[发明专利]基于氯磺化聚乙烯的含水粘合剂

说明书

本发明涉及各种基质与表面例如铁金属和非铁金属表面的粘接。更具体地说，本发明涉及基于氯磺化聚乙烯胶乳及聚马来酰亚胺化合物的含水粘化剂组合物。

为了保持与不断增长的对粘合的需同步及为了遵守众多的环境保护规定，在所作努力中，对粘合剂领域的众多研究均集中在开发能以含水配制物使用的强力粘合剂方面，以避免使用挥发性溶剂。这些研究努力的成果可在近期出版的USP4988753及USP5036122中见到。USP4988753描述了在硫化条件下把天然和合成弹性体粘合到金属和非金属基质的含水分散体。此粘合剂组合物含有氯磺化聚乙烯和氯乙烯/偏氯乙烯/丙烯酸共聚物的混合物，有机多亚硝基化合物，以及选自二烯丙基丙烯酰胺和亚苯基双马来酸酰亚胺的反应性化合物。此粘合剂组合物还可含有其其添加剂例如金属氧化物，铅盐及过氧化物。

USP5036122描述了一种含聚合共轭二烯胶乳，多—C—亚硝基化合物和双马来酰亚胺的聚合物—聚马来酰亚胺化合物。此聚合共轭二烯优选是聚—2，3—二氯丁二烯或聚—1，1，2—三氯丁二烯。此粘合剂还可含有添加剂例如炭黑，金属氧化物及表面活性剂。

USP4119587描述了一种含有含卤聚烯烃，芳族亚硝基化合物和铅盐的粘合剂组合物。此组合物还可含有马来酰亚胺化合物。也公开了使用挥发性有机溶剂。

很多先前开发的粘合剂组合物例如上述USP4119587所公开的组合物需要使用有机溶剂和/或铅盐，二者均对环境有害。此外，很多先前开发的含水粘合剂组合物例如上面公开的那些，需要使用别的粘合剂组分例如底涂组分，以获得可接受的粘合性能。在涉及暴露于有害环境的橡胶—金属粘合中特别需要底涂组分，因为在那种环境中金属表面易被腐蚀，这会降低粘合。此外，很多粘合剂组合物仅能用于窄范围或窄种类的基质。

用于使弹性物与金属粘合的传统粘合剂也常常处于粘合过程使用的模型设备所处的高温环境中。放置和支持涂敷了粘合剂的金属部件的模塑设备，在熔融的弹性材料被涂于金属部件前，被典型地预热或预烘。这种预烘常常干扰涂在金属表面上的粘合剂组合物的粘合能力。

需要一种单组分粘合剂组合物，它使用对环境安全的组分，对众多的类型的基质产生强有力的粘合。

本发明是一种单组分含水粘合剂组合物，它能以对环境安全的方式来使用，对各种基质产生强力的粘合。本发明的粘合剂组合物含有氯磺化聚乙烯的胶乳，聚马来酰亚胺化合物，亚硝基化合物及金属氧化物。业已发现，各组分的优化组合制得了一种粘合剂组合物，它能在不需要另外的组分例如底涂组份的情况下使用。此粘合剂对预烘状况及有害环境显示了不录常的耐性，并具有与各种基质有效粘合的能力。

本发明的胶乳中的氯磺化聚乙烯是可从市场购得的，并可按现有技术已知的方法制取，例如将聚乙烯溶在四氯化碳中，并在高温高压下将所得的溶液送至氯气与二氧化硫的混合物中。然后除去四氯化碳，得到氯磺化聚乙烯粉末。本发明的氯磺化聚乙烯胶乳也是可从市场购得的，并能按现有技术已知的方法制取，例如把氯磺化聚乙烯溶于溶剂并往所得的溶液中加入表面活性剂。然后在高剪切下往此溶液中加入水以便将聚合物乳化。然后将溶剂汽提掉，获得总固含量为约10～60％重量，优选为25～50％重量的胶乳。

本发明胶乳中的氯磺化聚乙烯的分子量典型地为约50,000～150,000，优选为约60,000～120,000，氯磺化聚乙烯的氯含量典型地为约20～50％，优选为约25～45％，而硫含量典型地为约0.5～2％，优选为约1.0～1.5％。

氯磺化聚乙烯胶乳的用量，以本发明必要成份的重要计，为约10～50％，优选为约25～35％。这里“必要成份”指的是氯磺化聚乙烯胶乳，聚马来酰亚胺化合物，亚硝基化合物及金属氧化物。

本发明的聚马来酰亚胺化合物可以是脂族的或芳族的聚马来酰亚胺，但必须含有至少两个马来酰亚胺基，优选的芳族聚马来酰亚胺是含约2～100个芳核，其中没有多于一个马来酰亚胺基直接连在每个邻近芳环上的那一类。物别优选的芳族聚马来酰亚胺化合物的通式为：式中X约为0～100，这类聚马来酰亚胺是市场中的普通物质，并被不同公司以不同的商品名出售，例如Mitsui ToatsuFine Chemica1s，Incorporated供应的BMI-M-20和BMI-S聚马来酰亚胺。

在本发明中，聚马来酰亚胺的典型用量以必要成份的重量计为约2—50％，优选为5～15％。