[发明专利]由连续管式乳液聚合法制备的用于涂布地毯产品的乙烯基酯/乙烯共聚物分散体

说明书

发明领域

本发明涉及由使用连续管式反应器的连续乳液聚合法形成的乙烯基酯/乙烯共聚物的含水分散体，并涉及它们在地毯涂料组合物中的用途。

发明背景

大多数常规地毯包含具有由衬底向上延伸以形成绒面的切割或未切割的绒圈形式的纱线绒头的第一层衬底。对于簇绒地毯，纱线通过簇绒针插入到基衬底(通常是织造或非织造基底)中并向其施加预涂层(即粘结剂)。在非簇绒或黏合式绒头地毯的情况下，纤维通过粘合剂组合物嵌入并实际固定就位。

许多家用和商用地毯也用粘结到地毯背面的稀松织物(通常由聚丙烯制得)制造以便向地毯提供尺寸稳定性。这些是双层产品，其中湿法添加两个涂布层(用于簇绒锚固的预涂层和用于稀松织物固定的粘合剂)，并随后添加稀松织物。在任选固定稀松织物后，该地毯在130至200℃下固化特定的时间。

对于预涂层和粘合剂层而言，粘结剂的物理性质对它们成功用作地毯涂层至关重要。在这方面，存在许多此类涂层必须满足的重要要求。该涂层必须能够采用地毯行业中常规用于胶乳(如乳液)、涂料的方法与设备施加到地毯上并干燥。该粘结剂组合物必须向绒头纤维提供优异的粘合性以便将它们牢固地固定在衬底中。此外，用作粘合剂的涂层还必须能够将基底固定到地毯的第二层衬底上，由此能够制备用于满铺地毯的材料。该涂层还必须具有低烟气密度值和高阻燃性质，并必须接受填料如碳酸钙、粘土、氢氧化铝、重晶石和长石。此外，该涂层必须保持足够的柔软度和柔性，即使在高填充负荷下或在低温下，以使得该地毯(如果以连续形式制备)能够在安装过程中容易地卷起和展开。该柔软度和柔性将随着地毯的式样而不同，但是在所有情况下，重要的是地毯块将放平且不会表现出卷曲或凸起的倾向。

用于地毯材料的涂层和粘合剂组合物中的粘结剂通常是乳液聚合物，即胶乳分散体，如苯乙烯基乳液共聚物，如苯乙烯-丁二烯胶乳(SBL)材料，或如丙烯酸类聚合物胶乳分散体。乙烯基酯(如乙酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate))和乙烯基酯/乙烯的共聚物也可使用，并通常具有成本和性能优势，如超越苯乙烯基涂层和粘合剂如SBL的阻燃性。例如，乙烯基酯共聚物可用于提供具有合意的低VOC(挥发性有机化合物)含量并不含潜在的毒性物质如4-苯基环己烯(4-PCH)和可以在苯乙烯-丁二烯基聚合物分散体中找到的相关化合物的地毯产品。乙烯基酯共聚物形成还有利地耐受可见光和/或紫外(UV)辐射造成的降解的地毯涂层和粘合剂层。

例如在美国专利号5,026,765；5,849,389和6,359,076中公开了基于乙烯基酯/乙烯，例如乙酸乙烯酯/乙烯(VAE)共聚物并还含有多种填料材料的地毯涂料组合物。在美国专利号4,735,986中，公开了包含乙酸乙烯酯/乙烯共聚物乳液和相对大量的填料的地毯衬底粘合剂组合物。使用填料可以降低涂料组合物的整体成本。该‘986专利报道了已经用非离子表面活性剂和各种形式的水解聚乙烯醇稳定化的VAE共聚物乳液可用于制造具有可接受的粘度特性和足够的VAE共聚物与填料材料之间的相容性的地毯粘合剂组合物。

传统上，乙烯基酯/乙烯分散体聚合物在搅拌釜反应器中制造。在这种情况下，生产量受反应器体积的限制。大量生产聚合物需要相对大的空间和高冷却能力。此外，需要大量时间排空和准备搅拌反应器以便用于下一批次，增加了总循环时间。

除了乙烯基酯和乙烯之外，地毯涂料组合物通常在其制备中包括官能单体。加入此类官能单体以改善最终的共聚物分散体的性质。但是，使用此类单体向该工艺引入了额外的成本以及额外的步骤。

通常包括在此类组合物中的可能增加额外成本的另一组分是离子型表面活性剂。添加此类表面活性剂以稳定该乳液。

尽管可以获得含有VAE共聚物粘结剂和各种类型的填料材料的地毯涂料组合物，有利的是提供使用较少的官能单体和离子型表面活性剂或无需添加官能单体或离子型表面活性剂的另外的乙烯基酯/乙烯-基地毯涂料组合物。同样有益的是提供能够含有相对高含量的填料，即高填料负载的乙烯基酯/乙烯-基地毯涂料组合物。此外，如果可以更快速、有效和/或以性质更可预知或偏差更小的方式制造乙烯基酯/乙烯地毯涂料组合物，将是有利的。通过使用如后文所述的连续闭合环路聚合法可以实现此类合意的地毯涂料组合物与地毯产品。

发明概述