發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及單組分的可發(fā)泡熱熔性墊片密封劑。所述可發(fā)泡熱熔性墊片密封劑特別適合汽車應(yīng)用、電氣部件和技術(shù)照明領(lǐng)域。
發(fā)明背景
墊片密封并填充兩個配合表面之間的空間，并且當(dāng)它們在壓縮下接合在一起時改善兩個表面之間的接觸。好的墊片具有足夠的柔性并通過適應(yīng)和彌補(bǔ)兩個接合表面的任何不規(guī)則性而緊密地填充所述兩個表面之間的空間。雖然各種各樣的粘結(jié)劑可用于墊片，但相對于其它粘結(jié)劑，優(yōu)選密封劑。例如，熱熔性粘合劑不具有墊片密封所需的柔性和伸長率。另一方面，密封劑提供足夠的柔性和伸長率，以保持結(jié)合到具有不同熱膨脹系數(shù)或在應(yīng)力下不同伸長率的兩個基材。墊片密封劑提供熱絕緣和電絕緣，減震和降噪，并防止顆粒、灰塵、水分、油等通過。
傳統(tǒng)的墊片密封劑通常是預(yù)制件，其包括泡沫條、壓鑄件、橡膠o形圈等。近年來已經(jīng)引入現(xiàn)場發(fā)泡("fip")作為比傳統(tǒng)形成的墊片密封劑更經(jīng)濟(jì)和優(yōu)越的技術(shù)。fip墊片密封劑是發(fā)泡的，或填充有空隙的基質(zhì)，其以可流動體系應(yīng)用中在基材上固化為固體。所述泡沫可以是單組分或二組分基質(zhì)體系。在一個發(fā)泡方法中，通常通過將氣體機(jī)械混合到基質(zhì)中來制備泡沫體；在另一個方法中，當(dāng)氣體作為基質(zhì)中化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物生成時，形成泡沫體。雖然相對于常規(guī)墊片密封劑，fip墊片密封劑具有各種優(yōu)點(diǎn)，但fip需要特殊且昂貴的設(shè)備將材料施加到基材上，為了精確計量，控制流動和機(jī)器分配通常是必需的，以在外殼的周邊上形成精確的輪廓。
本發(fā)明試圖提供一種用于fip墊片密封劑的更具成本效益的發(fā)泡方法，而不需要昂貴的應(yīng)用設(shè)備。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及由單組分體系、特別是熱熔性粘合劑基質(zhì)制成的現(xiàn)場發(fā)泡墊片密封劑。所述熱熔性粘合劑可使用常規(guī)熱熔性發(fā)泡設(shè)備施加和發(fā)泡，以形成現(xiàn)場發(fā)泡墊片密封劑。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，提供一種可發(fā)泡熱熔性粘合劑組合物，其包含基于所述組合物的總重量的至少約35重量％的橡膠嵌段共聚物，所述共聚物在25℃下25重量％甲苯溶液中測量的溶液粘度為約10cps至約1,950cps；和增粘劑?？砂l(fā)泡熱熔體具有(i)在180℃下測量的約10,000cps至約100,000cps的粘度，(ii)根據(jù)diniso815測量的約5％至約90％的壓縮比，和(iii)根據(jù)astmd2240測量的約10至約60的肖氏00硬度計硬化硬度(sethardness)。所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑是非粘性和非壓敏性的。
另一實(shí)施方式提供一種制品，其包括基材和發(fā)泡的單組分、非粘性、非壓敏性的熱熔性粘合劑。發(fā)泡的熱熔性粘合劑組合物包含(a)至少約35重量％的橡膠嵌段共聚物，所述共聚物在25℃下測量的溶液粘度為約10cps至約1,950cps；(b)增粘劑；和(d)任選存在的發(fā)泡劑。
另一實(shí)施方式提供一種可發(fā)泡熱熔性粘合劑的發(fā)泡方法，其包括下述步驟：(a)制備可發(fā)泡粘合劑組合物，所述組合物包含至少約35重量％的25℃下測量的溶液粘度為約10cps至約1,950cps的橡膠嵌段共聚物；增粘劑；和任選存在的發(fā)泡劑；(b)加熱所述可發(fā)泡粘合劑組合物至t1；(c)將所述可發(fā)泡粘合劑組合物加熱至t2，以使可發(fā)泡粘合劑發(fā)泡；和(d)將發(fā)泡的粘合劑施加到基材上。t2大于t1，且所述發(fā)泡劑在大于t1的溫度下活化。
附圖簡介
圖1為穩(wěn)定的發(fā)泡的墊片密封劑和部分穩(wěn)定的發(fā)泡的墊片密封劑的并排圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明
本文引用的所有文獻(xiàn)通過引用以它們的整體并入本文。
除非另有說明，否則重量百分比(重量％)基于任何發(fā)泡之前的粘合劑的總重量。
在此使用的術(shù)語"聚合物"是指均聚物或不同的(共)聚合物的混合物。
本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)：可使用具有大于約35重量％的橡膠嵌段共聚物的單組分熱熔性粘合劑組合物制備現(xiàn)場發(fā)泡墊片密封劑。所述可發(fā)泡粘合劑組合物可在傳統(tǒng)的熱熔性發(fā)泡設(shè)備中發(fā)泡，對制造方法幾乎沒有改變，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場發(fā)泡密封劑材料需要特殊且昂貴的分配設(shè)備。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，提供一種可發(fā)泡熱熔性粘合劑組合物，所述組合物包含基于所述組合物的總重量的至少約35重量％的橡膠嵌段共聚物，所述共聚物在25℃下25重量％甲苯溶液中測量的溶液粘度為約10cps至約1,950cps；和增粘劑。所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑是觸摸非粘性和非壓敏性的?？砂l(fā)泡熱熔體具有(i)在180℃下測量的約10,000cps至約100,000cps的粘度。在可發(fā)泡熱熔性粘合劑發(fā)泡后，發(fā)泡的粘合劑具有(ii)根據(jù)diniso815測量的約5％至約90％的壓縮比和(iii)根據(jù)astmd2240測量的約10至約60的肖氏00硬度計硬化硬度。
如在此使用的嵌段共聚物是通過共價鍵連接的兩種以上均聚物亞單元。嵌段共聚物具有a-b-a或a-b-a-b-a-b-的一般構(gòu)型。聚合物末端嵌段a是賦予耐久性的非彈性體苯乙烯嵌段。構(gòu)成所述橡膠嵌段共聚物剩余部分的彈性體中間嵌段b組分衍生自異戊二烯、丁二烯、乙烯、丙烯或它們的混合物，其可以被氫化，如例如美國專利號3,700,633中所教導(dǎo)的。丁二烯的這種氫化可以是部分或基本上完全的。例如，所述橡膠嵌段也可以使用酸或酸酐官能化或接枝，以賦予附加性能如優(yōu)越的對尼龍、聚酯、鋁、鋼、玻璃和其它極性基材的粘合性。所述橡膠嵌段共聚物是重復(fù)單元的三嵌段和/或二嵌段。
在此可用的典型直鏈嵌段共聚物是聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(sbs)、聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯(sis)和例如，聚苯乙烯-聚(乙烯丁烯)-聚苯乙烯(sebs)和聚苯乙烯-聚(乙烯丙烯)-聚苯乙烯(seps)。這些共聚物可使用例如美國專利號3,239,478；3,427,269；3,700,633；3,753,936；和3,932,327中教導(dǎo)的方法來制備。或者，橡膠嵌段共聚物可從kraton、dynasol和firestone商購獲得。特別優(yōu)選的橡膠嵌段共聚物是苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯和官能化的苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯。
可用的橡膠嵌段共聚物在25℃的25重量％甲苯溶液中測量的溶液粘度為約10cps至約1,950cps。在另一個實(shí)施方式中，所述橡膠嵌段共聚物在25℃的25重量％甲苯溶液中測量的溶液粘度為約20cps至約900cps、800cps、700cps或600cps的范圍，和優(yōu)選在約40cps至約500cps的范圍內(nèi)。包含多種橡膠嵌段共聚物的橡膠嵌段共聚物體系的溶液粘度可通過重均溶液粘度來測定，如以下所示：
重均溶液粘度是
其中w為橡膠嵌段共聚物的重量百分比和x為在25℃的25重量％甲苯溶液中測量的溶液粘度。
溶液粘度可與熔體指數(shù)有關(guān)，可用的橡膠嵌段共聚物在2.16kg和230℃下的熔體指數(shù)為約1至約400。
橡膠嵌段共聚物的苯乙烯含量大于約15重量％，基于所述橡膠嵌段共聚物的重量。在一個實(shí)施方式中，橡膠嵌段共聚物的苯乙烯含量大于約20重量％，基于所述橡膠嵌段共聚物的重量。
在另一個實(shí)施方式中，所述橡膠嵌段共聚物是具有(s-i)xy結(jié)構(gòu)的放射狀或星形嵌段共聚物，其中所述共聚物具有至少3個臂，x，所述臂從中心的連接點(diǎn)y分枝，并用苯乙烯末端嵌段封端。
所述橡膠嵌段共聚物以至少約35重量％的水平存在于所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑中，基于所述粘合劑的總重量。在另一個實(shí)施方式中，所述橡膠嵌段共聚物以大于約40重量％、45重量％和甚至50重量％的水平存在，基于所述粘合劑的總重量。
將"增粘樹脂"或"增粘劑"添加至所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑?；谡澈蟿┑木酆衔镞x擇增粘劑。雖然增粘劑與聚合物之間的混溶性是選擇用于熱熔性粘合劑組合物的特定增粘劑的主要因素，但不太可混溶的增粘劑可用于所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑。典型的增粘劑的通過astm方法e28測定的環(huán)球軟化點(diǎn)為約70℃至約180℃，更優(yōu)選約95℃至約165℃。
可用的增粘樹脂可包括任何樹脂或它們的混合物，如天然和改性松香，包括例如脂松香、木松香、妥爾油松香、蒸餾松香、氫化松香、二聚的松香、樹脂酸鹽和聚合松香；天然或改性松香的甘油酯和季戊四醇酯，包括例如蒼白木松香的甘油酯、氫化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、氫化松香的季戊四醇酯和酚改性的松香季戊四醇酯；天然的萜烯的共聚物和三元聚合物，包括例如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯；通過astm方法e28測定的軟化點(diǎn)為約70℃至約150℃的多萜樹脂；酚改性的萜烯樹脂和它們的氫化衍生物，包括例如雙環(huán)萜烯和苯酚在酸性介質(zhì)中縮合得到的樹脂產(chǎn)物；具有約70℃至約135℃的環(huán)球法軟化點(diǎn)的脂族石油烴樹脂；部分氫化的脂族烴樹脂；芳族石油烴樹脂和它們的氫化衍生物；部分的芳烴樹脂；和脂環(huán)族石油烴樹脂和它們的氫化衍生物。特別適合的氫化增粘劑的實(shí)例包括來自exxonmobilchemicals的escorez5400、5600，來自arakawa的arkonp100、arkonm100和來自eastmanchemical是regalites1100等。還包括環(huán)狀的或非環(huán)狀的c5樹脂和芳族改性的非環(huán)狀或環(huán)狀的樹脂。
優(yōu)選的增粘劑是合成烴樹脂。包括石油烴樹脂、氫化芳族石油烴樹脂、脂族/芳族石油衍生烴樹脂、氫化脂族/芳族衍生烴樹脂、芳族改性環(huán)脂族樹脂、氫化芳族改性環(huán)脂族樹脂、多萜樹脂、天然萜烯的共聚物和三元聚合物、天然和改性松香、天然和改性松香的甘油和季戊四醇酯、和酚改性的萜烯樹脂。
非限制性實(shí)例包括芳族改性和脂族烴衍生的樹脂，如可從goodyear根據(jù)wingtackextra商品名獲得的那些和來自exxon的escorez1300系列。該類中的常規(guī)c5增粘樹脂是具有約95℃的軟化點(diǎn)的戊間二烯和2-甲基-2-丁烯的二烯-烯烴共聚物。該樹脂可根據(jù)商品名wingtack95商購獲得。來自eastman的eastotac系列在本發(fā)明中也是有用的。
也可以使用c9芳族/脂族烯烴衍生的芳烴樹脂且該芳烴樹脂可獲自sartomer和以商品名norsolene獲自crayvalley和來自tk芳烴樹脂的rutgers系列。norsolenemi090是具有95-105℃的環(huán)球軟化點(diǎn)的低分子量烴聚合物，且可從crayvalley商購獲得。來自eastman的endex是另一種可用的芳烴增粘劑，具有約150至約170℃的環(huán)球軟化點(diǎn)。
α-甲基苯乙烯如來自eastmanchemicals的kristalex3085和3100、來自arizonachemicals的sylvaressa100也可用作本發(fā)明中的增粘劑。
優(yōu)選的增粘劑為端基封閉的樹脂、c5樹脂、二環(huán)戊二烯、石油餾分、氫化烴、c9樹脂、多萜烯、松香、氫化松香和松香酯。更優(yōu)選的增粘劑包括端基封閉的樹脂、c5樹脂、二環(huán)戊二烯、氫化烴和c9樹脂。
對于一些粘合劑，可能需要兩種以上描述的增粘樹脂的混合物。
少量的烷基酚增粘劑可與以上詳述的其它增粘劑混合以改進(jìn)這些粘合劑的高溫性能。以小于粘合劑總重量的20重量％添加的烷基酚醛樹脂是相容的，并且在適當(dāng)?shù)慕M合中增強(qiáng)高溫粘合性能。烷基酚醛樹脂可從arakawachemical根據(jù)tamanol商品名獲得和在來自schenectadyinternational的幾個產(chǎn)品系列中商購獲得。
基于粘合劑的總重量，增粘劑將通常以約20重量％至約65重量％、更優(yōu)選約20重量％至約60重量％、甚至更優(yōu)選約20重量％至約55重量％的量存在。
所述熱熔性粘合劑可進(jìn)一步包括額外的聚合物、蠟、增塑劑、油、穩(wěn)定劑和添加劑。熱熔性粘合劑的類型取決于最終用途應(yīng)用和期望的性能性質(zhì)。
在一個實(shí)施方式中，用于墊片密封劑的可發(fā)泡熱熔性粘合劑進(jìn)一步包括聚烯烴聚合物。所述聚烯烴聚合物包括c2-c20共聚物和三元聚合物。取決于單體和共聚單體選擇和聚合中的催化劑，所述聚烯烴可以是基本上無定形的、半結(jié)晶或結(jié)晶性的。取決于期望的結(jié)晶度和分子量，可選擇各種組合的單體作為用于熱熔性粘合劑的聚合物?？蛇x擇具有窄分子量分布的茂金屬催化的聚烯烴和非茂金屬催化的(齊格勒-納塔催化的)聚烯烴作為用于粘合劑的基礎(chǔ)聚合物。
優(yōu)選的聚烯烴的實(shí)例包括乙烯-α-烯烴，例如c2與c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19和/或c20，其根據(jù)astmd1238在190℃下測量的熔體指數(shù)大于約5-約2,500g/10min且聚合物的總結(jié)晶度為約10％至約25％范圍。作為聚烯烴，更優(yōu)選c2、c4和/或c8的共聚物，其根據(jù)astmd1238在190℃下測量的熔體指數(shù)大于約5-約2,500g/10min且聚合物的總結(jié)晶度為約10％至約25％。
在另一實(shí)施方式中，所述聚烯烴聚合物接枝有官能團(tuán)或共聚有官能團(tuán)。用于接枝到上述聚烯烴上的適合官能團(tuán)包括，例如，羧酸、羧酸酯、酸酐、羥基、硫醇、環(huán)氧、胺、硅烷和磺酸酯基團(tuán)。具體官能團(tuán)包括硅烷、丙烯酸或甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸叔丁酯、巴豆酸、丙烯酸、醋酸酯、磺酸酯、檸康酸酐、富馬酸、馬來酸和衣康酸、巴豆酸單或二叔丁酯、富馬酸單或二叔丁酯和馬來酸單或二叔丁酯、馬來酸酐、對苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、2-磺酰基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基噁唑啉、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚等?；谡澈蟿┑目傊亓?，官能化聚烯烴可存在約5-約15重量％。
在另一個實(shí)施方式中，官能化的蠟可替代官能化的聚烯烴。適合的蠟的代表性實(shí)例包括各種烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和辛烯的均聚物和共聚物。所述蠟可以是天然或合成來源?？商砑拥奶烊淮嬖诘南炇侵参锵?、動物蠟、礦物蠟或石化蠟。
用于接枝到上述蠟上的適合官能團(tuán)包括，例如，羧酸、羧酸酯、酸酐、羥基、硫醇、環(huán)氧、胺、硅烷和磺酸酯基團(tuán)。具體官能團(tuán)包括硅烷、丙烯酸或甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸叔丁酯、巴豆酸、丙烯酸、醋酸酯、磺酸酯、檸康酸酐、富馬酸、馬來酸和衣康酸、巴豆酸單或二叔丁酯、富馬酸單或二叔丁酯和馬來酸單或二叔丁酯、馬來酸酐、對苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、2-磺酰基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基噁唑啉、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚等。所述官能化的蠟優(yōu)選以小于5重量％的含量存在于所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑中，基于所述粘合劑的總重量。
在一個示例性的實(shí)施方式中，用于本發(fā)明實(shí)踐的官能化的蠟為接枝在聚丙烯蠟上的馬來酸酐。適合用于本文的各種各樣的馬來酸酐接枝的蠟是可商購獲得的，和/或是可使用已知方法獲得的。例如，馬來酸酯化的聚乙烯可從honeywell根據(jù)商品名a-c575和a-c573獲得，并且從dupont作為其fusabonde系列的一部分列出的產(chǎn)品獲得。馬來酸酯化的聚丙烯可從honeywell根據(jù)商品名a-c597a、a-c597p、a-c907p、a-c596a、a-c596p、a-c950p和a-c1325p，從dupont作為根據(jù)fusabondp商品名系列列出的產(chǎn)品，從eastman根據(jù)商品名g-3015和從westlake根據(jù)商品名epolenee-43獲得。用于由前體化合物制備馬來酸酯化聚烯烴的任何已知方法可適用于制備適用于本文的原料。例如，通過引用并入本文中的us7,256,236公開了用于制備適合用于本文的馬來酸酯化聚丙烯的一些優(yōu)選方法。
在另一個實(shí)施方式中，所述官能化的蠟是已經(jīng)與官能團(tuán)共聚合的蠟。適合的共聚的蠟的代表性實(shí)例包括乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐的三元聚合物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元聚合物，可分別作為
在另一實(shí)施方式中，所述官能化的蠟為氧化聚乙烯均聚物，包括高密度氧化聚乙烯均聚物。示例性的氧化聚乙烯可從honeywell根據(jù)商品名a-c673p、a-c680、a-c655、a-c629、a-c629a、a-c656、a-c6702、a-c307、a-c307a、a-c316、a-c316a、a-c325、a-c392、a-c330、a-c395和a-c395a獲得。
非官能化的蠟也可添加至所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑。適合的蠟包括石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、副產(chǎn)物聚乙烯蠟、費(fèi)-托蠟、氧化費(fèi)-托蠟和官能化的蠟如羥基硬脂酰胺蠟和脂肪酰胺蠟。高密度低分子量聚乙烯蠟、副產(chǎn)物聚乙烯蠟和費(fèi)-托蠟在現(xiàn)有技術(shù)中通常稱為合成的高熔點(diǎn)蠟。
可用于本發(fā)明的實(shí)踐的石蠟包括可從citgopetroleumco.獲得的
可用于本文的微晶蠟為具有50重量百分比以上的長度為30至100個碳的環(huán)烷烴或支化烷烴的那些。它們通常比石蠟和聚乙烯蠟較少結(jié)晶，并且具有大于約70℃的熔點(diǎn)。實(shí)例包括
屬于該類的示例性的高密度低分子量聚乙烯蠟包括可從backerpetrolitecorp.作為polywaxtm500、polywaxtm1500和polywaxtm2000獲得的乙烯均聚物。polywaxtm2000具有約2000的分子量、約1.0的mw/mn、在16℃下約0.97g/cm3的的密度和約126℃的熔點(diǎn)。
所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑優(yōu)選包含小于約5重量％的蠟，基于所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑的總重量。在一個實(shí)施方式中，所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑含有小于約4重量％、3重量％、2重量％和1重量％的蠟組分，和在另一個實(shí)施方式中，所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑基本上不含任何蠟組分。優(yōu)選的蠟具有49℃至160℃、更優(yōu)選66℃至155℃和最優(yōu)選82℃至150℃的熔融溫度。
適合的增塑劑包括聚丁烯、聚異丁烯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、己二酸酯等。特別優(yōu)選的增塑劑包括聚丁烯和聚異丁烯，鄰苯二甲酸酯如鄰苯二甲酸二異十一烷基酯(diup)、鄰苯二甲酸二異壬基酯(dinp)、鄰苯二甲酸二辛酯(dop)、礦物油、脂族油、烯烴低聚物和低分子量聚合物、植物油、動物油、石蠟油、環(huán)烷油、芳香油、長鏈偏醚酯、烷基單酯、環(huán)氧化的油、二烷基二酯、芳族二酯、烷基醚單酯和它們的混合物。
所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑也可期望地含有至少一種穩(wěn)定劑和/或至少一種抗氧化劑。添加這些化合物以防止粘合劑免于由與氧氣的反應(yīng)造成的降解，所述與氧氣的反應(yīng)由熱、光或來自原料如增粘樹脂的殘留催化劑誘發(fā)。
本文中包括的適用的穩(wěn)定劑或抗氧化劑是高分子量受阻酚和多官能的酚如含硫和含磷的酚。受阻酚是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，并且其特征為在非常接近于其酚羥基處還含有空間龐大的基團(tuán)的酚類化合物。特別是，叔丁基通常在相對于酚羥基的至少一個鄰位上取代到苯環(huán)。在羥基附近存在這些空間龐大的取代基用來阻礙其伸縮頻率，相應(yīng)地，阻礙其反應(yīng)性；因此，該障礙向所述酚化合物提供其穩(wěn)定性質(zhì)。代表性的受阻酚包括：1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-苯；季戊四醇四-3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯；正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)-丙酸酯；4,4'-亞甲基雙(2,6-叔丁基-苯酚)；4,4'-硫代雙(6-叔丁基-鄰-甲酚)；2,6-二叔丁基苯酚；6-(4-羥基苯氧基)-2,4-雙(正辛基硫代)-1,3,5-三嗪；3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸二正辛基硫代乙酯；和山梨糖醇六[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)-丙酸酯]。
此類抗氧化劑可從cibaspecialtychemicals商購獲得，并且包括作為受阻酚的
取決于粘合劑的預(yù)期最終用途，增塑劑、穩(wěn)定劑和添加劑可以少量，即至多約20重量％，加入所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑。
本發(fā)明的可發(fā)泡熱熔性粘合劑具有在180℃下測量的至多約100,000cps的粘度。上述的粘度范圍允許所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑與常規(guī)發(fā)泡熱熔性粘合劑施加器兼容。所述粘合劑必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度或剛性，以保持泡沫在粘合劑基質(zhì)中的穩(wěn)定性。粘合劑的超低粘度不能在基質(zhì)中保持泡沫，因?yàn)樗雠菽瓕⑺荩?80℃下的粘度大于100,000的發(fā)泡粘合劑將要求施加器例如齒輪泵和噴嘴中的非常高的壓力。
所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑在25℃下的模量g'為約1.0×105dyn/cm2至約小于約3.0×106dyn/cm2。根據(jù)dahlquist標(biāo)準(zhǔn)，25℃下的模量值小于3.0×106dyn/cm2的粘合劑被認(rèn)為粘性和壓敏性的。粘性的壓敏粘合劑不可用作密封劑，特別是墊片密封劑，因?yàn)閴好粽澈蟿┯捎谡承远鴥A向于吸收灰塵和雜質(zhì)。此外，壓敏粘合劑傾向于變形，并且隨時間流動。令人驚訝地，本發(fā)明的可發(fā)泡熱熔性粘合劑雖然滿足dahlquist標(biāo)準(zhǔn)，但是非粘性的。不同于典型的壓敏粘合劑，本發(fā)明的粘合劑觸摸時是非粘性的，可用作密封粘合劑，特別是用作fip墊片密封劑。
在配合兩個基材后，可發(fā)泡熱熔性粘合劑應(yīng)保持與所述基材粘合并防止基材的移動。使所述墊片密封劑經(jīng)受恒定載荷，并且將經(jīng)受一些壓縮。該壓縮定義為密封劑在長時間內(nèi)在負(fù)載下抵抗蠕變變形的能力。優(yōu)選所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑壓縮約5％至約90％(根據(jù)diniso815測量)以抵抗蠕變變形。
此外，所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑具有根據(jù)astmd2240測量的約10至約60的肖氏00硬度硬化值。硬度是材料對小表面應(yīng)力的響應(yīng)的量度，該值與材料對應(yīng)力的抗性有關(guān)。所述墊片密封劑優(yōu)選是軟的，以提供更好的密封和適應(yīng)鄰接基材的不規(guī)則表面。
本發(fā)明的可發(fā)泡熱熔性粘合劑通過將粘合劑的組分在約100℃至約180℃的范圍內(nèi)混合以形成單組分均勻混合物來制備。混合的各種方法是現(xiàn)有技術(shù)已知的。然后，冷卻熔融的混合物，可形成用于儲存或運(yùn)輸?shù)念w粒、塊或膜。然后，這些預(yù)成形的粘合劑可被再加熱并發(fā)泡以施加到基材上。具體溫度取決于施加器、施加溫度和/或泡沫的活化溫度。
可通過將空氣/氣體機(jī)械地引入粘合劑基質(zhì)中，在粘合劑基質(zhì)中以化學(xué)方法產(chǎn)生氣體或通過將微球添加到粘合劑中，將泡沫引入粘合劑的基質(zhì)中。各組分可混合并作為單組分粘合劑形式的單一粘合劑儲存和運(yùn)輸。所述粘合劑可被再熔融以使粘合劑發(fā)泡。
可發(fā)泡粘合劑的施加是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在一個實(shí)施方式中，所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑可發(fā)泡并使用現(xiàn)場發(fā)泡墊片施加器施加，所述施加器可從graco和nordson作為foam-melter獲得。
在另一個實(shí)施方式中，現(xiàn)場發(fā)泡墊襯設(shè)備不需要將泡沫引入粘合劑基質(zhì)中。為了發(fā)泡，沒有發(fā)泡劑的熱熔性粘合劑在足夠的壓力下與合適的氣體混合以在粘合劑中形成氣體的溶液或分散體，從而形成可發(fā)泡粘合劑。在壓力充分降低時，如通過在大氣壓下分配粘合劑而導(dǎo)致的，氣體從粘合劑中釋放和/或在粘合劑中膨脹以在粘合劑中產(chǎn)生泡沫。
所述氣體優(yōu)選是非反應(yīng)性的，特別是非氧化性的，包括氮?dú)?、二氧化碳、惰性氣體如氬氣和氦氣，和此類的混合物。盡管氧化性氣體如空氣通常不是優(yōu)選的，但它們可用于熱穩(wěn)定和可低溫例如130-250℃施加的粘合劑。
在另一個實(shí)施方式中，所述粘合劑可使用常規(guī)熱熔體施加器進(jìn)行發(fā)泡，所述施加器具有用于熱熔體罐和軟管/噴嘴系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)溫度控制。所述熔融粘合劑可在t1下在儲罐中以未發(fā)泡狀態(tài)儲存。軟管和噴嘴系統(tǒng)的溫度可設(shè)置的比儲罐更高，t2，并設(shè)定在高于發(fā)泡劑分解溫度的溫度。當(dāng)粘合劑從罐移動到軟管/噴嘴時，發(fā)泡的粘合劑可被發(fā)射并施加到基材上。
典型的發(fā)泡劑包括偶氮二甲酰胺、氨基脲、四唑、苯并噁嗪、肼和液體氟碳化合物。優(yōu)選的發(fā)泡劑包括偶氮二甲酰胺、氧雙(苯磺酰肼)、甲苯磺酰肼、二苯砜-3,3'-二磺酰肼、三肼基三嗪、對甲苯磺酰氨基脲、5-苯基四唑、靛紅酸酐、碳酸氫鈉、檸檬酸及它們的衍生物和組合。通過在給定的升高的溫度下分解發(fā)泡劑來產(chǎn)生泡沫?；谡麄€可發(fā)泡粘合劑，發(fā)泡劑可以在約0.05-約10重量％的范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.1-約8重量％，更優(yōu)選約0.5-約7重量％。
發(fā)泡劑的分解釋放形成泡沫基質(zhì)孔的n2、co、nh3、h2o和/或co2氣體/蒸氣?；诎l(fā)泡劑的分解溫度，使可發(fā)泡熱熔性粘合劑達(dá)到發(fā)泡劑的分解溫度或更高，在粘合劑中釋放氣體，形成泡沫。為了使方法更有效，在一個溫度(t1)熔融可發(fā)泡粘合劑，并將熔融的粘合劑移動到設(shè)置為更高溫度(t2)的不同的腔或噴嘴，其中t2比t1高。t2通常選擇在發(fā)泡劑的分解溫度上。通過使用壓力，將發(fā)泡的粘合劑發(fā)射出到環(huán)境壓力中在基材上。
t2的選擇取決于發(fā)泡劑的分解溫度和熱熔體在施加溫度的粘度。軟管/噴嘴的t2必須接近、等于或高于發(fā)泡劑的分解溫度，以引發(fā)發(fā)泡劑的分解并使粘合劑發(fā)泡。然而，t2不應(yīng)太高以致將粘合劑的粘度降低至不能支持粘合劑基質(zhì)中的泡沫的水平。
為了改變發(fā)泡劑的分解溫度，可加入額外的添加劑如發(fā)泡催化劑(kicker)與發(fā)泡劑組合。示例性的發(fā)泡催化劑包括氧化鋅、硬脂酸鋅、脲和三乙醇胺等。
預(yù)膨脹和可膨脹的微球也可添加到所述可發(fā)泡熱熔性粘合劑中。可膨脹的微球由作為封裝低沸點(diǎn)烴的殼的熱塑性材料制成。在加熱時，所述烴在內(nèi)殼壁上施加壓力，所述內(nèi)殼壁然后軟化并膨脹。取決于烴的沸點(diǎn)溫度，可控制粘合劑的熔融和發(fā)泡以符合期望的施加需求。對于預(yù)膨脹的微球，它們可直接添加至可發(fā)泡熱熔性粘合劑。
發(fā)泡的粘合劑可施加至各種基材，包括聚丙烯、聚乙烯、鍍鉻的(chromeplated)、聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物、鋁、尼龍、玻璃等。所述粘合劑優(yōu)選施加至兩個配合表面之間的空間。所述粘合劑現(xiàn)場發(fā)泡，并通過適應(yīng)和彌補(bǔ)兩個接合表面的任何不規(guī)則性而緊密地密封所述兩個表面之間的空間。取決于最終用途，形成的墊片提供絕緣、減震和降噪，并防止顆粒、濕氣和空氣通過。優(yōu)選發(fā)泡的粘合劑在施加后顯示低收縮率，優(yōu)選收縮小于50％。本發(fā)明的發(fā)泡的粘合劑具有低的偏轉(zhuǎn)力，其將任何基材損傷最小化，具有與不規(guī)則表面的高度一致性以保持密封，提供減震和緩沖，以及相對于空氣、灰塵和濕氣的密封。
實(shí)施例
用表1所示的各組分制備各種粘合劑樣品。通過使用漿葉混合器在170-190℃的儲罐中混合聚合物、穩(wěn)定劑和增塑劑直到形成均勻混合物，制備熱熔性粘合劑。然后，將增粘劑添加至均勻的混合物直到混合物變得均勻，首先添加最高軟化點(diǎn)的增粘劑，最后添加最低軟化點(diǎn)的增粘劑。將混合物的溫度降低至約165℃，添加5％的發(fā)泡劑檸檬酸并混合直到其變得均勻。
利用steadyrate試驗(yàn)，使用ares-m流變儀，獲得未發(fā)泡的材料的粘度。將樣品放置到具有1mm間隔的兩個平行板(25mm幾何學(xué)直徑)之間。在1s-1至100s-1的不同剪切速率下測試樣品。表1中的記錄的粘度測量是在180℃下10s-1的剪切速率下。
儲存模量-利用dynamictemperatureramp試驗(yàn)，使用ares-m流變儀得到儲存模量(g')。將未發(fā)泡的樣品放置到具有1mm間隔的平行板(25mm幾何學(xué)直徑)之間。通過以10rad/秒的頻率和5℃/分鐘的冷卻速率從180℃到0℃降低，實(shí)施動態(tài)溫度。表1中的記錄的儲存模量(g')是在25℃下。
使用熱壓機(jī)和烘箱bluemstabil-thermmechanicalconvectionhorizontalair-flowelectricutilityoven，型號ov-490a-2，將粘合劑發(fā)泡。使用熱壓機(jī)，將可發(fā)泡粘合劑樣品放置到兩銅金屬板和脫膜紙之間，以獲得4-6mm厚的樣品。然后，將樣品從壓機(jī)中取出，然后在23℃下冷卻至少一個小時。一旦冷卻，就切割30×30mm正方形樣品。將切割樣品放置到特氟隆板上，并放入215℃下的烘箱中10分鐘。然后，將發(fā)泡的樣品在23℃下冷卻1小時。對發(fā)泡的粘合劑進(jìn)行壓縮、硬度、泡沫穩(wěn)定性和剝離粘合性的試驗(yàn)，它們的結(jié)果也示出在表1中。
根據(jù)diniso815，對發(fā)泡的粘合劑測試壓縮。
根據(jù)astmd2240，對發(fā)泡的粘合劑測試肖氏00硬度計硬化硬度。
測試發(fā)泡的粘合劑的泡沫穩(wěn)定性。當(dāng)厚度比原始厚度不降低50％以上時，樣品粘合劑被認(rèn)為是穩(wěn)定的；當(dāng)厚度降低超過50％時，粘合劑被認(rèn)為是部分穩(wěn)定的。
使用instron，在23℃下，利用90°剝離試驗(yàn)得到剝離粘合值。實(shí)施樣品在丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚碳酸酯(pc)和鉻基材上的粘合強(qiáng)度，在每種基材上使用最少三個樣品。通過將未發(fā)泡的粘合劑和1mm銅板放置在pet和脫模襯里之間中，制備樣品。切割樣品以符合試驗(yàn)基材，具有至少1"×6"(2.54cm×15.24cm)。除去脫模襯里，并將樣品放置到193℃下的烘箱中10分鐘以使粘合劑發(fā)泡。然后，立即使用1kg載荷將樣品貼至基材，然后在23℃下熟化30分鐘。將所述基材放置到具有90°剝離夾具的instron上，并拉伸樣品。
表1
1苯乙烯含量30％；25℃下的溶液粘度為200cps
2苯乙烯含量18％；25℃下的溶液粘度為90cps
3苯乙烯含量13％；25℃下的溶液粘度為4,200cps
4ac-597p(honeywell)
5烴或芳族樹脂，環(huán)脂族樹脂
180℃下的粘度大于100,000的樣品沒有進(jìn)一步檢測性能，因?yàn)橐蠓浅８叩氖┘訅毫σ詫悠肥┘拥交纳?。?shí)施例1-4具有可接受的壓縮比、硬度和泡沫穩(wěn)定性。此外，實(shí)施例1-4具有對abs基材的優(yōu)異粘合性，和對pc和鉻的可接受的粘合性。
樣品3和樣品5的圖示出在圖1中。樣品3具有穩(wěn)定的泡沫，并維持其高度，而樣品5在發(fā)泡后部分塌陷。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行本發(fā)明的許多修改和改變。在此描述的具體實(shí)施方式僅作為實(shí)例提供，本發(fā)明將僅僅受限于所附的權(quán)利要求的術(shù)語以及此類權(quán)利要求授權(quán)的等同項(xiàng)的全部范圍。