[发明专利]高性能热熔窗密封剂

说明书

目前在中空玻璃密封剂市场中应用的有多种类型的热应用玻璃密封剂。一种类型是两组分化学硫化密封剂。另一类型是单组分硫化密封剂。又一类型是非硫化的热熔的、基于丁基橡胶的密封剂。本发明涉及改良的高性能的、非硫化的、热熔窗密封剂，其不需要丁基聚合物。该新颖的密封剂适宜用作用于制造中空玻璃结构的边缘密封剂。

两组分密封剂不可逆地硫化以形成固体热固性弹性密封剂。在这些密封剂应用中，组分的比率及其混合是重要的且必须是精确的。若组分的比率存在任何误差，或发生任何不适当的混合，密封剂将不会正确地硫化和/或将不能充分地化学粘附于衬底。反应是不可逆的且不能终止。当正在应用密封剂时或若在可能的设备停机过程中发生硫化，若反应发生得过慢或过快，这将会产生问题。因此，必须彻底清除应用设备的混合的密封剂，否则密封剂将在设备中硫化。清除浪费了材料和时间，从而增加了终产物的成本。并且，若密封剂未被正确硫化，其不具有足以将窗支撑在一起的机械性质。对窗任何过早装卸或移动导致密封剂过早粘着失败，和/或密封剂与衬底粘合脱层。而且，密封剂的缓慢硫化需要窗制造设施具有暂存区以允许密封剂正确硫化。这损失了时间和空间，导致了更高的成本。

单组分硫化密封剂仅稍微降低了暂存区应用后硫化时间，且基本上具有两组分材料相关的所有相似的应用问题。单组分硫化系统的例外是比率和混合限制发生在密封剂制造位置而非窗制造位置。净影响是获得确保有限且有效的窗密封中的复杂性。单组分硫化密封剂还依赖于水蒸气硫化机制，其需要有效的包装系统以防止大气中水分的掺入。这样的包装常是低效的，且由于应用后硫化而导致较差的产物性能。

基于丁基橡胶的密封剂不具有硫化相关的应用倾向性。该密封剂提供了并不复杂的应用参数以及窗装卸要求硫化时间的消除。虽然稍微次于交联系统，工业测试已显示丁基密封剂在可观的成本优势下表现出稳定的性能。历史上，该密封剂在具有价格竞争力的住宅窗类中显示了其效用。然而，丁基聚合物通常具有供给相关的问题，因为用于产生丁基的原料逐渐地转向其他更高价值的聚合材料的制造。因此，丁基橡胶制造常受到限制并处于基于供需曲线的急剧价格波动中。由于在热应用的非硫化窗密封剂的制造中的普遍应用，丁基橡胶供给产生的环境极可能使非硫化窗密封剂的整个产品类处于因价格高而淡出市场的风险。这样事件的发生将使中空玻璃窗密封剂市场中的许多窗生产商不能提供足够的密封剂供给。

现已开发了一类新型的非交联热熔窗密封剂。在这些新制备的材料到来之前，丁基橡胶已占据了非硫化窗密封剂市场。事实上，需要丁基橡胶来制造用作用于中空玻璃窗制造的密封剂的热熔产品，而不使用应用后硫化机制。从这些系统中有效地去除丁基橡胶消除了相关的供给问题，并提供了用于制造中空窗玻璃密封剂产品的全新的设计空间。已制备了这些新型的材料来完全消除丁基橡胶聚合物组分，并同时改良所得的中空玻璃窗密封剂性能。已鉴定材料符合业界认可的ASTM测试方法；E 2188、E2189和E2190，总称为HIGS或统一中空玻璃标准(Harmonized Insulated Glass Standards)。

发明概述

本发明提供了热应用的非交联的、非含丁基的密封剂，其用作用于中空玻璃(IG)单元的边缘密封剂，以用于将IG单元的组分粘合在一起并将单元密封以远离水分和空气渗入的目的。

密封剂由以重量计为约2％至50％的茂金属催化的聚烯烃聚合物、以重量计约5％至50％的Ziegler-Natta催化的无定型聚α烯烃(APAO)聚合物，以重量计约2％至25％的弹性A-B-A型苯乙烯嵌段共聚物，以重量计约2％至25％的非茂金属催化的基于乙烯的共聚物、以重量计约10％至50％的增粘性树脂和以重量计约5％至25％的增塑剂组成。任选地，密封剂还可包括紫外线(UV)光稳定剂、无机矿物填充剂、色素、弹性A-B型苯乙烯嵌段共聚物、有机硅烷粘附促进剂和抗氧化剂，以及其他常用的添加剂，条件是其基本上不干扰密封剂的性能。

将密封剂设计为在不掺入丁基橡胶聚合物的情况下来制备，虽然可选地其可包含小增量百分比的丁基橡胶组合物，即，以重量计0％至10％，且优选地0％至5％的丁基橡胶。

该制备物提供了超越传统的基于丁基的热应用中空玻璃边缘密封剂的更好的或与之相当的粘附特性、剥离和剪切性能、应用塑变的抗性、设定速度、雾化特性和湿气渗透率(Moisture Vapor Transmission Rate，MVTR)。