專利名稱：?jiǎn)畏坌徒M合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為用于配制粘合劑、涂料等的原料的單粉型PVA組合物。本說明書中，“單粉型”是指預(yù)先使各種原料粉末均勻混合(premixed)的形態(tài)。
過去，在配制這種粘合劑、涂料等的場(chǎng)合下，采用的方法是將PVA粉末、無機(jī)粉末、有機(jī)粉末等按一定比例計(jì)量后，一次地或?qū)⒚糠N組分分批投入水中、攪拌，并根據(jù)需要加熱，由此使PVA粉末溶解于水中，并使其他組分均勻分散于水中。
此處，使實(shí)際上難溶于水的高皂化度PVA粉末溶解于水的場(chǎng)合下必須進(jìn)行加熱，以便切斷PVA的羥基之間的氫鍵。另一方面，實(shí)際上易溶于水的低皂化度PVA粉末的場(chǎng)合下，這種PVA本來就能溶解于常溫的水中。但在現(xiàn)實(shí)中，將低皂化度PVA粉末投入水中時(shí)，PVA粉末形成集合體，與水接觸的集合體外圍部分的PVA粉末溶解于水，形成凝膠，抑制了水向集合體內(nèi)部的浸透。這種外部形成凝膠、內(nèi)部尚未溶解的PVA集合體，被稱作所謂的“面團(tuán)”。一旦成為這種面團(tuán)狀態(tài)，則PVA粉末全部溶解需要花很長(zhǎng)時(shí)間。因此，必須通過提高水溫、高速攪拌來使PVA粉末溶解。
不使低皂化度PVA形成面團(tuán)的溶解方法，公開在特公昭32-4342號(hào)公報(bào)和特公昭32-9887號(hào)公報(bào)中。這些方法是使對(duì)PVA鹽析力大的硫酸鈉等無機(jī)鹽類的水溶液混合浸透到PVA粉末中然后低溫干燥或者使其與硼酸混合的方法。但是，這些方法對(duì)PVA濃度為4％或更低濃度的洗滌糊有效，而對(duì)10％左右的較高濃度無效。
過去，這種將PVA粉末、無機(jī)粉末、有機(jī)粉末等多種材料按規(guī)定配比計(jì)量的操作不但需要時(shí)間，而且在操作人員不熟練的場(chǎng)合下，恐怕不能按規(guī)定量配合。而且，使用液態(tài)乳液的場(chǎng)合下，使用后的廢罐處理也成為問題。
而且，將高皂化度PVA粉末作為原料的場(chǎng)合下，PVA粉末溶解時(shí)需要加熱裝置對(duì)有的場(chǎng)合不合適。另一方面，在常溫下將低皂化度PVA粉末溶解于水的場(chǎng)合下，易產(chǎn)生面團(tuán)狀態(tài)，采用能夠回避這些缺點(diǎn)的上述特公昭32-4342號(hào)公報(bào)和特公昭32-9887號(hào)公報(bào)中公開的方法的場(chǎng)合下，必須進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，此外，還存在著溶解的PVA濃度低的缺點(diǎn)。
另外，使PVA組合物成為液態(tài)的場(chǎng)合下，存在著重量大造成運(yùn)輸成本上升、在寒冷期凍結(jié)的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種單粉型組合物，該組合物不會(huì)引起操作人員出現(xiàn)PVA組合物的配合差錯(cuò)，運(yùn)輸成本廉價(jià)經(jīng)濟(jì)，而且沒有寒冷期凍結(jié)的可能性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種單粉型組合物，該組合物在PVA粉末溶解時(shí)不需要加熱裝置，可以在常溫的水中溶解而不形成面團(tuán)狀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種單粉型組合物，該組合物可以使粘合劑或涂料等所要求的高濃度PVA能夠溶解。
本發(fā)明的第1發(fā)明是一種將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的單粉型組合物。
本發(fā)明的第2發(fā)明是一種將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末與粉末添加物按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的單粉型組合物。
通過使PVA粉末與其他粉末均勻混合，由此在PVA粉末的周圍配置無機(jī)粉末或有機(jī)粉末等粉末，當(dāng)將這種單粉型組合物投入水中時(shí)，水中的PVA粒子相互之間難以直接接觸。
本發(fā)明的第3發(fā)明是上述第1或第2中所述的發(fā)明，是一種PVA粉末的皂化度為75摩爾％～99摩爾％的單粉型組合物。
皂化度超過95摩爾％的場(chǎng)合下，必須使PVA粉末溶解于熱水中。如果皂化度為75摩爾％～95摩爾％，該P(yáng)VA粉末可溶解于常溫的水中。這種場(chǎng)合下，由于存在有PVA粉末以外的粉末，可以使PVA粉末不形成面團(tuán)狀態(tài)而溶解于常溫的水中。
本發(fā)明的第4發(fā)明，是上述1～3任一項(xiàng)中所述的發(fā)明，是一種PVA粉末的平均粒徑低于4mm的單粉型組合物。
PVA粉末的平均粒徑，實(shí)際上對(duì)皂化度和在水中的溶解度是很大的影響因素，如果PVA粉末的平均粒徑低于4mm，則可以溶解于加熱了的水中。
本發(fā)明的第5發(fā)明，是上述1～4任一項(xiàng)中所述的發(fā)明，是一種PVA粉末與無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末的混合比為體積比1／0．2～1／10的單粉型組合物。
將無機(jī)粉末、有機(jī)粉末等粉末按上述范圍的體積比混合，可以使這些粉末以必要量存在于PVA粉末之間。這樣，PVA粉末在水中溶解時(shí)，不會(huì)形成只有PVA粉末的集合體。
本發(fā)明的第6發(fā)明，是上述1～5任一項(xiàng)中所述的發(fā)明，是一種粉末添加物為再乳化型粉末乳液的單粉型組合物。
將再乳化型粉末乳液作為粉末添加物，可以不降低所要求的單粉型組合物性能而降低PVA粉末的用量，同時(shí)，進(jìn)一步提高了組合物溶解后的耐水性、粘度特性。
本發(fā)明的第7發(fā)明，是上述1～6任一項(xiàng)中所述的發(fā)明，是一種無機(jī)粉末為碳酸鈣的單粉型組合物。
作為無機(jī)粉末，碳酸鈣便宜，硬度低，在水中易分散，無毒，因此是最有效的。
本發(fā)明的第1發(fā)明，是一種將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的單粉型組合物。本發(fā)明的第2發(fā)明，是一種將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末與粉末添加物按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的單粉型組合物。PVA粉末主要是由聚合度和皂化度和粒徑規(guī)定的水溶性高分子。適用于本發(fā)明中使用的PVA的聚合度為500～3000，優(yōu)選為1000～2500，更優(yōu)選為1200～1900。聚合度低于上述下限值時(shí)，不存在常溫溶解性的問題，但不能滿足粘合劑、涂料等的用途性能。超過上述上限值時(shí)，則溶解后的粘度高，而且，不僅不能提高濃度，而且溶解本身也變難。哪一種都不符合本發(fā)明的目的。
適用于本發(fā)明的第3發(fā)明的皂化度為75～99摩爾％，優(yōu)選為80～95摩爾％，更優(yōu)選為85～92摩爾％。皂化度越低，不需加熱就可以使PVA粉末在常溫下溶解于水。但是，皂化度低于上述下限值，則溶解液起泡而難以使用，且耐水性也降低。超過上述上限值，則常溫溶解性降低，另外，水溶液的穩(wěn)定性也變差。
適用于本發(fā)明的第4發(fā)明中PVA粉末的平均粒徑為4mm以下，低于1mm則可溶解于常溫的水中，因而是優(yōu)選的。低于150μm則更易溶解于常溫的水中，是更優(yōu)選的。平均粒徑越小，粉末之間越容易凝聚成面團(tuán)狀，但本發(fā)明中，由于在PVA粉末之間存在著PVA粉末以外的粉末，即使粒徑小也不會(huì)形成面團(tuán)狀態(tài)。而且，平均粒徑越小，實(shí)際上對(duì)水的溶解性越好，是更優(yōu)選的。
本發(fā)明的第1至第7發(fā)明中的PVA中，還包括PVA制造工序中與衣康酸、馬來酸酯、烯丙醇等共聚后被皂化的改性PVA以及使PVA粉末與雙烯酮反應(yīng)生成的乙酰乙?；疨VA。
而且，作為本發(fā)明的第1至第6項(xiàng)發(fā)明中所述的無機(jī)粉末，包括A)活性白土、膨潤(rùn)土、滑石、云母、葉蠟石系粘土、高嶺土系粘土、絹云母系粘土等粘土類；B)硅石粉、硅藻土、硅酸鈣、玻璃粉等硅酸類；C)碳酸鈣、碳酸鎂等碳酸鹽類；D)硫酸鋇、硫酸鈣等硫酸鹽類；E)鋁、鈦、鎂、鋅、鉛、鐵等金屬氧化物和氫氧化物；F)此外還有硫化鋅等微粉。
另外，作為本發(fā)明的第1至第6項(xiàng)發(fā)明中所述的有機(jī)粉末，包括A)小麥粉、玉米淀粉、米粉、高粱米粉、木薯淀粉等淀粉類；B)木粉、核桃殼粉、椰子殼粉、稻殼粉、玉蜀黍莖粉、高粱莖粉等纖維質(zhì)類；C)大豆粉、酪蛋白、血粉等蛋白質(zhì)類；D)此外還有碳等微粉。
第5發(fā)明中所述的發(fā)明是一種PVA粉末與無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末的混合比按體積比1／0．2～1／10的單粉型組合物。該混合比優(yōu)選為1／0．5～1／5，更優(yōu)選1／1～1／3。
另外，第6發(fā)明中所述的發(fā)明是粉末添加物為再乳化型粉末乳液的單粉型組合物。作為這種再乳化型粉末乳液，可以舉出聚醋酸乙烯酯樹脂、醋酸乙烯酯-versatic酸乙烯酯共聚樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、醋酸乙烯酯-巴豆酸共聚樹脂、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯共聚樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚樹脂、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚樹脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚樹脂、各種聚丙烯酸酯共聚樹脂以及對(duì)這些樹脂進(jìn)行羧基改性、亞氨基改性、氨基改性、伯醇改性等官能團(tuán)改性的可再乳化的粉末乳液。通過加入這種乳液，可以提高組合物的粘合特性、涂料特性。
可再乳化的粉末乳液的配合適用量為5重量％～50重量％。更優(yōu)選為10重量％以上。多量配合可以提高粘合性能、耐水性、粘度特性等。低于5重量％則難以獲得充分的效果。
作為第1至第7發(fā)明中所述的粉末添加物，除了上述的再乳化型粉末乳液以外，還可以舉出尿素樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂的粉末。通過配合這些樹脂，可以提高粘合性。作為其他的粉末添加物，可以根據(jù)組合物的用途使用粉狀的分散劑、消泡劑、防腐劑、防蟲劑、著色劑等。
第1至第7發(fā)明中所述的單粉型組合物，除可以單獨(dú)使用該組合物以外，也可以與例如作為其他公知化合物的水性乳液、尿素樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂、粗MDI等組合起來作為涂料或粘合劑使用。
應(yīng)予說明，PVA粉末在上述條件下可以溶解于常溫水中的場(chǎng)合下，如果將單粉型組合物一點(diǎn)一點(diǎn)地投入到溫?zé)崴胁⑦M(jìn)行強(qiáng)力攪拌，當(dāng)然就可以使PVA迅速溶解。
以下同時(shí)示出本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不受下述實(shí)施例的限定。
實(shí)施例1～4和比較例1、2將干燥狀態(tài)的各組分按表1所示重量比配合，使包括水在內(nèi)的組分整體為300g、且PVA濃度為12％，投入25℃水中。充分?jǐn)嚢韬螅瑴y(cè)定PVA的溶解度，并且觀察是否發(fā)生面團(tuán)。使用的容器為直徑10cm、高15cm的1升容積的有底圓筒體。使用長(zhǎng)4cm的十字葉片以300RPM攪拌30分鐘。
表1
表1中，PVA217為クラレ(株)制PVA，聚合度為1750，皂化度88摩爾％，平均粒徑低于1mm。PVA217S為上述PVA217的粒徑低于150μm的PVA。PVA717S為クラレ(株)制PVA，聚合度1750，皂化度91摩爾％，平均粒徑低于150μm。碳酸鈣為丸尾カルシウム(株)制重質(zhì)碳酸鈣，平均粒徑3．4μm。
將單粉型組合物投入水中時(shí)，比較例2的組合物成為面團(tuán)狀態(tài)，比較例1的組合物的溶解度為50％或更差。與此相反，實(shí)施例1～4的組合物不形成面團(tuán)狀態(tài)，此外，在25℃常溫水中的溶解性優(yōu)良。
實(shí)施例5～9和比較例3將干燥狀態(tài)的各組分按表2所示的重量比配合，使包括水在內(nèi)的組分整體為300g、且PVA濃度為12％，投入25℃水中。與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行攪拌后，與實(shí)施例1同樣地測(cè)定PVA的溶解度，并且觀察是否發(fā)生面團(tuán)。容器使用與實(shí)施例1同樣的容器。
表2
表2中，PVA420S為クラレ(株)制粉末PVA，聚合度2000，皂化度82摩爾％，通過100目篩?；褂酶皇骏骏毳I(yè)(株)的制品NK，粘土使用土屋カオリン工業(yè)(株)的NNカオリン。モビニ-ルE45為ヘキスト合成(株)制乙烯-醋酸乙烯酯系共聚樹脂粉末乳液。
將單粉型組合物投入水中時(shí)，比較例3的組合物成為面團(tuán)狀態(tài)，該組合物的溶解度為60％或更低。與此相反，實(shí)施例5～9的組合物顯示出不形成面團(tuán)狀，此外，對(duì)25℃常溫水的溶解度高于84％。
實(shí)施例10～14和比較例4將干燥狀態(tài)的各組分按表3所示的重量比配合，使包括水在內(nèi)的組分整體為300g、且PVA濃度為12％，投入25℃水中。以500RPM的攪拌速度攪拌，此外，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。與實(shí)施例1同樣地測(cè)定PVA的溶解度，并且觀察是否發(fā)生面團(tuán)。表3
從表3看出，將單粉型組合物投入水中時(shí)，比較例4的組合物成為面團(tuán)狀態(tài)，該組合物的溶解度為60％或更低。與此相反，實(shí)施例10～14的含有各種有機(jī)粉末的組合物不形成面團(tuán)狀態(tài)，此外，在25℃常溫水中的溶解度高于81％。
如上所述，本發(fā)明的單粉型組合物，由于預(yù)先使多種組分按一定比例均勻混合，使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)操作人員配合差錯(cuò)。運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)合下，由于不是液態(tài)運(yùn)輸而是粉末運(yùn)輸，因此運(yùn)輸成本廉價(jià)經(jīng)濟(jì)。而且，由于本發(fā)明的組合物是非液態(tài)的，寒冷期不會(huì)凍結(jié)，使用容易。
過去，將PVA粉末加熱溶解的場(chǎng)合下，必須使用加熱裝置，此外，加熱溶解后，在使用時(shí)必須一直等待降到常溫，與此相反，本發(fā)明中，如果使用低皂化度PVA粉末，即使在沒有加熱裝置的場(chǎng)所，也可以溶解于常溫水中而不形成面團(tuán)，可以直接使用。
由于避免了面團(tuán)狀態(tài)，不僅可以象過去那樣采用低濃度，而且可以以高濃度溶解PVA，可以獲得所希望的粘合劑或涂料等。
權(quán)利要求
1．一種單粉型組合物，它是將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的。
2．一種單粉型組合物，它是將無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末與粉末添加物按一定比例均勻混合入PVA粉末中形成的。
3．權(quán)利要求1或2中所述的單粉型組合物，其中，PVA粉末的皂化度為75摩爾％～99摩爾％。
4．權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)中所述的單粉型組合物，其中，PVA粉末的平均粒徑低于4mm。
5．權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)中所述的單粉型組合物，其中，PVA粉末與無機(jī)粉末和／或有機(jī)粉末的混合比為體積比1／0．2～1／10。
6．權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)中所述的單粉型組合物，其中，粉末添加物為再乳化型粉末乳液。
7．權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)中所述的單粉型組合物，其中，無機(jī)粉末為碳酸鈣。
全文摘要
一種單粉型組合物,它是將無機(jī)粉末和/或有機(jī)粉末、根據(jù)需要與粉末添加物按一定比例均勻混合入PVA粉末中構(gòu)成的。采用本發(fā)明的單粉型組合物,操作人員不會(huì)出現(xiàn)PVA組合物的配合差錯(cuò),運(yùn)輸成本廉價(jià)經(jīng)濟(jì),并且在寒冷期內(nèi)不會(huì)凍結(jié)。PVA粉末溶解時(shí)不需加熱裝置,使PVA溶解于常溫的水中不會(huì)形成面團(tuán)狀,從而可以高濃度地溶解PVA而形成粘合劑或涂料等。
文檔編號(hào)C08K7/00GK1205349SQ9811568
公開日1999年1月20日 申請(qǐng)日期1998年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月8日
發(fā)明者田中束, 井上大成, 服部辰昭, 嶼秀二 申請(qǐng)人:光洋產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社