專利名稱：粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的粘合劑組合物，更具體來(lái)說(shuō)，是涉及所謂“快速粘合”型的粘合劑組合物。
以單體2-腈基丙烯酸(C1-5)烷基酯(例如2-腈基丙烯酸乙酯)為主要成分的“快速粘合”劑在市場(chǎng)上早有銷售。此類粘合劑在無(wú)氧環(huán)境中，受大氣水分作用，能迅速固化。但是這類粘合劑有許多缺點(diǎn)，第一，它們不適用于多孔底物，例如紙張、卡片紙板、皮革和木材，據(jù)認(rèn)為這是由于多孔底物不能提供必需的無(wú)氧環(huán)境，還由于粘合劑被底物吸收之故。
第二，由于粘合劑在固化時(shí)形成脆性聚合物，因此粘結(jié)處的抗拉強(qiáng)度或抗沖擊強(qiáng)度較低。另外，在約70-80℃下，粘結(jié)處趨向軟化，這一溫度范圍通常很易遇到，如在家用圓盤形洗衣機(jī)中，因此，對(duì)此類粘合劑的使用又增加一種局限性。
第三，因?yàn)檫@種單體酯具有高度揮發(fā)性，一旦打開瓶子或管子，就有單體泡沫滲出。滲出的單體會(huì)沉積為稍白色的聚合物層。該單體酯還帶有刺激性的令人不愉快的氣味，這就影響其在工業(yè)和家庭中的應(yīng)用。
很久以來(lái)，人們一直試圖將粘合加速劑(例如冠醚或聚乙二醇醚)加到腈基丙烯酸酯粘合劑組合物中，用以克服用于多孔底物，尤其是用于木材時(shí)所產(chǎn)生的困難。采用該方法的問(wèn)題是，在同一組合物中存在粘合加速劑和穩(wěn)定劑，這就會(huì)產(chǎn)生一種很不穩(wěn)定的平衡，使得該類粘合劑的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性差。
本發(fā)明提供一種粘合劑組合物，該組合物包括(a)77-95%(重量)的2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯單體;
(b)3-15%(重量)的平均分子量為400，000至600，000的聚-丙烯酸或甲基丙烯酸的(C1-5)烷基酯;
(c)2-8%(重量)的疏水氣相法二氧化硅;以及(d)100至1000ppm(重量)的聚合穩(wěn)定劑;
所有比例均以(a)至(c)三組分的總重量計(jì)算。
本發(fā)明的粘合劑組合物克服了現(xiàn)有“快速粘合劑”的許多缺點(diǎn)。本發(fā)明粘合劑組合物能迅速固化，并可用在多孔底物上。此外，它不存在上述諸如高揮發(fā)性、脆性粘合、抗熱性差和令人不愉快氣味等缺點(diǎn)。
在本發(fā)明的粘合劑組合物中，用2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯作為單體腈基丙烯酸酯，而不用通常所用的2-腈基丙烯酸(C1-5)烷基酯。該腈基丙烯酸酯的用量為77-95%(重量)，以85至90%(重量)為佳(以(a)至(c)組分的總重量為基準(zhǔn))。優(yōu)質(zhì)腈基丙烯酸酯應(yīng)是高純度的，最好約99.5%(重量)純度。
腈基丙烯酸酯配合兩種經(jīng)選擇的增稠劑一起使用，所述增稠劑即為平均分子量400，000至600，000的聚丙烯酸或甲基丙烯酸的(C1-5)烷基酯，以及疏水氣相法二氧化硅。
聚(甲基)丙烯酸(C1-5)烷基酯的用量為3-15%(重量)，以6-10%(重量)為佳(以(a)至(c)組分的總重量為基準(zhǔn))。適宜的例子如聚(甲基)丙烯酸乙酯或聚(甲基)丙烯酸甲酯，最好采用聚甲基丙烯酸甲酯，適用的聚甲基丙烯酸甲酯在市場(chǎng)上可得到，其商品名稱為“Plexidon”M449，M489或M527(西德Darmstadt的Roehm AG.公司生產(chǎn))。
疏水氣相法二氧化硅(也稱作焦化硅石)的用量為2-8%(重量)，以2.5-5%(重量)為佳(以(a)至(c)組分的總重量為基準(zhǔn))。適用于本發(fā)明粘合劑組合物的疏水氣相法二氧化硅在市場(chǎng)上可得到，其商品名稱為“Aerosil”R802、R812或R972(西德，法蘭克福，Degussa，公司生產(chǎn))，“HDK”H15或H20(酉德慕尼黑Wacker-ChemieGmbH，公司生產(chǎn))和“Cabosil”N5(美國(guó)CabotCo.公司生產(chǎn))。
本發(fā)明的粘合劑組合物還包括一種或幾種“快速粘合劑”組合物中常用的聚合穩(wěn)定劑，用以防止腈基丙烯酸酯過(guò)早聚合。本發(fā)明的粘合劑組合物最好包含兩種穩(wěn)定劑，即抗游離基聚合穩(wěn)定劑和抗陰離子聚合穩(wěn)定劑，其中每一種穩(wěn)定劑的適宜用量為100至500ppm(重量)，所有計(jì)量(ppm＝百萬(wàn)分之一)均以(a)至(c)組分的總重量為基準(zhǔn)。
適用于本發(fā)明組合物的穩(wěn)定劑是那些常用的或適于市售的、以腈基丙烯酸酯為主要成分的快速粘合劑用的那些穩(wěn)定劑。此類穩(wěn)定劑包括氫醌(防止腈基丙烯酸酯進(jìn)行游離基聚合)和酸性穩(wěn)定劑，例如五氧化二磷(或磷酸)和對(duì)-甲苯磺酸(兩者都能防止腈基丙烯酸酯進(jìn)行陰離子聚合)。適用于本發(fā)明粘合劑組合物的穩(wěn)定劑混合物包括100至500ppm(以約200ppm為佳)(重量)的氫醌和100至500ppm(以約300ppm為佳)(重量)的五氧化二磷。但是也可采用其它酸性穩(wěn)定劑混合物。
本發(fā)明的粘合劑組合物的粘度范圍是50至800泊，以80至150泊為佳，因此，該組合物像膠那樣，有較大的稠度。
意想不到的是，在本發(fā)明的粘合劑組合物中，以給定量，將選出的腈基丙烯酸酯和兩種選出的增稠劑混合能與多孔底物牢固粘合。這無(wú)需混合堿性粘合加速劑就可達(dá)到，因此，本發(fā)明粘合劑組合物不會(huì)降低儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。本發(fā)明組合物確實(shí)具有極會(huì)的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性和上述的其它優(yōu)點(diǎn)。
采用本發(fā)明的粘合劑組合物有利于任一用途，其中粘合在一起的底物表面，至少有一個(gè)是多孔的，例如紙張、卡片紙板、皮革、木材、陶器和瓷器。木材底物的粘合具有實(shí)用上的特殊重要性。但是本發(fā)明的粘合劑組合物還可用于光滑和無(wú)孔底物。
本發(fā)明的粘合劑組合物由于粘性大，因此可方便地用來(lái)粘合傾斜表面或垂直表面，不會(huì)產(chǎn)生波紋和流掛。它還可成功地用來(lái)粘合不平整底物，以及充填被粘接的底物內(nèi)或底物之間的小縫隙和缺口。
就本發(fā)明粘合劑組合物的制備而言，如上所述，一開始最好確保2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯有足夠的純度，并測(cè)試其穩(wěn)定性，例如將它保留在80℃以上至少7天。
此外，必須在低真空下加熱，使聚(甲基)丙烯酸烷基酯予先充分干燥。這確保了所有水分和過(guò)氧化物(其中任一組分都會(huì)引起過(guò)早固化)均可去除。最好一直維持低真空直到聚(甲基)丙烯酸烷基酯快要與其它組分混合之前(例如不超過(guò)混合前5分鐘)。
一般來(lái)說(shuō)，所有組分都應(yīng)該采用干燥的。
本發(fā)明粘合劑組合物的制備方法首先把酸性穩(wěn)定劑在攪拌下加到腈基丙烯酸酯單體中，接著加入干的無(wú)過(guò)氧化物的聚(甲基)丙烯酸烷基酯。此后，將該混合物加熱至不超過(guò)80℃，然后不斷攪拌使其冷卻至室溫。最后，將疏水氣相法二氧化硅加到該冷卻混合物中，并稍稍攪拌。
下表列出了幾個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)，用以說(shuō)明本發(fā)明。在每個(gè)實(shí)施例中，用上述方法制備粘合劑組合物。表中列出了所得組合物的各種組分的比例(%w/w)和粘度(泊)。所有組合物在80℃下能穩(wěn)定7天以上。
表實(shí)施例1234562-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯82.9588.9594.9577.0588.0089.50聚甲基丙烯酸甲酯15.003.003.0015.009.008.00(PlexidonM449)氣相法二氧化硅2.008.002.007.903.002.50(AerosilR972)五氧化二磷0.030.030.030.030.030.03氫醌0.020.020.020.020.020.02粘度(泊)60020050800180120
權(quán)利要求
1.一種粘合劑組合物，該組合物含有(a)77-95%(重量)的2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯；(b)3-15%(重量)的平均分子量為400，000至600，000的聚-丙烯酸或甲基丙烯酸的(C1-5)烷基酯；(c)2-8%(重量)的疏水氣相法二氧化硅；以及(d)100至1000ppm(重量)的聚合穩(wěn)定劑；所有比例均以(a)至(c)組分的總重量為基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑組合物，其中組分(a)占(a)、(b)、(c)三組分總重量的85-90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的粘合劑組合物，其中組分(b)占(a)、(b)、(c)三組分總重量的6至10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的粘合劑組合物，其中組分(c)占(a)至(c)三組分的總重量的2.5至5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的粘合劑組合物，其中組分(b)包括聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的粘合劑組合物，其中組分(d)包括防止游離基聚合的穩(wěn)定劑和防止陰離子聚合的穩(wěn)定劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粘合劑組合物，其中防止游離聚合的穩(wěn)定劑包括氫醌，防止陰離子聚合的穩(wěn)定劑包括酸性穩(wěn)定劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的粘合劑組合物，其中每種穩(wěn)定劑組分占(a)至(c)三組分的總重量的100至500ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的粘合劑組合物的粘度范圍是50至800泊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粘合劑組合物，其粘度范圍是80至150泊。
全文摘要
一種“快速粘合”型粘合劑組合物按重量計(jì)含有 (a)77-95％2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯單體；(b) 3-15％，平均分子量為400,000至600,000的聚-丙 烯酸或甲基丙烯酸的(C1-5)烷基酯；(c)2-8％疏水氣 相法二氧化硅，(d)100-1000ppm聚合穩(wěn)定劑。本發(fā) 明的粘合劑組合物克服了現(xiàn)有“快速粘合劑”的許多 缺點(diǎn)，例如高揮發(fā)性、脆性粘合、耐熱性差以及令人不 愉快的氣味。并且具有許多優(yōu)點(diǎn)，即迅速固化和可用 在多孔底物上。
文檔編號(hào)C09J4/04GK1034011SQ8810864
公開日1989年7月19日 申請(qǐng)日期1988年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月14日
發(fā)明者迪特爾·安頓·赫恩堡格, 奧里莉亞·安娜·利亞 申請(qǐng)人:林納-費(fèi)希爾公司