[发明专利]包含酸单体、缔合性单体和非离子性单体的纸张涂布浆液添加剂

说明书

本发明涉及一种可以通过自由基聚合得到的纸张涂布浆液(paper coating slip)添加剂、其制备及其在纸张涂布组合物中的用途。该添加剂由如下单体形成：(a)某些酸单体，(b)某些缔合性单体，以及(c)不同于a)和b)的非离子性可共聚单体，且由于使用叔十二烷基硫醇作为链转移剂而具有较低重均分子量。

通常试图通过用纸张涂布组合物相应地表面涂布纸张和纸板来改善纸张和纸板的适印性和视觉外观。除水以外，纸张涂布组合物通常包含颜料、粘合剂和产生所要求的流变学性能的助剂，例如增稠剂。纸张涂布组合物赋予未涂布纸张所需机械和光学性能。粘合剂应将颜料固定在纸张上并确保在所得涂层中的粘结力。涂布有纸张涂布组合物的纸张尤其应可有效印刷。纸张涂布组合物可以借助合适的辊施用于移动的纸幅上，在该情况下过量的涂布组合物被刮除并再循环到涂布组合物的原料储存容器中。如果要简单和无问题地进行加工，则含水纸张涂布组合物的流变学必须是正确的。在作为低剪切步骤的施用下，粘度应非常高，在高剪切的刮除操作下，粘度应非常低。此外，在再循环刮除材料下连续施用的挑战性工艺环境中，流变学应尽可能长时间保持恒定。纸张的吸收效果恒定地从该涂布组合物去除水并且这可导致不希望的粘度上升。因此需要具有非常好的保水性的涂布组合物。由于高的成本压力，造纸商试图尽可能快地运行其设备，以实现每单位时间的高产量。同时，就整体成本而言高固体含量是有利的，因为需要干燥较少的水。两种措施对于涂布浆液的性能特征，特别是就流变学而言都施加更紧迫的要求。

具有高固体含量的涂布浆液本质上具有高粘度。为了用聚合物增稠剂将其调节至所需目标粘度，仅需要添加非常少量的聚合物增稠剂。因此，在能够结合水的涂布浆液中存在太少聚合物。因此，涂布浆液在施加至纸张时排水太快，使得坚硬滤饼在表面上形成、在刮刀下产生压力并导致条纹状涂层。因此，具有高固体含量的涂布浆液需要添加剂，所述添加剂仅最小程度地增稠(如果有的话)，但高度结合在涂布浆液中的水，以可能延迟在纸张中过快的吸收。保水性可通过与纸张组合物的其他成分相互作用而受不利影响。此处涉及效果难以预见的复杂因素。缔合性增稠剂在建立纸张涂布组合物的流变学性能中的用途公开由WO2004/076743、WO2011/095444和其中引用的参考文献已知。其中描述的增稠剂的增稠效果对上述目的是过度的。

本发明所解决的问题是提供具有良好的流变学性能特征、非常低的粘度上升和非常好的保水性的用于纸张涂布组合物的添加剂。

本发明提供一种通过如下单体自由基聚合形成的纸张涂布浆液添加剂：

a)至少一种选自烯属不饱和C₃-C₈羧酸的酸单体；

b)至少一种如下通式的缔合性单体：

H₂C＝CR¹-COO-(EO)_n-(PO)_m-R²

其中R¹为氢或甲基，n至少为2，m为0-50，EO为氧化乙烯基团，PO为氧化丙烯基团且R²为C₈-C₃₀烷基或C₈-C₃₀烷芳基，

c)不同于a)和b)的非离子性可共聚单体；

其中所述添加剂具有低于200000，优选不超过150000的重均分子量，

其中叔十二烷基硫醇用作链转移剂。

缔合性单体是用于制备具有疏水性端基或侧基的亲水性、水溶性或水溶胀性聚合物的单体。疏水性端基或侧基是水不溶性的。该类聚合物的结构类似于表面活性物质的结构。疏水性端基或侧基之间的相互作用导致在低剪切下的高粘度。

酸单体a)的量基于所有单体的总和优选为至少25重量％，例如25-55重量％或30-55重量％或35-50重量％，更优选在甲基丙烯酸情况下为至少40重量％，例如40-55重量％。酸单体为烯属不饱和C₃-C₈羧酸，尤其是可自由基聚合的，α,β-烯属不饱和C₃-C₈羧酸。优选的酸单体具有如下通式：

RCH＝CR’COOH