CN102686319A - 独立喷涂型甲硅烷基封端的粘合剂系统 - Google Patents

独立喷涂型甲硅烷基封端的粘合剂系统 Download PDF

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Abstract

本发明描述了自给式喷涂型粘合剂系统。这种系统包括一种包含于罐内的喷涂型粘合剂组合物，所述喷涂型粘合剂组合物包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂。所述系统也包括连接至所述罐的喷嘴。

Description

独立喷涂型甲硅烷基封端的粘合剂系统
技术领域
本发明涉及独立喷涂型粘合剂组合物。这种组合物包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂。
背景技术
通常，已使用多种方法（包括机械紧固件（例如钉子和螺钉））将保护性或装饰性基材施用至支承体。尽管也已使用粘合剂，但市售粘合剂的施用是麻烦且混乱的，通常要求粘合剂作为预成型的片材或作为在配合表面之一或两个配合表面上辊涂或刷涂的液体进行施用。在这些应用中使用的典型的液体粘合剂既粘稠也发粘，呈现了许多处理问题。
甲硅烷基封端的弹性体（如甲硅烷基封端的聚醚和甲硅烷基封端的聚氨酯）已用作涂料和密封剂。在这些应用中，通常将所述甲硅烷基封端的弹性体分散于水中或有机溶剂中。除了通过辊或刷进行施用之外，已使用复杂的外部喷雾系统施用这种涂料。在这种系统中，在约70至100kPa（约10至15psig）的流体表压下将弹性体从提桶或转筒进料至喷枪。将高压空气（200至700kPa（约30至100psig）的表压）通过单独的管线从空气压缩机或其他高压源进料至喷枪。然后，当所述弹性体从所述喷枪喷射时，使用所述高压空气雾化所述弹性体。尽管这种系统可用于一些应用，其仍不适用于要求便携性的应用。另外，单独的高压空气源的要求是显著的局限。
发明内容
简言之，在一方面，本发明提供了一种自给式喷涂型粘合剂系统。所述自给式喷涂型粘合剂系统包括连接至喷嘴的加压罐，以及包含于所述罐内的喷涂型粘合剂组合物。所述喷涂型粘合剂系统包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂。在一些实施例中，所述喷嘴直接连接至所述加压罐。在一些实施例中，软管将所述喷嘴经由软管连接至所述加压罐。在一些实施例中，所述加压罐中的压力在200至900kPa之间，包括200和900kPa。
在一些实施例中，所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚醚。在一些实施例中，所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚氨酯。在一些实施例中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含50至80重量%的甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。
在一些实施例中，所述推进剂包含液化石油气和二烷基醚的共混物。在一些实施例中，所述液化石油气包含异丁烷和丙烷中的至少一种。在一些实施例中，所述二烷基醚包括二甲醚。在一些实施例中，所述推进剂包含30至50重量份的液化石油气和50至70重量份的二烷基醚。在一些实施例中，所述推进剂包含20至25重量份的异丁烷、15至20重量份的丙烷、和55至65重量份的二甲醚。
在另一方面，本发明提供了一种喷涂型粘合剂组合物，其包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂，所述推进剂包含液化石油气和二烷基醚的共混物。在一些实施例中，所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚醚。在一些实施例中，所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚氨酯。
在一些实施例中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含60至70重量%的甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。在一些实施例中，所述推进剂包含20至25重量份的异丁烷、15至20重量份的丙烷、和55至65重量份的二甲醚。
本公开的上述发明内容并不旨在描述本发明的每一个实施例。本发明的一个或多个实施例的细节还在以下描述中给出。本发明的其他特征、目标和优点从描述和权利要求中将显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的喷涂型粘合剂系统。
图2示出了根据本发明的另一实施例的喷涂型粘合剂系统。
具体实施方式
本发明涉及喷涂型粘合剂组合物和包含这种组合物的自给式喷涂型粘合剂系统。所述自给式喷涂型粘合剂系统包括含有所述喷涂型粘合剂组合物的罐。通常，可使用任何已知的罐，前提是所述罐的材料与所述喷涂型粘合剂组合物可相容。为了喷涂所述粘合剂，将所述罐加压；因此，也应选择罐设计和材料以经受所需压力。
典型的压力为200至900kPa，包括200和900kPa。在一些实施例中，在所述罐内的压力为至少300kPa，或甚至至少400kPa。在一些实施例中，在所述罐内的压力不大于700kPa，或甚至不大于500kPa。在一些实施例中，所述罐具有2至3MPa，例如约2.7MPa的工作压力；3至4MPa（例如约3.5MPa）的测试压力；以及6至8MPa（例如约7MPa）的爆裂压力。市售的罐包括来自例如Worthington Cylinders,Columbus,Ohio、Amtrol,Inc.,West Warwick,Rhode Island、和Manchester Tank,Chicago,Illinois的那些。
通常，可根据已知设计考虑（包括所需体积、重量、工效学和成本）来选择所述罐的尺寸和形状。适用于本发明的一些实施例的通用罐包括圆筒(cylinder)和槽(tank)。用于罐构造的典型材料包括金属，例如钢和不锈钢。在一些实施例中，所述罐的内表面可涂布材料，以最小化或消除所述粘合剂组合物与所述罐之间的任何不利相互作用，和/或以协助填充、分配或清洁所述罐。类似地，可将涂层施用于所述罐的外部以，例如，保护所述罐的外部免于所述粘合剂组合物、环境或粗糙处理。涂层也可用于最小化或消除在所述罐的使用和处理过程中静电放电的风险。
本发明的喷涂型粘合剂系统也包括连接至所述罐的喷嘴。通常，可使用任何已知的喷嘴，包括例如可得自Spraying Systems,Incorporated,Wheaton,Illinois的那些喷嘴。示例性的喷嘴包括喷枪，所述喷枪包括具有触发控制的喷嘴梢。
不同于其他喷雾系统，本发明的自给式喷涂型粘合剂系统不需要加压空气的外部源以迫使粘合剂通过喷嘴并将被喷雾的材料雾化。相反，由推进剂本身产生的压力足以迫使所述喷涂型粘合剂组合物通过所述喷嘴以形成薄雾喷雾，即包含单独液滴的喷雾。
在一些实施例中，所述喷嘴直接连接至所述罐。例如，如图1所示，喷雾系统100包括直接连接至喷嘴120的罐110。喷涂型粘合剂组合物130包含于罐110内，并可通过喷嘴120作为喷雾140而被施用至基材150。在一些实施例中，喷嘴120可通过如下方式激活：朝罐110压下喷嘴120，打开阀门（未显示），并使所述喷涂型粘合剂组合物在罐内的压力驱动下流动通过喷嘴以作为喷雾发射。
参照图2，在一些实施例中，喷雾系统200包括经由软管260连接至罐210的喷嘴220。在一些实施例中，喷嘴220为喷枪270的部分，所述喷枪270包括触发器275。当激活触发器275时，阀门（未显示）打开，且被罐210内的压力驱动的粘合剂组合物230通过软管260从罐210流动至喷嘴220，从而形成喷雾240。当释放触发器275时，粘合剂组合物230的流动停止。
通常，所述喷涂型粘合剂组合物包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂。在一些实施例中，所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚醚(“STP”)或甲硅烷基封端的聚氨酯(“SPUR”)。这种材料为市售的，包括例如可得自Manus Products,Incorporated,Waconia,Minnesota的MANUS-BOND 75-AM；以及可以商品名SPUR+得自MomentivePerformance Materials,Friendly,West Virginia的那些。
在一些实施例中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含50至80重量%的甲硅烷基封端的弹性体粘合剂，例如50至70重量%，或甚至60至70重量%的甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。
通常，可使用与甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和喷雾系统的机械元件（例如，罐、喷嘴和任选的软管）相容的任何推进剂。在一些实施例中，所述推进剂可包含材料的共混物以获得所需的相容性、压力和喷雾特性。
在一些实施例中，所述推进剂包含至少一种液化石油气(“LPG”)和二烷基醚的共混物。通常，液化石油气为饱和烃，选择所述饱和烃为在罐内的压力下为液体，并在大气压下为蒸汽。示例性饱和烃包括丙烷和丁烷（例如异丁烷和正丁烷）。在一些实施例中，液化石油气的共混物可为有用的，例如丙烷和异丁烷的共混物。例如，在一些实施例中，所述推进剂包含重量比为1:1至1:1.7之间（包括1:1和1:1.7），例如1:1.2至1:1.5之间（包括1:1.2和1:1.5），或甚至1:1.3至1:1.4之间（包括1:1.3和1:1.4）的丙烷和异丁烷的共混物。
在一些实施例中，可使用通常与一种或多种液化石油气结合使用的二烷基醚作为推进剂。示例性的二烷基醚包括二甲醚。在一些实施例中，所述推进剂包含30至50重量份的液化石油气和50至70重量份的二烷基醚；例如35至45重量份的液化石油气和55至65重量份的二烷基醚。在一些实施例中，所述推进剂由30至50重量份的液化石油气和50至70重量份的二烷基醚组成；例如由35至45重量份的液化石油气和55至65重量份的二烷基醚组成。在这些实施例中的每一个中，在一些实施例中，所述二烷基醚为二甲醚。
在一些实施例中，所述推进剂包含20至25重量份的异丁烷、15至20重量份的丙烷、和55至65重量份的二甲醚。在一些实施例中，所述推进剂由20至25重量份的异丁烷、15至20重量份的丙烷、和55至65重量份的二甲醚组成。
推进剂和推进剂共混物可购自多种来源，包括例如Diversified CPCInternational,Incorporated,Channahon,Illinois；Aeropres Corporation,Shreveport Louisiana；和Technical Propellants,Inc,Morris,Illinois。由于市售推进剂的制造过程，供应的市售推进剂可能含有小的残余量的饱和烃，如乙烯和丙烯。
实例
实例1.使用安装气动马达的活塞泵，经由在罐顶部的入口将弹性体粘合剂（MANUS-BOND 75-AM，获自Manus Products,Incorporated,Waconia,Minnesota，并认为其为甲硅烷基封端的聚醚）装入7.2升（1.9加仑）的钢罐。接着，以相同的方式将推进剂引入所述罐中。所述推进剂（获自Diversified CPC International,Incorporated,Channahon,Illinois）为约40重量份的液化石油气（大约23重量份的异丁烷和17重量份的丙烷）和60重量份的二甲醚的共混物。在罐中的所得混合物含有67重量%的弹性体粘合剂和33重量%的推进剂，并具有483kPa (70psi)的内部压力。
接着，将安装具有触发控制的喷嘴的喷枪（获自Spraying Systems,Incorporated,Wheaton,Illinois的“23L GunJet”）通过橡皮软管（尼龙，不含硅氧烷的管，具有黑色合成橡胶和编织的合成纱增强件，获自PioneerRubber & Gasket Co.,Tucker,Georgia）附接至罐入口。将所述喷枪定额为1.7MPa (250psi)的最大操作压力和至多19升/分钟（5加仑/分钟）的流量容量。所述喷枪安装有9501喷嘴梢，所述9501喷嘴梢具有95度喷雾角、0.66mm（0.026英寸）的等积孔尺寸，和在275kPa (40psig)压力下0.4升/分钟（0.1加仑/分钟）的流量。
在喷雾所述粘合剂之前彻底搅动所述罐。当激活触发器时，粘合剂通过所述软管从罐中流出，并通过所述喷枪的喷嘴排出。形成由甲硅烷基封端的弹性体的单独液滴组成的所需薄雾喷雾。
然后将粘合剂喷雾至如下第一基材中的每一个的一侧上：木质地板衬垫、胶合板、混凝土、铝、不锈钢、纤维板和刨花板。尽管粘合剂作为单独液滴的薄雾被排出，但当施用至基材时，粘合剂在基材的喷雾表面上形成均匀涂层。
在等待2至5分钟之间以使喷雾涂层干燥并变得发粘之后，将如下第二基材材料中的每一个的较小片结合至所述第一基材中的每一个的粘合剂表面上：地毯贴片、乙烯基贴片、胶合板、红橡木板材地板材料、铝、不锈钢、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯，和高压层合(“HPL”)镶面。使用橡胶“J”辊用坚固的手压将粘合剂结合的基材压制在一起。该工序称为“一侧施用”。
粘结的组件在室温下固化24小时。然后用手将经固化的组件拉开。观察到在基材之间优良的粘合力。痕量的基材材料仍然粘附至粘合剂表明基材破坏。当试图使用螺丝刀将这些剩余片撬开时，所述基材破裂，从而提供基材破坏的进一步的证据。
实例2.使用“双侧施用”技术重复该评价工序，其中用粘合剂喷雾第一基材和第二表面的表面。使粘合剂干燥并变得发粘，然后以粘合剂涂布表面对粘合剂涂布表面的方式结合所述基材。在室温下固化24小时之后，如上所述测试这些粘结的组件，得到相同结果，即基材破坏。
实例3.使用安装气动马达的活塞泵，经由在罐顶部的入口将甲硅烷基封端的弹性体粘合剂（SPUR+3100HM，获自Momentive Performancematerials,Friendly,West Virginia，并认为其为甲硅烷基封端的聚氨酯(SPUR)）装入7.2升（1.9加仑）的钢罐中。接着，以相同的方式将推进剂引入所述罐中。所述推进剂（获自Diversified CPC International,Incorporated,Channabon,Illinois）为约40重量份的液化石油气（大约23重量份的异丁烷，17重量份的丙烷）和60重量份的二甲醚的共混物。在罐中的所得混合物含有67重量%的甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和33重量%的推进剂，并具有483kPa (70psi)的内部压力。
进行实例1所述的一侧施用测试工序。在喷雾所述粘合剂之前彻底搅动所述罐。当激活触发器时，粘合剂通过所述软管从罐中流出，并通过所述喷枪的喷嘴排出。形成由甲硅烷基封端的弹性体的单独液滴组成的所需薄雾喷雾。
在不脱离本发明范围和精神的前提下，对本发明进行的各种修改和更改对本领域内的技术人员来说将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种自给式喷涂型粘合剂系统，其包括连接至喷嘴的加压罐，以及包含于所述罐内的喷涂型粘合剂组合物；其中所述喷涂型粘合剂系统包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂。
2.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述喷嘴直接连接至所述加压罐。
3.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中软管将所述喷嘴经由软管连接至所述加压罐。
4.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述加压罐中的压力在200kPa至900kPa之间，包括200kPa和900kPa。
5.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚醚。
6.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚氨酯。
7.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述推进剂包含液化石油气和二烷基醚的共混物。
8.根据权利要求7所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述液化石油气包含异丁烷和丙烷中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述二烷基醚包括二甲醚。
10.根据权利要求7所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述推进剂包含30重量份至50重量份的液化石油气和50重量份至70重量份的二烷基醚。
11.根据权利要求10所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述推进剂包含20重量份至25重量份的异丁烷、15重量份至20重量份的丙烷、和55重量份至65重量份的二甲醚。
12.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含50重量%至80重量%的所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。
13.根据权利要求1所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述甲硅烷基封端的弹性体包括甲硅烷基封端的聚醚和甲硅烷基封端的聚氨酯中的至少一种；且其中所述推进剂包含30重量份至50重量份的液化石油气和50重量份至70重量份的二烷基醚。
14.根据权利要求13所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中所述推进剂包含20重量份至25重量份的异丁烷、15重量份至20重量份的丙烷、和55重量份至65重量份的二甲醚。
15.根据权利要求13所述的自给式喷涂型粘合剂系统，其中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含60重量%至70重量%的所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。
16.一种喷涂型粘合剂组合物，其包含甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和推进剂，所述推进剂包含液化石油气和二烷基醚的共混物。
17.根据权利要求16所述的喷涂型粘合剂组合物，其中所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚醚。
18.根据权利要求16所述的喷涂型粘合剂组合物，其中所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂包括甲硅烷基封端的聚氨酯。
19.根据权利要求16所述的喷涂型粘合剂组合物，其中，基于所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂和所述推进剂的总重量计算，所述喷涂型粘合剂组合物包含60重量%至70重量%的所述甲硅烷基封端的弹性体粘合剂。
20.根据权利要求19所述的喷涂型粘合剂系统，其中所述推进剂包含20重量份至25重量份的异丁烷、15重量份至20重量份的丙烷、和55重量份至65重量份的二甲醚。
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