采用乳化的硅烷偶合剂作为底漆以提高密封剂粘合剂和涂料的粘合力制造技术

含有水不溶性的或半溶性的硅烷或这类硅烷的混合物的乳胶，业已发现当它们单独使用时或者在配制成含水底漆体系时，可有效地提高密封剂、粘合剂或涂料对多种不同底材的粘合力。这些含水底漆对于具有多孔或不具有多孔表面的无机和有机底材都是适用的。在许多情况下，发现它们的性能超过溶剂型底漆。这种底漆可与多种不同的水性或溶剂型密封剂、粘合剂或涂料包括丙烯酸树脂或聚氨酯胶乳、高固态聚氨酯、环氧树脂和ＲＴＶ硅树脂一起使用。如果是与水性体系一起使用，则在密封剂、粘合剂或涂料的涂布前不必要等到底漆干燥。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
采用乳化的硅烷偶合剂作为底漆以提高密封剂粘合剂和涂料的粘合力传统的与密封剂、粘合剂和涂料一起使用的底漆体系，一般包括大量的有机溶剂加少量的硅烷偶合剂和成膜剂。这种溶剂型底漆在底材密封剂的接触面具有良好的粘合力，而且由于它们干燥得快，使用方便。由于硅烷在水性体系中一般不稳定，因而有机溶剂是这类底漆的优选载液。但是，随着对挥发性有机化合物(VOC)的散发的环境问题的日益关注，应当尽可能地消除或降低这种散发。US4309326公开了一种用于玻璃纤维的含水聚酯胶料乳胶，它包括一种不饱和的可水溶乳化的甲硅烷基化聚酯树脂、一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和一种由醋酸乙烯酯和一种预水解的水溶性的有机硅烷的共聚物。US4394418公开了一种甲硅烷基化聚醋酸乙烯酯胶乳的含水胶料组合物，它含有一种低含量的硅烷与醋酸乙烯酯的共聚物、一种水溶性硅烷、非离子表面活性剂、一种含有聚乙烯的聚合物、一种玻璃纤维润滑剂、一种烃类酸(hydrocarbonacid)和水。用于本专利中的单体硅烷是环氧硅烷和氨基硅烷，它们可与含有丙烯酸酯的水溶性硅烷混合。这些组合物的贮存寿命，一般都低于72小时。US5393330描述了作为防水剂的未经取代的或经卤代的烷基三烷氧基硅烷的乳胶。US4778624公开了一种由取代的和未取代的烷基硅烷制备稳定的聚倍半硅氧烷的含水乳胶的方法。最近几年来，用作水性底漆的硅烷技术业已取得进展。这些进展的多数都是基于氨基硅烷，它是唯一能溶于水，形成水溶性的水解产物。在这些方法中，US5363994指出采用分散在水中的数量可达0.5份的氨基硅烷与疏水硅烷作为底漆。为了抑制非氨基硅烷偶合剂的浓缩，该水性底漆要求其pH值约在2.0-5.5之间。WO9715700描述了一种分散于浓磷酸水溶液的预水解的氨基硅烷，用作底漆或用于金属底材上的转化处理。但是，由于硅烷在水中固有的不稳定性，这些水性底漆的使用寿命少于6个月。-->US5393330描述了硅烷乳胶在疏水的混凝土表面的应用。US5686523和US5714532可供参考，在其中描述了一系列的烷氧基硅烷，它们可形成稳定的乳胶，用于水中涂料或密封剂配方，用作交联剂或粘合剂的促进剂。在这种技术中，硅烷是作为添加剂加入到一种树脂体系中的，或者是在树脂的合成过程中掺入到树脂中的。US4689085公开了二甲硅烷基烷烃在底漆配方中的应用，而不是在乳胶中的应用。依照本专利技术的水不溶性的或半溶性硅烷的乳胶，在下文将作详细的描述，它可以作为一种水性底漆，用来提高聚合物密封剂、粘合剂和涂料体系的粘合力，应用在范围广泛的包括玻璃、金属、混凝土和塑料的底材之上。这些底漆，如果先将其涂布在底材上，可提高许多树脂化学品的粘合力，树脂化学品包括丙烯酸树脂或聚氨酯的分散体、高固态聚氨酯、环氧树脂和RTV硅树脂。涂布有这种底漆的树脂体系可以含有硅烷粘合剂促进剂，也可以不含有硅烷粘合剂促进剂。这些水性硅烷基底漆与其它的水性硅烷底漆体系相比，具有更好的使用稳定性，它们具有良好的湿润性能，可以在室温或者更高的温度下进行涂布固化。如果要在这些底漆面涂布一种水性体系，则在涂布前不必要等到底漆干燥。本专利技术的显著优点是从底漆配方中除去了有机溶剂(VOC的)，同时还提高了粘合力和具有优良的贮存稳定性。本专利技术的另一个方面，是采用有两个部份的底漆/树脂密封剂、粘合剂和应用如本文所述的底漆组合物的涂料体系。用于底漆组合物中的促进粘合力的硅烷是水不溶性的或微溶性的有机硅烷，其通式结构为：R1aR2bSi(OR3)4-a-b其中R1是具有3-30个碳原子并被一种有机官能团取代的烃基或者是一种具有2-30个碳原子的烯基；R2是烷基、烷氧基取代的烷基芳基或芳烷基并具有1-12个碳原子；R3是烷基或烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基，并具有2-10个碳原子；a为1-3，b为0-2和a+b为1、2或3。R1、R2和R3这些烃基可以是环状的、支链的或直链的。-->水不溶性的或微溶性的有机硅烷包括烷氧基硅烷，其在25℃时，在水中的溶解性为0-8.0重量％。在25℃时在水中的溶解性为0-1.0重量％的水不溶性的烷氧基硅烷是优选的。不采用水溶性的烷氧基硅烷，这是因为用这类硅烷所制得的组合物在延长的时间内，即在通常条件下要大于2-3天是不稳定的。因而，要选择R基团，以确保硅烷在水中的低溶解性。R1可以为一种烷基、芳烷基、烷芳基或者一种芳基，而且每一种都含有至少一个有机官能取代基。特定的实例包括取代的丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、辛基、二甲苯基、苯甲基、苯基、环戊基、环己基、苯甲基、苯乙基等。R1上的取代基的特定实例包括巯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基(methacryloxy)、丙烯酰氧基(acryloxy)、氯基、溴基、碘基、氰基、酮基、醛基、羧酸酯基、羧基、甲硅烷基酯基(如SiR2b(OR3)3-b，其中的R2和R3如前所述)、胺基、烷基胺基、二烷基胺基、芳基胺基、二芳基胺基、酰脲基、酰胺基、异氰尿酸酯基，或是以前述基团中至少一种基团取代的烷氧基取。R1也可是一种具有3-30个碳原子的烯基，如乙烯基、烯丙基、油烯基、亚油烯基(linoleyl)、亚麻烯基(linolenyl)等。至于环氧取代基，环脂族的环氧化物，由于它们具有良好的贮存期间稳定性，缩水甘油基的环氧化物是优选的。R2的实例有甲基、乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、十二烷基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、异戊基、仲戊基、4-甲基-2-戊基、2-7基己基和苯基。R3的实例有乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、异戊基、仲戊基、4-甲基-2-戊基、2-乙基己基和苯基。上述提及的硅烷化合物的实例包括：2-(3，4-环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷(2-(3，4-epoyxcyclohexyl)-ethyltriethoxysilane)，2-(3，4-环氧环己基)-乙基三异丙氧基硅烷，2-(3，4-环氧环己基)-乙基三异丁氧基硅烷，3-缩水甘油氧基丙基三异丁氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丁氧基硅烷，乙烯基三异丙氧基硅烷，乙烯基三异丁氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，3-巯基丙基三乙氧基硅烷，乙烯基甲基二-(异丙氧基)硅烷，3-甲基丙烯酰氧基甲基二丁氧基硅烷，以及二硅烷或三-->硅烷如1，2-二(烷氧基)甲硅烷基乙烷和三(3-乙氧基甲硅烷基丙基)异氰尿酸酯。这里采用的乳化剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂或者非离子表面活性剂与阴离子或阳离子表面活性剂的混合物。非离子表面活性剂的实例包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨聚糖脂肪酸酯和聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯。阴离子表面活性剂的实例包括脂肪酸盐、烷基磺酸酯盐、烷基苯磺酸酯、烷基磷酸酯、烷基烯丙基磺酸酯盐和聚氧乙烯烷基磷酸酯。阳离子表面活性剂的实施例包括季铵盐如长链烷基三甲基铵盐、长链烷基苄基二甲基铵盐和二(长链烷基)二甲基铵盐。用于本专利技术的表面活性剂的详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，它包括：先将一种促进粘合力底漆组合物涂布到底材表面上，接着涂布一种可固化的密封剂、粘合剂或涂料成分涂到有底漆的底材上，然后使所述的密封剂、粘合剂或涂料成分固化，其中的底漆，是一种由至少一种促进粘合的水不溶性或微溶性的有机硅烷所组成的水性乳胶，有机硅烷的结构式为： Ｒ↑［１］↓［ａ］Ｒ↑［２］↓［ｂ］Ｓｉ（ＯＲ↑［３］）↓［４－ａ－ｂ］ 其中 Ｒ↑［１］是具有３－３０个碳原子并被一种有机官能团取代的烃基，或者是一种具有２－３０个碳原子的烯基； Ｒ↑［２］是烷基、烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基，并具有１－１２个碳原子； Ｒ↑［３］是烷基或烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基，并具有２－１０个碳原子； ａ为１－３、ｂ为０－２和ａ＋ｂ为１、２或３。

【技术特征摘要】
US 1998-9-8 09/1493371.一种方法，它包括：先将一种促进粘合力底漆组合物涂布到底材表面上，接着涂布一种可固化的密封剂、粘合剂或涂料成分涂到有底漆的底材上，然后使所述的密封剂、粘合剂或涂料成分固化，其中的底漆，是一种由至少一种促进粘合的水不溶性或微溶性的有机硅烷所组成的水性乳胶，有机硅烷的结构式为：                   R1aR2bSi(OR3)4-a-b其中R1是具有3-30个碳原子并被一种有机官能团取代的烃基，或者是一种具有2-30个碳原子的烯基；R2是烷基、烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基，并具有1-12个碳原子；R3是烷基或烷氧基取代的烷基、芳基或芳烷基，并具有2-10个碳原子；a为1-3、b为0-2和a+b为1、2或3。2.如权利要求1所述的方法，其中的底漆包括占总的底漆组合物重量30-99.75％的水。3.如权利要求1所述的方法，其中的R1上有机官能团取代基为巯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基(methacryloxy)、丙烯酰氧基(acryloxy)、氯基、溴基、碘基、氰基、酮基、醛基、羧酸酯基、羧酸基、甲硅烷基酯基、胺基、烷基胺基、二烷基胺基、芳基胺基、二芳基胺基、酰脲基、酰胺基或异氰尿酸酯基团，或者是以前述基团中至少一种基团取代的烷氧基。4.如权利要求1所述的方法，其中的R1为乙烯基、烯丙基、油烯基、亚油烯基(linoleyl)或亚麻烯基(linolenyl)。5.如权利要求1所述的方法，其中的R1包括环脂族的环氧基。6.如权利要求1所述的方法，其中的R3为乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、异戊基、仲戊基、4-甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：MW黄，BA瓦尔德曼，
申请(专利权)人：CK韦特科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]