引发剂体系和由此制备的粘合剂组合物制造技术

一种能引发丙烯酸单体聚合的引发剂体系，该体系包括（１）有机硼烷胺加成物和（２）双反应活性解加成剂。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
本专利技术一般涉及能引发丙烯酸单体聚合反应的体系。更具体而言，本专利技术涉及包括(1)有机硼烷胺加成物(complex)和(2)双反应活性的解加成物(bireactivedecomplexer)的引发剂体系。本专利技术还涉及使用这些体系以引发丙烯酸单体的聚合反应，和由此制备的丙烯酸粘合剂组合物。该粘合剂组合物对低能表面具有优良的粘合力，并具有极佳的耐溶剂性。相关技术的描述用于引发丙烯酸单体的聚合反应以制备粘合剂的体系已为本领域所知。例如，美国专利5,106,928、5,286,821和5,310,835披露了一种双组份引发剂体系，据报道这种体系在丙烯酸粘合剂组合物中有用。这种双组份体系的第一组分包括一种稳定的有机硼烷胺加成物，第二组分包括一活化剂。活化剂通过除去胺基释放出有机硼烷化合物，从而使有机硼烷化合物引发聚合反应。加成物的有机硼烷化合物具有下式 其中R、R1和R2是有1-10个碳原子的烷基或者是苯基。对该加成物有用的胺化合物包括正辛胺、1，6-二氨基己烷、二乙胺、二丁胺、二亚乙基三胺、二亚丙基二胺、氨、1，3-亚丙基二胺和1，2-亚丙基二胺。美国专利5,286,821报道适用于释放有机硼烷化合物的活化剂包括有下面结构通式的醛R-(CHO)x其中R是1-10个碳原子的烷基或有6-10个碳原子的芳基，x为1-2。这样的例子包括苯甲醛、邻、间、对硝基苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、对甲苯甲醛和3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。美国专利5,310,835报道的合适的活化剂还包括有下面结构的有机酸R-COOH其中R是H、烷基、或有1-8个碳原子的链烯基。这样的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、苯甲酸和对甲氧基苯甲酸。Fujisawa、Imai和Mashuhara也描述了一种用于引发甲基丙烯酸甲酯的聚合反应的体系。见Reports of the Institute for Medical and Dental Engineering，3，64(1969)。该体系包括一种三烷基硼烷胺加成物和一种活化剂，例如甲基丙烯酸或正丁烷磺酸氯化物、对苯二甲酸酰氯、苯甲酰氯、对甲苯磺酸酰氯、苯磺酸酰氯、甲烷磺酸酰氯、甲苯二异氰酸酯、己二酸酰氯、邻甲苯基异氰酸酯、乙酰氯和无水乙酸。据报道该体系对提供牙科应用的快速固化树脂有用。活化剂(有时也称作解加成剂)通过键合(或共价或离子键)胺形成活化剂-胺组分，释放有机硼烷化合物。大多数活化剂-胺组分作为不加到本身已聚合的粘合剂中的流动组分而留在粘合剂组合物中。一般，在粘合剂组合物中的流动组分可能引起性能的变化问题，例如，迁移到粘合剂表面时，使粘结的界面破裂。流动组分易受溶剂的破坏，使粘合剂组合物很难适用于必须经溶剂处理的应用。因此，需要能提供具有降低流动组分水平和提高耐溶剂性的丙烯酸粘合剂组合物的引发剂体系。这样的粘合剂不易出现由于流动组分迁移到粘结界面而导致的性能问题，并且还能用于粘合剂须经有机蒸汽、油、燃料和其它如甲基乙基酮、四氢呋喃等溶剂处理的各种生产应用。本专利技术概述本专利技术提供了能引发丙烯酸单体聚合反应的体系。更具体而言，本专利技术提供了包括(1)一种有机硼烷胺加成物和(2)双反应活性的解加成剂的引发剂体系。术语“解加成剂”指能通过与胺基键合释放有机硼烷化合物，使有机硼烷引发聚合反应的化合物。解加成剂有时也称作“活化剂”或“释放剂”。在此所用的术语，每个都指能通过与胺基键合释放有机硼烷化合物的化合物。术语“双反应活性的”指解加成剂既能够和丙烯酸单体又能够和有机硼烷胺加成物的胺部分形成共价键。因此，该解加成剂能够共价键合体系中释放的胺并且能和粘合剂本身反应。这导致降低流动组分(即能迁移或扩散通过固化的粘合剂的物质)量。而且，当引发剂体系的有机硼烷胺加成物包括多胺化合物时，能很好地提供已提高了耐溶剂性的聚合的丙烯酸组合物。本专利技术的引发剂体系的解加成剂较好的包括至少一个可自由基聚合的基团(例如，取代的烯烃)和在同一分子中至少一个胺反应活性基团。较好的每个基团都是端基。解加成剂在同一分子中包括一个丙烯酸基和一个异氰酸酯基更好。较好的解加成剂包括羟基化(甲基)丙烯酸酯的反应产物或其加合物以及多异氰酸酯或其加合物。术语“加合物”指加成反应的产物。术语“多异氰酸酯”指有至少两个异氰酸酯基的化合物。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。较好的羟基化(甲基)丙烯酸酯的加合物包括由内酯形成的羟基丙烯酸酯聚酯。较好的多异氰酸酯的加合物包括由含活性氢的化合物(例如，多元醇、多硫醇、多胺等)形成的加合物。本专利技术的体系可用于引发丙烯酸单体的聚合反应。因此，本专利技术还涉及可聚合的丙烯酸组合物，该组合物包括至少一种丙烯酸单体、有效量的一种有机硼烷胺加成物和有效量的一种用于释放有机硼烷以引发至少一种丙烯酸单体的聚合反应的本专利技术解加成剂。可使用各种丙烯酸单体，但较好的单体应包括单官能丙烯酸酯(acrylateester)、单官能甲基丙烯酸酯(methacrylate ester)、上述单体的取代衍生物以及上述单体的混合物。甲基丙烯酸酯特别有用，特别希望的这些单体的例子包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯以及它们的混合物。甲基丙烯酸烷基酯(如甲基丙烯酸甲酯)和丙烯酸烷基酯(特别是有4-10个碳原子的烷基，例如丙烯酸丁酯)的混合物也是很有用的。本专利技术的丙烯酸组合物对提供粘合剂特别有用，并且本专利技术的粘合剂能很好地提供降低的流动组分量、极佳的耐溶剂性和对低表面能塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等)的粘合力。术语“低能表面”指其表面能低于45mJ/m2，更典型的约低于35-40mJ/m2的物质。另一方面，本专利技术涉及引发丙烯酸单体的聚合反应的方法，该方法包括下列步骤提供至少一种丙烯酸单体，使至少一种丙烯酸单体与本专利技术的聚合反应引发剂体系的组分掺混，和引发至少一种丙烯酸单体的聚合反应。当引发剂体系的有机硼烷胺加成物包括多胺时，采用该方法可制备具有提高的耐溶剂性的可聚合丙烯酸组合物。较好的实施方案的详细描述解加成剂本专利技术的解加成剂较好的包括至少一个可自由基聚合的基团和在同一分子中的至少一个胺反应活性基团。本专利技术有用的解加成剂的例子包括下式的物质(A)a-Y-(B)b其中“A”是能与丙烯酸单体形成共价键的基团；“B”是能与有机硼胺加成物的胺部分形成共价键的基团；“Y”是多价有机连接基团；“a”表示可自由基聚合基团的数量；“b”表示胺反应活性基团的数量。较好的“A”基团包括可自由基聚合的如烯烃基团。烯烃基团可以不被取代或取代，或是环结构部分。取代的烯烃包括，例如被烷基或芳基取代的那些烯烃。较好的烯烃是终端双键未被取代的烯烃如烯丙基。更好的烯烃是苯乙烯基类，而最好的烯烃是丙烯酸类。较好的胺反应活性基团“B”包括一个异氰酸酯基。因为解加成剂包括至少一个可自由基聚合的基团和至少一个胺反应活性基团，“a”和“b”的值各自至少为1。“a”和“b”的和较好的小于或等于6，小于或等于4更好，最好为2。根据制备解加成剂所使用的反应试剂，多价有机连接基团“Y”可以包括各种不同化学结构。较好的解加成剂包括含可自由基聚合基团的羟基化合物与多异氰酸酯的反应产物。有用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·迪瓦尼，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：