[其他]硬聚氯乙烯型件的粘合剂

说明书

本发明涉及一种用于硬聚氯乙烯（PVC）型件的改良粘合剂，尤其是在应力诱导腐蚀显著降低的趋势下甚至在高要求的应用中都能满足当今对储存稳定性、标准适合性、蠕变强度和缝隙填充能力各项要求的材料。

对于粘合硬聚氯乙烯型件，如聚氯乙烯高压管，通常所用的粘合剂含有溶于适当的聚氯乙烯溶剂或溶剂体系的粉末状聚氯乙烯。通过选择合适的溶剂体系来调节这些粘合体系的加工性能，如加工时间和膨胀性能。

粘合原理是基于溶剂的膨胀、溶解和扩散能力。溶剂扩散到基础材料中，使其溶胀并与溶液中的PVC结合，当把粘合物与基础材料挤压在一起时就能实现联结。

溶剂通过一段没有精确地限定时间的解吸后便可得到均匀的联结。

系统研究表明，这种粘合材料中含有的溶剂由于共溶解、蒸发及增塑性能而对可能产生的结构损伤有不同的影响，此情况对高压力型件变得特别重要，如四通接头，其任何情况下的机械负荷，都有剩余的粘合剂经筒内部转移至筒芯的粘合剂附加积累。

本发明的改良硬聚氯乙烯粘合剂的技术构思出发点是认为，某些已知的好的PVC溶剂组成是造成上述不希望有的结构损伤的原因。申请人的试验表明，具有环状结构的聚氯乙烯溶剂、即环己酮、四氢呋喃（在一定程度上）可造成损伤，特别是应力诱导腐蚀。四氢呋喃和环己酮二者均为PVC的好溶剂（参看“塑料70”（1980），313至318页）。

这种溶剂用于此类粘合剂组合物是好的，或者为满足按照粘合剂组合物或硬PVC最后形成的联结的各种要求来说都是必需的。

这样，这些粘合剂强度就必须满足许多标准要求-其中有西德工业标准（DIN）16970，KIWA    No.55，英国标准化协会（BSI）4346，美国材料检验学会（ASTM）2564和日本自来水厂协会标准（JWWAS）101。这些要求决定于粘合剂中所加聚氯乙烯成分的分子量和分子量分布情况的选择，例如西德工业标准16970的所谓60℃试验要求用于粘合材料的聚氯乙烯原料要有足够的热稳定性。这种热稳定性依赖于前面提到的材料参数。

按照申请人的试验，对于这里涉及的聚氯乙烯粘合材料，在粘合剂中所加聚氯乙烯的性能和经济上的最适度，其K值为58±1。鉴于该聚氯乙烯原料的溶解行为、存放稳定、适合标准、可填充缝隙和抗蠕变性，粘合剂要求上述环状PVC溶剂有相对高的百分组成。通过将K值降低到所给界限以下以用非环组分代替溶剂组成的所有试图均未成功，因为这样粘合剂组合物在上述4个标准中，至少有一项不能或不再满足。

本发明基于观察，发现将不同K值的PVC类型结合，可得到符合标准的粘合剂配方，并且存放稳定，能填充缝隙和防止蠕变。同时，与现有实际应用的已知粘合剂组合物相比，由于溶剂混合物中上述环状PVC溶剂量的限制，符合有效减少应力龟裂的趋向。因此，本发明涉及硬PVC型件粘合的组合物是基于含环状PVC溶剂混合物的PVC溶液，其PVC固体含量约为10至30%（重量）。该新粘合剂组合物的特征是含有K值为58±1的溶解PVC与K值范围在45至52之间的溶解PVC溶液（其溶剂混合物中的环状PVC溶剂含量不超过总粘合剂重量的50%）相混合。在一最佳实施方案中该新粘合剂组合物含下列两种以溶液互相混合的PVC类型：

K值为58±1的PVC和K值约为49至50的PVC。

在另一最佳实施方案中，K值为58±1的PVC成分约为溶解的两种PVC类型重量总的40至85%，特别是45至60%，而K值较低的PVC相应为60至15%，在特别的最佳实施方案中为55至40%，推荐使用的是将同等重量的两类PVC溶于溶剂混合物。

本发明的一个显著的特征是，不需要放弃使用已知的环状结构的聚氯乙烯好溶剂，而只需限制其在溶剂混合物中的含量，即可满足降低应力诱导腐蚀的要求。

因此，在本发明的一个最佳实施方案中，PVC溶剂混合物中所含的环状溶剂（特别是四氢呋喃和/或环己酮）的量为各粘合剂总量的约30-50%，特别是约35-45%。

本发明的粘合剂组合物液相的其余部分为非环状PVC溶剂，其中重要的是非环酮，首先是丁酮更为重要。此外为其它非环状PVC溶剂，其量一般很小，在这种情况下，使用有限量的二甲基甲酰胺可能又有特别的意义。

本发明的特别优先选择的粘合剂组合物含有约20%（重量）的溶解的上述种类的PVC成分、约40至50%（重量）的四氢呋喃和环己酮，最好是以约1∶1至2∶1的比例混合;其余的为非环状PVC溶剂，其中丁酮为25至35%（重量），其余为二甲基甲酰胺。这里的重量百分数均以粘合剂组合物总重为基数计算。