[发明专利]用于在粘合剂中使用的低甲醛乙烯基酯/乙烯共聚物分散体

说明书

技术领域

本发明涉及制备乙烯基酯/乙烯共聚物，例如乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)乳液共聚物的含水分散体。这样的分散体包含非常低水平的甲醛并且因此在用于只允许极少量的甲醛的应用(例如，在烟草产品或食品产品中)的粘合剂的制备中是有用的。

背景技术

包含乙烯基酯和乙烯的共聚物的含水分散体在用于木材、纸张和包装产业中的粘合剂的制备中是公知的。乙酸乙烯酯和乙烯的乳液共聚物(即，VAE共聚物乳液)作为这样的粘合剂产品中的粘合剂组分是尤其有用的。

VAE基乳液共聚物找到效用的一个应用在用于烟草产品和烟草产品包装的粘合剂的领域。例如，这样的粘合剂常用作用于固定(secure)香烟中烟支周围的卷烟纸的侧面接缝粘合剂。这些粘合剂也可以用于“接装(tipping)”应用中，其中粘合剂将过滤嘴、烟嘴或其它类型的烟端(tip)固定至香烟的一端。因为其良好的粘合力、湿粘性和抗剪承载力特性，VAE基粘合剂对这样的应用来说是希望的。用于粘合剂配制物的VAE乳液也具有非常低的气味特征，使得其在香烟和香烟包装中的使用不干扰香烟气味或味道。

工业标准和在一些情况中的政府法规要求烟草产品或食品产品粘合剂中的乳液共聚物的残留单体含量和易挥发有机化合物(VOC)的含量非常低。一种经常挑选出来以特别控制和最小化的粘合剂组分是甲醛。这是因为甲醛可以由常规地用于乳液聚合流程中的一些组分的分解或离解产生。

产生甲醛的组分可以包括，例如，常用的自交联共聚单体(例如，用于制备的共聚物的N-羟甲基丙烯酰胺)。游离甲醛也可以由某些还原剂(例如，所采用的聚合引发剂系统中使用的甲醛次硫酸氢钠)释放。使用的某些乳液稳定剂(包括，例如，一些类型的含环氧乙烷的表面活性剂)也可以在氧化时形成甲醛。从聚氧乙烯非离子表面活性剂形成甲醛描述于，例如，Bergh et al;Contact Dermatitis,Vol.39,pp.14-20(1998)中。

用于降低具有由用于聚合过程的材料产生的甲醛的共聚物乳液的游离甲醛含量的一种方法涉及引入甲醛结合试剂或清除试剂。美国专利号4,472,165、4,525,492和5,143,954和欧洲专利号647658B公开了将尿素、胺和多种这样的材料的衍生物用作在各种树脂产品中的甲醛结合剂或清除剂。可商购的产品(例如由Celanese市场化的149LV)将尿素用作甲醛清除剂。

用于克服或改善由乳液共聚物分散体中的N-甲基醇基自交联共聚单体释放的游离甲醛的影响的另一种方法集中在用于制备这样的分散体的氧化还原引发剂系统。特别地，这样的氧化还原系统中产生甲醛的还原剂可以由不产生甲醛的其它类型的还原剂代替。例如，美国专利号5,540,987公开了用于乙酸乙烯酯/N-甲基醇交联共聚单体乳液结合剂的氧化还原引发剂系统，该引发剂系统降低了所得共聚物乳液的游离甲醛含量。'987专利的氧化还原系统包含与作为还原剂的抗坏血酸或其衍生物组合的疏水的氢过氧化物氧化剂。

相似的技术也公开于美国专利号6,787,594。'594专利描述了基于乳化剂稳定的乙酸乙烯酯/乙烯乳液共聚物的降低甲醛的非针织结合剂。这样的共聚物也包含N-甲基醇基交联共聚单体。'594专利的结合剂中甲醛的减少是通过在乳液共聚物聚合过程中使用选择类型的引发剂系统提供的。特别地，公开于'594专利的选择类型的引发剂系统为包含氧化剂(例如疏水的过氧化物)和还原剂(其是亚硫酸钠的乙二醇加合物)的氧化还原系统。据称特别优选的还原剂为亚磺酸化合物，例如，2-羟基-2-亚磺酸基-乙酸-二钠盐。该优选类型的还原剂以，例如，FF-6的商业名称出售。

另一篇公开了使用相似的引发剂系统，并且一般也将乳化剂用作稳定剂而制备乳液聚合物的文献为美国专利号6,696,519。’519专利利用了包含可溶于水的氧化剂、不可溶于水的氧化剂和源自亚磺酸的还原剂的氧化还原引发剂系统。’519专利关注降低所得乳液中残留单体的水平并且没有提到制备低甲醛乳液聚合物。

虽然上述的现有技术应对的是低甲醛含量的乳液聚合物和共聚物和使用氧化还原引发剂系统中的选择类型的氧化剂和还原剂制备的乳液聚合物，识别出其它还有的可以用于要求非常低甲醛水平的粘合剂的乳液共聚物分散体(和就这样的分散体而言的制备方法)会是有利的。

发明内容