專利名稱：含有內(nèi)促凝劑的單組分、貯藏穩(wěn)定的水基接觸式粘合劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘合劑組合物，尤其是水基接觸式粘合劑組合物。粘合劑特別好地可應(yīng)用于在裝飾層壓板工業(yè)中將基材如高壓層壓坂(HPL)粘合到廚房柜臺(tái)頂面(counter tops)的刨花板上。
在過去十年內(nèi)，環(huán)境因素的考慮迫使對(duì)許多已有的產(chǎn)品重新進(jìn)行評(píng)價(jià)。基于彈性體聚合物(幾十年來它們都可以商購(gòu))的接觸式粘合劑就屬于這種類型。
術(shù)語“接觸式粘合劑”是指這樣一種粘合劑，它一般能施涂到兩個(gè)將要粘合在一起的表面上，將其干燥成膜狀粘合劑層，在加壓下使它們接觸，從而形成一個(gè)緊密、耐久的粘結(jié)體。一旦將接觸式粘合劑壓在一起，粘合件就可用于進(jìn)一步的加工如切割。
許多接觸式粘合劑的施涂要求下述條件，即在將粘合劑施涂到要接觸的基材上不久，即在5分鐘內(nèi)粘合劑膜干燥并形成膜而后將涂覆的基材壓在一起，粘合劑本身能快速粘結(jié)。這就是說，粘合劑能自粘合，形成具有足以將基材結(jié)合在一起并能抵抗隨后加在可能破裂的新粘結(jié)線上的力的強(qiáng)度的半固體膜。在5分鐘內(nèi)能提供粘合劑干膜并在粘結(jié)后立刻顯示出處置強(qiáng)度性能而無需將粘合劑擠出的粘合劑可以稱為“快干”(fast set)的接觸式粘合劑。快速干燥的可燃和氯化的有機(jī)溶劑通常用作快干接觸式粘合劑的載體，因?yàn)槠淇焖傩纬筛稍锬さ男阅茉谡辰Y(jié)部件的涂覆表面拼合并在施涂到基材上后的5分鐘內(nèi)壓在一起之后能促進(jìn)粘結(jié)部件快速結(jié)合在一起。
可燃和氯化溶劑基的接觸式粘合劑傳統(tǒng)上在高壓層壓板工業(yè)中占優(yōu)勢(shì)。用作接觸式粘合劑載體的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑能提供干燥時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，這樣在施涂粘合劑組合物后的5分鐘內(nèi)工件就可以接觸粘合。盡管這種產(chǎn)品已在消費(fèi)者和工業(yè)應(yīng)用中使用，但由于人們擔(dān)心存在揮發(fā)性有機(jī)溶劑，所以通常對(duì)溶劑基體系的使用減少。因此，粘合劑工業(yè)的目標(biāo)是發(fā)展替換的接觸式粘合劑，它能快干并且其物理性能與溶劑基粘合劑的等同，但其中有機(jī)溶劑的量明顯減少或完全取消。
大部分商購(gòu)的水基接觸式粘合劑是基于聚氯丁二烯和/或丙烯酸類/乙烯基丙烯酸型膠乳，所述膠乳一般與諸如樹脂、增塑劑、抗氧劑和粘合劑組合物常用的其它組分的材料混合起來(參見美國(guó)專利5,543,455)。目前的單組分(one-part)水基粘合劑僅逐漸在工業(yè)上被接受，因?yàn)槠涓稍飼r(shí)間較長(zhǎng)并且強(qiáng)度的產(chǎn)生速率較慢(參見美國(guó)專利5,264,467，該專利指出干燥時(shí)間為1小時(shí))。為了克服這種缺陷，開發(fā)了雙組分(two-part)、共噴霧、水分散的、高固體含量的粘合劑體系，證實(shí)該體系的干燥時(shí)間與溶劑基粘合劑的相類似并能在幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)度(參見DuPont Dow Elastomer，技術(shù)信息，AquaStikTM，“用于家具泡沫材料的水基粘合劑快速破乳的粘合劑”(WaterBased Adhesive for Furniture FoamQuick Break Adhesives))。目前的雙組分粘合劑一般由本體粘合劑和外促凝劑組成。一般來說，基于酸如檸檬酸、乳酸或乙酸或鹽如硫酸鋅的外促凝劑以預(yù)定的比率用作共噴霧劑。這種雙組分粘合劑體系并不完全令人滿意，因?yàn)樵O(shè)備是昂貴的并且需要定期維修以及必須監(jiān)控促凝劑與基體粘合劑之比。
在不降低室溫和升高溫度的貯藏穩(wěn)定性的情況下，無法獲得快干的粘合劑。迄今為止，在單組分體系的同一粘合劑組合物中無法令人滿意地獲得快速干結(jié)時(shí)間(set times)和貯藏穩(wěn)定性。問題在于為了獲得快干的粘合劑組合物，必須采用某種或某些添加劑，以使所得的粘合劑組合物敏化和不穩(wěn)定得足以使膠體聚合物體系在使用時(shí)立刻“破乳”并形成高強(qiáng)度的膜，但尚未使組合物不穩(wěn)定得在貯藏過程中但在使用前發(fā)生凝固的程度。這種添加劑有時(shí)稱為內(nèi)促凝劑或膠凝劑。
用于敏化陰離子穩(wěn)定的膠乳配料并改進(jìn)其施涂時(shí)破乳能力的添加劑通常是酸性的。酸的反應(yīng)直接取決于酸的種類。因此，必須在施涂時(shí)加入酸。例如，Carl，J.C.，“流體性能”，氯丁橡膠膠乳混配和加工的原則，E.I.DuPontde Nemours & Co.，p.18-19(1962)披露了使用氟硅化鈉和鉀。
氨基酸如甘氨酸不能使氯丁橡膠膠乳凝固，但能通過降低pH值去穩(wěn)定化。例如在制造氯丁橡膠泡沫材料和浸漬物品時(shí)，用甘氨酸來降低pH值是有利的。甘氨酸能縮短加入膠凝劑和開始凝固之間的時(shí)間間隔。陰離子氯丁橡膠膠乳配料在pH值小于10.5時(shí)是不穩(wěn)定的。
為了滿足消費(fèi)者的要求，希望發(fā)現(xiàn)一種能促進(jìn)與溶劑基粘合劑相類似的快干的貯藏穩(wěn)定、單組分、水基的粘合劑。開始時(shí)發(fā)現(xiàn)通過降低陰離子穩(wěn)定、高結(jié)晶度、低凝膠含量的聚氯丁二烯膠乳的pH值，可以達(dá)到較快速的干結(jié)。將膠乳的pH值調(diào)節(jié)到9.5-10.5能保持合適的儲(chǔ)存和泵送穩(wěn)定性，但會(huì)充分地使膠乳去穩(wěn)定化，從而在噴霧時(shí)產(chǎn)生快速破乳的性能。然而，所得快速破乳的粘合劑具有不適當(dāng)?shù)牧⒓凑辰Y(jié)能力和相當(dāng)?shù)偷膹?qiáng)度特性。而且，降低pH值會(huì)導(dǎo)致室溫和升高溫度的膠體穩(wěn)定性變差，這樣就會(huì)失去聚氯丁二烯粘合劑組合物中所用典型材料的配制范圍(參見PCT W0 98/53019)。
另一種快速破乳技術(shù)是配制具有較低剪切穩(wěn)定性的聚合物膠乳共混物，所述共混物能噴霧施用但通過水分損失而凝固得非常快。在此特定的方法中，將pH值為10-13的快速結(jié)晶和/或低分子量的聚氯丁二烯膠乳與pH值為3-5的丙烯酸酯分散體混合。丙烯酸酯分散體能提供“某些初始粘性并也具有能加快凝固的去穩(wěn)定化效果”(參見Gerlach，Dieter，“聚氯丁二烯-一種配制水基接觸式粘合劑中常用的產(chǎn)品”(Polychloroprene-An Evergreen Productfor the Formulation of Water Based Contact Adhesives)，粘合劑和密封劑技術(shù)的進(jìn)展，論文14)。采用這種技術(shù)配制的粘合劑一般具有非常差的貯藏穩(wěn)定性和機(jī)械不穩(wěn)定性。
這樣，需要一種以單組分利用的水基聚氯丁二烯接觸式粘合劑。該接觸式粘合劑必須是貯藏穩(wěn)定的，并且能快干。也希望該接觸式粘合劑能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生要求使用所需的足夠強(qiáng)度。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種穩(wěn)定、單組分、水基接觸式粘合劑組合物，它包含含聚氯丁二烯橡膠的粘合劑組分、樹脂組分和內(nèi)促凝劑。樹脂組分選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類共聚物、聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類共聚物和它們的混合物。聚氯丁二烯橡膠組分可以包含聚氯丁二烯橡膠的混合物、聚氯丁二烯橡膠和天然橡膠的混合物、合成橡膠或它們的混合物，它構(gòu)成組合物的粘合劑組分。內(nèi)促凝劑是一種吸濕鹽，以粘合劑組分的總干重計(jì)，其量較好約為0.06-6重量％，更好約為0.3-1.2重量％。
組合物也可以包含氨基酸作為內(nèi)促凝劑，例如甘氨酸，以粘合劑組分的總干重計(jì)，其量較好約為0.1-12重量％，以粘合劑組分的總干重計(jì)，該量再好約為1-6.5重量％。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種將兩塊基材粘結(jié)在一起的方法，它包括下述步驟，將一種粘合劑組合物施涂到兩塊基材的表面上，所述組合物包含聚氯丁二烯橡膠、選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類共聚物、聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類共聚物和它們混合物的樹脂組分以及內(nèi)促凝劑，使粘合劑組合物干燥，將施涂有粘合劑的表面在一起接觸。“干燥”是指當(dāng)在膜狀的粘合劑組合物上施加輕微的指壓時(shí)，沒有粘合劑轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一種穩(wěn)定、單組分、水基接觸式粘合劑組合物，它包含含聚氯丁二烯橡膠的粘合劑組分和內(nèi)促凝劑，其中內(nèi)促凝劑是一種吸濕鹽和氨基酸的混合物。在組合物中混合使用的吸濕鹽和氨基酸的量是疊加的。這樣，組合物可以包含吸濕鹽和氨基酸，以粘合劑組分的總干重計(jì)，兩者的量較好約為0.16-18％，更好約為1.3-7.7％。
“貯存期限”是指這樣一段時(shí)間，在此時(shí)間之后水性組合物基本上凝固、凍凝、乳凝、分離、沉降或者形成不易混合或不易分散的層，從而無法以均勻的液體混合物通過噴涂法有效或容易地施涂。這就是說，具有良好貯存期限的組合物是貯藏穩(wěn)定的?！百A藏穩(wěn)定的”是指當(dāng)在室溫下貯藏(25℃ S.T.P.)時(shí)水性組合物具有大于約4個(gè)月的貯存期限。當(dāng)在室溫下貯藏時(shí)，水性組合物具有較好大于約6個(gè)月，更好大于約8個(gè)月的貯存期限。
“快干”是指在施涂后5分鐘內(nèi)粘合劑就干燥(如上所述)并形成膜。較好是，在施涂后少于5分鐘的時(shí)間內(nèi)，本發(fā)明的快干接觸式粘合劑組合物就形成粘合劑干膜。對(duì)于某些應(yīng)用，尤其是在層壓板工業(yè)中將高壓層壓板粘結(jié)到柜臺(tái)頂面上時(shí)，較好是在施涂后3分鐘或更少的時(shí)間內(nèi)本發(fā)明的快干接觸式粘合劑組合物就干了。在將涂覆的基材壓在一起后，粘合劑就提供足夠的搭接剪切強(qiáng)度(overlap shear strength)以將基材結(jié)合在一起，并且粘合劑通常具有約10-20psi(約68.9-138Pa)的最小強(qiáng)度。
由于組合物的pH值低，故粘合劑組合物是快干的。組合物的pH值較好約為8-12。組合物的pH值更好約為8.0-10.5，再好約為9.0-10.0，最好約為9.2-9.6。
本發(fā)明的水基粘合劑組合物包含水性分散體狀的聚氯丁二烯?！八浴笔侵篙d體主要是水。然而，也可以存在有機(jī)溶劑，只要它們基本上不損害組合物的貯藏穩(wěn)定性。附帶的溶劑如在添加劑和商購(gòu)組分中存在的那些溶劑也可以使用。然而，“水性”較好是指100％的水載體。
本文所用的聚氯丁二烯是指氯丁二烯(2-氯-1，3-丁二烯)的均聚物或共聚物。共聚物中所用的共聚單體包括大量的化合物如苯乙烯、乙烯基甲苯、2，3-二氯丁二烯、丙烯酸、甲基丙烯酸，和衍生物如甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和丙烯腈。
聚氯丁二烯易于以水性分散體如膠乳或乳液的形式來使用。盡管許多分散體都是合適的，但有用的商購(gòu)分散體的固體含量通常約為30-65重量％，更通常約為45-60重量％，較好約為40-50重量％或60重量％。視特定的級(jí)別，分散體的粒度直徑通常約為0.1-0.4微米。
一般將聚氯丁二烯分散體加以穩(wěn)定化，以防止分散體在貯藏過程中發(fā)生凝固。穩(wěn)定化是指讓pH值提高，以防由于pH值下降而發(fā)生凝固。當(dāng)分散體的pH值降至10或更低時(shí)，往往會(huì)發(fā)生凝固。在貯藏過程中pH值往往逐漸下降。因此，如上所述，商購(gòu)聚氯丁二烯分散體通常包含強(qiáng)堿如氫氧化鉀，并且其pH值可為約10-13中的任何一個(gè)值，但通常約為12-13。
任何合適的穩(wěn)定劑都可以使用。例如，可以加入表面活性劑來穩(wěn)定分散體，通常是加入陰離子型或非離子型表面活性劑。這樣，稱為陰離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯的分散體是被陰離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯分散體。然而，對(duì)本發(fā)明的組合物來說，陰離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯分散體或陰離子型/非離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯分散體的混合物是適宜的。
合適的陰離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯分散體包括那些以下述商品名購(gòu)自DuPont Dow Elastomers Llc，Wilmington，DE的分散體，所述商品名是LATEX 750(“750”)和AQUASTIK GRADES AQS2920，AQS2540，AQS2126和AQS9426(“2920”，“2540”，“2126”和“9426”)。另一種合適的陰離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯分散體是購(gòu)自Bayer Corporation，Pittsburgh，PA的DISPERCOLL C74(“C74”)。一種合適的陰離子型/非離子型表面活性劑穩(wěn)定的聚氯丁二烯混合分散體是以商品名DISPERCOLL C84(“C84”)購(gòu)自Bayer Corporation的分散體。一種合適的溶膠聚合物聚氯丁二烯分散體是以商品名LATEX 735(“735”)購(gòu)自Dupont Dow ElastomersLlc的分散體。
聚氯丁二烯可以從低到高的結(jié)晶度和從低到中等或高的凝膠含量的各種種類購(gòu)得。所用聚氯丁二烯的種類會(huì)影響組合物達(dá)到快速干結(jié)時(shí)間的能力和所得粘結(jié)體的其它性能。在下述實(shí)施例中可以看出選擇聚氯丁二烯的效果。
除了聚氯丁二烯，粘合劑組合物也可以包含樹脂組分，該組分選自乙酸乙烯酯-乙烯乳液(VAE)、聚乙酸乙烯酯均聚物乳液、聚乙酸乙烯酯共聚物乳液、丙烯酸類共聚物乳液、聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類乳液或它們的混合物。商購(gòu)乳液的固體含量較好為40-65重量％。合適的聚乙酸乙烯酯-乙烯乳液和聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類乳液包括那些以下述商品名購(gòu)自Air Products andChemicals，Inc，Allentown，PA的乳液，所述商品名分別是AIRFLEX 405、AIRFLEX 410、AIRFLEX 420和AIRFLEX 465；以及FLEXBOND 150、FLEXBOND 153、FLEXBOND 165和FLEXBOND 825。其它合適的聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類乳液是那些以商品名ROVACE 6930和ROVACE 3270購(gòu)自Rohm and Haas Company，Philadelphia，PA的乳液。一種合適的聚乙酸乙烯酯均聚物乳液是以商品名VINAC 285購(gòu)自Air Products and Chemicals，Inc的乳液。以粘合劑組分的干重計(jì)，在本發(fā)明粘合劑組合物中存在的樹脂組分的量約為3.5-30份/100份(phr)，較好約為5-20phr，更好約為7.5-15phr。
本發(fā)明的粘合劑組合物也包含內(nèi)促凝劑。內(nèi)促凝劑的作用或目的在于提高形成干膜的能力。一種有用的內(nèi)促凝劑是完全中和的吸濕鹽；就是其中所有可交換的質(zhì)子均被陽離子取代的鹽。有用吸濕鹽的例子包括吸濕的磷酸鹽和硫酸鹽。較好的吸濕鹽包括硫酸和磷酸的鋰、鈉和鉀鹽。較好的鹽包括磷酸三鈉和硫酸二鈉。吸濕鹽可以是無水或部分水合的。
另一種有用的內(nèi)促凝劑是氨基酸。有用的氨基酸包括水溶性、較低分子量的氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和它們的混合物，其中以甘氨酸為佳。較好以溶液的形式來使用氨基酸，所述溶液包含約5-25重量％，更好約10-18重量％的氨基酸。
本發(fā)明的粘合劑組合物較好包含吸濕鹽和氨基酸的混合物。一種較好的組合是吸濕磷酸鹽和甘氨酸。吸濕鹽與氨基酸的重量比通常約為5∶1-1∶5，較好約為2∶1-1∶2。
本發(fā)明組合物的粘合劑組分也可以包含天然橡膠、另一種合成橡膠或它們的混合物。這種天然和合成橡膠較好具有得自如丁二烯之類的單元的不飽和鏈或具有得自C4-C10共軛二烯如苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯的單元。天然橡膠是以改性的通用膠乳的形式購(gòu)得。例如，改性的膠乳以商品名MEGAPOLY膠乳以MG 49和MG 30(用甲基丙烯酸甲酯接枝的橡膠膠乳，購(gòu)自H.A.Astlett andCo.，Inc.，Toronto，Ontario)購(gòu)得。其它的合成橡膠包括丁二烯、異戊二烯或二甲基丁二烯的均聚物。其它有用的合成橡膠包括丁二烯和苯乙烯、異戊二烯和苯乙烯、丁二烯和二甲基丁二烯、丁二烯和丙烯腈、異戊二烯和丙烯腈、二甲基丁二烯和苯乙烯、丁二烯和乙烯基甲苯或異戊二烯和乙烯基甲苯的共聚物。一種合適的商購(gòu)合成橡膠是ROVENE 8329(改性的苯乙烯丁二烯橡膠膠乳乳液，購(gòu)自Mallard Creek Polymers，Inc.，Charlotte，NC)。
一種以上的聚氯丁二烯可以混合在一起形成聚氯丁二烯橡膠組分?；旌鲜窃试S的，只要組合物的干粘性(aggressiveness)或初始粘結(jié)強(qiáng)度基本上未損害。若將聚氯丁二烯和天然橡膠混合，則以粘合劑組分的干重計(jì)，天然橡膠的含量較好約為10-90重量％，更好約為30-60重量％。
可以在本發(fā)明的接觸式粘合劑中使用一種或多種增粘劑。以粘合劑組分的總干重計(jì)，增粘劑的用量可以高達(dá)約50重量％，較好高達(dá)約30重量％，更好約為5-20重量％。以粘合劑組分的總干重計(jì)，約25-60phr也是合適的。本發(fā)明接觸式粘合劑所用合適的增粘劑包括松香酸、松香酯、萜烯酚醛樹脂、烴樹脂和苯并呋喃茚樹脂。增粘劑通常以水性分散體的形式使用。
一般來說，以粘合劑組分的總干重計(jì)，可以加入約1-6phr的酸性接受體，以便由于從聚氯丁二烯橡膠中釋放出鹽酸而使粘合劑組合物發(fā)生降解的現(xiàn)象減至最小。氧化鋅分散體可以商品名OCTOCURE 462和803購(gòu)自TiarcoChemical Division，Dalton，GA。水性環(huán)氧樹脂，如那些具有商品名為EPI-REZ 3519、EPI-REZ 3515和EPI-REZ 5003(購(gòu)自Shell Chemical Company，Houston TX)的樹脂也可以使用。
可以加入粘度改進(jìn)劑，以增稠本發(fā)明的粘合劑組合物。合適的增稠劑包括疏水改性、堿溶性丙烯酸類乳液共聚物，如那些具有商品名為ACRYSOL RM5和ACRYSOL ASE95的共聚物(購(gòu)自Rohm and Haas Company)，疏水改性的聚氨酯，如那些具有商品名為NOPCO DSX 1550的聚氨酯(購(gòu)自Henkel Canada Ltd.，Mississauga，Ontario)，和得自纖維素、纖維素醚和羧甲基纖維素的非離子型、水溶性聚合物，如那些具有商品名為NATROSOL 250的聚合物(羥乙基纖維素，購(gòu)自Hercules Incorporated，Wilmington，DE)，或無機(jī)增稠劑如熱解法二氧化硅。以粘合劑組分的總干重計(jì)，增稠劑的用量通常高達(dá)約1重量％。
未配混的聚氯丁二烯膠乳通常具有良好的機(jī)械和貯藏穩(wěn)定性，但組合物可能需要加入另外的表面活性劑、濕潤(rùn)劑或穩(wěn)定劑。表面活性劑如MODICAL S(一種磺化的脂肪族產(chǎn)品，購(gòu)自Henkel Adhesives Corporation，Elgin，IL)、EMULVIN W(芳族聚二醇醚，購(gòu)自Bayer Corporation)和DARVAN WAQ(月桂基硫酸鈉，購(gòu)自R.T.Vanderbilt Company，Inc.，Norwalk，CT)是合適的。一般來說，以粘合劑組分的總干重計(jì)，它們的加入量高達(dá)約2phr。
可以加入顏料，以對(duì)本發(fā)明的粘合劑組合物進(jìn)行著色。合適的顏料可以粉末(它是水可分散的)或以水性分散體的形式使用。某些合適的顏料包括酞菁綠和藍(lán)顏料分散體(兩者都購(gòu)自Hilton Davis Inc.，Cincinnati，OH)、橙顏料水性分散體(購(gòu)自Engelhard Corporation，Iselin，NJ)和炭黑水性分散體(購(gòu)自Technical Industries Inc.，Peace Dale，RI)。一般來說，以粘合劑組分的總干重計(jì)，顏料的加入量可高達(dá)約0.2phr。
可以加入防腐劑如抗微生物劑，以防諸如細(xì)菌或真菌侵襲等貯藏問題。合適的防腐劑包括具有商品名為TROYSAN 586(購(gòu)自Troy Corp.，F(xiàn)lorham Park，NJ)和VANCIDE 51(購(gòu)自R.T.Vanderbilt Company，Inc.)的防腐劑。一般來說，以粘合劑組分的總濕重計(jì)，這種化合物的加入量可約為500份/106份(ppm)-1500ppm。
可以在室溫下將各組分混合在一起來制備水性接觸式粘合劑組合物。通常，可以使用低剪切混合設(shè)備。若使用的話，吸濕鹽和氨基酸(若有的話)和其它添加劑(若有的話)較好以水溶液的形式加入。
可以在對(duì)所用的聚氯丁二烯或可能存在的任何其它樹脂組分不進(jìn)行任何預(yù)先pH值調(diào)節(jié)的情況下，制備粘合劑組合物。最終組合物的pH值通常約為8-12。合適的天然和合成橡膠具有高的pH值，因而它與聚氯丁二烯是相容的。pH值約為9.5-13的粘合劑組分通常與聚氯丁二烯膠乳是相容的，這樣就便于配制。
當(dāng)要使用組合物時(shí)，用粘合劑組合物涂覆要粘合的兩個(gè)表面，在至少輕微的手壓下使它們接觸?？梢越?jīng)任何合適的方法如刷涂、噴涂或輥涂將組合物施涂到表面上。較好和方便的做法是，采用噴涂法將組合物施涂到表面上。與常規(guī)的雙組分體系不同的是，本發(fā)明的單組分接觸式粘合劑可以從一個(gè)容器中噴涂，而無需昂貴的設(shè)備和監(jiān)控各組分的比率。覆蓋率通常約為1-10克(干重)/平方英尺(11.1-111g/m2)待粘合的表面，較好約為4-6克/平方英尺(44.4-66.7g/m2)。合適的噴涂設(shè)備包括手動(dòng)噴霧操作機(jī)和自動(dòng)噴霧操作機(jī)。合適的手動(dòng)噴霧操作機(jī)包括BINKS 2001SS(購(gòu)自BinksManufacturing Co.，F(xiàn)ranklin Park，IL)、BINKS MACH 1、DEVILBISS MSA-503(購(gòu)自DeVilbiss Industrial Spray Equipment，Maumee，OH)、GRACO 800N和HVLP GRACO OPTIMIZER(購(gòu)自Graco Inc.，Minneapolis，MN)。合適的自動(dòng)噴霧操作機(jī)包括BINKS 61、DEVILBISS AGX-4303、GRACO A800N和BINKS MACH1 HVLPP。
使用本發(fā)明的粘合劑組合物可以為各種基材提供接觸式粘合劑。粘結(jié)在一起的材料可以具有相同或不同的組成。合適的基材包括木材；金屬如冷軋鋼、鍍鋅鋼和鋁；織物；紙張；泡沫材料；塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)；玻璃纖維；和用于構(gòu)成高壓層壓板的材料如用于柜臺(tái)頂面的材料。
縮寫索引
實(shí)施例將用下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，所述實(shí)施例是對(duì)實(shí)施本發(fā)明的具體方式的描述，它們并不限制所附權(quán)利要求書的范圍。
除非另有說明外，所有的百分?jǐn)?shù)均是以干重計(jì)的百分?jǐn)?shù)，并且應(yīng)用于粘合劑組合物的那些百分?jǐn)?shù)均以粘合劑組分的總干重計(jì)。
除非另有說明外，份/100份(phr)也是指份/100份粘合劑組分的干重。
表中的破折號(hào)是指沒有標(biāo)注數(shù)值或不存在某一組分。
除非另有說明外，磷酸三鈉是以固體含量為16重量％的磷酸三鈉十二水合物的水溶液形式加入的，甘氨酸是以固體含量為15重量％的水溶液形式加入的。
測(cè)試方法室溫(R.T.)穩(wěn)定性用本發(fā)明的粘合劑組合物注入500mL聚乙烯瓶達(dá)其容量，用蓋子密封，讓其在室溫下靜置(25℃ S.T.P)。在各種時(shí)間間隔用肉眼觀察組合物。若組合物基本上不凝固、凍凝、乳凝、分離、沉降或者形成不易混合或不易分散的層而無法以均勻的液體混合物通過噴涂法有效或容易地施涂，則組合物具有室溫穩(wěn)定性，即貯存期限。室溫穩(wěn)定性以天數(shù)表示。較好是組合物至少在穩(wěn)定性試驗(yàn)的時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的。
升高溫度的穩(wěn)定性這個(gè)試驗(yàn)用于通過升高溫度給出特定組合物在室溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定性的指標(biāo)。
制備本發(fā)明的組合物，將其密封在注入達(dá)其容量的500mL聚乙烯瓶中，放在50℃的空氣循環(huán)烘箱內(nèi)，以定期的間隔(通常以天為基準(zhǔn))用肉眼觀察，觀察組合物是否發(fā)生凝固、凍凝、乳凝、分離、沉降或者形成不易混合或不易分散的層。若觀察到凝固，則將先前觀察的以天數(shù)計(jì)的時(shí)間記為升高溫度的穩(wěn)定性值。若試驗(yàn)在觀察到凝固之前中斷，則將該值記為“大于”。例如，“＞14天”是指試驗(yàn)在14天時(shí)中斷并且組合物還未發(fā)生凝固。
干結(jié)時(shí)間在本試驗(yàn)中，確定液體組合物變成能與其自身形成接觸式粘結(jié)體的干膜所需的時(shí)間。這些結(jié)果給出組合物怎樣快速地讓各部件粘結(jié)起來的指標(biāo)。
按下述方法制備多個(gè)試驗(yàn)試樣用Binks 95型噴搶均勻地噴霧10.16cm×10.16cm(4英寸×4英寸)高壓層壓片材(HPL Grade 10 Standard，購(gòu)自Wilsonart International，Temple，TX)片，使得在一個(gè)表面上的涂層重量為3-3.5g/0.09m2(3-3.5g/ft2)，在一端留下一個(gè)小區(qū)域未噴霧，以便粘結(jié)的試驗(yàn)試樣以后可以拉開。將這些試樣平放在臺(tái)子上，在臺(tái)子上空氣流動(dòng)是不顯著的，用秒表開始計(jì)時(shí)。以約15秒鐘的間隔，用手指在膜上滑移(施加輕度的壓力)來試驗(yàn)?zāi)ぁＨ粲心まD(zhuǎn)移到手指上，則繼續(xù)試驗(yàn)。一旦不再轉(zhuǎn)移到手指上，就用輕微的手壓將兩塊上面帶膜的層壓片壓在一起，膜面對(duì)膜面，形成試驗(yàn)試樣。立刻測(cè)試一個(gè)試驗(yàn)試樣，抓住層壓片未噴霧的末端并以180°的剝離方式把它們拉開，以確定是否形成粘結(jié)體。若層壓片一個(gè)表面基本上沒有粘合劑，即粘合劑的內(nèi)聚強(qiáng)度大于粘合劑和層壓片之間的粘合強(qiáng)度，則就形成了粘結(jié)體。若兩層膜形成粘結(jié)體，則停止計(jì)時(shí)。若膜不形成粘結(jié)體，就是說大量的粘合劑留在各層壓片上，則每隔15秒鐘測(cè)試試驗(yàn)試樣，直到形成粘結(jié)體。然后將干燥膜并形成膜與膜的粘結(jié)體所需的總時(shí)間記為干結(jié)時(shí)間，以分鐘表示。認(rèn)為干結(jié)時(shí)間少于5分鐘的組合物是快干的。
180°剝離，斜紋織物與斜紋織物在本試驗(yàn)中，確定組合物對(duì)棉斜紋織物本身粘結(jié)部分的粘合強(qiáng)度。
在涂覆之間的干燥時(shí)間至少為30分鐘時(shí)，使用寬為2.54cm(1英寸)的油漆刷，用三薄(涂層干重為3-4g/0.09m2)層待測(cè)試的組合物分別涂覆兩片寬為2.54cm(1英寸)、長(zhǎng)約為22.86cm(9英寸)的棉斜紋織物(購(gòu)自Rosetrim，Toronto，Ontario，Canada)。讓第三層干燥后，在各片斜紋織物上施涂第四層涂層。在室溫下25-35分鐘后，使兩片織物拼合，涂覆面對(duì)涂覆面，在168.18kg(370磅)的壓力下通過寬為2.54cm(1英寸)的動(dòng)力層壓機(jī)。將粘結(jié)的部分放在室溫下至少2小時(shí)，然后在50℃時(shí)調(diào)理24-48小時(shí)。在試驗(yàn)前，使粘結(jié)的部分再回到室溫，用手剝開粘結(jié)部分的兩個(gè)自由端到粘合劑組合物覆蓋斜紋織物的總寬度2.54cm，將兩個(gè)自由端夾在INSTRON拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭上，以50mm/min的分離速率測(cè)試粘結(jié)的部分。測(cè)量以與粘結(jié)線成180°的方向?qū)善奔y織物剝開所需的力作為在測(cè)試的粘結(jié)區(qū)域上記錄的平均力。將該力表示成牛頓/英寸寬度，并換算成磅/英寸寬度(piw)和千牛頓/米(kN/m)。表中所列的數(shù)值是各測(cè)試組合物五次重復(fù)試驗(yàn)的平均值。
180°剝離，基材與斜紋織物在本試驗(yàn)中，將組合物對(duì)各種與棉斜紋織物粘結(jié)的基材的粘結(jié)效果作比較。
所用的斜紋織物是寬為2.54cm(1英寸)的棉斜紋織物(購(gòu)自Rosetrim，Toronto，Ontario，Canada)。使用Binks 95型噴搶，用待測(cè)試的組合物噴涂基材的一個(gè)表面，用該組合物三次噴涂斜紋織物的一個(gè)表面，留下一個(gè)未涂覆的部分固定在拉伸試驗(yàn)機(jī)中。將涂覆的表面敞開放在室溫下5分鐘，然后使用手持輥將它們結(jié)合起來，粘合劑面對(duì)粘合劑面，形成試驗(yàn)樣品。將試驗(yàn)樣品放在室溫下24小時(shí)，然后在50℃下24小時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行調(diào)理，模擬老化。然后將試驗(yàn)樣品夾在INSTRON拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭上，以50mm/min的滑動(dòng)橫梁速度進(jìn)行試驗(yàn)。記錄(以與粘結(jié)線成180°的方向)剝開織物所需的力，以磅/英寸寬度(piw)表示，并換算成千牛頓/米(kN/m)。表中所列的數(shù)值是各測(cè)試組合物五次重復(fù)試驗(yàn)的平均值。
搭接剪切，樺木與樺木在本試驗(yàn)中，確定粘合劑組合物對(duì)以剪切方式進(jìn)行試驗(yàn)的樺木與樺木粘結(jié)體的粘結(jié)效果。
使用Binks 95型噴搶，將待測(cè)試的組合物分別噴到兩片寬為5.08cm、長(zhǎng)為10.16cm、厚為0.33cm(2英寸×4英寸×0.13英寸)的樺木上，達(dá)涂層重量約為3-3.5g/0.09m2(3-3.5克/英尺2)。噴涂后，將兩片樺木在室溫下干燥15分鐘，將兩片樺木的涂覆面放在一起拼合，在168.18kg(370磅)的壓力下使拼合片通過寬為5.08cm(2英寸)(32.38kN/m(185piw))的動(dòng)力層壓機(jī)。制備兩組，每組五個(gè)的樣品(平均有10個(gè)樣品)。壓制后，在室溫下24小時(shí)，而后在50℃下24-48小時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行調(diào)理。在試驗(yàn)前，讓樣品冷至室溫，而后對(duì)其進(jìn)行切割，產(chǎn)生5.08cm×5.08cm(2英寸×2英寸)的粘結(jié)區(qū)，該粘結(jié)區(qū)的各側(cè)上具有可被INSTRON拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭夾住的2.54cm(1英寸)的末端。然后在INSTRON上以5mm/min的滑動(dòng)橫梁速度以剪切的方式對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，直到粘結(jié)體破壞。數(shù)據(jù)以牛頓/25.8cm2(4英寸2)表示。列出的數(shù)值是所有10個(gè)樣品的平均值，它們已換算成磅/平方英寸(psi)和千帕斯卡(kPa)。
邊緣翹起在本試驗(yàn)中，確定在平面上的粘合劑組合物對(duì)層壓片和刨花板之間的粘結(jié)在升高溫度下的粘結(jié)效果。
使用Binks 95型噴搶噴涂0.3m×0.3m×12.5mm(1英尺×1英尺×0.5英寸)的刨花板片(工業(yè)級(jí)的刨花板，密度為20.45kg(45磅))和略微較大的層壓片(FORMICATM，購(gòu)自Wilsonart International，Inc)，達(dá)涂層重量約為3-3.5g/0.09m2(3-3.5g/ft2)。噴涂后，將兩片片材在室溫下(R.T.，約22℃)干燥15分鐘，將兩片片材的涂覆面拼合在一起，在168.18kg(370磅)的壓力下使拼合片通過寬為0.3m(12英寸)(30磅/英寸寬度)的動(dòng)力層壓機(jī)。在室溫下24小時(shí)，而后在50℃下24-48小時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行調(diào)理。樣品再回到室溫后，使用層壓片修邊機(jī)對(duì)過量的層壓片進(jìn)行修剪。然后將樣品放在所需試驗(yàn)溫度(70-80℃)的空氣循環(huán)烘箱內(nèi)，在1天、1星期和1個(gè)月后測(cè)量沿面板四條邊的每條邊的邊長(zhǎng)發(fā)生的層壓片從刨花板上脫層或分離的數(shù)量，以毫米(mm)表示。將數(shù)值記為所測(cè)量的四條邊的最小-最大的數(shù)值范圍。
實(shí)施例1在有和沒有甘氨酸和磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的情況下，確定不含樹脂組分的各種粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間。
在R.T.(約22℃)下在攪拌約1分鐘下，將2克甘氨酸和2Na3PO4·12H2O分別加到100克5種不同聚氯丁二烯橡膠分散體和4種不同聚氯丁二烯橡膠分散體混合物的樣品中。所用的分散體是750、AQS 2161、AQS 2540、C74和C84。聚氯丁二烯橡膠分散體混合物由1重量份的C84分別與3重量份的750、AQS 2161、AQS 2540和C74混合而成。
按上述測(cè)試方法試驗(yàn)各組合物的干結(jié)時(shí)間。結(jié)果列于表1中。
表1
從表1可以看出，與不含磷酸三鈉和甘氨酸的聚氯丁二烯橡膠組合物相比，包含聚氯丁二烯橡膠或聚氯丁二烯橡膠混合物和磷酸三鈉和甘氨酸的粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間快得多。
實(shí)施例2此實(shí)施例說明使用另一種吸濕鹽，即硫酸二鈉作為不含樹脂組分的粘合劑組合物的內(nèi)促凝劑。
在室溫下在攪拌約1分鐘下，將2克甘氨酸和2克無水Na2SO4分別加到100克3種不同的聚氯丁二烯橡膠分散體中。
按上述測(cè)試方法試驗(yàn)各組合物的干結(jié)時(shí)間。所用的聚氯丁二烯橡膠分散體組分和干結(jié)時(shí)間列于表2中。
表2
實(shí)施例3下述實(shí)施例說明了使用磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)和甘氨酸的混合物作為包含增粘劑但不含樹脂組分的粘合劑組合物的內(nèi)促凝劑。
在室溫下在攪拌約1分鐘下，將2克甘氨酸、2克Na3PO4·12H2O和5克Tam E-102分別加到100克4種不同的聚氯丁二烯橡膠分散體中。
制備后，測(cè)量各組合物的干結(jié)時(shí)間。所用的聚氯丁二烯橡膠組分和所得的干結(jié)時(shí)間列于表3中。
表3
從上表可以看出，所有組合物的干結(jié)時(shí)間都少于10分鐘。在沒有內(nèi)促凝劑的情況下，干結(jié)時(shí)間超過10分鐘。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，確定涂層重量對(duì)干結(jié)時(shí)間的影響。
在室溫下在攪拌約1分鐘下，使用甘氨酸和磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)作為內(nèi)促凝劑制備兩種組合物。
在第一種組合物中，所用的聚氯丁二烯橡膠是C74。在第二種組合物中，所用的聚氯丁二烯橡膠是C84。在室溫下在攪拌下，將2克甘氨酸和2克Na3PO4·12H2O分別加到100克聚氯丁二烯橡膠中。不使用樹脂組分。
除了采用不同的涂層重量外，按上述測(cè)試方法試驗(yàn)這些組合物的干結(jié)時(shí)間。結(jié)果列于表4中。
表4
實(shí)施例5本實(shí)施例將含或不含三種內(nèi)促凝劑磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)、甘氨酸、和甘氨酸與磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的混合物的1∶1(重量)兩種高軟化點(diǎn)聚氯丁二烯橡膠共混物和樹脂組分即乙酸乙烯酯-乙烯乳液的混合物的干結(jié)時(shí)間作比較。
所用兩種高軟化點(diǎn)的聚氯丁二烯橡膠是C74和750。所用的樹脂組分是AF405。
按下述方法制備粘合劑組合物不含內(nèi)促凝劑的組合物在室溫下在攪拌下，將100克1∶1(重量)C74和750的混合物與5克(5phr)AF 405混合。
含Na3PO4·12H2O內(nèi)促凝劑的組合物在室溫下在攪拌下，將100克1∶1(重量)C74和750的混合物與5克(5phr)AF 405混合，制成混合物。然后，在室溫下在攪拌下，在此混合物中加入1.3克Na3PO4·12H2O/100克聚氯丁二烯橡膠。
含甘氨酸內(nèi)促凝劑的組合物在室溫下在攪拌下，將100克1∶1(重量)C74和750的混合物與5克(5phr)AF 405混合。在室溫下在攪拌下，在此混合物中加入2.5克甘氨酸/100克聚氯丁二烯橡膠。
含Na3PO4·12H2O和甘氨酸的混合物內(nèi)促凝劑的組合物在室溫下在攪拌下，將100克1∶1(重量)C74和750的混合物與5克(5phr)AF 405混合。在室溫下在攪拌下，在此混合物中加入1.3克Na3PO4·12H2O和2.5克甘氨酸/100克聚氯丁二烯橡膠。
按上述升高溫度的穩(wěn)定性和干結(jié)時(shí)間的測(cè)試方法確定升高溫度的穩(wěn)定性和干結(jié)時(shí)間。結(jié)果列于表5中。
表5
認(rèn)為干結(jié)時(shí)間少于5分鐘的粘合劑組合物具有快干的特性。從表5可以看出，盡管有和沒有內(nèi)促凝劑的粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間數(shù)值都少于5分鐘，但升高溫度的穩(wěn)定性是不同的。升高溫度的穩(wěn)定性表明特定組合物在室溫下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性(貯存穩(wěn)定性)。顯然，甘氨酸和磷酸三鈉的混合物具有很優(yōu)良的升高溫度的穩(wěn)定性，所以它是內(nèi)促凝劑的優(yōu)選選擇。
實(shí)施例6本實(shí)施例將含三種內(nèi)促凝劑磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)、甘氨酸、和甘氨酸與磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的混合物的1∶3(重量)高和低軟化點(diǎn)聚氯丁二烯橡膠共混物和樹脂組分即乙酸乙烯酯-乙烯乳液的混合物的干結(jié)時(shí)間作比較。
所用的高軟化點(diǎn)聚氯丁二烯橡膠是C74，所用的低軟化點(diǎn)聚氯丁二烯橡膠是C84。所用的樹脂組分是AF 405。
除了使用1∶3(重量)C74和C84的共混物作為聚氯丁二烯橡膠組分并且AF 405的用量為7.5克(7.5phr)外，其余均按實(shí)施例5所述制備和測(cè)試粘合劑組合物。
在四種混合物的每一種中所用內(nèi)促凝劑的組分和用量列于表6中。升高溫度的穩(wěn)定性和干結(jié)時(shí)間的結(jié)果也列于表6中。
表6
實(shí)施例7在本實(shí)施例中，確定四種不同重量比的兩種聚氯丁二烯共混物與三種不同加入量(loading)的樹脂組分即乙酸乙烯酯-乙烯乳液的混合物的干結(jié)時(shí)間。
所用的聚氯丁二烯橡膠是C74(高軟化點(diǎn)聚氯丁二烯)、750(高軟化點(diǎn)聚氯丁二烯)和C84(低軟化點(diǎn)聚氯丁二烯)。在各粘合劑組合物中使用2phr甘氨酸和2phr Na3PO4·12H2O的混合物作為內(nèi)促凝劑。使用AF 405作為樹脂組分。
這樣來制備粘合劑組合物，首先在室溫下在攪拌下，將各聚氯丁二烯橡膠混合，然后再在室溫下在攪拌下，加入樹脂組分和內(nèi)促凝劑。按上述干結(jié)時(shí)間的測(cè)試方法測(cè)試組合物的干結(jié)時(shí)間。
所用的聚氯丁二烯橡膠、它們的重量比、所用的AF 405的量以及所得的干結(jié)時(shí)間列于表7中。
表7
從上表可以看出，所有粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間都少于5分鐘。結(jié)果再一次表明了將甘氨酸和磷酸三鈉作為內(nèi)促凝劑與樹脂組分，即乙酸乙烯酯-乙烯乳液結(jié)合起來的效果。這樣，該配方是本發(fā)明特別好的快干的組合物。
實(shí)施例8在本實(shí)施例中，制備粘合劑組合物，其中粘合劑組分是1∶1(重量)兩種聚氯丁二烯橡膠的共混物和各種樹脂組分。
各組合物包含50克C74和50克C84的共混物、5.0克AF 405、2.5克甘氨酸和1.30克Na3PO4·12H2O以及各種量的樹脂組分乙酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(F153)或聚乙酸乙烯酯共聚物(F165)。
這樣來制備組合物，在室溫下在攪拌下按下述順序混合各組分聚氯丁二烯橡膠、樹脂組分和內(nèi)促凝劑(預(yù)混合)。
按上述測(cè)試方法測(cè)試粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間。另外，在22℃使用Brookfield RV粘度計(jì)，#2心軸、以20 RPM測(cè)量各組合物的粘度，將樣品放在高于100℃的強(qiáng)制空氣烘箱內(nèi)，加熱樣品直至達(dá)到恒重來測(cè)定涂層重量。(最終樣品重量除以初始樣品重量)乘100是樣品的固體％。
組分、組分用量、粘合劑組合物的涂層重量、粘度和干結(jié)時(shí)間列于表8中。
表8
實(shí)施例9按常規(guī)方式將表9所列的各組分及其用量進(jìn)行混合，制備7種粘合劑組合物(A1-A7)。
在這些組合物種，組分是100克1∶1(重量)C74和C84的共混物、7.5克AF 405以及2.5克甘氨酸與1.25克Na3PO4·12H2O的混合物。
除了上述組分外，將5克F 150加到A2、A5和A7中；將5克V 285加到A4中；在室溫下在攪拌下將Oc 462(60重量％水分散體的形式)加到A6和A7中；將55重量％水分散體形式的Ol 640加到A3、A4、A5、A6和A7中。
按實(shí)施例8所述制備組合物，測(cè)試其干結(jié)時(shí)間、pH值和粘度。
各組分及其用量、干結(jié)時(shí)間、粘度和pH值列于表9中。列出數(shù)值的某一范圍，該范圍反映聚氯丁二烯橡膠組分的性能隨時(shí)間變化的情況。就是說，自制得聚氯丁二烯橡膠組分的時(shí)間越長(zhǎng)，其物理性能的偏移就越大。這表現(xiàn)為粘度增加，pH值提高。
表9
實(shí)施例10本實(shí)施例將各種商購(gòu)水基接觸式粘合劑的性能與本發(fā)明粘合劑組合物的性能作比較。
在本實(shí)施例中，將下述商購(gòu)水基接觸式粘合劑與實(shí)施例9中A3和A5兩種粘合劑組合物作比較，所述商購(gòu)水基接觸式粘合劑是FastbondTM30-NFGreen Contact Adhesive(聚氯丁二烯，固體含量為47-51重量％，粘度為200-750cps，購(gòu)自Minnesota Mining and Manufacturing Company，St.Paul，MN)、Lockweld H20(一種聚氯丁二烯接觸式粘合劑，購(gòu)自WilsonartInternational，Inc)和LePage LL518(一種乙酸乙烯酯粘合劑，購(gòu)自LePageCompany，Inc.，Pittsburgh，PA)。
按上述測(cè)試方法測(cè)定搭接剪切(OLS)、斜紋織物與斜紋織物的180°剝離和干結(jié)時(shí)間。
表10
從表10可以看出，本發(fā)明粘合劑的干結(jié)時(shí)間值是優(yōu)良的，即少于5分鐘。這樣，它們是本發(fā)明特別好的快干的接觸式粘合劑組合物。
實(shí)施例11本實(shí)施例將本發(fā)明水基組合物的性能與商購(gòu)溶劑基接觸式粘合劑組合物的性能作比較。
在本實(shí)施例中，將下述商購(gòu)溶劑基接觸式粘合劑與實(shí)施例9中粘合劑組合物A1和A2作比較，所述商購(gòu)溶劑基接觸式粘合劑是TEN BOND(聚氯丁二烯粘合劑，購(gòu)自3M Canada，London，Ontario)和ADBOND(聚氯丁二烯粘合劑，購(gòu)自Adchem Adhesives Inc.，Toronto，Ontario)。
按上述測(cè)試方法測(cè)定搭接剪切(OLS)、斜紋織物與斜紋織物的180°剝離和邊緣翹起。
表11
從表11可以看出，在搭接剪切(OLS)上獲得的數(shù)值優(yōu)于溶劑基接觸式粘合劑所得的數(shù)值，而在180°剝離和邊緣翹起上的結(jié)果是類似的。這樣，本發(fā)明粘合劑組合物的性能與商購(gòu)溶劑基接觸式粘合劑的性能是類似的。
實(shí)施例12測(cè)試兩種粘合劑組合物，即實(shí)施例9中的A3和A5對(duì)裝飾層壓板工業(yè)中所用各種基材之間的剝離粘結(jié)強(qiáng)度。
測(cè)試9種基材丙烯酸類、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚丙烯、HPL Grade 10 Standard高壓層壓板、鋼(光滑拋光)、鋁、鍍鋅鋼和冷軋鋼(CRS)。用溶劑清洗鋁、鍍鋅鋼和CRS，以除去油和氧化物。
按上述測(cè)試方法測(cè)試組合物的基材與斜紋織物的180°剝離。表12列出了測(cè)試結(jié)果。
表12
實(shí)施例13在本實(shí)施例中，對(duì)于含聚氯丁二烯橡膠但不含樹脂組分的粘合劑組合物，確定改變磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的量對(duì)干結(jié)時(shí)間的影響。
按實(shí)施例1所述從1∶1(重量)C84和C74的共混物、2.5克(2.5phr)甘氨酸的聚氯丁二烯橡膠和Na3PO4·12H2O制備粘合劑組合物。
按上述測(cè)試方法測(cè)定干結(jié)時(shí)間。Na3PO4·12H2O的用量和干結(jié)時(shí)間列于表13中。
表13
實(shí)施例14本實(shí)施例將磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的量對(duì)包含樹脂組分和磷酸三鈉作為內(nèi)促凝劑的粘合劑組合物的干結(jié)時(shí)間和升高溫度的穩(wěn)定性的影響作比較。
按實(shí)施例5所述制備各粘合劑組合物，它們包含1∶1(重量)C84和C74的共混物、7.5phr的AF 405和Na3PO4·12H2O。
按上述測(cè)試方法測(cè)定干結(jié)時(shí)間和升高溫度的穩(wěn)定性。在室溫下使用Brookfield RV粘度計(jì)，#2心軸、以20 RPM測(cè)定粘度。
Na3PO4·12H2O的用量、干結(jié)時(shí)間、粘度和升高溫度的穩(wěn)定性列于表14中。
表14
實(shí)施例15確定有和沒有甘氨酸和磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)的混合物的包含自交聯(lián)或非自交聯(lián)樹脂組分的粘合劑組合物的升高溫度和室溫穩(wěn)定性。
使用1∶1(重量)C84和C74的共混物和5phr的樹脂組分，按實(shí)施例5所述制備組合物。
所用的非自交聯(lián)樹脂組分是AF 405、AF 410、R 6930、R 3270、F 150、F 153、F 165、V 285和PC 2149AD。所用的自交聯(lián)樹脂組分是AF 420和AF 421。
一半組合物包含1.3phr的Na3PO4·12H2O和2.5phr的甘氨酸作為內(nèi)促凝劑。
按上述測(cè)試方法測(cè)試各組合物的升高溫度和室溫穩(wěn)定性。
表15
(1)形成固體塊；材料分相；不相容的混合物。
如表15所示，除了那些與粘合劑組合物其余組分不相容的自交聯(lián)樹脂組分外，加入甘氨酸和Na3PO4·12H2O能提供改進(jìn)的升高溫度和室溫穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定、單組分、水基粘合劑組合物，它包含a)含聚氯丁二烯橡膠的粘合劑組分；b)樹脂組分，該組分選自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類共聚物、聚乙酸乙烯酯-丙烯酸類共聚物和它們的混合物；和c)內(nèi)促凝劑，其中所述粘合劑組合物是接觸式粘合劑組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸式粘合劑組合物，其中內(nèi)促凝劑包含吸濕鹽。
3.如權(quán)利要求2所述的接觸式粘合劑組合物，其中吸濕鹽是磷酸鹽、硫酸鹽或它們的混合物。
4.如權(quán)利要求2所述的接觸式粘合劑組合物，其中內(nèi)促凝劑還包含氨基酸。
5.如權(quán)利要求4所述的接觸式粘合劑組合物，其中氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和它們的混合物。
6.如權(quán)利要求4所述的接觸式粘合劑組合物，其中氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和它們的混合物。
7.如權(quán)利要求4所述的接觸式粘合劑組合物，其中吸濕鹽是磷酸三鈉或硫酸二鈉，氨基酸是甘氨酸。
8.如權(quán)利要求2所述的接觸式粘合劑組合物，其中以粘合劑組分的總重量計(jì)，內(nèi)促凝劑在組合物中的存在量約為0.06-6重量％。
9.如權(quán)利要求4所述的接觸式粘合劑組合物，其中以粘合劑組分的總重量計(jì)，氨基酸在組合物中的存在量約為0.1-12重量％。
10.如權(quán)利要求1所述的接觸式粘合劑組合物，它還包含增粘劑。
11.如權(quán)利要求1所述的接觸式粘合劑組合物，其中粘合劑組分還包含天然橡膠、合成橡膠或它們的混合物。
12.一種穩(wěn)定、單組分、水基粘合劑組合物，它包含a)含聚氯丁二烯橡膠的粘合劑組分；和b)內(nèi)促凝劑，其中所述內(nèi)促凝劑是吸濕鹽和氨基酸的混合物，所述粘合劑組合物是接觸式粘合劑組合物。
13.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑組合物，其中吸濕鹽是磷酸鹽、硫酸鹽或它們的混合物。
14.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑，其中氨基酸選自甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和它們的混合物。
15.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑，其中以粘合劑組分的總重量計(jì)，內(nèi)促凝劑在組合物中的存在量約為0.16-18重量％。
16.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑組合物，其中吸濕鹽與氨基酸之比約為1∶5-5∶1。
17.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑組合物，它還包含增粘劑。
18.如權(quán)利要求1所述的接觸式粘合劑，它還包含酸性接受體。
19.如權(quán)利要求12所述的接觸式粘合劑，它還包含酸性接受體。
20.一種將兩塊基材粘結(jié)在一起的方法，它包括下述步驟a)將如權(quán)利要求1所述的粘合劑組合物施涂到兩塊基材的表面上；b)使粘合劑組合物干結(jié)；和c)將施涂有粘合劑的表面在一起接觸。
21.一種將兩塊基材粘結(jié)在一起的方法，它包括下述步驟a)將如權(quán)利要求12所述的粘合劑組合物施涂到兩塊基材的表面上；b)使粘合劑組合物干結(jié)；和c)將施涂有粘合劑的表面在一起接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供包含含聚氯丁二烯橡膠的粘合劑組分和內(nèi)促凝劑的接觸式粘合劑。該接觸式粘合劑也可以包含選自乙烯－乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類共聚物、聚乙酸乙烯酯－丙烯酸類共聚物和它們混合物的樹脂組分。內(nèi)促凝劑可以是吸濕鹽、氨基酸或它們的混合物。
文檔編號(hào)C09J111/02GK1367810SQ99816846
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者V·帕特爾 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司