一种聚合物水分散液的制作方法

本发明涉及粘结剂，特别涉及地毯粘结剂。

背景技术：

1、cn102869828b公开了一种用于地毯粘结的vae水分散液。其中保护胶体的用量低于1pphm，非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的用量之和在2-4pphm之间。该产品的耐水性不佳。

2、cn102333799b公开了一种vae水分散液，其适用于纸制品、塑料、纺织品和纤维材料的粘结用途；在实施例41中羟乙基纤维素hec用量为1.1pphm，非离子表面活性剂的用量为2.0pphm。

3、cn104411488b公开了一种用于纸张粘结的vae水分散液，在实施例6中聚乙烯醇用量为0.2pphm，阴离子表面活性剂的用量为0.5pphm，非离子表面活性剂用量为3pphm。

技术实现思路

1、本发明期望获得一种水分散液，其具有耐水性优良，稳定性好，施工性能好的优点。这种水分散液特别适用于地毯粘结剂技术领域。

2、如本文中所使用的术语“pphm”是指占每百份主要单体的份数，即占每百份乙酸乙烯酯和乙烯的份数。

3、一种聚合物水分散液，其中含有

4、组分(a)一种或多种乙烯-乙烯基酯共聚物，

5、组分(b)一种或多种保护胶体，

6、可选的组分(c1)一种或多种非离子表面活性剂，和

7、可选的组分(c2)一种或多种离子型表面活性剂，

8、其中组分(b)保护胶体与可选的组分(c1)非离子表面活性剂和/或可选的组分(c2)离子型表面活性剂的用量之和小于等于3.4pphm，例如1.8pphm,2.2pphm，2.4pphm，2.6pphm，2.8pphm，3pphm，3.2pphm，优选在1-3.4pphm之间，更优选在2-3.1pphm之间；

9、在组分(c1)非离子表面活性剂与组分(c2)离子型表面活性剂这两类中，至少存在一类表面活性剂，

10、其中组分(b)保护胶体与可选的组分(c1)非离子表面活性剂和/或可选的组分(c2)离子型表面活性剂的用量重量比值在0.8-4之间，优选1.01-2之间，更优选在1.05-1.5之间，例如1.1，1.2，1.3，1.4，1.8。

11、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体和组分(c1)非离子表面活性剂的用量重量比值在0.8-4之间，优选1.01-2之间，更优选在1.05-1.5之间，例如1.1，1.2，1.3，1.4，1.8。

12、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体和组分(c1)非离子表面活性剂的用量之和小于等于3.4pphm，例如1.8pphm，2.2pphm，2.4pphm，2.6pphm，2.8pphm，3pphm，3.2pphm，优选在1-3.4pphm之间，更优选在2-3.1pphm之间。

13、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体的用量小于等于2pphm，优选在1.0 -1.8pphm之间，更优选在1.3-1.7pphm之间，例如1.1pphm，1.2pphm，1.4pphm，1.6pphm.

14、如上所述的水分散液，组分(c2)离子型表面活性剂的用量小于0.5pphm，优选小于等于0.1pphm，更优选小于0.01pphm。

15、如上所述的水分散液，其中乙烯基磺酸钠的用量小于0.5pphm，优选小于等于0.1pphm，更优选小于0.01pphm。

16、如上所述的水分散液，其中还含有组分(f)一种或多种增稠剂，其用量小于等于1pphm，优选小于等于0.2pphm，更优选小于等于0.5pphm，更优选在0.05-0.2pphm之间，例如0.08，0.1，0.12，0.14，0.16，0.18pphm。

17、本发明中，组分(f)增稠剂包括组分(f1)由ase(碱溶胀型乳液)增稠剂和hase(疏水改性的碱溶胀型乳液)增稠剂组成和组分(f2)天然高分子及其衍生物。

18、如上所述的水分散液，其中组分(f)优选为组分(f1)，组分(f1)由ase(碱溶胀型乳液)增稠剂和hase(疏水改性的碱溶胀型乳液)增稠剂组成；优选含有丙烯酰胺和/或丙烯酸单体的ase增稠剂；或者优选含有丙烯酰胺和/或丙烯酸单体的hase增稠剂。

19、有两大类碱溶胀性丙烯酸增稠剂：ase(碱溶胀型乳液)增稠剂和hase(疏水改性的碱溶胀型乳液)增稠剂。前者是指甲基丙烯酸与该酸的非水溶性酯的共聚物，后者是指(甲基)丙烯酸的非水溶性酯与具有所谓"缔合性"疏水基的单体的基于甲基丙烯酸的共聚物。此外，这些共聚物可以是交联的。

20、如上所述的水分散液，其中还含有组分(d)一种或多种分散剂，选自聚羧酸盐，优选自聚羧酸铵，聚羧酸钠，聚羧酸钾，更优选为聚羧酸铵。

21、如上所述的水分散液，其中组分(d)分散剂的用量小于等于1pphm，优选小于等于0.5pphm，更优选在0.01-0.1pphm之间；例如0.02，0.03，0.04，0.06,0.08pphm。

22、如上所述的水分散液，其中可以含有或者不含有组分(e)固体粉料，如果含有组分(e)固体粉料，其用量小于等于100pphm，优选小于等于50pphm，更优选小于10pphm。

23、如上所述的水分散液，其中组分(d)分散剂为聚羧酸铵，在ph＝8-9时，其20wt％水分散液的粘度在100-1 000mpa.s之间，优选在100-500mpa.s之间。

24、如上所述的水分散液，其中组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物与水分散液中所有聚合物和共聚物总量的重量比，大于等于0.8，优选大于等于0.9，更优选大于等于0.95。

25、如上所述的水分散液，其中可选的组分(a’)其它共聚物的用量小于等于1wt％，优选小于等于0.1wt％，以水分散液为100wt％计算，组分(a’)其它共聚物包括乙烯基丙烯酸类共聚物、苯乙烯丙烯酸酯共聚物，苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸类聚合物、乙酸乙烯酯均聚物。

26、如上所述的水分散液，其布氏粘度在500-4000mpa.s之间，优选在1200-3000mpa.s之间，更优选在1500-2500mpa.s之间。

27、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体和组分(d)分散剂的重量比值在3-300之间；优选在5-100之间，更优选在5-50之间，更优选在10-40之间。例如25，30，35，38，45。

28、如上所述的水分散液，其中组分(c1)非离子表面活性剂和组分(d)分散剂的重量比例在3-300之间；优选在5-100之间，更优选在5-50之间，更优选在20-40之间。例如22，25，32，35，38。

29、如上所述的水分散液，其固含量在49-66wt％之间，优选在53-63wt％之间；更优选在54-60wt％之间。例如55wt％，56wt％，57wt％，58wt％，59wt％。

30、如上所述的水分散液，其中水分散液的tg在0-5℃之间，优选在0-4℃之间，更优选在0-2℃之间。

31、如上所述的水分散液，在粘结组合物中的用途，在起泡粘结组合物中的用途，优选在地毯粘结组合物的用途，更优选在具有改善的耐水效果的地毯粘结组合物中的用途。

32、改善的耐水效果是指按照本发明湿粘结实验部分湿粘结强度的定义。

33、如上所述的水分散液，在起泡的地毯粘结组合物的用途，更优选在具有改善的耐水效果的起泡地毯粘结组合物中的用途。

34、如上所述的用途，上述地毯优选机制地毯，优选为机织地毯，簇绒地毯，更优选为簇绒宽幅地毯。

35、如上所述的水分散液，其中组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物中，乙烯基酯单体的用量大于等于70wt％，优选大于等于80wt％，更优选在80-90wt％之间，更优选82-88wt％之间，以所有单体的用量为100wt％计算。

36、如上所述的分散液，其中组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物中，乙烯单体的用量小于等于30wt％，优选在10-20wt％之间，更优选12-18wt％之间，以所有单体的总用量为100wt％计算。

37、如上所述的水分散液，其中组分(a)中，乙酸乙烯酯和乙烯的用量大于等于95wt％，优选大于等于98wt％，更优选大于等于99wt％，更优选大于等于99.9wt％，以组分(a)为100wt％计算。

38、如上所述的水分散液，其中组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

39、所述乙烯基酯典型地包括具有1至15个碳原子的直链或支链烷基羧酸的乙烯基酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯，或上述任意的组合。

40、为了扩展组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物的性能，除了乙烯基酯和乙烯单体之外，还可包含其它共聚单体，例如卤代乙烯，如氯乙烯；烯烃，如丙烯；烯键式不饱和羧酸及其衍生物，如富马酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酰胺、丙烯腈；预交联共聚单体或后交联共聚单体，如己二酸二乙烯基酯、马来酸二烯丙基酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、氰尿酸三烯丙基酯、丙烯酰胺基乙醇酸、甲基丙烯酰胺基乙醇酸甲酯、n-羟甲基丙烯酰胺、n-羟甲基甲基丙烯酰胺、n-羟甲基烯丙基氨基甲酸酯、n-羟甲基丙烯酰胺的异丁氧基醚或酯、n-羟甲基甲基丙烯酰胺的异丁氧基醚或酯、n-羟甲基烯丙基氨基甲酸酯的异丁氧基醚或酯；环氧官能共聚单体，如甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯；硅官能共聚单体，如乙烯基三烷氧基硅烷、乙烯基甲基二烷氧基硅烷。

41、这些其它共聚单体的用量小于等于2wt％，优选小于等于1wt％，更优选小于等于0.1wt％，以乙烯基酯单体的用量为100wt％计算。

42、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体选自聚乙烯醇，水溶性多醣，如淀粉(直链淀粉及分枝淀粉)，修饰淀粉，如淀粉醚类，例如羟基烷基醚淀粉、糊精及环糊精，纤维素及其羧甲基、甲基、羟乙基及羟丙基的衍生物，聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酰胺、三聚氰胺-甲醛磺酸酯和萘-甲醛磺酸酯其中一种或几种的组合。

43、如上所述的水分散液，其中组分(b)保护胶体选自纤维素醚和/或聚乙烯醇pvoh。

44、如上所述的水分散液，组分(b)保护胶体含聚乙烯醇pvoh，且聚乙烯醇pvoh用量大于50wt％，优选大于等于65wt％，更优选大于等于75wt％，更优选大于等于85wt％，更优选大于等于95wt％，以组分(b)保护胶体总量为100wt％计算。

45、如上所述的水分散液，其中pvoh是指聚乙烯醇，其醇解度在40-99％(mol/mol)之间；优选在75-95(mol/mol)％之间；更优选在85-92(mol/mol)％之间，4wt％水溶液在20℃时根据din 53015测得的粘度为3-5mpa·s之间或者15-18mpa·s之间或者20-28mpa·s之间，例如商品牌号常见为pvoh0488、pvoh1788、pvoh2588的这些商品。

46、如上所述的水分散液，其中组分(c1)非离子表面活性剂选自烷基醇聚氧乙烯醚和/或烷基酸聚氧乙烯酯，烷基部分优选c10-c18的烷基，更优选c12-c16烷基，聚氧乙烯部分eo数(-ch2ch2o-)优选在20-40之间，更优选在22-35之间。

47、一种含水的地毯粘结组合物，含有

48、如上所述的水分散液，

49、组分(e)固体粉料，

50、发泡剂组分(g1)，和可选的发泡助剂组分(g2)

51、可选的组分(f)增稠剂，

52、可选的水。

53、如上所述的粘结组合物，其中组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物与组合物中所有聚合物和共聚物总量比值，大于等于0.8，优选大于等于0.9，更优选大于等于0.95。

54、如上所述的粘结组合物，其中可选的组分(a’)其它共聚物的用量小于等于1wt％，优选小于等于0.1wt％，以组合物为100wt％计算。

55、如上所述的粘结组合物，其固含量大于等于68wt％，优选在70-90wt％之间，更优选在75-85wt％之间，更优选在78-82wt％之间。

56、如上所述的粘结组合物，其中组分(e)固体粉料选自无机物和聚合物材料，优选自颜料、硅铝酸盐(例如粘土或高岭土)、碳酸钙、无定形硅石、二氧化硅、二氧化钛、滑石、重晶石、长石、二硫酸钡、钙铝颜料、缎光石、氧化锌、三水合铝、硅酸盐、硫酸钡、石膏云母、硅藻土、粉煤灰、毛玻璃、聚合物颜料、中空聚合物颜料和回收的地毯衬底其中一种或几种的组合；更优选自颗粒状碳酸钙。

57、如上所述的粘结组合物，其中组分(e)固体粉料的粒径为200纳米至1000微米，更优选为1微米至500微米，最优选为10微米至300微米。

58、如上所述的粘结组合物，其中组分(e)固体粉料与组分(a)乙烯-乙烯基酯共聚物的重量比值，在2-10之间，优选在3-8之间，更优选在4-6之间，例如4.5、5、5.5、6.5、7。

59、如上所述的粘结组合物，其中组分(e)固体粉料的用量在50-97.5wt％之间、优选在55-90wt％之间，更优选在60-80wt％之间，以组合物为100wt％计算。

60、如上所述的粘结组合物，其中组分(f)增稠剂，优选自组分(f2)天然高分子及其衍生物，优选自淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、年夜豆卵白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂其中一种或几种的混合物，更优选自黄原胶。

61、如上所述的粘结组合物，其布氏粘度在4000-12 000mpa.s之间，优选在4500-10000mpa.s之间，更优选在5000-7000mpa.s之间。

62、如上所述的粘结组合物，其布氏粘度在4000-12 000mpa.s之间，优选在8000 -12000mpa.s之间，更优选在9000-11 000mpa.s之间。

63、如上所述的粘结组合物，其是含泡沫组合物，优选为经过搅打以后的含泡沫组合物。

64、如上所述的粘结组合物，其中发泡剂组分(g1)选自阴离子表面活性剂。

65、如上所述的粘结组合物，其中可选的发泡助剂组分(g2)选自烷基醇类、烷基醚类，其中烷基所含碳原子在6-18之间。

66、一种地毯，其使用上述含水的地毯粘结组合物粘结地毯纤维得到，其中地毯是机制地毯，优选簇绒地毯，更优选为簇绒宽幅地毯。

67、如上所述的含水粘结组合物施加到形成本文中的地毯产品的(一个或多个)柔性基底上。在干燥时，施加的含水涂料组合物随即在地毯产品中提供涂层，即粘结剂，和/或粘合剂层。该地毯产品可以包含仅一个或超过一个的粘合剂或粘结剂涂层。

68、本文中的地毯产品可以任选还包含第二单独层，其可以时粘合剂层以便将第二层衬底基底固定到已经固化的涂布过的第一层衬底上。在一个实施方案中，该地毯产品可以包含由同一类型的含水粘结组合物形成的粘结剂涂层和粘合剂层。或者，本文中的地毯产品可以包含粘结剂涂层和粘合剂层，其中两个层由不同的含水粘结组合物形成，其中至少该粘结剂涂层，并且优选两个层，由本文中所述类型的vae-基含水粘结组合物形成。

69、用于与本涂料组合物一起使用的适合的柔性基底可以例如选自非织造织物、织造织物、单向编织物、针织织物和绒头织物。由此，本文中的地毯产品可以是常规的簇绒地毯、非簇绒地毯或针刺地毯。此类地毯产品可以通过使用在大多数地毯厂中易于获得的设备施加和干燥含有乳液共聚物的含水粘结组合物来制备。

70、绒头地毯产品包含具有绒头纱线的第一层衬底，所述绒头纱线由第一层衬底基底延伸以形成绒头簇绒。绒头或簇绒地毯可以通过以下步骤制备：a)将纱线簇绒或针刺到织造或非织造的衬底基底中；b)施加本文中所述的含水地毯涂料组合物到衬底背部，使得纱线包埋在该地毯涂料组合物中；和c)干燥所得地毯结构。在制造此类簇绒地毯时，同样合意的是在干燥地毯涂层之前或之后，取决于采用的衬底的类型，向第一层衬底上施加第二层衬底。

71、对于簇绒地毯而言，第一层衬底基底可以是非织造的聚丙烯、聚乙烯或聚酯或织造黄麻、聚丙烯或聚酰胺(合成和天然的)。如果使用第二层衬底，其通常由类似于用作第一层衬底的织造或非织造材料形成，并在干燥步骤前直接施加到湿预涂布的第一层衬底上，或用单独的粘合剂施加到干燥的预涂布的第一层衬底上。此类第二层衬底为地毯提供尺寸稳定性。该第二层衬底还可以是预成形的片材聚合物或共聚物形式。合适的预成形片材组合物包括聚氨酯聚合物，乙烯、丙烯、异丁烯的聚合物和共聚物，以及聚乙烯缩丁醛。

72、本文中的地毯产品还可以是非簇绒地毯，其中纤维包埋到已涂布到织造或非织造基底上的涂料或粘结剂组合物中。也可通过以下步骤制备非簇绒地毯：a)在基底上涂布如上述含水粘结组合物；b)在该基底内包埋地毯纤维；和c)干燥所得地毯结构。在形成非簇绒地毯时，地毯涂层可增厚并施加到稀松织物表面上。随后使用常规技术将纤维直接包埋到湿涂层中，并且随后干燥。还可以利用可提供额外的尺寸稳定性的第二层衬底有利地制备这些非簇绒地毯。

73、在制备本文中的地毯产品时，该含水粘结组合物以使其渗透地毯纱线的纤维的方式施加以获得更好的粘合性、纤维束完整性、抗起毛性和合适的簇绒粘结值。可以通过施加大约100g/m2至大约3000g/m2、更优选大约200g/m2至大约2000g/m2，和最优选大约400g/m2至大约1500g/m2(干基)的量的含水涂料/粘结剂组合物来获得合适的地毯性能。

74、地毯产品特性

75、本文中的地毯产品，具有用于形成涂料和/或粘合剂层的特定类型的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物分散液，还具有尤其合意的环境特性。由于优选不含有生成甲醛的交联基团(例如没有nma或nma-lf)，并因其低tvoc含量和tvoc排放，所用的共聚物分散液不造成这种类型的潜在问题物质从本文中的地毯产品中释放。此外，由于本文中的地毯产品不使用sbr涂料或粘结剂，该地毯产品还将基本上不含有潜在的有毒成分，如4-苯基环己烯(4-pch)、4-乙烯基环己烯(4-vch)、苯乙烯和乙苯。本文中的地毯产品，具有用于形成涂料和/或粘合剂层的特定类型的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，还在暴露于具有可见和紫外(uv)成分的光时合意地耐受降解。