[发明专利]可快速固化的烯类单体组合物

说明书

本发明涉及呈现快速表面固化特性的烯类单体组合物。这类组合物是由烯类单体或单体混合物制备，如甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸羟丙酯的混合物，本体聚合催化剂体系，多价金属氧化性表面相催化剂，以及分散在烯类单体中用作表面固化加速剂的二烯属橡胶。本发明的组合物可用作聚合物混凝土的粘合剂以及修复开裂的卜特兰水泥混凝土表面的除壳剂，常称之为密封剂/修复剂。就地形成保护涂层的烯类单体组合物是熟知的。例如，甲基丙烯酸甲酯曾被广泛研究用作混凝土浸渗剂或密封剂，以及用作集料场地聚合物混凝土组合物的粘合剂，该组合物用于涂复或修补以卜特兰水泥为基料的混凝土。用这种方法处理过的混凝土比未处理的混凝土更耐磨蚀，耐化学品泄漏。

烯类单体可以在高能辐射，粒子束或化学自由基源(如过氧化物及氢过氧化物)引发下通过自由基聚合反应进行本体聚合。氧可以抑制烯类单体的自由基聚合反应这一点也是熟知的。对于表面涂复组合物(如保护混凝土表面所用的组合物)来说，氧对聚合反应的抑制尤其带来麻烦。如果所用的组合物以甲基丙烯酸甲酯为基本成分，则表面固化不足并非特别不利。甲基丙烯酸甲酯具有较高的蒸气压，在已聚合的组合物的表面上，那些未固化单体挥发较快从而使下面的硬的已聚合的表面暴露出来。

但是当未固化组合物所含烯类单体的挥发性较低时，则因氧的存在抑制表面固化而使已在本体聚合中固化的组合物的表面固化极为缓慢。这一点造成表面发粘以及残留气味等不良性能。另一方面，含低挥发性单体的组合物也有长处，因其耐化学侵蚀性提高，更为安全，气味较少，成本较低。

为了解决氧抑制聚合所带来的问题曾用过多种方法。例如在涂覆组合物中加入多价金属盐(如环烷酸钴)以催化残余未固化单体的氧化固化。环烷酸钴一类的催干剂常用来促进完全干燥。此外，烯类单体组合物涂覆的制品也可以在氮气或其它惰性气体保护层下固化。另一种解决有氧存在所带来的问题的办法是用石蜡一类的物质作第二次涂复以改善整个状况，这种物质减少了所用的烯类单体表面的氧渗透。

解决氧抑制表面固化所带来问题的上述办法中，没有一个是完全满意的。对于能迅速形成表面固化的烯类单体组合物仍有很大需求，特别是当组合物中所含的烯类单体挥发性较低的这种情况。

本发明的目的之一是提供烯类单体组合物，这种烯类单体组合物的表面接触氧气时其表面固化速度高于先有技术的组合物。本发明的又一个目的是提供与市售组合物相比其粘性较低的烯类单体组合物。本发明的另一个目的是提供用高脆性低挥发性单体配制的烯类单体组合物以期得到相对来说不粘着的表面。本发明还有一个目的是提供具有改进的表面物理性质的烯类单体组合物。

在含氧环境中呈现改善固化特性的烯类单体组合物含有分散在烯类单体中的二烯属橡胶(其用量足以产生去抑制作用)，该组合物包括至少一种挥发性较低的二烯属橡胶在其中不溶的烯类单体和至少一种多价金属催化剂。

美国专利第4,721,757号介绍了一种具有快速表面固化特性的烯类单体组合物。这类组合物由烯类单体或单体混合物制备，该混合物包含甲基丙烯酸二(环戊烯基)乙氧基酯和甲基丙烯酸羟丙酯，本体聚合催化剂体系，多价金属氧化性表面相催化剂和分散在烯类单体中用作表面固化加速剂的二烯属橡胶。

美国专利第4,722,976号介绍了一种分子一端或两端具有官能团的固体线性聚合物的热塑性大分子单体，这种官能团可与液态的共聚单体组分进行加成或缩合共聚。

美国专利第4,426,504号介绍了一种丙烯酸类可固化的涂覆组合物，其中含有甲基丙烯酸二(环戊烯基)乙氧酯，一种线性聚二丙烯酸或二甲基丙烯酸亚烷基二醇酯交联剂。这种丙烯酸类可固化的涂复组合物也含有通常的引发剂和促进剂。

本发明的组合物含有分散在烯类单体中，其数量足以消除抑制作用的二烯属橡胶，组合物包含至少一种挥发性较低的烯类单体(其中的二烯属橡胶不溶于烯类单体)和至少一种多价金属催化剂。已经发现，含有分散在其中的二烯属橡胶的烯类单体组合物表面固化速度明显高于不含分散的二烯属橡胶的类似组合物。此外，与采用非烯属橡胶聚合颗粒代替烯属橡胶颗粒进行分散的类似组合物相比，本发明中含二烯属橡胶颗粒的组合物显示出加速的表面固化特性。二烯属橡胶能加速烯类单体的表面固化是出乎意料的，其加速机理尚不得而知。