[发明专利]利用具有C2－C10羟烷基的丙烯酰胺/N－羟烷基丙烯酰胺交联混合物的自交联分散体

说明书

技术领域

本发明一般涉及自交联的聚合物分散体，并且在优选的实施方式中涉及包含乙酸乙烯基酯的聚合物的水分散体，该聚合物并入作为交联剂的丙烯酰胺/N-羟乙基丙烯酰胺的混合物。

背景技术

将聚合物分散体施加到非织物上以使网的纤维结合在一起，使得网显示出提高的拉伸强度或自支撑。适合的常规分散体包括乙酸乙烯基酯和乙烯与作为交联剂并入聚合物的N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)的自交联聚合物。NMA交联剂提供增强的湿强度和耐有机溶剂性；然而这些组合物趋向放出被视为健康危害的甲醛。因此，进行了许多尝试以减少或消除自交联产品中的甲醛。

授予Iacoviello的美国专利4,449,978公开了N-羟甲基丙烯酰胺结合丙烯酰胺(例如，以1∶1的摩尔比)作为交联剂的用法。这种方法并不能提供无甲醛体系，但是与仅使用N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂的体系相比，其提供了具有显著较低含量的游离甲醛的体系。在该专利中可以看出，即使仅一半摩尔数的混合物包含羟甲基自交联的部分，以重量计等量的混合物也提供比得上单独N-羟甲基丙烯酰胺的特性。见表4，13-14栏。

授予Biale和Biale等人的美国专利3,714,099和3,714,100分别公开了在乙酸乙烯基酯或乙酸乙烯基酯/乙烯聚合物中使用N-羟乙基丙烯酰胺作为交联单体。授予Garrett的美国专利5,021,529也公开了使用N-羟乙基丙烯酰胺作为成分，或者使用丙烯酰胺然后添加乙醛到完成的分散体聚合物中，从而就地制造N-羟乙基丙烯酰胺。

虽然在文献中已公开了N-羟乙基丙烯酰胺用作交联剂，但其并没有在商业上使用，部分地因为其未提供比得上包含NMA的组合物的湿强度特性。参见上述授予Garrett的美国专利5,021,529的9栏-10栏中关于丙烯酸乙酯粘合剂湿强度的表1和2，可以看出NMA基自交联树脂体系显示出大得多的湿拉力。因此，通常认为N-羟乙基丙烯酰胺和更高级的羟烷基丙烯酰胺不适合用作商业用途的交联剂。

希望不受任何特定理论束缚，应注意到，与甲醛与丙烯酰胺的相应反应向其产物N-羟甲基丙烯酰胺发展相比，丙烯酰胺与乙醛的反应平衡较少向产物N-羟乙基丙烯酰胺发展。因此，在N-羟乙基丙烯酰胺组合物中固有存在相对高含量的乙醛。乙醛(不同于甲醛)为导致形成低分子量聚合物或低聚物而不是工程织物和纺织物应用所需的较高分子量聚合物的链转移剂。在这些应用中，目标是达到无限分子量的网络以提供具有比得上纺织织物的湿强度和耐溶剂性的整理织物(finishedfabric)。因为乙醛在聚合混合物中充当链转移剂，将自由基从链转移到单体，所以获得的产物未能达到足够的分子量以提供所需的强度特性。添加更多的N-羟乙基丙烯酰胺将提供更高水平的交联，但是也增加了对分子量具有不利影响的乙醛的量。

提出了一种从N-羟烷基丙烯酰胺混合物中除去醛的方法包括用硼氢化钠将醛还原成乙醇。参见授予Leighton等人的美国专利5,415,926。虽然这是一个切实可行的致使包含醛的混合物可用的方法，但该方法充其量不过是昂贵的和耗时的。其也不可能是有效的，因为反应产物N-羟烷基丙烯酰胺当用于粘合剂组合物时可能仅经过逆反应(retro-reaction)而恢复平衡组合物。

发明内容

已经发现在聚合期间添加丙烯酰胺和N-羟烷基丙烯酰胺(C₂和更高级的羟烷基)的混合物到粘合剂组合物中提供自交联分散体，同时改善这样制备的粘合剂聚合物上的游离醛的副作用。希望不受理论束缚，据信存在的丙烯酰胺强迫平衡向N-羟烷基丙烯酰胺产物方向发展，从而减少体系中残余烷基醛的量。例如，与仅使用N-羟乙基丙烯酰胺的那些体系相比，该体系允许制备更高分子量的聚合物。当制备羟烷基丙烯酰胺时，通过使用过量的丙烯酰胺适当地制备丙烯酰胺/羟烷基丙烯酰胺混合物。