis的具有浸軋機(jī)的HVF浸漬機(jī)(橡膠膠輥邵氏A=85°/鋼輥)中分別用粘合劑液體BP1以及BV1至BV3沿機(jī)器方向?qū)⒂糜谥苽湔澈侠w維網(wǎng)的底網(wǎng)浸透。在每種情況下將濕涂層量調(diào)節(jié)至192.3g的粘合劑液體每平方米(相當(dāng)于附加25g/m2的固體)。然后在Fleissner工業(yè)干燥機(jī)中在200℃下將獲得的浸漬過的纖維網(wǎng)干燥并粘合3分鐘。根據(jù)使用的粘合劑液體,經(jīng)冷卻至室溫獲得的粘合的纖維網(wǎng)被稱為纖維網(wǎng)F1以及FV1至FV3。
耐熱性的測定
纖維網(wǎng)F1和FV1至FV3的耐熱性根據(jù)DIN 18192的方法通過在200℃下測量機(jī)器方向上的延伸和橫向上的收縮而測定。為此,沿機(jī)器方向從纖維網(wǎng)模切出100×360mm的條。在各纖維網(wǎng)條上,在分別距離兩個(gè)窄邊130mm遠(yuǎn)的中央處作標(biāo)記,所述標(biāo)記定義了在其之間的100±0.2mm的測量區(qū)域。在測量區(qū)域的中間,通過測量而對(duì)纖維網(wǎng)條的寬度進(jìn)行檢查。其后,將兩個(gè)窄端固定在夾軌中,以使出現(xiàn)的夾住長度為300mm。與此同時(shí),在干燥箱中將測量需要的三腳架以及4kg重量的不銹鋼圓筒加熱至200℃。為進(jìn)行測試,隨后將標(biāo)記并測量過的纖維網(wǎng)條用一個(gè)夾軌連接至干燥箱中的三腳架,使其自由地下垂。然后將4kg的不銹鋼圓筒懸掛在下部的夾軌上,關(guān)閉干燥箱的門并使由此夾住的纖維網(wǎng)在干燥箱中在200℃停留10分鐘。其后,將實(shí)驗(yàn)三腳架與加重的纖維網(wǎng)條一起從干燥箱取出并在室溫下放置冷卻5分鐘。其后,首先將不銹鋼圓筒由下部的夾軌取下,然后將三腳架由上部的夾軌取下(將三腳架和不銹鋼圓筒放回干燥箱,以進(jìn)行調(diào)整用于下次測量)。在將上部和下部的夾軌移走以后,將纖維網(wǎng)條平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并分別對(duì)纖維網(wǎng)條的兩個(gè)施加的標(biāo)記之間的距離(機(jī)器方向)和最窄位置處的寬度(橫向)進(jìn)行測量。在每種情況下,在9個(gè)獨(dú)立的測量條上進(jìn)行測量。表1中報(bào)告的值表示的是這些測量的平均值。在機(jī)器方向上的延伸越少且在橫向上的收縮越小,結(jié)果越好。報(bào)告的內(nèi)容是在機(jī)器方向上或橫向上的以百分比計(jì)的變化,基于在熱/機(jī)械處理之前的相應(yīng)距離計(jì)。
表1:在200℃下耐熱性試驗(yàn)的結(jié)果
結(jié)果清楚地表明,與使用粘合劑液體BV1至BV3相比,在200℃下,使用本發(fā)明的粘合劑液體BP1制備的纖維網(wǎng)具有改進(jìn)的耐熱性。