基于氯磺化聚乙烯的含水粘合剂制造技术

一种含有氯磺化聚乙烯胶乳，聚马来酰亚胺化合物，亚硝基化合物和金属化合物的含水粘合剂组合物。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及各种基质与表面例如铁金属和非铁金属表面的粘接。更具体地说，本专利技术涉及基于氯磺化聚乙烯胶乳及聚马来酰亚胺化合物的含水粘化剂组合物。为了保持与不断增长的对粘合的需同步及为了遵守众多的环境保护规定，在所作努力中，对粘合剂领域的众多研究均集中在开发能以含水配制物使用的强力粘合剂方面，以避免使用挥发性溶剂。这些研究努力的成果可在近期出版的USP4988753及USP5036122中见到。USP4988753描述了在硫化条件下把天然和合成弹性体粘合到金属和非金属基质的含水分散体。此粘合剂组合物含有氯磺化聚乙烯和氯乙烯/偏氯乙烯/丙烯酸共聚物的混合物，有机多亚硝基化合物，以及选自二烯丙基丙烯酰胺和亚苯基双马来酸酰亚胺的反应性化合物。此粘合剂组合物还可含有其其添加剂例如金属氧化物，铅盐及过氧化物。USP5036122描述了一种含聚合共轭二烯胶乳，多—C—亚硝基化合物和双马来酰亚胺的聚合物—聚马来酰亚胺化合物。此聚合共轭二烯优选是聚—2，3—二氯丁二烯或聚—1，1，2—三氯丁二烯。此粘合剂还可含有添加剂例如炭黑，金属氧化物及表面活性剂。USP4119587描述了一种含有含卤聚烯烃，芳族亚硝基化合物和铅盐的粘合剂组合物。此组合物还可含有马来酰亚胺化合物。也公开了使用挥发性有机溶剂。很多先前开发的粘合剂组合物例如上述USP4119587所公开的组合物需要使用有机溶剂和/或铅盐，二者均对环境有害。此外，很多先前开发的含水粘合剂组合物例如上面公开的那些，需要使用别的粘合剂组分例如底涂组分，以获得可接受的粘合性能。在涉及暴露于有害环境的橡胶—金属粘合中特别需要底涂组分，因为在那种环境中金属表面易被腐蚀，这会降低粘合。此外，很多粘合剂组合物仅能用于窄范围或窄种类的基质。用于使弹性物与金属粘合的传统粘合剂也常常处于粘合过程使用的模型设备所处的高温环境中。放置和支持涂敷了粘合剂的金属部件的模塑设备，在熔融的弹性材料被涂于金属部件前，被典型地预热或预烘。这种预烘常常干扰涂在金属表面上的粘合剂组合物的粘合能力。需要一种单组分粘合剂组合物，它使用对环境安全的组分，对众多的类型的基质产生强有力的粘合。本专利技术是一种单组分含水粘合剂组合物，它能以对环境安全的方式来使用，对各种基质产生强力的粘合。本专利技术的粘合剂组合物含有氯磺化聚乙烯的胶乳，聚马来酰亚胺化合物，亚硝基化合物及金属氧化物。业已发现，各组分的优化组合制得了一种粘合剂组合物，它能在不需要另外的组分例如底涂组份的情况下使用。此粘合剂对预烘状况及有害环境显示了不录常的耐性，并具有与各种基质有效粘合的能力。本专利技术的胶乳中的氯磺化聚乙烯是可从市场购得的，并可按现有技术已知的方法制取，例如将聚乙烯溶在四氯化碳中，并在高温高压下将所得的溶液送至氯气与二氧化硫的混合物中。然后除去四氯化碳，得到氯磺化聚乙烯粉末。本专利技术的氯磺化聚乙烯胶乳也是可从市场购得的，并能按现有技术已知的方法制取，例如把氯磺化聚乙烯溶于溶剂并往所得的溶液中加入表面活性剂。然后在高剪切下往此溶液中加入水以便将聚合物乳化。然后将溶剂汽提掉，获得总固含量为约10～60％重量，优选为25～50％重量的胶乳。本专利技术胶乳中的氯磺化聚乙烯的分子量典型地为约50,000～150,000，优选为约60,000～120,000，氯磺化聚乙烯的氯含量典型地为约20～50％，优选为约25～45％，而硫含量典型地为约0.5～2％，优选为约1.0～1.5％。氯磺化聚乙烯胶乳的用量，以本专利技术必要成份的重要计，为约10～50％，优选为约25～35％。这里“必要成份”指的是氯磺化聚乙烯胶乳，聚马来酰亚胺化合物，亚硝基化合物及金属氧化物。本专利技术的聚马来酰亚胺化合物可以是脂族的或芳族的聚马来酰亚胺，但必须含有至少两个马来酰亚胺基，优选的芳族聚马来酰亚胺是含约2～100个芳核，其中没有多于一个马来酰亚胺基直接连在每个邻近芳环上的那一类。物别优选的芳族聚马来酰亚胺化合物的通式为 式中X约为0～100，这类聚马来酰亚胺是市场中的普通物质，并被不同公司以不同的商品名出售，例如Mitsui ToatsuFine Chemica1s，Incorporated供应的BMI-M-20和BMI-S聚马来酰亚胺。在本专利技术中，聚马来酰亚胺的典型用量以必要成份的重量计为约2—50％，优选为5～15％。本专利技术的亚硝基化合物可以是任何含至少两个亚硝基的芳烃例如苯，萘，蒽，联苯等等，而这些亚硝基是直接连接在非邻接环碳原子上的。更具体地说，这类亚硝基化合物被描述为这样一种具有1～3个芳核(包括稠合芳核)的芳族化合物，它具有2～6个直接连接在非邻近核碳原子上的亚硝基。本优选亚硝基化合物是二亚硝基化合物，特别是二亚硝基苯和二亚硝基萘，例如间—或对—二亚硝基苯和间或对—二亚硝基萘。芳核上的核上氢原子可以被烷基，烷氧基，环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，芳氨基，芳亚硝基，氨基，卤素等等基团所取代。这类基团在芳核上的出现对本专利技术的亚硝基化合物的活性几乎没有的影响。据目前所知，对取代基的没有什么限制，而且这些取代基在本质上可以是有机的和无机的。因此，除非另有指出，这里所提到的亚硝基化合物应理解为既包括已取代的也包括未取代的亚硝基化合物。特别优选的亚硝基化合物用下式表征(R)m—Ar—(NO)2式中Ar选自亚苯基和亚萘基；R是单价有机基因，选自含1～20个碳原子的烷基，环烷基，芳基，芳烷基，烷芳基，芳氨基，烷氧基，选自氨基或卤素，优选含1—8个碳原子的烷基；而m是0，1，2，3或4，优选为0。适用于本专利技术的实践的亚硝基的部分非限制性目录包括间—二亚硝基苯，对—二亚硝基苯，间—二亚硝基萘，对—二亚硝基萘，2，5—二亚硝基繖花烃，2—甲基—1，4—二亚硝基苯，2—甲基—5—氯—1，4—二亚硝基苯，2—氟—1，4—二亚硝基苯，2—甲氧基—1，3—二亚硝基苯，5—氯1，3—二亚硝基苯，2—苄基—1，4—二亚硝基苯，2—环己基—1，4—二亚硝基苯，以及它们的组合，特别优选的亚硝基化合物包括对—二亚硝基苯及间—二亚硝基苯。亚硝苯化合物的典型用量范围是必要成份重量的约10～60％，优选为约30～40％。本专利技术的金属氧化物可以是任何已知的金属氧化物，例如锌，镉，镁，铅，铁和锆的氧化物；铅黄；铅丹；锆盐；以及它们的组合。由于氧化锌在本专利技术粘合剂组合物中的不寻常的相溶性和有效性，它是优选的。金属氧化物的典型用量范围以必要成份的重量计为约5～60％，优选为15—25％。水，优选去离子水，与本专利技术的必要成份一起使用；以提供最终固含量为约10～70％，优选为约30～50％的粘合剂组合物。本专利技术的粘合剂组合物还可以含其他公知添加剂例如增塑剂，填料，颜料，分散和润湿剂，增强剂，等等，其量为粘合剂领域熟练人员可使用的数量，以获得所需颜色和稠度。本专利技术的粘合剂组合物可用本领域公知的任何方法来制取，但优选的制法是在球磨，砂磨，陶瓷珠磨，钢珠磨，高速介质磨等中，将各成份与水进行混合。研磨或摇动而制得。本专利技术的粘合剂组合物优选用于将弹性物粘合到金属表面上，此组合物可采用喷、浸、刷、揩等等方法涂到金属表面上，然后使此粘合剂变干。之后将此已涂的金属表面与弹性基质物在热和压力下合到一起，以完成此粘结过程。在20.7～172.4兆帕(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：道格拉斯·H·莫瑞，
申请(专利权)人：劳德公司，
类型：发明
国别省市：