Латексные композиции

Латексные композиции

Реферат

Эта заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США с регистрационным номером 61/095183, поданной 8 сентября 2008 г., которая включена в данный документ путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к латексным композициям на основе стирола и бутадиена, имеющим крупный размер частиц и относительно высокое содержание акрилонитрила. Латексные композиции применяются в покрытиях для бумаги.

Уровень техники изобретения

Латексы для покрытия бумаги, такие как стирол-бутадиеновые эмульсионные полимеры, обычно добавляют для связывания друг с другом неорганических пигментов для того, чтобы сделать поверхность бумаги гладкой и однородной для печати. Устойчивость покрытия при печати, глянец, сопротивление вздутию, гладкость, глянец оттиска и пестрота оттиска - все они являются важными характеристиками бумаги с покрытием (мелованной бумаги), и на них можно влиять с помощью латексной композиции. Прежние попытки улучшить одну из этих характеристик, как правило, приводили к ухудшению других характеристик. Например, в соответствии с опытом обычной офсетной печати, увеличение среднего размера частиц латекса уменьшает прочность отпечатка у мелованной бумаги и в то же время увеличивает ее глянец.

Патент США № 5420190 указывает на смесь для мелования бумаги для применения в глубокой печати. Приведены данные, чтобы показать, что средний размер частиц латекса должен быть ограничен. Для стирол-бутадиенового латекса, который имеет средний размер частиц более чем 200 нанометров, высокая сдвиговая вязкость привела к ухудшению качества ротационной глубокой печати на мелованной бумаге, изготовленной с применением смеси. Существует необходимость в латексной композиции, которая обеспечивает ранее не существовавший баланс свойств, максимально увеличивая как можно больше из вышеописанных необходимых свойств.

Сущность изобретения

Один или несколько вариантов осуществления данного изобретения предоставляют латексное связующее для покрытия пигментированной бумаги, где латекс содержит частицы эмульсионного сополимера, включающего (i) от приблизительно 15 до приблизительно 35 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации акрилонитрила; (ii) от приблизительно 25 до приблизительно 65 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации сопряженного диенового мономера; и (iii) от приблизительно 5 до приблизительно 55 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации алкенилароматического мономера, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частице.

Другие варианты осуществления обеспечивают способ получения покрытой целлюлозной основы, где способ включает стадию нанесения композиции для покрытия на целлюлозную основу, где композиция для покрытия содержит множество полимерных частиц, где, по меньшей мере, часть частиц характеризуется тем, что (i) включает по меньшей мере 25 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из сопряженного диенового мономера, по меньшей мере 5 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера и по меньшей мере 15 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрильного мономера; и (ii) имеет средневзвешенный размер частиц по меньшей мере 150 нм.

Кроме того, другие варианты осуществления предоставляют композицию для покрытия бумаги, включающую воду и от приблизительно 45 до приблизительно 68 вес.% твердой фазы, где часть в твердой фазе латекса содержит (i) от приблизительно 75 до приблизительно 95 вес.% пигмента; и от приблизительно 2 до приблизительно 20 вес.% полимерных частиц, где, по меньшей мере, часть частиц характеризуется (i) содержанием по меньшей мере 25 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из сопряженного диенового мономера, по меньшей мере 5 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера и по меньшей мере 15 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрильного мономера; и (ii) средневзвешенным размером частиц по меньшей мере 150 нм.

Кроме того, другие варианты осуществления обеспечивают способ получения запечатанной бумаги, включающий офсетную печать на бумаге с покрытием, где бумага с покрытием была покрыта путем нанесения композиции для покрытия на целлюлозную основу, где композиция для покрытия содержит множество полимерных частиц, где по меньшей мере часть частиц характеризуется (i) содержанием по меньшей мере 25 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из сопряженного диенового мономера, по меньшей мере 5 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера, и по меньшей мере 15 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрильного мономера; и (ii) средневзвешенным размером частиц по меньшей мере 150 нм.

Кроме того, другие варианты осуществления обеспечивают способ получения запечатанной бумаги, включающий ротационную глубокую печать на бумаге с покрытием, где бумага с покрытием была покрыта путем нанесения композиции для покрытия на целлюлозную основу, где композиция для покрытия содержит множество полимерных частиц, где по меньшей мере часть частиц характеризуется (i) содержанием по меньшей мере 25 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из сопряженного диенового мономера, по меньшей мере 5 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера, и по меньшей мере 15 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрильного мономера; и (ii) средневзвешенным размером частиц по меньшей мере 150 нм.

Кроме того, другие варианты осуществления обеспечивают способ обеспечения латексом бумажной промышленности для получения бумаги с покрытием (мелованной бумаги), которую можно использовать в ротационной глубокой печати и офсетной печати, где способ включает обеспечение латексной композицией, которая содержит эмульсионный сополимер, полученный полимеризацией мономера, включающего от приблизительно 15 до приблизительно 36 вес.% акрилонитрила; от приблизительно 25 до приблизительно 65 вес.% сопряженного диена; и от приблизительно 5 до приблизительно 55 вес.% алкенилароматического соединения; где эмульсионный сополимер находится в форме частиц, имеющих средневзвешенный диаметр по меньшей мере 150 нм.

Кроме того, другие варианты осуществления обеспечивают латексное связующее для покрытия пигментирования бумаги, где латекс содержит эмульсионный сополимер, полученный полимеризацией мономера, включающего акрилонитрил, сопряженный диеновый мономер и алкенилароматический мономер, где мольное отношение сопряженного диенового мономера к сумме алкенилароматического мономера и акрилонитрила равно от 1:0,3 до приблизительно 1:3.

Подробное описание показательных вариантов осуществления

Латексные композиции, относящиеся к данному изобретению, содержат, по меньшей мере, одно множество частиц, которое отличается относительно крупным размером частиц и относительно высоким содержанием повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрила. Это множество частиц может просто упоминаться как множество больших частиц, насыщенных акрилонитрилом. В одном или нескольких вариантах осуществления, согласно замыслу, латекс представляет собой бимодальную смесь, включающую множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, и второе множество частиц, которое отличается от крупного множества, насыщенного акрилонитрилом. В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы, насыщенные акрилонитрилом, отличаются температурой стеклования (Tg), меньшей чем 20°С.

В одном или нескольких вариантах осуществления размер частиц в крупном множестве, насыщенном акрилонитрилом, может отличаться средневзвешенным размером частиц (Dw), большим чем 150 нанометров (нм), в других вариантах осуществления большим чем 160 нм, в других вариантах осуществления большим чем 170 нм, в других вариантах осуществления большим чем 180 нм, в других вариантах осуществления большим чем 190 нм и в других вариантах осуществления большим чем 200 нм. В тех или иных вариантах осуществления размер частиц в крупном множестве, насыщенном акрилонитрилом, может отличаться Dw, меньшим чем 300 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 290 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 280 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 270 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 260 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 250 нм, в других вариантах осуществления меньшим чем 240 нм, а также в других вариантах осуществления меньшим чем 230 нм.

В тех или иных вариантах осуществления частицы в крупном множестве, насыщенном акрилонитрилом, могут отличаться полидисперсностью размера частиц (которая является Dw, деленным на среднечисловой размер частиц (Dn)), меньшей чем 5, в других вариантах осуществления меньшей чем 4, в других вариантах осуществления меньшей чем 3, а также в других вариантах осуществления меньшей чем 2.

В одном или нескольких вариантах осуществления характеристики размера частиц могут быть определены путем применения известных методов. Например, можно использовать метод рассеивания света. Известные методы для определения средневзвешенного размера частиц (Dw) и среднечислового размера частиц (Dn) раскрыты в Collins, Measurement of Particle Size and Particle Size Distribution, Emulsion Polymerization And Emulsion Polymers, wiley&Sons, 1997, которая включена в данный документ путем ссылки. В отдельно взятых вариантах осуществления размер частиц определяют с применением NICOMP Model 200/370.

В тех вариантах осуществления, где латекс имеет в своем составе бимодальное распределение размеров частиц, второе множество частиц может отличаться средневзвешенным размером частицы (Dw), меньшим чем 150 нанометров (нм), в других вариантах осуществления меньшим чем 140 нм, а также в других вариантах осуществления меньшим чем 120 нм. В тех или иных вариантах осуществления размер частиц во втором множестве может отличаться Dw, составляющим не менее 50 нм, в других вариантах осуществления не менее 75 нм, а также в других вариантах осуществления не менее 100 нм. В тех или иных вариантах осуществления частицы второго множества могут отличаться полидисперсностью размера частиц (которая является Dw, деленным на среднечисловой размер частиц (Dn)), меньшей чем 5, в других вариантах осуществления меньшей чем 4, в других вариантах осуществления меньшей чем 3, а также в других вариантах осуществления меньшей чем 2.

В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы полимера, насыщенного акрилонитрилом, могут отличаться тем, что имеют Tg, большую чем -50°C, в других вариантах осуществления большую чем -35°C, в других вариантах осуществления большую чем -30°С, а также в других вариантах осуществления большую чем -25°С. В тех или иных вариантах осуществления частицы полимера отличаются Tg, меньшей чем 20°С, в других вариантах осуществления меньшей чем 15°С, в других вариантах осуществления меньшей чем 10°С, в других вариантах осуществления меньшей чем 5°С, в других вариантах осуществления меньшей чем 0°С, в других вариантах осуществления меньшей чем -5°С, а также в других вариантах осуществления меньшей чем -10°С. В одном или нескольких вариантах осуществления Tg может быть определена на основании высушенных образцов или пленок латекса с применением метода дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC).

В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы полимера, насыщенного акрилонитрилом, могут отличаться тем, что содержат долю геля в количестве от приблизительно 55 до приблизительно 95%, в других вариантах осуществления от приблизительно 70 до приблизительно 90% и, кроме того, в прочих вариантах осуществления от приблизительно 75 до приблизительно 85%, исходя из общего веса частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления гель может быть идентифицирован на основании фракций, нерастворимых в таких растворителях, как ТГФ (THF) и толуол.

В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы полимера, насыщенного акрилонитрилом, могут отличаться тем, что содержат от приблизительно 1 до приблизительно 15%, в других вариантах осуществления от приблизительно 4 до приблизительно 12% и в прочих вариантах осуществления от приблизительно 6 до приблизительно 11% звеньев, имеющих кислотную функциональную группу, т.е. карбоксильную группу, исходя из общего веса полимерных частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы полимера, насыщенного акрилонитрилом, могут отличаться тем, что содержат по меньшей мере 0,2%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,3%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,4%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,5% звеньев, имеющих кислотную функциональную группу, т.е. карбоксильную группу, исходя из общего веса полимерных частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления крупные частицы полимера, насыщенного акрилонитрилом, могут отличаться тем, что содержат меньше чем 10%, в других вариантах осуществления меньше чем 8%, в других вариантах осуществления меньше чем 7%, в других вариантах осуществления меньше чем 5% звеньев, имеющих кислотную функциональную группу, т.е. карбоксильную группу, исходя из общего веса полимерных частиц. Содержание кислоты можно определить, исходя из веса мономеров, имеющих кислотную группу, примененных в синтезе полимера, или с помощью метода инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR).

В одном из вариантов осуществления частицы крупного множества, насыщенного акрилонитрилом, могут быть получены путем сополимеризации алифатического сопряженного диенового мономера, алкенилароматического мономера, этиленненасыщенного мономера, содержащего нитрильную группу, в некоторых случаях, этиленненасыщенного мономера, содержащего кислотную группу, в некоторых случаях, этиленненасыщенного мономера с функциональной группой, в некоторых случаях, этиленненасыщенного мономера без функциональной группы, содержащего сложноэфирную группу, а также, в некоторых случаях, другой мономер, который можно сополимеризовать с ними.

Алифатические сопряженные диеновые мономеры включают в себя те мономеры, которые имеют в своем составе от приблизительно 4 до приблизительно 8 атомов углерода или, в некоторых случаях, от приблизительно 4 до приблизительно 6 атомов углерода. Примеры диеновых мономеров включают в себя пиперилен, изопрен, 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-циклогексадиен, 1,3-бутадиен, а также их смеси. Также можно применять смеси двух или более сопряженных диенов.

Алкенилароматические мономеры включают в себя соединения, которые имеют в своем составе в общей сложности от приблизительно 8 до приблизительно 12 атомов углерода. Примеры алкенилароматических соединений включают в себя стирол, альфа-метилстирол, п-трет-бутилстирол, метилвинилтолуол, п-винилтолуол, дивинилбензол и 3-этилстирол или их смеси.

Примеры нитрилов этиленненасыщенной карбоновой кислоты включают в себя акрилонитрил и метакрилонитрил. Ввиду того, что акрилонитрил является наиболее распространенным нитрилом этиленненасыщенных карбоновых кислот, можно просто ссылаться на акрилонитрил, но только если не указано иное, причем это не подразумевает ограничение пределами нитрилов этиленненасыщенной карбоновой кислоты.

Примеры мономеров, имеющих кислотную группу, включают в себя мономеры, являющиеся этиленненасыщенными карбоновыми кислотами, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, фумаровая кислота, кротоновая кислота, малеиновая кислота, итаконовая кислота, 2-карбоксиэтилакрилат, 2-акриламидо-2-метилбутановая кислота и т.д., а также сочетания двух или более таких кислот.

В одном или нескольких вариантах осуществления мономер с функциональной группой включает в себя мономер, который будет обеспечивать электронную стабилизацию в частицах латекса. В одном или нескольких вариантах осуществления мономеры с функциональной группой имеют в своем составе гидроксильную и/или амидную функциональную группу или группы. В одном или нескольких вариантах осуществления простое присутствие карбоксильной группы, такой, которая может входить в сложноэфирную группу или фрагмент, не считается функциональной группой.

Примеры амидов этиленненасыщенной карбоновой кислоты включают в себя различные ненасыщенные амиды или их производные, которые в общей сложности имеют в составе от приблизительно 3 до приблизительно 12 атомов углерода. Примеры ненасыщенных амидов или их производных включают в себя акриламид, метакриламид, N,N-метиленбисакриламид, N-метилолакриламид, N-этоксиметилакриламид, N-бутоксиметилакриламид, N-изобутоксиметилакриламид, N,N-диметилакриламид, их производные, а также их смеси.

В одном или нескольких вариантах осуществления мономеры, содержащие гидроксигруппу, включают в себя гидроксильные производные акрилатов и метакрилатов. В одном или нескольких вариантах осуществления алифатическая часть этих соединений содержит от 1 до 10, в некоторых случаях от 1 до 4 атомов углерода. Примеры сложноэфирных производных включают в себя гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, 4-гидроксибутилакрилат, а также нарощенные этиленоксидом производные этиленгликольметакрилата.

В одном или нескольких вариантах осуществления сложные эфиры этиленненасыщенной карбоновой кислоты без функциональной группы включают в себя алкил(мет)акрилаты. Эти мономеры не содержат кислотных, гидроксильных и амидных групп. Примеры включают в себя метилакрилат, метилметакрилат, бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изодецилакрилат, пропилакрилат, этилакрилат, этиленгликольдиакрилат, этиленгликольдиметакрилат, диэтиленгликольдиакрилат, диэтиленгликольдиметакрилат, триэтиленгликольдиакрилат и триэтиленгликольдиметакрилат.

Другие стандартные мономеры, которые в некоторых случаях могут применяться в стандартных количествах, включают в себя различные органические соли, например натриевая соль стиролсульфокислоты, натриевая соль металлилсульфокислоты, соли щелочных металлов, аммония и аминов 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната, а также натриевые или калиевые соли 3-сульфопропил(мет)акрилата. В некоторых вариантах осуществления эти органические соли способствуют коллоидной стабильности.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат по меньшей мере 25 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 30 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 35 вес.% и в прочих вариантах осуществления по меньшей мере 40 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации сопряженного диенового мономера, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частице. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат меньше чем 65 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 60 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 55 вес.%, а также в прочих вариантах осуществления меньше чем 50 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации сопряженных диенов, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления состав крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, может быть описан молярными соотношениями мономеров, которые полимеризуются с образованием частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления количество относительно мягкого мономера, т.е. сопряженного диена, может быть сравнено с общим количеством относительно жестких мономеров, т.е. алкенилароматического мономера и акрилонитрила. Это может быть выражено с помощью формулы:

моль сопряженного диена:(моль алкенилароматического мономера + моль акрилонитрила).

В одном или нескольких вариантах осуществления мольное отношение сопряженного диенового мономера к сумме алкенилароматического мономера и акрилонитрила составляет от 1:0,3 до приблизительно 1:3, в других вариантах осуществления от 1:0,5 до приблизительно 1:2, в других вариантах осуществления от 1:0,75 до приблизительно 1:1,8, в других вариантах осуществления от 1:0,8 до приблизительно 1:1,5.

В одном или нескольких вариантах осуществления число повторяющихся звеньев, получаемых из сопряженного диенового мономера по отношению к суммарному числу повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера и акрилонитрильного мономера, должно попадать в рамки мольных соотношений, описанных выше.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат по меньшей мере 5 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 10 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 15 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 20 вес.% повторяющихся звеньев, полученных путем полимеризации алкенилароматического мономера, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат меньше чем 55 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 50 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 45 вес.% и в других вариантах осуществления меньше чем 40 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации алкенилароматического мономера, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

Как описано выше, состав крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, может быть описан мольными соотношениями мономеров, которые полимеризуются с образованием частиц. Количество алкенилароматического мономера может быть сравнено с количеством акрилонитрила. В одном или нескольких вариантах осуществления мольное отношение алкенилароматического мономера к акрилонитрилу составляет от 1:0,3 до приблизительно 1:7, в других вариантах осуществления от 1:0,4 до приблизительно 1:3, в других вариантах осуществления от 1:0,45 до приблизительно 1:1,5, в других вариантах осуществления от 1:0,5 до приблизительно 1:1. В одном или нескольких вариантах осуществления число повторяющихся звеньев, получаемых из алкенилароматического мономера, по отношению к числу повторяющихся звеньев, получаемых из акрилонитрильного мономера, должно падать в рамках мольных соотношений, описанных выше.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат по меньшей мере 15 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 18 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 20 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 22 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации акрилонитрила, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат меньше чем 35 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 33 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 30 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 27 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации акрилонитрила, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат по меньшей мере 0,2 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,3 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,5 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,8 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 1 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 1,5 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего кислотную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат меньше чем 8 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 7 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 5 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 3 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего кислотную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат по меньшей мере 1 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 2 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 3 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 4 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера с функциональной группой, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, содержат меньше чем 8 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 7 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 6 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 5 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера с функциональной группой, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат по меньшей мере 0,2 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,5 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,8 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 1,2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего амидную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат меньше чем 5 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 4 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 3 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего амидную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат по меньшей мере 0,2 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,5 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,8 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 1,2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего гидроксильную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат меньше чем 5 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 4 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 3 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера, содержащего гидроксильную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах.

В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат по меньшей мере 0,2 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 0,5 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 1 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера без функциональной группы, содержащего сложноэфирную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В тех или иных вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, в некоторых случаях содержат меньше чем 5 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 3 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 2 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 1 вес.%, в других вариантах осуществления меньше чем 0,1 вес.%, а также в других вариантах осуществления меньше чем 2 вес.% повторяющихся звеньев, получаемых путем полимеризации мономера без функциональной группы, содержащего сложноэфирную группу, исходя из общего веса повторяющихся звеньев в частицах. В одном или нескольких вариантах осуществления частицы крупного множества частиц, насыщенного акрилонитрилом, не содержат или практически не содержат мономер без функциональной группы, содержащий сложноэфирную группу, т.е. метилметакрилат, где практически не содержащие данный мономер частицы имеют в своем составе такое его количество, которое не оказывает существенного влияния на частицу латекса, или меньшее количество.

Один или несколько вариантов осуществления изобретения относятся к латексным композициям, которые содержат множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, описанное выше. В частных случаях осуществления изобретения все частицы латекса включены в крупное акрилонитрильное множество. В других вариантах осуществления латекс может состоять из композиции двух или более отличающихся множеством частиц. Латекс, содержащий множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, соответствующий данному изобретению, преимущественно может быть смешан с отличающимся множеством частиц, где отличием может являться разница в размере частиц или в составе частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления латекс, содержащий множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, может быть смешан с коммерчески доступными латексными композициями, которые имеют в своем составе более мелкие размеры частиц. В одном или нескольких вариантах осуществления латекс, содержащий множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, может быть смешан с латексом, который включает в себя стирол-бутадиеновые (SB) полимеры, стирол-бутадиен-акрилонитрильные (SBA) полимеры или соответствующие им функционализированные полимеры.

В одном или нескольких вариантах осуществления латекс, относящийся к данному изобретению, может содержать по меньшей мере 35 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 45 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 55 вес.%, в других вариантах осуществления по меньшей мере 75 вес.%, а также в других вариантах осуществления по меньшей мере 95 вес.% крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, исходя из общего веса твердой фазы, содержащейся в латексе (т.е. общего веса частиц).

Латекс, содержащий множество крупных частиц, насыщенных акрилонитрилом, может быть получен с использованием стандартных методов эмульсионной полимеризации. Эмульсионная полимеризация описана в патентах США №№ 5166259 и 6425978, которые включены в данный документ в качестве ссылки. Как правило, эти методы прибегают к использованию свободно-радикального инициатора, чтобы инициировать полимеризацию мономера в присутствии поверхностно-активного вещества. Полимеризацию, как правило, проводят при температуре от приблизительно 45°С до приблизительно 90°С, а также в некоторых случаях от приблизительно 55 до приблизительно 75°С.

Независимо от того, применяется ли полунепрерывное дозирование реагентов или пошаговая полимеризация, или же приготовление смеси следует за раздельной полимеризацией, ингредиенты, которые, как правило, применяются в дополнение к мономерам, описанным выше, включают в себя инициаторы, поверхностно-активные вещества, агенты передачи цепи, нейтрализующие агенты, хелатирующие вещества и эмульгаторы.

При получении полимеров или эмульсионных латексов, относящихся к данному изобретению, можно использовать любой из тех инициаторов свободно-радикальной эмульсионной полимеризации, которые обычно применяются в данной области. Инициаторы включают персульфат аммония, персульфат натрия, персульфат калия, трет-бутилгидропероксид и ди-трет-бутилкумол. Эти инициаторы можно использовать совместно с восстановителями, такими как соли железа, амины, аскорбиновые кислоты, натриевые соли аскорбатов, формальдегидсульфоксилаты натрия, гидросульфит натрия, тиосульфат натрия, метабисульфит натрия, натриевые соли замещенных (сульфоокси)уксусной кислоты, а также их смеси. При получении латексов, относящихся к данному изобретению, можно применять стандартные количества инициатора и восстановителя. В одном из вариантов осуществления используют от приблизительно 0,05 до приблизительно 2,5, а в некоторых случаях от приблизительно 0,1 до приблизительно 2,0 вес.ч. инициатора на 100 вес.ч. мономера.

Латексная композиция может содержать поверхностно-активное вещество. В одном из вариантов осуществления поверхностно-активное вещество включает в себя соль щелочного металла алкилсульфосукцината. Примеры щелочных солей алкилсульфосукцинатов включают в себя дигексилсульфосукцинат натрия, диоктилсульфосукцинат натрия, натриевую соль октансульфокислоты, алкил-фенол-этоксилаты, этоксилаты жирных спиртов, алкилполиглюкозиды, алкилфосфаты, а также их смеси.

В другом варианте осуществления поверхностно-активное вещество включает в себя соли алкилсульфатов, соли органо-дисульфокислот. Примеры солей алкилсульфатов включают в себя лаурилсульфат натрия, который имеется в продаже под торговым наименованием Stepanol WA. Примеры солей органо-дисульфокислот включают в себя натриевую соль додецил-(дифениловый эфир)дисульфокислоты, которая имеется в продаже под торговым наименованием Dowfax 2A1. Другие примеры поверхностно-активных веществ включают в себя лауретсульфат натрия, Лаурет-3 (додециловый эфир триэтиленгликоля), Лаурет-4 (PEG-4-лауриловый эфир), Лаурет-5 (PEG-5-лауриловый эфир), Лаурет-6 (PEG-6-лауриловый эфир), Лаурет-7 (PEG-7-лауриловый эфир), натриевая соль сульфата этиленгликоль-лаурилового эфира, лаурет-12-сульфат натрия (сульфат PEG(12)-лаурилового эфира), а также лаурет-30-сульфат натрия (сульфат PEG(30)-лаурилового эфира).

В очередном варианте осуществления, особенно в тех случаях, когда латекс вспенивается, композиция может содержать динатриевую соль стеарилдисульфосукцинамата, которая имеется в продаже под торговым наименованием Aerosol 18. Это поверхностно-активное вещество можно применять совместно с одним или несколькими из нижеупомянутых поверхностно-активных веществ.

Другие примеры поверхностно-активных веществ включают в себя алкилсульфаты, алкилсульфосукцинаты, алкиларилсульфонаты, альфа-олефиновые сульфонаты, соли жирных или смоляных кислот, NPE, алкиларилсульфонаты, алкилфенолэтоксилаты, этоксилаты жирных спиртов, а также их смеси.

Поверхностно-активное вещество, как правило, присутствует в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 вес.%, в некоторых случаях от приблизительно 1 до приблизительно 6 вес.%, в некоторых случаях от приблизительно 2 до приблизительно 4 вес.%, исходя из общего веса смеси.

В одном из вариантов осуществления поверхностно-активное вещество содержит смесь дигексилсульфосукцината натрия и диоктилсульфосукцината натрия. Смесь можно регулировать для того, чтобы контролировать или получать желаемую критическую концентрацию мицеллообразования. Весовое отношение дигексила к диоктилу может меняться от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 1:0,05.

Для получения полимеров или латексов, относящихся к данному изобретению, может использоваться любой из тех агентов передачи цепи, которые обычно используются в эмульсионной полимеризации сопряженных диеновых мономеров. Типичные агенты передачи цепи включают в себя алкилмеркаптаны, четыреххлористый углерод, четырехбромистый углерод, С₂-С₂₂ n-алкилспирты, С₂-С₂₂ разветвленные спирты, 2,4-дифенил-4-метил-1-пентен, а также их смеси. Для синтезирования латекса можно использовать стандартные количества агента передачи цепи.

Можно нейтрализовать pH латекса путем добавления основания, такого как гидроксид калия, бикарбонат натрия, карбонат калия, гидроксид аммония, гидроксид натрия, органические амины, такие как триэтиламин, триэтаноламин, AMP 95, а также их смеси.

Насколько понимают специалисты в данной области, латекс принято нейтрализовывать до pH от приблизительно 4,5 до приблизительно 8,0, а в некоторых случаях от приблизительно 5,5 до приблизительно 7,5.

Эмульгаторами, как правило, м