[发明专利]弹性甲基丙烯酸酯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体和糊状组合物，其包含聚合物和丙烯酸或甲 基丙烯酸酯单体的混合物，其通过自由基聚合而硬化来形成高强度的、 增韧的材料。该硬化的组合物通常可用作粘合剂、填料和修复材料、 涂料等等。

背景技术

在此以前，商用的和现有技术的能以1∶1比率混合、且还具有实 用的保存期或储存期限的甲基丙烯酸酯粘合剂组合物的弹性和可延展 性与具有普通的但较不实用的10∶1混合比率的粘合剂的弹性和可延 展性不一样。在粘合剂随着时间在高温下的老化时，这问题尤其明显。 后者的组合物通常使用过氧化苯甲酰作为主要引发物质。最早和最广 泛使用的催化剂组合包含过氧化苯甲酰和叔芳族胺。通常将该胺掺入 到聚合物和单体混合物中，而在使用时分别将过氧化苯甲酰提供和添 加到单体组合物中。单体组合物和过氧化物的混合比率典型地从 100∶1，如果使用纯BPO，到10∶1或更低，如果为了更方便混合而用 增塑剂稀释。因为在过氧化物组分中的惰性增塑剂和其它成分对固化 的组合物性能有副作用，因此单体组合物和过氧化物组分的最小实用 比率是4∶1。当和甲基丙烯酸酯单体混合时，过氧化苯甲酰是不稳定 的。在以典型的1∶1混合比率配制剂中对于安全和在使用之前的实用 储存而言，过氧化物催化剂物质在与甲基丙烯酸酯混合物的混合中的 稳定性是必需的。因此，过氧化苯甲酰不是本发明组合物的优选实施 方案中的催化剂组分。

商业的和现有技术的具有1∶1混合比率的甲基丙烯酸酯粘合剂典 型地使用包括磺酰氯引发物质、氢过氧化物或其它稳定的非BPO共引 发物的引发剂体系和胺-醛活化剂。该引发物质包含在粘合剂部分或粘 合剂的组分A中，醛-胺活化剂包含在活化剂部分或粘合剂的组分B 中。磺酰氯的常见来源是duPont商业上作为Hypalon销售的氯磺化聚 乙烯。优选的醛-胺活化剂是Reillcat ASY-2，丁醛和苯胺的反应产 物，在活性二氢吡啶组分中富集，一般被称为DHP。

虽然氢过氧化物/磺酰氯/DHP固化体系提供了一种制造具有方便 的和非-决定性的1∶1混合比率的粘合剂的方法，但得到的配制剂对于 最需要的结构粘合剂应用来说并不是优选的。这是因为相对于用BPO 和叔胺固化的组合物，这些配制剂通常较硬，而且随着老化可变脆。 因此，公认需要一种具有方便的1∶1混合比率和高度的挠度以及在老 化后保留挠度的粘合剂。现在已经发现可以使用特定的苯乙烯、丁二 烯和异戊二烯的嵌段共聚物，通过使用提供方便的1∶1混合比率的组 分来配制具有这些所期望特性的粘合剂组合物。进一步地，在优选实 施方案中，这些组合物可以不使用过氧化苯甲酰来配制。

Charnock的美国专利4,574,142公开了增韧的基于双组分丙烯酸 单体的粘合剂组合物，其使用苯乙烯-丁二烯(SBS)嵌段共聚物橡胶。 仅仅公开了苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物，没有公开对丁二烯或苯乙 烯的相对比率的优选，也没有公开聚合物结构。使用醛-胺组分作为固 化催化剂体系的一部分。然而，指出的是该组合物包括不含有机磺酰 氯的自由基催化剂体系。磺酰氯和含有磺酰氯的聚合物、例如氯磺化 聚乙烯，它们是现有技术粘合剂的优选促进剂，但它们是从组合物中 特别排除的。还公开聚氯丁二烯、即在现有技术组合物中所使用的另 一氯化聚合物，具有不期望的效果。因此，Charnock或者排除或者教 导远离在组合物中的任何含氯物质，尤其是磺酰氯。

美国专利5,206,288公开了在低温挠曲的粘接性能改进的组合 物，该组合物结合具有低玻璃化转变温度Tg的弹性体和核壳冲击改性 剂。在一个以大约1∶1混合比率混合的配制剂中使用Kraton的实施方 案中，催化剂体系在单体组分中包含BPO糊剂作为在聚合物中的添加 剂，和在另一中的叔胺，N，N-二甲基-对甲苯胺。BPO不是该优选实施 方案组合物的优选组分。

美国专利6,989,416公开基于苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物的具有 改进的挠度的甲基丙烯酸酯粘合剂。该粘合剂含有过氧化物和叔胺引 发剂但不含有磺酰氯或任何其它含硫的组分或DHP组分。进一步地， 它们优选以10∶1的混合比率使用糊过氧化苯甲酰作为催化剂组分。

本发明优选实施方案的概述

本发明的优选实施方案提供双组分结构粘合剂组合物，其显示出 改进的弹性和弹性保持性。该粘合剂组合物是丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酯单体和聚合物的混合物，其包含：