[发明专利]水包油型乳液

说明书

本发明涉及水包油型乳液。所述水包油型乳液例如可以被用作短切的玻璃纤维的粘合剂。本发明还涉及包含纤维和粘合剂的纤维垫，以及涉及生产这种纤维垫的方法。本发明还涉及这种纤维垫用于增强树脂组合物(尤其是热固性树脂组合物)来得到纤维增强的固化制品的用途，所述固化制品例如可以被用于屋顶(例如波纹板)和凝胶涂料中。

纤维的粘合剂可以被分为两类，即乳液型粘合剂和粉末型粘合剂。一般地，不饱和聚酯已经被用作粉末型粘合剂，并且聚乙酸乙烯酯已经被用作乳液型粘合剂。一般地，与使用聚乙酸乙烯酯乳液型粘合剂相比，聚酯粉末状粘合剂的应用通常具有几个优点：(i)在用纤维垫增强的树脂组合物中具有较高的溶解度，这可导致较好的纤维增强的固化制品(ii)通过用纤维垫增强树脂而得到的层压材料的半透明性较高；以及(iii)这种层压材料的水解稳定性较高。然而，与聚酯粉末型粘合剂的应用相比，聚乙酸乙烯酯乳液型粘合剂的应用也可具有几个优点：即(i)可得到更均匀的纤维垫，这是因为乳液型粘合剂在垫上的分布更均匀；以及(ii)操控性更好(例如较少、甚至不使单独的玻璃纤维垫相互胶合而能够将垫折叠，如干燥后得的膜的粘着性所表现的)。其结果是，目前的粘合剂体系中没有一个满足所有要求，因此仍需要组合了两种体系优点的粘合剂组合物。尽管粉末状粘合剂可以被分散于水中，但所得的分散体是不稳定的，即贮存时发生相分离。

本发明的目的是组合两种体系的优点。因此，本发明的目的是组合高水解稳定性和高半透明的优点与能够制备易于处理的均匀纤维垫的优点，同时诸如粘合剂的粘合性能(即胶合各纤维)之类的性质基本上不减弱或者甚至得到改善。

已经令人惊奇的发现，该目的可以通过使用水包油型乳液作为粘合剂来实现，所述水包油型乳液中，油包含酸官能不饱和聚酯，酸官能聚酯包含不饱和二羧酸单元、二醇单元、具有从9至20的HLB值的乳化剂的单元，并且还包含扩链剂单元。

惊奇的是，根据本发明的水包油型乳液可以被均匀地涂覆在纤维上，并且能够导致通过用该纤维垫增强树脂得到高水解稳定性和高半透明的层压材料。此外，根据本发明的水包油型乳液能够给出良好的粘合剂性能。还令人惊奇地发现，与涂覆聚酯粉末状粘合剂时相比，涂覆根据本发明的水包油型乳液时，可以得到甚至更高水解稳定性的层压材料(通过用该纤维垫增强树脂得到)。根据本发明的水包油型乳液的额外的优点是，乳液可以具有高固体含量(即，油量高)，由于当运输乳液时需要运输较少的水、需要储存较少的水并且/或者在垫的干燥时需要去除较少的水，从而可以更有效地进行制备纤维垫的工艺，所以高固体含量是有利的。

本文中使用时，当提到“酸官能不饱和聚酯”时，其指的是已经被扩链并且包含内置乳化剂的不饱和聚酯，该不饱和聚酯是酸官能化的。

本发明还涉及酸官能不饱和聚酯，其为本发明的水包油型粘合剂乳液的有效化合物。

采用根据本发明的酸官能不饱和聚酯，水包油型乳液的固体含量(即油的量)可以很高。高固体含量对运输和/或储存是有利，这是因为需要运输和/或储存的水较少。具体地，水包油型乳液可以包含30wt.％的油或更多。优选地，水包油型乳液包含从30至60重量％的油。乳液中油的量优选地为至少35wt.％、更优选至少40wt.％。更优选地，水包油型乳液包含从45至50％重量的油。当使用根据本发明的水包油型乳液来胶合纤维以得到纤维垫、或来涂布纤维以得到上浆纤维时，优选地用水稀释水包油型乳液至水包油型乳液中油的量变成0.1-5wt.％的程度，这是因为对于乳液在纤维上的应用中，低油浓度有利于得到薄且均匀分布的粘合剂/上浆料。

酸官能不饱和聚酯包含具有从9至20、优选从9至19的HLB值的乳化剂的单元。内置乳化剂(built-in emulsifier)优选地为非离子型乳化剂、更优选嵌段共聚物、以及甚至更优选环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物。内置乳化剂单元优选地具有从3000至15000道尔顿、更优选地在5000和15000道尔顿之间、甚至更优选从10000至15000道尔顿的平均分子量Mw。