[发明专利]用于复合膜层压的含噁唑啉的水性聚合物分散体

说明书

本发明涉及用于复合膜层压的水性聚合物分散体，以及涉及一种由烯键式不饱和的可自由基聚合的单体制备其的多阶段法。在第一阶段中，通过自由基乳液聚合制备第一聚合物。在下一阶段中，在第一聚合物的存在下制备水性聚合物分散体。第一阶段的单体包含含有酸基团的单体。下一阶段的单体包含具有噁唑啉基团的单体。第一阶段的聚合反应在小于5的低pH下进行。第一聚合物的酸基团在下一阶段的聚合反应之前被中和。所述水性聚合物分散体可用作制备复合膜的粘合剂。

用于复合膜层压的基于水性聚合物分散体的层压粘合剂通常需要交联剂以增加耐化学性或热稳定性。通常，为此，层压粘合剂分散体使用异氰酸酯交联剂配制。缺点是这些制剂具有相对短的工作时间(已知为贮存期)并可能因健康原因而不受欢迎。此外，一般而言，常规的水性聚合物分散体需要相对大量的乳化剂以稳定分散体。缺点是大量的乳化剂可降低水性层压粘合剂制剂的瞬间粘合性。使用噁唑啉单体制备的聚合物分散体记载于EP 0176609、JP 2013-057081或WO 06/112538中。这些聚合物分散体包括相对大量的乳化剂，这对复合膜层压粘合剂应用而言是不利的。用于复合膜层压的不含噁唑啉单体的聚合物分散体记载于WO 2011/154920。

本发明的目的在于提供用于复合膜层压的水性聚合物分散体，所述水性聚合物分散体具有极长的贮存期、极低水平的因健康原因不受欢迎度，并且能够用于制备具有极佳耐化学性、极佳瞬间粘合性和极佳热稳定性的复合膜。

已经发现，该目的可以通过下文更详细阐明的制备方法并通过由所述方法可获得的聚合物分散体而实现。本发明提供用于复合膜层压的水性聚合物分散体，其通过自由基乳液聚合制备，

-其中首先在第一阶段中，在水性介质中，通过自由基乳液聚合制备分散在水中的第一聚合物，第一聚合物由包含烯键式不饱和的可自由基聚合的单体的第一组合物制备，并且其中

-在下一阶段中，在水性介质中并且在第一聚合物的存在下，通过另一组合物的自由基乳液聚合制备聚合物分散体，所述另一组合物与第一组合物不同并且包含烯键式不饱和的可自由基聚合的单体，

-其中第一阶段的单体包含至少一种含有至少一个酸基团的单体，其量为至少0.1重量份，基于100重量份的所有阶段的单体计，并且

-其中下一阶段的单体包含至少一种具有至少一个噁唑啉基团的单体，并且

-其中第一阶段的聚合反应在小于5的pH、优选小于或等于4.5的pH下进行，并且，在下一阶段的聚合反应之前，酸基团用挥发性碱中和至下一阶段之前的聚合物分散体的pH大于5，优选大于或等于5.5，所述挥发性碱优选氨水溶液，并且

-其中使用基于100重量份的单体计的总计小于0.5重量份的乳化剂或不使用乳化剂，并且

-其中制备的聚合物的玻璃化转变温度小于-10℃。

本发明还提供用于制备水性聚合物分散体的相应方法。所述方法包括通过特别改良的所谓的(多阶段)一锅法制备聚丙烯酸酯分散体、特别是用于复合膜层压的聚丙烯酸酯分散体，所述一锅法基于通过“原位”(即在乳液聚合过程中)形成的保护胶体对乳液聚合物的稳定作用。

本发明方法的原理基于在水性分散体中优选种子受控地形成小的聚合物颗粒，在第一聚合阶段中通过第一单体组合物的自由基聚合并且随后中和，并接着加入主要单体，所述第一单体组合物包含至少一种含有至少一个酸基团的烯键式不饱和单体(例如(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸的混合物)，所述主要单体为例如(甲基)丙烯酸烷基酯、噁唑啉单体和任选的苯乙烯。中和后，在第一阶段形成的颗粒能够变得具有保护胶体的活性并使得本发明的聚合物分散体稳定。在第一阶段的反应开始时，反应容器中的pH由于连续加入酸而持续降低。结果为，在第一聚合阶段中形成的聚合物颗粒呈不溶解的形式。仅在包括含噁唑啉单体的聚合阶段之前的中和时(例如通过加入氨)才形成保护胶体，所述保护胶体随着主要单体的加入而在乳液聚合中具有稳定分散体的作用，这是因为所述保护胶体优选由非极性(甲基)丙烯酸烷基酯单元和极性中和的(甲基)丙烯酸或衣康酸单元构成。

本发明还提供：本发明的水性聚合物分散体作为层压粘合剂用于制备层压粘合剂、或制备复合膜的用途；相应地复合膜；以及一种制备复合膜的相应方法，所述方法包括提供本发明的水性聚合物分散体并使用水性聚合物分散体将至少两个膜彼此粘合。

在下文中，有时使用名称“(甲基)丙烯酸…”和类似的名称作为“丙烯酸…或甲基丙烯酸…”的缩略表示。在名称(甲基)丙烯酸Cx烷基酯和类似的名称中，x表示烷基中的碳原子数。