CN101068847A - 胶粘剂组合物及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

描述了胶粘剂组合物，其包括至少一种有机亚砜、砜或硫化物以及至少一种酮、醚、酯、酰胺或碳酸酯或其混合物。该胶粘剂组合物也可以含有一种或多种水不溶性聚合物，诸如ABS、PVC和CPVC。也描述了使用这些胶粘剂组合物粘附地粘结或熔接第一塑性表面与第二塑性表面的方法。

Description

胶粘剂组合物及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及胶粘剂组合物，更具体而言，涉及用于在两个聚合物表面之间形成粘结或熔接(weld)的胶粘剂组合物。本发明也涉及使用该胶粘剂组合物的方法。
背景技术
[0002]胶粘剂，经常被称为粘固剂、胶水或浆糊(paste)，一般被定义为能够通过表面附着而将材料固定在一起的物质。胶粘剂可以在从液体冷却至固体状态时、在失去溶剂时或在化学反应过程中，附着至表面并且形成将材料固定在一起所需的内部强度或粘结强度。很多被称为胶粘剂的物质以粘稠量使用时也可以称为填缝化合物、浇注化合物、密封化合物、铸塑化合物或包囊化合物。在更具限制性意义上，欲被称为胶粘剂，该物质至少在短时期内应当是液体或粘性半固体，以便接触和湿润表面，并且应当以相对薄的层使用，以形成能够将应力从一个基材传递至另一基材的有用接合处。因此，术语“胶粘剂(adhesive)”，如在本说明书和权利要求书中所用，包括粘固剂、胶水和浆糊。
[0003]溶剂粘接(solvent cementing)是其中通常为无定形的热塑性塑料通过施用合适的溶剂或溶剂混合物被软化，然后压在一起而实现粘结的方法。许多热塑性基材通过溶剂型粘固剂(solvent cement)比通过常规粘结更容易有效地结合。一般而言，将与待被粘接的树脂相同的少量树脂溶解在溶剂中而形成粘固剂。树脂的加入有助于缝隙填充、加速凝固以及减少收缩和内应力。
[0004]溶剂型粘固剂也已经被用于将不同的塑性物质彼此粘结，然而在此类情况下，溶剂必须是两种塑料的溶剂。通常在此类情况下，使用溶剂混合物。溶剂软化(溶解)待被粘结的树脂的表面，并且所述表面变为粘性。此刻，经常在压力下使表面彼此接触，并干燥。
[0005]多年来，溶剂型粘固剂被用于连接ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PVC(聚氯乙烯)和CPVC(氯化聚氯乙烯)塑料管和配件。用于运输多种液体的此类塑料管的数量是庞大的。主要应用是排水、废物、通风口、下水道和饮用水的输送。塑料管日益取代了用于相同目的传统材料，如铜、钢、镀锌金属、生铁、铅和混凝土石棉管。塑料管已经成为家庭、市政以及制造业的选择材料。
[0006]与ABS溶剂型粘固剂有关的ASTM标准是ASTM D-2235，其规定，ABS溶剂型粘固剂将含有按重量计最少15％的ABS树脂，并且剩余部分为甲基·乙基酮(MEK)溶剂。为获得有用的产品，ABS粘固剂典型使用30％至35％的树脂，而剩余部分为MEK。使用比最小量树脂高的目的是生产具有应用于管和配件的合适粘度的产品。粘度以厘泊量度，典型的ABS粘固剂将具有1000至3000厘泊的粘度。
[0007]PVC溶剂型粘固剂的ASTM标准是ASTM D-2564。根据该标准，此类溶剂型粘固剂含有最低10％的PVC树脂、惰性填料，而剩余部分是四氢呋喃(THF)、环己酮(CYH)、MEK和丙酮(ACE)中一种或多种溶剂。
[0008]ASTM F-493阐明了有关CPVC溶剂型粘固剂的要求，其含有最低10％的CPVC树脂、惰性填料，而剩余部分是包括THF、CYH、MEK和/或丙酮的一种或多种溶剂。
[0009]因为粘固剂或胶粘剂在维持经历各种各样条件和极端条件下的管道系统的完整性的关键功能，对改进的胶粘剂组合物和溶剂型粘固剂系统存在着不断的需求。对更安全和有效的胶粘剂组合物也存在着不断的需求。
发明概述
[0010]描述了如下的胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且其包括下列物质的混合物：
(a)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)和R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b)至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。
也描述了如下的胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且其包括：
(a)水不溶性聚合物，包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或者其两种或多种的混合物，和
(b)溶剂混合物，其包括：
(b-1)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的
混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)、R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b-2)至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。
[0011]也描述了使用上述胶粘剂组合物，粘附地粘结或熔接一种塑性表面与另一塑性表面的方法。
发明详述
[0012]除包含在背景技术中的定义之外，用在本申请和权利要求书中的下列术语具有下面的含义：
“熔接(weld)”——通过使用本发明的胶粘剂组合物将两个组件熔合或连接在一起；
“溶剂(solvent)”——能够溶解另一物质的物质；
“挥发性溶剂(volatile solvent)“——在室温下或在稍微增加的温度下迅速蒸发的溶剂；
“溶剂粘接(solvent welding)”——使用溶剂将两个表面连接在一起的方法；
“溶剂型粘固剂(solvent cement)”——通过将塑料树脂或化合物溶解在合适的溶剂或溶剂混合物中而制备的胶粘剂。所述溶剂型粘固剂溶解管和配件的表面，以在接合的表面之间形成粘结，条件是适当的粘固剂被用于特殊材料，并且遵循适当的技术；
“胶粘剂(组合物)(adhesive(composition))”——包括能够在两个表面之间形成粘结或熔合的任何液体涂料聚合物；
“底漆(primer)”——常规使用的液体组合物，其为令人满意的粘结或熔接准备待粘结的表面；
“固化的(cured)”——此时大部分所应用的溶剂已经蒸发，留下热塑性溶剂粘结接头熔合在一起，以便可以成功地施用压力；
“DWV”——排水、废物、通风口应用。
[0013]在一个实施方式中，下文有时指第一实施方式，本发明的胶粘剂组合物不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且所述组合物包括下列物质的混合物：
(a)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)和R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b)至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。
[0014]在另一实施方式中，下文有时指第二实施方式，所述胶粘剂组合物不含烷基苯和烷基萘，并且包括下列物质的混合物：
(a)水不溶性聚合物，包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物，或者其两种或多种的混合物，和
(b)溶剂混合物，包括：
(b-1)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的
混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)和R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b-2)至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。
[0015]如所述，所述第一和第二实施方式的胶粘剂混合物包括至少一种以式R2SO(I)为特征的有机亚砜、或以式R2SO2(II)为特征的砜、或以式R2S(III)为特征的硫化物、或其两种或多种的混合物。在式I和式II中的每一个R基团独立为烷基或芳基。在一个实施方式中，所述烷基基团将含有1至5个碳原子，并且可以举例为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、正戊基等。所述芳基基团包括取代芳基，如烷芳基，并且可以含有6至8个碳原子。例子包括苯基、甲基苯基等。在一个实施方式中，在亚砜、砜或硫化物中的两个R基团均为烷基基团或芳基基团，而在另一实施方式中，一个R基团可以是烷基，而第二个R基团可以是芳基基团。
[0016]在一个实施方式中，有用的亚砜包括脂族亚砜、芳族亚砜和环状亚砜。可以用在本发明的胶粘剂组合物中的有机亚砜的具体例子包括包括二甲亚砜、二乙亚砜、二丙亚砜、二正丁亚砜、乙基甲基亚砜(ethylmethyl sulfoxide)、二苯亚砜、四亚甲基亚砜等。用于本发明的脂族、芳族和环状有机砜的例子包括二甲砜、二乙砜、二丙砜、二正丁砜、乙基甲基砜(ethylmethyl sulfone)、二苯砜、四氢噻吩砜(环丁砜)、2，4-二甲基环丁砜。有用的硫化物包括直链、环状和芳族硫化物。有机硫化物的例子包括二甲硫、二乙硫醚、二丙硫、二正二丁基硫、二仲丁基硫、二戊基硫醚、乙基甲基硫醚(ethylmethylsulfide)、二苯硫、四氢噻吩等。
[0017]在第二实施方式中，所述胶粘剂混合物也含有水不溶性聚合物，其包括聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)、或其两种或多种的混合物。含有所述水不溶性聚合物的这些胶粘剂组合物在本行业内是已知的，并且在本文中可以被称为“溶剂型粘固剂”。包括在第二实施方式的胶粘剂组合物中的水不溶性聚合物的量部分取决于具体的水不溶性聚合物以及胶粘剂的期望用途。在一个实施方式中，本发明的胶粘剂组合物含有按重量计约1％至约60％的ABS、PVC、CPVC。在其它实施方式中，本发明胶粘剂组合物含有按重量计约1％至约30％或按重量计约10％至约15％的PVC、CPVC。在另一实施方式中，所述胶粘剂组合物可以含有至少5％的水不溶性聚合物。
[0018]用在第二实施方式的组合物中的上述水不溶性聚合物可以是新制备的聚合物，而在有些情况下可以是聚合物回收物料(polymerregrind)。对包括在组合物中的聚合物的选择一般将取决于胶粘剂组合物的期望最终用途。例如，如果所述胶粘剂组合物欲用作粘结ABS表面的粘固剂，则用在该胶粘剂组合物中的聚合物一般将是ABS。同样，如果所述胶粘剂组合物欲用于粘结PVC或CPVC表面，则组合物中的聚合物将为PVC或CPVC。
[0019]溶解在溶剂中而形成本发明的胶粘剂组合物的ABS聚合物一般将具有6％的最低丁二烯含量、15％的最低丙烯腈含量和15％的最低苯乙烯或取代苯乙烯含量。在一个实施方式中，有用的ABS树脂含有约25-45％丙烯腈、6-15％丁二烯和40-60％苯乙烯或取代苯乙烯。有用的ABS聚合物例如商业供应自General Electric。Blendex ADG-21是来自GE的ABS树脂，其被批准用于NSF认证的管应用，并且该树脂包含约35.4％丙烯腈、7.46％丁二烯和56.9％苯乙烯。其密度为1.02g/cc。Blendex 200是来自GE的另一种ABS树脂，其含有约36.3％丙烯腈、9.50％丁二烯和54.1％苯乙烯。Blendex 200的堆积密度是1.03g/cc。
[0020]在一个实施方式中，水不溶性聚合物是氯乙烯聚合物或共聚物，包括例如聚氯乙烯(PVC)和氯化聚氯乙烯(CPVC)。氯乙烯聚合物和共聚物在本领域中是熟知的。氯乙烯的共聚物例如包括氯乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物，所述共聚单体具有至少一个末端CH2＝C＜基团，例如其它乙烯基卤(vinyl halide)和亚乙烯基卤(vinylidene halide)；丙烯酸；丙烯酸的酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等；甲基丙烯酸；甲基丙烯酸的酯；腈，如丙烯腈、甲基丙烯腈等；丙烯酰胺，如甲基丙烯酰胺等；乙烯基醚，如乙基乙烯基醚；乙烯基甲酮类；乙烯基乙酸酯；乙烯基吡啶；等。氯乙烯的共聚物可以含有可达50％或可达20％的共聚单体。
[0021]在一个实施方式中，PVC聚合物和共聚物的比浓对数粘度范围可以是约0.30至1.5或约0.30至0.95。水不溶性聚合物的比浓对数粘度(IV)影响胶粘剂组合物的粘度和粘度稳定性。PVC均聚物和共聚物得自很多商业来源。例如，有用的PVC树脂得自Georgia Gulf，名称为2066(比浓对数粘度为0.68)和1055(比浓对数粘度为0.52)。PVC均聚物树脂得自Occidental Chemical Corporation，名称为OXY 190或Geon如Geon 110X334。共聚物得自Occidental Chemical Corporation，名称为OXY 1415(16％结合乙烯基乙酸酯，比浓对数粘度0.37，堆积密度0.66g/cc)和OXY 1515(13.8％结合乙烯基乙酸酯，比浓对数粘度0.47，堆积密度为0.61)。
[0022]用在本发明的胶粘剂组合物中的氯化聚氯乙烯(CPVC)包括氯化聚氯乙烯(有时也被称为后氯化PVC)均聚物和共聚物。用在本发明中的CPVC树脂可以通过本领域技术人员已知的方法由上面所讨论的任何聚氯乙烯均聚物或共聚物的氯化来制备。商业可得的CPVC树脂一般以粉末得到，并且可以含有按重量计约57％至约75％的氯。CPVC经常是挑选的树脂，其中其高的抗热变形性(heat deflectionresistance)是期望的，例如在热水管道系统中。用作本发明组合物中的水不溶性树脂的CPVC树脂商业供应自例如Noveon(以前的B.F.Goodrich)，其商品名称为Temprite 674X571和Temprite 670X677。氯化聚氯乙烯商业供应自Noveon，商品名为Blazemaster、FlowguardGold和Corzan。氯化聚氯乙烯得自ATOFINA，商品名为Lucalor。
[0023]在一个实施方式中，含有上述水不溶性聚合物(即ABS、PVC和/或CPVC)的第二实施方式的胶粘剂组合物也可以包含按重量计约0.1至约60％的水不溶性丙烯酸聚合物、乙烯基芳族聚合物、乙烯基吡咯烷酮聚合物或其两种或多种的混合物。一般而言，这些聚合物在组合物中的量为按重量计约1-30％或按重量计约3％至约20％，或者按重量计约3％至约15％。
[0024]用在所述胶粘剂组合物中的丙烯酸聚合物是由通式CH2＝C(R1)C(O)OR5表示的丙烯酸酯的聚合物和共聚物，其中R1是氢或含有1至约6个碳原子的低碳烷基，而R5是含有1至约16个碳原子或更多碳原子的低碳烷基。更通常地，R1是氢或甲基或乙基，而R5是含有1至约4个碳原子的烷基基团。此类丙烯酸酯的例子包括：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸2-庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸乙酯等。
[0025]丙烯酸共聚物也可以通过共聚合丙烯酸酯单体与其它单体来制备，所述其它单体诸如其它丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、马来酰亚胺和N-取代的马来酰亚胺，诸如N-烷基马来酰亚胺、N-环烷基马来酰亚胺和N-芳基马来酰亚胺，以及苯乙烯。丙烯酸共聚物可以利用本领域技术人员熟知的方法通过聚合两种或多种上述单体丙烯酸酯获取，并且很多丙烯酸共聚物是商业可得的。丙烯酸聚合物和共聚物可以通过由过氧化物或偶氮催化剂引发的自由基聚合来制备，或者通过氧化还原聚合来制备。基本聚合方法包括本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。
[0026]可以被包括在本发明有用的组合物中的丙烯酸聚合物和共聚物得自多种商业来源。许多丙烯酸聚合物和共聚物以多种商品名如“Paraloid”、“Acryloid”等得自Rohm & Haas Company。此类丙烯酸聚合物和共聚物的具体例子包括Acryloid B-67、Paraloid K-120N、Paraloid KM-390、Paraloid KM-334。丙烯酸聚合物和共聚物也以此类商品名如FM-10、FM-20和PA-10得自Kaneka Texas Corp.。另一组有用的商业丙烯酸聚合物和共聚物得自ICI Acrylics，St.Louis，Mo.，其通用商品名称为“Elvacite Acrylic Resins”。例如，Elvacite 2010是甲基丙烯酸甲酯的中分子量聚合物；Elvacite 2021是甲基丙烯酸甲酯的高分子量聚合物；Elvacite 2043是甲基丙烯酸乙酯的低分子量聚合物；Elvacite2044是甲基丙烯酸正丁酯的高分子量聚合物；Elvacite 2016是甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯的低分子量共聚物；以及Elvacite 2046是等份数的甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸异丁酯的高分子量共聚物。
[0027]在一个实施方式中，用在本发明组合物中的丙烯酸聚合物是含有二酰亚胺的丙烯酸聚合物。所述含有二酰亚胺的丙烯酸聚合物和共聚物是商业可得的，并且可以通过多种方法制备。二酰亚胺化丙烯酸聚合物可以通过使丙烯酸聚合物或丙烯酸共聚物与氨或伯脂族或芳族一元胺反应来制备。二酰亚胺基团是通过一元胺与两个或多个可以存在于丙烯酸聚合物中的下列基团的反应而形成的：羧酸基团、羧酸酯基团、羧酰胺(例如来自甲基丙烯酰胺)等。此类二酰亚胺化丙烯酸聚合物及它们的制备已经公开在多种专利和出版物中，并且基于当氨或伯胺与丙烯酸酯共聚物反应时戊二酰亚胺基的形成，此类聚合物被称为戊二酰亚胺丙烯酸共聚物或聚戊二酰亚胺(polyglutarimide)。氨和伯脂族胺与丙烯酸酯聚合物的反应被描述在例如授予Kopchik的美国专利第4,246,374号和授予Hallden-Abberton等的美国专利第4,727,117号中，以及使用伯脂族胺的方法被描述在美国专利第3,284,425号中，基于它们对本发明中有用的二酰亚胺化丙烯酸聚合物的制备方法的公开，在此将这些专利引入作为参考。
[0028]含有戊二酰亚胺基团的二酰亚胺化丙烯酸聚合物的特征可以在于下式：
Figure A20058002951400141
其中R1、R2和R3每一个独立为氢或低碳烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基团。术语“低碳烷基(lower alkyl)”被用在本申请和权利要求书中，意欲包括含有1至约6个碳原子的烷基基团，如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及其各种异构体。一般而言，R1、R2和R3是低碳烷基基团并且优选为甲基或乙基。
[0029]用在本发明中的二酰亚胺化丙烯酸聚合物的特征也可以在于含有重复单元，所述重复单元的特征在于式V：
Figure A20058002951400142
其中R1、R2、R4和R5每一个独立为氢或含有1至约6个碳原子的低碳烷基基团，以及R3为氢或烷基、芳基、烷芳基或芳烷基基团。在式II中，R1、R2、R4和R5一般为甲基或乙基，优选为甲基。
[0030]与胺反应而形成二酰亚胺化丙烯酸聚合物的丙烯酸聚合物可以是含有来自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的单元的任何聚合物。该聚合物可以是一步法聚合物或多步法聚合物，但在后一情况下，最外或最后一步必须含有衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸的单元。尽管任何此类丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以包括丙烯酸聚合物，然而一般地按重量计至少25％，更通常为按重量计约80％以上的丙烯酸聚合物衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。所述丙烯酸聚合物可以具有宽范围分子量，并且可以是任何形式。
[0031]丙烯酸聚合物的二酰亚胺化程度容易由二酰亚胺化过程控制，并且可以根据最终产品所期望的不同性质，获得不同的程度。低至1％的二酰亚胺化可以获得，并且对于本发明的目的，至少5％的二酰亚胺化是期望的。通过在美国专利第4,246,374号中所述的方法，可以获得约100％的二酰亚胺化，并且在此情况下，基本上存在于丙烯酸聚合物中的所有酯(或酸)基团都被转化为二酰亚胺部分。当二酰亚胺化在100％以下时，上述以式V为特征的重复单元存在于二酰亚胺化丙烯酸聚合物中。如将要指明的，在式V中的重复单元含有下式的丙烯酸酯单元：
Figure A20058002951400151
其中R4和R5每一个独立为氢或含有1至约6个碳原子的低碳烷基基团。二酰亚胺化丙烯酸聚合物的例子包括：具有氨或甲胺的聚(甲基丙烯酸甲酯)；具有氨或甲胺的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的共聚物；和具有氨或甲胺的甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
[0032]商业可得的二酰亚胺化丙烯酸聚合物，更具体而言戊二酰亚胺丙烯酸共聚物的例子是来自Rohm & Haas Company的被称为Paraloid HT-510的产品。该产品被报告其特征在于式II的重复单元，其中R1、R2、R3、R4和R5为甲基。其它由Rohm & Haas Company生产和销售的聚酰亚胺共聚物包括Paraloid EXL-4151、Paraloid EXL-4171、Paraloid EXL-4241和Paraloid EXL-4261。
[0033]用在本发明的组合物和方法中的含二酰亚胺丙烯酸聚合物也可以通过其它已知技术来制备。例如，它们可以通过丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯与马来酰亚胺、N-烷基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺或N-芳基马来酰亚胺等的共聚合来制备；通过甲基丙烯酸烷基酯、马来酰亚胺和/或N-烷基和/或N-环己基和/或N-芳基-马来酰亚胺、苯乙烯和/或环上取代苯乙烯或α-甲基苯乙烯的共聚合来制备；通过苯乙烯、环上取代的苯乙烯与马来酰亚胺或N-烷基或N-环己基或N-芳基-马来酰亚胺的共聚物来制备；等。
[0034]在一个实施方式中，含二酰亚胺的丙烯酸聚合物是通过甲基丙烯酸烷基酯与马来酰亚胺或取代的马来酰亚胺的聚合(一般为自由基聚合)而制备的丙烯酸聚合物。可以制备具有宽分子量范围并具有宽范围的丙烯酸酯基单体和宽范围的马来酰亚胺基单体的共聚物。
[0035]甲基丙烯酸酯基单体例如包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等。马来酰亚胺基单体包括马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等。可以存在第三单体，其可以含有丙烯酸酯基团，如丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯等。共聚物可以制备自两种第一单体基团的混合物、第二和第三单体基团的混合物以及包括所有三组单体基团的混合物。用在本发明中的含二酰亚胺的共聚物一般见将含有按重量计70％或以上的丙烯酸酯单体部分和可达约30％的马来酰亚胺单体部分。更通常地，所述共聚物含有按重量计约90％至约99％的丙烯酸酯单体部分和按重量计约1％至约10％的二酰亚胺单体部分。
[0036]诸如上述的含二酰亚胺的丙烯酸共聚物更为完整地描述在美国专利第5,073,615号中，基于其对此类含二酰亚胺的丙烯酸共聚物以及它们的制备的公开，该专利在此被引入作为参考。用在本发明中的此类含二酰亚胺的共聚物以通用名称Perspex HHA商业得自ICIAcrylics，Inc.，St.Louis，Mo.。HHA-8、HHA-15和HHA-16是从包含甲基丙烯酸甲酯和N-环己基马来酰亚胺的混合物获得的共聚物。
[0037]可以被包括在胶粘剂组合物中的乙烯基芳族聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或接枝聚合物。所述共聚物包括乙烯基芳族化合物与一种或多种可共聚单体的聚合物，所述可共聚单体如不饱和二羧酸化合物，包括酸、酐、二酰亚胺、所述酸的金属盐和偏酯；丙烯酸和酯；烷基-取代的丙烯酸和酯；丙烯腈；二烯类，如丁二烯；等。三元共聚物包括乙烯基芳族化合物与两个或多个单体的聚合物，所述单体包括二烯类、丙烯腈、丙烯酸和酯等。
[0038]乙烯基芳族化合物包括苯乙烯和各种取代苯乙烯，其通过下式VI表示：
Figure A20058002951400161
其中R是氢、含有1至约6个碳原子的烷基基团或卤素；Z是选自乙烯基、卤素以及含有1至约6个碳原子的烷基基团的部分；以及p是从0至苯基核上的可取代氢原子数目的整数。诸如由上式表示的乙烯基芳族化合物的具体例子除苯乙烯外例如包括α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-异丙基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯、邻-氯苯乙烯、对-氯苯乙烯、邻-溴苯乙烯、2-氯-4-甲基苯乙烯等。苯乙烯是优选的乙烯基芳族化合物。
[0039]乙烯基芳族化合物的均聚物的具体例子包括聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(对-甲基苯乙烯)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。
[0040]在具有乙烯基芳族化合物的共聚物的形成中所使用的顺丁烯二酐和马来酰亚胺衍生物化合物一般可以由下式表示：
Figure A20058002951400171
其中每一个R基团是氢或脂族烃基团或芳烃基团，或者两个R基团连接在一起而形成稠环衍生物，X是O或NR2，其中R2是烃基，其可以是脂族烃基团或芳烃基团，如苯基、甲基、乙基、丙基、丁基等。在一个实施方式中，两个R基团均为氢而X是O。
[0041]包含乙烯基芳族化合物和顺丁烯二酸的金属盐的共聚物也用在本发明的掺合聚合物组合物中。存在于顺丁烯二酸的金属盐中的金属可以是I族金属、II族金属或过渡金属。碱金属和过渡金属是优选的。也可以使用不饱和酐的偏酯。例如，这些可以通过使顺丁烯二酸或顺丁烯二酐与一当量以下的醇如甲醇、乙醇、丙醇等进行反应或酯化而获得。
[0042]可共聚丙烯酸和酯的例子包括：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯。可以被用于形成共聚物和三元共聚物的其它乙烯基单体包括乙烯基乙酸酯、乙烯基·甲基醚、乙烯基·乙基醚、氯乙烯、异丁烯等。所述乙烯基芳族化合物也可以与二烯类如丁二烯聚合。SBR是商业可得的苯乙烯-丁二烯共聚物。
[0043]在一个实施方式中，在具有或没有一种或多种可均共聚共聚单体的情况下，通过聚合等摩尔量的苯乙烯和共反应剂，可以获得乙烯基芳族化合物与顺丁烯二酐、N-取代马来酰亚胺或顺丁烯二酸的金属盐的共聚物。在另一实施方式中，通过如下步骤，可以获得苯乙烯与顺丁烯二酐或马来酰亚胺或顺丁烯二酸的金属盐的基本均相的共聚物：(1)加热乙烯基芳族化合物至该乙烯基芳族化合物将聚合的温度下，(2)搅拌该聚合的乙烯基芳族化合物，同时(3)在连续和均匀的速率下加入顺丁烯二酐、马来酰亚胺、或顺丁烯二酸的金属盐或它们的混合物。一般而言，以摩尔/单位时间计，加入顺丁烯二酐、马来酰亚胺或者顺丁烯二酸的金属盐或酯的速率要比该乙烯基芳族聚合物聚合的速率慢。制备此类共聚物的方法在本领域是已知的，并且已经描述在例如美国专利第2,971,939号中。
[0044]苯乙烯-顺丁烯二酐共聚物(SMA)例如以通用商品名称Dylark商业得自ARCO。例子包括：Dylark DBK-290，其被报告包括按重量计约18％的顺丁烯二酐和按重量计约82％的苯乙烯；Dylark332，其被报告包括按重量计约14％的顺丁烯二酐和按重量计约86％的苯乙烯；和Dylark 134，其被报告包括按重量计约17％的顺丁烯二酐，其余为苯乙烯。
[0045]其它可得的Dylark材料包括透明等级：Dylark 132(Vicat109℃)、Dylark 232(Vicat 123℃)和Dylark 332(Vicat 130℃)。抗冲击等级包括Dylarks 150、250、350和700，它们据认为是SMA与SBR的掺合物和/或接枝物。
[0046]具有顺丁烯二酐和丙烯腈的苯乙烯和α-甲基苯乙烯共聚物的其它例子包括Arvyl300MR和300CR。
[0047]乙烯基芳族化合物的共聚物的其它例子包括：苯乙烯-丙烯腈(SAN)，如以商品名称Lustran 31-2060供应自Monsanto的苯乙烯丙烯腈共聚物；苯乙烯-丙烯酸；苯乙烯-甲基丙烯酸；苯乙烯-丁二烯，如以名称K-resin供应自Phillips的苯乙烯丁二烯共聚物；苯乙烯-异戊二烯；和苯乙烯-丁二烯和苯乙烯异戊二烯共聚物的氢化形式。所述共聚物可以属于接枝或嵌段类型。
[0048]可以被包括在本发明胶粘剂组合物中的乙烯基吡咯烷酮聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或接枝聚合物。所述共聚物包括乙烯基吡咯烷酮与一种或多种可共聚单体如丙烯酸或酯、乙烯基酯等的聚合物。所述乙烯基吡咯烷酮单体一般是N-乙烯基-2-吡咯烷酮单体或1-乙烯基-2-吡咯烷酮单体。吡咯烷酮环可以含有一个或多个取代基，例如低碳烷基基团。在一个实施方式中，优选N-乙烯基-2-吡咯烷酮与丙烯酸酯或乙烯基酯的共聚物。可共聚丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。可共聚乙烯基酯包括乙烯基乙酸酯、乙烯基丙酸酯等。优选的乙烯基酯是乙烯基乙酸酯。
[0049]乙烯基吡咯烷酮的聚合物和共聚物是商业可得的，例如来自G.A.F。均聚物的例子包括PVP K-60和PVP K-30。共聚物的例子包括PVP/VA1-735；PVP/VA W-735；PVP/VA E-535；和PVP/VA1-535。
[0050]本发明胶粘剂组合物也包括至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。在一个实施方式中，所述胶粘剂组合物包括至少一种酮和四氢呋喃的混合物。在另一实施方式中，本发明的胶粘剂组合物不含四氢呋喃。包含在本发明胶粘剂组合物中的酮、醚、酯、酰胺和/或碳酸酯的量可以在宽范围内变化。在一个实施方式中，包含在所述胶粘剂组合物中的酮、醚、酯、酰胺和/或碳酸酯的量的范围可以在按胶粘剂组合物重量计约10％、20％、30％或50％至约60％、70％、80％、85％或甚至90％之间。当本发明的胶粘剂组合物要被用于与塑性表面熔接或粘结在一起时，酮、醚、酯、酰胺和/或碳酸酯连同有机亚砜、有机砜或有机硫化物起着将被胶粘剂组合物熔接或粘结在一起的塑性表面或多个塑性表面的溶剂的功能。另外，当本发明的胶粘剂组合物含有一种或多种上述水不溶性聚合物，并且所述胶粘剂组合将要被用作溶剂型粘固剂时，有机亚砜、有机砜或有机硫化物连同酮、醚、酯、酰胺和/或碳酸酯也起着作为包含在所述胶粘剂组合物中的水不溶性聚合物(一种或多种)的溶剂的功能。
[0051]在一个实施方式中，本发明的胶粘剂组合物包括至少一种酮，而在其它实施方式中，本发明的胶粘剂组合物包括至少两种酮。可以被用在胶粘剂组合物中的酮包括直链的和环状的脂族酮、芳香酮、混合的脂族酮/芳香酮等。如本文所用，术语“酮(ketone)”包括二酮。有用的酮的具体例子包括丙酮、甲基·乙基酮(MEK)、甲基·丙基酮(MPK)、乙基·丙基酮(EPK)、甲基·丁基酮(MBK)、甲基·异丁基酮(MIBK)、异佛尔酮、乙酰丙酮(ACAC)、乙酰丙酮化物、环戊酮(CYP)、环己酮(CYH)、环庚酮、2-叔丁基环己酮、4-叔丁基环己酮、2-异丙基-4-甲基环己酮、乙酰苯(ACPH)、二苯酮等。有用的酮混合物的例子包括甲基·乙基酮和环己酮的混合物、甲基·乙基酮和丙酮的混合物、丙酮和乙酰苯的混合物以及包含甲基·乙基酮、丙酮和环戊酮的混合物。
[0052]在一个实施方式中，可以被包括在本发明的胶粘剂组合物中的醚可以是直链或环状的脂族醚或芳香醚。环醚包括混合的酮醚(ketoethers)。有用的醚的具体例子包括二甲氧基乙烷、二甲氧基丙基乙二醇、四氢呋喃(THF)、四氢吡喃、1，3-二烷、1，4-二烷、1，3-二氧戊烷、四甲基四氢呋喃、2，3-二氢苯并呋喃、四氢-4-H-吡喃-4-酮、四氢硫代吡喃-4-酮、甲氧基乙醇、噻烷等。
[0053]在一个实施方式中，可以被包括在本发明胶粘剂组合物中的酯包括直链酯以及环酯。例子包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、2-丁氧基乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁二酸二甲酯、丁内酯等。
[0054]可以被包括在胶粘剂组合物中的酰胺包括直链和环状的酰胺，如N，N-2-三甲基丙酰胺、四甲基脲、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等。
[0055]可以被包括在胶粘剂组合物中的碳酸酯包括碳酸亚乙酯、碳酸1，2亚丙酯、碳酸1，2-亚丁酯(1，2-butylene carbonate)等。
[0056]除上述溶剂之外，其它用于ABS、PVC和CPVC的溶剂也可以被包括在本发明的胶粘剂组合物中。在一个实施方式中，用在本发明胶粘剂组合物中的溶剂是挥发性溶剂，即，它们能够在很多种应用温度条件下蒸发。在一个实施方式中，挥发性溶剂是那些能够在室温或稍高于室温的温度下蒸发的溶剂。有用的另外的溶剂的例子包括例如卤化溶剂，如二氯甲烷、二氯乙烷和三氯乙烯；以及其它液体，如二甲基甲酰胺(DMF)。如先前所述，对溶剂的选择取决于引入胶粘剂组合物中的水不溶性聚合物的类型以及所述组合物的期望用途。也可以在考虑溶剂的毒性效应和生物可降解性之后确定对溶剂的选择。
[0057]除上述组分之外，胶粘剂组合物可以含有至少一种固体粒状无机填料。填料的量由组合物的最终用途确定。因此，本发明的胶凝胶粘剂组合物的特征在于含有按重量计从0至约4％或者甚至可达5％的至少一种固体粒状无机填料。本发明的胶粘剂组合物一般将含有按重量计至少约0.1％或0.75％至按重量计约1.5％或3％或4％的固体粒状无机填料。所述粒状无机填料是惰性的，并且一般被包括在本发明的组合物中，以改进施工粘度和结构强度以及降低成本。
[0058]引入本发明胶粘剂组合物中的固体粒状无机填料优选为具有约50微米以下平均粒度和约4g/cc以下密度的细粉。可以用在本发明胶粘剂组合物中的无机填料包括无定形二氧化硅、硅石粉、石英粉(ground quartz)、滑石、硅酸镁、碳酸钙、粘土、白粉、贝壳粉(shellflour)、木粉、氧化铝、三氧化锑、石棉粉(asbestos powder)、硫酸钡、煅烧粘土、陶土、氧化镁、云母粉、火成二氧化硅等。优选的填料是火成二氧化硅，其以商品名称CAB-O-SIL商业得自Cabot Corporation以及以商品名称Aerosil商业得自Degussa Corporation。例如，CAB-O-SIL级PTG是得自Cabot Corporation的火成二氧化硅，其具有200.+-.25m2/g的表面积和0.014微米的公称粒径。
[0059]用在本发明中的组合物应当充分掺合，以提供基本均匀的混合物。所述基本均匀的混合物是期望的，原因在于不均匀混合物将导致胶粘剂组合物的不均匀分布以及与基材表面的不均匀粘着。其它组分可以包括润滑剂、空心微球、稳定剂、增塑剂、着色剂、颜料、操作助剂等。少量的颜料或着色剂如二氧化钛、炭黑或染料或者其它着色剂可以被加入胶粘剂组合物中，以作为均匀混合的引导，以及提供识别各种胶粘剂组合物的方法。PVC和CPVC组合物的示例性稳定剂包括烷基锡化合物，如二甲锡、丁基锡和辛基锡；二烃基锡二羧酸酯(dialkyltin dicarboxylates)；甲基锡硫醇盐(methyltin mercaptides)和丁基锡硫醇盐(butyltin mercaptides)；二烃基锡双(烷基巯基羧酸酯)，包括二-正辛基锡-S，S′-双(巯基乙酸异辛酯)；丁基硫代锡酸；等。二-低级烷基锡稳定剂如C4至C8烃基锡硫醇盐(alkyltin mercaptides)通常是优选的。稳定剂一般以按重量计约0.05至3％的量存在。
[0060]如上所述，胶粘剂组合物可以进一步包括空心微球，其包括无机或合成的树脂空心微球。掺入本发明组合物中的微球体一般具有约0.6g/cc以下的密度，以及约200微米以下，更通常为约150微米以下的平均直径。本发明的组合物可以含有按组合物重量计约1％至约30％，或者按组合物重量计约3％至约20％，或者按组合物重量计约5％至约15％的空心微球。所述空心微球体充当填料，并减小胶粘剂组合物的密度。
[0061]在包括粒状无机填料和空心微球的实施方式中，填料减少了微球分离并漂浮至胶粘剂组合物表面的倾向。即，所述填料有助于保持微球处于悬浮。微球与均相混合物分离的倾向在工业上被称为“珠浮出(bead float out)”。
[0062]在一个实施方式中，用在本发明中的无机空心微球是玻璃微球或微泡，如在美国专利第3,365,315号中所述的那些。这些微球的壁是通过在1000℃以上的温度下使固体玻璃颗粒膨胀，以形成微小空心球状体而形成的，所述空心球状体具有范围在约0.14至约0.38g/cc的视密度、约0.5至2.0微米的壁厚以及约60微米的平均粒度。合成的熔融水不溶性碱金属硅酸盐基玻璃的其它合适的玻璃状或无机微球描述在美国专利第3,230,184号中，以及在本发明中有用的由硅酸钠制成的微球描述在美国专利第3,030,215号中。也可以使用由热膨胀天然矿物如珍珠岩、火山灰、飞灰、蛭石等制备的微球。
[0063]在本发明中有用的空心玻璃微球(也被称为玻璃气泡(glassbubble)或玻璃珠)以商品名称ScotchliteGlass Bubbles商业得自3MCompany。这些玻璃气泡的化学性质被报告类似钠钙硼硅玻璃(soda-lime-borosilicate glass)的化学性质。玻璃气泡名称C15/250具有0.15g/cc的公称平均颗粒密度(ASTM D-2840)，其范围为0.12至0.18g/cc，以及0.07至0.12g/cc的计算堆积密度。玻璃气泡类型E22/400具有0.22g/cc的公称平均颗粒密度和0.19至0.25g/cc的范围。E22/400的堆积密度在0.09至0.17的范围内。其它供应自3M的玻璃气泡包括K-2玻璃气泡、具有的公称平均颗粒密度为0.60的S60/10,000以及具有的公称平均颗粒密度为0.23的B23/500。无机空心微球也供应自其它商业来源，如Philadelphia Quartz Co.，Valley Forge，Pa.，名称为“Q-CEL”无机微球；Pittsburgh Corning Corp.，Pittsburgh，Pa.；Emerson& Cuming Inc.，Canton，Mass.；等。
[0064]有机树脂微球也可以用在本发明组合物中，条件是它们是相对惰性的，并且在溶剂(B)中不溶解。热固性树脂一般具有这样的性质。例子包括环氧树脂的微球；脲-甲醛的微球，其具有范围在2-60微米的直径和约0.23的密度；酚醛树脂微球，其具有0.2-0.35g/cc的密度和范围为约2-50微米的直径(以商品名称phenolic“microballoons”供应自Union Carbide)；聚偏二乙烯聚合物和共聚物的微球，其具有0.03的密度和范围为25-28微米的平均直径(例如，以商品名称“Saran”干膨胀树脂气泡，商业得自Dow Chemical Company的那些微球)；等等。有关这些以及其它有机树脂微球的描述，参见美国专利第2,797,201号。
[0065]按照本发明配制的胶粘剂组合物一般具有约90厘泊(cp)的最小粘度，并且粘度可以高达10,000至15,000cps，条件是所述胶粘剂组合物可被容易地施用于待粘结的表面。包括在上述一些实施方式的胶粘剂组合物中的聚合物的分子量影响胶粘剂组合物的粘度。使用具有较低比浓对数粘度的聚合物允许较高的聚合物百分比或聚合物含量，因此降低了达到特定粘度所需的溶剂量。粘度可以在约90至约15,000cps的范围内，这对于本发明的组合物一般容易获得，并且这样的粘度是期望的，原因在于胶粘剂可以在不滴下及少许溢出或没有溢出的情况下被施用于基材。
[0066]下面的实施例阐明了本发明的胶粘剂组合物。实施例A-W(表I)举例说明了不含水不溶性聚合物的胶粘剂组合物(即第一实施方式的胶粘剂组合物)，而实施例1-33(表II-IV)举例说明了含有PVC水不溶性聚合物的胶粘剂组合物(即第二实施方式的胶粘剂组合物)。使用ABS或CPVC代替PVC，可以制备类似于实施例1-33的胶粘剂组合物。用在实施例1、2和4-33中的PVC是来自Georgia Gulf的PVC 2066，其具有0.68的IV，而用在实施例3中的PVC是Geogia Gulf PVC 1055，其具有0.52的IV。
[0067]所述实施例的胶粘剂组合物的粘度被报告在表I-IV，如最初所制备，而在一些情况下，是在24小时和1周之后。本发明胶粘剂组合物的粘度是按照ASTM Test D1084测定的。
[0068]除非另有说明，在下列实施例中以及在书面说明书和权利要求书中其它地方，所有份数和百分比按重量计，温度为摄氏温度，而压力处于大气压或接近大气压。
表I实施例A-W(％/w)
胶粘剂实施例  DMSO  MEK  ACE  CYH  MIBK  NMP  ACPH  ACAC
 A  2.5  97.5
 B  5  95
 C  25  75
 D  50  50
 E  75  25
 F  5  --  95
 G  25  --  75
 H  50  50
 I  75  25
 J  33.3  33.3  33.3
 K  33.3  33.3  33.3
 L  50  --  50
 M  5  95
 N  25  75
 O  50  50
 P  75  25
 Q  25  75
 R  50  50
 S  75  25
 T  75  25
 U  25  75
 V  50  50
 W  75  25
表II实施例1-18(％/w)
胶粘剂实施例     粘度(cp min.)
PVC  DMSO  MEK  CYH  ACE 其它 最初 24小时 1周
 1  10  45  45  --  --  --  40  --  --
 2  12  44  44  --  --  --  150  180  220
 3  12a  44  44  --  --  --  180  --  330
 4  12  44  --  --  44  --  580  --  --
 5  13  29  29  29  --  --  150  170  160
 6  13  35  22  28.5  --  b  1350  1500  --
 7  12  29.3  29.3  29.3  --  --  90  90  90
 8  12  15  43.7  29.3  --  --  60  60  60
 9  12  10  48.7  29.3  --  --  60  --  --
 10  12  5  53.7  29.3  --  --  60  --  70
 11  13  15  42.7  29.3  --  --  --  --  --
 12  10  30  30  --  30  --  70  --  --
 13  13  29  29  29  --  270  --  --
 14  6  54  20  --  20  --  --  --  --
 15  12  29.3  29.3  29.3  --  150  180  --
 16  11  29.66  29.66  --  29.66  --  110  130  --
 17  13  28.5  28.5  28.5  --  b  1300
 18  11.82  28.9  28.9  28.9  --  c  950  --  1070
a IV＝0.52
b 1.5％火成二氧化硅
c 1.48％火成二氧化硅
表III实施例19-28(％/W)
 胶粘剂实施例     粘度(cp min.)
 PVC  DMSO  ACE  MEK  NMP  其它  最初  24小时  1周
 19  12  29.3  29.3  --  29.3  --  120  120  180
 20  10  29.1  29.1  --  29.2  d  250  270  360
 21  12  28.8  28.8  --  28.8  b  200  --  610
 22  12  39.5  38.5  --  10  --  300  390  --
 23  10  29.5  29.5  --  29.5  e  190  210  --
 24  11.5  23  23  19  22  e  210  220  --
 25  11.5  23.4  23.4  19.4  22.3  --  50  --  --
 26  12  28.8  28.8  28.8  --  b  830  --  --
 27  12  28.5  28.5  28.5  --  f  --  --  --
 28  12  44.0  --  --  --  g  60  --  --
b)1.5％火成二氧化硅
d)2.5％Paraloid K-120N
e)1.5％Paraloid K-120N
g)2.5％火成二氧化硅
g)44％THF
表IV实施例29-33(％/w)
     粘度(cp min.)
 PVC  DMSO  MEK  MIBK  ACE  CYP  ACPH  ACAC  最初  24小时  1周
 29  12  29.3  29.3  --  29.3  29.3  --  --  80  80
 30  12  29.3  --  29.3  29.3  --  --  --  130
31 12 29.3 -- -- 29.3 -- 29.3 -- 310
32 12 29.3 -- -- 29.3 -- -- 29.3 ＞2700
33 12 44 -- 44 -- -- -- -- -- -- --
[0069]上述以及例举在上述实施例中的胶粘剂组合物在多种应用中是有用的，包括用作通过表面附着而将材料固定在一起的胶粘剂、粘固剂(包括溶剂型粘固剂)、胶水或浆糊，以及用作密封剂，其为承载弹性连接和绝缘材料。所述组合物作为将两个或多个塑性表而粘结或熔接在一起的胶粘剂是特别有用的。所述第一实施方式的胶粘剂组合物(即，不含有水不溶性聚合物)对于非承载结构物件或对于不受ASTM规则控制的管是有用的。含有至少某一最少量的水不溶性ABS、PVC或CPVC的所述第二实施方式的胶粘剂组合物在美国将满足如ASTMD2564-80规定的溶剂型粘固剂标准。例如，对于应用在PVC、表而和管上，胶粘剂组合物必须含有按重量计至少10％的PVC。已处理的表而在2小时固化之后必须具有250psi的最小搭接剪切强度(minimumlap shear strength)，在16小时固化之后具有500psi的最小搭接剪切强度，以及在72小时固化之后具有至少900psi的搭接剪切强度。
[0070]具体而言，本发明的胶粘剂组合物用于粘结或熔接第一塑性表面与第二塑性表面，并且所述方法包括：
(I)将本发明的胶粘剂组合物施用于第一表面或第二表面或两个表面；
(II)使所述第一表面与所述第二表面接触；和
(III)使所述胶粘剂组合物在所述第一表面与第二表面之间形成粘结或熔接。
[0071]本发明的组合物易于施用于塑性表面，是成本有效的，并且在不使用热、压力、紫外线或特别的机械设备的情况下在合理的时间期间内固化。无论是非压力排水、废物、通风口(DWV)应用，还是用在饮用水应用中的压力系统，粘结或粘着性质对于期望用途都是令人满意的。本发明胶粘剂组合物的一个特别的优势是所述组合物是单组分系统并且是“对水暖工友好的”。
[0072]通过本领域技术人员熟知的技术，组合物可以被施用于塑性材料的第一表面或第二表面或两个表面。例如，可以使用标准Dauber(涂抹工具)，施用胶粘剂，按照目前的实践，该标准Dauber包括在粘固剂罐中。当两个塑性表面进行接触时，应用于表面的组合物的量是实现期望粘结或熔接的最小量。
[0073]在本发明组合物施用于塑性表面之前，可以清洁所述表面和/或为所述表面涂底漆，以制备用于接收本发明胶粘剂组合物和改进胶粘剂与塑性表面之间粘结的表面。所有待连接的塑性表面应当使用化学清洁剂进行清洁，所述化学清洁剂含有一种或多种挥发性有机液体，优选地含有为该塑料溶剂的液体。清洁剂旨在去除污垢、油脂、油、玻璃以及从生产过程中留在塑性表面上的其它任何物质如蜡和润滑剂。
[0074]底漆是溶剂系统，其含有一种或多种能够比所述胶粘剂组合物更快地渗透和溶解塑料的溶剂。较大腐蚀性的底漆在标签上显示F-656的ASTM名称，而较小腐蚀性的底漆可能在标签上显示“底漆/清洁剂”。无论在何种情况下，标记体已经确定底漆是确保令人满意的防漏接合所必需的，就应当使用底漆，例如如在schedule80管上。底漆和清洁剂可以用任何类型的涂布器来施用。
[0075]在一个实施方式中，按照本发明的方法，可以用所述组合物连接的塑性表面包括ABS、PVC和CPVC塑性表面，其特别包括塑料管和配件。当管要使用配件连接时，可以将胶粘剂组合物施用于塑料配件的内表面或塑料管的外表面，或者可以将胶粘剂施用于配件的内表面和管的外表面，然后，将所述配件应用在管的端部上。在环境条件下干燥之后，在管和配件之间形成坚固的粘结或熔接。
[0076]作为一个普遍的规则，存在于一些胶粘剂组合物中的水不溶性树脂将具有与待粘结或熔接的塑性表面相同的类型。即，当ABS管和配件待被连接时，所使用的胶粘剂组合物优选含有ABS树脂而非PVC或CPVC树脂。当塑性表面如管或配件包含PVC时，包含在胶粘剂组合物中的树脂是PVC或PVC和CPVC的混合物。类似地，当待连接的塑性表面包含CPVC树脂时，胶粘剂组合物一般含有CPVC或CPVC和PVC的混合物。
[0077]按照ASTM D-2564，通过对用于连接PVC与PVC部件的实施例的组合物进行测试，说明本文所述的组合物作为PVC管和配件的溶剂型粘固剂以及所述方法的效用。为各实施例，测定2小时、16小时、72小时以及1周固化之后的搭接剪切强度，而在一些情况下，测量2周和3周之后的搭接剪切强度。结果总结在下面的表V和VI中。
表V搭接剪切测试结果(psi)
胶粘剂实施例 2小时     16小时     72小时     1周     2周     3周
    A 355     709     955     944     1309     --
    B 454     708     1319     1210     1278     1481
    C 369     700     1346     1017     1409     1500
    D 403     880     1336     1873     1500     --
    E 246     536     308     547     878     528
    F 435     698     655     554     447     644
    G 472     728     952     1403     1273     1235
    H 390     800     1273     1414     --     --
    I 230     565     307     236     334     430
    J 311     679     1194     1471     --     --
    K 367     677     1157     1538     --     --
    L 227     445     938     1370     --     --
    M 58     266     183     197     257     232
    N 263     495     475     820     982     1082
    O 492     929     1105     1202     1421     1225
    P 94     468     808     691     864     790
    Q 282     503     1117     1346     1415     1411
    R 412     982     870     1388     1383     1460
    S 182     656     306     658     728     687
    T --     164     239     227     146     126
    U 257     428     617     702     908     714
    V 240     466     581     705     917     809
    W 106     150     78     106     200     62
表VI搭接剪切测试结果(psi)
  胶粘剂实施例     2小时     16小时     72小时     1周
  1     320     636     1002     --
  2     412     810     1347     1165
  3     372     741     1294     1439
  4     --     --     722     --
    5     289     476     868     --
    6     --     503     875     --
    7     297     627     982     1471
    8     256     574     921     --
    9     281     515     869     --
    10     309     602     930     --
    11     318     574     962     --
    12     378     774     1204     --
    13     313     740     1024     --
    14     --     719     880     --
    15     356     778     1193     1305
    16     393     820     1242     ＞1400
    17     284     577     735     --
    18     306     556     970     --
    19     329     745     1117     977
    20     267     637     1079     --
    21     339     610     1040     --
    22     342     689     1177     --
    23     275     706     1329     1471
    24     292     709     1038     1295
    25     455     890     1172     --
    26     396     1117     1272     --
    27     357     690     1197     --
    28     --     749     --     --
    29     284     580     1019     --
    30     307     648     868     976
    31     285     518     800     --
    32     354     549     885     --
    33     275     804     --     --
[0078]尽管就本发明的各种实施方式已经对本发明进行解释，但应当理解，在阅读本说明书之后，它的其它修改对本领域普通技术人员而言将是显而易见的。因此，应当理解，本文所公开的发明意欲覆盖落在所附权利要求书范围内的这样的修改。

Claims (32)

1.胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且其包括下列物质的组合物：
(a)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)和R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b)至少一种酮、醚、酯、酰胺、碳酸酯或其两种或多种的混合物。
2.权利要求1所述的组合物，其中(a)是二烃基亚砜，其中每一个烃基基团独立地含有1至约5个碳原子。
3.权利要求1所述的组合物，其中(b)包括至少两种酮。
4.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中所述每一个R独立地为含1至约5个碳原子的烷基基团。
5.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中(b)包括至少一种酮和N-甲基吡咯烷酮的混合物。
6.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中(b)包括至少两种酮和N-甲基吡咯烷酮。
7.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其不含四氢呋喃。
8.权利要求1所述的胶粘剂组合物，也包括(c)至少一种水不溶性聚合物，其包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或其两种或多种的混合物。
9.权利要求8所述的胶粘剂组合物，也包括(d)至少一种水不溶性聚合物，其包括丙烯酸类聚合物、乙烯基芳族聚合物和乙烯基吡咯烷酮聚合物。
10.权利要求1所述的胶粘剂组合物，也包括按重量计约10％至约15％的聚氯乙烯。
11.权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中所述酮包括丙酮、甲基·乙基酮、甲基·异丁基酮、异佛尔酮、环戊酮、环己酮、乙酰丙酮或乙酰苯、或其两种或多种的聚合物。
12.胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且包括下列物质的混合物：
(a)至少一种二烃基亚砜，其中所述烃基基团每一个含有约1至约5个碳原子；和
(b)至少一种酮。
13.权利要求12所述的胶粘剂组合物，其中所述二烃基亚砜是二甲亚砜。
14.权利要求12所述的胶粘剂组合物，其中(b)包括至少两种或多种酮。
15.权利要求12所述的胶粘剂组合物，其中(b)包括至少一种酮和N-甲基吡咯烷酮的混合物。
16.权利要求12所述的胶粘剂组合物，其中所述酮包括丙酮、甲基·乙基酮、甲基·丙基酮、甲基·异丁基酮、异佛尔酮、环戊酮、环己酮、乙酰丙酮、乙酰苯、或其两种或多种的聚合物。
17.胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且包括：
(a)按重量计约1％至约30％的水不溶性聚合物，其包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或其两种或多种的混合物，和
(b)溶剂混合物，其包括(b-1)至少一种有机亚砜、砜或硫化物，或者其两种或多种的混合物，其中所述亚砜、砜和硫化物的特征分别在于式R2SO(I)、R2SO2(II)和R2S(III)，其中每一个R独立为烷基或芳基，和
(b-2)至少一种酮、醚、酯、酰胺或碳酸酯或其两种或多种的混合物。
18.权利要求17所述的胶粘剂组合物，包括按重量计约10％至约15％的聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或其两种或多种的混合物。
19.权利要求17所述的胶粘剂组合物，其中(b-1)是含有1至约5个碳原子的二烃基亚砜。
20.权利要求17所述的胶粘剂组合物，其中(b-1)是二甲亚砜。
21.权利要求17所述的胶粘剂组合物，其中(b-2)包括至少两种酮。
22.权利要求17所述的胶粘剂组合物，其中(b-2)包括至少一种酮和N-甲基吡咯烷酮。
23.权利要求17所述的胶粘剂组合物，其中所述酮包括丙酮、甲基·乙基酮、甲基·丙基酮、甲基·异丁基酮、异佛尔酮、环戊酮、环己酮、乙酰丙酮、乙酰苯、或其两种或多种的聚合物。
24.权利要求17所述的胶粘剂组合物，也包括至少一种第二水不溶性聚合物，其包括丙烯酸类聚合物、乙烯基芳族聚合物、乙烯基吡咯烷酮聚合物或其混合物。
25.权利要求17所述的胶粘剂组合物，也包括至少一种水不溶性丙烯酸类聚合物。
26.胶粘剂组合物，其不含烷基取代的苯和烷基取代的萘，并且包括：
(a)按重量计约10％至约15％的聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或其两种或多种的混合物，和
(b)溶剂，其包括二甲亚砜和至少一种酮的混合物。
27.权利要求26所述的胶粘剂组合物，其中(a)是聚氯乙烯。
28.权利要求26所述的胶粘剂组合物，其中所述溶剂包括二甲亚砜和至少两种酮。
29.权利要求26所述的胶粘剂组合物，其中所述溶剂(b)包括二甲亚砜、至少一种酮和N-甲基吡咯烷酮。
30.权利要求26所述的胶粘剂组合物，其不含四氢呋喃。
31.一种粘附地粘结或熔接第一塑性表面与第二塑性表面的方法，其包括：
(I)将权利要求1所述的胶粘剂组合物施用于所述第一表面或第二表面，或者施用于所述两个表面；
(II)使所述第一表面与所述第二表面接触；和
(III)使所述胶粘剂组合物在所述第一表面与所述第二表面之间形成粘结或熔接。
32.一种粘附地粘结或熔接第一塑性表面与第二塑性表面的方法，其包括：
(I)将权利要求17所述的胶粘剂组合物施用于所述第一表面或第二表面，或者施用于所述两个表面；
(II)使所述第一表面与所述第二表面接触；和
(III)使所述胶粘剂组合物在所述第一表面与所述第二表面之间形成粘结或熔接。
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