CN1143376A - 水分散体组合物及由其制得的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水分散体组合物，当其用作改进可印性的纸张涂料、纸张增强剂、水泥复合添加剂、漆料、粘合剂等的基础组合时，可具有极好的性能；以及均含有该水分散体组合物的涂料组合物、纸浆组合物和砂浆组合物。该水分散体组合物包括一种由100份(重量)环氧树脂、0.1到5.0份(重量)微晶纤维素和0.1到10份(重量)表面活性剂组成的环氧树脂水分散体和一种非水溶性多胺型固化剂。当将该水分散体组合物用于涂料组合物、纸浆组合物和砂浆组合物时，均可在粘合力和粘度方面提供极好的使用性能，并且固化后甚至在高温高湿条件和低温低湿条件下也有极好的稳定性。

Description

水分散体组合物及由其制得的组合物
本发明的技术领域
本发明涉及一种水散体组合物，当其用作改进可印性的纸张涂层、纸张增强剂、水泥复合添加剂、涂料、粘合剂等的基础组分时，可提供极好的性能。更详细地说，本发明涉及一种环氧树脂水分散体组合物，它在固化后可表现出环氧树脂所具有的全部特征，不会引起固化后产品耐水性和粘合力的降低，还涉及到均使用了该水分散体组合物的涂料组合物、纸浆组合物和砂浆组合物。
本发明的背景
近年来，由丙烯酸体系、丙烯酸酯一苯乙烯体系、醋酸乙烯酯体系、乙烯-醋酸乙烯酯体系等经乳液聚合得到的热塑性树脂的聚合物水分散体，在工业生产中已广泛用作漆料、粘接剂或水泥复合添加剂。另外，一种聚酰胺脲甲醛水溶液、一种脲甲醛树脂水溶液和蜜胺甲醛树脂水溶液已经用作改进可印性的纸张涂料、纸张增强剂等。
这些传统聚合物水分散体所形成的薄膜对于金属、木材、硬化水泥、塑料等没有足够的粘合力，并且没有足够的耐水和耐热性，因此在潮湿状态或高温条件下，常常会产生分离或起泡的缺点。为改进热塑性树脂水分散体的这些缺点，已经提出将一种官能团引入到聚合物骨架中形成交联结构，但效果仍不是很好。JP-A-61-87722(本文所用的术语JP-A指的是“未经审查的公开日本专利申请”)述及一种生产环氧树脂球状颗粒的方法，是用一种胺型固化剂将在粉末状乳化剂存在下乳化的环氧化合物乳液固化。由于生产环氧树脂球状颗粒的固化剂是水溶性的，因此得到的乳液粘度很高并且环氧树脂球状颗粒的结构已经用固化剂交联，因而完全没有粘合性。JP-B-59-34670(本文所用的术语JP-B指的是“审定后公开的日本专利申请”)所披露的砂浆组合物在室温时几乎没有粘合力，因为所用的环氧树脂分散体的软化点相对较高。另外，一种甲醛骨架的水溶液，尽管在耐水性方面令人满意，但在干燥状态下的粘合力有所降低。除此之外，基本上都会同时产生甲醛水溶液，而造成环境污染问题。
本发明的一个目的是提供一种水分散体组合物，可避免产生上述问题，并且可很好地处理粘合力和粘度的问题，固化后甚至在高温高湿条件或低温低湿条件下都可呈现很好的稳定性。
本发明的另一个目的是提供一种加入了该种水分散体组合物的组合物，当其实际用作涂料组合物和纸浆组合物或砂浆组合物时具有很好的性能。本发明的公开内容
通过深入的研究，发现通过将一种热固型环氧树脂聚合物水分散体与一种非水溶性多胺型固化剂组合可解决传统聚合物水分散体产生的上述问题。
本发明涉及一种水分散体组合物，它包括一种由100份(重量)的环氧树脂、0.1到5.0份(重量)的微晶纤维素和0.1到10份(重量)的表面活性剂组成的环氧树脂水分散体和一种非水溶性多胺型固化剂。本发明提供一种涂料组合物，主要包括一种纸张颜料和一种颜料粘合剂，该组合物基于每100份(重量)的纸张颜料含0.1到5.0份(重量)的上述水分散体组合物和6到20份(重量)的颜料粘合剂。本发明进一步提供一种纸浆组合物，主要包括纸浆，该组合物基于每100份(重量)的纸浆含0.1到5.0份(重量)的上述水分散体组合物。本发明还进一步提供一种砂浆组合物，主要包括水泥和集料，该组合物基于每100份(重量)的水泥含3到35份(重量)的上述水分散体组合物和50到500份(重量)的集料。
下面将进一步详细说明本发明。
本发明所用的环氧树脂是由一种单体聚合得到的聚合物，这种单体例如是每分子有两个或多个环氧基的单体，该单体的实例包括缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、线型脂族环氧化物和脂环族环氧化物。
缩水甘油醚包括一种双酚的二缩水甘油醚、一种线型酚醛的多缩水甘油醚和一种亚烷基二醇或多亚烷基二醇的二缩水甘油醚。双酚二缩水甘油醚的实例包括二元酚的二缩水甘油醚，例如双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、四甲基双酚A和四溴双酚A的二缩水甘油醚。酚醛多缩水甘油醚的实例是酚醛树脂的多缩水甘油醚，例如是酚醛清漆、甲酚酚醛清漆和溴代酚醛清漆的多缩水甘油醚。亚烷基二醇或多亚烷基二醇的二缩水甘油醚的实例是二元醇的二缩水甘油醚，例如是聚乙二醇、聚丙二醇和丁二醇的二缩水甘油醚。
缩水甘油酯包括六氢邻苯二甲酸的二缩水甘油酯和一种二聚酸的二缩水甘油酯。
缩水甘油胺包括四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷、四缩水甘油基间二甲苯二胺、三缩水甘油基氨基苯酚和异氰脲酸三缩水甘油酯。
线型脂族环氧化物包括环氧化聚丁二烯和环氧化豆油。脂环族环氧化物包括羧酸3，4-环氧-6-甲基环己基甲酯和羧酸3，4-环氧环己基甲酯。
虽然不受限制，优选的环氧树脂是缩水甘油醚、缩水甘油胺或缩水甘油酯的聚合物，其中的缩水甘油醚聚合物是更优选的。优选的缩水甘油醚是双酚的二缩水甘油醚，特别优选双酚A或双酚F二缩水甘油醚为单体。这些环氧树脂可单独使用也可两种或多种组合使用。
所用环氧树脂的环氧当量为从100到1500，最好是从150到750。
本文所用的术语“微晶纤维素”其定义见O.A.Batlista，Industri-al & Engineering Chemistry，V01.42，502-507页(1950)，指的是一种具有基本上恒定聚合度的纤维素微晶聚集体，是由纤维素经酸水解或碱氧化降解得到的。
本发明优选的微晶纤维素应至少含有5％重量Stokes直径不大于1μm的微晶纤维素，这样才能增强本发明的效果。当在水存在下粉碎微晶纤维素时，所得到的粉碎微晶纤维素的平均粒径最好为5μm或更小(以Stokes直径表示)。
本发明优选的微晶纤维素包括用下述方法制得的微晶纤维素：将微晶纤维素和一种分散剂如一种水溶性胶，若需要的话再加上一种分解剂如淀粉分解产物，在水的存在下进行粉碎，然后再干燥。这种微晶纤维素制备方法的实例可见JP-B-40-12174、JP-B-57-14771(对应的美国专利4,383,111,1983，5，10日授权)和日本专利申请NO.259396/92。微晶纤维素的使用量最好为每100份(重量)的环氧树酯用0.1到5.0份重量。若微晶纤维素的比例少于0.1份(重量)，则环氧树脂不能在水中充分分散而导致沉淀和分离，若超过5.0份重量的比例，则聚合物分散体膜硬度会大大降低而不能实际应用。微晶纤维素更优选的比例为每100份(重量)的环氧树脂用0.3到3.0份(重量)。
本发明所用的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂包括脂肪酸盐、高级醇的硫酸酯盐、液体脂肪油的硫酸酯盐、脂族胺或酰胺硫酸盐、脂族醇的磷酸酯、二元脂肪酸酯的磺酸盐、脂族酰胺磺酸盐、烷基烯丙基磺酸盐和缩聚甲醛萘磺酸盐。阳离子表面活性剂包括伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐、季铵盐和吡啶鎓盐。两性表面活性剂包括羧酸型(三甲胺内脂)、硫酸酯型和磺酸型。非离子表面活性剂包括聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯烷基苯基醚，聚氧乙烯烷基酯、脱水山梨醇烷基酯、聚氧乙烯脱水山梨醇烷基酯和环氧乙烯环氧丙烯嵌段共聚物。
每100份(重量)的环氧树脂所用的表面活性剂量最好为0.1到10份(重量)。若表面活性剂用量少于0.1份(重量)，则由于水分散性较差使环氧树酯沉淀下来，若超过10份(重量)，则在实际使用时，硬化膜的耐水性和粘合力不够。每100份(重量)的环氧树脂所用的表面活性剂比例优选为0.5到8份(重量)。
除了上述表面活性剂外，环氧树脂水分散体还可进一步包括一种分散剂、一种水溶性聚合物、一种保护性胶体等。例如，可包括多磷酸酯、聚丙烯酸酯、马来酸酐共聚物、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、明胶、清蛋白或***树胶。
作为本发明水分散体组合物组分的环氧树脂水分散体，其平均分散粒径最好小于10μm。若平均粒径超过10μm，则分散的环氧树脂颗粒可能会沉淀和团聚，则硬化的产物在粘合力和耐水性方面会明显降低。
作为本发明的水分散体组合物组分的环氧树脂水分散体，可通过将上述环氧树酯、微晶纤维素、表面活性剂和水在一个施加剪切力的分散器中分散制得。施加剪切力的分散器实例包括均化混合器、旋转均化器、活塞均化器和行星式混合器。
物料加入分散器的顺序并不特别限定。所有的物料可一起混合并乳化，或者可将物料按用途以某一特定的顺序加入。注意微晶纤维素最好预先用分散器制成2到5％(重量)水分散体，然后再加入。
本发明所用的非水溶性多胺型固化剂包括可自乳化的多胺型固化剂。
这种固化剂包括用环氧树脂改性的改性脂族或脂环族多胺型固化剂。还包括多氨基酰胺型固化剂，是脂族多胺与聚合脂肪酸的反应产物。
上述多氨基酰胺型固化剂是一种有多个活性氨基和至少一个酰氨基的化合物，例如脂族多胺缩合物，它是由多亚烷基多胺和聚合脂肪酸(称为“二聚酸”)缩合反应制备的，其中的聚合脂肪酸是由天然不饱和脂肪酸(可有其它的脂肪酸)得到的。多亚烷基多胺的典型实例是一种多亚乙基多胺，例如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺等。聚合脂肪酸的工业制法是将由天然油(例如妥尔油、豆油和红花油)获得的有许多不饱和键的脂肪酸(例如亚油酸和亚麻酸)在一种催化剂如粘土、铝氧硅酸盐及类似物存在或不存在的情况下加热制得的。
市场上可得到的固化剂产品包括Ancamide 500和502(包括脂族多亚烷基多胺缩合物的多氨基酰胺型固化剂的商品名称，ACIJAPAN出售)、Ancamine 1618(改性脂族多胺型固化剂的商品名称，ACIJAPAN出售)和Casamid 2221(改性脂族多胺型固化剂的商品名称，ACIJAPAN出售)。
本发明所用的非水溶性多胺型固化剂可与各种水溶性固化剂组合，例如二亚乙基四胺或N-氨基亚乙基哌嗪组合使用。
环氧树脂与所用的非水溶性多胺型固化剂的比例并不特别限定，可根据所需用途改变。
由于非水溶性细颗料在水中混合使本发明的水分散体组合物乳化。另外本发明的水分散体组合物包括未反应状态的环氧树脂水分散体和非水溶性多胺型固化剂，在水分散体组合物与其它所需用途的组合物复合并将得到的组合物应用于所需用途后，将组合物加热或在室温下干燥，使环氧树脂水分散体与非水溶性多胺型固化剂反应而固化。
按照本发明的一个具体实例，涂层组合物主要包括纸张颜料和颜料粘合剂，且每100份(重量)的纸张颜料含0.1到5.0份(重量)的前述含环氧树酯水分散体和非水溶性多胺型固化剂的水分散体组合物以及6到20份(重量)的颜料粘合剂。
若涂料组合物中水分散体组合物的比例少于0.1份(重量)，则不能产生本发明的效果，若超过5.0份重量，则涂料组合物的粘度增加，而使施工困难。
涂料组合物所用的水分散体组合物，其环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比最好为0.1到2.0。若环氧树脂和非水溶性多胺型固化剂的重量比少于0.1，则不能得到足够的湿拉毛(Wet pickstrength)强度和湿油墨粘合性，而这是印刷纸张非常重要的特性，若该比例超过2.0，则不仅涂料组合物的粘度会大大增加，而且印刷时干拉毛强度也可能降低。
本发明所用的粘合剂包括常用的颜料粘合剂如合成粘合剂，例如SB胶乳、丙烯酸胶乳和醋酸乙烯酯胶乳；还包括天然粘合剂如淀粉和酪蛋白。颜料粘合剂的用量为每100份(重量)的纸张颜料用6到20份(重量)。若颜料粘合剂的比例小于6份重量，则干拉毛强度和湿拉毛强度会急剧降低；若超过20份重量，则油墨粘合力和油墨凝固性会明显降低。
涂料组合物中所用的颜料包括纸张涂料组合物中常用的矿物颜料，如粘土、碳酸钙、氧化钛和缎光白；还包括称为塑料颜料的有机颜料，如聚乙烯细颗粒。
本发明的涂料组合物还可进一步包括各种常用的添加剂，如分散剂、增稠剂、中和剂、杀菌剂、消泡剂等等。
涂料组合物的制备方法并不限于一种具体方法，其制备方法可以是将颜料、粘合剂和各种添加剂与预制的水分散体组合物混合，也可以与环氧树脂水分散体和非水溶性多胺型固化剂分别混合，即没有预先制备水分体组合物的步骤。
按照本发明的另一个具体实例，纸浆组合物主要包括纸浆，该组合物基于每100份(重量)的纸浆含0.1到5.0份(重量)的水分散体组合物。
若水分散体组合物的比例少于0.1份重量，则不能发挥本发明的效果。若超过5.0份(重量)，则加入了纸浆组合物的纸浆浆料的粘度增加，而使得到的纸张很难成形且有耐折性急剧降低的缺点。
在纸浆组合物中所用的水分散体组合物其环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比优选为0.1到2.0。若环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比少于0.1或大于2.0，则耐折性会大大降低。
含有本发明水分散体组合物的纸浆组合物可直接加入到纸浆浆料中，但最好是稀释到一定浓度再使用。纸浆组合物可与其它添加剂组合使用，如松香上胶剂或硫酸铝。
纸浆组合物的制备方法并不限于一种具体方法，其制备方法可以是将纸浆浆料(其中纸浆浓度已经适当调整)与预制的水分体组合物混合，或者是分别与环氧树酯水分散体和非水溶性多胺型固化剂混合，无须与预制的水分散体组合物混合的步骤。
砂浆组合物主要包括水泥和集料，按照本发明的另一个具体实例，该组合物基于每100份(重量)的水泥含3到35份(重量)的水分散体组合物，优选5到30份(重量)。若水散体组合物的比例少于3份(重量)，则不足以改进拉伸粘合强度和耐水强度。若超过35份(重量)，则会失去水泥砂浆所必须具有的刚性。
砂浆组合物中环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比不特别限定，但优选为0.5到2.5。若该比例少于0.5或大于2.5，则拉伸粘合强度和耐水强度往往会急剧下降。
使用一种保水剂会增强本发明砂浆组合物的效果。在砂浆组合物中常常要使用保水剂。适用的保水剂的实例包括甲基纤维素、羟乙基纤维素和丙烯酸钠，其用量为每100份(重量)的水泥用0.05到2.0份(重量)，优选为0.1到1.5份(重量)。若加入少于0.05份(重量)保水剂，则不能产生增强本发明的效果。若加入大于2.0份重量保水剂，则不仅会增加砂浆组合物粘度而很难施工，还会降低耐水强度。
当本发明砂浆组合物在约10℃或更低的温度下使用时，建议每1 00份(重量)的环氧树脂水分散体加入10到120份(重量)的苯乙烯-丁二烯胶乳和/或丙烯酸胶乳，这样就可明显改进低温拉伸粘合强度。若加入量小于10份，则这些共聚物胶乳没有显示出改进低温拉抻粘合强度的效果。共聚物胶乳的加入量大于120份重量时，会导致抗压强度的降低。苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳和/或丙烯酸共聚物胶乳优选使用玻璃化温度为-25℃到+5℃的。若玻璃化温度低于-25℃，抗压强度会降低。若超过+5℃，则砂浆组合物会没有足够的成膜性，砂浆耐水性也会降低。
可用于本发明的水泥是硅酸钙水硬水泥，包括单纯的水泥，如普通卜特兰水泥、快硬卜特兰水泥、超快硬卜特兰水泥、中热卜特兰水泥、白水泥等；还包括混合水泥，如高炉水泥、硅石水泥、粉煤灰水泥等。这些种水泥可单独使用也可两种或多种组合使用。
可用于本发明的集料包括硅质砂、河砂、磨碎的石头、磨碎的瓷料、磨碎的玻璃、玻璃珠。这些种集料可单独使用也可两种或多种组合使用。集料与水泥的混合比为每100份(重量)水泥50到500份(重量)集料，优选为70到300份(重量)。
若需要的话，砂浆组合物中还可进一步包括各种常用添加剂，如变型剂、起泡剂、硬化促进剂、缓凝剂、防锈剂、防水剂、膨胀剂和分散剂。
砂浆组合物的制备方法并不限于一种具体方法，其制备方法可以是将水泥、集料和各种添加剂与预制的水分散体组合物混合，也可以是与环氧树脂水分散体和非水溶性多胺型固化剂分别混合，代替与预制的水分散体组合物混合的方法。
实施本发明的最佳方式
现在将参照实施例和对比实施例更详细地说明本发明，但很清楚的一点是本发明并不受其限制。
按下列方法测试各种物理性能。环氧树脂水分散体的测试(1)平均粒径
用激光型粒径分布仪LA-700(Horiba制造)测试。涂层组合物的测试方法(1)粘度
在250℃，用BL型粘度计(60转/分，NO.3轴)测试。(2)干拉毛强度
将涂布纸张每次用0.4cc的印刷油墨(SD Super Deluxe 50 BeniB；粘性值：15，Toka Shikiso K.K.制造)在一个RI印刷检测仪上印刷三次，胶辊上的拉毛转移到另一装置上，观察拉毛程度，用5点相对评价法进行评价，较少拉毛的涂布纸张等级较高。(3)湿拉毛强度
将涂布纸的表面用一个湿式辊弄湿，在一个RI印刷测试仪上用0.44cc印刷油墨(SD Super Deluxe 50 Beni B；粘性值10；TokaShikiso K.K.制造)印刷一次，胶辊上的拉毛转移到另外的装置上，观察拉毛程度。用5点相对评价法进行评价，较少拉毛的涂布纸等级较高。(4)油墨粘合力
在用molleton胶辊将水施涂于涂布纸张后，用RI印刷检测仪，在不会引起拉毛的条件下印刷，用肉眼观察油墨转印性(印刷上的油墨密度)，用5点相对评价方法进行评价，呈现较高油墨转印性的涂布纸张等级较高。(5)纸张光泽度
用Murakami型光泽仪GM-26D在75℃-75℃下测量涂覆纸张的表面光泽度，该值越高则光泽度也愈高。(6)印刷光泽度
将涂布纸张在RI印刷检测仪上用0.4cc的印刷油墨(SD SuperDeluxe 50 Ai，Toka Shikiso K.K.制造)实心印刷，干燥后，用Mu-rakami型光泽仪GM-26D在60℃-60℃下测试印刷后的表面光泽度，该值越高则光泽度越高。纸浆组合物的测试(1)耐折性
按JIS P8115，用MIT型耐折性检测仪进行测试。(2)相对耐破度
按JIS P8112，用Mullen型水压耐破测试仪进行测试，取未含本发明水分体组合物的纸张作为标准(100)，表示出相对耐破度。(3)相对环压抗碎强度
按JIS P8116，用环辊压碎检测仪进行测试，按与上述(2)同样的方式表示相对结果。(4)表面强度
通过在蜡上的拉毛进行评价，该值越高，则表面强度越高。
砂浆组合物的测试(1)施工性能
前述方法制备的砂浆组合物施涂到混凝土板上，用抹刀和刮刀直观评价使用性能。(2)拉伸粘合强度
将一个2mm高的样板固定到一个JISA5304规定的混凝土板上，把前述方法制备的砂浆组合物浇注其中，并用抹刀抹平。在一个热恒湿器内，将试样于20℃和65％RH下硬化7天或5℃和65％RH下硬化7天后，用拉伸测量仪(日本Building Research Institue，Min-istry of Construction发明)测试垂直方向的拉伸粘合强度。(3)耐水强度
上述(2)中制备的试样(已经装在一个Buiding Research Insti-tute发明的拉伸测量仪的附件上)浸入水中1天。将试样从水中取出，擦去附件周围的水，用拉伸测量仪在垂直方向上拉伸试样来测试粘合强度。(4)抗压强度
按JISK6911所述的抗压强度测试法进行测试。
实施例1
一种涂料组合物按下示配方：用下述方法，使用0.3份重量的下示环氧树脂水分散体和0.2份重量的多氨基酰胺型固化剂来制备，该固化剂中包括一种多亚烷基多胺缩合物“Ancamide 502”(ACIJAPAN出售)作为非水溶性多胺型固化剂。环氧树脂水分散体的制备方法
                            重量份数双酚A型环氧树脂“AER331C”，    100Asahi Kasei Kogyo K.K.生产(环氧当量：190)微晶纤维素“ACICEL RC591”，    0.5Asahi Kasei Kogyo K.K.生产非离子表面活性剂(聚氧乙烯       0.5壬苯基醚)“Newcol 506”，Nippon Nyukazai K.K.生产净化水
非离子表面活性剂预先配成25％(重量)水溶液。微晶纤维素预先配成5％(重量)水分散体。所有的组分在一个6000转/分的均化混合器中均匀分散15分钟，得到平均粒径为3μm的环氧树脂水分散体。涂料组合物配方
                              重量份数
粘土“Ultracoat”，EMC生产    70
碳酸钙“Super 1700”，                   30
Maruo Calcium Co.，Ltd.生产
分散剂(聚丙烯酸钠)“Aron T-40”，        0.2
Toagosei Chemical Industry CO.Ltd.生产
中和剂(氧氧化钠)                         0.1
淀粉“Oji Ace A”，                      3Oji Corn Starch K.K.生产
羧化SB基“胶乳L1608”，                  11
Asahi Kasei Kogyo K.K.生产
上述环氧树脂水分散体                     0.3
非溶水性多胺型固化剂“Ancamide 502”，   0.2
ACIJAPAN出售将70份(重量)粘土、30份(重量)碳酸钙、0.2份(重量)分散剂(聚丙烯酸钠)和0.1份重量中和剂(氢氧化钠)分散于规定量水中，制成一颜料浆，向该颜料浆中加入3份重量淀粉(Oji AceA)(已预先溶解并配成溶液)、11份重量羧化SB基胶乳(L1608)、0.3份重量环氧树酯水分散体和非水溶性多胺型固化剂(Ancamide 502)，然后搅拌混合，加入适当量的水得到最终固含量为65％(重量)的纸张涂料组合物。
得到的涂料组合物用拉线方法以14g/平方米的涂布量施涂于基础纸上，并在热空气干燥器(150℃×30秒)中干燥。涂布纸张通过一个超级压光机(胶辊温度：50℃，辊压150kg/m)两次，然后置于23℃和65％RH的热恒湿器中，制成试样，测试各种物理性能，得到的结果示于表1。
                实施例2
按与实施例1相同的方法制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是使用0.1份(重量)实施例1中制备的环氧树脂水分散体和0.3份(重量)多氨基酰胺型固化剂(包括一种脂族多亚烷基多胺缩合物“Ancamide 500”(ACI JAPAN出售))作为非水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
            实施例3
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是使用0.1份(重量)实施例1中制备的环氧树脂水分散体和0.4份(重量)多氨基酰胺型固化剂(包括一种脂族多亚烷基多胺缩合物“Ancamide 503”(ACI JAPAN出售))作为非水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
           实施例4
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是使用2份(重量)实施例1中制备的环氧树脂水分散体和2份(重量)改性环脂族多胺型固化剂“Ancamide 1618”(ACI JAPAN出售))作为非水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1 。
        比较实施例1
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是在涂料组合物配方中除去环氧树脂水分散体和非水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
       比较实施例2到5
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是需按表1所示使用环氧树脂水散体和非水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
       比较实施例6
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是使用0.3份(重量)实施例1中制备的环氧树脂水分散体和0.2份(重量)固化剂(包括一种四亚乙基四胺化合物“TETA”(ACIJAPAN出售))作为水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
      比较实施例7
按与实施例1相同的方式制备涂料组合物和涂布纸张试样，只是其中使用实施例1中制备的0.1份(重量)的环氧树脂水分散体和0.3份重量固化剂(包括一种N-氨基亚乙基哌嗪化合物“N-AEP”(ACI JAPAN出售))作为水溶性多胺型固化剂。各种物理性能的测试结果示于表1。
        比较实施例8
将与实施例1所用环氧树脂水分散体相同的各组分在一个降低转数(1000转/分)的均化混合器中分散，制得平均粒径14μm的环氧树脂水分散体。按与实施例1相同的方式制备纸张涂料组合物和涂布纸张试样，不同处是使用0.3份(重量)上述制成的环氧树脂水分散体和0.2份(重量)非水溶性多胺型固化剂“Ancamide 500”(ACIJAPAN出售)。各种物理性能的测试结果示于表1。
                                      表1实施例No.                                       比较实施例No.1      2      3      4      1      2      3      4      5      6      7      8涂料组合物(份数)粘土(Ultracoat)70     70     70     70     70     70     70     70     70     70     70     70CaCO3(Super 1700)  30     30     30     30     30     30     30     30     30     30     30     30分散剂(Aron        0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2    0.2T-40)中和剂                 0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1    0.1氢氧化钠淀粉(Oji Ace A)    3      3      3      3      3      3      3      3      3      3      3      3SB基胶乳           11     11     11     11     11     11     11     11     11     11     11     11(L1608)环氧树脂水分散体   0.3    0.1    0.1    2.0    -      0.05   3.0    0.04    0.21  0.3    0.1    0.3非水溶性多胺型固化剂：Ancamide 500       -      0.3    -      -      -      -      -      -       -     -       -     0.2Ancamide 502       0.2    -      -      -      -      0.03   -      0.26    0.09  -       -     -Ancamide 503       -      -      0.4    -      -      -      2.5    -       -     -       -     -Ancamine 1618      -      -      -      2.0    -      -      -      -       -     -       -     -水溶性多胺固化剂：TETA*1            -      -      -      -      -      -      -      -       -     0.2     -     -N-AEP*2           -      -      -      -      -      -      -      -       -     -       0.3   -
                       表1(续)实施例No.                                  比较实施例No.1       2      3      4      1      2     3       4      5       6       7       8实际性能：化合物粘度    1460    1510   1720   1760   1050   1130  (3*)    2340   1540    (*3)    (*3)    1480(BL型；cps)纸张光泽度(％)          68.4    68.5   68.2   68.7   68.1   68.2          67.3   67.8                    67.9印刷光泽度(％)          56.8    56.7   57.1   57.2   53.2   53.2          54.5   53.6                    53.6可印性：干拉毛强度    3.0     3.0    3.0    3.0    2.8    2.9           2.9    3.0                     2.9湿拉毛强度    3.2     3.2    3.3    3.3    2.7    2.8           2.9    2.8                     3.1油墨粘合力    3.3     3.3    3.2    3.3    2.6    2.8           3.0    2.8                     3.1备注：*1：三亚乙基四胺(下同)*2：N-氨基亚乙基哌嗪(下同)*3：粘度增加
            实施例5
将400m1打成加拿大标准打浆度(CSF)的纸浆(LBKP)调成1％(重量)浆料浓度并搅拌1分钟。在该浆料中加入0.3份(重量)实施例1中制备的水分散体，和0.2份(重量)非水溶性多胺型固化剂“Ancamide 502”(ACI JAPAN出售)，然后进一步搅拌5分钟。得到的浆料在TAPPI方板器中进行处理，并在旋转干燥器内干燥，制成试样。用试样测试各种性能，得到的结果示于表2。
        实施例6到8
按与实施例5相同的方式制备试样，不同处是使用表2所示的水分散体组合物。测试结果示于表2。
        比较实施例9
按与实施例5相同的方式制成试样，不同处是所用的纸浆浆料中，纸浆浓度为1％(重量)，并且不含有水分散体组合物。测试结果示于表2。
       比较实施例10到13
按与实施例5相同的方式制成试样，不同处是使用表2所示的水分散体组合物，测试结果示于表2。
       比较实施例14和15
按与实施例5相同的方式制成试样，不同处是使用实施例1所制备的水分散体和表2所示的水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表2。
        比较实施例16
按与实施例5相同的方式制成试样，不同处是使用对比实施例8中制备的环氧树酯水分散体和表2所示的非水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表2。
                                       表2实施例No.                                 比较实施例No.5      6      7      8      9      10     11     12       13     14     15     16纸浆组合物(份数)：纸浆(LBKP)                100    100    100    100    100    100     100    100     100    100    100    100环氧树脂水分散体      0.3    0.1    0.1    2.0     -     0.05    3.0    0.04    0.21   0.3    0.1    0.3非水溶性多胺型固化剂：Ancamide 500          -      0.3    -      -      -      -       -      -       -      -      -      0.2Ancamide 502          0.2    -      -      -      -      0.03    -      0.26    0.09   -      -      -Ancamide 503          -      -      0.4    -      -      -       2.5    -       -      -      -      -Ancamine 1618         -      -      -      2.0    -      -       -      -       -      -      -      -水溶性多胺固化剂：TETA                  -      -      -      -      -      -       -      -       -      0.2    -      -N-AEP                 -      -      -      -      -      -       -      -       -      -      0.3    -实际性能：耐折性                24     26    23      20     12     18      10     13      15     11     14     15(次数)142    132   138     143    100    104     139    127     132    113    117    121相对耐破度相对环压耐碎强度*                     122    114   118     121    100    112     118    112     117    108    118    114表面强度              16     14    15      14     7      8       14     12      11     9      10     9备注：*比较实施例9的结果取为100
                实施例9
将15份(重量)下示环氧树脂水分散体、7份(重量)多氨基酰胺型固化剂(包括一种脂族多亚烷基多胺缩合物“Ancamide 502”(ACIJAPAN出售))作为非水溶性多胺型固化剂、100份(重量)普通卜特兰水泥、100份(重量)硅质砂NO.6和规定量的制备用水进行充分捏和，得到一均匀的砂浆组合物。用得到的砂浆组合物制成供测试各种物理性能用的试样，并进行测试，得到的结果示于表3。
环氧树脂水分散体的制备方法
                          重量份数双酚A型环氧树脂“AER331C”，    100Asahi Kogyo K.K.生产(环氧当量：190)微晶纤维素“AVICEL RC591”，    0.5Asahi Kasei Kogyo K.K.生产非离子表面活性剂(聚氧乙烯       1.0壬苯基醚)“Newcol 506”，Nippon Nyukazai K.K.生产净化水                          100
非离子表面活性剂预先配制成25％(重量)水溶液。微晶纤维素预先配制成5％(重量)水分散体。所有组分在一个6000转/分的均化混合器中分散15分钟，得到平均粒径为2.5μm的环氧树脂水分散体。
            实施例10和11
按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是使用实施例9中制备的水分散体和表3所示的非水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表3。
            实施例12
按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是使用实施例9中制备的水分散体、一种丙烯酸胶乳“A1500”(Asahi Kasei Kogyo K.K.生产，玻璃化温度-7℃)和“Ancamide 502”(ACI JAPAN出售)作为非水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表3。
            实施例13
按与实施例12相同的方式制成试样，不同处是用一种包括有改性聚酰胺化合物“Casamid 2221”的固化剂作为非水溶性多胺型固化剂(ACI JAPAN出售)代替一部分实施例2所用的“Ancamide 502”(ACI JAPAN出售)。测试结果示于表3。
        实施例14
按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是另外还使用“Metolose 90SH400”(Shin-Etsu Chemical CO.，Ltd.生产)作为保水剂。测试结果示于表3。
        比较实施例17到20
按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是使用实施例9中制备的环氧树脂水分散体和表3所示各种非水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表3。
        比较实施例21到22
按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是使用实施例9中制备的环氧树脂水分散体和表3所示的各种非水溶性多胺型固化剂。测试结果示于表3。
        比较实施例23
将与实施例9所用的环氧树脂水散体相同的各组分在一个降低转数(1000转/分)的均化混合器中分散，得到平均粒径12μm的环氧树脂水分散体。按与实施例9相同的方式制成试样，不同处是使用1 5份(重量)上面得到的环氧树脂水分散体和7份(重量)非水溶性多胺型固化剂“Ancamide 502”(ACI JAPAN出售)。各种物理性能的测试结果示于表3。
        比较实施例24
按与实施例9相同的方式制成环氧树脂水分散体，不同处是将配方中的微晶纤维素“AVICEL RC591”(Asahi Kasei Kogyo，K.K.生产)除去。按与实施例9相同的方式，将这样制备的环氧树脂分散体制成试样，测试各种物理性能。得到的结果示于表3。
                                               表3实施例No.                               比较实施例No.9     10    11    12     13     14    17     18    19    20     21     22     23    24砂浆组合物(重量份数)环氧树脂水分散体                     15    15    4     10     10     10    2      20    7     16     15     15     15    15*丙烯酸胶乳(A15000)      -     -     -     5      5      -     -      -     -     -      -      -      -     -非水溶性多胺固化剂：Ancamide 500            -     12    -     -      -      -     -      17    16    -      -      -      -     -Ancamide 502            7     -     2     5      3.75   7     0.8    -     -     6      -      -      7     7Casamid 2221            -     -     -     -      1.25   -     -      -     -     -      -      -      -     -水溶性多胺固化剂：TETA                    -     -     -     -      -      -     -      -     -     -      7      -      -     -N-AEP                   -     -     -     -      -      -     -      -     -     -      -      7      -     -保水剂                  -     -     -     -      -      0.5   -      -     -     -      -      -      -     -(90SH400)普通卜特兰水泥                     100    100   100   100    100    100   100    100   100   100    100    100    100   100硅质砂No.6                   100    100   100   100    100    100   100    100   100   100    100    100    100   100水                     55     60    50    57     57     57    55     60    50     57    55     55     55    55实际性能：施工性                  好     好    好    好     好     好    好     坏    中    好     坏     坏     好    中拉伸粘合强度(kg/cm2)：20℃，65％RHx7天                    21.8   22.0  18.4  26.1   26.0   23.5  11.2   30.2  14.2  18.9   20.2   21.3   18.2  17.25℃，65％RHx7天        8.2    10.1  7.8   18.1   18.1   8.5   4.2    11.2  8.7   7.4    12.2   14.6   7.5   7.0耐水强度**           21.5   21.8  17.2  25.3   25.2   23.1  5.8    28.9  11.8  16.2   10.2   11.5   16.2  15.2(kg/m2)抗压强度**                      400    410   415   380    395    405   370    360   380   370    410    400    380   370(kg/m2)备注：*：一种含有与实施例9中制备的组合物相同组分的环氧树脂分散体，不同处是除去“AVICEL RC 591”(Asahi Kasei Kogyo，K.K.生产)
**：试样在20℃，65RH下固化7天
工业应用
本发明的水分散体组合物呈现很好的耐水性、耐热性和粘合力，并广泛用于例如漆料、粘接剂、自粘剂、加工纸、纺织助剂、建筑材料、纸张耐水增强剂以及其它类似用涂。漆料包括混凝土涂漆、木材涂漆、金属涂漆、民用涂漆、皮革涂漆和地板蜡。粘接剂包括木材粘合剂、包覆包装材料所用的粘接剂、罐用粘接剂、瓷砖粘接剂和地板粘接剂。自粘剂包括包装用粘接带、粘贴标签、冰冻食品标签、可揭标签、POS标签、粘贴壁纸和粘贴地板。加工纸包括艺术纸、涂布纸、轻质涂布纸、铸涂纸、涂布纸板、无碳复印纸和浸渍纸。纺织助剂包括地无纺布、地毯、层压布、带电涂层、印花布和轮胎涂层所用的纺织助剂。建筑材料包括密封胶、水泥添加剂和防水材料。

Claims (12)

1、一种水分散体组合物，包括一种由100份(重量)环氧树脂、0.1到0.5份(重量)微晶纤维素和0.1到10份(重量)表面活性剂组成的环氧树酯水分散体和一种非水溶性多胺型固化剂。
2、根据权利要求1的水分散体组合物，其中所述的非水溶性多胺型固化剂选自脂族多胺缩合物、改性环脂族多胺化合物或改性的脂族多胺化合物。
3、根据权利要求1的水分散体组合物，其中所述的环氧树脂水分散体的平均粒径小于10μm。
4、根据权利要求1的水分散体组合物，其中所述的环氧树脂的环氧当量为从100到1500。
5、根据权利要求1的水分散体组合物，其中所述的环氧树脂是一种聚合物，它通过选自缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、线型脂族环氧化物或环脂族环氧化物的至少一种单体进行聚合而制得。
6、根据权利要求1的水分散体组合物，其中所述的表面活性剂选自：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或非离子表面活性剂。
7、一种涂料组合物，主要包括一种纸张颜料和该颜料粘合剂，该组合物基于每100份(重量)纸张颜料，含0.1到5份(重量)如权利要求1所定义的水分散体组合物和6到20份(重量)颜料粘合剂。
8、根据权利要求7的涂料组合物，其中所述的水分散体组合物的环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比为从0.1到2.0。
9、一种主要包括纸浆的纸浆组合物，它基于每100份(重量)纸浆含0.1到5份(重量)如权利要求1所定义的水分散体组合物。
10、根据权利要求9的纸浆组合物，其中所述的水分散体组合物的环氧树脂与非水溶性多胺型固化剂的重量比为从0.1到2.0。
11、一种砂浆组合物，主要包括水泥和集料，该组合物基于每100份(重量)水泥含3到35份(重量)如权利要求1所定义的水分散体组合物和50到500份(重量)集料。
12、根据权利要求11的砂浆组合物，其中所述的水分散体组合物的环氧树酯与非水溶性多胺型固化剂的重量比为从0.5到2.5。
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