CN1034011A - 粘合剂 - Google Patents

Abstract

一种“快速粘合”型粘合剂组合物按重量计含有： (a)77-95％2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯单体；(b) 3-15％，平均分子量为400,000至600,000的聚-丙 烯酸或甲基丙烯酸的(C1-5)烷基酯；(c)2-8％疏水气 相法二氧化硅，(d)100-1000ppm聚合稳定剂。本发 明的粘合剂组合物克服了现有“快速粘合剂”的许多 缺点，例如高挥发性、脆性粘合、耐热性差以及令人不 愉快的气味。并且具有许多优点，即迅速固化和可用 在多孔底物上。

Description

本发明涉及一种新型的粘合剂组合物，更具体来说，是涉及所谓“快速粘合”型的粘合剂组合物。

以单体2-腈基丙烯酸（C_1-5）烷基酯（例如2-腈基丙烯酸乙酯）为主要成分的“快速粘合”剂在市场上早有销售。此类粘合剂在无氧环境中，受大气水分作用，能迅速固化。但是这类粘合剂有许多缺点，第一，它们不适用于多孔底物，例如纸张、卡片纸板、皮革和木材，据认为这是由于多孔底物不能提供必需的无氧环境，还由于粘合剂被底物吸收之故。

第二，由于粘合剂在固化时形成脆性聚合物，因此粘结处的抗拉强度或抗冲击强度较低。另外，在约70-80℃下，粘结处趋向软化，这一温度范围通常很易遇到，如在家用圆盘形洗衣机中，因此，对此类粘合剂的使用又增加一种局限性。

第三，因为这种单体酯具有高度挥发性，一旦打开瓶子或管子，就有单体泡沫渗出。渗出的单体会沉积为稍白色的聚合物层。该单体酯还带有刺激性的令人不愉快的气味，这就影响其在工业和家庭中的应用。

很久以来，人们一直试图将粘合加速剂（例如冠醚或聚乙二醇醚）加到腈基丙烯酸酯粘合剂组合物中，用以克服用于多孔底物，尤其是用于木材时所产生的困难。采用该方法的问题是，在同一组合物中存在粘合加速剂和稳定剂，这就会产生一种很不稳定的平衡，使得该类粘合剂的储藏稳定性差。

本发明提供一种粘合剂组合物，该组合物包括：

（a）77-95%（重量）的2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯单体;

（b）3-15%（重量）的平均分子量为400，000至600，000的聚-丙烯酸或甲基丙烯酸的（C_1-5）烷基酯;

（c）2-8%（重量）的疏水气相法二氧化硅;以及

（d）100至1000ppm（重量）的聚合稳定剂;

所有比例均以（a）至（c）三组分的总重量计算。

本发明的粘合剂组合物克服了现有“快速粘合剂”的许多缺点。本发明粘合剂组合物能迅速固化，并可用在多孔底物上。此外，它不存在上述诸如高挥发性、脆性粘合、抗热性差和令人不愉快气味等缺点。

在本发明的粘合剂组合物中，用2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯作为单体腈基丙烯酸酯，而不用通常所用的2-腈基丙烯酸（C_1-5）烷基酯。该腈基丙烯酸酯的用量为77-95%（重量），以85至90%（重量）为佳（以（a）至（c）组分的总重量为基准）。优质腈基丙烯酸酯应是高纯度的，最好约99.5%（重量）纯度。

腈基丙烯酸酯配合两种经选择的增稠剂一起使用，所述增稠剂即为平均分子量400，000至600，000的聚丙烯酸或甲基丙烯酸的（C_1-5）烷基酯，以及疏水气相法二氧化硅。

聚（甲基）丙烯酸（C_1-5）烷基酯的用量为3-15%（重量），以6-10%（重量）为佳（以（a）至（c）组分的总重量为基准）。适宜的例子如聚（甲基）丙烯酸乙酯或聚（甲基）丙烯酸甲酯，最好采用聚甲基丙烯酸甲酯，适用的聚甲基丙烯酸甲酯在市场上可得到，其商品名称为“Plexidon”M449，M489或M527（西德Darmstadt的Roehm AG.公司生产）。

疏水气相法二氧化硅（也称作焦化硅石）的用量为2-8%（重量），以2.5-5%（重量）为佳（以（a）至（c）组分的总重量为基准）。适用于本发明粘合剂组合物的疏水气相法二氧化硅在市场上可得到，其商品名称为“Aerosil”R802、R812或R972（西德，法兰克福，Degussa，公司生产），“HDK”H15或H20（酉德慕尼黑Wacker-Chemie    GmbH，公司生产）和“Cabosil”N5（美国Cabot    Co.公司生产）。

本发明的粘合剂组合物还包括一种或几种“快速粘合剂”组合物中常用的聚合稳定剂，用以防止腈基丙烯酸酯过早聚合。本发明的粘合剂组合物最好包含两种稳定剂，即抗游离基聚合稳定剂和抗阴离子聚合稳定剂，其中每一种稳定剂的适宜用量为100至500ppm（重量），所有计量（ppm＝百万分之一）均以（a）至（c）组分的总重量为基准。

适用于本发明组合物的稳定剂是那些常用的或适于市售的、以腈基丙烯酸酯为主要成分的快速粘合剂用的那些稳定剂。此类稳定剂包括氢醌（防止腈基丙烯酸酯进行游离基聚合）和酸性稳定剂，例如五氧化二磷（或磷酸）和对-甲苯磺酸（两者都能防止腈基丙烯酸酯进行阴离子聚合）。适用于本发明粘合剂组合物的稳定剂混合物包括100至500ppm（以约200ppm为佳）（重量）的氢醌和100至500ppm（以约300ppm为佳）（重量）的五氧化二磷。但是也可采用其它酸性稳定剂混合物。

本发明的粘合剂组合物的粘度范围是50至800泊，以80至150泊为佳，因此，该组合物像胶那样，有较大的稠度。

意想不到的是，在本发明的粘合剂组合物中，以给定量，将选出的腈基丙烯酸酯和两种选出的增稠剂混合能与多孔底物牢固粘合。这无需混合碱性粘合加速剂就可达到，因此，本发明粘合剂组合物不会降低储藏稳定性。本发明组合物确实具有极会的储藏稳定性和上述的其它优点。

采用本发明的粘合剂组合物有利于任一用途，其中粘合在一起的底物表面，至少有一个是多孔的，例如纸张、卡片纸板、皮革、木材、陶器和瓷器。木材底物的粘合具有实用上的特殊重要性。但是本发明的粘合剂组合物还可用于光滑和无孔底物。

本发明的粘合剂组合物由于粘性大，因此可方便地用来粘合倾斜表面或垂直表面，不会产生波纹和流挂。它还可成功地用来粘合不平整底物，以及充填被粘接的底物内或底物之间的小缝隙和缺口。

就本发明粘合剂组合物的制备而言，如上所述，一开始最好确保2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯有足够的纯度，并测试其稳定性，例如将它保留在80℃以上至少7天。

此外，必须在低真空下加热，使聚（甲基）丙烯酸烷基酯予先充分干燥。这确保了所有水分和过氧化物（其中任一组分都会引起过早固化）均可去除。最好一直维持低真空直到聚（甲基）丙烯酸烷基酯快要与其它组分混合之前（例如不超过混合前5分钟）。

一般来说，所有组分都应该采用干燥的。

本发明粘合剂组合物的制备方法：首先把酸性稳定剂在搅拌下加到腈基丙烯酸酯单体中，接着加入干的无过氧化物的聚（甲基）丙烯酸烷基酯。此后，将该混合物加热至不超过80℃，然后不断搅拌使其冷却至室温。最后，将疏水气相法二氧化硅加到该冷却混合物中，并稍稍搅拌。

下表列出了几个实施例的数据，用以说明本发明。在每个实施例中，用上述方法制备粘合剂组合物。表中列出了所得组合物的各种组分的比例（%w/w）和粘度（泊）。所有组合物在80℃下能稳定7天以上。

表

实施例    1    2    3    4    5    6

2-腈基丙烯酸

2′-乙氧基乙酯    82.95    88.95    94.95    77.05    88.00    89.50

聚甲基丙烯酸甲酯    15.00    3.00    3.00    15.00    9.00    8.00

（Plexidon    M449）

气相法二氧化硅    2.00    8.00    2.00    7.90    3.00    2.50

（Aerosil    R972）

五氧化二磷    0.03    0.03    0.03    0.03    0.03    0.03

氢醌    0.02    0.02    0.02    0.02    0.02    0.02

粘度（泊）    600    200    50    800    180    120

Claims (10)

1、一种粘合剂组合物，该组合物含有：

(a)77-95%(重量)的2-腈基丙烯酸2′-乙氧基乙酯；

(b)3-15%(重量)的平均分子量为400，000至600，000的聚-丙烯酸或甲基丙烯酸的(C_1-5)烷基酯；

(c)2-8%(重量)的疏水气相法二氧化硅；以及

(d)100至1000ppm(重量)的聚合稳定剂；

所有比例均以(a)至(c)组分的总重量为基准。

2、根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中组分（a）占（a）、（b）、（c）三组分总重量的85-90%。

3、根据权利要求1或2的粘合剂组合物，其中组分（b）占（a）、（b）、（c）三组分总重量的6至10%。

4、根据权利要求1至3的任一项所述的粘合剂组合物，其中组分（c）占（a）至（c）三组分的总重量的2.5至5%。

5、根据权利要求1至4的任一项所述的粘合剂组合物，其中组分（b）包括聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

6、根据权利要求1至5的任一项所述的粘合剂组合物，其中组分（d）包括防止游离基聚合的稳定剂和防止阴离子聚合的稳定剂。

7、根据权利要求6所述的粘合剂组合物，其中防止游离聚合的稳定剂包括氢醌，防止阴离子聚合的稳定剂包括酸性稳定剂。

8、根据权利要求6或7所述的粘合剂组合物，其中每种稳定剂组分占（a）至（c）三组分的总重量的100至500ppm。

9、根据权利要求1至8中任一项所述的粘合剂组合物的粘度范围是50至800泊。

10、根据权利要求9所述的粘合剂组合物，其粘度范围是80至150泊。