阻燃溴化苯乙烯接枝胶乳涂料制造技术

描述了阻燃胶乳涂料，它包含用环卤化烯属不饱和芳族单体接枝的天然或合成胶乳。该接枝胶乳单独使用或与非接枝天然或合成胶乳结合使用，该涂料用于各种应用，包含织物底涂、地毯、油漆、粘合剂、密封料、填塞料、无纺粘合剂等。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作涂料的胶乳组合物，该涂料包括底涂料、密封料、粘合剂等，尤其是涉及由环卤化、烯属不饱和芳族单体接枝到至少一种胶乳上制得的涂料。天然和合成胶乳常用于各种涂料中，在许多涂料应用中，所用的胶乳希望具有阻燃性能，这尤其应用于那些胶乳用在织物、地毯、油漆、清漆、粘合剂、密封料、填塞料、无纺粘合剂等的地方。将阻燃性能赋予胶乳的有用方法是将阻燃添加物掺混进去。许多这种阻燃添加物含有溴(例如溴化联苯或二苯醚化合物)和三氧化锑。但是这些阻燃添加物具有一个主要的缺点，这就是在使用中加剧了例如产生强烈的白色着色和析出效果及由三氧化锑的存在产生毒性这些问题。因此对具有所希望阻燃性能的聚合胶乳涂料仍存在一种需求。本专利技术的涂料满足了这种需求，提供了一种可用于织物底涂、油漆、粘合剂、密封材料、填塞材料、无纺粘合剂及各种其它应用中的阻燃胶乳。根据本专利技术，提供了由将环卤化烯属不饱和芳族单体接枝到天然或合成胶乳上制备的胶乳涂料。尤其是卤化芳族单体以在最终胶乳涂料中提供6至36重量%的溴的量引入。另一方面，卤化芳族单体包含多溴化的单体，尤其是提供每单体单元具有平均至少1.5个溴的单体。本专利技术不仅举例说明了将环卤化烯属不饱和芳族单体接枝到一种或多种天然和/或合成胶乳上，而且说明了这些接枝胶乳与另外的天然和/或合成胶乳的混合物。所得的接枝胶乳含有接枝的胶乳及溴化单体单元的均聚物胶乳。本专利技术的一个目的是提供一种具有所希望物理性能的阻燃聚合物胶乳涂料。本专利技术的另一目的是提供一种可用于各种应用，包括织物底涂、油漆、粘合剂、密封材料、填塞材料、无纺粘合剂等的阻燃胶乳涂料。本专利技术的其它目的和优点将通过下面的说明而清楚。为了有利于理解本专利技术的原理，下面将参考此后所描述的实施例。不过，可以理解的是本专利技术的范围不由此被限制，对于本专利技术所涉及领域的熟练人员来说，对如在此所描述的本专利技术原理的可以预料的那些的替代，进一步的改进和应用是可以想到的。本专利技术提供的聚合物胶乳涂料具有能使它们用于各种应用的优良物理性能，并且这些涂料具有超过现有技术涂料的改进的阻燃性。过去的努力不能提供所述类型的涂料，但现在已经发现将环溴化芳族单体单元接枝到聚合物胶乳上产生了提供改进阻燃性能而未消弱胶乳其它物理性能的涂料。一种、两种或多种胶乳可与例如溴化苯乙烯反应，以生产本专利技术的接枝胶乳涂料。合适地选择所用的与溴化芳族单体结合的胶乳能够生产用于各种涂料应用的阻燃涂料。正如在此所用的词“涂料”以很广的意义使用，并用来包括施加到一个基材上或者作为叠层物或者作为间隙填充物。例如，所包括的是用作纺织装饰物和帷幔用的织物底涂层、地毯背、无纺过滤介质粘合剂、油漆、粘合剂、填塞物、密封材料等，而施加到各种合适基材上。本专利技术的涂料含有环溴化芳族单体接枝到其上的胶乳。该阻燃接枝胶乳共聚物的通式为 其中n＞1，L是天然或合成胶乳，每个S是包括环溴化芳族单体单元的接枝的侧链，该环溴化芳族单体单元具有通式(Ⅰ) 其中X＝1至4，R1是-H或-CH3，R2是-H或具有从1至4个C原子的烷基。代表性的环卤化芳族单体是苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基甲基苯乙烯、乙基苯乙烯或α-甲基乙基苯乙烯，每个在苯环上具有溴取代(单、双、三和四)。也可以使用上述单体的混合物或混合的异构体。如后面所更详细描述的，优选的环溴化芳族单体是多溴化苯乙烯，而二溴化苯乙烯是最好的。优选的二溴苯乙烯材料是具有至少约82%X＝2单体单元的、例如由Great Lakes Chemical Corporation of West Lafayette，Indiana销售的，这种材料通常还含有约15%重量的单溴苯乙烯和3%重量的三溴苯乙烯。市售胶乳的接枝聚合通常得到接枝胶乳的共聚物和溴化芳族单体的均聚物。现已发现，溴化的芳族单体的接枝胶乳和均聚物胶乳保持良好的混合。换句话说，均聚物可以被除去，但这是不必要的，因此优选的组合物包含接枝的胶乳共聚物和溴化芳族单体的均聚物。在本专利技术的另一方面，该溴化芳族单体以这样的量接枝到胶乳涂料上，即能提供足量的溴以得到所希望的阻燃性，典型的是以接枝胶乳的重量计至少约1%的溴。在这一点上，环溴化单体通常包括占整个组合物重量的从6至36%的溴，最好是环溴化单体包括从9至24%重量的溴。在本专利技术的另一方面，已经确定优选使用环溴化芳族单体的多溴化形式，这使为获得给定的溴占整个组合物的重量百分比所需的环溴化单体单元的数量减少到最低限度。使用较低百分比的环溴化单体单元将任何不利影响减至最小，因为这些单元对胶乳涂料的物理性能有其它影响。因此本专利技术的一个方面是环溴化芳族单体单元包含多溴化单元，并且环溴化单体单元每单元包含平均至少约1.5个溴。在一优选实施例中，至少约80%的溴化单体单元具有X＝2的通式。对于含有单溴化形式的环溴化芳族单体单元的涂料，最好至多20%的环溴化芳族单体单元是单溴化的。同时，希望该用于涂料的胶乳组合物是容易制造的。高溴化烯属不饱和芳族单体(例如纯四溴苯乙烯)在室温下不是液体，这妨碍了这种接枝胶乳的容易制造，因此优选该胶乳的单溴化和多溴化单体单元的比是这样的，使相应的不饱和环溴化芳族单体的混合物在室温下是液体。例如，用于本专利技术涂料制备的优选材料是以前发现的由Great Lakes Chemical Corporation生产的二溴苯乙烯组合物，这种组合物在室温下是液体，包括15%的单溴苯乙烯，82%的二溴苯乙烯和3%的三溴苯乙烯。其它在室温下是液体的单和多溴芳族单体混合物对于制备本胶乳涂料同样是优选的。优选该包含尽可能高百分比的溴同时在室温下仍是液体。本专利技术使用一种或多种天然或合成胶乳，包含(但不限于)丙烯酸、苯乙烯-丁二烯、醋酸乙烯酯-Vinyl Versatate 10，苯乙烯-丙烯酸、醋酸乙烯酯-丙烯酸、醋酸乙烯酯-丙烯酸-乙烯、聚丁二烯、天然胶乳、聚异戊二烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯-氯乙烯-第三单体(酰胺)。最终的胶乳可由前面所述的环溴化芳族单体接枝的一种或多种胶乳或这些溴化胶乳的掺混物和一种或多种未如此溴化的其它胶乳组成。溴化与未溴化胶乳的比例是任意的，选择要被接枝的胶乳或胶乳混合物的主要因素被认为是在最终所希望的胶乳中的聚合物的玻璃化转变温度。这是系统经受从硬脆材料变化至更柔软材料的特征温度。由于聚合物在低于Tg的温度通常不能从胶乳形成薄膜，因此一个明显要求是聚合物的Tg高于涂覆和使用的温度。另一个关于聚合物Tg的限制是由这样的事实确定的，聚合物在太高于Tg的温度变得非常软，造成差的硬度、结块、差的耐磨性、杂质集中等。因此必须在远高于Tg温度得到的好的柔软性、粘性、聚结等和更接近于Tg得到的好的机械性能之间得到一个平衡。在供常温使用的涂料中，这通常由使用具有低于35℃的Tg的聚合物来达到。优选本专利技术的涂料可由传统的方法制备和应用。例如，胶乳可由将一种或多种乳液引入至天然或合成胶乳或胶乳掺混物中制备。环溴化芳族单体、合适的氧化还原引发剂及非必要的链转移剂和/或水被加入、所得的接枝胶乳然后单独使用或由与其它胶乳掺混而改性。合适的引发剂包含用于自由基聚合的引发剂。例如有机过氧化物、氢过氧化物、偶氮、重氮化合物、过硫酸盐、氧化还原体系例如氢过氧化物-本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种由基材和粘合在其上的胶乳涂料构成的复合材料中，改进在于涂料，该涂料包含：通式如下的阻燃接枝胶乳共聚物：＊＊＊其中ｎ＞１，Ｌ是天然或合成胶乳，每个Ｓ是接枝上的侧链，该侧链包含一个通式如下的溴化单体单元：＊＊＊其中Ｘ＝ １至４，Ｒ↓［１］是Ｈ或ＣＨ↓［３］，Ｒ↓［２］是Ｈ或Ｃ↓［１－４］低级烷基，所说的接枝胶乳共聚物包含至少占接枝胶乳共聚物的约１％重量的溴。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王锦梁，NA法夫里斯基，RS罗斯，
申请(专利权)人：大湖化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]