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无纺织物粘合剂中引入自交联聚合物用于改进预润湿巾的湿强度

摘要

本发明涉及一种用于改进预润湿巾湿强度的含水聚合物粘合剂组合物。该粘合剂组合物含有两种组分的共混物或者混合物。一种组分是水分散聚合物,它能够将构成非织造网状物的纤维粘合到一起。另一种组分是主要含有自交联单体的聚合物的水溶液或分散体。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-01-17

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B32B9/00 授权公告日:20060510 终止日期:20190129 申请日:20040129

    专利权的终止

  • 2009-01-28

    专利申请权、专利权的转移(专利权的转移) 变更前: 变更后: 登记生效日:20081219 申请日:20040129

    专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)

  • 2009-01-28

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 变更前: 变更后: 申请日:20040129

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2006-05-10

    授权

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  • 2004-10-20

    实质审查的生效

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  • 2004-08-11

    公开

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说明书

                      技术领域

本发明涉及一种包含自交联聚合物的无纺织物的聚合物粘合剂,以及使用该粘合剂以改进预润湿巾的湿强度。

                      背景技术

预润湿清洁巾已为人们所熟知,并称为湿巾、小毛巾等。它们包括用洗剂(例如:含水洗剂)来预润湿的基材(例如:非织造网状物)。提供的预润湿巾通常为折叠的、堆叠的、薄片或者是指一次使用一张的带小孔的卷。用于提供预润湿巾片的容器有两种类型——手取容器或桶和弹出容器。在手取容器中,从容器抽出巾的末尾边缘与下一张巾的前端边缘相交。这样便于从桶里取下接下来的巾。然而在弹出容器中,巾仍然是成卷的形式。该卷的末端被固定,且卷上打有小孔便于将巾撕下。当将该卷从容器内的缝隙或者开口中拉出时,可以将巾片从穿孔处撕掉,并将缝隙中伸出来的下一片纸中的一小块留下。为了用于弹出容器,湿巾的湿强度必须能够保持巾的完整性,也就是说,当将其从容器中取下时,巾不能被拉开或者撕裂。

以前,为了改进巾的性能,在分散体中增加了自交联单体的含量。然而,通常湿强度的大小低于现在所需要的水平,并且增加自交联单体的含量并不能提高其性能。相反,它只是增加了分散体的粘度,对于在网状物上施涂粘合剂(例如:喷涂)的标准方法来说过于粘稠。直到最近,由传统粘合剂获得的性能值适用于大多数需要,如市场上占优势的桶装巾。然而,已经引入了用清洁洗剂或抛光洗剂预润湿的新巾种,并且用于,例如擦亮家具或汽车。许多用于清洁坚硬表面。洗剂对皮肤和网状物是苛性的;因此为了保护消费者,巾已是从罐中分取出而不是从桶中。罐的顶部有一个小缝隙,必须通过该缝隙才能将预润湿巾抽出。因此,为了经得住额外的拉力,该网状物必须具有比过去更高的湿强度,并且必须对苛性洗剂也是稳定的。对于这些应用,当今采用的新巾使用了纺粘或者熔喷法纤维代替空气铺网法网状物。纺粘或者熔喷法网状物比空气铺网法网状物要贵、不能生物降解、吸收性能差。这些缺点是开发具有必须强度的空气铺网法网状物的驱动力。

由于欧洲关于使用基于烷基酚乙氧基化物(APE)产品的规定,在制备用于湿巾的非织造网状物时,还需要使用没有APE聚合物的乳液粘合剂。

已知用于无纺织物的聚合物乳液粘合剂的例子描述如下:

US5,180,772(Mao等,1993)公开了存贮寿命长的醋酸乙烯/乙烯共聚物乳液,并且用作无纺织物的粘合剂。在非织造基材上沉积乳液形成的非织造产品,对有机溶剂的耐受力有所提高。

US5,540,987(Mudge等,1996)公开了一种用于改进无纺织物拉伸性能的低甲醛乳液粘合剂。

                     发明内容

本发明涉及一种用于改进预润湿巾湿强度的含水聚合物粘合剂组合物。该粘合剂组合物包括两种组分的共混物或者混合物。一种组分是水分散聚合物,它能够将组成非织造网状物的纤维粘合到一起。另一种组分是主要含有自交联单体聚合物的含水溶液或者分散体。主要的自交联单体是指50-100wt%的自交联单体,以聚合物总重量为基准。本发明的粘合剂组合物可以没有APE。

本发明的一个实施方案是聚合物粘合剂组合物,它包括90-99wt%(优选95-97wt%)的水分散性聚合物,1-10wt%(优选3-5wt%)主要含有自交联单体的聚合物,以固体物总重量为基准。

另一个实施方案是一种聚合粘合剂组合物,其中包含水分散性聚合物和主要含有自交联单体的聚合物,其中水分散性聚合物含有醋酸乙烯、一种或多种其它烯属不饱和单体、交联单体和功能性单体。

另一个实施方案是包括与聚合物粘合剂组合物粘结在一起的气流式非织造纤维网状物的预润湿巾,该聚合物粘合剂组合物含有水分散性聚合物和主要含有自交联单体的聚合物。

本发明提供了具有下列优点的预润湿巾:

●具有足够的湿拉伸强度使其能够用于弹出罐;和

●能够没有烷基酚乙氧基化物。

                      具体实施方式

有两种方法可用于形成本发明的粘合剂组合物。第一种方法是共混法,需将水分散性聚合物粘合剂与含有自交联单体聚合物的水溶液或者分散体进行简单共混。第二种方法是多级聚合反应法,它包括在相同的一列反应器中,在形成水分散性聚合粘合剂之后,在原地形成含有自交联单体的聚合物。

水分散性聚合物粘合剂通常是一种聚合物乳液。用于制备本发明聚合物粘合剂的烯属不饱和单体包括但不局限于,乙烯基酯,例如醋酸乙烯酯;乙烯;苯乙烯;丁二烯;丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-8烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯;二丙烯酸酯;不饱和羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸和马来酸;丙烯腈;C2-10醇的乙烯基酯。

水分散性聚合物典型地包括50-95wt%(优选65-85wt%)的乙烯基酯,例如醋酸乙烯酯,5-30wt%(优选7-20wt%)的一种或多种其它烯属不饱和单体,0-8wt%(优选1-5wt%)的交联单体,和0-12wt%(优选2-10wt%)的功能性单体,以单体的总重量为基准。交联单体的例子为N-(C1-4)烷羟基(甲基)丙烯酰胺,例如:N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),异丁氧基甲基丙烯酰胺、丙烯酰氨基乙醇酸、丙烯酰氨基丁醛和丙烯酰氨基丁醛的二烷基乙缩醛,其中烷基可以具有1-4个碳原子。任何一种交联单体可以单独使用或者一起使用或者与丙烯酰胺结合使用。

水分散性聚合粘合剂的例子是下列物质的水乳液:醋酸乙烯酯/乙烯/NMA聚合物;醋酸乙烯酯/乙烯/NMA/丙烯酰胺聚合物;醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/NMA聚合物;醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯/NMA/丙烯酰胺聚合物;醋酸乙烯酯/柯赫酸乙烯酯(vinyl versatate)/NMA聚合物;醋酸乙烯酯/柯赫酸乙烯酯/NMA/丙烯酰胺聚合物;醋酸乙烯酯/乙烯/柯赫酸乙烯酯/NMA共聚物;醋酸乙烯酯/乙烯/柯赫酸乙烯酯/NMA/丙烯酰胺聚合物等。柯赫酸乙烯酯是一种有支链的烷烃羧酸(C9-C19的三烷基乙酸)的乙烯基酯。Veova 10是可商购柯赫酸乙烯酯的例子。商购于AirProducts Polymers,L.P.的AIRFLEX 192 VAE聚合物乳液,是适用于本发明的一个适当商购粘合剂的例子。

功能性单体的例子包括但不局限于,甲基丙烯酸乙酰乙酰乙氧基酯(AAEM)、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯和(甲基)丙烯酸羟丁基酯。

乳液聚合可以分段或者连续的方式进行,并且可以通过热引发剂或者氧化还原体系引发。热引发剂通常在温度为大约70℃或更高下使用,优选氧化还原体系通常在低于大约70℃下使用。用于该方法的热引发剂的量是0.1-3wt%,优选大于约0.5wt%,以单体总量为基准。在乳液聚合物领域中,热引发剂是人们所熟知的,并包括例如:过硫酸铵、过硫酸钠等。氧化还原体系中氧化剂和还原剂的量为大约0.1-3wt%。可以使用本领域已知的任一适合的氧化还原体系;例如,还原剂可以是酸性亚硫酸盐、次硫酸盐、抗坏血酸、异抗坏血酸等。氧化剂的例子是过氧化氢、有机过氧化物,例如:叔丁基过氧化物或叔丁基过氧化氢(t-BHP)、过硫酸盐等等。

乳液聚合反应温度的有效温度范围为大约30℃-大约100℃,优选55-90℃,取决于该引发剂是热引发还是氧化还原体系。

可以引入主要由交联单体组成的聚合物的交联单体包括但是不局限于,NMA;丙烯酰胺;异丁基甲基丙烯酰胺;正丁基甲基丙烯酰胺;丙烯酰氨基乙醇酸;和丙烯酰氨基丁醛二烷基乙缩醛。下面是由自交联单体组成聚合物的代表性例子:NMA的均聚物,NMA和丙烯酰胺的共聚物,NMA聚合物、丙烯酰胺和一种或者多种下列单体的聚合物:醋酸乙烯酯,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯或柯赫酸乙烯酯。在美国,已知可商购的NMA-LF(低甲醛NMA),如MAMD(商购于Cytec)或NMA2820(商购于Flocryl)。MAMD是NMA:丙烯酰胺的摩尔比为1∶1。交联单体包括50-100wt%的聚合物,以单体的总重量为基准。

主要含有自交联单体的聚合物还可以包括其它的官能性单体,例如丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯和双丙酮丙烯酰胺。这些聚合物还可以包含其它的组分;例如电荷转移剂,如1-丁醛、3-巯基丙酸和亚硫酸氢钠,和助溶剂,例如异丙醇。

主要含有自交联单体的聚合物,它的分子量在2000道尔顿-1,500,000道尔顿之间,优选10,000-200,000道尔顿之间。分子量大于750,000道尔顿的聚合物在加入到水分散体中之后就很快的成为凝胶状。类似地,分子量在500,000道尔顿-750,000道尔顿之间的聚合物在与水分散体结合后可以分离。

用于制备主要含有自交联单体的聚合物方法的例子描述如下:

热引发的例子:通过抽真空和氮气吹扫除去两升常压罐式反应器中的氧,该罐式反应器配备有机械搅拌器、氮气入口和用于测量反应温度的传感器。在氮气保护下,将750ml的水、(5g,18.5mmol)的过硫酸钾和10g作为缓冲剂的碳酸氢钠加入反应器。加热到75℃之后,将3%的过硫酸钾溶液(165g,18.3mmol)和44.8%的含水NMA溶液(700g,3.68mmol)慢速加入反应器中,慢速加料时间分别为3.5小时和2.5小时。在慢速加料期间,搅拌反应混合物,并且通过添加碳酸氢钠使pH值保持在7-8的范围内。过硫酸盐的慢速加料完成后,将反应混合物冷却到室温。溶液固含量为20%,收率几乎为100%(剩余单体=160ppm)。尺寸排阻色谱法(SEC)分析显示,重均分子量(Mw)为240,700,数均分子量(Mn)为58,600和多分散性(PD)为4.11。

氧化还原引发的例子:通过抽真空和氮气吹扫除去两升常压罐式反应器中的氧,该罐式反应器配备有机械搅拌器、氮气入口和用于测量反应温度的传感器。在氮气保护下,往反应器中加入480ml水、铁(II)的硫酸铵六水合物(10mg,0.03mmol)和乙二胺四乙酸的四钠盐(10mg,0.03mmol)。加热到75℃后,将3%的t-BHP溶液(112g,37mmol)、3%的抗坏血酸溶液(110g,19mmol)和35%的含水NMA溶液(910g,3.74mol)慢速加入反应器。过氧化物和抗坏血酸溶液的慢速加料时间为3.5小时,NMA溶液为3小时。在慢速加料期间,反应混合物保持搅拌,并且通过添加氨使pH值保持在6-8的范围内。引发剂的慢速加料完成后,将反应混合物冷却到室温。溶液固体物含量为20%,收率几乎为100%(剩余单体=60ppm)。SEC分析显示,Mw为95200,Mn为34900,PD为2.73。

下列条件与形成主要含有自交联单体的聚合物有关:

●可以改变反应温度,但是不应该超过75℃。

●引发剂可以是:t-BHP、钾、钠或铵的过硫酸盐。它的浓度在预先混合(仅对热过程而言)中介于0.5-4%(w/w)之间,在慢速加料中介于3-10%(w/w)之间。

●单体的加入时间优选至少为2.5小时。

●引发剂慢速加料时间优选至少比单体慢速加料时间长1个小时(热过程)或长30分钟(氧化还原法)。

●NMA可以是纯NMA,或者是NMA与丙烯酰胺以不同比例混合的混合物。

●如果其它的共聚单体存在于单体慢速加料中,如丙烯酸、马来酸、丙烯酸2-羟乙基酯、丙烯酸2-羟丙基酯或者存在于单独的慢速加料中,如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯,也进行相同的步骤。

●通过改变引发剂与单体的摩尔比,控制聚合物的分子量。

然后将两种聚合物组分一起共混,并配入润湿剂(Aerosol OT-75)和催化剂(氯化铵),并在空气铺网法之后施涂到网状物上。

第二种方法中,分级聚合反应的方法,在水分散性聚合物形成后,可以在相同的反应器系列中聚合主要含有自交联单体的聚合物。通常,第二种方法的例子如下:首先在反应器中制备水分散性聚合物,例如醋酸乙烯酯/乙烯聚合物乳液。当游离单体的量下降到每批小于1.5%的标准量时,将额外的自交联单体加入到该批料中,并冷却反应器。当该批料冷却到可接受的水平时,将其转移到第二个容器中,并气提出剩余的乙烯。然后将制备水分散性聚合物期间使用的相同的氧化还原对,以相同的速度在30分钟内泵入容器。将该批料再搅拌30分钟,然后冷却反应,并用消泡剂处理。第二阶段聚合反应的最适合温度小于50℃。

制备水分散性聚合物的典型步骤如下:各种醋酸乙烯酯/乙烯/N-羟甲基丙烯酰胺(VAE/NMA)组合的聚合反应在有夹套的一加仑的带搅拌的、不锈钢反应器中进行。最初在反应容器中加入900.0g去离子水、75.0g Aerosol A-102、15.0g Rhodapex DS-10、15.0g 25%的含水乙烯磺酸钠、1.0g柠檬酸钠、3.5g 50%的含水柠檬酸、2.3g 5%的含水硫酸铁铵和1658.0g醋酸乙烯酯。在搅拌下,将320.0g乙烯引入反应容器的液面之下。将反应容器加热到32℃。当平衡时,在反应过程中(以慢速加料为基础)将下列三种水溶液间歇地加入到反应容器中:5%异抗坏血酸钠、2.0% t-BHP和340.0g 30%的NMA水溶液。反应器温度在60分钟内线性升高到55℃。四小时后完成MAMD的慢速加料,另外两个慢速加料再继续进行30分钟。制备水分散性聚合物之后,可以将其与主要含有自交联单体的聚合物共混,或者主要含有自交联单体的聚合物可以当作水分散性聚合物在相同的一列反应器中制备。

如果采用共混的方法,通过冷却使反应终止,并且将批料转移到汽提釜中。当乙烯已气提掉后,30分钟内加入10.0g15%的甲醛合次硫酸钠和40.0g 3.0%的t-BHP溶液。氧化还原体系的慢速加入完成后,再将该批料搅拌30分钟,因此物料被冷却,再用1.0gFoamaster VF进行处理。然后将主要含有自交联单体的聚合物与水分散性聚合物以1%-10%的比例共混,以总固体物含量为基准。

如果选择第二种分级聚合反应,10分钟内加入170.0g 30%的MAMD溶液。将批料转移到汽提釜中。当已将乙烯汽提掉后,30分钟内加入10.0g5%的异抗坏血酸钠和40.0g 2.0%的t-BHP溶液。该步骤可以在经济上合算的尽可能低的温度下进行。该温度应在55℃-20℃之间。氧化还原体系的慢速加料完成后,再将该批料搅拌30分钟,因此物料被冷却,再用1.0gFoamaster VF进行处理。

不管制备水分散性聚合物和主要含有自交联单体的聚合物的共混物采用什么方法,共混物中交联单体的总量都是1-11wt%,优选5-9wt%,以总固体物为基准。

通常,湿巾主要包括纤维素木质纸浆纤维,其中一般都加入一定量的纺织纤维以提高湿强度和干燥强度。木质纸浆纤维还可以与合成纤维共混。优选的纺织纤维包括人造纤维、棉花、羊毛、醋酸酯或者tencel纤维。合成纤维的例子是聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(例如聚丙烯)、聚酰胺(例如尼龙)和玻璃纤维。典型地,非织造基材包括大约75-90wt%的木质纸浆纤维和大约5-25wt%的纺织或合成纤维。

可以通过干法(空气铺网法、粗梳法、rando法)或者湿纺法加工木质纸浆(单独或者与天然或合成纤维共混)。与湿纺无纺织物的制成品相比,由于纤维的氢键合最小,所以优选空气铺网法生产的非织造网状物。

本发明粘合剂组合物施涂到纤维起始网状物上的量至少要足以将纤维粘结到一起形成自持网状物,可以在大约3wt%-大约100wt%起始网状物的范围内;通常是10wt%-30wt%,以干物质为基准计算。通常,通过本领域公知的技术,通过喷涂将粘合剂组合物施涂到网状物上。然而也可以使用本领域已知的其它涂布方法。

使用本发明的粘合剂组合物达到最佳交联的典型条件是,在150-200°F(66-93℃)温度下,对浸渍的纤维网状物干燥4-6分钟,接着在300-310°F(149℃-154℃)温度下固化3-5分钟或者更长时间。然而,也可以使用其它的时间-温度关系,这是本领域所公知的。

本发明将由下面的实施例进一步说明,其仅旨在用于对本发明进行举例说明。

                    实施例1

          制备AAEM改性的VAE/MAMD聚合物

将下述物质加入一加仑的钢制反应釜中:745.0g去离子水、69.4g30%的laureth磺基琥珀酸二钠水溶液(Aerosol A-102)、13.9g十二烷基苯磺酸钠(Rhodapex DS-10)、13.9g 30%的乙烯磺酸钠水溶液、2.1g 5%的硫酸亚铁铵水溶液、8.1g 50%的柠檬酸水溶液、0.7g柠檬酸钠和1442.0g醋酸乙烯酯。将反应器加热到32℃,加入295g乙烯,再加入7.3g5%的异抗坏血酸钠水溶液。以0.5ml/min的速度加入2.6%的t-BHP水溶液,以0.70.5ml/min的速度加入5%的异抗坏血酸钠水溶液。当开始引发时,将245.95g 31.74%的MAMD水溶液以1.7ml/min的速度在5分钟内加完。然后经过78分钟温度升高到80℃,MAMD以3.7ml/min的速度在50分钟内慢速加入。然后将MAMD慢速加入,速率减慢到1.4ml/min直到加完。在反应45分钟时,以3.4ml/min的速度在60分内,慢速加入204g50∶50的AAEM∶醋酸乙烯酯。当完成单体慢速加料时,冷却该批料,得到固体物为54.3%、粘度为460cps、Tg为7.9℃的胶乳。醋酸乙烯酯=75.47%,乙烯=14.61%,AAEM=5.05%和MAMD=3.87%。

                      对比例1

              制备VAE/MAMD/NMA聚合物

将下述物质加入到一加仑的钢制反应釜中:820.0g去离子水、75.0g 30%的laureth磺基琥珀酸二钠水溶液(Aerosol A-102)、15.0g十二烷基苯磺酸钠(Rhodapex DS-10)、15.0g 30%的乙烯磺酸钠水溶液、2.3g 5%的硫酸亚铁铵水溶液、6.67g 50%的柠檬酸水溶液、1.0g柠檬酸钠、100.0g20%的NMA聚合物(10,000道尔顿)水溶液和1658.0g醋酸乙烯酯。将反应器加热到32℃,加入320g乙烯,再加入7.3g5%的异抗坏血酸钠水溶液。以0.5ml/min的速度加入2.6%的t-BHP水溶液,以0.70ml/min的速度加入5%的异抗坏血酸钠水溶液。当开始引发时,将340.0g 30.0%的MAMD水溶液以1.4ml/min的速度在240分钟内加完。然后经过60分钟温度上升到55℃。当完成单体的慢速加料时,另外两个氧化还原对的慢速加料再继续进行30分钟。然后冷却该批料,得到固体物为54.3%、粘度为110cps、Tg为9.6℃的胶乳。醋酸乙烯酯=78.95%,乙烯=15.23%,MAMD=4.86%和NMA=1%。

                      对比例2

              制备VAE/MAMD乳液聚合物

将下述物质加入到一加仑的钢制反应釜中:837.6g去离子水、78.1g 90%的十三醇乙氧基化物(18摩尔EO)(Polystep TD-189)水溶液、2.2g 5%的硫酸亚铁铵水溶液、0.6g 50%的柠檬酸水溶液、0.8g柠檬酸钠和1492.0g醋酸乙烯酯。将反应器加热到32℃,加入295g乙烯,再加入7.5g 5%乙醛酸次硫酸二钠(Bruggelite FF-6)。以0.5ml/min的速度加入2.6%的t-BHP水溶液,以0.70ml/min的速度加入5%的异抗坏血酸钠水溶液。当开始引发时,将243.4g 49.78%的MAMD水溶液以1.7ml/min的速度在3.9分钟内加完。然后经过20分钟温度升高到80℃,MAMD以3.9ml/min的速度经过50分钟慢速加入。然后将MAMD慢速加入,速率减慢到1.4ml/min直到加完。当完成单体慢速加料时,核查批料中剩余的醋酸乙烯酯。如果含量低于1.5%,就对该批料进行冷却,得到固体物为52.1%、粘度为110cps、Tg为2.3℃的胶乳。醋酸乙烯酯=78.19%,乙烯=15.46%,MAMD=6.35%。

                      对比例3

             制备VAE/NMA/AA聚合物乳液

将1000.0g去离子水、3.0g磷酸二钠、4.0g 1%的硫酸亚铁铵水溶液和2.0g70%的t-BHP水溶液加入到一加仑的钢制反应器中。将反应器加热到70℃,在5分钟内慢速加入45g醋酸乙烯酯/丙烯酸/t-BHP(70%)1958.0g/22.2g/15.4g和15.0g48%的NMA水溶液。制备还原剂的慢速加料(402.6g去离子水、40.2g偏亚硫酸氢钠和30.2g磷酸二钠),并以0.3g/min的速度慢速加入。当开始引发时,在3小时内将剩余的醋酸乙烯酯/丙烯酸/t-BHP以恒定的速度慢速加入。同时在3小时内以恒定的速度加入445.0g48%的NMA。同时在15分钟内将320g乙烯加入反应器。在慢速加料的第一个60分钟时,调节还原剂的慢速加料以保持4.5-5.5%的游离单体。经过这个时间周期后,调节速度以保持游离单体的含量在1-3%之间。在3小时标记处,如果游离单体低于1.5%,那么冷却该反应,并将其转移到脱气器,同时加入1.5g消泡剂。反应产生了固体物为52.5%、粘度为360cps和Tg为5.6℃的分散体。醋酸乙烯酯=77.9%,乙烯=12.7%;NMA=8.5%和丙烯酸=0.8%。

下面的例子显示出当使用NMA聚合物或MAMD聚合物与VAE聚合物粘合剂或AAEM改性的VAE聚合物粘合剂的混合物时,对于干拉伸强度和湿拉伸强度的影响。

下面的步骤用于确定拉伸强度。将粘合剂组合物稀释成10%固体,并均匀喷涂到空气铺网法网状物上,该网状物为以85∶15的纤维素和低熔点双组分纤维(密度为75g/m2)共混物。粘合剂的目标加入量是20wt%±2wt%。对喷涂的网状物进行干燥,并在Mathis LTE中通过空气烘炉在320°F(160℃)下固化3分钟。

与工业标准相类似的测试法用于测量拉伸强度,例如:ASTM-D-1117(纸和纸板强度的机械拉伸强度测试)、TAPPIT-494(干拉伸强度)、TAPPI T-456(使用Finch Cup装置测定湿拉伸强度)。

测定湿拉伸强度的特殊步骤如下:将完成的(粘合的)干燥或者固化的空气铺网法网状物切成5cm宽的长条,并将该长条环绕在finch cup装置周围,该finch cup装置然后装满湿拉伸液体(或者是去离子水,或者是加入少量润湿剂的DI水,如0.5%(以固体物计)Aerosol OT,市场上可买到的硫代丁二酸二辛钠表面活化剂)。然后接着进行TAPPIT-456步骤。

用英斯特朗1122型机械拉力试验仪来测量干和湿拉伸强度。拉伸强度以克/5厘米报告。

                   实施例2

  NMA聚合物和MAMD聚合物往实施例1聚合物中的后加入

在将其施涂到空气铺网法网状物上之前,将重均分子量为10,000的NMA聚合物和MAMD聚合物与实施例1的聚合物以各种含量混合。表1和表2显示出粘合网状物干和湿拉伸强度的测试结果。

                     表1

    %NMA聚合物    干拉伸强度    湿拉伸强度    0    3175    1844    2.5    3690    2126    5    3119    2212    7.5    3191    2271    10    3095    2287

                       表2

    %MAMD聚合物    干拉伸强度    湿拉伸强度    0    3175    1844    2.5    3119    2036    5    3060    1973    7.5    3140    2118    10    3148    2113

表1和表2中的数据表明干拉伸强度保持不变,而使用了NMA聚合物或者MAMD聚合物与AAEM-改性VAE粘合剂的共混物当作粘合剂时显著改进了湿拉伸强度。只须使用2.5%这样少的NMA聚合物或MAMD聚合物就可显示出改进的效果。

                   实施例3

  MAMD聚合物往AIRFLEX 192 VAE粘合剂中的后加入

在将该共混物施涂到空气铺网法网状物上之前,MAMD聚合物与AIRFLEX 192 VAE粘合剂以各种含量进行共混。在两种不同温度下,30℃和55℃,制备MAMD聚合物。表3和表4显示出粘合网状物干和湿拉伸强度的测试结果。

                       表3

%MAMD聚合物(在30℃制备)    干拉伸强度    湿拉伸强度    0    2963    1723    1    3121    1756    2.5    3148    1813    4    3201    1844

                      表4

%MAMD聚合物(在55℃制备)    干拉伸强度    湿拉伸强度    0    2963    1723    1    3164    1671    2.5    3201    1705    4    3189    1709

表3的数据表明加入30℃下生产的MAMD聚合物改进了干拉伸强度和湿拉伸强度。表4的数据表明加入55℃下生产的MAMD聚合物改进了干拉伸强度,而湿拉伸强度保持不变。与55℃下制备的MAMD聚合物相比,30℃下制备的MAMD聚合物具有较高的分子量。

                      实施例4

        各种分子量的NMA聚合物和MAMD聚合物

      往AAEM改性的AIRFLEX 192 VAE中的后加入

将其施涂到空气铺网法网状物上之前,将多种重均分子量的NMA聚合物和MAMD聚合物与未改性的AIRFLEX 192 VAE和AAEM改性的AIRFLEX 192 VAE进行混合。表5和表6显示出粘合网状物干和湿拉伸强度的测试结果。AIRFLEX 192 VAE聚合物粘合剂具有下列性能:固体物=52%,pH=5.5,Tg=10℃,粘度=250-425cps。

                        表5

加入*NMA聚合物和MAMD聚合物    干拉伸强度    湿拉伸强度  0**    3002    1718  0    2848    1727  10K  NMA聚合物    3074    2100  2.7K NMA聚合物    2878    1957  10K  MAMD聚合物    2926    1968  15K  MAMD聚合物    2934    1969

*固体物含量占加入到用5%AAEM改性的AIRFLEX 192 VAE聚合物中固体物的5%。

**未改性的AIRFLEX 192 VAE

                        表6

*NMA聚合物和MAMD聚合物加入到未改性的AIRFLEX192 VAE聚合物中  干拉伸强度  湿拉伸强度0    2550    165079K   NMA聚合物    2579    1712112K  NMA聚合物    2577    1733149K  NMA聚合物    2649    1959374K  NMA聚合物    2622    182231K   NMA-LF聚合物    2619    182257K   NMA-LF聚合物    2514    176596K   NMA-LF聚合物    2052    1469515K  NMA-LF聚合物    2724    1967

*固体中2.5%固体

表5中的数据表明,当单独使用AIRFLEX 192 VAE和AAEM-改性的AIRFLEX 192 VAE聚合物作为粘合剂时,湿拉伸强度基本相同。加入不同分子量的NMA聚合物和MAMD聚合物时,干拉伸强度保持不变,而湿拉伸强度有所改进。表6中的数据表明加入515K(NMA-LF)聚合物时,干拉伸强度获得了最大的改进,加入149K NMA聚合物和515K(NMA-LF)聚合物时,湿拉伸强度获得了最大的改进。

                       实施例5

AIRFLEX 192 VAE粘合剂与对比例2和对比例3的聚合物对比。

下表显示与AIRFLEX 192 VAE粘合剂相比,由对比例2和对比例3所制备的各种聚合物的性能。

                        表7

    粘合剂    干拉伸强度    湿拉伸强度AIRFLEX 192 VAE    3141    1790对比例2,Tg=15    3228    1900对比例2,Tg=1    2822    1839

                         表8

    粘合剂    干拉伸强度  湿拉伸强度AIRFLEX 192 VAE    3260    1788对比例3    3263    1759对比例3+25%Veova 10    2949    1703对比例3+25%丙烯酸乙酯    2776    1349对比例3+25%丙烯酸丁酯    2686    1355

                     表9

    粘合剂    干拉伸强度    湿拉伸强度AIRFLEX 192 VAE    3184    1786对比例3    1989    923对比例3+乙烯*    2682    1242

*足够的乙烯以生产Tg为5℃的聚合物

                        表10

    粘合剂    干拉伸强度    湿拉伸强度只有对比例2的聚合物    3002    1718聚苯乙烯丙烯酸类共聚物与对比例2的聚合物的共混物    3298    1263

表7中的数据表明,与AIRFLEX 192 VAE的对照组相比,当使用对比例2,Tg为15℃的聚合物作为粘合剂时,干和湿拉伸强度都有所改进。

表8的数据表明,与AIRFLEX 192 VAE相比,使用对比例3的聚合物时,没有改进干和湿拉伸强度,并且将另一种共聚单体加入到对比例3的聚合物作为无纺织物粘合剂时,没有改进拉伸强度。

表9中的数据表明,用乙烯改性对比例3的聚合物没有改进与聚合物粘合的非织造网状物的干燥和湿强度。

表10中的数据表明,将聚苯乙烯丙烯酸类聚合物与对比例2的聚合物组合,没有改进与聚合物共混物粘合的非织造网状物的干燥和湿强度。

                      实施例6

在将共混物施涂到空气铺网法网状物上之前将分子量为10,000的各种含量NMA聚合物与未改性的AIRFLEX 192 VAE粘合剂和5%AAEM改性的AIRFLEX 192 VAE粘合剂共混。表11和表12显示出粘合网状物干和湿拉伸强度的测试结果。

                       表11

加入5%由AAEM改性的AIRFLEX 192 VAE  干拉伸强度  湿拉伸强度0    2691    18042.5% NMA聚合物    2778    19535% NMA聚合物    2949    20837.5% NMA聚合物    2842    2140

                       表12

加入AIRFLEX 192 VAE  干拉伸强度  湿拉伸强度0    3018    17371% NMA聚合物    3153    17432.5% NMA聚合物    3085    18044% NMA聚合物    3104    1869

表11和12中的数据表明,与使用未改性的AIRFLEX 192 VAE粘合剂相比,当使用改性的AIRFLEX 192 VAE粘合剂与NMA聚合物组合时,干和湿拉伸强度有了较大的改进。

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