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帶有至少一個脲基官能團的乳膠組合物在粘合木材中的用途的制作方法

文檔序號:1648163閱讀:277來源:國知局

專利名稱::帶有至少一個脲基官能團的乳膠組合物在粘合木材中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:;技術(shù)人;熟r的技術(shù)。^'在自由基聚合引發(fā)劑存在下進行本發(fā)明的聚合反應(yīng)。該自由基聚合引發(fā)劑可以選自在自由基聚合反應(yīng)中通常使用的引發(fā)劑。例如可以涉及其中一種下述引發(fā)劑-氫過氣化物,例如叔丁基氫過氧化物、異丙苯氫過氧化物、叔丁基-過氧化乙酸酯、叔丁基過氧化笨甲酸酯、叔丁基過氧化辛酸酯、叔丁基過氧化新癸酸酯、叔丁基過氧化異丁酸酯、過氧化月桂酰、叔戊基過氧化新戊酸酯、叔丁基過氧化新戊酸酯、過氧化二枯基、過氧化苯甲酰、過硫酸鉀、過》危酸按,畫偶氮化合物,例如2-2'-偶氮雙(異丁腈)、2,2'-偶氮雙(2-丁腈)、4,4'-偶氮雙(4-戊酸)、l,l'-偶氮雙(環(huán)己烷-腈)、2-(叔丁基偶氮)-2-氰基丙烷、2,2'-偶氮雙[2-曱基-N-(1,1)-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙酰胺、2,2'-偶氮雙(2-曱基-N-羥乙基]-丙酰胺、2,2'-偶氮雙(N,N'-二亞甲基異丁基脒)二氯化物、2,2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二氯化物、2,2'-偶氮雙(N,N'-二亞甲基異丁酰胺)、2,2'-偶氮雙(2-曱基-N-[l,1-雙(羥曱基)-2-羥乙基]丙酰胺)、2,2'-偶氮雙(2-甲基-N-[l,l-雙(羥甲基)乙基丙酰胺)、2,2'-偶氮二[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺]、2,2'-偶氮雙(異丁酰胺)二水合物,-包括如下組合的氧化還原系統(tǒng)-過氧化氫、烷基過氧化物、過酸酯、過碳酸酯和類似物與任何鐵鹽、鈦鹽、甲醛次硫酸鋅或甲醛次硫酸鈉和還原糖的混合物,-堿金屬或銨的過硫酸鹽、過硼酸鹽或高氯酸鹽與堿金屬亞石克酸氫鹽,像焦亞硫酸鈉(lem6tabisulfitedesodium)配合,和還原糖,12-堿金屬過疏酸鹽與芳基膦酸,像苯膦酸等配合,和還原糖。以通常的方式進行該聚合反應(yīng)。在非離子或陰離子表面活性劑存在下進行該反應(yīng),該表面活性劑選自烷氧基化一烷基酚、二烷基酚或三烷基酚、烷氧基化一苯乙烯酚、二苯乙烯酚或三苯乙烯酚、烷氧基化脂肪醇和疏酸(Vd2烷基酯堿金屬或銨鹽、硫酸烷氧基化脂肪醇半酯、磺酸C,2-C,8烷基酯等。該聚合溫度也是通常的聚合溫度。作為說明,該溫度是50-12(TC,更特別地70-100。C。一般而言,該聚合物或粘合劑是該乳膠的主要部分,是乳膠總重量的30-60重量%。本發(fā)明乳膠的最小成膜溫度是0-8(TC,優(yōu)選地0-4(TC,玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度是-20。C至90°C,優(yōu)選地10-5(TC??梢詫μ烊晃醇庸せ驂嚎s防水木材進行表面處理。使用脂肪類化合物,特別地合成或植物或動物源脂肪類化合物的本體處理由未加工木材得到防水木材。例如4艮據(jù)WO96/038275描述的方法,可以由未加工的天然木才才得到這種防水木材,該方法在于用植物油和/或任何動物或礦物性脂肪類化合物浸漬該木材。為此可以特別地列舉飽和、單不飽和或多不飽和脂肪酸和醇以及它們的衍生物,像酯或酸酐,例如馬來酸酐。這種處理可以是例如在WO03/084723中描述的處理,其中使用除乙酸/苯甲酸混合酐之外的混合酸酐通過接枝,優(yōu)選地在100-140。C下進行這種處理。例如使用?;扰c羧酸酯、?;扰c羧酸鹽或直鏈羧酸肝與脂肪酸可以制備這種混合酸酑。還可以提到前面列舉WO03/049913描述的方法??梢愿鶕?jù)本發(fā)明處理的未加工木材一般選自山毛櫸、松木、非洲桃花心木、橡木、para-para(藍花楹)、柳桉、南美杉〖花心木、桉樹或巴西玉蔬木。本
技術(shù)領(lǐng)域
的技術(shù)人員知道在本發(fā)明的組合物中確定和添加其處理所必需的任何組分和添加劑,并且根據(jù)其應(yīng)用和所選擇木材確定和添加其處理所必需的任何組分和添加劑。于是,本發(fā)明的組合物可以含有例如增塑劑、硅烷和抗UV劑,并且它們符合下述質(zhì)量比例a.89-100%乳膠劑b.0-5%增塑劑c.0-1%珪烷d.0-5%抗UV劑。一般而言,"增塑劑"是一種用于降低乳膠玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的少許可溶或部分可溶于水的液體化合物??梢蕴貏e地列舉Eastman銷售的Texano啦(三甲基羥戊基異丁酸酯)。一般而言,"抗UV劑"化合物是無機或有機化合物,其特征在于良好的可見光透明和強UV光吸收性。作為實例可以列舉直徑約10nm的氧化鈰納米微粒。這種硅烷可以特別地在短時間內(nèi)增強在木材上的附著力。優(yōu)選地,該硅烷是具有下述通式的化合物Re-[Si(Rd)(ORe)(O關(guān)m-R。代表含有l(wèi)-30個碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基或鏈烯基團,它任選地被一個或多個雜原子,特別地氧、硫或氮取代和/或中斷,或含有5-30個碳原子的芳基或芳烷基基團,它任選地被一個或多個雜原子,特別地氧、硫或氮取代和/或中斷或被羰基、羧基、氨基、烷基氨基、酰胺、腈、環(huán)氧基團取代,或含有乙烯基官能或丙烯酸官能團的基團,特別地甲基丙烯酸官能團,或脲基基團,-Rd代表氫、ORe、ORf或卜5個碳原子直鏈或支鏈烷基,它任選地4皮一個或多個雜原子,特別地氧或氮取代和/或中斷,-Re和Rf獨自代表氫或l-5個碳原子直鏈或支鏈烷基,m是1-3。特別地,使用的硅烷可以是y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。更一般地,本發(fā)明的硅烷可以選自-辛基三乙氧基硅烷,-甲基三乙氧基硅烷,-甲基三甲氧基硅烷,-三-[3-(三曱氧基甲硅烷基)丙基]異氰尿酸酯,-"巰基丙基三甲氧基硅烷,-雙-(3-[三乙氧基曱硅烷基]丙基)多硫化物,-雙-(3-[三乙氧基甲硅烷基]丙基)二硫醚,-y-氨基丙基三乙氧基硅烷,-Y-氨基丙基三甲氧基硅烷,-N-(f3-氨基乙基)^-氨基丙基三甲氧基硅烷,-雙七-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺,-N-(P-氨基乙基)-y-氨基丙基曱基二曱氧基硅烷,-N-苯基卞氨基丙基三甲氧基硅烷,-N-乙基個氨基異丁基三甲氧基硅烷,-4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷,-4-氨基-3,3-二甲基丁基曱基二甲氧基硅烷,-,脲基丙基三烷氣基硅烷,-脲基丙基三甲氧基硅烷,-,異氰酸根合丙基三乙氧基硅烷,-y-異氰酸根合丙基三甲氧基硅烷,-|3-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷,-,縮水甘油氧基丙基三曱氧基硅烷,-J3-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)-乙基三乙氧基硅烷,-,縮水甘油氧基丙基曱基二乙氧基硅烷,-乙烯基三乙氧基硅烷,-乙烯基三甲氧基硅烷,-乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷,-乙烯基曱基二甲氧基硅烷,-乙烯基三異丙氧基硅烷,-,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,-Y-曱基丙烯酰氧基丙基三異丙氧基硅烷,和-丫-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。本發(fā)明的第二個目的是使用本發(fā)明含水分散體得到的木質(zhì)纖維材料,優(yōu)選地防水木材。下述實施例說明本發(fā)明而不限制其保護范圍。這些實施例表明,與沒有單體Bl的在相同條件下合成的參比樣品相比,本發(fā)明的乳膠在潮濕和干燥循環(huán)后的附著力得到增強。實施例實施例l:本發(fā)明乳膠的合成乳膠A(本發(fā)明):在體積251的不銹鋼反應(yīng)器中,裝入3000g水、53.5g陰離子表面活性劑、100g可共聚合的磺酸化單體。同時,將3840g水、100g相同的陰離子表面活性劑、100g丙烯酸、160g單體Bl、4550g曱基丙烯酸曱酯、3450g丙烯酸2-乙基己酯混合制備一種乳液。把7.5%這種乳液加到該反應(yīng)器中。然后讓該反應(yīng)器升高到80°C。在6.5h內(nèi)供給剩余的乳液和過硫酸鹽水溶液(500g水為5g過^L酸銨)。這些加完后,讓其溫度在80。C保持lh,隨后冷卻乳膠。添加氨水使其pH達到8。乳膠A(參比):采用相同的方法和相同的單體組成,只是不使用單體B1。乳膠B(本發(fā)明):在體積25l的不銹鋼反應(yīng)器中,裝入3000g水、53.5g陰離子表面活性劑、100g可共聚合的磺酸化單體。同時,將3840g水、100g相同的陰離子表面活性劑、100g丙烯酸、160g單體Bl、4000g甲基丙烯酸甲酯、4000g丙烯酸2-乙基己酯混合制備一種乳液。把7.5%這種乳液加到該反應(yīng)器中。然后讓反應(yīng)器升高到8(TC。在6.5h內(nèi)供給剩余的乳液和過石危酸鹽水溶液(500g水為5g過石充酸銨)。這些加完后,讓其溫度在8(TC保持lh,隨后冷卻乳膠。添加氨水使其pH達到8。乳膠B(參比):采用相同的方法和相同的單體組成,只是不使用單體Bl。實施例2進行這些實驗的目的在于通過與不含脲基基團的乳膠相比,對含有本發(fā)明乳膠清漆涂層在該木材上,其中包括在潮濕條件下的附著力進行定量分析。^f吏用木材如下-櫟木-非洲桃花心木-松木-山毛櫸-用脂肪類化合物處理的天然木材,用防水木材表示。-如上所述,這種處理可以是例如WO03/084723描述的處理,其中使用除乙酸/笨曱酸混合酐外的含有烴鏈的混合肝通過接枝進行這種處理。借助于網(wǎng)格試驗評定附著力使用切刀將這種薄膜按照網(wǎng)格切開。透明膠帶貼上然后撕下時能夠提起沒有被粘附涂層的部分。這些結(jié)果根據(jù)1994年11月的ISO2409標準進行評定。這些木板在鹽霧類箱中調(diào)節(jié)不同時間后進行了這些粘附試驗。這種鹽霧開始是一種評定金屬材料腐蝕用的加速老化箱。該箱的操作條件如下試驗溫度是50。C,在箱內(nèi)這些樣品經(jīng)受含鹽水霧(NaCl的濃度調(diào)節(jié)到5.3g/l),這些樣品平放,有待試驗涂層的面朝上。此外,這些處理木材片只是貼在一個面上,這樣加劇了水造成的膨脹現(xiàn)象;水通過五個其它未涂敷面進入。術(shù)語"薄膜"表示涂布厚度300pm(濕厚度)粘合劑懸浮液(本身),然后干燥。術(shù)語清漆表示該粘合劑包括在下述配方中(表1):表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在下述實施例中,該結(jié)果取值0-5整數(shù)值,5表示乳膠較差附著,0表示較好附著。這些實施例的乳膠特征列于下表2中表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實施例2.1沒有添加附加添加劑,涂敷乳膠或清漆薄膜。這些結(jié)果列于下表3中表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>這些結(jié)果突出了本發(fā)明乳膠A的有利之處。乳膠C同樣具有良好的性能,但在涂敷時有去濕問題。為了突出單體"單體Bl"的可能有利之處,對不同類型的木材進行了下述對比試驗。實施例2.2這些結(jié)果列于表4-6中(隨著在鹽霧箱中老化時間的變化)。這些乳膠按照單體B1的存在和與其它增強薄膜耐用性劑(硅烷或無機抗UV劑)組合進行了比較。這些結(jié)果突出了含有單體Bl的乳膠在不同木材上干附著和濕附著方面的優(yōu)勢。添加環(huán)氧硅烷增強其附著性,對于防水木材和在短期內(nèi)尤其如此。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>該防水木材經(jīng)受長時間潮濕條件時,在乳膠中存在含有至少一個脲基官能團的單體是有利的。權(quán)利要求1、含有至少一種乳膠的含水分散體在防水木材表面處理中的用途,該乳膠是由多種單體混合物通過乳液聚合得到的,而這些單體含有至少一種有至少一個脲基官能團的丙烯酸單體B。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途,其特征在于該多種單體混合物含有至少一種單體A,單體A選自苯乙烯或它的衍生物、丁二烯、氯戊二烯、(曱基)丙烯酸酯、(曱基)丙烯酸、馬來酸酐、乙烯基酯、乙烯基腈和磺酸化單體。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的用途,其特征在于該單體A選自甲基丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯;丙烯酸、甲基丙烯酸;乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、l-烯丙氧基-2-羥丙基磺酸鈉或鉀(COPS)、彿丙基磺酸鈉或鉀(MTAS),或丙烯酰胺基甲基丙磺酸鈉或鉀(AMPS)。4、根據(jù)權(quán)利要求卜3中任一項權(quán)利要求所迷的用途,其特征在于帶有脲基官能團的丙烯酸單體B符合通式Ir:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中-R4和R5獨自代表氫、1-6個碳原子直鏈或支鏈烷基基團,特別地曱基、丙基或丁基,5-8個碳原子環(huán)烷基、6-12個碳原子芳基或芳烷基基團,同時任選地帶有1-4個碳原子烷基基團,特別地苯基、曱苯基、節(jié)基或曱芐基,-A和A'獨自代表2-4個碳原子亞烷基,同時任選地帶有l(wèi)-4個碳原子烷基基團,-X是氣原子或硫原子。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途,其特征在于帶有至少一個脲基官能團的丙烯酸單體B符合式If,式中FU和Rs分別代表氫和甲基基團,A和A'獨自代表亞乙基、亞丙基、異亞丙基或三亞甲基。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途,其特征在于帶有至少一個脲基官能團的丙烯酸單體B是式(Ig)的亞乙基脲乙基曱基丙烯酰胺7、根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項權(quán)利要求所述的用途,其特征在于單體A是多個單體混合物總重量的60-99重量%。8、含有至少一種乳膠的含水分散體在木材表面處理中的用途,該乳膠是多種單體混合物通過乳液聚合得到的,它含有a-以多種單體混合物總重量計60-99重量。/。至少一種單體A,單體A選自苯乙烯或它的衍生物、丁二烯、氯戊二烯;(曱基)丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯;(甲基)丙烯酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸;馬來酸肝;乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯、叔j渡酸乙烯酯;乙烯基腈和石黃酸化單體,和b-以多種單體混合物總重量計0.1-40重量%至少一種單體B,單體B選自帶有脲基官能團的(甲基)丙烯酸單體。9、根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的用途,其特征在于帶有至少一個脲基官能團的單體B是以多種單體混合物總重量計0.1-40%,優(yōu)選地0.5-20重量%。10、根椐上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的用途,其特征在于該乳膠的最低成膜溫度(TMFF)是0-8(TC,優(yōu)選地0-40。C。11、根椐上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所迷的用途,其特征在于該乳膠的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度是-20。C至9(TC,優(yōu)選地10-50°C。12、根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的用途,其特征在于待處理木材是天然未加工或壓縮的木材。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的用途,其特征在于未加工木材選自山毛櫸、松木、非洲桃花心木、櫟木、藍花楹、柳桉、南美桃花心木、桉樹或巴西玉蕊木。14、根據(jù)權(quán)利要求12所述的用途,其特征在于使用植物源合成脂肪類化合物或動物源脂肪類化合物通過本體處理由未加工木材得到防水木材。15、根椐上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的用途,其特征在于該組合物還含有增塑劑、硅烷和抗UV劑。16、根據(jù)權(quán)利要求15所迷的用途,其特征在于乳膠、增塑劑、硅烷和抗UV劑的混合物具有下述質(zhì)量比乳膠,89-100%增塑劑,0-5°/。硅烷,0-1%抗UV劑,0-5%。17、根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的用途,其特征在于硅烷是"縮水甘油氧基丙基三曱氧基硅烷u18、使用根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項權(quán)利要求所迷的含水分散體得到的防水木材。全文摘要本發(fā)明涉及含有至少一種乳膠的含水分散體在防水木材表面處理中的用途,該分散體是由多種單體混合物通過乳液聚合得到的,而這些單體含有至少一種有至少一個脲基官能團的丙烯酸單體B。文檔編號B27K3/34GK101321607SQ200680031719公開日2008年12月10日申請日期2006年8月30日優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日發(fā)明者J·-C·卡斯塔英,J·-N·伯塞奧,W·貝特申請人:拉佩伊雷公司
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