用于聚烯烃基材的不含氯,不含VOC的含水粘合促进剂制造技术

将不含卤，含α，β－不饱和二羧酸或酸酐接枝于其上的丙烯／α－烯烃共聚物，碱和含至少两个环氧基的水分散性树脂的不含ＶＯＣ的含水涂料组合物施于含丙烯聚合物的塑料基材上。干涂料促进了制品的继后涂层与聚丙烯基质表面的粘合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于包含聚烯烃聚合物的塑料基材的粘合促进热固性涂料。由于其低的表面能和非极性的特性，这种聚合物非常难以用装饰性和/或保护性涂料涂覆。本专利技术尤其是涉及不含卤素的粘合促进涂料。本专利技术更具体的是涉及不含VOC(不含挥发性有机化合物)的含水涂料组合物，当将粘合促进组合物施于表面并在高温下焙烤固化时，所述含水涂料组合物改进了这种聚烯烃制品与继后涂层的粘合性。聚烯烃(例如聚丙烯和称为热塑性烯烃(TPO)的含橡胶改性化合物的聚丙烯)由于其价廉，重量轻，耐冲击，易于模塑和再循环使用，自七十年代以来在各个领域(例如汽车市场)的应用显著增长。它们已用在内部件(例如里胎覆盖物)和外部件(例如仪表板和装饰物)中。聚丙烯的等规结晶结构使它在任何方向具有20-30 dynes/cm的低表面能，导致大部分涂料都不会打湿或粘附于其表面上。这种表面必须经过是物理或化学改性，使之可用现有的涂层技术进行涂覆。等离子处理和电晕放电使用电离的气体以氧化聚丙烯或TPO的表面，提高其表面能并使它与涂料进行化学和机械粘合。然而，该表面保持暂时的氧化态并且在能量再次降低之前必须被涂覆。当涉及到复杂的成型汽车部件时，这种过程在生产环境中可能是困难和昂贵的。火焰处理也可以氧化表面，但这需要火焰与表面的精确距离，这在涂覆不同形状和尺寸的涂料组分的生产线上又是难以控制的。TCE(1，1，1-三氯乙烷)用于刻蚀或溶解聚丙烯或TPO的表面，但由于挥发性有机化合物(VOC)和毒性因素，这种方法已被停止。一种更普通的涂覆聚丙烯和TPO的方法是使用粘合促进底涂料，它使用氯代聚烯烃树脂获得与表面的粘合。这些涂层在生产环境中易于加工并且在短暂的外界发火花或焙烤后可被面涂(topcoat)。然而，载有溶剂的氯代聚烯烃树脂限制了溶解度且主要只与芳香溶剂(例如二甲苯或甲苯)相容，并且必须以每加仑5.7磅挥发性有机化合物或更高的浓度喷雾以合适地涂覆聚丙烯或TPO的表面。这对加工者可能是一个问题即要求遵循严格的联邦条例和国家排放标准。已将氯代聚烯烃树脂的含水分散体配制成每加仑1.0-0磅挥发性有机化合物的粘合促进涂料，尽管挥发性有机化合物较低，但由于这些材料的价格很高，已成为阻碍其被市场接受。在这些含水粘合促进组合物中氯的存在仍是一个环境问题。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于以聚丙烯为基质的基材的非卤代热固性粘合促进涂料。本专利技术的一个相关目的是提供一种促进继后涂层与以聚丙烯为基质的基材的粘合的含非卤代树脂的不含挥发性有机化合物的涂料组合物。本专利技术的一个相关目的是提供一种含有以聚丙烯为基质的表面的制品，所述表面涂有促进继后涂层与表面的粘合的含非卤代树脂的不含挥发性有机化合物的涂料组合物。本专利技术的一个相关目的是提供一种含有以聚丙烯为基质的表面的制品，所述表面涂有当干燥时促进继后涂层与表面粘合的含非卤代树脂的含水，不含挥发性有机化合物的涂料组合物。本专利技术的一个相关目的是提供一种含在高湿度的条件下及与汽油接触时促进继后涂层粘合的涂料的以聚丙烯为基质的制品。下述将显而易见这些和其它目的是由含聚烯烃树脂表面的制品实现的，所述表面涂有包含下述组分的含水组合物(a)高级α-烯烃和至少一种选自由乙烯和丙烯组成的组的单体的不含卤素的共聚物，所述共聚物含接枝于其上的α，β-不饱和二羧酸或酸酐；(b)碱；和(c)含至少两个环氧基的水分散性树脂。其它聚合物，包括丙烯酸类，聚氨酯类和蜜胺类(举出了几个)可与上述组合物共混。这些树脂用于改进体系的物理性能。另外，颜料和添加剂可用于提供所需要的美观或功能效果。聚烯烃表面可为由聚烯烃制成的制品或覆在由另外材料制成的制品上的膜。用于本专利技术目的特别感兴趣的制品为可暴露在高湿度下且可经受反复与汽油接触的以聚丙烯为基质的汽车部件。在本专利技术含水涂料组合物中的组分(a)烯烃共聚物为乙烯和/或丙烯与高级α-烯烃的无规共聚物或嵌段共聚物。适合用于本专利技术的丙烯/α-烯烃共聚物购自Eastman Chemical Products，Inc.和Rexene Company。适合用于本专利技术的乙烯/α-烯烃共聚物购自U-nion Carbide商品名为FLEXIMERS。它们可例举为乙烯/丁烯，乙烯/己烯和乙烯/丁烯/己烯共聚物。高级α-烯烃和丙烯的无规共聚物是较好的且丙烯组分的比例较好的为不小于10重量％。若小于10重量％，则聚丙烯的粘合性较差，当然这是不希望的。高级α-烯烃的例子包括丁烯-1，戊烯-1和己烯-1。其中，己烯-1从聚合物的物理性能观点来看是较好的。己烯-1的量可为丙烯/α-烯烃共聚物组合物的10-80wt％，但较好的量为约60wt％。两种或多种高级α-烯烃的混合物可与乙烯或丙烯或与乙烯和丙烯的混合物共聚。被接枝共聚在丙烯/α-烯烃共聚物上的α，β-不饱和二羧酸或其酸酐可例举为马来酸，富马酸，衣康酸，柠康酸，烯丙基琥珀酸，中康酸和乌头酸，及其酸酐。α，β-不饱和二羧酸或其酸酐的量较好的为接枝共聚物的约1-20重量％。若低于1重量％，则分散体在水中的稳定性会变差，而若高于20重量％，则接枝效率降低，这是不经济的。约2-10重量％是特别好的，约4-7重量％是尤其更好的。在与α，β-不饱和二羧酸或其酸酐接枝后的烯烃共聚物的数均分子量(由凝胶渗透色谱法或GPC测定)较好为3000-55,000。若低于3000，则与聚烯烃树脂的粘合性将变差，若高于55,000，则由于高粘度使分散体分散入水中变得困难。通过选择共聚物原料的分子量或进行接枝反应时的条件可以调节分子量至该范围。同样地，接枝反应可在共聚物原料的分子量降低之后进行。α，β-不饱和二羧酸或其酸酐接枝至烯烃共聚物上的接枝共聚合可通过已知方法进行，其中烯烃共聚物在高于其熔点的温度下加热液化，接枝共聚合是在自由基引发剂存在下进行的。产物在下面称为酸接枝烯烃共聚物。当使用这种方法时，采用配置有强烈搅拌器，班伯里混炼器(Banbury mixer)，捏合器，挤压机等的反应器，在不低于约150℃至不高于约300℃的温度下加入α，β-不饱和二羧酸或其酸酐和自由基引发剂或其在低沸溶剂中的溶液进行反应，在除去低沸溶剂之后由已知方法对产物进行造粒。同样也可在加热下将烯烃共聚物溶于有机溶剂(例如二甲苯)中并在自由基引发剂存在下进行反应，但由于其在去除有机溶剂上的时间消耗和去除并不总是完全，该方法并非优选。用于反应的自由基引发剂可适当选自已知材料，但有机过氧化物是特别好的。有机过氧化物可根据反应温度选自过氧化苯甲酰，过氧化二异丙苯，过氧化月桂基，2，5-二甲基-2，5-二(过氧化叔丁基)己烷，过氧化二叔丁基，氢过氧化叔丁基，过氧化苯甲酸叔丁酯和氢过氧化异丙苯。组分(a)和(b)在水中的分散体可由下述方法制得，其中组分(a)加热至高于其熔点的温度而液化，在搅拌下往酸接枝共聚物中加入碱(b)，水和表面活性剂(若需要的话)。按方法的另一实施例，将(a)，(b)和表面活性剂(若需要的话)的混合物加入水中或者包括水在内的所有的组分在加热下混合和搅拌。具有良好稳定性的分散体可在高温下和高于常压的压力下获得。值得注意的是，分散体可使用或不使用表面活性剂，但当已被接枝共聚的α，β-不饱和二羧酸或其酸酐的量是低时希望使用表面活性剂。使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有聚烯烃树脂表面的制品，所述表面涂有含下述组分的含水组合物：（ａ）高级α－烯烃和至少一种选自由乙烯和丙烯组成组的单体的不含卤素的共聚物，所述共聚物含接枝于其上的α，β－不饱和二羧酸或酸酐；（ｂ）碱；和（ｃ）含至少两个环氧基 的水分散性树脂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ML杰克逊，FA斯塔布斯，JM梅科齐，DJ米克洛斯，AL内马克，
申请(专利权)人：蜜蜂化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]