苯乙烯-丁二烯共聚物、其制备方法以及高粘聚性粘合剂组合物技术

技术编号:4601244 阅读:192 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术申请涉及苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR),该共聚物是使用水性乳液聚合反应技术制备的并且是旨在用于粘合剂和密封行业,具体地是在接触粘合剂和压敏粘合剂(PSA)的制备中有用并且广泛适用于鞋和家具行业。在用于制备具有一个水的或溶剂基本成分的粘合剂的方法中使用此类弹性体提供了对于粘合剂组合物的高粘聚性而没有减损或破坏粘附性。本发明专利技术还旨在保护用于获得SBR共聚物的方法,同时包括:在高温下的水性乳液聚合反应,使用一种特定的表面活性剂并且将共聚物中的门尼粘度和结合的苯乙烯含量维持在高范围内。本发明专利技术申请的另一目的在于保护从SBR共聚物(处于固体或乳胶的形式)得到的粘合剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】苯乙烯-丁二烯共聚物、其制备方法以及高粘聚性粘合剂组合物 本专利技术涉及苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR),该共聚物是使用水性乳液聚合反应技 术制备的并且是旨在用于粘合剂和密封行业,具体地是在接触粘合剂和压敏粘合剂的制备 中有用并且广泛适用于鞋和家具行业。在用于制备具有一个水的或溶剂基本成分的粘合剂 的方法中使用此类弹性体提供了对于粘合剂组合物的高粘聚性而没有减损粘附性。 本专利技术还旨在保护获得SBR共聚物的方法,同时包括在高温下的水性乳液聚合 反应,使用一种特定的(表面活性剂)并且将共聚物的门尼粘度和结合的苯乙烯含量维持 在高范围内。本专利申请的另一目的在于保护从SBR聚合物(处于固体或乳胶液的形式) 得到的粘合剂组合物。 通过定义,粘合剂是能够通过粘合两种材料的表面来将它们保持在一起的物质。 近几十年来,在粘合不同材料方面的技术进步意味着粘合剂类已经作为一类重要的材料在 市场上出现。 —种粘合剂的效力主要是通过它的附着特性和粘聚特性来衡量的。附着性是一种 表面现象,意指两种材料通过分子间的力持久结合。另一方面,粘聚性是定义为一种状态, 其中一种粘合剂的颗粒是通过第一和第二原子价力保持结合。 附着性和粘聚性不仅可能受粘合剂组合物无效力的危害而且还可能受基材固有 特性的危害,从而引起已知的附着性或粘聚性失效。附着性失效被定义为在粘合剂与附着 物之间的界面连接的破裂,然而当破裂张力使得在两种基材中的多个粘合剂层都不变时则 发生粘聚性失效。 基材是有待粘合的材料并且因此它的性质和它的表面处理对于附着过程而言是 主要因素。基材的孔隙率、酸度、碱度等等是影响粘合效果的特征。分界面(interphase) 和界面(interface)的性质对于此过程而言也是关键性因素。分界面是临近粘合剂与底物 间的接触点的区域,并且界面(也成为连接层)是在一种材料的表面与另一种材料的表面 之间的接触区域。由此选择粘合剂的重要性,因为它必须是与基材相容的。 典型地,弹性体是用于粘合剂组合物中的主要组分,因为它是所述组合物的聚合 物性基本物质,特别是接触粘合剂和压敏粘合剂的组合物。在聚合物材料之中,大多数用在 粘合剂组合物中的是天然橡胶、聚氯丁二烯、丁腈橡胶(nitrilic rubber)以及丁二烯和苯 乙烯橡胶(SBR)。 丁二烯和苯乙烯橡胶没有天然橡胶、丁腈橡胶或聚氯丁二烯橡胶的精选的粘合剂 特性,然而它具有比这些弹性体更低的生产和商业化成本。有益的是,当与天然橡胶的粘合 剂相比时,SBR粘合剂类具有更低的耐热性和更低的吸水作用,并且还可以在一个更合适的 温度范围内机进行加工。然而,与具有一种丁腈或聚氯丁二烯橡胶基本物质的粘合剂相比, 它们不具有相同的耐油性、耐溶剂性和抗氧化性。本专利技术的最重要特征之一在于全部或部 分地取代这些聚合物从而产生最终粘合剂产品的多种特性上的改进以及显著的成本降低 的可能性,特别是在鞋和家具业的聚氯丁二烯的一些应用中。 在丁二烯和苯乙烯橡胶中存在的结合的苯乙烯含量是对于附着过程而言的另一个关键性的变量。在SBR共聚物分子中的结合的苯乙烯含量上的增加增大了它的极性,提 供了与粘合剂组合物的不同组分以及基材的改进的相容性,因此对粘合剂的配制者而言增 加了可能性的范围,并且增加了在多种类型的应用中使用配制的粘合剂的可能性,从金属 材料的粘合,到木材、团聚体、以及不同种类的塑料的粘合。 粘合剂的粘度、在基材表面中的不规则性是除了在其上存在的污染物之外对于附着效率而言的其他关键性因素。粘合剂具有有限的粘度,粘度总体上随时间迅速地变化,并且因此不能克服由存在于基材表面上的污染物和不规则性所形成的障碍。因此,可能形成多个拉力点,引起粘合剂与附着物之间的界面上的破裂,因此损害了粘合性能。 可以将粘合剂分类为结构粘合剂和非结构粘合剂。表述结构粘合剂总体上是用于描述一类粘合剂,此类粘合剂贯穿它们的整个使用期限保持不变并且具有高的剪切强度(典型地超过7. 0MPa,按照ASTM D-1002标准)并且对于恶劣天气具有良好的耐受性。在此类粘合剂中,经受粘合的多种材料之间的粘聚力是一个关键性的特性,该特性是其优异性的一个量度。结构粘合剂包括具有一个热刚性(thermorigid)树脂基本物质(如环氧树脂、氨基甲酸酯以及丙烯酸)的那些粘合剂。 与结构粘合剂相比,非结构粘合剂具有更低的粘聚力以及作为一种材料粘合剂更 短的寿命。所述粘合剂一般用于弱基材的暂时固定或粘合。它们可以容易地进行应用,迅 速地进行附着,并且是用在快速粘合生产线、在最终粘合中需要适度水平的粘聚力(小于 7.0MPa)的操作、以及温和环境使用条件中,因为它们表现出对于险恶天气是相对能耐受 的。最普通类型的非结构粘合剂是PSA(压敏型粘合剂)、接触粘合剂、热塑性塑料和弹性体 的乳液以及热熔粘合剂,它们是基于具有或不具有粘性的热塑性聚合物的固体粘合剂,此 类固体粘合剂是以浇注状态应用的,当凝固时获得抗性。 基于聚合物材料的粘合剂除了剪切强度之外还必须具有剥离强度、抗蠕变性和受 控的粘度。 在粘合剂组合物中,弹性体和附着增强剂树脂通常是两种重要的组分。SBR橡胶类 需要掺入对附着特性有利的粘性剂。 附着增强树脂通常是天然来源的树脂类,如松香(沥青)和它的衍生物类、烃以及 萜烯树脂类,与所选择的弹性体的浓度相比,此类树脂以范围从100phr到300phr(每一百 份橡胶)的浓度存在。 粘合剂组合物类被归类为具有一种水的或溶剂性基本物质。基于溶剂的粘合剂通 常是通过将弹性体溶解于脂肪族的或芳香族的碳酸氢盐类溶剂(来自石油部分)、氯酸盐 或氯氟化物溶剂、酯类以及酮类而制备的。 总体而言,用于苯乙烯_ 丁二烯共聚物(SBR)类的弹性体的溶剂是脂肪族的碳酸 氢盐类,如正己烷、正庚烷、正辛烷;以及芳香族的碳酸氢盐类,如甲苯、苯和邻二甲苯。 除了这些组分,还使用了其他的添加剂,例如装填物、抗氧化剂、颜料、杀真菌剂、 防泡齐U、增塑齐U、湿润剂等。 典型地,基于一种水的或溶剂性基本物质的最终的粘合剂含有按重量计从大约 3%到大约30%的所选的弹性体。 总体而言,这些聚合物可以通过乳液聚合、悬浮法、溶液法或本体法进行制备。然 而,乳液聚合和悬浮技术是应用最多的,这是由于与其他的技术相比,它们容易控制反应介质的粘度以及单体的最高转化率。可以通过一种分批法、一种连续法或一种半连续分批进 料法来进行聚合反应,其中可以在反应进程中加入一种或多种反应组分。反应温度通常是 在大约-l(TC与10(TC的范围内,优选在5t:与8(rC的范围内。聚合反应应该是在空气或氧 气不存在时进行。 水性乳液聚合反应是优选用于制备苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR)的技 术。乳液聚合可以通过自由基生成剂来引发,诸如有机过氧化物和氢过氧化物,如 过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化叔丁基、枯基过氧氢、萜烷过氧化氢(p-methane hydroperoxide)等;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(azobisisobutironitryl)、偶氮二异丁 脒(azobisisobutylamidin)等;过硫酸盐类,如过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠;以及紫外 光。通常,引发或生成自由基的化合物是与氧化还原体系结合的本文档来自技高网...

【技术保护点】
高苯乙烯浓度和高门尼粘度的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征为包括在一种树脂皂乳化剂的存在下的高温乳液聚合反应的产物,该乳化剂保持以它的酸的形式掺和在该共聚物中,所述共聚物具有在85与150之间的门尼粘度和在45%与75%之间的苯乙烯含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】BR 2007-4-5 PI0701521-6高苯乙烯浓度和高门尼粘度的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征为包括在一种树脂皂乳化剂的存在下的高温乳液聚合反应的产物,该乳化剂保持以它的酸的形式掺和在该共聚物中,所述共聚物具有在85与150之间的门尼粘度和在45%与75%之间的苯乙烯含量。2. 根据权利要求l所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事实,聚合 反应温度是在4(TC与65t:之间。3. 根据权利要求2所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事实,聚合 反应温度优选是在45t:与6(TC之间。4. 根据权利要求l或2所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事实, 门尼粘度优选是在100与130之间。5. 根据权利要求1到4中任一项所述的苯乙烯_ 丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于 以下事实,当处于乳胶状态时总固体含量是在20%到40%的范围内。6. 根据权利要求5所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事实,总固 体含量优选是在22%与30%之间。7. 根据权利要求1、2或5所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事 实,结合的苯乙烯含量优选是在45%与65%之间。8. 根据权利要求7所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于以下事实,结合 的苯乙烯含量更优选是在50%与60%之间。9. 根据权利要求l到8中任一项所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR),其特征在于被 应用于粘合多个基材,该基材选自PVC、热塑性橡胶类(TR)、皮革、再生皮革、木材、泡沫、 膨胀型聚苯乙烯、岩石棉、玻璃棉、镀锌的基材以及混凝土 。10. 根据权利要求l到8中任一项所述的苯乙烯-丁二烯共聚物类(SBR)的制备方法, 其特征在于以下事实,用于获得它们的方法同时包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:马库斯塔德乌莫拉莫蒂纽马诺埃尔雷米希奥多斯桑托斯里纳尔多法里亚斯卢斯温贝托罗查洛维斯毛罗爱德华多科斯塔布拉兹平托
申请(专利权)人:朗盛艾拉托麦罗斯巴西有限公司
类型:发明
国别省市:BR[巴西]

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