利用(甲基)丙烯酸酯粘合劑粘接塑料管的方法
【專利摘要】本文描述了通過使用(甲基)丙烯酸酯粘合劑粘接采用接頭件或不采用接頭件的塑料管的方法以及相應(yīng)的管連接網(wǎng)。
【專利說明】利用(甲基)丙烯酸酯粘合劑粘接塑料管的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于粘性(stoffschliissigen)連接塑料管的方法以及具有至少兩根塑料管的管連接網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)粘接塑料管(例如PVC耐壓管)時(shí)，通常使用的粘合劑包含被溶解在合適的溶劑或者溶劑體系中的固態(tài)聚合物。粘合的原理是基于溶劑的溶脹、溶解和擴(kuò)散特性。溶劑擴(kuò)散進(jìn)入基底材料內(nèi)，使其溶脹，并且輔以溶解結(jié)合的聚合物部分而使得部件在按壓工序中粘接。溶劑在一段長(zhǎng)度不明確的時(shí)間內(nèi)被解吸，從而實(shí)現(xiàn)均勻的粘接。管粘接技術(shù)的這一原理在例如歐洲專利申請(qǐng)EP0197481A2中有記載。
[0003]盡管這樣的管粘接技術(shù)取得了很好的效果，但人們?nèi)栽谄毡閲L試獲得不用基于溶劑的粘合劑就可達(dá)成上述效果的可能方法。
[0004]在這個(gè)背景下，國際專利申請(qǐng)W02009/108751A1中提出了借助于可室溫固化的粘合劑來連接PVC管，其中所述粘合劑包含環(huán)氧樹脂和固化劑的混合物，所述固化劑含有聚酰胺和聚胺的摻和物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種管連接網(wǎng)，其不需要使用基于溶劑的粘合劑，并且此外具有提高的粘合強(qiáng)度，特別是抗剪強(qiáng)度。
[0006]在這方面，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在用于粘性連接采用接頭件或者不采用接頭件的塑料管的方法中，使用(甲基)丙烯酸酯粘合劑提供了很好的結(jié)果。
[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明的第一主題是借助于接頭件粘性連接塑料管的方法，
[0008]其中
[0009](a)將粘合劑施加到所述接頭件的接合表面上和/或施加到待與之相連的管端的接合表面上，然后
[0010](b)將所述管和所述接頭件滑動(dòng)到一起，然后
[0011](C)使所述粘合劑固化，
[0012]其特征在于，將(甲基)丙烯酸酯粘合劑用作所述粘合劑。
[0013]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，特別是在步驟(a)中，將粘合劑施加到接頭件的接合表面上以及待與之相連的管端的接合表面上。
[0014]術(shù)語“接頭件”是指管道的連接件。這些連接件可以實(shí)現(xiàn)例如管段的(特別是直的)連接，而且可以實(shí)現(xiàn)用于改變方向或者改變直徑的管連接以及與組件的連接。特別是，使用接頭件使得管道線路可容易地適應(yīng)外部條件，包括例如繞行障礙、安設(shè)分支以及改變直徑等。管道的路線因此能容易地適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)要求。術(shù)語“接頭件”通常廣泛地用在管道規(guī)劃以及安裝技術(shù)中。在本發(fā)明的上下文中，優(yōu)選地使用塑料接頭件。
[0015]此外，本發(fā)明的第二主題是用于粘性連接塑料管的方法，[0016]其中通過將第一管端與第二管端滑動(dòng)到一起來實(shí)現(xiàn)管連接，其中一個(gè)管端為接收管部，并且另一個(gè)管端為插入管部，
[0017]其中在將所述管端滑動(dòng)到一起之前，將粘合劑施加到待連接到一起的接合表面中的至少一個(gè)(特別是兩者)上，并且在將所述管端滑動(dòng)到一起之后，使所述粘合劑固化，其特征在于，將(甲基)丙烯酸酯粘合劑用作所述粘合劑。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一系列優(yōu)點(diǎn)。首先，可實(shí)現(xiàn)持久穩(wěn)定的、高強(qiáng)度的管連接，所述管連接具有與管的壽命一致的壽命并且滿足特別是對(duì)于加壓管道的質(zhì)量和驗(yàn)證要求。利用根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的粘性連接具有很好的耐光性、很好的耐溶劑性、很好的耐水解性、很好的耐高溫性和耐低溫性以及很好的抗沖擊性。特別是，能夠?qū)崿F(xiàn)粘性連接的很好的抗剪強(qiáng)度。在本發(fā)明的上下文中，該抗剪強(qiáng)度能夠特別地根據(jù)DIN EN IS09311-2來測(cè)試。這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鑒定用于熱塑性管道系統(tǒng)的粘合劑的方法，其中被粘性連接的連接的抗剪強(qiáng)度是基于適當(dāng)制備的樣品來測(cè)定的。根據(jù)本發(fā)明的連接技術(shù)的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于:在通常的固化條件(例如，在室溫20°C)下特別快速地形成強(qiáng)度，特別是抗剪強(qiáng)度，從而使得設(shè)備可更快速地起動(dòng)。能夠毫無障礙地施加粘合劑，例如通過靜態(tài)混合器。根據(jù)本發(fā)明的兩種方法的不同僅在于:在第一種方法中，所述管采用接頭件連接在一起，而在第二種方法中，所述管直接連接在一起。
[0019]原則上，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述粘合劑可以所有可能的方式施加。但是，所述粘合劑優(yōu)選地借助于施加工具來施加，特別是通過刷涂。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)以期望的合適厚度特別均勻地施加。
[0020]使所述粘合劑可固化，特別是在環(huán)境溫度下；所述環(huán)境溫度取決于氣候情況，優(yōu)選地約為10至35°C，例如20°C。粘接的連接的很好的強(qiáng)度在一小時(shí)后得以實(shí)現(xiàn)。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)采用接頭件或者不采用接頭件的塑料管的特別好的粘接，在本發(fā)明的上下文中，其次在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的上下文中，有利的是:在組裝前所述接合表面上的粘合劑膜厚度在0.1mm至3mm、優(yōu)選0.2mm至1.5mm、特別優(yōu)選0.2mm至0.6mm的范圍內(nèi)。這些與使用的(甲基)丙烯酸酯粘合劑有關(guān)的粘合劑膜厚度為管粘接提供了特別長(zhǎng)的使用壽命。令人驚訝地，由于所述粘合劑具有良好的潤(rùn)滑效果，0.2_左右的直徑間隙也可以被接
入
口 ο
[0022]在本發(fā)明的上下文中，所述接合表面之間的粘性連接通過將管與接頭件或者管與管滑動(dòng)到一起而實(shí)現(xiàn)。為了能夠產(chǎn)生特別持久地牢固的管連接，在優(yōu)選實(shí)施方案的上下文中有利地實(shí)施本發(fā)明的方法，使得可將管與接頭件或者管與管不需要扭轉(zhuǎn)就滑動(dòng)到一起。
[0023]事實(shí)上，如果以扭轉(zhuǎn)的方式將管與接頭件或者管與管滑動(dòng)到一起，在本發(fā)明的上下文中也能夠產(chǎn)生顯著持久地牢固的管連接，因?yàn)楸景l(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所使用的(甲基)丙烯酸酯粘合劑具有相對(duì)較長(zhǎng)的開放時(shí)間(與基于溶劑的粘合劑相比)，因此也可實(shí)現(xiàn)當(dāng)將管與接頭件或者管與管滑動(dòng)到一起時(shí)進(jìn)行校正或者扭轉(zhuǎn)，盡管在不扭轉(zhuǎn)時(shí)得到的結(jié)果更好。此外，相對(duì)較長(zhǎng)的開放時(shí)間可實(shí)現(xiàn)大直徑管(即直徑大于400mm的管)的無問題粘合。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的方法基本上適合用于牢固地粘合所有類型的塑料管。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案，待連接的塑料管包括那些基于熱塑性聚合物的塑料管，特別是基于PVC (優(yōu)選PVC-U或者PVC-C) ,ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ASA (丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物)、ABS/ASA和/或PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的那些。所述接頭件同樣優(yōu)選地基于熱塑性聚合物，特別是基于那些上文所列舉的。
[0025]PVC-C是氯化聚氯乙烯的根據(jù)DIN EN IS01043-1:2002-06的縮寫。氯化聚氯乙烯可通過在流化床法、分散法或者溶解法中對(duì)聚氯乙烯(PVC)氯化而生產(chǎn)，并且通常以含氯量約62-73%以及密度約1.5-1.58g/cm3的無色粉末的形式銷售。該氯化作用特別增強(qiáng)了聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性和抗熱變形性。
[0026]PVC-U是可具有0-12重量％的增塑劑含量的硬PVC的根據(jù)DIN ENIS01043-1:2002-06的縮寫。根據(jù)本發(fā)明的待粘合的基于PVC-U的塑料管特別是無增塑劑的。相比之下，軟PVC具有>12重量％的增塑劑含量。
[0027]本發(fā)明使用(甲基)丙烯酸酯粘合劑——特別是與上述基于熱塑性聚合物的塑料管一起使用——提供了具有優(yōu)良品質(zhì)和持久韌性的管連接。
[0028]本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于待連接的連接部分也可以由不同的塑性材料構(gòu)成，而且盡管如此，持久牢固的管連接仍能實(shí)現(xiàn)。由此本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于所述連接部分由不同的塑性材料構(gòu)成時(shí)的情況。
[0029]本發(fā)明的另一特別的優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠?qū)崿F(xiàn)將對(duì)溶劑的需求減到最少或甚至不需要溶劑的粘性連接。
[0030]如【背景技術(shù)】中所說明的，用于管粘接的常見粘合劑的粘接原理通常是基于所使用溶劑的溶脹、溶解和擴(kuò)散特性。
[0031]相比之下，本發(fā)明優(yōu)選的是，所使用的粘合劑包含少于10重量％、優(yōu)選地少于5重量％、特別地少于2重量％的溶劑，或者甚至是無溶劑。降低的溶劑分?jǐn)?shù)尤其能滿足職業(yè)健康和安全的需要。在本發(fā)明的上下文中，反應(yīng)性單體不為本發(fā)明范圍內(nèi)的溶劑。
[0032]本發(fā)明所使用的粘合劑為(甲基)丙烯酸酯粘合劑。
[0033]在本發(fā)明的上下文中，(甲基)丙烯酸酯粘合劑為包含丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或它們的酯的粘合劑。它們特別地包括雙組分粘合劑。在本發(fā)明的上下文中特別優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯粘合劑為包含甲基丙烯酸酯的雙組分反應(yīng)性粘合劑，特別是包含甲基丙烯酸甲基酯(甲基丙烯酸甲酯)的。在這方面，優(yōu)選那些(甲基)丙烯酸酯粘合劑，其中反應(yīng)性單體體系包含至少10重量％的甲基丙烯酸甲酯，優(yōu)選地至少20重量％的甲基丙烯酸甲酯，特別地至少30重量％的甲基丙烯酸甲酯，各重量％均是相對(duì)于整個(gè)反應(yīng)性單體體系而言。此外，優(yōu)選那些(甲基)丙烯酸酯粘合劑，其中反應(yīng)性單體體系包含至少40重量％的甲基丙烯酸甲酯，優(yōu)選地至少50重量％的甲基丙烯酸甲酯，特別地至少60重量％的甲基丙烯酸甲酯，各重量％均是相對(duì)于整個(gè)反應(yīng)性單體體系而言。
[0034](甲基)丙烯酸酯粘合劑中使用的單體一特別是甲基丙烯酸甲酯一可通過自由基鏈反應(yīng)聚合。
[0035]為了引發(fā)聚合反應(yīng)，需要反應(yīng)性基團(tuán)，其在向其中添加促進(jìn)劑時(shí)主要由過氧化物來提供。合適的過氧化物如過氧化二苯酰、以及合適的促進(jìn)劑如芳叔胺(如特別是二甲基對(duì)甲苯胺)是本身已知的。
[0036]可對(duì)(甲基)丙烯酸酯體系進(jìn)行處理，其中例如:第一組分A包含至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分和固化劑，并且第二組分B包含至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分和用于催化所述固化反應(yīng)的催化組分(所謂的促進(jìn)劑)?？蓪⒔M分A和B在施加到連接部分上之前以需要的比例混合，然后計(jì)量施加到所述連接部分上。所述混合特別是在靜態(tài)混合器中實(shí)施。也可將組分直接施加到連接部分上，并通過所述連接部分上的接觸壓力實(shí)現(xiàn)必要的混合；就根據(jù)本發(fā)明的方法而論，這是特別有利的，因?yàn)槠涔?jié)省了勞動(dòng)力。
[0037]原則上，所述至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分可包含任何適合于在(甲基)丙烯酸酯粘合劑中使用的單體組分，特別是包含丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或它們的酯的。優(yōu)選包含甲基丙烯酸甲酯。相對(duì)于整個(gè)粘合劑組合物，優(yōu)選地包含總量為30-80重量％的基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分。
[0038]所述單體體系優(yōu)選包含甲基丙烯酸甲酯。相對(duì)于整個(gè)粘合劑組合物，優(yōu)選地包含20-70重量％、特別地30-60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯。
[0039]此外，可優(yōu)選地額外使用甲基丙烯酸或者丙烯酸的其它酯，例如甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯；優(yōu)選相對(duì)于整個(gè)粘合劑組合物，其總量?jī)?yōu)選為5-50重量％、特別地為10-30重量％。
[0040]此外，可額外使用其它酸性單體，特別是甲基丙烯酸；優(yōu)選相對(duì)于整個(gè)粘合劑組合物，其總量為0.5-10重量％、特別地為1-5重量％。添加與粘合劑的其它成分結(jié)合的酸性單體——特別是甲基丙烯酸——特別提高了所述管粘接的抗熱變形性、固化特性、與管材料的粘附特性以及抗拉強(qiáng)度。甲基丙烯酸的使用因此與本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)有關(guān)，并且因此對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案。
[0041]在整個(gè)組合物中，即在整個(gè)(甲基)丙烯酸酯雙組分體系中，優(yōu)選地
[0042](i)使用至少三種不同的基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分，其包含
[0043]a)相對(duì)于整個(gè)組合物，20-70重量％的量的甲基丙烯酸甲酯，
[0044]b)相對(duì)于整個(gè)組合物，5-30重量％的量的具有極性基團(tuán)的甲基丙烯酸酯，其選自甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸四氫化糠酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸氰乙酯和甲基丙烯酸氯乙酯，然而特別是甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯，
[0045]以及
[0046]c)相對(duì)于整個(gè)組合物，0.5-10重量％的量的酸性單體組分，特別是甲基丙烯酸。
[0047]具有極性基團(tuán)的甲基丙烯酸酯的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)例為甲基丙烯酸羥乙酯單體，其可例如以Mhoromer BM905從Evonik獲得。
[0048]在另外的優(yōu)選實(shí)施方案中，整個(gè)組合物包含
[0049]a)30_60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯，
[0050]b)總量為5-15重量％的甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯，
[0051]c)0.5至10重量％、優(yōu)選I至5重量％的量的甲基丙烯酸，
[0052]d)總量為5至70重量％、優(yōu)選地10至60重量％的一種或多種用于提高抗沖擊性的組分，特別是包括氯磺化的聚乙烯和/或苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物，
[0053]e)總量為0.1至5重量％的基于過氧化物的固化劑，
[0054]f) 一種或多種用于催化固化反應(yīng)的催化組分，優(yōu)選地其總量為0.01至5重量％，
[0055]g)總量為0.1至15重量％的穩(wěn)定劑，
[0056]h)任選存在的增稠劑(優(yōu)選熱解法二氧化硅)，優(yōu)選地其總量為0.1至30重量％，[0057]其中各重量％示值均是相對(duì)于整個(gè)組合物而言的。
[0058]當(dāng)然，所有本發(fā)明可使用的(甲基)丙烯酸酯粘合劑可根據(jù)需要包含其它任選存在的組分。
[0059]在另一優(yōu)選實(shí)施方案的框架內(nèi)，可額外使用雙官能的或者更高官能的單體作為所述可聚合的單體組分，例如:二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯和/或1，1，1-三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。這特別提高了管粘接的抗熱變形性。相對(duì)于整個(gè)組合物，所述雙官能的或者更高官能的單體的總量可是例如，O至20重量％，優(yōu)選地0.1至10重量％，特別是0.1至5重量％。
[0060]過氧化物、氫過氧化物、過氧化酯、過氧鹽、過氧酸和/或它們的混合物被考慮作為所述基于過氧化物的固化劑。氫過氧化物如氫過氧化異丙苯或者氫過氧化二異丙苯是特別優(yōu)選的。最優(yōu)選的是氫過氧化異丙苯。例如，叔丁基過氧化氫(TBH)、過苯甲酸叔丁酯(TBPB)和過氧化苯甲酰(BPO)也是合適的。通常，它們適合使用的總量為整個(gè)組合物的約
0.5重量％至3重量％。
[0061]穩(wěn)定劑(如基于空間位阻酚、對(duì)苯二酚或者醌的產(chǎn)物)的添加防止了自由基鏈反應(yīng)的不想要的過早引發(fā)，并且提高了所述組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
[0062]在兩種組分中都能夠包含的優(yōu)選的穩(wěn)定劑彼此獨(dú)立地選自噻嗪、對(duì)苯二酚、醌、空間位阻酚(例如，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)、有機(jī)酸以及具有噁唑官能度的化合物。但是，特別優(yōu)選地使用對(duì)苯二酚和空間位阻酚。相對(duì)于整個(gè)組合物，穩(wěn)定劑的總量可在例如
0.1至10重量％的范圍內(nèi)。
[0063]可催化固化劑的分解——特別是將過氧化物分解為自由基的分解——的物質(zhì)可用作用于催化固化反應(yīng)的催化組分。叔胺——如N，N- 二甲基對(duì)甲苯胺、N, N- 二羥乙基對(duì)甲苯胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、N，N-二乙基對(duì)甲苯胺以及它們的組合一是合適的。
[0064]亞胺也是合適的，例如源自丁醛(butanal)和苯胺的亞胺。二氫吡啶衍生物——如3，5- 二乙基-1，2- 二氫-1-苯基-2-丙基卩比唳 同樣是合適的。同樣地可使用過渡金屬鹽，該過渡金屬鹽優(yōu)選可溶于有機(jī)介質(zhì)中，例如是銅鹽和/或鈷鹽，如辛酸銅(copperoctanoate)。特別優(yōu)選的是，使用過渡金屬鹽與叔胺、亞胺或者二氫吡啶衍生物的結(jié)合作為用以催化固化反應(yīng)的催化組分。一種或多種用于催化固化反應(yīng)的催化組分的合適的總量，相對(duì)于整個(gè)組合物，優(yōu)選在0.01至5重量％的范圍內(nèi)。
[0065]用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)特別是彈性體，優(yōu)選氯磺化聚乙烯(所謂的來自DuPont的“Hypalon?” )。氯磺化聚乙烯可例如優(yōu)選地以5-50重量％、特別是10-30重量％的量包含在整個(gè)組合物中。
[0066]氯磺化聚乙烯可通過例如用氯和二氧化硫同時(shí)處理聚乙烯來生產(chǎn)。市售可得類型的氯磺化聚乙烯包含大約25-45%的氯和0.8-1.5%的硫。
[0067]優(yōu)選可使用的用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)還特別是苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(如，來自Chemtura的Blendex338),縮寫為ABS共聚物。ABS共聚物屬于彈性體改性的熱塑性塑料。本發(fā)明可使用的ABS共聚物優(yōu)選地包括熱塑性聚合物與彈性聚合物的摻和物，其中丁-1，3-二烯的均聚物或者共聚物的非連續(xù)的、彈性體相被分散在硬的熱塑性苯乙烯-丙烯腈共聚物的連續(xù)相中。苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物可例如優(yōu)選地以5-50重量％、特別是以10-30重量％的量包含在整個(gè)組合物中。[0068]原則上，任何合適的組分都可用于本發(fā)明中以提高抗沖擊性。特別地，本發(fā)明的用以提高抗沖擊性的組分可選自多種彈性體材料。例如可使用聚丙烯酸酯、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯(SBS)共聚物、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)共聚物或者苯乙烯/ 丁二烯共聚物。更多合適的彈性體選自丙烯酸酯-丁二烯共聚物、丁二烯、氯丁二烯、乙烯-丙烯、乙烯-丙烯-二烯、異戊二烯、異丁烯、異丁烯-異戊二烯(丁基橡膠)、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戍二烯、丙烯腈-丁二烯、丙烯腈-氯丁二烯、乙烯基吡唳-丁二烯、乙烯基吡唳-苯乙烯-丁二烯、氯化異丁烯-異戊二烯(氯丁基橡膠)、溴化異丁烯-異戊二烯(溴化丁基橡膠)、二烷基硅氧烷、聚氧化丙烯、聚酯氨酯聚醚氨酯以及它們的混合物。此外，可使用反應(yīng)性液態(tài)聚合物。反應(yīng)性液態(tài)聚合物通常在它們的末端上包含官能團(tuán)，并且與樹脂原位發(fā)生反應(yīng)以形成彈性體結(jié)構(gòu)域。示例性的反應(yīng)性液態(tài)聚合物為羧基封端的丁二烯腈(CTBN)、胺封端的丁二烯腈(ATBN)、羥基封端的丁二烯腈(HTBN)、環(huán)氧基封端的丁二烯腈(ETBN)、疏基封端的丁二稀臆(MTPN)和苯氧基封端的丁二稀臆(PTBN)。
[0069]用于提高抗沖擊性的特別有用的組分當(dāng)然為氯磺化聚乙烯、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(如來自Chemtura的Blendex338)和/或丁腈橡膠。
[0070]最優(yōu)選的為氯磺化聚乙烯，例如來自DuPont的Hypalon20或者Hypalon30,以及苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(如來自Chemtura的Blendex338),其中優(yōu)選使用氯磺化聚乙烯和苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物的組合。以這種方式，可以得到特別好的管連接強(qiáng)度值。
[0071]相對(duì)于整個(gè)組合物，一種或多種用于提高抗沖擊性的組分的可使用的總量可優(yōu)選地在5-70重量％、特別是10-60重量％的范圍內(nèi)。
[0072]在本發(fā)明的上下文中優(yōu)選可使用的可固化(甲基)丙烯酸酯粘合劑包含:
[0073]第一組分，該第一組分包含:
[0074](i)至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分，該組分優(yōu)選地包含甲基丙烯酸甲酯，
[0075](ii)固化劑，該固化劑優(yōu)選基于過氧化物，
[0076](iii)穩(wěn)定劑
[0077]和
[0078]第二組分，該第二組分包含:
[0079](i)至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分，該組分優(yōu)選地包含甲基丙烯酸甲酯，
[0080](ii)用于催化固化反應(yīng)的催化組分，
[0081](iii)穩(wěn)定劑。
[0082]第一組分的可聚合的單體優(yōu)選地以第一組分的總重量的20至60重量％、特別是30至50重量％的量存在。
[0083]第一組分的固化劑一一特別是基于過氧化物的固化劑——優(yōu)選以第一組分的總
重量的0.1至5重量％、特別是0.2至4重量％的量存在。
[0084]第一組分的穩(wěn)定劑優(yōu)選地以第一組分的總重量的0.1至5重量％、特別是0.2至
4重量％的量存在。
[0085]第二組分的可聚合的單體優(yōu)選以第二組分的總重量的10至90重量％、特別是30至80重量％的量存在。
[0086]第二組分的催化組分優(yōu)選以第二組分的總重量的0.01至5重量％、特別是0.02
至4重量％的量存在。
[0087]第二組分的穩(wěn)定劑優(yōu)選以第二組分的總重量的0.01至5重量％、特別是0.02至
4重量％的量存在。
[0088]在本發(fā)明的上下文中優(yōu)選可使用的可固化的(甲基)丙烯酸酯粘合劑包含:
[0089]第一組分，該第一組分包含:
[0090](i)至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分，相對(duì)于第一組分其總量為20至60重量％，該組分優(yōu)選地包含甲基丙烯酸甲酯，
[0091](ii)基于過氧化物的固化劑，相對(duì)于第一組分其總量為0.1至5重量％，
[0092](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于第一組分其總量為0.1至5重量
[0093]以及
[0094]第二組分，該第二組分包含:
[0095](i)至少一種基于(甲基)丙烯酸酯的可聚合的單體組分，相對(duì)于第二組分其總量為10至90重量％，該組分優(yōu)選地包含甲基丙烯酸甲酯，
[0096](ii)用于催化固化反應(yīng)的催化組分，相對(duì)于第二組分其總量為0.01至5重量％，
[0097](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于第二組分其總量為0.1至5重量％。
[0098]在本發(fā)明的上下文中優(yōu)選可使用的另一可固化的(甲基)丙烯酸酯粘合劑包含:
[0099]第一組分，該組分包含:
[0100](i)甲基丙烯酸甲酯，相對(duì)于第一組分其量為20至60重量％，
[0101](ii)基于過氧化物的固化組分，相對(duì)于第一組分其總量為0.1至5重量％，
[0102](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于第一組分其總量為0.1至5重量％。
[0103](iv)用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)，相對(duì)于第一組分其總量為5
至50重量
[0104](V)優(yōu)選地相對(duì)于第一組分總量為0.5-20重量％的增稠劑，
[0105](vi)甲基丙烯酸，相對(duì)于第一組分其量為0.5至10重量％、優(yōu)選地I至5重量％，
[0106]以及
[0107]第二組分，該組分包含:
[0108](i)甲基丙烯酸甲酯，相對(duì)于第二組分其量為10至90重量％，
[0109](ii)用于催化固化反應(yīng)的催化組分，相對(duì)于第二組分其總量為0.01至5重量％，
[0110](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于第二組分其總量為0.1至5重量％，
[0111](iv)用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)，相對(duì)于第二組分其總量為5
至50重量
[0112](V)優(yōu)選地相對(duì)于第二組分總量為0.5-20重量％的增稠劑。在這方面，具有極性基團(tuán)的甲基丙烯酸酯一特別是甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯一優(yōu)選地包含在所述雙組分中的至少一個(gè)中，特別是包含在第一組分中，特別地相對(duì)于所討論的組分其總量為5-15重量％。
[0113]熱解法二氧化硅特別適合作為所述增稠劑。
[0114]根據(jù)需要，本發(fā)明可使用的(甲基)丙烯酸酯粘合劑可包含其它任選存在的組分，例如任選存在的染料組分。
[0115]在(甲基)丙烯酸酯粘合劑中也可使用螯合劑，特別是用于防止和預(yù)防過氧化物的過早分解和聚合，以及用以除去痕量的金屬雜質(zhì)。特別優(yōu)選的螯合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)的四鈉鹽。螯合劑一特別是EDTA——的可用的總量通常在整個(gè)組合物的0.01重量％至5重量％的范圍內(nèi)。特別地，所包含的螯合劑——特別是EDTA——的總量可為整個(gè)組合物的0.02重量％至3重量％。
[0116]有機(jī)酸可用于本發(fā)明中。示例性的合適的有機(jī)酸為羧酸。合適的羧酸例如是馬來酸以及富馬酸。
[0117]相對(duì)于整個(gè)組合物，任選存在的有機(jī)酸的可用的總量通常在優(yōu)選O重量％至9重量％的范圍內(nèi)。例如，相對(duì)于整個(gè)組合物，所包含的有機(jī)酸的總量可為0.1重量％至5重量％。
[0118]在本發(fā)明的上下文中優(yōu)選可使用的可固化的雙組分(甲基)丙烯酸酯粘合劑包含在整個(gè)組合物中
[0119]a) 30-60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯，
[0120]b)總量為5-15重量％的甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯，
[0121]c)0.5至10重量％、優(yōu)選地I至5重量％的量的甲基丙烯酸，
[0122]d)總量為5至70重量％、優(yōu)選地10至60重量％的一種或多種用于提高抗沖擊性的組分，該組分特別是包括氯磺化聚乙烯和/或苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物，
[0123]e)總量為0.1至5重量％的基于過氧化物的固化劑，
[0124]f) 一種或多種用于催化固化反應(yīng)的催化組分，優(yōu)選其總量為0.01至5重量％，
[0125]g)總量為0.1至15重量％的穩(wěn)定劑，
[0126]h)任選存在的增稠劑，優(yōu)選其總量為0.1至30重量％，優(yōu)選所述增稠劑為熱解法
二氧化硅，
[0127]其中各重量％示值均是相對(duì)于整個(gè)組合物而言，
[0128]其中整個(gè)組合物被分成兩種組分，即組分(a)和組分(b)，
[0129]第一組分(a)包含:
[0130](i)甲基丙烯酸甲酯，相對(duì)于組分(a)其量為20至60重量％，
[0131](ii)基于過氧化物的固化組分，相對(duì)于組分(a)其總量為0.1至5重量％，
[0132](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于組分(a)其總量為0.1至5重量％。
[0133](iv)用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)，相對(duì)于組分(a)其總量為5
至50重量
[0134](V)優(yōu)選地相對(duì)于組分(a)總量為0.5-20重量％的增稠劑，
[0135](vi) 1-5重量％的量的甲基丙烯酸，
[0136]并且第二組分(b)包含:
[0137](i)甲基丙烯酸甲酯，相對(duì)于組分(b)其量為10至90重量％，
[0138](ii)用于催化固化反應(yīng)的催化組分，相對(duì)于組分(b)其總量為0.01至5重量％，
[0139](iii)穩(wěn)定劑，相對(duì)于組分(b)其總量為0.1至5重量％。
[0140](iv)用于提高抗沖擊性的組分(所謂的“增韌劑”)，相對(duì)于組分(b)其總量為5
至50重量[0141](V)優(yōu)選地相對(duì)于組分(b)總量為0.5-20重量％的增稠劑。
[0142]在這方面，優(yōu)選在組分(a)中包含甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯，換句話說以相對(duì)于所討論的組分為5-15重量％的總量包含甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯。
[0143]此外，根據(jù)本發(fā)明的組合物可任選包含所謂的開放時(shí)間延長(zhǎng)劑(open timeextender)(特別是基于蠟的)，優(yōu)選地在整個(gè)組合物的兩個(gè)組分中均包含有開放時(shí)間延長(zhǎng)齊U。開放時(shí)間延長(zhǎng)劑用以延長(zhǎng)開放時(shí)間，并且其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是本身已知的。各合適的開放時(shí)間延長(zhǎng)劑可任選包含在根據(jù)本發(fā)明的組合物中。合適的開放時(shí)間延長(zhǎng)劑包括一系列的各種蠟，其中優(yōu)選石蠟，如來自International Group的“ IGI1977”。任選存在的開放時(shí)間延長(zhǎng)劑的可用的量，相對(duì)于整個(gè)組合物，通常在0.1重量％至3重量％、優(yōu)選地0.2重量％至1.5重量％的范圍內(nèi)。
[0144]根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明使用的塑料管包括耐壓管。耐壓管對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是本身已知的，并且被使用在加壓管道中。與明槽線路(open-channel line)相t匕，在管道中存在高于大氣壓的壓力，這樣的管道被稱作加壓管道。無壓應(yīng)用(即重力自流管路或者明槽線路)當(dāng)然可同樣在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)。
[0145]本發(fā)明可提供的管連接特別地可用于輸送水；然而，當(dāng)然還可輸送其它介質(zhì)，如二醇混合物，其中所述二醇混合物用作例如冷卻劑。但是，特別優(yōu)選的是輸送水。
[0146]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的管連接因此特別用于飲用水管道、工業(yè)用水管道和/或壓力排水設(shè)施。
[0147]根據(jù)本發(fā)明用于粘性連接塑料管的方法提供了具有至少兩根塑料管的管連接網(wǎng)。
[0148]本發(fā)明的另一主題因此是由采用或者不采用位于管端之間的接頭件插入物的至少兩根塑料管構(gòu)成的管連接網(wǎng)，該管連接網(wǎng)特別適合用于飲用水管道、工業(yè)用水管道和/或壓力排水設(shè)施，其特征在于，連接到彼此的接合部件的接合表面附著有雙組分(甲基)丙烯酸酯粘合劑。
【具體實(shí)施方式】
[0149]實(shí)施例:
[0150]根據(jù)DIN EN IS09311-2測(cè)試粘接的PVC-U管連接的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)DIN EN14814,在23°C的測(cè)試溫度下，粘接后Ih對(duì)所述管連接的抗剪強(qiáng)度的最低要求為0.4MPa，粘接后24h為1.5MPa以及粘接后480h為7.0MPa0
[0151]將75mm長(zhǎng)的管段(材料:PVC_U ;40mm外徑)首先用本發(fā)明的雙組分(甲基)丙烯酸酯粘合劑在20mm的長(zhǎng)度上粘接到由相同材料制成的接頭件,隨后對(duì)所述連接的抗剪強(qiáng)度根據(jù)DIN EN IS09311-2測(cè)試。本發(fā)明所使用的雙組分(甲基)丙烯酸酯粘合劑具有以下框架配方:
[0152]a) 30-60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯，
[0153]b) 5-15重量％的量的甲基丙烯酸羥乙酯，
[0154]c) 1-5重量％的量的甲基丙烯酸，
[0155]d)總量為10到60重量％的用于提高抗沖擊性的組分，
[0156]e)0.1到5重量％的量的基于過氧化物的固化劑，[0157]f)0.01到5重量％的量的用于催化固化反應(yīng)的催化組分，
[0158]g)總量為0.1到15重量％的穩(wěn)定劑，
[0159]h) 0.5-20重量％的量的增稠劑，
[0160]其中各重量％示值是均相對(duì)于整個(gè)組合物而言。
[0161]根據(jù)DIN EN14814在23°C的測(cè)試溫度下測(cè)定的所述連接的抗剪強(qiáng)度是:粘接后lh, 5.0MPa ;粘接后24h，16MPa ;以及粘接后480h，20.0MPa0最終的強(qiáng)度值可采取480h的值。因此，本發(fā)明在24h之后已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過DIN EN14814所要求的強(qiáng)度兩倍的強(qiáng)度。在Ih之后所述連接就已經(jīng)呈現(xiàn)為DIN EN14814所要求的24h的強(qiáng)度的數(shù)倍的非常高的強(qiáng)度。
[0162]為了進(jìn)行比較，重復(fù)了同樣的試驗(yàn)，其中本次試驗(yàn)使用常規(guī)的用于PVC-U管的基于溶劑的粘合劑來代替本發(fā)明的雙組分(甲基)丙烯酸酯粘合劑。根據(jù)DIN EN9311-2測(cè)定的粘性連接的抗剪強(qiáng)度在粘接之后Ih為0.8MPa，在粘接之后24h為2.5MPa，以及在粘接之后480h為13MPa。因此，就所獲得的連接強(qiáng)度以及粘接實(shí)現(xiàn)的速度而論，根據(jù)本發(fā)明的粘接技術(shù)在所有方面均明顯地遠(yuǎn)優(yōu)于采用常規(guī)的基于溶劑的粘合劑的粘接技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.借助于接頭件粘性連接塑料管的方法，其中 (a)將粘合劑施加到所述接頭件的接合表面上和/或施加到待與之相連的管端的接合表面上,然后 (b)將所述管和所述接頭件滑動(dòng)到一起，然后 (c)使所述粘合劑固化， 其特征在于，將(甲基)丙烯酸酯粘合劑用作所述粘合劑。
2.用于粘性連接塑料管的方法， 其中通過將第一管端與第二管端滑動(dòng)到一起來實(shí)現(xiàn)管連接，其中一個(gè)管端為接收管部，并且另一個(gè)管端為插入管部， 其中在將所述管端滑動(dòng)到一起之前，將粘合劑施加到待連接到一起的接合表面中的至少一個(gè)上，并且在將所述管端滑動(dòng)到一起之后，使所述粘合劑固化， 其特征在于，將(甲基)丙烯酸酯粘合劑用作所述粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述粘合劑通過施加工具來施加，特別是通過刷涂來施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在組裝前所述接合表面上的粘合劑膜厚度在0.1mm至3mm、優(yōu)選0.3mm至1.5mm、特別是0.2mm至0.6mm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述管與所述接頭件或者所述管與管在不扭轉(zhuǎn)的情況下滑動(dòng)到一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其涉及基于熱塑性塑料的塑料管，特別是基于PVC、ABS、ASA、ABS/ASA或者PET的塑料管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，待接合的部件由不同的塑性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述粘合劑包含少于10重量％、優(yōu)選少于5重量％、特別是少于2重量％的溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述塑料管包括耐壓管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述管連接用于飲用水管道、工業(yè)用水管道和/或壓力排水設(shè)施。
11.由采用或者不采用位于管端之間的接頭件插入物的至少兩根塑料管構(gòu)成的管連接網(wǎng)，所述管連接網(wǎng)適合用于飲用水管道、工業(yè)用水管道和/或壓力排水設(shè)施，其特征在于，連接到彼此的接合部件的接合表面附著有(甲基)丙烯酸酯粘合劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項(xiàng)所述的方法或者根據(jù)權(quán)利要求11所述的管連接網(wǎng)，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯粘合劑在它的整個(gè)組合物中包含: a)30至60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯， b)總量為5至15重量％的甲基丙烯酸羥乙酯和/或甲基丙烯酸羥丙酯， c)0.5至10重量％、優(yōu)選I至5重量％的量的甲基丙烯酸， d)總量為5至70重量％的一種或多種用以提高抗沖擊性的組分，特別是包含氯磺化聚乙烯和/或苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物， e)總量為0.1至5重量％的基于過氧化物的固化劑， f)用以催化固化反應(yīng)的催化組分，g)總量為0.1至15重量％的穩(wěn)定劑， h)任選存在的增稠劑，優(yōu)選熱解法二氧化硅， 其中所述“重量％ ”示值在每種情況下均是基于整個(gè)組合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法或者管連接網(wǎng)，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯粘合劑的整個(gè)組合物被分為兩種組分，即組分(a)和組分(b)， 第一組分(a)包含 (i)基于組分(a)，20至60重量％的量的甲基丙烯酸甲酯， (?)基于組分(a)，總量為0.1至5重量％的基于過氧化物的固化組分， (iii)基于組分(a)，總量為0.1至5重量％的穩(wěn)定劑， (iv)基于組分(a)，總量為5至50重量％的用以提高抗沖擊性的組分(“增韌劑”)， (v)優(yōu)選地，基于組分(a)，總量為0.5至20重量％的增稠劑， (vi)基于組分(a)，l至5重量％的量的甲基丙烯酸， 并且第二組分(b)包含 (i)基于組分(b)，10至90重量％的量的甲基丙烯酸甲酯， (ii)基于組分(b)，總量為0.01至5重量％的用以催化固化反應(yīng)的催化組分， (iii)基于組分(b)，總量為0.1至5重量％的穩(wěn)定劑， (iv)基于組分(b)，總量為5至50重量％的用以提高抗沖擊性的組分(“增韌劑”)， (v)優(yōu)選地，基于組分(b)，總量為0.5至20重量％的增稠劑。
【文檔編號(hào)】F16L47/02GK103974816SQ201280059844
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】B·博伊爾, B·舍特莫爾, B·科尼夫賽 申請(qǐng)人:漢高股份有限及兩合公司