專利名稱：(甲基)丙烯酸(共)聚合物的粘合劑組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于用80-100wt％(重量百分比)甲基丙烯酸甲酯(MAM)和0-20wt％至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體得到的(甲基)丙烯酸(共)聚合物合成材料的粘合劑組合物。
(甲基)丙烯酸聚合物，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯與一般少于20wt％的至少一種含有烯不飽和鍵的單體的共聚物的性能使其特別適合于在工業(yè)上應用。因此，除了其熱塑性，高機械強度，優(yōu)異抗老化性，抗腐蝕性和抗大氣侵蝕性而外，這些聚合物還具有出色的光學性能(透光性，透明度，光澤)。
這些聚合物材料可用來制造各種制品。采用鑄塑或擠出方法制成板或帶狀或采用擠出或注塑方法成型的這些制品可進行剪切，拋光，粘接，焊接或折疊。
為了用(甲基)丙烯酸聚合物制成制品，需要適合于這些產品的粘合劑。
作為粘合劑，已知可用該聚合物的有機溶劑如含氯的溶劑，這些溶劑具有使有待進行粘接的聚合物表面溶脹或溶解的特性；溶劑蒸發(fā)后通過有待進行粘接的該材料本身而保證膠合或粘接。
也用混合物形式的溶劑粘合劑，其中將該聚合物的溶劑與大量或少量溶解的(甲基)丙烯酸聚合物混合。存在溶解的聚合物可使溶劑的蒸發(fā)推遲并因而可更好地調整有待粘接的部件。在溶劑蒸發(fā)后，就是由可保證粘接的粘合劑得到的聚合物。
但是，溶劑的蒸發(fā)導致材料不足，從而形成對獲得高機械強度或最終產品或制品的良好外觀不利的泡孔或使其中存在應力。
膠合或粘接必須是高質量的并且保持為實際上不可見，從而保證最終產品的良好外觀并且膠合或粘接效果還必須使其獲得足以經受機械應變或應力的抗拉強度。
在聚甲基丙烯酸甲酯情況下，抗拉強度為約75MPa。為了達到令人滿意的結果，進行粘接的接頭或接點或者稱為接縫必須具有至少約30Mpa的抗拉強度。
為了獲得令人滿意的粘接效果，粘合劑組合物中的溶劑必須能夠浸入聚合物材料表面并使其足夠溶解(或溶脹或膨脹)并進而使接點具有良好的破裂強度特性。但是，溶解的作用不應給粘接件帶來缺陷如裂紋。此外，溶劑應蒸發(fā)得足夠快，從而使膠合或粘接件盡可能地由用戶去處理，但是如上所述，為了正確地調整有待進行粘接的部件，溶劑蒸發(fā)又不要太快。接頭本身是透明的并且沒有可見的缺陷如干燥而除去粘合劑后留下的泡孔。
一般所用的溶劑是含氯的溶劑如二氯乙烷和二氯甲烷。這些溶劑可得到優(yōu)異的結果，但具有有毒的缺點。
因此，本發(fā)明目的是提出用80-100wt％甲基丙烯酸甲酯和0-20wt％的至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體得到的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(A)的粘合劑組合物，其中該組合物不含有毒的溶劑并且可滿足上述要求，從而獲得了符合要求的接點或接頭。
本發(fā)明粘合劑組合物中按照重量計包括45-90％1，3-二氧戊環(huán)，2-25％甲酸或一、二或四甘醇二甲醚，2-30％溶解的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)以及0-40％是或不是有待膠合或粘接的聚合物材料的溶劑的有機稀釋劑添加劑。
該粘合劑組合物中按重量計優(yōu)選包括60-85％1，3-二氧戊環(huán)，3-20％甲酸或一、二或四甘醇二甲醚，10-16％溶解的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)以及10-40％稀釋劑添加劑。
1，3-二氧戊環(huán)化合物的作用是浸入有待膠合或粘接的(甲基)丙烯酸(共)聚合物制品的表面以使接頭或接點或者說接縫具有良好的粘接效果。該化合物還在粘合劑制備過程中使加入的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)溶解。
甲酸或一、二或四甘醇二甲醚作為使1，3-二氧戊環(huán)延遲蒸發(fā)的制劑并提高接點或接頭的粘接效果。
如上所述，加入重均分子量一般小于1,000,000，優(yōu)選50,000-1,000,000，尤其是500,000-700,000的珠?；蝾w粒狀(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)可使溶劑延遲或推遲蒸發(fā)并因而更好地控制零部件的組裝效果和粘合劑的應用效果。作為聚合物，該材料還用來彌補所粘接的制品中材料的不足。這些(甲基)丙烯酸(共)聚合物一般是用甲基丙烯酸甲酯均聚物或用甲基丙烯酸甲酯與其中烷基含有1-10個碳原子的丙烯酸烷基酯的共聚物構成。這些共聚物一般含有少于20wt％的丙烯酸烷基酯。
可舉出的添加劑包括是或不是有待膠合或粘接的聚合物的溶劑的稀釋劑添加劑如酮，醚，醇或酯如甲乙酮，甲基異丁基酮，丙酮，雙丙酮醇，二甲氧基甲烷，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丁酯或乙酸異丁酯，苯二甲酸甲酯，甲酸乙酯和丁醇。
這些添加劑的作用是促進溶解，推遲蒸發(fā)以獲得光滑和均勻一致的接頭或接縫。這些添加劑還可防止干擾溶劑蒸發(fā)的表面膜的形成。
溶于粘合劑組合物中的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)的量取決于該組合物的最終用途。對于某些用途，該粘合劑組合物必須能夠通過毛細管作用而引入形成接頭或接點的空間。該組合物的流體性能或流動性要足以恰當?shù)貙⒋辰拥谋砻鏉櫇?，但又必須具有足夠的粘性以使必須浸入有待粘接的材料并使其溶解或溶脹的溶劑蒸發(fā)過程推遲或延遲進行，從而保證達到適當?shù)恼辰有Ч⒁蚨棺罱K接頭或接縫達到良好的抗拉強度。該粘合劑組合物的粘度一般為0.1-5Pa.s。
可用本發(fā)明組合物膠合或粘接的(甲基)丙烯酸聚合物(A)尤其包括甲基丙烯酸甲酯均聚物和甲基丙烯酸甲酯與少于20wt％的至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體的共聚物。上述含有烯不飽和鍵的單體是其中烷基含有1-10個碳原子的丙烯酸烷基酯如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸2-乙基己基酯，丙烯酸異丁酯，苯乙烯，被取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，甲基丙烯酸C2-C8烷基酯，丙烯酸(C1-C5)低級羥烷基酯和甲基丙烯酸(C1-C5)低級羥烷基酯，丙烯酸低級烷氧基酯，丙烯酰胺，丙烯酸或甲基丙烯酸以及馬來酰亞胺。
有待粘接的(甲基)丙烯酸(共)聚合物材料可按照本身已知的方式通過鑄塑，擠出或注塑而得到。
以下實施例詳述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明。
膠合或連接效果采用由兩件用(甲基)丙烯酸聚合物制成并且端對端粘接的零部件組成的試件進行拉伸而評估。接頭或膠合的抗拉強度按照ISO標準527測定。
實施例1為了將兩塊尺寸為100×300×5mm的鑄塑聚甲基丙烯酸甲酯板沿其長邊結合起來，在有待粘接的兩面之間涂上厚度為約5/10mm的接頭。該粘合劑中按重量計包括80％1，3-二氧戊環(huán)，9％甲酸和11％溶解的聚甲基丙烯酸甲酯(Mw＝500,000)。該組件在10分鐘后進行處理。放置10天后按照ISO標準527將該組件切割成為8×15×5mm的試樣?？估瓘姸葹?4MPa。
實施例2用按重量計含有63.5％1，3-二氧戊環(huán)，4.5％甲酸，20％乙酸甲酯和12％溶解的聚甲基丙烯酸甲酯(Mw＝500,000)的粘合劑組合物進行與實施例1相同的試驗。抗拉強度為38MPa。
實施例3用按重量計含有69％1，3-二氧戊環(huán)，20％二甘醇二甲醚和11％溶解的聚甲基丙烯酸甲酯(Mw＝500,000)的粘合劑溶液進行與實施例1相同的試驗?？估瓘姸葹?5MPa。
在這三種情況下，接頭或接縫透明，無氣孔或泡孔且極為光滑。
實施例4(比較)作為對比例，同于實施例1將兩塊鑄塑聚甲基丙烯酸甲酯板粘接在一起，但所用的粘接組合物按重量計包括89％1，3-二氧戊環(huán)和11％溶解的聚甲基丙烯酸甲酯(Mw＝500,000)。抗拉強度為22MPa。在接頭或接縫表面上形成聚合物膜，這使干燥操作進行得很緩慢。在接頭附近可觀察到邊緣收縮現(xiàn)象。
實施例5(比較)同于實施例1進行操作，但所用的粘接組合物按重量計包括91％1，3-二氧戊環(huán)和9％甲酸?？估瓘姸葹?0MPa。在粘接點的各個位置都觀察到收縮現(xiàn)象。
實施例6(比較)同于實施例1進行操作，但所用的粘接組合物中只包括1，3-二氧戊環(huán)?？估瓘姸?5MPa。粘接處外觀不好(各個位置出現(xiàn)收縮現(xiàn)象)。
權利要求
1.用80-100wt％甲基丙烯酸甲酯和0-20wt％的至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體得到的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(A)的粘合劑組合物，其特征在于該組合物中按重量計包括45-90％1，3-二氧戊環(huán)，2-25％甲酸或一、二或四甘醇二甲醚，2-30％溶解的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)以及0-40％有機稀釋劑添加劑。
2.權利要求1的組合物，其特征在于其中按重量計包括60-85％1，3-二氧戊環(huán)，3-20％甲酸或一、二或四甘醇二甲醚，10-16％溶解的(甲基)丙烯酸(共)聚合物(B)以及10-40％稀釋劑添加劑。
3.權利要求1和2中任何一項的組合物，其特征在于稀釋劑添加劑選自是或不是有待膠合或粘接的(共)聚合物(A)的溶劑的酮，醚，醇或酯。
4.權利要求3的組合物，其特征在于稀釋劑添加劑選自甲乙酮，甲基異丁基酮，丙酮，雙丙酮醇，二甲氧基甲烷，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丁酯，乙酸異丁酯，苯二甲酸甲酯，甲酸乙酯和丁醇。
5.權利要求1和2中任何一項的組合物，其特征在于溶解的(共)聚合物(B)是聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與至少一種其中烷基含有1-10個碳原子的丙烯酸烷基酯的(共)聚合物，其重均分子量為小于1,000,000，優(yōu)選500,000-1,000,000，尤其是500,000-700,000。
6.權利要求1-5中任何一項的組合物，其特征在于該組合物粘度為0.1-5Pa.s。
7.采用由80-100wt％甲基丙烯酸甲酯和0-20wt％至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體得到的(甲基)丙烯酸(共)聚合物制成的制品，其中包括用權利要求1-6中任何一項的組合物形成的接頭。
8.權利要求7的制品，其特征在于通過鑄塑，擠出或注塑得到(甲基)丙烯酸(共)聚合物材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于用80-100wt％甲基丙烯酸甲酯和0-20wt％至少一種含有烯不飽和鍵并可與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體得到的(甲基)丙烯酸(共)聚合物的塑料的粘合劑組合物。該組合物包括1，3-二氧戊環(huán)以及甲酸或一、二或四甘醇二甲醚，溶解的(甲基)丙烯酸(共)聚合物和任選的烯釋劑添加劑。本發(fā)明還涉及用(甲基)丙烯酸(共)聚合物通過鑄塑，擠出或注塑得到的制品，其中包括用前述組合物形成的接頭。
文檔編號C09J133/06GK1162001SQ9710123
公開日1997年10月15日 申請日期1997年1月31日 優(yōu)先權日1997年1月31日
發(fā)明者J·M·布呂諾, P·埃姆, J·馬涅 申請人:阿托哈斯控股公司