[发明专利]低挥发性有机溶剂为基础的粘合剂

说明书

本发明涉及低挥发有机(VOC)溶剂为基础的粘合剂。本发明特别涉及低VOC该溶剂为基础的能够将两种热塑性材料连接在一起的粘合剂。此外，本发明涉及比传统的用于热塑性材料的溶剂为基础的粘合剂的挥发速度低得多的低VOC溶剂为基础的粘合剂。优选地本发明含有用于将由氯化的聚氯乙烯(CPVC)制造的两种物体或制品连接在一起的低VOC溶剂为基础的粘合剂。

多年来溶剂为基础的粘合剂广泛用于连接热塑性塑料管件和接头。这些溶剂为基础的粘合剂提供了一种简易和快速地连接热塑性材料的方法。用这种方法连接的热塑性管件和接头常常甚至在同一天即可测试。

一般来说，溶剂为基础的粘合剂含有一种溶剂或溶剂混合物以及树脂和其它添加剂，如触变剂。溶剂为基础的粘合剂将其涂施的热塑性材料的表面层溶解，并引起表面层溶胀。粘合剂溶液中的树脂加速要连接的两种材料的凝固和降低内部应力。随着由于蒸发，粘合剂固化，则出现粘合所铺表面的溶剂扩散。传统的溶剂为基础的粘合剂中所用的主要溶剂包括四氢呋喃、甲乙酮和环己酮。这些溶剂极易挥发，由其制得的粘合剂的VOC含量由南海岸空气质量管理区(SCAQMD)(South Coast Air QualityManagement District)316A测定为750-850克/升。而且，在涂施这些传统的溶剂为基础的粘合剂之前，必须用底剂(如四氢呋喃)或洗净剂(如丙酮)处理热塑性材料，以便粘合有效。因此，将会有更多的挥发性有机化合物释放入大气。此外，因为这些传统的溶剂为基础的粘合剂主要由溶剂形成，而溶剂常扩散到大表面积，并且在涂施时滴到热塑性材料，引起附加的挥发。下面的专利和参考文献是用于热塑性材料的传统的溶剂为基础的粘合剂和/或粘合剂的底剂的实例。

美国专利3,726,826公开了一种用于聚氯乙烯的稳定的粘合剂溶液。此溶液含有5-25％重量的溶于四氢呋喃的后氯化的聚氯乙烯和0.4-约5％重量的1，2-亚丁基氧。

Hushebeck申请的美国专利4,098,719讨论了用于装配聚氯乙烯(PVC)管材和接头，或装配聚氯乙烯管件和接头于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管件或接头的底剂。此底剂实质上由0.5-约2.5％重量的溶于溶剂中的未增塑的聚氯乙烯树脂。此溶剂是四氢呋喃和二甲基甲酰胺的混合物。

传统的溶剂为基础的粘合剂的另一个实例还可以在Texaco ChemicalCompaing的欧洲专利申请(European Patent Application)0 489 485 A1找到。这项申请公开了一种焊接塑料材料的方法。这些材料的焊接是利用纯的碳酸亚烷基酯或同辅助溶剂的混合物。这些辅助溶剂有芳烃、酮、酯、醚、乙二醇醚、咪唑、四甲基脲、N，N’-二甲基亚乙基脲、1，1，1-三氯乙烷和N-甲基吡咯烷酮。

此外，美国专利4,910,244讨论了一种含CPVC的贮存稳定的粘合剂。此溶剂为基础的粘合剂含5-30％重量的CPVC和95-70％重量的有机溶剂和稳定剂。当贮存在镀锡钢制容器中对此混合物具有提高了的稳定性。从讨论传统的溶剂为基础的粘合剂的参考试样的简短叙述中可看出，这些粘合剂通常有低的固体含量。因此，这些粘合剂极易挥发。

从溶剂为基础的粘合剂中蒸发溶剂造成空气污染问题。在将粘合剂涂施于要连接的热塑性材料时显现出溶剂排放的主要部分。此外，底剂本身也是易挥发材料，用其来制备热塑性材料表面时，因此，也会有溶剂蒸发并排放到空气中。此外，从含溶剂为基础的粘合剂的容器中也会排放溶剂，因为在将粘合剂涂施于热塑性材料时容器常保持打开状态。最后，在涂施溶剂为基础的粘合剂时，可能出现溅溢，从而也会造成挥发性有机物排放到空气中。

现在，由于环境意识的增强，正在制订法令和法规以限制在所有材料中的VOC的量，尤其在溶剂为基础的粘合剂。例如，在加利福尼亚，南海岸空气质量管理区(SCAQMD)已经制订了限制用于连接热塑性材料的粘合剂中的VOC含量的法规。例如，根据1994年1月1日生效的SCAQMD的1168条例，CPVC和/或聚氯乙烯(PVC)溶剂为基础的粘合剂的VOC限制是SCAQMD 316A测定的450克/升。到1994年1月1日对丙烯腈苯乙烯丁二烯(ABS)溶剂为基础的粘合剂的VOC限制是SCAQMD 316A测定的350克/升。进一步立法已经更加严格了这些限制。到1998年1月1日，SCAQMD对CPVC和PVC溶剂为基础的粘合剂的VOC限制将是250克/升，而对ABS溶剂为基础的粘合剂的SCAQMD的VOC限制将仍维持在350克/升。