CN117157338A - 聚合物胶乳组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚合物胶乳组合物,涉及制备这种聚合物胶乳组合物的方法,涉及包含聚合物胶乳组合物的配混胶乳组合物,涉及聚合物胶乳组合物的用途,涉及制备浸渍模塑制品的方法,涉及制备连续弹性体膜和制备弹性体制品的方法,涉及修理或改造弹性体膜或制品的方法,以及涉及通过使用聚合物胶乳组合物制备的制品。
Description
本发明涉及聚合物胶乳组合物,涉及制备这种聚合物胶乳组合物的方法,涉及包含聚合物胶乳组合物的配混胶乳组合物,涉及聚合物胶乳组合物的用途,涉及制备浸渍模塑制品的方法,涉及制备连续弹性体膜和制备弹性体制品的方法,涉及修理或改造弹性体膜或制品的方法,以及涉及通过使用聚合物胶乳组合物制备的制品。
背景技术
在制备基于聚合物胶乳的制品的领域中,通常期望实现形成制品的膜有高拉伸强度以及同时有高伸长率,以向制品提供高机械强度和期望的柔软度。
在最近的过去,发现越来越多的人对胶乳基制品表现出过敏反应,例如在过去通常用于制造胶乳产品(例如含有高达5%非橡胶组分(例如蛋白质、脂质和微量元素)的浸渍模制产品)的天然橡胶胶乳。天然橡胶胶乳产品的使用者已经展现出I型超敏反应,其由天然橡胶产品中存在的残余可提取胶乳蛋白质引起。
天然以及人造聚合物胶乳通常使用包括硫和含硫促进剂的硫硫化体系交联。在橡胶手套制造中使用这些硫硫化体系可引起延迟IV型超敏反应,例如过敏性接触性皮炎。
因此,期望避免硫硫化体系,特别是提供可用于制造浸渍模塑制品的聚合物胶乳,其不需要包括先前在其中使用的含硫促进剂的标准硫硫化体系以获得最终产品的所需机械性能。
本发明的另一个目的是提供可以在较低温度和较短固化时间下固化的聚合物胶乳组合物,例如用于制造手套。
此外,工业上需要弹性体膜,其具有固有的自修复性质并且可以潜在地再循环以减少这样弹性体膜的不可用浪费以及避免包含这样弹性体膜的制品的最终失效。
因此,本发明的目的是提供一种聚合物胶乳组合物,以提供由所述聚合物胶乳组合物获得的可修理和可再循环的弹性体膜。
发明内容
以下条款归纳了本发明的一些方面。
根据第一方面,本发明涉及一种用于生产弹性体膜的聚合物胶乳组合物,其包含通过烯属不饱和单体的混合物的自由基乳液聚合获得的胶乳聚合物(A)的颗粒,该混合物包含共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)、优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I),其中所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)的重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。
聚合物胶乳组合物可进一步包含交联化合物(B)。交联化合物(B)优选与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性。
烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)具有以下结构:
其中R1选自氢或烃基如甲基;
其中X是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基,优选直链C1-C20烷二基;
其中Y为O或NH,但优选为O,以及
其中每个R2独立地是氢或烃基,例如甲基。
烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)可具有以下结构:
其中R1选自氢或烃基如甲基;
其中X是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基,优选直链C1-C20烷二基;以及
其中每个R2独立地是氢或烃基例如甲基。
烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)可选自乙二醇单乙酰乙酸酯单甲基丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯;乙酰乙酸烯丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯;(甲基)丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基(甲基)乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2-二甲基丙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4,4-四甲基环丁基酯,如3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊基酯、3-氧代丁酸1-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊-3-基酯或其混合物;3-氧代丁酸(4-(甲基丙烯酰氧基甲基)环己基)甲酯或其混合物。
交联化合物(B)可以选自以下中的一种或多种:
(I)金属氧化物和/或金属盐,优选以0.05-10重量%,更优选0.5-2重量%的量存在,
(II)多胺交联剂,优选以0.05至20重量%,更优选0.05至10重量%的量存在,以及
(III)多官能交联剂,优选以0.05至20重量%,更优选0.05至10重量%的量存在,具有以下结构:
X-R-Y
其中R是直链或支链C1-C20烷二基、环状C3-C20烷基、烯基或亚芳基二基;
其中X是与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性的第一官能团,以及Y是与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基或羧基有反应性的第二官能团,优选第一官能团选自伯胺、仲胺、酰肼、异氰酸酯或醛,第二官能团选自伯胺、仲胺、醛、环氧、亚胺、羟基、酰肼、肼、异氰酸酯或卤化物;
其中重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。
金属氧化物(I)可选自二价、三价或四价金属氧化物,例如氧化锌、二氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化铝、铝酸钠、锡酸钠及其组合。
金属盐(I)可选自硫酸铝、氯化铝、氢氧化铝、硝酸铝及其组合。
多胺交联剂(II)可以选自1,2-二氨基乙烷、1,6-二氨基己烷、苯二胺、三(2-氨基乙基)胺、聚烯丙基胺、联苯胺、支化聚(乙烯亚胺)及其组合。
多官能交联剂(III)可以选自氨基酰肼、氨基醛、烷醇胺、氨基卤化物、多酰肼、酰肼醛、卤化物酰肼、多异氰酸酯、卤化物异氰酸酯、多醛、羟基醛、卤化物醛及其组合。
用于获得胶乳聚合物(A)的颗粒的单体组合物可以进一步包含:
(a)15至99重量%的共轭二烯;
(b)1至80重量%的选自烯属不饱和腈化合物的单体;
(c)0至10重量%的烯属不饱和丙烯酸和/或其盐,
(d)0至80重量%的乙烯基芳族单体;以及
(e)0至65重量%的烯属不饱和酸的烷基酯,
其中所述重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。
设想
(a)共轭二烯可选自1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及其组合,优选1,3-丁二烯;
(b)烯属不饱和腈化合物可选自(甲基)丙烯腈、α-氰乙基丙烯腈、富马腈、α-氯腈及其组合;
(c)烯属不饱和丙烯酸和/或其盐可选自(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸及其盐、烯属不饱和酸的羧基烷基酯及其组合;
(d)乙烯基芳族单体可选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯及其组合;
(e)烯属不饱和酸的烷基酯可选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及其组合;
及其组合;
用于胶乳聚合物(A)的烯属不饱和单体的混合物可任选地包含选自以下的烯属不饱和单体:
(f)羧酸乙烯酯,优选乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、支链烷烃羧酸乙烯酯及其组合;
(g)具有至少两个相同的烯属不饱和基团的单体,优选选自二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯及其组合;
以及它们的组合。
用于制备胶乳聚合物(A)的颗粒的烯属不饱和单体的混合物可包含:
-从20至99重量%的共轭二烯,优选选自1,3-丁二烯、异戊二烯及其组合,更优选1,3-丁二烯;
-从0.05至10重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I);
-从1至60重量%的选自烯属不饱和腈化合物的单体,优选丙烯腈;
-从0至70重量%的乙烯基芳族单体,优选苯乙烯;
-从0至25重量%的(甲基)丙烯酸C1-C8烷基酯;
-从0至10重量%,优选0.05-7重量%的烯属不饱和酸,优选(甲基)丙烯酸;
-从0至10重量%的乙烯基酯:
其中重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。
胶乳聚合物(A)的颗粒可以不含(甲基)丙烯酸。
聚合物胶乳组合物的pH值可以为6.5至9.0,例如6.5至7.0,并且可以使用选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨溶液、优选氨溶液的pH调节剂来调节。
在聚合物胶乳组合物中,胶乳聚合物(A)的颗粒可以采用75至99.8重量%,优选78至99.5重量%,更优选80至99重量%,最优选82至98重量%的量存在,和/或交联化合物(B)可以采用0.02至25重量%,优选0.05至22重量%,更优选0.5至20重量%,最优选1.0至18重量%的量存在,其中重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。
胶乳聚合物(A)的颗粒可以通过使胶乳聚合物(A)的颗粒与0.05至5重量%的多胺交联剂(II)和/或0.05至5重量%的多官能交联剂(III)反应而预交联,其中重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。
根据另一方面,本发明涉及一种适用于生产浸渍模塑制品的配混聚合物胶乳组合物,其包含所述的聚合物胶乳组合物,其中所述聚合物胶乳组合物还包含选自硫硫化剂、硫硫化促进剂及其组合的助剂,或者所述聚合物胶乳组合物不含硫硫化剂和硫硫化促进剂。
配混聚合物胶乳的pH值可以为8.0至12.0,例如9.0至11.5,并且可以使用选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨溶液,优选氢氧化钾的pH调节剂来调节。
配混聚合物胶乳组合物可包含引发剂、消泡剂、蜡、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂、填料、颜料及其组合。
本发明的另一方面涉及一种制备所讨论的聚合物胶乳组合物的方法,包括:
a)在乳液聚合方法中聚合包含烯属不饱和单体的混合物的组合物,该混合物包含共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)、优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I),其中所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)的重量百分比基于单体混合物中单体的总重量,以获得胶乳聚合物(A)的颗粒,
b)任选地使用0.05至5重量%的多胺交联剂(II)和/或0.05至5重量%的多官能交联剂(III)使胶乳聚合物(A)的颗粒预交联,其中重量百分比基于胶乳聚合物颗粒的总重量;
c)任选地将胶乳聚合物(A)的颗粒与交联化合物(B)混合。
本发明的另一方面涉及所讨论的聚合物胶乳组合物用于生产浸渍模塑制品、弹性体膜、自支撑弹性体膜或制品或用于涂覆或浸渍基材,优选纺织品基材的用途。
此外,根据本发明的另一方面,本发明涉及一种通过如下步骤制备浸渍模塑制品的方法
a)提供所述配混聚合物胶乳组合物;
b)将具有最终制品所需形状的模具浸入包含金属盐溶液的凝结剂浴中;
c)从凝结剂浴中取出模具并任选地干燥模具;
d)将步骤b)和c)中处理的模具浸入步骤a)的配混胶乳组合物中;
e)使模具表面上的胶乳膜凝结;
f)从配混胶乳组合物中取出胶乳涂覆的模具,并任选地将胶乳涂覆的模具浸入水浴中;
g)任选地干燥胶乳涂覆的模具;
h)在40℃至200℃的温度下热处理步骤e)或f)获得的胶乳涂覆的模具,优选20分钟或更短时间;和/或UV处理;以及
i)从模具中取出胶乳制品。
本发明的另一方面涉及一种用于制备连续弹性体膜的方法,所述方法包括:
(A)提供如所述的聚合物胶乳组合物;
(B)由聚合物胶乳组合物形成连续聚合物膜;
(C)任选地干燥步骤B)中获得的连续聚合物膜;
(D)在40℃至180℃的温度下热处理步骤B)或C)中获得的连续聚合物膜优选20分钟或更短时间以形成连续弹性体膜;和/或UV处理;和
(E)任选地将步骤D)中获得的连续弹性体膜卷成卷。
用于制备浸渍模塑制品的方法和/或用于生产连续弹性体膜的方法的热处理可以在60至175℃的温度下进行1秒至20分钟,优选在95至135℃的温度下进行5秒至5分钟。
此外,根据另一方面本发明涉及一种通过以下步骤制备弹性体制品的方法:
-对齐如所述获得的两个单独的连续弹性体膜;
-将对齐的连续弹性体膜切割成预选形状,以获得预选形状的弹性体膜的两个叠置层;以及
-将弹性体膜的叠置层在叠置层周边的至少预选部分处接合在一起,以形成弹性体制品。
制造弹性体制品的接合方法可以通过使用热措施或通过胶合来实施,该热措施优选选自热密封和焊接。
用于制造弹性体制品的方法的切割可以通过可加热模板切割装置或激光切割机进行,从而提供预选形状并且可以将该切割装置在其中膜接合在一起的接触弹性体膜的区段中加热,从而同时将弹性体膜切割成预选形状并对叠置的弹性体膜的周边的预选部分热密封。
本发明的另一方面涉及一种用于修理或改造弹性体膜或包含所述弹性体膜的制品的方法,所述方法通过以下步骤进行:
a)提供包含一种或多种弹性体膜的膜或制品,其具有至少两个待重新连接的表面,
b)重新接合所述弹性体膜的至少两个表面,以及
c)在40至200℃,优选60至175℃,更优选95至135℃的温度下加热或退火所述弹性体膜,同时保持受损膜的重新接合的表面的紧密接触,其中弹性体膜由聚合物胶乳组合物制成,其中弹性体膜包含在胶乳聚合物的颗粒之间的烯胺酮交联。
本发明另一方面涉及通过使用如所述或如所述获得的聚合物胶乳组合物制备的制品。
所述制品可选自手术手套、检查手套、工业手套、家用手套、一次性手套、纺织品支撑手套、导管、弹性体套管、避孕套、气球、管材、牙坝、围裙和预成型垫圈。
发明详述
本发明涉及一种聚合物胶乳组合物,其包含通过烯属不饱和单体的混合物的自由基乳液聚合获得的胶乳聚合物(A)的颗粒,该混合物包含共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)、优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)。所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)的重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。本发明的聚合物胶乳组合物适用于生产弹性体膜。
在本发明的聚合物胶乳配方中使用的乙酰乙酰氧基官能和乙酰乙酰氨基官能单体(I)表现出通过自固化“氧化固化”交联、与加入的交联化合物反应、或在加入或不加入光引发剂的情况下使用紫外(UV)光固化的能力。
胶乳聚合物(A)
本发明使用的胶乳聚合物(A)可以通过本领域已知的任何合适的自由基乳液聚合方法制备。合适的工艺参数是将在下面讨论的那些。
用于制备胶乳聚合物(A)的烯属不饱和单体及其相对量不是特别关键的,只要单体混合物包含共轭二烯和烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)即可。额外包含的烯属不饱和腈化合物的单体组合物特别适用于例如浸渍模塑应用。
制备本发明的烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)可以例如通过使合适的二醇与双烯酮递送试剂如乙酰乙酸叔丁酯或2,2,6-三甲基-4H-1,3-二氧杂环己烯-4-酮(TKD)(双烯酮-丙酮加合物)反应以提供乙酰乙酰氧基部分,然后与试剂如(甲基)丙烯酸酐反应以提供烯属不饱和部分。替代地,可通过首先使二醇与试剂如(甲基)丙烯酸酐反应以提供烯属不饱和部分,随后与双烯酮或双烯酮递送剂如乙酰乙酸叔丁酯或双烯酮-丙酮加合物(TKD)反应以提供乙酰乙酰氧基部分制备烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物。烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)的合适合成公开于WO 2012/082348 A1中。
烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)可具有以下结构:
其中R1选自氢或烃基如甲基;X是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基,优选直链C1-C20烷二基;Y为O或NH,和优选为O,及每个R2独立地是氢或烃基例如甲基。烃基可以选自直链或支链C1-C4烷二基。优选,R1选自氢或甲基。
烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)可具有以下结构:
其中R1选自氢或烃基如甲基;X是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基,优选直链C1-C20烷二基;以及每个R2独立地是氢或烃基例如甲基。烃基可选自直链或支链C1-C4烷二基。优选,R1选自氢或甲基。
合适的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)可选自乙二醇单乙酰乙酸酯单甲基丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯;乙酰乙酸烯丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯;(甲基)丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基(甲基)乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2-二甲基丙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4,4-四甲基环丁基酯,如3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊基酯、3-氧代丁酸1-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊-3-基酯或其混合物;3-氧代丁酸(4-(甲基丙烯酰氧基甲基)环己基)甲酯或其混合物。
合适的烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)可选自乙二醇单乙酰乙酸酯单甲基丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯;乙酰乙酸烯丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯;(甲基)丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基(甲基)乙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2-二甲基丙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4,4-四甲基环丁基酯,如3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊基酯、3-氧代丁酸1-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊-3-基酯或其混合物;3-氧代丁酸(4-(甲基丙烯酰氧基甲基)环己基)甲酯或其混合物。
用于制备胶乳聚合物(A)的颗粒的单体混合物中烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)的量为0.05-20重量%,例如0.1-18重量%,或0.2-16重量%,或0.5-15重量%,或0.8-12重量%,或1-10重量%,或1.5-8重量%,或2-6重量%。重量百分比基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。用于制备胶乳聚合物(A)的颗粒的单体混合物中的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I)的量为0.05-20重量%,优选0.1-18重量%,更优选0.5-15重量%,甚至更优选1-10重量%,最优选2-6重量%。重量百分比基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。
根据本发明,用于获得胶乳聚合物(A)的颗粒的单体混合物可以进一步包含:
(a)15至99重量%的共轭二烯;
(b)1至80重量%的选自烯属不饱和腈化合物的单体;
(c)0至10重量%的烯属不饱和丙烯酸和/或其盐,
(d)0至80重量%的乙烯基芳族单体;以及
(e)0至65重量%的烯属不饱和酸的烷基酯,
其中重量百分比基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。
适用于制备根据本发明的胶乳聚合物(A)的颗粒的共轭二烯单体可以包括选自以下的共轭二烯单体:1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,4-己二烯、1,3-辛二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-戊二烯、3,4-二甲基-1,3-己二烯、2,3-二乙基-1,3-丁二烯、4,5-二乙基-1,3-辛二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯、2-甲基-6-亚甲基-1,7-辛二烯、7-甲基-3-亚甲基-1,6-辛二烯、1,3,7-辛三烯、2-乙基-1,3-丁二烯、2-戊基-1,3-丁二烯、3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯、3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳四烯、7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯、2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、2-苯基-1,3-丁二烯、2-甲基-3-异丙基-1,3-丁二烯和1,3-环己二烯及其组合,优选1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及其组合。1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及其组合是更优选的共轭二烯。1,3-丁二烯是最优选的二烯。通常,共轭二烯单体的量为从15至99重量%,优选从20至95重量%,更优选从30至75重量%,最优选从40至70重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。因此,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量,共轭二烯可以采用至少15重量%、至少20重量%、至少22重量%、至少24重量%、至少26重量%、至少28重量%、至少30重量%、至少32重量%、至少34重量%、至少36重量%、至少38重量%或至少40重量%的量存在。因此,共轭二烯单体可以采用不大于99重量%、不大于95重量%、不大于90重量%、不大于85重量%、不大于80重量%、不大于78重量%、不大于76重量%、不大于74重量%、不大于72重量%、不大于70重量%、不大于68重量%、不大于66重量%、不大于64重量%、不大于62重量%、不大于60重量%、不大于58重量%或不大于56重量%的量使用。本领域技术人员将理解本文公开了任何明确公开的下限和上限之间的任何范围。
可用于本发明的不饱和腈单体可包括可聚合的不饱和脂族腈单体,其含有2至4个直链或支链排列的碳原子,其可被乙酰基或另外的腈基取代。用于制备本发明的胶乳聚合物(A)的颗粒的烯属不饱和腈化合物可以选自丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氰乙基丙烯腈、富马腈、α-氯腈及其组合,其中丙烯腈是最优选的。这些腈单体的含量可以为1重量%至80重量%,优选10重量%至70重量%,或1重量%至60重量%,更优选15重量%至50重量%,甚至更多。优选20-50重量%,最优选23-43重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。
因此,不饱和腈可以采用至少1重量%、至少5重量%、至少10重量%、至少12重量%、至少14重量%、至少15重量%、至少16重量%、至少18重量%、至少20重量%、至少22重量%、至少23重量%、至少24重量%、至少26重量%、至少28重量%、至少30重量%、至少32重量%、至少34重量%、至少36重量%、至少38重量%或至少40重量%的量存在,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。因此,不饱和腈单体可以采用不大于80重量%、不大于75重量%、不大于73重量%、不大于70重量%、不大于68重量%、不大于66重量%、不大于64重量%、不大于62重量%、不大于60重量%、不大于58重量%、不大于56重量%、不大于54重量%、不大于52重量%、不大于50重量%的量使用。不大于48重量%,不大于46重量%,或不大于44重量%,不大于43重量%的量使用,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。本领域技术人员将理解本文公开了任何明确公开的下限和上限之间的任何范围。
合适的烯属不饱和酸及其盐(c)可选自烯属不饱和羧酸单体、烯属不饱和磺酸单体、烯属不饱和含磷的酸单体。适用于本发明的烯属不饱和羧酸单体包括单羧酸和二羧酸单体、二羧酸的单酯和烯属不饱和酸的羧烷基酯,例如(甲基)丙烯酸2-羧乙酯。实施本发明,优选使用含有3-5个碳原子的烯属不饱和脂族单或二羧酸或酸酐。单羧酸单体的实例包括(甲基)丙烯酸、巴豆酸,二羧酸单体的实例包括富马酸、衣康酸、马来酸和马来酸酐。其它合适烯属不饱和酸的实例包括乙烯基乙酸、乙烯基乳酸、乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯-1-磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯酰氨基甲基丙磺酸及其盐。优选(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、烯属不饱和磺酸、烯属不饱和含磷的酸及其盐、多羧酸酐、多羧酸偏酯单体、烯属不饱和酸的羧烷基酯及其组合。特别优选(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸及其盐;烯属不饱和酸的烷基酯及其组合。根据本发明,烯属不饱和酸和/或其盐可以不包含(甲基)丙烯酸。
烯属不饱和磺酸单体的实例包括乙烯基磺酸、乙烯基磺酸苯酯、4-乙烯基苯磺酸钠、2-甲基-2-丙烯-1-磺酸、4-苯乙烯磺酸、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸及其盐。
烯属不饱和含磷的酸单体的实例包括乙烯基膦酸、乙烯基膦酸二甲酯、乙烯基膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二乙酯、烯丙基膦酸及其盐。
这些烯属不饱和酸及其盐(c)的含量可以为0至10重量%,优选0.05至9重量%,更优选0.1至8重量%,甚至更优选0.5至7重量%,最优选1至7重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。因此,烯属不饱和酸和盐(c)可以采用至少0.01重量%、至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少0.9重量%、至少1.0重量%、至少1.2重量%、至少1.4重量%、至少1.6重量%、至少1.8重量%、至少2.0重量%、至少2.5重量%或至少3重量%的量存在,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。同样地,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量,烯属不饱和化合物(c)可以采用不大于10重量%、不大于9.5重量%、不大于9重量%、不大于8.5重量%、不大于8重量%、不大于7.5重量%、不大于7重量%、不大于6.5重量%、不大于6重量%、不大于5.5重量%或不大于5重量%的量存在。本领域技术人员将理解,本文公开了由明确公开的下限和明确公开的上限限定的任何范围。
合适的乙烯基芳族单体(d)可选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、1,1-二苯基乙烯、1,2-二苯基乙烯及其组合。优选,乙烯基芳族单体(d)可选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯及其组合。乙烯基芳族化合物(d)可以在以下范围内使用:0至80重量%,或0至70重量%,或0至50重量%,优选0至40重量%,更优选0至25重量%,甚至更优选0至15重量%,最优选0至10重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。因此,乙烯基芳族化合物(d)含量可以是不大于80重量%、不大于75重量%、不大于60重量%、不大于50重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%、不大于20重量%、不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于4重量%、不大于2重量%或不大于1重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。乙烯基芳族化合物(d)也可以完全不存在。
合适的烯属不饱和酸的烷基酯(e)可选自(甲基)丙烯酸的正烷基酯、异烷基酯或叔烷基酯,其中烷基具有1至20个碳原子,以及甲基丙烯酸与新酸如支链烷烃羧酸、新癸酸或新戊酸的缩水甘油酯的反应产物。
通常,优选的(甲基)丙烯酸的烷基酯可以选自(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯,优选(甲基)丙烯酸C1-C8烷基酯。这种(甲基)丙烯酸酯单体的实例包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、丙烯酸2-甲基丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸鲸蜡酯。优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及其组合。
通常,烯属不饱和酸的烷基酯(e)含量可以是不大于65重量%、不大于60重量%、不大于55重量%、不大于50重量%、不大于45重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%、不大于20重量%、不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于4重量%、不大于2重量%或不大于1重量%,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量。
此外,用于本发明的胶乳聚合物(A)的颗粒的烯属不饱和单体的混合物可以包含与上述单体不同的另外烯属不饱和单体。这些单体可以选自羧酸乙烯酯(f)和/或具有两个相同烯属不饱和基团的单体(g)。
根据本发明可以使用的羧酸乙烯酯单体(f)包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯和支链烷烃羧酸的乙烯酯。用于本发明的最优选的乙烯基酯单体(f)是乙酸乙烯酯。通常,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量,乙烯基酯单体(f)可以采用不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于4重量%、不大于2重量%或不大于1重量%的量存在。
此外,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量,具有至少两个相同烯属不饱和基团的单体(g)可以采用0至6.0重量%,优选0.1至3.5重量%的量存在于用于制备本发明的聚合物胶乳的单体混合物中。通常,基于单体混合物中烯属不饱和单体的总重量,这些单体可以采用不大于6重量%、不大于4重量%、不大于2重量%、不大于1重量%的量存在。能够在聚合物中提供内部交联和支化的合适双官能单体(g)(本文称为多官能单体)可以选自二乙烯基苯和二丙烯酸酯和二(甲基)丙烯酸酯。实例是乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯。具有至少两个烯属不饱和基团的单体(g)优选选自二乙烯基苯、1,2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯和1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯及其组合。
根据本发明,用于制备胶乳聚合物(A)的颗粒的上述单体的量可以合计为100重量%。
用于获得本发明的胶乳聚合物(A)的颗粒的烯属不饱和单体的混合物可包含:
-从20至99重量%的共轭二烯,优选选自1,3-丁二烯、异戊二烯及其组合,更优选1,3-丁二烯;
-从0.05至10重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I);
-从1至60重量%的选自烯属不饱和腈化合物的单体,优选丙烯腈;
-从0至70重量%的乙烯基芳族单体,优选苯乙烯;
-从0至25重量%的(甲基)丙烯酸C1-C8烷基酯;
-从0至10重量%,优选0.05-7重量%的烯属不饱和酸;
-从0至10重量%的乙烯基酯;
其中重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。烯属不饱和酸可包含(甲基)丙烯酸。或者,烯属不饱和酸可以不包含(甲基)丙烯酸。用于制备胶乳聚合物(A)的上述单体的量可以合计为100重量%。
根据本发明,胶乳聚合物(A)的颗粒可以不含(甲基)丙烯酸。
为了增加转移和储存期间的pH稳定性,建议通过pH调节剂将聚合物胶乳组合物的pH调节至pH 6.5至9.0,优选pH 6.5至7.0。可以使用选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨溶液的pH调节剂调节聚合物胶乳组合物的pH值。优选,可以使用氨溶液调节聚合物胶乳组合物的pH值。
在聚合物胶乳组合物中胶乳聚合物(A)的颗粒可以采用75至99.8重量%,例如75至99.5重量%,或75至99重量%,或75至98重量%,或75至95重量%,或78至99.8重量%,或78至99.5重量%,或78至99重量%,或78至98重量%,或78至95重量%,或80至99.8重量%,或80至99.5重量%,或80至99重量%,或80至98重量%,或80至95重量%,或82至99.8重量%,或82至99.5重量%,或82至99重量%,或82至98重量%,或82至95重量%,或85至99.8重量%,或85至99.5重量%、或85至99重量%、或85至98重量%、或85至95重量%、或90至99.8重量%、或90至99.5重量%、或90至99重量%、或90至98重量%、或90至95重量%、或92至99.8重量%、或92至99.5重量%、或92至99重量%、或92至98重量%、或92至95重量%的量存在,重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。优选,胶乳聚合物(A)的颗粒可以采用75至99.8重量%,更优选78至99.5重量%,甚至更优选80至99重量%,最优选82至98重量%的量存在,重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。
根据本发明,胶乳聚合物(A)的颗粒可以是预交联的,优选部分预交联的。如本文所用,术语“交联”是指在胶乳聚合物的颗粒之间形成共价键或配位键。术语“预交联的”是指胶乳聚合物颗粒在施加到基材表面并热处理之前交联。交联反应可以例如通过将聚合物胶乳组合物暴露于热或辐射来诱导,但也可以在环境条件下进行。聚合物胶乳(A)的预交联颗粒可包含可以进一步交联的其他官能团,例如乙酰乙酰氧基官能团、乙酰乙酰氨基官能团、羧酸官能团,优选乙酰乙酰氧基官能团。预交联可以通过使胶乳聚合物(A)的颗粒与多胺交联剂(II)和/或多官能交联剂(III)反应来获得。合适的多胺交联剂(II)和合适的多官能交联剂(III)是将在下面讨论的那些。
根据本发明,胶乳聚合物(A)的颗粒可以用不大于5重量%、不大于4.5重量%、不大于4重量%、不大于3.5重量%、不大于3重量%、不大于2.5重量%、不大于2重量%、不大于1.5重量%、不大于1重量%的多胺交联剂(II)预交联,重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。通常,胶乳聚合物(A)的颗粒可以用0.05至5重量%,优选0.05至4重量%,更优选0.1至3重量%,甚至更优选0.5至2重量%的多胺交联剂(II)预交联,重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。
根据本发明,胶乳聚合物(A)的颗粒可以用不大于5重量%、不大于4.5重量%、不大于4重量%、不大于3.5重量%、不大于3重量%、不大于2.5重量%、不大于2重量%、不大于1.5重量%、不大于1重量%的多官能交联剂(III)预交联,重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。通常,胶乳聚合物(A)的颗粒可以用0.05至5重量%,优选0.05至4重量%,更优选0.1至3重量%,甚至更优选0.5至2重量%的多官能交联剂(III)预交联,重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。
胶乳聚合物(A)的颗粒可以在聚合物胶乳组合物的配混之前或期间交联。
聚合物胶乳组合物可进一步包含引发剂、消泡剂、蜡、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂、填料、颜料或其混合物。合适的消泡剂可包括硅油和乙炔二醇。合适的蜡可包括合成蜡和/或天然蜡。天然蜡包括褐煤蜡、巴西棕榈蜡、蜂蜡、杨梅-桃金娘蜡、小烛树蜡、康拉德蜡、蓖麻蜡、芦苇草蜡、日本蜡、小冠椰子蜡、虫胶、鲸蜡、甘蔗蜡、羊毛脂及其组合。合成蜡可包括石蜡、凡士林、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、改性聚乙烯蜡、高密度聚乙烯蜡、氧化高密度聚乙烯蜡、改性高密度聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、聚四氟乙烯蜡及其组合。
合适的引发剂可选自2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、叔丁基氢过氧化物、叔戊基氢过氧化物、枯基氢过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、异丙基枯基氢过氧化物、2,5-二(叔丁基过氧)-2,5-二甲基-3-己炔、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷、二(叔丁基)过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、二(叔丁基过氧-异丙基)苯、叔丁基枯基过氧化物、二-(叔戊基)-过氧化物、二枯基过氧化物、4,4-二(叔丁基过氧)戊酸丁酯、过氧苯甲酸叔丁酯、2,2-二(叔丁基过氧)丁烷、过氧苯甲酸叔戊酯、过氧乙酸叔丁酯、过氧-(2-乙基己基)碳酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过氧-3,5,5-三甲基-己酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、过氧乙酸叔戊酯、过氧-(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、1,1-二(叔丁基过氧)-3,5,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔戊基过氧)环己烷、单过氧马来酸叔丁酯、1,1′-偶氮二(六氢苄腈)、过氧异丁酸叔丁酯、过氧二乙基乙酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、过氧-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧二硫酸铵、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(异丁腈)、过氧化二癸酰、过硫酸钾、过氧化二月桂酰、二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、过氧新戊酸叔戊酯、过氧化新庚酸叔丁酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧新戊酸酯、过氧新戊酸叔丁酯、过氧二碳酸二鲸蜡酯、过氧二碳酸二肉豆蔻酯、过氧二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧二碳酸二异丙酯、过氧新癸酸叔丁酯、过氧二碳酸二仲丁酯、过氧新癸酸叔戊酯,过氧化新庚酸枯基酯、过氧二碳酸二(3-甲氧基丁基)酯、过氧新癸酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧新癸酸枯基酯、过氧化二异丁酰、过氧化氢及其混合物。
合适的表面活性剂可包括饱和及烯属不饱和磺酸或其盐,包括例如不饱和烃磺酸,如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸和甲代烯丙基磺酸及其盐;芳族烃酸,例如对苯乙烯磺酸、异丙烯基苯磺酸和乙烯氧基苯磺酸及其盐;丙烯酸和甲基丙烯酸的磺基烷基酯,例如甲基丙烯酸磺基乙酯和甲基丙烯酸磺基丙酯及其盐,以及2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸及其盐;烷基化二苯醚二磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠和磺基琥珀酸二己酯钠、磺酸的烷基酯钠、乙氧基化烷基酚和乙氧基化醇;脂肪醇(聚)醚硫酸盐。合适的抗氧化剂可包括酚类抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、烷基化二苯胺等。合适的稳定剂可选自表面活性剂、抗氧化剂及其组合。
通常使用的填料可包括碳酸钙、粘土和基于二氧化硅的填料,例如热解法二氧化硅和沉淀二氧化硅。合适的颜料可包括不同的颜料类别,来自彩色颜料、磷光颜料、发光颜料、荧光颜料、热致变色颜料及其组合。合适颜料的实例可包括氟硅酸钠、粘土、碳酸钙、二氧化硅、云母、兽碳黑、木炭、灯黑、铅黄、铬酸铅、白铅、碳酸铅、镉黄、群青、亚铁氰化铁、朱红(硫化汞)、叶绿素(绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素、花青素、酞菁铜(II)(颜料蓝15:3)、8,18-二氯-5,15-二乙基-5,15-二氢二吲哚并[3,2-b:3′,2′-m]三苯二嗪(C.I.颜料紫23)及其组合。其他合适的颜料可包括Fluorescent Red G、/>Fluorescent Yellow 10GN、/>Fluorescent Green G Gran、/>Fluorescent Violet 3R Gran、/>Fluorescent Blue RR Gran,均可购自Lanxess Deutschland GmbH(德国)。
本发明涉及本发明的聚合物胶乳,其用于生产浸渍模塑制品、弹性体膜、自支撑弹性体膜或制品,或用于涂覆或浸渍基材,优选纺织品基材。
制备本发明的聚合物胶乳的方法:
本发明的胶乳聚合物(A)可以通过本领域技术人员已知的任何乳液聚合方法制备,条件是使用如本文所限定的单体混合物。特别合适的是如EP-A 792 891中所述的方法。
在用于制备本发明的胶乳聚合物(A)的乳液聚合中,可以使用种子胶乳。可以使用本领域技术人员已知的任何种子颗粒。
基于100重量份聚合物中使用的全部烯属不饱和单体,种子胶乳颗粒优选以0.01重量份至10重量份,优选1重量份至5重量份量存在。因此,种子胶乳颗粒的量的下限可以是0.01重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份、2.0重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份或2.5重量份。该量的上限可以是10重量份、9重量份、8重量份、7重量份、6重量份、5.5重量份、5重量份、4.5重量份、4重量份、3.8重量份、3.6重量份、3.4重量份、3.3重量份、3.2重量份、3.1重量份或3重量份。本领域技术人员将理解由任何明确公开的下限和上限形成的任何范围明确地包含于在本说明书中。
制备上述聚合物胶乳的方法可以在0至130℃,优选0至100℃,特别优选5至70℃,非常特别优选5至60℃的温度下,在不存在乳化剂或存在一种或多种乳化剂,不存在胶体或存在一种或多种胶体和一种或多种引发剂的情况下进行。温度包括其间的所有值和子值,尤其包括5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120和125℃。
当实施本发明时可以使用的引发剂包括对聚合目的有效的水溶性和/或油溶性引发剂。代表性引发剂是本领域熟知的和包括例如:偶氮化合物(例如AIBN、AMBN和氰基戊酸)和无机过氧化合物,例如过氧化氢、钠、钾和铵过二硫酸盐、过氧碳酸盐和过氧硼酸盐,以及有机过氧化合物,例如烷基氢过氧化物、二烷基过氧化物、酰基氢过氧化物和二酰基过氧化物、以及酯,例如过苯甲酸叔丁酯,以及无机和有机引发剂的组合。合适的引发剂可选自2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、叔丁基氢过氧化物、叔戊基氢过氧化物、枯基氢过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、异丙基枯基氢过氧化物、2,5-二(叔丁基过氧)-2,5-二甲基-3-己炔、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷、二(叔丁基)过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、二(叔丁基过氧-异丙基)苯、过氧化叔丁基枯基、二-(叔戊基)-过氧化物、过氧化二枯基、4,4-二(叔丁基过氧)戊酸丁酯、过氧苯甲酸叔丁酯、2,2-二(叔丁基过氧)丁烷、过氧苯甲酸叔戊酯、过氧乙酸叔丁酯、过氧-(2-乙基己基)碳酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧-3,5,5-三甲基-己酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、过氧乙酸叔戊酯、过氧-(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、1,1-二(叔丁基过氧)-3,5,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔戊基过氧)环己烷、单过氧马来酸叔丁酯、1,1′-偶氮二(六氢苄腈)、过氧异丁酸叔丁酯、过氧二乙基乙酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、1,1,3,3-四甲基丁基过氧-2-乙基己酸酯、过氧二硫酸铵、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(异丁腈)、过氧化二癸酰、过硫酸钾、过氧化二月桂酰、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、过氧新戊酸叔戊酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧新戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧新戊酸叔丁酯、过氧二碳酸二鲸蜡酯、过氧二碳酸二肉豆蔻酯、过氧二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯,过氧二碳酸二异丙基酯、过氧新癸酸叔丁酯、过氧二碳酸二仲丁酯、过氧新癸酸叔戊酯、过氧新庚酸枯基酯、过氧二碳酸二(3-甲氧基丁基)酯、过氧新癸酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧新癸酸枯基酯、过氧化二异丁酰、过氧化氢及其混合物。
引发剂以足以以所需速率引发聚合反应的量使用。通常,基于单体混合物中单体的总重量,0.01重量%至5重量%、优选0.1重量%至4重量%的引发剂的量是足够的。引发剂的量最优选为0.01-2重量%,基于单体混合物中单体的总重量。引发剂的量包括其间的所有值和子值,特别是包括0.01、0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4和4.5重量%,基于单体混合物中单体的总重量。
如本领域所熟知的,上述无机和有机过氧化合物也可以单独使用或与一种或多种合适的还原剂组合使用。此类还原剂的实例可包括二氧化硫、碱金属亚硫酸氢盐、碱金属亚硫酸氢盐和亚硫酸氢铵、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐和甲醛次硫酸盐,以及盐酸羟胺、硫酸肼、硫酸亚铁(II)、环烷酸亚铜、葡萄糖、磺酸化合物如甲磺酸钠、胺化合物如二甲基苯胺和抗坏血酸。还原剂的数量优选为每重量份聚合引发剂0.03至10重量份。
适用于稳定胶乳颗粒的表面活性剂或乳化剂包括那些用于聚合方法的常规表面活性剂。可以将一种或多种表面活性剂添加到水相和/或单体相中。种子方法中表面活性剂的有效量是选择用于支持作为胶体的颗粒的稳定化、使颗粒之间的接触最小化和防止凝结的量。在非种子方法中,表面活性剂的有效量是为影响粒度而选择的量。
代表性表面活性剂包括饱和及烯属不饱和磺酸或其盐,其包括例如不饱和烃磺酸,如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸和甲代烯丙基磺酸及其盐;芳族烃酸,例如对苯乙烯磺酸、异丙烯基苯磺酸和乙烯氧基苯磺酸及其盐;丙烯酸和甲基丙烯酸的磺基烷基酯,例如甲基丙烯酸磺基乙酯和甲基丙烯酸磺基丙酯及其盐,以及2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸及其盐;烷基化二苯醚二磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠和磺基琥珀酸钠的二己酯、磺酸的烷基酯钠、乙氧基化烷基酚和乙氧基化醇;脂肪醇(聚)醚硫酸盐。
表面活性剂的类型和量通常由颗粒的数量、它们的尺寸和它们的组成决定。通常,基于单体混合物中单体的总重量,表面活性剂的用量为0至20重量%,优选0至10重量%,更优选0至5重量%。基于单体组合物中单体的总重量,表面活性剂的量包括其间的所有值和子值,尤其包括0、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18和19重量%。聚合可以在不使用表面活性剂的情况下进行。
也可以使用各种保护胶体代替上述表面活性剂或除了上述表面活性剂之外还可以使用各种保护胶体。合适的胶体包括多羟基化合物,例如部分乙酰化的聚乙烯醇、酪蛋白、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、多糖和降解多糖、聚乙二醇和阿拉伯树胶。优选的保护胶体是羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。通常,这些保护胶体以0至10重量份含量使用、优选0至5重量份,更优选0至2重量份,基于单体的总重量。保护胶体的量包括其间的所有值和子值,尤其包括1、2、3、4、5、6、7、8和9重量%,基于单体的总重量。
本领域技术人员将理解选择带有极性官能团的单体、表面活性剂和保护胶体的类型和量以使本发明聚合物胶乳适合于浸渍模塑应用。因此,优选的是本发明的聚合物胶乳组合物具有一定的最大电解质稳定性,其被确定为小于30mmol/l CaCl2,优选小于25mmol/l,更优选小于20mmol/l,最优选小于10mmol/l的临界凝结浓度(在pH 10和23℃下对于0.1%的组合物的总固体含量测定)。
如果电解质稳定性太高,则在浸渍模塑过程中难以使聚合物胶乳凝结,结果在浸渍的模具上没有形成聚合物胶乳的连续膜,或者所得产品的厚度不均匀。
适当地调节聚合物胶乳的电解质稳定性是本领域技术人员的常规工作。电解质稳定性将取决于某些不同的因素,例如,用于制备聚合物胶乳的单体(尤其是含有极性官能团的单体)的量和选择,以及稳定体系的选择和量,例如,用于制备聚合物胶乳的乳液聚合方法。稳定体系可含有表面活性剂和/或保护胶体。
本领域技术人员能够根据所选择的单体及其用于制备本发明的聚合物胶乳的相对量来调节稳定体系,以实现根据本发明的电解质稳定性。
通常建议另外在缓冲物质和螯合剂的存在下进行乳液聚合。合适的物质是例如碱金属磷酸盐和焦磷酸盐(缓冲物质)和作为螯合剂的乙二胺四乙酸(EDTA)或羟基-2-乙二胺三乙酸(HEEDTA)的碱金属盐。基于单体的总量,缓冲物质和螯合剂的量通常为0.001-1.0重量%。
此外,在乳液聚合中使用链转移剂(调节剂)可能是有利的。典型的试剂是例如有机硫化合物,如硫酯、2-巯基乙醇、3-巯基丙酸和C1-C12烷基硫醇,优选正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇。如果存在,链转移剂的量通常为0.05-3.0重量%,优选0.2-2.0重量%,基于所用单体的总重量。
此外,将部分中和引入聚合过程可能是有益的。本领域技术人员将理解,通过适当选择该参数,可以实现必要的控制。
可以加入各种其它添加剂和成分以制备本发明的胶乳组合物。此类添加剂包括例如:消泡剂、润湿剂、增稠剂、增塑剂、填料、颜料、分散剂、光学增亮剂、交联剂、促进剂、抗氧化剂、杀生物剂和金属螯合剂。已知的消泡剂包括硅油和乙炔二醇。通常已知的润湿剂包括烷基酚乙氧基化物、碱金属二烷基磺基琥珀酸盐、乙炔二醇和碱金属烷基硫酸盐。典型的增稠剂包括聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、黄原胶、改性纤维素或颗粒增稠剂,例如二氧化硅和粘土。典型的增塑剂包括矿物油、液体聚丁烯、液体聚丙烯酸酯和羊毛脂。氧化锌是合适的交联剂。二氧化钛(TiO2)、碳酸钙和粘土是通常使用的填料。已知的促进剂和第二促进剂包括二硫代氨基甲酸盐如二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、五亚甲基二硫代氨基甲酸锌(ZPD)、黄原酸盐、秋兰姆如四甲基秋兰姆一硫化物(TMTM)、四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)、四乙基秋兰姆二硫化物(TETD)、双五亚甲基秋兰姆六硫化物(DPTT)和胺,如二苯胍(DPG)、二-邻甲苯基胍(DOTG)和邻甲苯基双胍(OTBG)。
交联化合物(B):
聚合物胶乳组合物可进一步包含交联化合物(B)。交联化合物(B)可适于与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基官能团和/或乙酰乙酰氨基官能团反应。
交联化合物(B)可以选自以下中的一种或多种:
(I)金属氧化物和/或金属盐;
(II)多胺交联剂;以及
(III)多官能交联剂。
因此,本发明的聚合物胶乳组合物可包含以下中的至少一种,例如两种或更多种或全部:
(I)金属氧化物和/或金属盐;
(II)多胺交联剂;以及
(III)多官能交联剂。
聚合物胶乳组合物可包含金属氧化物和/或金属盐(I)和多胺交联剂(II)或多官能交联剂(III),优选多胺交联剂(II)。
合适的金属氧化物(I)可选自二价、三价或四价金属氧化物例如氧化锌、二氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化铝、铝酸钠、锡酸钠及其组合。合适的金属盐(I)可选自硫酸铝、氯化铝、氢氧化铝、硝酸铝及其组合。
基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,金属氧化物和/或金属盐(I)可以采用0.05-10重量%,优选0.1-8重量%,更优选0.2-6重量%,甚至更优选0.3-5重量%,最优选0.5-2重量%的量存在于聚合物胶乳组合物中。
因此,基于胶乳聚合物(A)颗粒的总重量,金属氧化物和/或金属盐(I)可以采用至少0.01重量%、至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.2重量%的量存在。同样,基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,金属氧化物和/或金属盐(I)可以采用不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3.5重量%、不大于3重量%、不大于2.5重量%、不大于2重量%的量存在。本领域技术人员将理解,本文公开了由明确公开的下限和明确公开的上限限定的任何范围。
在本申请中,术语“多胺”是指每分子具有多于一个胺基的化合物,例如每分子具有2、3、4、5、6或更多个胺基。合适的多胺交联剂(II)可选自1,2-二氨基乙烷、1,6-二氨基己烷、苯二胺、三(2-氨基乙基)胺、多烯丙胺、联苯胺、支化聚(乙烯亚胺)及其组合。
多胺的胺基可以与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)反应,从而形成烯胺酮交联。烯胺酮交联可以是热可逆的。如本申请所用,术语“热可逆”是指两个官能团之间的化学连接,其由温度相关的基于平衡的化学反应产生的基团,其中化学连接在低温下形成,但随着温度升高被可逆地驱动至破坏和重排。根据本发明,热可逆交联可以在等于或小于200℃、优选等于或小于180℃、更优选等于或小于160℃的温度下形成。通常,热可逆键可以在25至200℃的温度范围内形成。根据本发明,热可逆键能够在等于或小于200℃,优选等于或小于190℃,更优选等于或小于180℃的温度下破坏并重排以形成热可逆键。通常,热可逆键能够在25至200℃的温度范围内破坏和重排。
基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,多胺交联剂(II)可以采用0.05-20重量%,优选0.05-17重量%,更优选0.05-15重量%,甚至更优选0.05-12重量%,最优选0.05-10重量%的量存在于聚合物胶乳组合物中。
因此,基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,多胺交联剂(II)可以采用至少0.01重量%、至少0.02重量%、至少0.03重量%、至少0.04重量%、至少0.05重量%、至少0.06重量%、至少0.07重量%、至少0.08重量%、至少0.09重量%、至少0.1重量%、至少0.11重量%、至少0.12重量%的量存在。同样,基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,多胺交联剂(II)可以采用不大于20重量%、不大于19重量%、不大于18重量%、不大于17重量%、不大于16重量%、不大于15重量%、不大于14重量%、不大于13重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%的量存在。本领域技术人员将理解,本文公开了由明确公开的下限和明确公开的上限限定的任何范围。
本申请中,术语“多官能”是指每分子具有至少两个官能团的化合物。多官能交联剂(III)可以包含与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性的第一官能团和与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基或羧基有反应性的第二官能团。
多官能交联剂可具有以下结构:
X-R-Y
其中R是直链或支链C1-C20烷二基、环状C3-C20烷基、烯基或亚芳基二基;其中X是与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性的有反应性的第一官能团;Y是与胶乳聚合物(A)颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基或羧基有反应性的第二官能团。优选,第一官能团(X)选自伯胺、仲胺、酰肼、异氰酸酯或醛。优选,第二官能团(Y)选自伯胺、仲胺、醛、环氧、亚胺、羟基、酰肼、肼、异氰酸酯或卤化物。第一官能团(X)和第二官能团(Y)可以相同或不同。优选,如果多官能胺的第一官能团(X)是伯胺或仲胺,则多官能胺的第二官能团(Y)不是伯胺或仲胺,反之亦然。因此,第一官能团(X)可以选自伯胺或仲胺,和第二官能团(Y)可以选自醛、环氧、亚胺、羟基、酰肼、肼、异氰酸酯或卤化物,或者第一官能团(X)可以选自酰肼、异氰酸酯或醛,以及第二官能团(Y)可以选自伯胺或仲胺。
多官能交联剂(III)可以选自多胺、氨基酰肼、氨基醛、烷醇胺、氨基卤化物、多酰肼、酰肼醛、卤化物酰肼、多异氰酸酯、卤化物异氰酸酯、多醛、羟基醛、卤化物醛及其组合。优选,多官能交联剂(III)可以选自氨基酰肼、氨基醛、烷醇胺、氨基卤化物、多酰肼、酰肼醛、卤化物酰肼、多异氰酸酯、卤化物异氰酸酯、多醛、羟基醛、卤化物醛及其组合。
合适的多胺可选自1,2-二氨基乙烷、1,6-二氨基己烷、苯二胺、三(2-氨基乙基)胺、多烯丙胺、联苯胺和/或支化聚乙烯亚胺(PEI)及其组合。合适的氨基酰肼可选自氨基苯甲酰肼、盐酸氨基脲(semicarbizide hydrochloride)及其组合。合适的氨基醛可选自2-氨基苯甲醛。合适的烷醇胺可选自甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、二甘醇胺、氨基酚及其组合。合适的氨基卤化物可选自氯苯胺、亚甲基-双(2-氯苯胺)、氯-吡啶-2-羧酸、溴-吡啶-2-羧酸、碘-吡啶-2-羧酸及其组合。
合适的多酰肼可选自碳酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸酰肼、间苯二甲酸二酰肼及其组合。合适的酰肼醛可选自甲醛酰肼(formichydrazide)。合适的羟基酰肼可以选自羟基苯甲酰肼。合适的卤化物酰肼可选自氯苯甲酰肼、溴苯甲酰肼、碘苯甲酰肼及其组合。
合适的多异氰酸酯可选自1,4-二异氰酸根合丁烷、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯及其组合。合适的卤化物异氰酸酯可选自氯乙酰基异氰酸酯、4-氯苄基异氰酸酯及其组合。
合适的多醛可选自乙二醛(glyoxyl)、戊二醛、邻苯二醛及其组合。合适的羟基醛可选自羟基苯甲醛、丁香醛、4-羟基-3-甲氧基肉桂醛、水杨醛及其组合。合适的卤化物醛可选自氯苯甲醛、溴苯甲醛、碘苯甲醛及其组合。
基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,多官能交联剂(III)可以采用0.05-20重量%,优选0.05-17重量%,更优选0.05-15重量%,甚至更优选0.05-12重量%,最优选0.05-10重量%的量存在于聚合物胶乳组合物中。
因此,基于胶乳聚合物(A)颗粒的总重量,多官能交联剂(III)可以采用至少0.01重量%、至少0.02重量%、至少0.03重量%、至少0.04重量%、至少0.05重量%、至少0.06重量%、至少0.07重量%、至少0.08重量%、至少0.09重量%、至少0.1重量%、至少0.11重量%、至少0.12重量%的量存在。同样,基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量,多官能交联剂(III)可以采用不大于20重量%、不大于19重量%、不大于18重量%、不大于17重量%、不大于16重量%、不大于15重量%、不大于14重量%、不大于13重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%的量存在。本领域技术人员将理解,本文公开了由明确公开的下限和明确公开的上限限定的任何范围。
交联化合物(B)可以采用0.02-25重量%的量存在于聚合物胶乳组合物中,例如0.02至22重量%,或0.02至20重量%,或0.02至18重量%,或0.02至15重量%,或0.02至10重量%,或0.02至8重量%,或0.05至25重量%,或0.05至22重量%,或0.05至20重量%,或0.05至18重量%,或0.05至15重量%,或0.05至10重量%、或0.05至8重量%、或0.2至25重量%、或0.2至22重量%、或0.2至20重量%、或0.2至18重量%、或0.2至15重量%、或0.2至10重量%、或0.2至8重量%,或0.5至25重量%、或0.5至22重量%、或0.5至20重量%、或0.5至18重量%、或0.5至15重量%、或0.5至10重量%、或0.5至8重量%、或1.0至25重量%、或1.0至22重量%、或1.0至20重量%、或1.0至18重量%、或1.0至15重量%、或1.0至10重量%,或1.0至8重量%、或2.0至25重量%、或2.0至22重量%、或2.0至20重量%、或2.0至18重量%、或2.0至15重量%、或2.0至10重量%、或2.0至8重量%、或5.0至25重量%、或5.0至22重量%、或5.0至20重量%、或5.0至18重量%、或5.0至15重量%、或5.0至10重量%,或5.0至8重量%,重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。优选,交联化合物可以采用0.02至25重量%,优选0.05至22重量%,更优选0.5至20重量%,最优选1.0至18重量%的量存在于聚合物胶乳组合物中,重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。
胶乳组合物的制备
本发明还涉及制备本发明的聚合物胶乳组合物的方法。该方法包括在乳液聚合方法中聚合包含烯属不饱和单体混合物的组合物,该混合物含有共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物的重量百分比基于为获得胶乳聚合物(A)的颗粒的单体混合物中单体的总重量。
制备聚合物胶乳组合物的方法可任选地包括使用0.05至5重量%的多胺交联剂(II)或0.05至5重量%的多官能交联剂(III)使胶乳聚合物(A)的颗粒预交联,重量百分比基于胶乳颗粒的颗粒的总重量。
此外,制备聚合物胶乳组合物的方法可以任选地包括将胶乳聚合物(A)的颗粒或胶乳聚合物(A)的预交联颗粒与交联化合物(B)混合。
可以使用关于如上所述的胶乳聚合物(A)、交联化合物(B)及其相对量的所有变化。
用于生产浸渍模塑制品的配混胶乳组合物:
本发明的聚合物胶乳组合物特别适用于浸渍模塑方法。因此,根据本发明的一个方面,将聚合物胶乳组合物配混以产生可直接用于浸渍模塑工艺的可固化聚合物胶乳配混组合物。
为了获得可再现的良好物理膜性能,建议通过pH调节剂将配混聚合物胶乳组合物的pH调节至pH7至11,优选8至10,更优选9至10,用于浸渍以生产薄的一次性手套。为了生产无支撑和/或有支撑的可重复使用的手套,建议通过pH调节剂将配混聚合物胶乳组合物的pH调节至pH8.0至12.0,优选9.0至11.5。可以使用选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨溶液的pH调节剂调节配混聚合物胶乳组合物的pH值。优选,可以使用氢氧化钾调节聚合物胶乳组合物的pH值。
配混聚合物胶乳组合物含有本发明的聚合物胶乳组合物、任选的pH调节剂(优选氨或碱金属氢氧化物)和任选的用于这些组合物中的常用添加剂,所述添加剂选自引发剂、抗氧化剂、颜料、TiO2、填料(例如基于二氧化硅的填料)和分散剂。合适的基于二氧化硅的填料包括热解法二氧化硅和沉淀二氧化硅。合适的添加剂如上所述。
可以将常规硫化体系添加到根据本发明配混聚合物胶乳组合物中以用于浸渍模塑方法,例如硫与促进剂(例如秋兰姆和氨基甲酸酯)组合以使其可固化。
然而,本发明的一个特别的优点是本发明的配混胶乳组合物可以不含硫硫化剂和硫硫化促进剂,并且本发明的聚合物胶乳复合物仍然是可固化的以提供具有所需拉伸性能的浸渍模塑制品。优选使用交联化合物(B),其可以选自以下中的一种或多种:(I)金属氧化物和/或金属盐;(II)多胺交联剂;和(III)如上所述的多官能交联剂。当然,可以使用关于如上所述的胶乳聚合物(A)、交联化合物(B)及其相对量的所有变化。
在某些重型应用如工业手套中,除了本发明的交联化合物(B)之外,使用如上所述的常规硫硫化体系可能是有利的以便进一步增加浸渍模塑制品的机械强度。
制造弹性体制品的方法:
本发明涉及一种用于制造浸渍模塑制品的方法。在制备浸渍模塑胶乳制品的合适方法中,首先,将具有最终制品的所需形状的模具浸入包含金属盐溶液的凝结剂浴中。凝结剂通常作为在水、醇或其混合物中的溶液使用。作为凝结剂的具体实例,金属盐可以是金属卤化物如氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化锌和氯化铝;金属硝酸盐如硝酸钙、硝酸钡和硝酸锌;金属硫酸盐如硫酸钙、硫酸镁和硫酸铝;和乙酸盐如乙酸钙、乙酸钡和乙酸锌。最优选氯化钙和硝酸钙。凝结剂溶液可含有添加剂以改善模型的润湿行为。
此后,将模具从浴中取出并任选地干燥。然后将这样处理的模具浸入本发明的配混胶乳组合物中。因此,胶乳的薄膜凝结在模具的表面上。或者,还可以通过多个浸渍步骤,特别是顺序的两个浸渍步骤获得胶乳膜。
此后,将模具从胶乳组合物中取出并任选地浸入水浴中,以便从组合物中提取例如极性组分并洗涤凝结的胶乳膜。
此后,任选地干燥胶乳涂覆的模具,优选在低于80℃的温度下干燥。
最后,将胶乳涂覆的模具在40至200℃的温度下热处理和/或暴露于UV辐射,以获得最终膜产品所需的机械性能。然后,从模具中取出最终的胶乳膜。热处理的持续时间将取决于温度,并且通常在1秒和20分钟之间。温度越高,所需的处理时间越短。热处理可以在60至175℃的温度下进行1秒至20分钟,或在95至135℃的温度下进行5秒至5分钟。
本发明还涉及一种生产连续弹性体膜的方法。该方法包括(A)提供本发明的聚合物胶乳组合物和(B)由聚合物胶乳组合物,优选水性聚合物胶乳组合物形成连续聚合物膜。聚合物胶乳组合物可以采用预选的厚度流延在基材上。流延可以通过常规的膜流延机进行。
步骤(B)中获得的连续聚合物膜可以任选地干燥,优选在低于80℃的温度下干燥(C)。
将步骤(B)或(C)中获得的连续聚合物膜在40至180℃的温度下热处理和/或暴露于UV辐射,以获得最终膜产品的所需机械性能。热处理的持续时间将取决于温度,并且通常在1秒和20分钟之间。温度越高,所需的处理时间越短。热处理可以在60至175℃的温度下进行1秒至20分钟,或者在95至135℃的温度下进行5秒至5分钟。干燥和固化可以同时进行,例如通过使用辐射加热器。从基材剥离可以采用粉末或无粉末的方式进行。
在剥离之后,可以将固化的弹性体膜卷成卷用于运输和进一步加工。该方法可以按照具有移动基材的连续过程运行。基材是移动带,其优选地是柔性材料,例如塑料,优选地耐热塑料,例如聚四氟乙烯(PTFE)或特氟隆。然而,可以使用能够提供支撑以使薄膜能够在生产过程中的地点之间转移的其他材料。利用该方法,可以生产非常薄的膜,该膜的厚度相比通常在高线速度下在浸渍模塑方法中获得的厚度要来得小。通常,生产线将以一定速度操作,其中膜以至少3mm/秒的速度流延,并且通常速度可以是3至5mm/秒、3至10mm/秒或3至20mm/秒或至多3至50mm/秒。
可替换的是,优选通过加热或通过使用热敏剂处理本发明的水性聚合物胶乳组合物,以促进胶乳组合物的凝结;随后将水性聚合物胶乳组合物稀释至与膜的预选厚度相关的预选固体含量,并且在步骤(B)中使旋转加热或冷却辊与水性聚合物胶乳组合物接触以在辊表面上凝结聚合物膜,然后固化该膜,优选通过加热,以形成弹性体膜并将获得的弹性体膜从辊上剥离。合适的热敏剂是本领域技术人员已知的,并且可以选自在温度变化时促进胶乳凝结的任何化合物。合适的热敏剂可以选自聚硅氧烷、胍或可以控制膜的厚度使得可以形成薄膜的任何其他类型的凝结剂。对于薄膜,厚度通常小于1mm,优选小于0.5mm,更优选小于0.05mm,甚至更优选小于0.02mm。凝结可以在耐热表面(例如玻璃或更优选陶瓷)上进行,然后可以将膜转移到柔性载体上,例如塑料,例如双轴取向聚丙烯(BOPP)的带以使凝结的膜能够被卷绕。然而,作为替代,凝结可以在耐热柔性载体(例如PTFE或特氟隆移动带)上进行,其中凝结可以在生产过程的一个阶段发生,然后一旦凝结和形成,则可以使用相同的带将膜转移到卷绕过程,在辊绕过程中将膜卷绕成为材料(例如卡片或钢支撑辊)的最终卷材以运输给客户或储存以加工成最终产品。为了最终卷绕,可以使用粉末或无粉末的方式将形成的膜从载体上剥离,然后可以将固化的弹性体膜卷绕成卷用于运输和进一步加工。然而,可以设想,在一些情况下,膜可以保留在支撑表面上,该支撑表面可以是薄塑料层,然后被卷起,并且在这种情况下,支撑形成保护层,然后当膜要被加工时该保护层可以从膜上剥离。
本发明还涉及一种制造弹性体制品的方法。在第一步骤中,聚合物胶乳的连续弹性体膜例如通过流延工艺和任选的通过加热固化和/或UV固化来制备。在下一阶段中,将两个单独的连续弹性体膜对齐,然后将对齐的连续弹性体膜切割/冲压成预选形状,以获得预选形状的弹性体膜的两个叠置层。弹性体膜的叠置层至少在叠置层的周边的预选部分中接合在一起以形成弹性体制品。接合在一起可以通过使用热措施或通过胶合或加热和胶合的组合进行,热措施优选地选自热密封和焊接。
切割也可以通过可加热模板切割装置进行,从而提供预选形状并且将该切割装置在其中膜接合在一起的接触弹性体膜的区段中加热,从而同时将弹性体膜切割成预选形状并对叠置的弹性体膜的周边的预选部分热密封。替代地,可以使用激光切割机。施加的温度可以在120℃至180℃的范围内,优选130℃至160℃,更优选160℃至190℃,并且通常在生产中使用180℃的温度。切割装置优选地以至少1MPa的压力压紧叠置的弹性体膜至少1秒。如果温度较高,则所使用的压力可以较小,并且这根据所需的生产速度进行优化。通常,需要每小时生产45,000件。切割和密封过程可以与已知浸渍过程的生产速度相匹配,并且其还具有需要较少生产空间的优点,这是因为生产线的长度较小以避免在浸渍过程中需要干燥时间。还设想可以使用制品形状的激光切割。如果使用冷激光切割,则可以切割制品用于进一步加工,例如密封,或者如果使用热激光切割,则可以切割和密封制品以形成最终产品。可以使用CAD系统输入要生产的物品的轮廓,使得可以为生产运行形成预编程的物品轮廓。使用激光系统的优点是避免在压制和密封方法中使用的印模结垢。
此外,本发明涉及一种用于修理或改造弹性体膜或包括所述弹性体膜的制品的方法。该方法包括:(a)提供一种薄膜或制品,该薄膜或制品包括一个或多个弹性体薄膜,具有至少两个待重新连接的表面;(b)重新接合弹性体膜的至少两个表面,和(c)在40至200℃,优选60至175℃,更优选95至135℃的温度下加热或退火弹性体膜,同时保持受损膜的重新接合的表面的紧密接触。弹性体膜由本发明的聚合物胶乳组合物制成并且弹性体膜包含胶乳聚合物(A)的颗粒之间的烯胺酮交联。
本发明涉及通过使用本发明的聚合物胶乳组合物或本发明的配混胶乳组合物制备的制品。制品可选自手术手套、检查手套、工业手套、家用手套、一次性手套、纺织品支撑手套、导管、弹性体套管、避孕套、气球、管材、牙坝、围裙和预成型垫圈。
将参考以下实施例进一步说明本发明。
实施例:
在实施例中使用以下缩写:
MAA = 甲基丙烯酸
Bd = 丁二烯
ACN = 丙烯腈
tDDM = 叔十二烷基硫醇
Na4EDTA = 乙二胺四乙酸四钠盐
ZnO = 氧化锌
TiO2 = 二氧化钛
TS = 拉伸强度
EB = 断裂伸长率
FAB = 断裂力
在下文中,除非另有说明,否则所有份数和百分比均基于重量。
实施例1A、1B和1C:胶乳的制备
将2重量份(基于聚合物固体)的种子胶乳(平均粒度36nm)和80重量份水(基于100重量份包括种子胶乳的单体)加入氮气吹扫的高压釜中,随后加热至30℃。然后将溶解在2重量份水中0.01重量份Na4EDTA和0.005重量份Bruggolite FF6加入,然后加入溶解在2重量份水中的0.08重量份过硫酸钠。随后,在6小时内加入57重量份Bd、33重量份ACN、6重量份MAA、2重量份乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、0.88重量份十二烷基苯磺酸盐(表面活性剂)和0.6重量份tDDM。在10小时内,加入2.2重量份十二烷基苯磺酸钠、0.2重量份焦磷酸四钠和22重量份水。在9小时内加入0.13重量份Bruggolite FF6在8重量份水中的助活化剂进料。将温度保持在30℃直至95%的转化率,产生45%的总固体含量。通过加入0.08重量份5%二乙基羟胺水溶液来短时间停止聚合。在第一次pH调节中,将pH使用氢氧化钾(5%水溶液)调节到至少pH 7.0,并通过在60℃下真空蒸馏除去残余单体。0.5重量份Wingstay L型抗氧化剂(在水中的60%分散体)加入到原始胶乳中,并且在第二次pH调节中,通过加入5%氢氧化钾水溶液将pH调节到至少8.0。
实施例2A、2B和2C:胶乳的制备
聚合与实施例1相同,但是加入5重量份乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯和30重量份ACN。
实施例3A、3B、3C、3D、3E、3F和3G:胶乳的制备
聚合与实施例1相同,但在转移至汽提器和然后至储存之前,使用氨溶液将用于第一pH调节的反应混合物调节到至少pH 7.00。
实施例4A:胶乳的制备
聚合与实施例1相同,但是加入3份MAA和3重量份乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯,然后在转移至汽提器和然后至储存之前,使用氨溶液将用于第一pH调节的反应混合物调节到至少pH 7.00。
实施例5A:胶乳的制备
聚合与实施例1相同,但仅加入0份MAA和6重量份乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯,然后在转移至汽提器和然后至储存之前,使用氨溶液将用于第一pH调节的反应混合物调节到至少pH 7.00。
比较例1:胶乳的制备
将2重量份(基于聚合物固体)的种子胶乳(平均粒度36nm)和80重量份水(基于100重量份包括种子胶乳的单体)加入氮气吹扫的高压釜中,随后加热至30℃。然后加入溶解在2重量份水中的0.01重量份Na4EDTA和0.005重量份Bruggolite FF6,接着加入溶解在2重量份水中的0.08重量份过硫酸钠。随后,在6小时内加入57重量份Bd、35重量份ACN、6重量份MAA、0.88重量份十二烷基苯磺酸盐(表面活性剂)和0.6重量份tDDM。在10小时内,加入2.2重量份十二烷基苯磺酸钠、0.2重量份焦磷酸四钠和22重量份水。在9小时内加入0.13重量份Bruggolite FF6在8重量份水中的助活化剂进料。将温度保持在30℃直至95%的转化率,产生45%的总固体含量。通过加入0.08重量份5%二乙基羟胺水溶液来短时间停止聚合。在第一次pH调节中,使用氢氧化钾(5%水溶液)将pH调节到至少pH 7.0,并通过在60℃下真空蒸馏除去残余单体。0.5重量份Wingstay L型抗氧化剂(在水中的60%分散体)加入到粗胶乳中,并且在第二次pH调节中,通过加入5%氢氧化钾水溶液将pH调节到至少8.0。
比较例2和3:胶乳的制备
聚合与比较例1相同,但是在转移至汽提器和然后至储存之前,使用氨溶液将反应混合物的pH调节到至少pH 7.00。
浸渍胶乳实施例的制备
根据表1至3配混胶乳实施例。通过加入5%氢氧化钾水溶液将胶乳的pH调节至pH10.0。将配混物稀释至总固体含量为18%并在浸渍之前在25℃下在连续搅拌下熟化至少16小时。其中,所用的促进剂(如果有的话)是二乙基二硫代氨基甲酸锌。
表1:用于模型浸渍的胶乳配混配制剂和熟化
Ex.1A | Ex.1B | Ex.1C | Ex.2A | Ex.2B | Ex.2C | CE 1 | |
胶乳 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
ZnO | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
TiO2 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
硫 | - | - | - | - | - | - | 0.80 |
促进剂 | - | - | - | - | - | - | 0.70 |
乙二胺 | - | 0.20 | 0.50 | - | 0.50 | 2.00 | - |
表2:用于模型浸渍的胶乳配混配制剂和熟化
表3:用于模型浸渍的胶乳配混配制剂和熟化
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浸渍过程
浸渍是手动或使用自动浸渍机进行的。将浸渍模具在70℃的空气循环烘箱中调节,然后在60℃下浸入包含18-20重量%硝酸钙水溶液和2-3重量%碳酸钙的凝结剂溶液中1秒。然后将浸渍模具放置在设定为75-85℃的烘箱中一定时间,然后在60-65℃的浸渍板模具温度下按设定时间浸在相应的胶乳中以获得胶乳浸渍的板模具。然后将胶乳浸渍的模具在烘箱中在100℃下胶凝1分钟,并在50-60℃下在DI水浸析罐中浸析1分钟,然后在烘箱中在120℃下固化20分钟。最后,从板模具中手动剥离固化的胶乳。在其他物理测试之前,将固化的胶乳在23℃(±2)在50%(±5)相对湿度的气候室中调理至少16小时。
拉伸性能的测定(ASTM D 6319和EN 455)
根据ASTM D 6319和EN 455测试程序测试最终膜的拉伸性能。从由每种胶乳配混物制备的膜切割哑铃形试样;在伸长计上测试之前将未老化和老化的样品(“老化”是指在测试拉伸性质之前在烘箱中在100℃下放置22小时的试样)在23±2℃和50±5%相对湿度下调理24小时。测量膜厚度(mm),其中典型的膜厚度值在0.060-0.070mm之间。报告的拉伸强度(TS)对应于在拉伸试样至破裂时测定的最大拉伸应力。断裂伸长率(EB)对应于断裂发生时的伸长率。断裂力对应于破裂发生时的力。而模量100、300和500(M100、M300和M500)对应于在100、300和500%伸长率下拉伸试样时确定的拉伸应力。同时,报告的断裂力(FAB)对应于在拉伸试样至破裂时确定的最大拉伸力。
测量上述制备的膜的拉伸数据并总结在表4至7中。表4和6显示了未老化的结果,表5和7显示了老化的结果。
表4:未老化结果
表5:老化结果
表6:未老化结果
表7:老化结果
如表1所示,比较例1(CE1)使用含有硫和促进剂的常规固化包。而实施例1A、1B、1C、2A、2B和2C是不含硫、促进剂的固化胶乳,含有ZnO交联剂,具有或不具有乙二胺(多胺交联剂)。对于未老化和老化样品,ZnO交联胶乳(实施例1A和2A)的拉伸性能与CE1相当,但TS略低尽管EB略有改善。添加多胺交联剂(实施例1B和2B)得到与CE1相当的TS,但EB略微下降。进一步增加多胺交联剂的量(实施例1C和2C)显示EB的进一步降低。
如表3所示,比较例2(CE2)是含有多胺作为交联剂的不含硫、促进剂的固化胶乳。而比较例3(CE3)使用含有硫和促进剂的常规固化包。实施例3A、3B、3C、3D、3E、3F和3G是含有ZnO交联剂的胶乳,不含硫、促进剂,具有不同含量的各种多胺交联剂(乙二胺、六亚甲基二胺、苯二胺、三(2-氨基乙基)胺和聚乙烯亚胺)。在实施例3A、3B和3C中,使用氨溶液的第一pH调节改善了拉伸性质。在实施例4A中,用3重量份2-(甲基丙烯酰氧基)乙基乙酰乙酸酯代替3重量份MAA,用ZnO和多胺交联,得到与CE3相当的拉伸性能。在另一个实施例5A中,所有6重量份MAA被6重量份乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯完全替代,进一步与ZnO和多胺交联,产生胶乳膜。
表8:应力松弛时间
N.A.:在1200秒内不能达到初始应力的1/e
与CE1和CE3相比,含有乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯的一些所选样品(实施例1A、1B、1C、3A和3C)的应力松弛时间都具有更快的应力松弛时间。采用ZnO和聚胺交联的含有乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯的胶乳含有热可逆的烯胺酮基交联。由于高温下较低的聚合物网络稳定性,这些热可逆交联键随着温度升高而更快地解离。由于不是热可逆的高度热稳定的硫交联,CE1和CE3都未能在1200秒内达到1/e的初始应力。
Claims (15)
1.一种用于生产弹性体膜的聚合物胶乳组合物,其包含:
通过烯属不饱和单体的混合物的自由基乳液聚合获得的胶乳聚合物(A)的颗粒,该混合物包含共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)、优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I),其中所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)的重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。
2.根据权利要求1所述的聚合物胶乳组合物,还包含交联化合物(B),其中交联化合物(B)优选与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)具有以下结构:
其中R1选自氢或烃基如甲基;
其中X是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基,优选直链C1-C20烷二基;
其中Y是O或NH,优选O;
其中每个R2独立地为氢或烃基如甲基,
其中烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)优选选自乙二醇单乙酰乙酸酯单甲基丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯;乙酰乙酸烯丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯;(甲基)丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基(甲基)乙酯;(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2-二甲基丙酯;3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4,4-四甲基环丁基酯,如3-氧代丁酸3-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊基酯、3-氧代丁酸1-(甲基丙烯酰氧基)-2,2,4-三甲基戊-3-基酯或其混合物;3-氧代丁酸(4-(甲基丙烯酰氧基甲基)环己基)甲酯或其混合物。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中交联化合物选自以下中的一种或多种:
(I)金属氧化物和/或金属盐,优选以0.05-10重量%,更优选0.5-2重量%的量存在,
(II)多胺交联剂,优选以0.05至20重量%,更优选0.05至10重量%的量存在,和
(III)多官能交联剂,优选以0.05至20重量%,优选0.05至10重量%的量存在,具有以下结构:
X-R-Y
其中R是直链或支链C1-C20烷二基,环状C3-C20烷基,烯基或亚芳基二基;
其中X是与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基有反应性的第一官能团,Y是与胶乳聚合物(A)的颗粒的乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基或羧基有反应性的第二官能团,优选第一官能团选自伯胺、仲胺、酰肼、异氰酸酯或醛,第二官能团选自伯胺、仲胺、醛、环氧、亚胺、羟基、酰肼、肼、异氰酸酯或卤化物;
其中重量百分比基于聚合物胶乳(A)的总重量;
其中
(I)金属氧化物优选选自二价、三价或四价金属氧化物例如氧化锌、二氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化铝、铝酸钠、锡酸钠及其组合;并且金属盐优选选自硫酸铝、氯化铝、氢氧化铝、硝酸铝及其组合;
(II)多胺交联剂优选选自1,2-二氨基乙烷、1,6-二氨基己烷、苯二胺、三(2-氨基乙基)胺、多烯丙胺、联苯胺、支化聚(乙烯亚胺)及其组合;以及
(III)多官能交联剂优选选自多胺、氨基酰肼、氨基醛、烷醇胺、氨基卤化物、多酰肼、酰肼醛、卤化物酰肼、多异氰酸酯、卤化物异氰酸酯、多醛、羟基醛、卤化物醛及其组合;和/或
其中胶乳聚合物(A)的颗粒以75至99.8重量%,优选78至99.5重量%,更优选80至99重量%,最优选82至98重量%的量存在,和/或交联化合物(B)以0.02至25重量%,优选0.05至22重量%,更优选0.5至20重量%,最优选1.0至18重量%的量存在,其中重量百分比基于聚合物胶乳组合物的总固体重量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中胶乳聚合物(A)用单体组合物还包含
(a)15重量%至99重量%的共轭二烯;
(b)1至80重量%选自烯属不饱和腈化合物的单体;
(c)0至10重量%的烯属不饱和丙烯酸和/或其盐,
(d)0至80重量%的乙烯基芳族单体;以及
(e)0-65重量%的烯属不饱和酸的烷基酯,
其中重量百分比基于单体混合物中单体的总重量;其中
(a)共轭二烯优选选自1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及其组合,更优选1,3-丁二烯;
(b)烯属不饱和腈化合物优选选自(甲基)丙烯腈、α-氰乙基丙烯腈、富马腈、α-氯腈及其组合;
(c)烯属不饱和丙烯酸和/或其盐优选选自(甲基)丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、及其盐、烯属不饱和酸的羧酸烷基酯及它们的组合;
(d)乙烯基芳族单体优选选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯及其组合;
(e)烯属不饱和酸烷基酯优选选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及其组合;
及其组合;
用于胶乳聚合物(A)的烯属不饱和单体的混合物任选地包含烯属不饱和单体,该烯属不饱和单体优选选自
(f)羧酸乙烯酯,优选乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、支链烷烃羧酸乙烯酯及其组合;
(g)具有至少两个相同的烯属不饱和基团的单体,优选选自二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯及其组合;
以及它们的组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中用于胶乳聚合物的烯属不饱和单体的混合物包含:
-从20至99重量%的共轭二烯,优选选自1,3-丁二烯、异戊二烯及其组合,更优选1,3-丁二烯;
-从0.05至10重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I),优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I);
-从1至60重量%的选自烯属不饱和腈化合物的单体,优选丙烯腈;
-从0至70重量%的乙烯基芳族单体,优选苯乙烯;
-从0至25重量%的(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯;
-从0至10重量%,优选0.05至7重量%的烯属不饱和酸,优选(甲基)丙烯酸;
-从0至10重量%的乙烯基酯;
其中重量百分比基于单体混合物中单体的总重量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中胶乳聚合物(A)的颗粒不含(甲基)丙烯酸;和/或
其中聚合物胶乳组合物的pH值为6.5至9.0,例如6.5至7.0,并且优选使用选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨溶液、优选氨溶液的pH调节剂调节;和/或
其中聚合物胶乳组合物还包含引发剂、消泡剂、蜡、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂、填料、颜料或其组合;和/或
其中胶乳聚合物(A)的颗粒是通过使胶乳聚合物的颗粒与0.05至5重量%的多胺交联剂(II)或0.05至5重量%的多官能交联剂(III)反应获得的预交联的,其中重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量。
8.一种适用于生产浸渍模塑制品的配混聚合物胶乳组合物,其包含前述权利要求中任一项所述的聚合物胶乳组合物,其中聚合物胶乳组合物还包含选自硫硫化剂、硫硫化促进剂及其组合的助剂,或者聚合物胶乳组合物不含硫硫化剂和硫硫化促进剂,
其中配混聚合物胶乳的pH值优选为8.0至12.0,例如9.0至11.5,并且优选使用选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨溶液、优选氢氧化钾的pH调节剂调节。
9.一种用于制备根据权利要求1至7中任一项所述的聚合物胶乳组合物的方法,所述方法包括:
a)在乳液聚合方法中聚合包含烯属不饱和单体的混合物的组合物,该混合物包含共轭二烯和0.05至20重量%的烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)、优选烯属不饱和乙酰乙酰氧基化合物(I),其中所述烯属不饱和乙酰乙酰氧基和/或乙酰乙酰氨基化合物(I)的重量百分比基于单体混合物中单体的总重量,以获得胶乳聚合物(A)的颗粒,
b)任选地使用0.05至5重量%的多胺交联剂(II)或0.05至5重量%的多官能交联剂(III)预交联胶乳聚合物(A)的颗粒,其中重量百分比基于胶乳聚合物(A)的颗粒的总重量;
c)任选地将胶乳聚合物(A)的颗粒与交联化合物(B)混合。
10.权利要求1至7中任一项所述的聚合物胶乳组合物用于生产浸渍模塑制品、弹性体膜、自支撑弹性体膜或制品或用于涂覆或浸渍基材、优选纺织品基材的用途。
11.一种通过如下步骤制造浸渍模制制品的方法
a)提供根据权利要求8所述的配混聚合物胶乳组合物;
b)将具有最终制品的所需形状的模具浸入包含金属盐溶液的凝结剂浴中;
c)从凝结剂浴中取出模具并任选地干燥模具;
d)将在步骤b)和c)中处理的模具浸入步骤a)的配混胶乳组合物中;
e)使模具表面上的胶乳膜凝结;
f)从配混胶乳组合物中取出胶乳涂覆的模具,并任选地将胶乳涂覆的模具浸入水浴中;
g)任选地干燥胶乳涂覆的模具;
h)在40℃至200℃的温度下热处理从步骤e)或f)获得的胶乳涂覆的模具优选20分钟或更短;和/或UV处理;和
i)从模具中取出胶乳制品;
其中热处理优选在60至175℃的温度下进行1秒至20分钟,更优选在95至135℃的温度下进行5秒至5分钟。
12.一种用于生产连续弹性体膜的方法,包括:
(A)提供根据权利要求1至7或9中任一项所定义或制备的聚合物胶乳组合物;
(B)由聚合物胶乳组合物形成连续聚合物膜;
(C)任选地干燥步骤B)中获得的连续聚合物膜;
(D)在40℃至180℃的温度下热处理步骤B)或C)中获得的连续聚合物膜优选20分钟或更短时间以形成连续弹性体膜;和/或UV处理,和
(E)任选地将步骤D)中获得的连续弹性体膜卷成卷;
其中热处理优选在60至175℃的温度下进行1秒至20分钟,更优选在95至135℃的温度下进行5秒至5分钟。
13.一种通过如下步骤制备弹性体制品的方法
-对齐根据权利要求11或12中任一项获得的两个单独的连续弹性体膜;
-将对齐的连续弹性体膜切割成预选形状,以获得预选形状的弹性体膜的两个叠置层;以及
-将弹性体膜的叠置层在叠置层周边的至少预选部分处接合在一起以形成弹性体制品;
其中接合在一起优选地通过使用热措施或通过胶合进行,该热措施优选选自热密封和焊接;和/或
其中切割优选通过可加热模板切割装置或激光切割机进行,从而提供预选形状并且将该切割装置在其中膜接合在一起的接触弹性体膜的区段中加热,从而同时将弹性体膜切割成预选形状并对叠置的弹性体膜的周边的预选部分热密封。
14.一种用于修理或改造弹性体膜或包含所述弹性体膜的制品的方法,所述方法包括:
a)提供膜或包含一个或多个弹性体膜的制品,其具有至少两个待重新连接的表面,
b)重新接合弹性体膜的至少两个表面,以及
c)在40至200℃,优选60至175℃,更优选95至135℃的温度下加热或退火弹性体膜,同时保持受损膜的重新接合表面的紧密接触,其中
弹性体膜由根据权利要求1至7所述的聚合物胶乳组合物制成,其中弹性体膜包含胶乳聚合物的颗粒之间的烯胺酮交联。
15.一种制品,其通过使用根据权利要求1-7中任一项所述的聚合物胶乳组合物制备或根据方法9获得的聚合物胶乳组合物制备,其中该制品优选选自手术手套、检查手套、工业手套、家用手套、一次性手套、纺织品支撑的手套、导管、弹性体套管、避孕套、气球、管材、牙科坝、围裙和预成型垫圈。
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