專利名稱：地面覆蓋物粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于聚合物分散體系制造地面覆蓋物粘合劑，特別是低揮發(fā)的地面覆蓋物粘合劑的方法，涉及地面粘合劑中可使用的持久穩(wěn)定的乳狀液和其在粘合劑制造的用途。
地面覆蓋物粘合劑被作為適合粘結(jié)地面覆蓋物例如油毯、地毯、PVC及其類似物的產(chǎn)品。原來，這些產(chǎn)品通過將松香溶解于有機(jī)溶劑(苯、甲苯或甲醇)中，并加入合成樹脂例如聚乙烯基醚制造。為減少在鋪設(shè)地面覆蓋物期間及之后的溶劑揮發(fā)，使用基于PVAc、PAcr、EVA的含水聚合物分散體系，隨后溶解于芳香有機(jī)溶劑例如甲苯或二甲苯的松香、塔羅油松香或烴樹脂加入到含水的分散體系中。而且，為進(jìn)一步減少揮發(fā)(保護(hù)工人)，上述的樹脂溶解于增塑劑例如鄰苯二甲酸酯，溶解于高沸點(diǎn)溶劑例如二醇、乙二醇乙酸酯或苯氧乙醇，加入到聚合物分散體系中。為進(jìn)一步減少地面覆蓋物粘合劑中有機(jī)組分的揮發(fā)，松香、塔羅油松香被乳化進(jìn)入到上述的聚合物分散體系中，盡管近來，已經(jīng)使用了具有最少可能殘余單體的聚合物分散體系(保護(hù)工人和消費(fèi)者)。
在從溶解于有機(jī)溶劑中的粘合劑轉(zhuǎn)變?yōu)楹恼澈蟿┖?，在許多西歐國(guó)家聚丙烯酸酯已作為粘合劑的基礎(chǔ)材料。在固化后，這些含水的聚合物可提供良好的粘合性，特別是對(duì)于聚氯乙烯(PVC)及其他的彈性覆蓋物。
通過仔細(xì)地配制和混合不同類型的樹脂，也可得到良好的具有高初始粘合性的地毯粘合劑。為提供這種具有更好初始粘合性的地面覆蓋物粘合劑，這種溶劑基粘合劑的初始粘合性是由溶解于溶劑中的組分及溶劑本身最初引起的，使用軟的液體樹脂其被乳化進(jìn)入聚丙烯酸酯分散體系中。施加這種類型的樹脂的確可得到良好的初始粘合性(粘性)，但其減少了基于上述制劑的粘合劑的最后強(qiáng)度。
在地面覆蓋物粘合劑不是施加到隔潮基質(zhì)上的鄉(xiāng)村，即，例如施加到接觸土壤的建筑部件上，因此施加到長(zhǎng)期或周期性地暴露于潮濕中的基質(zhì)上，由于它們?nèi)狈δ驮砘湍退?，僅可在一定的條件下使用丙烯酸粘合劑。在這種類型的粘合劑的領(lǐng)域中，主要使用基于所謂的“高固體”苯乙烯丁二烯乳膠(SBR分散體系)乳化的粘合劑。
在現(xiàn)有技術(shù)中，上述SBR乳膠的不穩(wěn)定性使其不可能如聚丙烯酸酯分散體系那樣直接將軟質(zhì)和硬質(zhì)的樹脂乳化進(jìn)入到這些SBR乳膠中。但相反，它們必須配制有溶解于高沸點(diǎn)溶劑中的松香、塔羅油松香或烴樹脂，以制成具有高初始粘合性的粘合劑。上述商業(yè)可得到的地面覆蓋物粘合劑中的溶劑、高沸點(diǎn)溶劑或增塑劑的濃度達(dá)20％，是強(qiáng)惡臭VOC的來源。
這是該類型的產(chǎn)品為什么在歐洲的幾個(gè)地區(qū)沒有成功的原因。以所述方式加入大量的上述產(chǎn)品導(dǎo)致SBR乳膠的穩(wěn)定。
本發(fā)明的目的是提供一種基于含水苯乙烯和丁二烯分散體系的地面覆蓋物粘合劑，所述的粘合劑一方面主要是無味道而且揮發(fā)性低(GEV標(biāo)準(zhǔn))，另一方面具有高的初始粘合性及固化后高的薄膜強(qiáng)度。
上述的目的通過如下的制造含水地面覆蓋物粘合劑(乳狀液)的方法實(shí)現(xiàn)，包括使用苯乙烯/丁二烯(SBR)分散體系，任選地，混合有另外的聚合物和提供初始粘合性的試劑，其中在高剪切力下將提供初始粘合性試劑的熔體加入到SBR分散體系中以得到持久穩(wěn)定的乳狀液。
而且，本發(fā)明的目的是以上述的方法得到一種乳狀液，該乳狀液已經(jīng)用作地面覆蓋物粘合劑，及可應(yīng)用于制造除了結(jié)合地面覆蓋材料之外的其他領(lǐng)域中要使用的粘合劑。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施該方法時(shí)，可防止在乳化期間苯乙烯/丁二烯共聚物與提供粘合性物質(zhì)的凝結(jié)。根據(jù)本發(fā)明的方法得到的粘合劑或地面覆蓋物粘合劑滿足GEV標(biāo)準(zhǔn)的要求(Emicode 1，非常低的揮發(fā))。
苯乙烯/丁二烯分散體系的聚合物固體含量為30～85％，優(yōu)選為65～73％。這些形成了高機(jī)械強(qiáng)度的薄膜，它們具有高的斷裂強(qiáng)度和高的斷裂拉伸率。苯乙烯/丁二烯分散體系是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的，而且可在市場(chǎng)上得到。
可提供本發(fā)明適當(dāng)初始粘合性的本發(fā)明適當(dāng)?shù)恼澈蟿┪镔|(zhì)或試劑可以是熔點(diǎn)為1～130℃的樹脂或其混合物。適當(dāng)?shù)臉渲抢鐬闊N樹脂、松香、塔羅油樹酯、所述樹脂的酯，例如在亞烴基殘基上具有1、2、3或4個(gè)碳原子的甘油酯和三亞烷基二醇酯，及其混合物。特別適合的是香酯sorin的部分水合甘油酯和sorin的三甘醇酯。樹脂可以是中性的樹脂，它們可在很大程度上被酯化。適合于本發(fā)明的粘合劑物質(zhì)優(yōu)選具有小于40的酸值。根據(jù)本發(fā)明，可以使用軟質(zhì)樹脂和硬質(zhì)樹脂及其各種比例的混合物。軟質(zhì)樹脂是熔點(diǎn)達(dá)到約40℃的樹脂。硬質(zhì)樹脂是熔點(diǎn)大于40℃的樹脂。在本發(fā)明的方法中使用的可提供初始粘合性的試劑的熔點(diǎn)為45～95℃，優(yōu)選為60～85℃。
在該方法的第一步中，可提供粘合性的試劑被熔融，然后在高于具有最高熔點(diǎn)可提供粘合性試劑的樹脂組分熔點(diǎn)約10～25℃的溫度下進(jìn)行均質(zhì)。以這樣的方式得到的樹脂熔體可作為以后的用于地面覆蓋物粘合劑(粘合劑)的乳狀液制劑的組分。
在該方法的第二步中，除非苯乙烯/丁二烯分散體系已經(jīng)被調(diào)節(jié)為堿性，否則例如通過將其與堿金屬或堿土金屬水溶液混合成為堿性，加熱到40～80℃。堿金屬溶液的加入可使隨后加入的部分樹脂發(fā)生皂化，而原位形成的松香皂可作為乳化劑，有助于乳狀液的穩(wěn)定。
隨后，得到的樹脂熔體在高剪切力下被加工成苯乙烯/丁二烯分散體系。重要的是制備分散體系并將樹脂熔體加工進(jìn)入分散體系中。
得到的中間體產(chǎn)品乳狀液被冷卻，并儲(chǔ)藏一定的時(shí)間。優(yōu)選典型的組成為固體含量為65～75wt％，特別優(yōu)選含量為67～73wt％，例如，約為70wt％，聚合物/樹脂的比例為100/1～100/400。在使用非羧化的苯乙烯/丁二烯共聚物的情況下，分散體系優(yōu)選的pH至少約為8，優(yōu)選為8.5～10。
在該方法的另一個(gè)步驟中，生產(chǎn)樹脂例如三甘醇酯(TEG)的堿金屬水溶液，可向其中加入另外的添加劑例如消泡劑和乳化劑。優(yōu)選，所述的混合物是乳狀液的形式，因?yàn)檫@使混合物加入到由起始從樹脂熔體和苯乙烯/丁二烯共聚物得到的乳狀液中更容易。
在該方法的再一個(gè)步驟中，然后兩種制造的乳狀液與另外的聚合物分散體系以不同的比例混合在一起，取決于意欲要使用的應(yīng)用場(chǎng)合。在該方法的這一步驟中，可以加入地面覆蓋物粘合劑的常規(guī)組分，例如保水添加劑、過濾劑、增稠劑和防腐劑。得到的粘合劑是耐剪切的，可以利用常規(guī)的溶解器或其他大的攪拌設(shè)備制造。
可以加入到根據(jù)本發(fā)明從樹脂熔體和苯乙烯/丁二烯分散體系得到的乳狀液中的另外的聚合物是基于苯乙烯/丁二烯聚合物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸的酯、乙烯乙酸乙烯酯、醋酸乙烯酯/Versatate聚合物的聚合物及其混合物。這些可以分散體系的形式加入。
本發(fā)明得到的地面覆蓋物粘合劑的聚合物/樹脂的比例為100/1～100/400，固體含量達(dá)約85％。
如下的實(shí)施例用于進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
實(shí)施例1制備由75wt％的熔點(diǎn)為約85℃的甘油酯和25wt％的熔點(diǎn)為約1℃的三甘醇酯組成的溫度120℃的熔體并進(jìn)行均質(zhì)(步驟1)。
步驟2，用如下的配方組成配制苯乙烯丁二烯乳膠苯乙烯丁二烯乳膠 32.6wt％消泡劑 0.2wt％水 20.3wt％KOH溶液(45％)0.5wt％步驟1的樹脂熔體 46.5wt％步驟1的樹脂熔體在高剪切力下被乳化進(jìn)入含水苯乙烯/丁二烯分散體系中。
在步驟3中，通過均質(zhì)如下的組成制造地面覆蓋物粘合劑步驟2的乳膠/樹脂混合物 40.1wt％三甘醇酯 12.0wt％SBR乳膠 2.7wt％碳酸鈣填充劑 33.4wt％KOH溶液(45％)0.4wt％增稠劑 0.9wt％水 10.4wt％防腐劑 0.1wt％得到的地面覆蓋物粘合劑適合于粘結(jié)PVC地面覆蓋物。在5～60℃的溫度范圍12月以上是穩(wěn)定的，具有如下的技術(shù)數(shù)據(jù)粘度約70,000mPa°s
比重1.2g/cm3敞開時(shí)間約60分鐘24小時(shí)后的玻璃強(qiáng)度1.0N/mm。
實(shí)施例2從實(shí)施例1預(yù)制備的材料配制的地面覆蓋物粘合劑如下實(shí)施例1步驟2的乳膠/樹脂混合物23.1wt％丙烯酸酯分散體系 16.1wt％實(shí)施例1的SBR乳膠 4.2wt％三甘醇酯 8.2wt％碳酸鈣填充劑 39.0wt％KOH溶液(45％)0.4wt％增稠劑 1.0wt％水 7.9wt％防腐劑 0.1wt％該粘合劑適合于例如用于紡織品和彈性地面覆蓋物粘結(jié)的通用用途。在5～60℃的溫度范圍12月以上是穩(wěn)定的，具有如下的技術(shù)數(shù)據(jù)粘度約50,000mPas比重1.3g/cm3敞開時(shí)間約30分鐘24小時(shí)后的玻璃強(qiáng)度1.2N/mm。
權(quán)利要求
1.一種制造含水地面覆蓋物粘合劑的方法，所述的粘合劑不添加溶劑、高沸點(diǎn)溶劑或增塑劑，含有非羧化的苯乙烯/丁二烯(SBR)及提供初始粘合性試劑的分散體系，特征在于在高剪切力下將提供初始粘合性試劑的熔體加入到SBR分散體系中以得到持久穩(wěn)定的乳狀液。
2.如權(quán)利要求1的方法，特征在于在提供初始粘合性試劑加入時(shí)分散體系是堿性的。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，特征在于基于固體重量，乳狀液中苯乙烯/丁二烯分散體系的含量為10～99wt％，優(yōu)選為50～70wt％。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)的方法，特征在于提供初始粘合性試劑的熔點(diǎn)為45～110℃，特別為60～85℃。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)的方法，特征在于提供初始粘合性的試劑為塔羅油樹脂、松香、所述樹脂、甘油酯或三亞烷基二醇酯，及亞烷基上具有約1～4個(gè)碳原子的一種或幾種酯及其混合物。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)的方法，特征在于提供粘合性的樹脂或樹脂酯的酸值為0～40。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)的方法，特征在于相對(duì)分散體系的聚合物含量，乳狀液中聚合物分散體系和提供粘合性試劑的比例為100/1～1/4。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)的方法，特征在于乳狀液的pH值調(diào)節(jié)為至少約8，特別是8.5～10。
9.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)的方法，特征在于將另外的聚合物加入到乳狀液中。
10.如權(quán)利要求9的方法，特征在于另外的聚合物選自聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯的酯、丙烯腈共聚物、乙烯酯/乙酸乙烯酯/乙烯聚合物、乙烯醋酸乙烯酯、醋酸乙烯酯/Versatate共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物及其混合物。
11.如權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)的方法，特征在于用于地面覆蓋物粘合劑常規(guī)的添加劑加入到乳狀液中。
12.一種由權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)的方法得到的乳狀液，包括用含水苯乙烯/丁二烯分散體系乳化的熔點(diǎn)為45～110℃的樹脂混合物，所述乳狀液的苯乙烯/丁二烯共聚物與樹脂的比例為100/1～100/400，特征在于所述乳狀液固體含量為乳狀液總重量的65wt％～75wt％。
13.如權(quán)利要求12的乳狀液，特征在于苯乙烯/丁二烯共聚物為非羧化的苯乙烯/丁二烯共聚物，特征在于乳狀液的pH為至少約8，特別是8.5～10。
14.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)方法得到的乳狀液在制造粘合劑中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造含水地面覆蓋物粘合劑的方法，所述的粘合劑不添加溶劑、高沸點(diǎn)溶劑或軟化劑，而利用非羧化的苯乙烯/丁二烯(SBR)及賦予初始粘性試劑的分散體系。根據(jù)本發(fā)明，由賦予初始粘性試劑例如熔點(diǎn)為45～98℃的樹脂組成的熔體，在高剪切力影響下加入到SBR分散體系中以得到持久穩(wěn)定的乳狀液，其不僅可提供高的初始粘性而且具有高的最后強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C09J109/00GK1608117SQ02825894
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月22日
發(fā)明者約臣·比萊克, 魯?shù)细瘛W伯斯特－派特伯格, 托馬斯·萬克 申請(qǐng)人:亞地斯有限公司