[发明专利]作为具有耐溶剂性的粘结剂的不含可固化甲醛的组合物

说明书

本发明涉及包含多段水性乳液共聚物的不含热固性甲醛的粘结剂。更具体来说，本发明涉及包含具有两段或更多段共聚物（多段共聚物）的粘结剂用于例如非织造玻璃纤维毯基材的拉挤成型以提供高拉伸强度及其使用方法，其中，所述共聚物的最外段是酸官能水性溶液聚合物，并且一个或多个内段是乳液聚合物，并且包含一个或多个用于交联的多元醇。 

在拉挤成型过程中，通过模头牵拉树脂强化或浸渍的毯。在拉挤成型中，在进入预成形器或成形/固化模头之前或者进入的时候，毯和纱会撕裂、折痕或者弄皱，导致生产线停工或延迟的成本或时间损耗，所以抗撕裂性对于成功是关键的。在拉挤成型中，毯或者表面处理的纱通常使用已知的热固性的、不含甲醛的苯乙烯丙烯酸类粘结剂树脂作为树脂，和苯乙烯单体（用作粘结剂树脂的稀释剂）。与苯乙烯、聚苯乙烯的所有接触都会使毯弱化。当与苯乙烯单体接触时，粘结剂会损失强度。除了用作树脂粘结剂稀释剂之外，聚苯乙烯可用于使得表面平滑的后涂料或者用于制备漆。 

Connaughton等的美国专利公开第2009/0156078A号揭示了玻璃化转变温度(Tg)为-45至25℃的水性酸官能乳液共聚物粘结剂。在该专利文件的乳液共聚物中，酸官能基团和共聚物是单共聚合物段，并且以用于制备乳液共聚物的单体的总重量计，酸组分的量不超过任意聚合物段或区段的25重量%。此类粘结剂可能不展现出与多醇的理想交联，因为在使用过程中，乳液共聚物中的酸官能基团会留在共聚物的疏水相中，从而使得它们无法进行交联。这可能会削弱毯产品的拉伸强度。 

本发明人致力于解决的问题是提供一种在使用时增加了耐溶剂性的不含甲醛的粘结剂溶液，其包括耐苯乙烯性并降低了使用中非织造毯或纱的撕裂、折痕或者弄皱。 

发明内容

根据本发明，水性粘结剂包含两段或更多段的共聚物（多段共聚物）以及 一种或多种多元醇，所述共聚物具有作为最外段的聚合化酸官能（优选羧基或羧酸酯官能）、水性溶液聚合物和作为一个或多个余下段的乙烯基乳液聚合物（所述乙烯基乳液聚合物优选是全丙烯酸类）。以用于制备此类乙烯基乳液聚合物段的单体的总重量计，多段共聚物中的乳液聚合物段包含小于或等于5重量%，优选小于或等于3重量%，或者更优选小于或等于1重量%的亲水单体，例如丙烯酸或丙烯酰胺。 

在本发明的水性粘结剂中，多元醇中羟基当量与在多段共聚物中的酸官能团当量（例如，羧基）的比可以是0.125:1-10.0:1，或者优选为0.25:1-5.0:1，或者更优选为小于或等于2.0:1，或者优选为大于或等于0.5:1。 

本发明的多段共聚物中的水性溶液聚合物包含总计大于或等于70-100重量%，或者优选大于或等于80重量%的亲水单体，所述亲水单体含有共聚化形式的亲水官能团，例如丙烯酰胺或丙烯酸羟烷基酯，以用于制备溶液聚合物的单体的总重量计，从而使得所述水性溶液聚合物包含30-100重量%，或者优选大于或等于45重量%，或者更优选大于或等于60重量%，或者甚至更优选大于或等于70重量%的聚合化（共聚化）形式的酸、羧酸或羧酸酯官能亲水单体，以用于制备溶液聚合物的单体的总重量计。优选地，用于制备溶液聚合物的酸官能单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或者它们的盐。 

本发明的多段共聚物中的溶液聚合物段可占多段共聚物的5-75重量%，优选15-65重量%，更优选为20-63重量%，以用于制备多段共聚物的共聚化形式的单体重量的重量百分比计。 

在本发明的多段共聚物中，溶液聚合物段与总的乙烯基乳液聚合物段的重量比的范围可以是1:19-3:1，或者优选是1:4-7:3。 

多段共聚合物的乙烯基乳液聚合物段可包含最高至20重量%，优选小于或等于10重量%的共聚化形式的苯乙烯，以用于制备多段共聚物的乳液共聚物段的单体的总重量计。 

优选地，对于耐溶剂性粘结剂，多段共聚物的一个或多个乙烯基乳液聚合物段包含0.1-100重量%，或者优选10-30重量%的共聚化形式的丙烯腈，以用于制备多段共聚物的乙烯基乳液聚合物段的单体的总重量计。 

本发明的水性粘结剂组合物中的多元醇优选具有小于或等于1000的分子量，并且优选是三元醇（例如丙三醇）或者链烷醇胺（例如三乙醇胺或者二乙醇胺）。例如，丙三醇的分子量为92。 

本发明的水性粘结剂组合物还可包含催化剂，例如磷酸催化剂，优选次磷酸或其盐。 

本发明的水性粘结剂基本不含甲醛，优选不含甲醛。