低粘度含水粘合剂聚合物分散体制造技术

本发明专利技术涉及基于聚氯丁二烯的低粘度、低单体含量的含水聚合物分散体，并且还涉及制备它们的方法和它们作为接触性粘合剂的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明低粘度含水粘合剂聚合物分散体 本专利技术涉及基于聚氯丁二烯的低粘度、低单体含量的含水聚合物分散体，并且还涉及制备它们的方法和它们作为接触性粘合剂的应用。 基于聚氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或聚氨酯的现有技术的常用接触性粘合剂主要是含溶剂粘合剂，其被施涂在两个待粘结基材上并且干燥。在晾干和随后两个基材在压力下接合之后，获得粘结结构，其在接合操作之后即刻具有高的初始强度。如果需要，随后进一步的物理和/或化学交联反应增加了接合强度。以该方式使用的常规商业粘合剂制剂具有10-25重量％的由聚合物、树脂、增塑剂、抗老化剂和其它常规配制助剂组成的有机组分的固体浓度，0-25重量％的无机组分固体浓度，例如盐和填料，和65-90重量％的溶剂组分固体浓度。 出于环境、经济以及工作场所安全和卫生的原因，日益需要可被加工成相应的无溶剂粘合剂制剂的合适的含水分散体。 基于聚氯丁二烯胶乳和有限制的天然橡胶胶乳的无溶剂接触性粘合剂制剂是现有技术。两者特征在于，以与含溶剂接触性粘合剂类似的方式，通常将它们施涂在基材的两侧。在对于每一配方特定的极少干燥时间或晾干时间之后-在其中过量的水蒸发/汽化，将基材接合或压制在一起，粘结膜在压力或剪切下发生结晶，并且以该方式产生高的初始强度。随后，类似于含溶剂接触性粘合剂，可以采用其它化学和/或物理工艺用于提高接合强度。这里常用的变型方案是例如通过封端或潜性活性的异氰酸酯后交联，和使用合适的树脂作为配制剂组分。 与含溶剂接触性粘合剂相比，通常描述用于无溶剂的含水接触性粘合剂制剂的缺点是为了通过水的汽化/蒸发在接合件(Fügeteil)表面上实现足以用于薄膜形成的固含量浓度，需要较长的时间。高的初始固体浓度减少了粘合剂分散体在接合件上形成薄膜的时间，和因此减少了在通过接合件接触而成功粘结之前的等待时间。 描述的另一个缺点是，由于粘合剂膜中包括的水，因此在接合操作之后即刻与含溶剂体系相比更低的初始强度。 为了解决这些问题，现有技术推荐了极可能高固含量的含水粘合剂制剂。因此，对于用作接触性粘合剂而言，在使用的聚氯丁二烯胶乳中希望尽可能高的固体浓度。由于此原因，打算用于粘合剂应用的聚氯丁二烯胶乳在市场上仅以超过40重量％的固体浓度提供。可能的固体浓度完全被极致密的胶乳颗粒填充物理限制。常用的聚氯丁二烯胶乳具有50-60重量％的固体(聚氯丁二烯)份额。 所希望的湿碰湿粘结(其被定义为在施涂含水粘合剂制剂之后直接接合和粘结)可以通过根据单或双组分方法施涂粘合剂实现。尽可能高浓缩的胶乳(固含量＞50重量％)成功用于该操作。 在单组分方法的情形中，借助于另外用电解质使胶乳去稳定和/或降低pH以这样的方式来调节粘合剂制剂使得直接在施涂于基材上之后，制剂破裂(形成薄膜)并且可以压制或粘结。 出于该目的，在现有技术中使用单价和/或二价无机盐例如KCl、NaCl、ZnCl2、MgCl2、ZnO、MgO和/或借助于无机和/或有机酸例如HCl、硼酸、磷酸、碳酸氢盐或乙酸、甘氨酸、其它氨基酸、酒石酸、柠檬酸或者它们的碱金属盐和碱土金属盐，使通过树脂酸或歧化的树脂酸稳定的优选阴离子的聚氯丁二烯胶乳去稳定直至其中在剪切或压力下它们直接破裂形成薄膜并且可以在压力下粘结的程度。 如US-A 2003/221778中所述，通过选择迅速结晶的胶乳和/或通过使至多30份胶态溶解的硅石与聚氯丁二烯胶乳组合使用来实现增加的初始强度。此外，极为不同的配制剂组分例如树脂、聚氨酯胶乳、丙烯酸酯胶乳和SBR胶乳、有机溶剂以及另外的氧化稳定剂、杀真菌剂、杀细菌剂、离子和非离子表面活性剂、另外的填料和用于含水分散体的常规配制剂组分可以是配制剂组分。 在大于45重量％的粘合剂制剂的固体浓度下，制剂是活性的并且具有高粘度。因此，更迅速发生湿碰湿粘结，但缺点是制剂较差的储存/HCl和剪切稳定性。 WO 01/34718公开了低于35重量％的固体浓度。然而，这些聚氯丁二烯胶乳还包含丙烯酸酯或乙基乙烯基乙酸酯(Ethylvinylacetat)或松香树脂分散体与硼酸或氨基酸或者有机酸的组合。 此外，配制可以通过2-组分方法施涂的粘合剂是现有技术。这些粘合剂通常由阴离子稳定的聚氯丁二烯胶乳和活性组分组成。储存活性组分一方面实现了在配制的聚氯丁二烯胶乳组分上高储存稳定性和另一方面实现了高反应性(在施涂于基材上之后粘合剂制剂迅速破裂)和因此组分合并后显著的湿碰湿性能。作为该方法的一个变型实施方案，存在通过“喷射-混合”方法将粘合剂施涂在接合件上的可能性。在该方法的情形中，粘合剂以及凝结剂分开输送到喷枪中，在喷雾射流中混合并且在仍然飞行的同时和/或在接合件上凝结。在该情形中，典型用于借助于喷射方法施涂接触性粘合剂的胶乳组分的粘度被设定为200-3000mPas的粘度。可以使用的活性组分包括浓的碱金属和/或碱土金属离子和/或例如三价铝离子和/或无机/有机酸的水溶液。 该方法的缺点是高设备投入、容易出故障的混合操作和所得的粘合剂中通常高的离子浓度，这可能导致增加的平衡水溶胀或者-在使用酸的情况下-当设置低的pH水平时导致金属基材方面的腐蚀。该方法比较费时并且成本密集，因此从经济观点出发不令人满意。 在规定的储存时间期间，用树脂酸(或其的衍生物例如歧化的树脂酸或特定树脂酸馏分)稳定的所有可商购获得的阴离子聚氯丁二烯分散体放出显著量的HCl。在配制备用的活性1-组分粘合剂制剂的情形中，该额外的负担导致进一步限制储存寿命，因为下降的pH额外使制剂去稳定。 该问题，还有由此引起的老化的粘合剂制剂和/或施涂的粘合剂可能的变色以及可能的在任何pH敏感的基材上被放出的HCl酸侵袭，通常通过加入二价预分散的金属氧化物(ZnO、MgO、CaO)-其在一些情形中以纳米颗粒形式存在，和/或胺类酸清除剂例如羟胺、乙醇胺或其的缩合产物和衍生物来解决(WO A12004/106422)。另外，加入抵抗氧化性老化的抗老化剂。 在用树脂酸稳定的阴离子聚氯丁二烯分散体中，不希望使用多价金属氧化物例如MgO和CaO，因为胶乳被去稳定。在多个地区，浓度高于0.24％的ZnO必须标识并且由于它们的两性性质而因此使得更加难以制备具有小于10的pH的稳定粘合剂制剂。 由于凝结，这类制剂的储存寿命通常短，特别是在低粘度制剂的情形中。相反，较高粘度的制剂-例如糊状制剂-具有促进配制储存稳定的体系的效果，但是仍然有典型的随着储存时间的相对大的粘度变化(增加到的倍数＞2)。对于水溶胀或环境平衡而言，两种变型-通过离子稳定和通过上述胺类稳定剂稳定是不利的。因此例如超过0.24重量％浓度的ZnO被归类为对环境有害，并且所有挥发性有机组分增加了配制剂的TVOC(总挥发性有机物浓度)值，由此限制了其在有严格的环境或成雾限制的应用中的使用。 为了实现粘合性能以及借助于刷涂、辊涂或通过喷涂工艺的施涂性能(薄膜形成)的进一步改进，对于喷涂而言，通常将接触性粘合剂制剂调节至200-3000mPas的粘度，并且对于刷涂或辊涂而言调节至1000-10000mPas的粘度。该调节通常借助于常用的增稠剂例如水溶性聚氨酯、聚丙烯酸、多醇、纤维素/淀粉/糖衍生物或聚丙烯酰胺进行。在胶态溶解或悬浮的硅石的情形中，这借助本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含≤４０重量％的聚氯丁二烯浓度和＜５０ｐｐｍ的残余单体含量的含水聚合物分散体，特征在于其具有＜５０ｍＰａｓ的粘度和＞２ｈ的ｐＨ稳定性，并且剪切应力基本与剪切速度成正比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D阿克滕，P库克，J坎普克斯，B洛伦茨，P赖克特，W杰斯克，J科利纳斯马蒂尼茨，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]