地毯涂層組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及基于水性乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體的地毯涂層組合物。
【背景技術】
[0002] 大多數常規的地毯包括基底布（主背襯，primarybacking)，其中紗線簇絨（紗 簇，yarntuft)以剪開或未剪開環的形式沿背襯向上延伸形成絨頭表面。在簇絨地毯的情 況中，通過簇絨針將紗線插入（嵌入，insert)至基底布中，并且向該紗線施加粘合劑（地毯 涂層）。在非簇絨或粘合絨頭地毯的情況中，纖維被嵌入并且實際通過粘合劑組合物固定。
[0003] 在兩種情況中，地毯結構一般還包括結合至基底布的第二層底布（二次背襯， secondarybacking)。第二層底布向地毯提供額外的襯墊（padding)，吸收噪音，增加尺寸 穩定性并且往往起絕熱材料的作用。通過施加至簇絨撮（tuft-lock)涂覆的基底布的粘合 劑組合物（地毯涂層）將第二層底布（通常是編織物，如黃麻纖維（jute)，或泡沫板）層壓 至基底布上。類似的技術被用于連續（卷）地毯以及地毯拼片（carpettile)的制備中。
[0004] 通常，這些應用需要高水平的耐水性。此外，存在許多這種地毯涂層必須滿足的重 要要求。它必須能夠使用在用于乳液涂層的地毯工業中常規使用的方法和設備施加至地毯 并干燥。在簇絨和非簇絨結構中，它必須提供對絨頭纖維的優異粘附性，以將它們牢固地結 合至背襯。涂層還必須具有低煙密度值和高阻燃性質，并且必須接受高負載的填料，如碳酸 鈣、粘土、氫氧化鋁、重晶石、粉煤灰和長石。此外，即使在高填料負載或低溫，涂層也必須保 持足夠的軟度和柔性，如果以連續方式制備，以使地毯在安裝期間容易卷曲和展開。
[0005] WO 90/00967A1描述了水性聚合物乳膠代替PVC增塑溶膠用于制造地毯的用途。 這種水性乳膠的實例是乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-丙烯 酸酯共聚物。
[0006] 美國專利3, 779, 799描述了用基于乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、聚乙烯或羧酸化的 苯乙稀-丁二稀共聚物的水性聚合物乳膠涂覆的簇絨絨頭織物（tuftpilefabric)。在由 用于簇絨織物和其他產品（如地毯等）的合成紗線織造的基底布中，當用有效減少這種簇 絨松散至可接受的程度的聚合物物質涂覆背襯時，據稱得到了地毯和/或簇絨織物耐簇絨 松散能力的增強。優選的涂層材料是乙烯乙酸乙烯酯的共聚物，并且通過包括噴涂、浸漬、 刷涂或滾壓的任何已知的方法施加至背襯。
[0007] 美國專利5, 026, 765公開了包含按重量計40至80百分數的填料和按重量計20至 60百分數的乳膠粘合劑的地毯涂層組合物，粘合劑包含以下各項的乳液聚合物：a)40wt% 至80wt%的燒酸的乙稀醋，該酸具有1至13個碳原子；b) 5wt%至25wt%的具有至少50°C 的Tg的可共聚共聚單體；和c)10%至30%的乙烯。
[0008] 美國專利4, 239, 563公開了乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液作為用于地毯背襯的層 壓膠粘劑的用途。通過將乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、分散劑和增稠劑混合在一起，添加或不 添加填料而制備共聚物乳液。乙酸乙烯酯-乙烯共聚物可以包含約20重量份至約70重量 份之間的乙酸乙烯酯和約30重量份至約80重量份之間的乙烯。得到的乙酸乙烯酯-乙烯 共聚物乳液具有約-35°C和約-10°C之間的玻璃化轉變溫度（Tg)。使用或不使用乳化劑制 備共聚物分散體。當將聚乙烯醇用作保護膠體時，沒有必要添加乳化劑。
[0009] WO2010/089142公開了特別適用于處理紡織網狀材料的乙酸乙烯酯-乙烯共聚 物分散體和用其處理的紡織網狀材料，該紡織網狀材料特別適合用作地板覆蓋物或用作皮 帶。乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體的特征為低乙烯單元含量、相對高的玻璃化轉變溫度 和小顆粒尺寸。乙酸乙稀醋-乙稀共聚物包含lwt%至4wt%的乙稀，可選地在保護膠體存 在下，通過陰離子和/或非離子乳化劑穩定。然而，本發明人已經發現由于共聚物中乙烯含 量低，地毯涂層組合物太硬，并且發現用于組合物的聚乙烯醇的量太低，其不利地影響分散 穩定性以及干燥和濕潤簇絨的粘合強度。
[0010] US2005/0287336A1涉及使用由乙烯、乙烯酯單體和官能單體的乳液聚合制備的 乳液粘合劑的地毯涂層組合物，并且涉及用這些組合物制備的地毯產品。據稱該組合物對 聚乙烯醇縮丁醛背襯具有改善的粘附性。乳液中的共聚物包含60wt%至80wt%的乙酸乙 稀醋、20wt%至40wt%的乙稀、和lwt%至10wt%的官能單體，如包含羧基基團、酰胺基團、 N-羥甲基酰胺基團或羥烷基基團的那些。共聚物的Tg值是0°C或遠低于0°C。本發明人已 經發現這種粘合劑太軟，導致不充分的簇絨粘結和剝離強度。
[0011] 地毯粘合劑可以包含基于可交聯共聚物的地毯涂層組合物，以得到高水平的耐水 性。例如，美國專利6, 359, 076B1描述了基于包含0H官能單體單元的乙酸乙烯酯-乙烯共 聚物的地毯背襯涂層組合物，共聚物通過該單元與交聯劑結合。
[0012] 英國專利1298155描述了用于生產泡沫背襯的簇絨地毯的方法，其中，與基于聚 乙烯醇和乙二醛的交聯組分組合使用乙酸乙烯酯-乙烯共聚物的乳膠。
[0013]WO2011/139267A1和W02011/140065A2都描述了基于乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳 膠與可交聯單體單元的地毯粘合劑。為了交聯，將硅烷共聚單體單元或能夠與二酰肼交聯 劑交聯的多官能共聚單體引入至共聚物中。地毯粘合劑應當基本上不含聚乙烯醇，以得到 與其他地毯粘合劑（如苯乙烯-丁二烯乳液）的相容性。
[0014] 如以上討論的可交聯地毯粘合劑具有過于尺寸穩定并且具有記憶效應（memory effect)的劣勢。因此，當在安裝期間延伸地毯時，地毯有回到它的原始尺寸的趨勢。這導 致地毯的彎曲，需要安裝者努力除去它。此外，這種可交聯粘合劑易于導致脆化，并且一些 可交聯單體，特別是硅烷官能單體，具有在交聯中釋放易揮發有機化合物（V0C)的劣勢。進 一步的劣勢是這種共聚物與昂貴的交聯共聚單體的高成本。
[0015] 在一些膠粘劑應用中，可以用保護膠體和乳化劑的組合穩定乙酸乙烯酯-乙烯共 聚物的乳液。例如，EP385734A2公開了基于乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的具有高固化 速度的膠粘劑，用低分子量、部分皂化的聚乙烯醇和具有16. 5至17. 5的HLB值的聚氧化乙 烯非離子表面活性劑的混合物穩定該乳液。
[0016]WO99/10396A1公開了包含低分子量的聚乙烯醇、乙氧基化的脂肪族表面活性劑 和分散劑的高固體乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液。
[0017] 美國專利5124394描述了用于地毯制造的高固體乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液 (除了其他）。為了改善粘附性質，除去以及用聚（乙基噁唑啉）取代聚乙烯醇。
[0018] 美國專利4921898描述了在低粘度聚乙烯醇和表面活性劑存在下制備的乙酸乙 烯酯-乙烯共聚物。
[0019] 美國專利申請2008/0039572公開了可用作用于噴嘴應用過程的膠粘劑的水性乙 酸乙烯酯-乙烯共聚物分散體。用至少一種乳化劑和至少一種保護膠體，如高粘度聚乙烯 醇的組合穩定乙烯酯共聚物分散體。
[0020] 美國專利4735986和美國專利5084503描述了包含共聚物的水性膠體分散體的 乙酸乙稀醋-乙稀共聚物乳液，該共聚物包含65wt%至90wt%的乙酸乙稀醋和10wt%至 35wt%的乙稀，通過在穩定體系存在下單體的乳液聚合制備，該穩定體系基本上由86mol% 至90mol%部分水解的聚乙烯醇、98mol%至99+mol%完全水解的聚乙烯醇、和非離子聚烷 氧基化的表面活性劑組成，部分水解的聚乙烯醇：完全水解的聚乙烯醇重量比為3:1至 1:3。還公開的是地毯背襯膠粘劑組合物，包含這種乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液、約0. 1 至3重量份的分散劑、約0. 1至10重量份的增稠劑和300至約1000重量份之間的填料，所 有組分都是基于每100份共聚物。
[0021]W0/2012/020319公開了包含至少一個柔性基底和至少一個涂層和/或與至少一 個柔性基底相關的膠粘劑層的地毯產品。該涂層和/或膠粘劑層由包含以下的水性組合物 形成：A)乳化劑-穩定的乙酸乙烯酯/乙烯（VAE)乳液共聚物分散體，其中，它們的中VAE 共聚物包含包括至少一種與乙烯共聚以及可選地還與其他另外的官能和/或非官能共聚 單體共聚的乙酸乙烯酯的共聚單體；和B)選自顆粒無機化合物和顆粒塑料材料的至少一 種顆粒填料材料。共聚物分散體中的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物具有選定的乙烯含量或玻璃 化轉變溫度。
[0022] W0/2012/020321公開了包含至少一個柔性基底和與至少一個柔性基底相關的至 少一個涂層的地毯產品。該涂層由包含以下的水性組合物形成：A)乳化