CN108463544A - 涂覆工业生产线的清洁组合物 - Google Patents
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Abstract
1)清洁组合物,其包含:‑5%至99%的不与水分(a)反应的热塑性聚合物,‑1%至15%的单官能硅烷化合物(b);‑从0%至94%的选自增塑剂(c1),油(c2)或增粘树脂(c3)的化合物(c);所述组合物是均匀的并且具有在100℃测量的在20‑200,000mPa.s范围内的布鲁克菲尔德粘度。2)用于清洁涂覆有包含具有烷氧基硅烷基团的聚合物P的组合物C层的工业设备的壁的方法,所述方法包括将所述组合物C与根据1)所述的清洁组合物混合。
Description
本发明的主题是特别地适用于清洁工业设备的壁的组合物,所述工业设备涂覆有包含具有烷氧基硅烷基团的聚合物的组合物层,特别地可热交联粘合剂组合物层。所涉及的工业设备例如是用于制造所述粘合剂组合物的方法中的那些或用于实施通过使用后者的涂覆方法的那些,为了制造自粘型载体,特别地通过涂覆工业生产线。本发明还涉及使用根据本发明的组合物清洁所述壁的方法。
特别地,由申请PCT WO 2009/106699和EP 2 336 208已知可热交联的粘合剂组合物,其包含:
- 包含两个烷氧基硅烷类型的可水解端基的聚合物,
- 一种增粘树脂,和
- 交联催化剂。
这种组合物有利地用于制造本身用于制造标签和/或自粘胶带的自粘载体。这是因为自粘型载体在环境温度下具有即时粘合性和立即粘性(也称为粘性),这使得它们能够在轻微和短暂的压力下瞬时粘附到基底上。
这些自粘载体通常通过包括以下阶段的方法制造:
- (a)将这种粘合剂组合物预热至50℃和130℃之间的温度,和然后
- (b)通过诸如唇形喷嘴的涂覆装置将其涂覆在载体上,和然后
- (c)通过在50℃和150℃之间的温度下加热使由此涂覆的载体交联。
术语“交联”应理解为表示化学反应,在该化学反应期间聚合物的不同聚合链的烷氧基硅烷类型的可水解基团(特别是末端基团)在大气湿度的作用下彼此反应以形成硅氧烷类型的键,从而导致所述链的生长并形成三维聚合物网络。如此形成的三维聚合物网络与组合物中包含的一种或多种增粘树脂一起有助于在载体上赋予所需的自粘性并且在借助于轻微和短暂的压力将所述载体固定到基材上之后,所述粘合密封牢固地结合所述载体和基底。交联反应也可以部分地以不希望的方式在粘合剂组合物成分中痕量存在的水的作用下进行。
根据现有技术的第一已知实施例,适用于实施上述自粘载体的制造方法的工业设备首先包括用于储存粘合剂组合物的罐,所述粘合剂组合物包含具有两个烷氧基硅烷端基,例如以200升筒的形式。在环境温度下通常为固体或极其粘稠的粘合剂组合物被加热,优选加热至80℃至130℃的温度,以显示足够的粘度以使其在线循环。为此设置有加热装置,其通常由与筒中的粘合剂组合物接触并由电阻进行电加热的板组成。备有所述板(在下文中由术语“加热板”表示)在其与待加热的粘合剂组合物接触的部分上设置有平滑的交换表面或更常见的具有通过与所述表面形成一定角度的叶片的存在而增加交换表面,。
该工业设备还包括涂覆喷嘴和通过循环泵将加热板连接到所述喷嘴的进料管线。进料管线本身具有适合于保持粘合剂组合物在线循环所需的高温的加热装置。进料管线例如可以是用金属丝网增强的柔性聚四氟乙烯(PTFE)软管,该金属丝网配备有电阻并且该软管与外部环境绝热。
然后借助于涂覆喷嘴将控制厚度(相当于以克/平方米表示,也是受控制的)的粘合剂组合物层施加到在所述喷嘴前面的辊上向前推进的载体,并且通过烘箱或室将如此涂覆的层置于受控温度和受控湿度下,从而使粘合剂组合物中包含的具有烷氧基硅烷端基的聚合物交联。
欧洲专利申请EP 2 878 364描述了工业设备的另一个实施例,该工业设备由第一实施方式的改进通过在涂层喷嘴的进料管线上以及在涂层喷嘴的上游插入感应加热设备而得到,该感应加热设备通过由电感电缆产生的磁场引起的福柯电流。该加热装置使得粘合剂组合物能够更好地达到在涂覆喷嘴处流化所需的施加温度,而没有在加热板和/或通向所述喷嘴的供给管线中的过早交联的风险。该加热装置包括静态混合器,该静态混合器由包含导电材料的管构成,该导管形成用于循环插入到喷嘴的供给管线中的粘合剂组合物的管,并且其中定位混合元件的组件。这些混合元件表现出用于粘合剂组合物在循环中偏转的表面,适合于在短距离内改善其均匀性。除了静态混合器之外,感应加热装置因此还包括围绕管定位的螺线管形式的电感器电缆方式
欧洲专利申请EP 2 886 201描述了工业设备的又一个实施例,该设备由第一实施例的改进通过从两个来源供应涂覆喷嘴的供给管线而产生。由两种来源供应使得可以分离具有烷氧基硅烷类型端基的聚合物和交联催化剂。换言之,储罐(通常为200升筒)至少包含所述聚合物和增粘树脂而不含催化剂,催化剂在供料管线处通过混合器引入,该混合器可以是上述类型的动态混合器或静态混合器。从这两个不同的来源供应可以限制在通向涂覆喷嘴的管线中至少在与催化剂混合的上游具有烷氧基硅烷端基的聚合物过早交联的风险。
刚刚描述的工业设备可用于在连续条件下或通过制造不同等级的可热交联的粘合剂组合物的工艺,目的在于用于制造不同等级的相应自粘合载体。这些不同等级的粘合剂组合物在具有烷氧基硅烷端基的聚合物和/或增粘树脂的性质上不同。当制造这些等级之一结束时,用于所述组合物的储罐(例如200升筒)耗尽时,有必要停止该设备的运行并且随后将其拆卸并且进行清洁。
由于其高度粘性,残留量的可热交联的粘合剂组合物存在于和/或能够存在于工业生产线各个区域的壁上,尤其是在“死”区域,换句话说,在连续条件下生产线操作期间,组合物的流速与其接触的生产线区域很弱或不存在。这样的壁例如是设置或不设置叶片的加热板的表面,由上述增强PTFE制成的柔性加热软管的内壁,由不锈钢制成的部件的内壁,其连接至加热板和涂层喷嘴,最后是位于涂覆喷嘴内部的一些壁。当在设备中存在静态或动态混合器时,粘合剂组合物的量也可以保留在存在于所述混合器的管中的混合元件上。
事实上,关闭工业设备,然后拆除设备,具有将空气引入生产线的作用。其结果是包含在这些剩余量的粘合剂组合物中的具有烷氧基硅烷端基的聚合物,根据交联反应,与周围空气的湿气反应,形成其部分交联的残余产物。这些交联的残留产物是非常高粘度的凝胶,因此实际上不再混合在非交联的粘合剂组合物中。这些交联的残留产物还能够在填充有可热交联的粘合剂组合物的工业设备在粘合剂组合物的成分中痕量存在的水的作用下长时间关闭的情况下形成。
正是由于它们的粘附性和粘性,这些交联的残留产物非常坚固地粘附在生产线死区的内壁上。由于这个原因,它们会导致设备结垢并堵塞其中的一些部件,这会干扰或阻止任何后续的重新启动。
这些非常粘的残渣的去除和排出因此是在环境温度下在工业上非常困难的操作。
出于同样的原因,清洁工业设备也是非常困难的,更通常地,这些工业设备已经与包含具有端基烷氧基硅烷类型的聚合物,特别是可热交联的粘合剂组合物的组合物接触。作为这种设备的其他例子,可以提及用于制造所述组合物的混合器。
可以设想通过诸如甲基乙基酮或乙酸乙酯的溶剂由操作者手动清洁。然而,这样的解决方案给操作人员带来了严重的工业健康和安全问题,并且由于爆炸性气体的风险,需要合适的工业设备。
通过研磨剂除去这些残留物表现出由于在重复使用过程中可能由此导致的内部损坏以及由于在设备中存在难以达到的区域而导致的不能被正确清洁的缺点。
本发明的目的是全部或部分克服这些困难。
本发明的第一个主题是清洁组合物,其基于所述组合物的总重量包含:
- 5重量%至99重量%的不与水分反应的热塑性聚合物(a),其选自:
- 具有羟基或烷基端基的聚氨酯,特别是由聚醚多元醇,聚酯多元醇和/或聚烯烃多元醇获得的聚氨酯;
- 聚酰胺;
- 聚酯;
- 基于乙烯的共聚物,特别是基于乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物,基于乙烯和丙烯酸酯的共聚物;
- 无定形聚(α-烯烃),通常由APAO(用于无定形聚α烯烃),聚丁二烯或聚异戊二烯的首字母缩写表示;
- 嵌段聚烯烃;
- 苯乙烯嵌段共聚物;
- 丙烯酸共聚物,特别是丙烯酸嵌段共聚物;
- 通过氧化α-烯烃获得的聚合醇,
- 1重量%至15重量%的包含单个烷氧基硅烷基团的硅烷化合物(b);
- 从0%至94%重量的选自增塑剂(c1),油(c2)或增粘树脂(c3)的化合物(c);
所述组合物是均匀的并且具有根据标准ASTM D 3236在100℃下测量的布鲁克菲尔德粘度,其范围为20至200000mPa·s。
规定使用不定冠词“一(种)(a,an)”或“一个(a,an)”来表示组合物中包括的成分(a),(b),(c),(c1),(c2)和(c3)应该以“至少一个(种)”或者“一个(种)或多个(种)”的含义来理解本发明。因此,清楚地理解,所述组合物可以包含一种或多种聚合物(a),一种或多种化合物(b)以及一种或多种化合物(c),后者也可以是多种取自成分(c1),(c2)或(c3)中的相同或不同类型的组分。
这是因为已经发现这种清洁组合物能够在50℃至130℃之间,优选在80℃至120℃之间的温度下与可热交联的粘合剂组合物形成基本均匀的混合物,可热交联的粘合剂组合物包含具有烷氧基硅烷类型端基的聚合物。所述混合物具有不粘性,粘度和随时间的粘度的稳定性的有利性能。由于这些性能,本发明的清洁组合物可以进料到工业生产线中,在工业生产线中特别地在其壁上出现可热交联的粘合剂组合物的残余物,和适合于以可以在设备中循环的粘性液体形式排出所述残余物,特别地是通过一个或多个泵。因此工业生产线可以清除所述可交联粘合剂组合物的残余物。此外,已经发现具有烷氧基硅烷端基的聚合物的交联风险因此被避免,因此形成交联的残余产物强烈地附着到生产线的壁上,因此防止了堵塞生产线。
术语“不与水分(humidité)反应的热塑性聚合物”旨在表示没有易于与大气湿气反应(特别地通过交联反应)形成三维聚合物网络的化学官能团的任何聚合物或共聚物,例如烷氧基硅烷和异氰酸酯官能团。
不与水分反应的热塑性聚合物(a)优选选自聚氨酯,聚酰胺,聚酯,乙烯-基共聚物,丙烯酸共聚物和通过氧化α-烯烃获得的聚合醇。
甚至更优选的聚合物(a)是基于乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物(下文称为缩写EVA)和具有羟基端基的聚氨酯。
作为商业上可获得的EVA的例子,可以提及由Arkema出售的Evathane® 40-55。作为具有羟基端基的聚氨酯的例子,可以提及由聚己内酯获得并由Lubrizol销售的PearlbondTM100。
除了不与水分(a)反应的热塑性聚合物之外,根据本发明的清洁组合物还包含基于所述组合物总重量的1重量%至15重量%的硅烷化合物( b),其包含单个烷氧基硅烷基团,所述化合物也由术语“单官能硅烷”表示。
硅烷化合物(b)包含单个烷氧基硅烷基团,优选式(I):
其中:
- R1和R2,相同或不同,各自表示1至4个碳原子的直链或支链烷基,任选被氧原子插入,另外任选地当存在多个R2基团时,对于R2基团,它们相同或不同,形成一个环;
- n是等于0、1或2的整数。
根据优选的替换方式,硅烷化合物(b)选自下式的化合物:
其中:
-R1、R2和n如权利要求4所定义;
-R3表示二价亚烷基,其优选为直链的,包含1至4个碳原子;
- R4表示包含2至60个碳原子的直链或支链烷基或链烯基;
-R5,R6和R7各自独立地表示直链或支链、芳族或脂环族的包含1至60个碳原子的烷基或烯基;
-R8表示直链或支链、芳族或脂环族的包含1至6个碳原子的直链或支链烷基或烯基;
-R9代表氢原子、直链或支链烷基或链烯基、含有1至60个碳原子的芳族基团或脂环族基团。
以上定义的式(II)至(VI)的化合物根据已知方法制备,并且许多可商购获得。
因此作为化合物(b)的例子可以提及:
- 式(II)化合物(b):具有下式的Silquest® Y 15866:
可从Momentive获得;
- 式(IV)的化合物(b):
- 下式 Geniosil® XL 33:
其可从Wacker Chemie获得;
-下式Silquest® A 174:
可从Momentive获得;
- 式(V)的化合物(b):
- 下式 Geniosil® XL 63:
- 下式Geniosil® XL 65::
- 下式Geniosil® GF 60:
。
这三种化合物可从Wacker Chemie获得。
最后,除了成分(a)和(b)之外,根据本发明的组合物还可以包含任选最多94重量%的选自增塑剂(c1),油( c2)或增粘树脂(c3)的化合物(c)。
根据本发明组合物的一个实施方案,化合物(c)是有利地选自苯甲酸酯或邻苯二甲酸酯(例如邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异丁酯)的增塑剂(c1)。
来自这些化学家族的许多增塑剂可以商购。因此,作为苯甲酸酯型增塑剂的例子,可以提及以下商品:
- 可以商品名Uniplex® 512购自Lanxess的新戊二醇二苯甲酸酯;
- 可从Eastman以商品名Benzoflex TM 9-88 SG获得的二丙二醇二苯甲酸酯;
- 可从Kalama Chemical以商品名K-Flex® 850S得到的二甘醇二苯甲酸酯和二丙二醇二苯甲酸酯的混合物;
- 可从Eastman以商品名Benzoflex TM 2088得到的二甘醇二苯甲酸酯,二丙二醇二苯甲酸酯和三甘醇二苯甲酸酯的混合物。
油(c2)有利地选自植物油,环烷矿物油,石蜡矿物油或环烷石蜡和石蜡矿物油的混合物,或者同样饱和或不饱和的直链或支链脂肪醇,其包含10-20个碳原子。这种油(c2)也可商购。因此可以提及的是,作为环烷矿物油类型的商业产品,来自Nynas的Nyflex®222B以及作为石蜡矿物油类型的商业产品的来自Esso的Primol® 352。
根据本发明组合物的另一个实施方案,化合物(c)是数均摩尔质量Mn为200Da至10kDa的增粘树脂(c3)。
显示的数均摩尔质量以道尔顿(Da)表示,并通过凝胶渗透色谱法测定,该色谱柱用聚苯乙烯标准物校准。
树脂(c3)有利地选自:
- (i)在Friedel-Crafts催化剂存在下通过萜烯烃和酚类的聚合获得的树脂;
- (ii)通过包含α-甲基苯乙烯聚合的方法获得的树脂,所述方法也可以包含与酚类的反应;
- (iii)天然来源的松香或改性松香,例如从松树树胶提取的松香,从树根提取的木松香及其衍生物,其被氢化、二聚化、聚合或使用一元醇或多元醇例如甘油酯化;
- (iv)由石油馏分得到的具有约5、9或10个碳原子的不饱和脂族烃的混合物的氢化、聚合或(与芳烃)共聚得到的树脂;
- (v)通常在Friedel-Crafts催化剂存在下由萜烯烃例如单萜(或蒎烯)聚合得到的萜烯树脂;
- (vi)基于天然萜烯的共聚物,例如苯乙烯/萜烯、α-甲基苯乙烯/萜烯和乙烯基甲苯/萜烯;或
- (vii)在100℃粘度小于100Pa·s的丙烯酸树脂。
这样的树脂是可商购的,并且在上面定义的类型(i),(ii)和(iii)中的那些中,可以提及以下产品:
- (i)类型树脂:Dertophene® H150,可从DRT获得,摩尔质量Mn等于约630Da;购自Arizona Chemical的Sylvarez® TP95,其摩尔质量Mn约为1200Da;
- (ii)类型的树脂:购自Cray Valley的Norsolene® W100,其通过α-甲基苯乙烯的聚合获得而没有酚类的作用,数均摩尔质量为900Da;以及购自Arizona Chemical的Sylvarez® 510,其摩尔质量Mn约为1740Da,其制备方法也包括加入酚;
- (iii)类型的树脂:Sylvalite® RE 100,其是松香和季戊四醇的酯,可得自ArizonaChemical,其摩尔质量Mn约为1700Da。
根据本发明组合物的优选替换方式,使用选自(i)类型的树脂作为树脂(c3)。
根据本发明的组合物是均匀的。
术语“均匀组合物”应理解为这样的事实,即组合物中包含的成分(a),(b)和(c)的性质和重量含量选择为使得后者在加热至50℃至130℃的范围内的温度时是均匀的,通过单一相的存在和所述组合物的均匀外观可以看出均匀性特性。在100℃温度均匀的根据本发明的组合物是更特别优选的。
根据本发明的组合物在100℃测量的粘度在20至200000mPa·s的范围内。所述粘度根据标准ASTM D 3236通过布鲁克菲尔德粘度计测量。
优选地,所述粘度在500至50000mPa·s的范围内,更优选在1000至30000mPa·s的范围内,和更优选在4000至20000mPa·s的范围内。
另外优选在本发明组合物中包含0.1%至2%量的一种或多种稳定剂(或抗氧化剂)。引入这些化合物是为了保护组合物免于由与热,光或残余催化剂对某些起始材料例如增粘树脂的作用易于形成的氧反应所导致的降解。这些化合物可以包括主要抗氧化剂,其捕获自由基并且通常是取代的酚,例如来自Ciba的Irganox® 1010。主要抗氧化剂可以单独使用或与其他抗氧化剂,例如亚磷酸盐,例如Ciba的Irgafos® 168一起使用。
根据本发明的清洁组合物可以通过将其成分以液态混合来制备,合适的话,排除空气(优选在惰性气氛下)通过加热以获得它们处于熔融状态或使其变得更流动。当组合物包含增塑剂(c1)时,后者首先引入混合容器中。在所有情况下,在所有其他成分之后加入硅烷化合物(b)。如果合适的话,在引入热塑性聚合物(a)之后和引入硅烷化合物(b)之前加入稳定剂。
本发明还涉及用于清洁涂有组合物C层的工业设备壁的方法,所述组合物C包含具有烷氧基硅烷基团的聚合物P,所述方法包括将所述组合物C与根据本发明的组合物混合。
具有烷氧基硅烷基团的聚合物P应理解为是指平均分子量在100至250000g /mol,优选200至80000g / mol,和更优选500至60000g/ mol的范围内的聚合物或低聚物,所述聚合物P包含至少两个烷氧基硅烷基团。
聚合物P的主链优选选自聚醚链,聚氨酯链,包含聚氨酯/聚醚和聚氨酯/聚酯嵌段的链。
烷氧基硅烷基团可以接枝到聚合物链的末端或链的另一部分。优选地,将烷氧基硅烷基团接枝到聚合物主链的两个末端中的每一个末端,这种基团被描述为“烷氧基硅烷端基”或“烷氧基硅烷末端基团”。烷氧基硅烷基团应理解为是指式(VII)的基团:
其中:
- R10和R11,相同或不同的,各自表示1至4个碳原子的直链或支链烷基,任选被氧原子插入,另外当存在多个R11基团时,对于R11,它们相同或不同,形成一个环;
- p是等于0,1或2的整数。
优选地,组合物C是可热交联的粘合剂组合物,并且更优选地,除了具有烷氧基硅烷基团(特别是端基)的聚合物P之外,还包含增粘树脂和交联催化剂。这种组合物C特别描述于申请WO 2009/106699和EP 2 336 208中。
由于它们高度粘稠的性质,这些组合物的残余量存在和/或容易存在于与它们接触的工业设备的壁上,更具体地说是内壁,涂覆所述壁或多或少的连续或不连续的厚层。
在也是本发明主题的方法中使用的根据本发明组合物的量取决于待清除的组合物C的量。相对于包含在组合物C的量中的聚合物P的烷氧基硅烷基团的当量数量,所述量对应于大量过量的包含在本发明组合物的量中的硅烷化合物(b)的烷氧基硅烷基团的当量数量。优选地,该量对应于化合物(b)的烷氧基硅烷基团的当量数量/聚合物P的烷氧基硅烷基团的当量数量比率至少等于2,优选至少等于5。
根据本发明方法的优选替换方式,工业设备(其壁可以通过所述方法清洁)包括在工业装置中,所述工业装置适于通过涂覆所述组合物C制备自粘型载体,也由术语“涂覆工业生产线”表示。这些设备特别地:
- 含有待涂布的组合物C的一个或多个储罐(例如筒),其目的是通过加热使其流化:
- 一个或多个适于加热存在于所述一个或多个筒中的粘合剂组合物C的加热板,更具体地,所述一个或多个板的下部与所述粘合剂组合物C接触;
- 涂覆头(例如涂覆喷嘴);
- 将一个或多个加热板连接到所述头的一条或多条进料线。
在涂覆工业生产线中存在多个储存罐并因此存在多个加热板,使得可以获得装置生产率的有利提高。
作为涂覆生产线的元件,以及其残留量的组合物C存在和/或可能存在的壁上,也可以列举其他工业设备:
- 泵,
- 过滤器,
- 含有呈粘性液体形式加热的组合物C并在惰性气氛下的具有盖的槽(bacstampons),
- 例如用作感应加热装置的组成部分的静态混合器(特别地其混合元件),或最终
- 例如双螺旋型的动态混合器。
涂覆工业生产线通常在连续条件下运行。因此,涂覆有组合物C层的相应工业设备的壁尤其特别是死区的那些,换言之与组合物C的流动速率接触的生产线的区域,在连续条件下的生产线运行期间,它很弱或不存在。这样的壁例如是设置或不设置叶片(ailettes)的加热板的表面,由上述增强PTFE制成的柔性加热软管的内壁,由不锈钢制成的部件的内壁,加热板和涂层喷嘴,最后地位于涂覆喷嘴内部的一些壁。在关闭和拆卸之后,在连续条件下操作的涂覆生产线中包括的工业设备上可以观察到存在死区壁上残余量的组合物C。
根据本发明方法的甚至更优选的替代实施方案,涂覆工业生产线以半连续模式进料,使用筒(例如200升)作为储罐,其中组合物C以通常固体或在环境温度下极其粘稠的液体的形式包装。存在于这样的筒中的组合物C通过与加热板接触而加热,优选在80℃至130℃的温度进行加热,以显示足以进行在线循环的粘度。
为了制造所需量的特定等级的自粘型载体,根据所述替换方式在连续条件下操作的涂覆生产线的管理者在需要时执行用组合物C的满筒替换空筒。这种替换不需要关闭工业设备。
另一方面,当涂覆工业生产线的管理者通过一定等级的可热交联的粘合剂组合物完成了制造所需量的自粘型载体时,或者当希望用另一种等级粘合剂组合物进行涂覆时,必须关闭该装置,然后任选地为了清洁它而拆卸它。
根据所述优选替换方式,作为本发明主题的清洁方法于是包括在涂覆工业生产线的连续条件下操作之后且在其关闭之前的所述生产线的进料阶段,所述生产线具有包含根据本发明的清洁组合物的筒,替代含有组合物C的筒。
因此,清洁组合物因此在连续条件下进料到涂覆工业生产线中所需的时间以填充它,除去粘附到壁,特别地死区的组合物C的残余物,并确保将所述残余物排出生产线,避免形成交联残留物的风险,所述残留物非常强地粘附在壁上。
然后用本发明的清洁组合物填充工业生产线,其粘度随时间有利地稳定,并且不存在形成易于堵塞或污染装置的沉积物的风险。根据本发明方法的另一个实施方案,工业生产线在其关闭期间保持填充有根据本发明的清洁组合物。
在开始制造另一等级的可热交联的粘合剂组合物C期间,向工业涂覆生产线供应所述组合物并且因此借助于清洁组合物的粘度和流动的有利特性从所述生产线清除其包含的清洁组合物。
以下实施例纯粹是通过对本发明的说明而给出的,并且不应被解释为限制其范围。
实施例1:基于EVA的清洁组合物
1.准备工作:
表1中出现的组合物通过首先将增塑剂(c1)引入配备有机械搅拌器并连接到真空泵的电加热玻璃反应器中来制备。保持搅拌增塑剂并在真空下直到温度达到145℃。
然后缓慢加入作为热塑性聚合物(a)的粒状EVA。保持搅拌并重新建立真空,直至获得均匀的液体混合物,即约60分钟。
然后冷却液体混合物直到达到85℃的温度,然后通过注入干燥的氮气(含有小于3ppm的水)使反应器回到大气压力。随后在相同的氮气氛下加入表1中所示的单官能硅烷化合物(b)。一旦该充电完成,就在反应器中重新建立真空和搅拌以均化混合物,即约15分钟。
所获得的组合物的粘度在100℃通过布鲁克菲尔德粘度计测量,所述布鲁克菲尔德粘度计配备有以10转/分钟的速度旋转的A27针并且根据标准ASTM D3236进行。所获得的值示于表1中。
最终获得的组合物包装在容量为350毫升的圆柱形铝筒中,该筒通过卷曲盘形底部而被排除空气而密封封闭。
2.清洁的有用性测试:
2.1.测试和结果说明:
下面描述用于量化在1中制备的组合物的用途的试验,该试验用于清洁涂有包含具有烷氧基硅烷类型的端基的聚合物的可热交联的粘合剂组合物的反应器的壁。
在该试验之前,制备将其包装在筒中(与上述相同)所需的参考R的可热交联的粘合剂组合物的量,该组合物包含:
- 53.7重量%的由聚丙二醇(或聚(异丙氧基)二醇)获得并包含两个三甲氧基硅烷端基的聚氨酯,
- 在Friedel-Crafts催化剂存在下通过聚合萜烯烃和酚得到的增粘树脂44.7%,和
- 1.1%的交联催化剂。
组合物R是申请WO 2009/106699的实施例2中描述的组合物,并且参考该文件以获得与其组分的性质及其制备方法有关的细节。
首先分别将包含待测试的实施例1的组合物和参考组合物R的两个密封的铝筒在100℃的温度预热2小时。
使用一个500毫升的电加热玻璃反应器,该反应器装有一个高度可调的机械搅拌器,在整个试验过程中温度保持在100℃。将该反应器置于可控气氛下的罩下,温度为23℃,相对湿度为50%。
将50克参考组合物R引入反应器中。紧接着引入之后,关闭反应器并且将干燥的氮气(含有少于3ppm的水)循环约3分钟。机械搅拌器定位在反应器中的高度使得其不与组合物R接触。
停止氮气循环,打开反应器,然后在5和10分钟之间的时间内引入150克实施例1的组合物。然后用干燥的氮气(含少于3ppm的水)冲洗反应器5秒钟,并再次关闭反应器。机械搅拌器定位在与由最后一次引入所产生的组合物接触的高度。搅拌保持在30转/分钟1小时,该组合物与存在于反应器中的大气空气和氮气的混合物接触。
在一小时结束时,观察到在反应器中存在粘稠液体形式的均匀组合物。借助装有A27针的Brookfield粘度计,以10转/分钟的速度旋转,取出12.5克所述组合物的样品用于在100℃测量粘度。在将组合物引入粘度计20分钟后记录该值,所得值显示在表1中。
在取出用于测量粘度的12.5克组合物后,倾斜反应器以使其内容物通过重力流入容器中以便丢弃。
在将反应器冷却到环境温度后,随后通过用非织造材料制成的碎布进行简单擦拭手动除去残留在反应器壁上的产物,该使用干净抹布的擦拭必要时重复多次直至粘附到达反应器的壁的残留物不能再通过所述擦拭去除。然后用甲基乙基酮类型的溶剂洗涤以除去所述残余物并获得清洁的反应器。
在1)中制备的组合物用于清洁涂覆有组合物R的壁的有效性通过在用所述抹布擦拭反应器之后且在使用溶剂洗去附着的残留产物之前除去的反应器中残留的产物的量来评估。
该量根据以下分级评估:
+表示剩余产品的约50%的量已被移除
++表示残留产品的约75%的量已被去除
+++意味着大约95%的剩余产品已被去除
表1列出了获得的分级。
所获得的结果表明,在1中制备的组合物适用于清洁涂覆有参考可热交联的粘合剂组合物R的反应器的壁。
2.2.控制测试:
2.1中描述的程序,除了将参考组合物R引入反应器中并用氮气冲洗之后,将反应器在不引入清洁组合物的情况下打开约7分钟,使得组合物R保持仅与没有任何搅拌的存在于反应器中的大气空气和氮气的混合物接触1小时。
在一小时结束时,观察到,在反应器中存在(也称为“表皮”)的固体层占组合物R约50体积%并且非常牢固地粘附到壁和搅拌器上,观察到的。所述层对应于组合物R中包含的具有烷氧基硅烷基团的聚氨酯的交联。在这种情况下的清洁只能在将玻璃反应器和搅拌器浸入甲基乙基酮型溶剂中至少24小时来进行。
实施例2(对比):
除了10%的单官能硅烷(b)的含量降低至0以外,以及增塑剂(c)的含量从60%上升至70%以外,制备与实施例1相同的EVA-基组合物。
为此,重复实施例1的步骤1中所示的阶段,简单地省略单官能硅烷(b)的加料阶段并且在获得增塑剂(c1)和EVA(a)的均匀液体混合物之后测量粘度。
表1中示出了获得的组合物在100℃的粘度。
通过重复实施例1的2.中所示的程序进行该组合物清洁的有用性试验。
在将150g所述清洁组合物加入到反应器中并搅拌其与组合物R混合得到的组合物之后,观察到在不到一小时的时间内形成极粘稠凝胶形式的产品,其粘度不能用实施例1中使用的布鲁克菲尔德粘度计测量,并且非常坚固地粘附在反应器壁上和搅拌器上。该产品的存在在表1中由评论“凝胶”示出。
一旦将反应器的内容物倒入容器中以便丢弃,就不可能通过用碎布擦拭除去保留在反应器中的产品(其以附着在其壁和搅拌器上的所述凝胶的形式)。只用甲基乙基酮类型的溶剂洗涤可以除去所述残余物并获得清洁的反应器。这由表1中的等级“ - ”表示。
该组合物不适用于清洁与参考组合物R接触的反应器的壁。
实例3-8:
对于具有表1所示成分的性质和含量的组合物重复实施例1,其也显示了所制备的组合物在100℃的粘度以及用于所述组合物的清洁有用性测试所获得的结果。
实施例9:基于具有从聚己内酯获得的羟基端基的聚氨酯的清洁组合物
重复实施例1的1.所示的程序,以制备清洁组合物,其由以下物质组成:
- 作为热塑性聚合物(a)的以重量计25%的Pearlbond TM 100以颗粒形式引入,
- 作为单官能硅烷化合物(b)的5重量%的Geniosil ® XL 63;和
- 70重量%的Uniplex® 512作为增塑剂(c1)。
如此制备的所述组合物在100℃测得的布鲁克菲尔德粘度为2500mPa·s。
还进行了用于清洁的有用性测试。在混合1小时后获得的均匀组合物测量的100℃下的粘度为3000mPa·s。与测试相关的等级是:++。
实施例10(比较):
重复实施例9以制备与所述实施例相同的组合物,除了单官能硅烷(b)的含量降低至0,和增塑剂(c1)的含量从70%提高到75%之外。按照实施例2的方案进行制备。
如此制备的所述组合物在100℃下测得的布鲁克菲尔德粘度为4200mPa·s。
进行用于清洁的有用性测试导致与实例2相同的结果,形成凝胶并且不可能通过用碎布擦拭来除去残留在反应器中的产品。
实施例A(参考):制备具有羟基端基的热塑性聚氨酯
以下化合物用于该制备目的:
- 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),以商品名Vestanat® IPDI购自Evonik Industries,并显示-NCO基含量为37.6重量%;
- 线性聚醚多元醇Acclaim® 18200 N,可从Bayer获得并显示6.0mg KOH / g的羟值;和
- 一种基于锌的有机金属类型的催化剂,可从OMG Borchers GmbH以名称Borchi® KAT0244获得。
将聚醚多元醇引入配有机械搅拌器并连接到真空泵的玻璃反应器中,并且在真空下进行加热以达到85℃的温度直到所述聚醚的残余水含量小于150 ppm,所述含量通过卡尔费歇尔方法测量。将这些条件再保持另外的30分钟,然后在含有少于3ppm水的干燥氮气的循环下使系统恢复到大气压力。
然后将二异氰酸酯缓慢加入,并在加入二异氰酸酯结束20分钟后加入催化剂。在搅拌和氮气冲洗下将反应介质保持在85℃约90分钟,直到通过红外光谱法测量的NCO官能团完全消失。
引入的聚醚多元醇和二异氰酸酯的各自的量对应于表2中所示的重量含量,并且-NCO当量的数量/-OH当量的数量的比率等于0.5。
所获得的聚氨酯以包装在铝筒中的非常粘稠的液体形式存在。
表2(参考):由聚醚多元醇获得的聚氨酯
实施例11和12:基于实施例A的具有羟基端基的聚氨酯的清洁组合物
重复实施例1中第1点所述的步骤,以制备具有表3中所示成分的性质和含量的清洁组合物。为此,将含有实施例A聚氨酯的铝筒预热至约60℃后,将聚氨酯作为热塑性聚合物(a)加入到反应器中。
所得结果见表3。
实施例13:基于实施例A的具有羟基端基的聚氨酯的清洁组合物
重复实施例11和12所示的步骤,将增塑剂(c1)用增粘树脂Dertophene® H150(c3)代替,以制备具有表3所示成分含量的清洁组合物。
所得结果见表3。
表3:基于实施例A聚氨酯的组合物
实施例14(对比):基于实施例A的具有羟基端基的聚氨酯的组合物
重复实施例9,省略单官能硅烷(b)和表3中所示的成分含量。
所得结果见表3。
实施例B(参考):制备具有羟基端基的热塑性聚氨酯
以下化合物用于该制备目的:
- 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI),以商品名Isonate TM M 125购自DowChemical,并且显示-NCO基团的含量为33.6重量%;
- 购自Bayer的线型聚醚多元醇Voranol® EP 1900,其显示出28.5mg KOH / g的羟值;和
- 与实施例A相同的催化剂。
重复实施例A的步骤制备聚氨酯。
引入的聚醚多元醇和异氰酸酯的相应量对应于表2中所示的重量含量和-NCO当量数/ OH当量数的比率等于0.8。
实施例15-17:基于实施例B的具有羟基端基的聚氨酯的清洁组合物
在实施例1中描述的条件下,还将单官能硅烷(b)加入其中制备实施例B的聚氨酯的玻璃反应器中,以获得具有如表4中所示成分的性质和含量的清洁组合物。
所得结果见表4。
实施例18(对比):基于实施例B的具有羟基端基的聚氨酯的组合物
重复实施例15-17而也不加入单官能硅烷(b)。
所得结果见表4。
表4:基于实施例B的聚氨酯的组合物
Claims (15)
1.清洁组合物,其包含基于所述组合物的总重量:
- 5重量%至99重量%的不与水分反应的热塑性聚合物(a),其选自:
- 具有羟基或烷基端基的聚氨酯;
- 聚酰胺;
- 聚酯;
- 基于乙烯的共聚物;
- 无定形聚(α-烯烃)、聚丁二烯、聚异戊二烯;
- 嵌段聚烯烃;
- 苯乙烯嵌段共聚物;
- 丙烯酸共聚物;
- 通过氧化α-烯烃获得的聚合醇;
- 1重量%至15重量%的包含单个烷氧基硅烷基团的硅烷化合物(b);
- 从0重量%至94%重量的选自增塑剂(c1)、油(c2)或增粘树脂(c3)的化合物(c);
所述组合物是均匀的并且具有根据标准ASTM D 3236在100℃测量的布鲁克菲尔德粘度范围为20至200000mPa·s。
2.如权利要求1所述的组合物,其特征在于所述热塑性聚合物(a)选自聚氨酯,聚酰胺,聚酯,乙烯-基共聚物,丙烯酸共聚物和通过氧化α-烯烃获得的聚合醇。
3.如权利要求1或2中任一项所述的组合物,其特征在于所述热塑性聚合物(a)选自基于乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物和具有羟基端基的聚氨酯。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物,其特征在于所述硅烷化合物(b)的烷氧基硅烷基团具有式(I):
其中:
- R1和R2,相同或不同,各自表示1至4个碳原子的直链或支链烷基,任选被氧原子插入,另外任选地当存在多个R2基团时,对于R2基团,它们相同或不同,形成环;
- n是等于0、1或2的整数。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物,其特征在于所述硅烷化合物(b)选自下式的化合物:
其中:
-R1、R2和n如权利要求4所定义;
-R3表示二价亚烷基,其优选为直链的,包含1至4个碳原子;
- R4表示包含2至60个碳原子的直链或支链烷基或烯基;
-R5,R6和R7各自独立地表示直链或支链、芳族或脂环族的包含1至60个碳原子的烷基或烯基;
-R8表示直链或支链、芳族或脂环族的包含1至6个碳原子的烷基或烯基;
-R9代表氢原子、直链或支链烷基或烯基、含有1至60个碳原子的芳族基团或脂环族基团。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物,其特征在于所述化合物(c)为选自苯甲酸酯或邻苯二甲酸酯的增塑剂(c1)。
7.如权利要求1至5中任一项所述的组合物,其特征在于所述化合物(c)为数均摩尔质量Mn为200Da至10kDa的增粘树脂(c3)。
8.如权利要求7所述的组合物,其特征在于所述增粘树脂(c3)选自:
- (i)在Friedel-Crafts催化剂存在下通过萜烯烃和酚类的聚合获得的树脂;
- (ii)通过包含α-甲基苯乙烯聚合的方法获得的树脂,所述方法也可以包含与酚类的反应;
- (iii)天然来源的松香或改性松香,例如从松树树胶提取的松香,从树根提取的木松香,及其氢化、二聚化、聚合或使用一元醇或多元醇例如甘油酯化的衍生物;
- (iv)由石油馏分得到的具有约5、9或10个碳原子的不饱和脂族烃的混合物的氢化、聚合或(与芳烃)共聚得到的树脂;
- (v)通常在Friedel-Crafts催化剂存在下由萜烯烃例如单萜(或蒎烯)聚合得到的萜烯树脂;
- (vi)基于天然萜烯的共聚物,例如苯乙烯/萜烯、α-甲基苯乙烯/萜烯和乙烯基甲苯/萜烯;或
- (vii)在100℃粘度小于100Pa·s的丙烯酸树脂。
9.如权利要求8所述的组合物,其特征在于使用选自(i)类型的树脂作为树脂(c3)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的组合物,其特征在于,其在100℃测量的粘度在500至50000mPa·s的范围内,优选在4000至20000Pa·s的范围内。
11.清洁涂覆有组合物C层的工业设备壁的方法,所述组合物C包含具有烷氧基硅烷基团的聚合物P,所述方法包括将所述组合物C与权利要求1-10任一项所定义的清洁组合物混合。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于聚合物P的主链选自聚醚链,聚氨酯链,包含聚氨酯/聚醚和聚氨酯/聚酯嵌段的链,和特征在于烷氧基硅烷基团接枝至所述主链的两端中的每一端。
13.根据权利要求11或12中所述的方法,其特征在于,除了所述聚合物P之外,所述组合物C包含增粘树脂和交联催化剂。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述工业设备被包括在用于所述组合物C的涂覆工业生产线中。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述涂覆工业生产线以半连续模式进料,使用用于包装组合物C的筒作为储存罐,和特征在于所述方法,在生产线连续条件下操作后并且在其关闭之前,包括用包含清洁组合物的筒进料后者的阶段,以替换含有组合物C的筒。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180828 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |