組合物及水分散體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及組合物及水分散體，該水分散體包括：（A）至少一種選自乙烯基共聚物或丙烯基共聚物的原料聚合物；（B）至少一種聚合穩(wěn)定劑；和至少一種填料；其中聚合穩(wěn)定劑與至少一種原料聚合物不同，且與至少一種原料聚合物和至少一種填料相容，且其中分散體具有在大于0至大約600份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的范圍內(nèi)的填料。
【專利說明】組合物及水分散體
[0001]本申請是申請?zhí)枮?00680047465.6，申請日為2006年12月4日，發(fā)明名稱為“組合物及水分散體”的中國專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明主要涉及包括填料的水分散體。更特定地，本發(fā)明涉及實用于地毯工業(yè)的分散體。
[0003]相關(guān)申請的交叉引用
[0004]本申請是非臨時申請，要求了 2005年12月15日提交的題為“組合物及水分散體”的美國專利申請序列N0.11/300,807的權(quán)益，其教導(dǎo)經(jīng)此引用并入本文，就如全文復(fù)制一樣列于下文。
【背景技術(shù)】
[0005]本領(lǐng)域已熟知用于地毯結(jié)構(gòu)的方法和技術(shù)。存在多種類型的地毯，包括簇絨和非簇絨地毯。簇絨地毯為包括紗線(已知為纖維束)、具有正面和背面的主襯底材料、粘性襯底材料和任選的第二襯底材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0006]通常，為形成簇絨地毯的正面，將紗線線簇生穿過主襯底材料以使各簇絨毛圈(stitch)的較長段伸展穿過主襯底材料的正面。通常，主襯底材料由織造的或非織造的材料組成，例如熱塑性聚合物，最通常為聚丙烯。
[0007]簇絨地毯的正面通常使用三種方``法中之一種制造。第一種，對毛圈絨頭地毯，在簇生過程中形成的紗線毛圈完整保留。第二種，對割絨地毯，在簇生過程中或之后割去紗線毛圈以生產(chǎn)紗線端絨頭代替毛圈絨頭。第三種，某些地毯類型包括毛圈和割絨。該混合種的一種變體稱為剪頭絨頭地毯，其中簇生不同長度的毛圈并隨后通過在一定高度剪切地毯以生產(chǎn)未切割、部分切割和完全切割的毛圈的混合?？蛇x地，可涉及簇絨機以僅切割某些毛圈，從而留下切割及未切割毛圈的圖案。無論毛圈、切割或混合種，主襯底材料的背面上的紗線通常包括緊湊的未伸展毛圈。
[0008]地毯工業(yè)中，沒有涂布粘性襯底材料或第二襯底材料的簇生紗線和主襯底材料的結(jié)合稱為原簇生地毯或原織物。將粘性襯底材料和可選的第二襯底材料涂布于主襯底材料的背面后，原織物成為簇絨地毯成品。簇絨地毯成品可制備成通常為6或12英尺(~2或~4米)寬的卷形闊幅地毯?？蛇x地，地毯可制備成通常為18英寸(50cm)的方形至4英尺(1.3m)的方形的組合地毯。
[0009]粘性襯底材料通常涂布于主襯底材料的背面以將紗線固定于主襯底材料上。在一個方法中，粘性襯底材料通過使用輥筒、輥筒或床上的輥筒或者輥筒或床上的刀(也已知為刮刀)的槽式涂布機(pan applicator)涂布。當適當涂布時,粘性襯底材料不會穿過主襯底材料。
[0010]粘性襯底材料可作為單個涂層或?qū)踊蜃鳛槎鄬舆M行涂布。紗線固定的程度或韌度稱作“簇絨鎖緊”或簇絨粘合強度。具有足夠簇絨鎖緊的地毯表現(xiàn)良好的耐磨性并同樣地具有更長的使用壽命。為具有良好的性能特性，粘性襯底材料應(yīng)基本穿透暴露于主襯底材料的背面上的紗線(纖維束)，并應(yīng)基本固結(jié)紗線內(nèi)的單束纖維。良好的紗線的穿透和纖維的固結(jié)產(chǎn)生良好的抗磨性。此外，在良好的簇絨粘合強度和抗磨性之外，粘性材料優(yōu)選向地毯提供或使地毯具有良好的柔韌性以方便地毯的安裝。
[0011]第二襯底材料通常為由織造的或未織造的材料(例如熱塑性聚合物，最通常為聚丙烯)制成的輕質(zhì)稀洋紗。任選將第二襯底材料涂布于地毯的背面、粘性襯底材料之上，主要向地毯結(jié)構(gòu)提供提升的尺寸穩(wěn)定性并提供更多的用于直接向下膠合的粘合劑的表面積。
[0012]可選的襯底材料可包括泡沫緩沖材料(例如泡沫聚氨酯)和壓敏性地板粘合劑?？蛇x的襯底材料也可，例如作為具有提升表面的帶狀織物，促進直接向下膠合的粘合劑的安裝(例如，與商業(yè)化地毯料、汽車地毯和飛機地毯接觸，其中緩沖需求經(jīng)常是最小限度的)。也可任選涂布可選的襯底材料以提升關(guān)于水分、昆蟲和食品的阻隔性保護，并提供或提升地毯的滅火、隔熱和消噪性質(zhì)。
[0013]已知的粘性襯底材料包括可固化膠乳、聚氨酯或乙烯基體系，其中膠乳體系最常用。常規(guī)乳膠體系為低粘度、水性組合物，可在高地毯生產(chǎn)率下涂布并提供良好的纖維對襯底的粘合力、簇絨粘合強度和適當?shù)娜犴g性。通常，分離出多于的水并通過穿過干燥烘箱固化膠乳。苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)為最常用于膠乳粘性襯底材料的聚合物。通常，膠乳襯底體系填充有大量的無機填料，例如碳酸鈣或氫氧化鋁，并包括其它的組分，例如抗氧化劑、殺菌劑、阻燃劑、消煙劑、潤濕劑和泡沫助劑。
[0014]常規(guī)的膠乳粘性襯底體系可有某些缺陷。作為一個重要的缺陷，典型的膠乳粘性襯底體系不提供水分阻隔。另一種可能的缺陷(特別是具有聚丙烯紗線和聚丙烯主和第二襯底材料的地毯)是膠乳體系的相異的聚合物與無機填料一起可降低地毯的回收性能。此外，膠乳體系的高分子量 可顯著降低回收性能。
[0015]考慮到這些缺陷，地毯工業(yè)中的某些人已開始尋求適用于常規(guī)膠乳粘性襯底體系的替代物。一種可選項是使用聚氨酯粘性襯底材料。在提供適當?shù)恼澈狭σ怨探Y(jié)地毯之外，聚氨酯襯底通常表現(xiàn)出良好的柔韌性和阻隔性質(zhì)，并且當發(fā)泡時可不需分離地毯襯的襯墊(即，可構(gòu)成直接向下膠合的整體襯底體系)。然而，聚氨酯襯底體系也具有重要的缺陷，包括它們相對高的成本和必需在比膠乳體系低的地毯生產(chǎn)率下應(yīng)用的苛刻的固化要求。
[0016]也已建議例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物和低密度聚乙烯(LDPE)的熱塑性聚烯烴作為粘性襯底材料，部分歸因于它們的低成本、良好的水分穩(wěn)定性和無固化的要求。有多種方法可用于涂布聚烯烴襯底材料，包括粉末涂布、熱熔體涂布和擠出膜或片狀層壓。然而，使用聚烯烴以替代膠乳粘性襯底也可存在難度。例如，美國專利5，240，530，欄10的表A指出對地毯結(jié)構(gòu)中的用途，普通的聚烯烴樹脂不適當?shù)恼澈狭?。此外，相對膠乳和其它固化體系，普通聚烯烴具有相對高的涂布粘度和相對高的熱要求。即，普通熱塑性聚烯烴通過相比膠乳和其它固化(熱固性)體系的典型的水性粘度和固化溫度要求特性相對高的熔體粘度和高回收性能或凝固溫度表征。
[0017]甚至是普通彈性聚烯烴，即具有低結(jié)晶度的聚烯烴，通常具有相對高的粘度和相對高的再結(jié)晶溫度。高再結(jié)晶溫度導(dǎo)致在加工過程中相對短的熔化時間，并當與高熔體粘度結(jié)合時，可使難于獲得紗線的適當穿透，特別是在常規(guī)粘性襯底涂布速率下。
[0018]克服普通聚烯烴的粘度和再結(jié)晶缺陷的一種方法是將聚乙烯樹脂配制成熱熔體粘合劑。這種方法通常涉及將低分子量聚烯烴與蠟、增粘劑、多種流動改性劑和/或其它彈性材料進行配制。例如，也已提議將已用于配制熱熔體粘性襯底組合物和其它聚烯烴組合物的乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物用于熱熔體襯底組合物。例如，美國專利N0.3，982，051中，Taft等人公開了含乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、無規(guī)立構(gòu)聚丙烯和硫化橡膠的組合物實用作熱熔體地毯襯底粘合劑。
[0019]不幸地，通常不考慮將熱熔體粘合劑體系用作常規(guī)膠乳粘性襯底的完全替代物。EVA和其它的乙烯與未飽和共聚單體的共聚物的的典型熱熔體體系配制時可需要相當大的努力，且經(jīng)常產(chǎn)生不恰當?shù)拇亟q粘合強度。此外，因為它們不能在可用膠乳的系統(tǒng)上運行，因為它們需要購買新的資產(chǎn)。然而，典型熱熔體體系的最顯著的缺陷是它們的熔體強度通常太低以至于不能通過直接擠出涂布技術(shù)進行涂布。同樣地，聚烯烴熱熔體體系通常通過相對低的、較低有效的技術(shù)，例如通過使用加熱刮刀或旋轉(zhuǎn)熔體輸送輥筒，涂布于主襯底。
[0020]雖然未配置高壓低密度聚乙烯(LDPE)可通過常規(guī)擠出涂布技術(shù)進行涂布，但LDPE樹脂通常具有不佳的柔韌性，這可產(chǎn)生大量的地毯剛度。在另一方面，那些具有改進的柔韌性的聚烯烴，例如超低密度聚乙烯(ULDPE)和乙烯/丙烯共聚體，仍然不具有足夠的柔韌性，具有大量的低熔體強度，和/或易于在擠出涂布過程中產(chǎn)生共振。為克服擠出涂布困難，具有足夠柔韌性的普通聚烯烴可通過層壓技術(shù)進行涂布以確保適當?shù)募喚€對襯底的粘合力；然而，測壓技術(shù)通常昂貴且可產(chǎn)生相比直接擠出涂布技術(shù)降低的生產(chǎn)率。
[0021]美國專利N0.3，390，035,3, 583，936,3, 745，054 和 3，914，489 中公開了已知的柔性聚烯烴襯底材料的示例?？傮w來說，這些公開描述了基于例如乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)的乙烯共聚物和蠟的熱熔體粘性襯底組合物。如例如美國專利N0.3，551，231中描述了已知的用于提升紗線中熱熔體粘性襯底組合物的穿透的技術(shù)包括當原織物與旋轉(zhuǎn)熔體輸送輥筒接觸時施加壓力。
[0022]另一種已知的用于提升熱熔體體系的效率的技術(shù)涉及使用預(yù)-涂布體系。例如，美國專利N0.3，684，600、3，583，936和3，745，054描述了在熱熔體粘性組合物涂布前，應(yīng)用低粘度水性預(yù)-涂布主襯底材料的背面。這些專利中描述的熱熔體粘性襯底體系由基于功能性乙烯聚合物，例如乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)和乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物，的多組分配方產(chǎn)生。
[0023]PCT公布N0.98/38376中公開了另一種用于制造地毯的在先技術(shù)方法，其公開了使用均勻支化線性乙烯聚合物作為襯底材料的擠出涂布技術(shù)。此申請公開了使用18至22微米范圍內(nèi)的粒度和在水漿內(nèi)配制顆粒。
[0024]雖然在地毯襯底領(lǐng)域內(nèi)已知有多種體系，仍然存在對提供適當?shù)拇亟q粘合強度、良好的抗磨性和良好的柔韌性的熱塑性聚烯烴地毯襯底體系的需求以替代固化膠乳襯底體系。也仍然存在對可在獲得所需的良好的簇絨粘合強度、抗磨性、阻隔性質(zhì)和柔韌性的特性的同時實現(xiàn)高地毯生產(chǎn)率的涂布方法的需求。最后，對具有纖維和可輕易回收的襯底材料且不需要大量處理和分離地毯組分材料的地毯結(jié)構(gòu)也存在需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]在一個方面，本發(fā)明涉及包含以下組分的復(fù)合物:(A)至少一種選自乙烯基共聚物或丙烯基共聚物的原料聚合物；(B)至少一種聚合穩(wěn)定劑；和至少一種填料；其中聚合穩(wěn)定劑與至少一種原料聚合物不同，且與至少一種原料聚合物和至少一種填料相容，且其中分散體具有在大于O至大約600份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的范圍內(nèi)的填料。
[0026]在一個方面，本發(fā)明涉及將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，該方法包括:形成水分散體，該水分散體包括:(A)至少一種選自乙烯基共聚物或丙烯基共聚物的原料聚合物，(B)至少一種聚合穩(wěn)定劑，和至少一種填料，其中聚合穩(wěn)定劑與至少一種原料聚合物不同，且與至少一種原料聚合物和至少一種填料相容，且其中分散體具有在大于0至大約600份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的范圍內(nèi)的填料；用氣體發(fā)泡混合物；和將泡沫混合物涂布于基質(zhì)。
[0027]從下面的說明書和附加的權(quán)利要求，顯而易見本發(fā)明的其它方面和優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1顯示了可用于根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】配置分散體中的擠出機。
[0029]圖2顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】的方法的流程圖。
[0030]圖3顯示了本發(fā)明的【具體實施方式】與在先技術(shù)組合物的比較。
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明的【具體實施方式】涉及包括原料聚合物、穩(wěn)定劑和填料的組合物。由此形成的組合物特別實用于地毯工業(yè)。關(guān)于地毯工業(yè)，本發(fā)明的【具體實施方式】實用于針刺法、織造和/或簇絨地毯，包括人造草皮。此外，所用的與地毯工業(yè)有關(guān)的特定術(shù)語根據(jù)Dictionaryof Fibers and Textile Technology> Product/Technical Communications ServicesIZ503、Hoescht Celanese Corporation, Charlotte, North Carolinal990 解釋含義。
[0032]簡言之，如本文所用，術(shù) 語針刺法指在針刺機上將散纖維的毛層或網(wǎng)轉(zhuǎn)化成粘附在一起的非織造織物的方法?？椩熘附焕p兩股紗線從而使它們相互交叉以生產(chǎn)織造織物的程序或方法。經(jīng)紗線，或經(jīng)線，在織物中按縱向延伸，填充線(緯紗線)或緯紗，從一邊延伸至另一邊。最后，如本文所用，簇生指通過用針將絨頭紗線編織穿過主襯底布以形成多排簇絨制造地毯織物的方法。
[0033]本發(fā)明的具體實施時方式使用聚乙烯基聚合物、聚丙烯基聚合物和丙烯-乙烯共聚物作為組合物的一種組分。
[0034]在選定【具體實施方式】中，一種組分由乙烯-a烯烴共聚物或丙烯-a烯烴共聚物形成。特別地，在優(yōu)選的【具體實施方式】中，原料聚合物包括一種或多種非極性聚烯烴。
[0035]在特定【具體實施方式】中，可使用聚烯烴，例如聚丙烯、聚乙烯及其共聚物和其摻合物，以及乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。在某些【具體實施方式】中，優(yōu)選的烯類聚合物包括如發(fā)給Elston的美國專利N0.3，645，992中描述的均勻聚合物；如發(fā)給Anderson的美國專利N0.4，076，698中描述的高密度聚乙烯(HDPE);不均勻支化線性低密度聚乙烯(LLDPE);不均勻支化超低線性密度聚乙烯(ULDPE);均勻支化、線性乙烯/ a -烯烴共聚物；可通過例如美國專利N0.5，272，236和5，278，272 (其公開以引用的方式并入本文)中公開的方法制備的均勻支化、基本線性乙烯/ a -烯烴共聚物；和高壓、自由基聚合乙烯聚合物和共聚物，例如低密度聚乙烯(LDPE)。[0036]美國專利N0.6，538，070、6，566，446、5，869，575、6，448，341、5，677，383、6，316，549,6, 111，023或5，844，045 (各自的全文以引用的方式并入本文)中描述的聚合物
組合物，也適用于某些【具體實施方式】中。當然，也可使用聚合物的摻合物。在某些【具體實施方式】中，摻合物包括兩種不同的齊格勒-納塔聚合物。在其它的【具體實施方式】中，摻合物可包括齊格勒-納塔和茂金屬聚合物的摻合物。在仍然其它的【具體實施方式】中，本文所用的聚合物是兩種不同茂金屬聚合物的摻合物。在其他【具體實施方式】中，可使用單位點催化劑。
[0037]在某些特定的【具體實施方式】中，聚合物是丙烯基共聚物或共聚體。在某些【具體實施方式】中，丙烯/乙烯共聚物或共聚體表征為具有基本全同立構(gòu)丙烯序列。術(shù)語“基本全同立構(gòu)丙烯序列”和相似的術(shù)語表示序列具有通過13C NMR (核磁共振)測量大于大約0.85、優(yōu)選大于大約0.90、更優(yōu)選大于大約0.92且最優(yōu)選大于大約0.93的全同立構(gòu)三單元組(mm)。全同立構(gòu)三單元組為本領(lǐng)域所熟知，且在例如美國專利N0.5，504, 172和W000/01745中進行了描述，其指通過13C NMR譜測定的共聚物分子鏈中根據(jù)三單元組單元的全同立構(gòu)序列。
[0038]在其他的特定【具體實施方式】中，原料聚合物可為乙烯乙酸乙烯酯(EVA)基聚合物。
[0039]在其他選定的【具體實施方式】中，烯烴嵌段共聚物，例如乙烯多嵌段共聚物，例如那些如在國際公布N0.W02005/090427和美國專利申請序列號N0.11/376，835中描述的烯烴嵌段共聚物可用作原料聚合物。該烯烴嵌段共聚物可為乙烯/ a -烯烴共聚體:
[0040](a)具有大約1.7至大約3.5的Mw/Mn，至少一個以攝氏度表示的熔點Tm，和以克/立方厘米表示的密度d，其中Tm和d的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系:
[0041]Tm>-2002.9+ 4538.5 (d) -2422.2(d)2 ;或
[0042](b)具有大約1.7至大約3.5的Mw/Mn，并由以J/g表示的熔化熱A H和定義為最高DSC峰和最高CRYSTAF峰的溫度差的以攝氏度表示的A量A T表征，其中AT和AH的數(shù)值具有下列關(guān)系:
[0043]對AH 大于 0 且多至 130J/g，A T>-0.1299( AH)+62.81,
[0044]對AH 大于 130J/g，AT^ 48°C,
[0045]其中，CRYSTAF峰使用至少5%的累計聚合物測定，且如果小于5%的聚合物具有可識別CRYSTAF峰，則CRYSTAF溫度為30°C ;或
[0046](c)由以使用乙烯/a-烯烴共聚體的壓塑膜在300%應(yīng)變和I周期測量的％表示的彈性恢復(fù)Re表征，并具有以克/立方厘米表示的密度d，其中當乙烯/ a -烯烴共聚體基本沒有交聯(lián)相時，Re和d的數(shù)值滿足下列關(guān)系:
[0047]Re>1481-1629(d);或
[0048](d)具有當使用TREF (升溫淋洗分級)進行分級時在40°C和130°C之間洗脫的分子級分，特征在于該級分具有至少比在相同溫度之間洗脫的可比無規(guī)乙烯共聚體的級分高5%的共聚單體摩爾含量，其中所述可比無規(guī)乙烯共聚體具有相同的共聚單體并且具有在乙烯/ a -烯烴共聚體的熔體指數(shù)、密度和共聚單體摩爾含量10%以內(nèi)的熔體指數(shù)、密度和共聚單體摩爾含量(以全部聚合物計)；或
[0049](e)具有在25°C時的儲能模量G’ (25°C )和在100°C的儲能模量G’ (100。。)，其中G’(25°C)對G’ (IOO0C )的比在大約1:1至大約9:1的范圍內(nèi)。
[0050]乙烯/ a -烯烴共聚體也可:[0051](a)具有當使用TREF進行分級時在40°C和130°C之間洗脫的分子級分，特征在于該級分具有至少0.5且多至大約I的嵌段指數(shù)和大于大約1.3的分子量分布Mw/Mn ;或
[0052](b)具有大于0且多至大約1.0的平均嵌段指數(shù)和大于大約1.3的分子量分布Mw/Mn。
[0053]本領(lǐng)域中那些普通技術(shù)人員將認識到上述列表是適合的聚合物的非全面列表。需領(lǐng)會僅通過權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。
[0054]穩(wěn)定劑
[0055]本發(fā)明的【具體實施方式】使用穩(wěn)定劑。在選定的【具體實施方式】中，穩(wěn)定劑可為表面活性劑、具有如共聚單體或接枝單體或其混合物的極性基團的聚合物(不同于上面詳述的原料聚合物)。在優(yōu)選的【具體實施方式】中，穩(wěn)定劑包含一種或多種極性聚烯烴。典型的聚合物包括乙烯-丙烯酸(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸的共聚物，例如那些在美國專利N0.4，599，392,4, 988，781和5，938，437 (各自的全文經(jīng)此應(yīng)用并入本文)中描述的商標名為PRIMACORTM、Nucrel?和Escor?的可購得共聚物。其它聚合物包括乙烯丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)和乙烯丙烯酸丁酯(EBA)。本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員將認識到也可使用許多其它實用的聚合物。
[0056]如果聚合物的極性基團本質(zhì)上為酸性或堿性的，則可用中和劑部分或全部中和穩(wěn)定聚合物以形成對應(yīng)的鹽。例如，對EAA，中和劑為堿，例如以氫氧化銨或氫氧化鉀為例。在另一種可選項中，中和劑可為例如任一胺，例如一乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員將領(lǐng)會到適合的中和劑的選取取決于配制的特定組合物，并且該選擇在本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員的知識范圍之內(nèi)。
[0057]另外的可在本范明的實踐中實用的表面活性劑包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑包括磺酸鹽、羧酸鹽和磷酸鹽。陽離子表面活性劑包括季胺。非離子表面活性劑的示例包括含環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物和硅氧烷表面活性劑。本發(fā)明的實踐中實用的表面活性`劑可為外部的表面活性劑或內(nèi)部的表面活性劑。外部的表面活性劑為不在分散制備過程中發(fā)生化學反應(yīng)進入聚合物中的表面活性劑。本文實用的外部的表面活性的示例包括十二烷基苯磺酸的鹽和月桂基磺酸鹽。內(nèi)部的表面活性劑為在分散制備過程中發(fā)生化學反應(yīng)進入聚合物中的表面活性劑。本文實用的內(nèi)部的表面活性劑的示例包括2，2- 二羥甲基丙酸及其鹽。
[0058]填料
[0059]本發(fā)明的【具體實施方式】使用填料作為組合物的一部分。在本發(fā)明的實踐中，聚烯烴分散體中適合的填料裝填可為大約0至大約600份填料每百分聚烯烴。填充材料可包括常規(guī)填料，例如磨碎玻璃、碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石、膨潤土、三氧化二銻、高嶺土、飄塵或其它已知的填料。
[0060]配方
[0061]在優(yōu)選的配方中，因此，根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合物可包括原料聚合物，其中該原料聚合物包括一種或多種非極性聚烯烴、包括一種或多種極性聚烯烴的穩(wěn)定劑和填料。關(guān)于原料聚合物和穩(wěn)定劑，在優(yōu)選的【具體實施方式】中，一種或多種非極性聚烯烴可包含以組合物中原料聚合物和穩(wěn)定劑的總重量計大約30%至99%之間。更優(yōu)選地，一種或多種非極性聚烯烴包含大約50%至大約80%之間。仍然更優(yōu)選地,一種或多種非極性聚烯烴包含大約70%。[0062]關(guān)于填料，通常使用大于大約0至大約1000份每百份聚合物(此處聚合物表示非極性聚烯烴與穩(wěn)定劑的結(jié)合)。在選定的【具體實施方式】中，使用大約50至250份每百份之間。在選定的【具體實施方式】中，使用大約10至500份每百份之間。在仍然其它的【具體實施方式】中，使用從大約20至400份每百份之間。
[0063]這些固態(tài)材料優(yōu)選分散于液態(tài)介質(zhì)中，液態(tài)介質(zhì)在優(yōu)選的【具體實施方式】中為水。在優(yōu)選的【具體實施方式】中，加入足夠的堿以中和所得分散體以獲得在大約6至大約14之間的pH范圍。在優(yōu)選的【具體實施方式】中，加入足夠的堿以維持在大約9至大約12之間的pH。優(yōu)選控制分散體的水含量以使固體含量為大約1%至大約74% (以體積計)之間。在另一種【具體實施方式】中，固體含量為大約25%至大約74% (以體積計)之間。在特別優(yōu)選的【具體實施方式】中，固體范圍為大約30%至大約50% (未包含填料，以重量計)之間。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】形成的分散體特征在于具有大約0.3至大約3.0微米之間的平均粒度。在其它的【具體實施方式】中，分散體具有從大約0.8 iim至大約1.2iim之間的平均粒度。關(guān)于“平均粒度”，本發(fā)明表示體積平均粒度。為測量粒度，可使用例如激光-衍射技術(shù)。對非球形聚合物顆粒，顆粒的直徑是顆粒的長和短軸的平均數(shù)。可在Beckman-Coulter LS230激光-衍射粒度分析器或其它適合的設(shè)備上測量粒度。
[0065]例如，本發(fā)明的配方可包括表面活性劑、起沫劑、分散劑、增稠劑、阻燃劑、顏料、抗靜電劑、增強纖維、抗氧化劑、中和劑、流變改性劑、保存劑、殺蟲劑、酸清除劑、潤濕劑及類似的物質(zhì)。雖然用于發(fā)明的目的是可選的，但其它組分可非常有利于制造過程中和之后的產(chǎn)物穩(wěn)定性。
[0066]此外，本發(fā)明的具體實施 方式任選包括填料潤濕劑。填料潤濕劑通?？蓭椭固盍虾途巯N分散體更相容。實用的潤濕劑包括磷酸鹽，例如六偏磷酸鈉。填料潤濕劑可以至少大約0.5份每100份填料(以重量計)的濃度包括在本發(fā)明的組合物中。
[0067]此外，本發(fā)明的【具體實施方式】可任選包括增稠劑。增稠劑在本發(fā)明中可實用于提升低粘度分散體的粘度。適合在本發(fā)明的實踐中使用的增稠劑可為任一本領(lǐng)域中已知的增稠劑，例如以聚丙烯酸酯型或關(guān)聯(lián)的非離子增稠劑(例如改性纖維素醚)為例。例如，適合的增桐劑包括 ALCOGUM? VEP-1I (Alco Chemical Corporation 的商標名)，Rheovis? 和
Viscalex?(Ciba Ceigy 的商標名)，UCAR^增稠劑 146,或 Ethocell? 或 Methocell?(DowChemical Company 的商標名)和 PARAGUM?241 (Para-Chem Southern, Inc.的商標名)，或BermacoI? (Akzo Nobel 的商標名)或 Aqualon? (商標，Hercules)或ACUSOL!< (商標，Rohm and Haas)。增稠劑可使用任一需要的量以制備具有所需粘度的復(fù)合物。
[0068]因此，分散體的最終粘度是可控的?？捎贸Ｒ?guī)方法完成增稠劑對包括填料的量的分散體的添加，以產(chǎn)生用于地毯涂布所需的粘度。由此的復(fù)合物的粘度可達到+3000cP(布魯克菲爾德心軸4, 20rpm)和適當?shù)脑龀韯┒拷o料(多至4%,優(yōu)選低于3%,以IOOphr的聚合物分散體計)。如所述的起始聚合物分散體具有與填料和添加劑配制前介于20和1000cP之間的初始粘度(用在50rpm的心軸rv3在室溫下測量布魯克菲爾德粘度)。仍然更優(yōu)選地，分散體的起始粘度可為大約100至大約600cP之間。
[0069]同樣，當將填料加入聚合物/分散劑中時，本發(fā)明的【具體實施方式】通過它們的穩(wěn)定性表征。在本文中，穩(wěn)定性指所得水性聚烯烴分散體的粘度的穩(wěn)定性。為測試穩(wěn)定性，經(jīng)過一個時段測量粘度。優(yōu)選地，當在室溫下儲存時，經(jīng)過24小時的時段，在20°C下測量的粘度應(yīng)保持原始粘度的+/_10%。
[0070]在特定的【具體實施方式】中，在擠出機中將原料聚合物、穩(wěn)定劑和填料與水和中和劑(例如氨、氫氧化鉀或兩者的結(jié)合)一起熔融捏合以形成分散體復(fù)合物。本領(lǐng)域中那些普通技術(shù)人員將認識到可使用多種其它的中和劑。在某些【具體實施方式】中，可在摻合原料聚合物和穩(wěn)定劑之后加入填料。
[0071]可使用本領(lǐng)域中任一已知的熔融捏合方法。在某些【具體實施方式】中，使用捏合機、班伯里密煉機、單螺桿擠出機或多螺桿擠出機。生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的分散體的方法不是特別限定的。一種優(yōu)選的方法，例如，是包括根據(jù)美國專利N0.5，756，659和美國專利公開N0.20010011118熔融粘合上述組分的方法。
[0072]圖1圖解說明了可用于本發(fā)明【具體實施方式】中的擠出裝置。擠出機20，在特定的【具體實施方式】中為雙螺桿擠出機，連接于回壓調(diào)節(jié)閥、熔體泵或齒輪泵30?！揪唧w實施方式】也提供儲堿器40和初始儲水器50，兩者都包括泵(未顯示)。從儲堿器40和初始儲水器50分別提供所需量的堿和初始水?？墒褂萌我贿m合的泵，但在某些【具體實施方式】中，使用在240巴提供大約150立方厘米/分鐘的流量的泵以將堿和初始水供至擠出機20。在其它的【具體實施方式】中，液體注射泵在200巴下提供300立方厘米/分鐘或在133巴下提供600立方厘米/分鐘的流量。在某些【具體實施方式】中，在預(yù)熱器中預(yù)熱堿和初始水。
[0073]有利地，通過在特定【具體實施方式】中使用擠出器，可在單步過程中摻合原料聚合物和穩(wěn)定劑以形成分散體。同樣有利地，通過使用一種或多種上面所列的穩(wěn)定劑，分散體關(guān)于填料和其它添加劑是穩(wěn)定的。之前的涉及聚烯烴原料聚合物的配方關(guān)于填料是不穩(wěn)定的。
[0074]有利地，根據(jù)本文公開的【具體實施方式】形成的聚烯烴分散體可涂布于地毯試樣并獲得良好的簇絨鎖緊、可粘合至主和第二襯底并保持柔性的層壓材料。在特定的【具體實施方式】中，發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)本文公開的復(fù)合物具有良好的對極性基質(zhì)(例如用于正面纖維的聚酰胺)的粘合力。
[0075]在特定的【具體實施方式】中，使用那些本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任一涂布方法將聚烯烴分散體涂布于地毯。例如，在一個【具體實施方式】中，在制備根據(jù)本發(fā)明的聚合物襯底地毯中，聚烯烴分散體作為優(yōu)選均勻厚度的層涂布于適當制備的地毯基質(zhì)的非絨頭面上。聚烯烴預(yù)涂層、層壓材料涂層和泡沫涂層可通過那些在制備這些襯底的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員已知的方法制備° 在卩.L Fitzgerald,“Integral Dispersion Foam Carpet Cushioning，，，J.Coat.Fab.1977, Vol.7 (pp.107-120)和 R.P.Brentin, “Dispersion Coating Systemsfor Carpet Backing”，J.Coat.Fab.1982, Vol.12 (pp.82-91)中描述了由分散體制備預(yù)涂層、層壓材料涂層和泡沫涂層。
[0076]在制備泡沫時，通常優(yōu)選對分散體發(fā)泡。本發(fā)明的實踐中優(yōu)選使用氣體作為起沫劑。適合的起沫劑的示例包括:氣體和/或氣體的混合物，例如，空氣，二氧化碳，氮氣，氬氣、氦氣及類似的氣體。特別優(yōu)選使用空氣作為起沫劑。起沫劑通常通過將氣體機械進氣加入液體加入，以形成泡沫。此技術(shù)已知為機械發(fā)泡。在制備泡沫聚烯烴襯底中，優(yōu)選混合所有組分并隨后使用例如0AKES、M0ND0或FIRESTONE發(fā)泡機的設(shè)備將空氣或氣體摻合入混合物。[0077]適用于制備穩(wěn)定泡沫的表面活性劑，本文稱為泡沫穩(wěn)定劑。泡沫穩(wěn)定劑實用于本發(fā)明的實踐中。那些該領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到可使用多種泡沫穩(wěn)定劑。泡沫穩(wěn)定劑可包括例如硫酸鹽、琥珀酰胺酸鹽和磺基琥珀酰胺酸鹽。
[0078]在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，示于圖2中的流程圖形式中，形成了聚烯烴分散體(ST200)。接著，對分散體進行發(fā)泡(ST210)，其可例如通過與空氣機械混合完成。隨后將泡沫分散體涂抹至地毯上(ST220)。在選定的【具體實施方式】中，聚烯烴分散體在大約65°C至大約125°C進行涂布。在優(yōu)選的【具體實施方式】中，聚烯烴分散體在大約85°C至大約95 °C進行涂布。
[0079]涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體可經(jīng)任一常規(guī)干燥方法進行干燥。該常規(guī)干燥方法包括但不限于空氣干燥、常規(guī)烘箱干燥、熱空氣干燥、微波烘箱干燥和/或紅外烘箱干燥。涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體可在任一溫度下干燥；例如，其可在等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度下進行干燥；或在可選項中，其可在小于原料聚合物的熔點的范圍內(nèi)的溫度下進行干燥。涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體可在大約60° F(15.5°C)至大約700° F (371°C)的范圍內(nèi)的溫度下進行干燥。本文包括并公開了從大約60° F (15.5°C)至大約700° F (371°C )的所有單獨數(shù)值和子域；例如，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體可在大約60° F (15.5°C)至大約500° F (260°C )的范圍內(nèi)的溫度下進行干燥，或在可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體可在大約60° F (15.5°C)至大約450° F (232.2°C)的范圍內(nèi)的溫度下進行干燥。涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于大約40分鐘的時段。本文包括并公開了從少于大約40分鐘的所有單獨數(shù)值和子域；例如，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于大約20分鐘的時段，或在可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于大約10分鐘的時段，或在另一種可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度大約0.5至600秒的范圍內(nèi)的時段。在另一種可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至小于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于40分鐘的時段。本文包括并公開了從少于大約40分鐘的所有單獨數(shù)值和子域；例如，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫`度可升高至小于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于大約20分鐘的時段，或在可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至小于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度少于大約10分鐘的時段，或在另一種可選項中，涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體的溫度可升高至小于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度大約0.5至600秒的范圍內(nèi)的時段。
[0080]在等于或大于原料聚合物的熔點溫度的范圍內(nèi)的溫度下干燥涂布于例如地毯的基質(zhì)上的分散體是重要的，因為其促進了具有連續(xù)的原料聚合物相和分散于其中的不連續(xù)的穩(wěn)定劑相的膜的形成，連續(xù)的原料聚合物相從而改進了耐油性和耐脂膏性并提供對水分和蒸汽透過的阻隔層。
[0081]實施例
[0082]使用稱作TCR002的聚烯烴分散體，將預(yù)涂層涂布于簇絨地毯額試樣上。聚烯烴分散體包括由 AFFINITYTM8200/PRIMAC0R?5980i (二者都可從 Dow Chemical Company(Midland，MI)購得)以70%對30%摻合(以重量計)形成的原料聚合物/穩(wěn)定劑混合物。簇絨地毯具有聚丙烯絨頭和聚丙烯襯底。熱塑性聚合物AFFINITY?8200如所交付的，由柔軟的、柔韌的珠粒組成。PRIMAC0R?5980i如所交付的，由堅硬的、球形珠粒組成。
[0083]制備25重量％的KOH儲備溶液以中和表面活性劑。此溶液的最終密度在20°C下為1.25g/ml。下面的表1中顯示了該制備:
[0084]表1:制備25重量％的KOH儲備溶液
[0085]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合物，包括: 水分散體，分散體包含: A)至少一種選自乙烯基共聚物和丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑；和 C)水； 其中分散體包含45至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量；和至少200至400重量份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料；其中水分散體具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中50至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中穩(wěn)定劑包括至少一種中和過的極性聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合物，其中極性聚合物包括至少一種選自具有如共聚單體的極性基團的聚烯烴和具有如接枝單體的極性基團的聚烯烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的復(fù)合物，其中復(fù)合物具有從大約6至大約14的pH。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，進一步包括選自潤濕劑、表面活性劑、抗靜電劑、中和劑、起沫劑、增稠劑、流變改性劑、殺蟲劑和殺菌劑的至少一種。
7.—種將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法,包括: 形成復(fù)合物，該復(fù)合物包括 水分散體，該水分散體包含: A)至少一種選自乙烯基共聚物和丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑；和 C)水； 其中分散體包含45至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量；和至少200至400重量份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料；其中水分散體具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度； 用氣體發(fā)泡復(fù)合物；和 將泡沫復(fù)合物涂布于基質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，其中基質(zhì)包括地毯。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，進一步包括通過將基質(zhì)暴露于高溫下去除至少一部分水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，其中溫度為65-125°C。
11.一種將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，包括: 形成復(fù)合物，該復(fù)合物包括 水分散體，該水分散體包含: A)至少一種選自乙烯基共聚物和丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑；和 C)水； 其中分散體包含45至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量；和至少200至400重量份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料；其中水分散體 具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度；將復(fù)合物涂布于基質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，其中基質(zhì)包括織造的或非織造的織物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，進一步包括通過將基質(zhì)暴露于高溫下去除至少一部分水。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的將復(fù)合物涂布于基質(zhì)的方法，其中溫度為65-125°C。
15.—種形成組合物的方法，包括: 在水和中和劑的存在下，熔融捏合如下組分以形成水分散體: A)至少一種選自乙烯基共聚物和丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑； 其中水分散體包含45至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量；和其中水分散體具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度；然后加入至少200至400重量份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料。
16.一種地毯構(gòu)造的方法，包括: 將復(fù)合物作為粘合 層涂布于地毯上，該復(fù)合物包括水分散體，該水分散體包含: A)至少一種選自乙烯基共聚物和丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑；和 C)水； 其中分散體包含45至80%的至少一種原料聚合物和至少一種聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合重量；和至少200至400重量份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料；其中水分散體具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地毯構(gòu)造的方法，其中地毯包括織造地毯。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地毯構(gòu)造的方法，其中地毯包括針刺地毯。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地毯構(gòu)造的方法，其中地毯包括簇絨地毯。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的地毯構(gòu)造的方法，其中地毯包括人造草皮。
21.一種包括第一基質(zhì)和第二基質(zhì)的制品，其中第一基質(zhì)和第二基質(zhì)通過權(quán)利要求1的復(fù)合物粘合在一起。
22.—種包括沉附在織物上的權(quán)利要求1的復(fù)合物的制品。
23.—種地毯，包括: 基質(zhì)；和 膜，該膜包含: 連續(xù)的原料聚合物相，其中所述原料聚合物選自乙烯基熱塑性聚合物、丙烯基熱塑性聚合物及其混合物；和 分散于所述連續(xù)原料聚合物相中的不連續(xù)穩(wěn)定劑相。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的地毯，其中所述膜源自水分散體,該水分散體包含: A)至少一種選自所述乙烯基共聚物和所述丙烯基共聚物的原料聚合物；和 B)至少一種聚合穩(wěn)定劑； C)至少一種填料；和D)水。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中聚合穩(wěn)定劑與至少一種所述原料聚合物不同，且與至少一種原料聚合物和至少一種填料相容，且其中分散體具有在大于O至大約600份每百份的至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量的填料。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中至少一種原料聚合物構(gòu)成水分散體體積的大約35% 至 55%。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中穩(wěn)定劑包括至少一種中和過的極性聚合物。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的地毯，其中極性聚合物包括至少一種選自具有如共聚單體的極性基團的聚烯烴和具有如接枝單體的極性基團的聚烯烴。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的地毯，其中至少一種原料聚合物和聚合穩(wěn)定劑的結(jié)合量構(gòu)成水分散體的大約I至大約74體積％。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中水分散體具有從大約6至大約14的pH。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中水分散體具有從大約0.3至大約3.0微米的平均粒度。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的地毯，其中所述水分散體進一步包括至少一種潤濕劑、表面活性劑、抗靜電劑、中和劑、 起沫劑、增稠劑、流變改性劑、殺蟲劑或殺菌劑。
【文檔編號】C09D123/08GK103589046SQ201310516600
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2005年12月15日
【發(fā)明者】R·韋威爾斯, J·G·肯尼迪, A·M·布羅斯基, B·M·蒙克拉, W·梁 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責任公司