用于含有DOTP或DINCH增塑溶胶的粘合剂的制作方法

本发明广泛地涉及用于将柔性pvc粘合至合成织物上的组合物及其用途。
背景技术：
：聚氯乙烯(pvc)涂覆的织物有许多应用。这些应用包括防水油布、输送带、土工膜、大帐篷、屋顶和包层材料、防护服、地板覆盖物以及很多其他应用。一直以来，天然织物用于这些应用，但在许多情况下天然织物如今已被合成纤维代替。与天然纤维相比，合成纤维被发现提供改善的强度、韧性、亮度、耐湿性、耐微生物性和柔韧性。但是，合成纤维通常具有平滑的单丝。pvc涂料对光滑表面往往具有差的机械粘附。为了改善粘附，可以在施用前将特定的粘合剂添加到pvc涂料溶液(通常是增塑溶胶)中。粘合剂与织物的反应性基团化学键合，并使pvc涂料粘附到织物上。大多数粘合剂引入异氰酸酯。异氰酸酯中的一类为异氰脲酸酯。通常在粘合组合物中引入邻苯二甲酸酯载体，例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异壬酯(dinp)。然而，即使使用邻苯二甲酸酯载体是常见的，但是这种使用因邻苯二甲酸酯对健康不利的公众舆论而通常不被期望。近来，已经有避开使用邻苯二甲酸酯增塑剂的行动。邻苯二甲酸酯增塑剂的替代方案包括对苯二甲酸二辛酯(dotp)(也称为对苯二甲酸二乙基己酯(deht))、1,2-环己二酸二异壬酯(dinch)、氢化邻苯二甲酸二辛酯(dheh)、氢化dotp(doch)、柠檬酸酯、(苯酚的烷基磺酸酯)、对苯二甲酸丁基辛酯(botp)和苯甲酸异壬酯(inb)。然而，市售的粘合剂显示出与不含邻苯二甲酸酯的增塑溶胶差的相容性。差的相容性可导致非常短的贮存期，这归因于添加粘合剂之后不久快速增加的增塑溶胶黏度和增塑溶胶的凝胶化。因此，需要一种与不含邻苯二甲酸酯的pvc增塑溶胶具有良好相容性的粘合剂。还需要一种粘合剂，其除了显示出与不含邻苯二甲酸酯的pvc增塑溶胶的良好相容性之外，还可以改善pvc至织物，特别是合成织物的粘附。本发明解决了这些以及其他需求，这将从下面的描述和所附的权利要求显现。技术实现要素：本发明如所附权利要求书所述。简而言之，一方面，本发明提供了一种用于将聚氯乙烯粘附至织物上的粘合组合物。该组合物包括(a)异氰脲酸酯和(b)与异氰脲酸酯的重量比为4:1至10:1的有机磷酸酯。另一方面，本发明提供一种涂料组合物。该涂料组合物包括：(a)增塑溶胶，其包括分散于增塑剂中的聚氯乙烯粉末，所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯或1,2-环己二酸二异壬酯；和(b)本发明的粘合组合物。又另一方面，本发明提供一种涂覆织物的方法。该方法包括：(a)将本发明的粘合剂组合物与增塑溶胶组合，所述增塑溶胶包括分散于增塑剂中的聚氯乙烯粉末，增塑溶胶所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯或1,2-环己二酸二异壬酯；以及(b)用来自步骤(a)的混合物涂覆织物的至少一面。本发明还提供包括涂覆有本发明涂料组合物的织物的制品。附图说明图1是来自实施例3的基于dinp增塑剂的各种pvc制剂的剥离强度的条形图。图2是来自实施例4的基于dotp增塑剂的各种pvc制剂的剥离强度的条形图。具体实施方式令人惊奇地发现，有机磷酸酯可以改善含有异氰脲酸酯的粘合剂与含有非邻苯二甲酸酯增塑剂的增塑溶胶的相容性。因此，一方面，本发明提供了一种用于将聚氯乙烯粘附至织物上的粘合组合物。该组合物包括：(a)异氰脲酸酯；和(b)有机磷酸酯，其中有机磷酸酯与异氰脲酸酯的重量比为4:1至10:1。异氰脲酸酯优选地包括芳香族二异氰酸酯基团，例如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物。在一个实施方案中，异氰脲酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯三聚体(cas#26603-7)。含有异氰脲酸酯的粘合剂可商购。或者，异氰脲酸酯可以通过使用本领域已知的催化剂的方法制备。例如，异氰脲酸酯可以由二异氰酸酯通过低聚，特别是三聚制备。通常用于该目的的二异氰酸酯包括同分异构的甲苯二异氰酸酯(tdi)，其主要由2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-tdi)和2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-tdi)组成。这些可以很容易地几乎完全转化为异氰脲酸酯。异氰脲酸酯也可以仅由2,4-tdi制备。异氰脲酸酯可以通过用碱性催化剂单独或在合适溶剂中处理甲苯二异氰酸酯来制备，所述碱性催化剂如脂肪族叔胺，碱性金属化合物如碱金属或碱土金属氧化物、氢氧化碳酸盐、醇化物或酚盐，可烯醇化的(enolizable)化合物的碱金属盐或弱的有机羧酸的金属盐。可以使用助催化剂，例如单-n-取代的氨基甲酸酯与碱性金属化合物结合。含弱的有机羧酸的金属盐的催化剂，任选地在单-n-取代的氨基甲酸酯存在下，可显著减少聚合时间。用于制备异氰脲酸酯的合适溶剂包括对异氰酸酯是惰性的溶剂，并且包括，例如酯类如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、邻苯二甲酸二乙酯、乙二醇单乙醚的乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯和苯甲酸丁酯；酮类如甲基异丁基酮；氯仿；苯；甲苯；二甲苯；二氧化硫；丁内酯；一氯苯；邻二氯苯；醚；或这些溶剂的混合物。异氰脲酸酯的制备可以通过使用合适的催化剂聚合甲苯二异氰酸酯而方便地进行，直至得到所期望的聚合物；进一步的聚合可以被阻止，例如通过过滤机械去除不溶的催化剂，或通过用计算量或稍微过量的强酸例如无水氯化氢或磷酸处理使可溶的催化剂失活。或者，聚合甲苯二异氰酸酯至形成所需聚合物的程度，然后在催化剂除去或失活之后，通过如萃取、蒸馏或用溶剂沉淀聚合物的方法除去残余的游离甲苯二异氰酸酯，其中单体甲苯二异氰酸酯在该溶剂中是可溶的。除了二异氰酸酯，可以使用其它多异氰酸酯来制备异氰脲酸酯聚合物，例如对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、1-甲氧基苯-2,4-二异氰酸酯、3,3-二甲基-4,4'-二异氰酸根合二苯基甲烷(3,3-dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane)、二联苯-4,4'-二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸根合二苯醚、1,5-萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸根合二环己基甲烷(diisocyanatodicyclohexylmethane)、对苯二亚甲基二异氰酸酯(p-xylylenediisocyanate)、间苯二亚甲基二异氰酸酯、异氰酸根合苄基异氰酸酯(isocyanatobenzylisocyanates)、1,2,3,4,5,6-六氢二联苯-4,4'-二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸根合-1,2,3,4,5,6-六氢二苯基甲烷、1,2,3,4-四氢萘-1,5-二异氰酸酯、甲苯-2,4,6-三异氰酸酯、3-甲基-4,6,4'-三异氰酸根合二苯基甲烷、二联苯-2,4,4'-三异氰酸酯、2,4,4'-三异氰酸根合二苯醚、4,4'-二异氰酸根合二苯基甲烷、1-氯苯-2,4-二异氰酸酯和对异氰酸根合苄基异氰酸酯(p-isocyanatobenzylisocyanate)。粘合组合物中异氰脲酸酯的含量范围可以为0.5至30重量％，基于粘合组合物的总重量计。其他含量的异氰脲酸酯是可能的，例如5至30重量％，8至30重量％，10至30重量％，0.5至25重量％，5至25重量％，8至25重量％，10至25重量％，0.5至20重量％，5至20重量％，8至20重量％，10至20重量％，0.5至15重量％，5至15重量％，8至15重量％，或10至15重量％。任何可以改善异氰脲酸酯与含非邻苯二甲酸酯增塑剂的pvc增塑溶胶相容性的有机磷酸酯可用于本发明的粘合组合物中。这种有机磷酸酯包括含有烷基或芳基的那些有机磷酸酯，所述烷基或芳基具有7至10个碳原子。合适的有机磷酸酯的具体实例包括磷酸三-乙基己酯、磷酸三甲苯酯、磷酸异癸基二苯酯、磷酸2-乙基己基二苯酯(2-ethylhexyldiphenylphosphate)，或其混合物。在一个实施方案中，有机磷酸酯包括磷酸三-乙基己酯。粘合组合物中有机磷酸酯的含量范围可以为50-99.5重量％，基于粘合组合物的总重量计。其他含量的有机磷酸酯是可能的，例如75至99.5重量％，80至99.5重量％，85至99.5重量％，50至95重量％，75至95重量％，80至95重量％，85至95重量％，50至92重量％，75至92重量％，80至92重量％，85至92重量％，50至90重量％，75至90重量％，80至90重量％，或85至90重量％。粘合组合物中的有机磷酸酯与异氰脲酸酯的重量比范围为4:1至10:1。在一个实施方案中，有机磷酸酯与异氰脲酸酯的重量比范围为4.5:1至10:1。在其它实施方案中，有机磷酸酯与异氰脲酸酯的重量比为5:1至10:1、6:1至10:1、7:1至10:1、4:1至9:1、5:1至9:1、6:1至9:1或7:1至9:1。粘合组合物还可以包括典型量的传统添加剂，例如阻燃剂、稳定剂、氯化烃、二级增塑剂、黏度抑制剂、抗氧化剂或其混合物。本发明的粘合组合物的组分可以以任何已知的方式组合，所述方式包括同时地或顺序地。加热同时剧烈的混合可以促进一种或多种组分的溶解。本发明的粘合组合物特别适合作为助黏剂用于增塑的pvc，特别用于pvc增塑溶胶。因此，在另一方面，本发明提供一种涂料组合物。所述涂料组合物包括：(a)增塑溶胶，其包括分散于增塑剂中的聚氯乙烯(pvc)粉末，所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯或1,2-环己二酸二异壬酯；和(b)本发明的粘合组合物。增塑溶胶通常包含20至150重量份的增塑剂/100份pvc粉末。在一个实施方案中，增塑溶胶包含40至120重量份的增塑剂/100份pvc粉末。在一个实施方案中，增塑剂是对苯二甲酸二辛酯。除pvc之外，增塑溶胶可以包括乙烯共聚物，例如乙酸乙烯酯或丙烯酸乙烯酯。用于涂料组合物中的粘合组合物的量可以变化，所述变化取决于所需的粘附程度以及粘合组合物中的异氰脲酸酯含量。例如，对于含有25重量％异氰脲酸酯的粘合组合物，涂料组合物通常包含1至8重量％的该粘合组合物。作为另一个实例，对于含有8至20重量％异氰脲酸酯的粘合组合物，涂料组合物可以包含1至20重量％的该粘合组合物。在一个实施方案中，涂料组合物包含4至20重量％的粘合组合物。在另一个实施方案中，涂料组合物含有4至15重量％的粘合组合物。粘合组合物的重量含量是基于涂料组合物的总重量计的。本发明的涂料组合物还可以包括各种添加剂，例如阻燃剂(例如三氧化锑或氢氧化铝)、稳定剂(包括环氧稳定剂)、填料(例如，碳酸钙或白云石)、颜料(例如，二氧化钛、炭黑或群青蓝)、氯化烃、增塑剂、黏度抑制剂(例如，石油溶剂或树脂酸盐)、抗氧化剂(例如，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸十八烷酯、丁化羟基甲苯(butylatedhydroxytoluene)或3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八烷酯)、uv吸收剂(例如，2-羟基苯基苯并三唑或2-羟基二苯甲酮)、杀生物剂(例如，2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮或10,10'-氧代双吩噁吡(10,10'-oxybisphenoxarsine))或其混合物。通常将粘合剂添加到增塑溶胶，在稍微高的温度(例如，20-30℃)下混合，并在即将使用前脱气。混合的组合物特别适用于涂覆织物，特别是由合成纤维制成的织物。因此，在另一方面，本发明提供了一种涂覆织物的方法。该方法包括：(a)将本发明的粘合组合物与增塑溶胶组合，所述增塑溶胶包括分散于增塑剂中的聚氯乙烯粉末，所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯或1,2-环己二酸二异壬酯；和(b)用来自步骤(a)的混合物涂覆织物的至少一面。被涂覆的织物优选地包含聚酯纤维或聚酰胺纤维。可以使用本领域已知的技术，例如通过在常规设备上铺展、浸渍或压延，涂覆织物的一面或两面。在一个实施方案中，涂覆方法进一步包括(c)将涂覆的织物暴露于高温以熔融所述涂料。熔融步骤可以在例如110至210℃的温度下进行持续30至90秒，直到熔融充分完成。随后可以以类似的方式施加并加热本发明涂料组合物的附加涂层或另一种pvc组合物的附加涂层。本发明还提供了包含涂覆有本发明涂料组合物的织物的制品。这样的制品包括防水油布、广告牌、充气结构和其他纺织结构、软质容器，多边形屋顶、土工膜、池衬、遮阳篷、防护服、输送带、植绒地毯和泡沫合成革。本发明包括本文公开的实施例、特征、参数和/或范围的任何和所有组合。换言之，本发明可以定义为本文所述的实施例、特征、参数和/或范围的任何组合。如本文所使用的，不定冠词“a”和“an”表示一个或多个，除非上下文另有明确提示。同样，单数形式的名词包括其复数形式，反之亦然，除非上下文另有明确提示。尽管已经努力使其精确，但是本文所述的数值和范围应被认为是近似值(即使在没有术语“约”限定的情况下)。这些值和范围可以根据所寻求的通过本发明获得的期望性能以及由测量技术中发现的标准偏差引起的变化而不同于其所述的数量。此外，本文所述的范围旨在并特别考虑包括所述范围内的所有子范围和值。例如，50至100的范围旨在描述并包括范围内的所有值，所述范围包括如60至90和70至80的子范围。本文引用的所有文件(包括专利以及非专利文献)的内容，在此通过引用整体并入。在引入的任何主题与本文中的任何公开内容相矛盾的情况下，本文的公开内容应优先于所引入的内容。可以通过以下优选实施方案的实施例进一步说明本发明，但是应理解为这些实施例仅仅是为了说明的目的，并非意图限制本发明的范围。实施例表1示出在以下实施例中测试的商业粘合剂，其中dinp是邻苯二甲酸二异壬酯，inb是苯甲酸异壬酯，tehp是磷酸三-乙基己酯。表1表2示出了所测试的增塑剂。表2实施例1为了快速确定增塑剂与商业粘合剂的相容性并检测视觉变化，将商业粘合剂与增塑剂直接混合，而不使用pvc增塑溶胶。通过以增塑剂与粘合剂5:1的重量比将增塑剂添加到小瓶中的粘合剂中，用手牢牢摇动小瓶来制备混合物，然后在24小时后观察该混合物。根据表3所列的标度从浊度、凝胶化、颜色变化和黏度来评价混合物的外观。表3等级外观5澄清、无色、易倾倒4澄清、轻微着色、易倾倒3浑浊、白色、易倾倒2一些残渣、易倾倒1浑浊、着色、凝胶化混合物的外观等级记录于表4中。表4n/t＝未测试从表4可以看出，结果表明，与测试的其他增塑剂相比，dinp和dphp(都是邻苯二甲酸酯)与测试的大多数粘合剂更相容。dotp尤其显示出与测试的大多数粘合剂低的相容性。实施例2使用含有2重量份粘合剂、6重量份作为增塑剂的dotp和1重量份作为增容剂的磷酸三乙基己酯(tehp)的混合物重复实施例1的过程。使用表3中的标度在混合后立即评价以及3天后评价混合物的外观。结果记录于表5中。表5从表5可以看出，添加tehp显著改善了dotp与粘合剂的相容性。实施例3以所列出的比例混合表6中所示的成分制备增塑溶胶。表6增塑溶胶配方量(重量份数)增塑剂dinp77稳定剂lankromarke2307(esbo)3lankrostablzb6002pvc等级lacovylpb170240vestolitb7021ultra60填料omyacarb5gu15总计197通过在30℃向所制备的增塑溶胶中添加2重量％、3重量％、或4重量％的粘合剂vulcabondtp来制备胶黏剂组合物。适当地混合该组合物并脱气。vulcabondtp是主要在dbt(50重量％)和tehp(15重量％)的混合物中的25重量％异氰脲酸酯溶液。使用1∶1重量比的vulcabondtp和tehp的混合物制备第二粘合剂。由于tehp将异氰酸酯的含量稀释至12.5重量％，所以该粘结剂的剂量水平是纯vulcabondtp量的两倍。在30℃下将4重量％、6重量％、和8重量％的第二粘合剂添加到所制备的增塑溶胶来制备胶黏剂组合物。适当地混合该组合物并脱气。然后在添加粘合剂的1小时内，将胶黏剂组合物以100g/m2的层厚度涂覆至12纤维丝/cm×12纤维丝/cm聚酯纤维薄片(dewhurst，550分特克斯)上，并置于wernermathis烘箱中。用被允许在30℃下静置24小时的胶黏剂组合物制备另外的涂覆样品。将涂覆的织物上的胶黏剂组合物在烘箱中190℃下熔融1分钟。然后对涂覆的织物样品进行90°剥离测试。剥离测试过程将尺寸为3×20cm的涂覆织物的两个测试片，涂覆的面彼此相对，hf熔接在一起，面积为2×15cm。将测试样品的每个松散末端夹紧在材料测试机中，并以90度的角度、100mm/min的速度剥离。测量8cm的熔接区的平均剥离力，不考虑测试的开始和结束。将力外推到n/5cm粘合宽度。剥离测试结果连同仅用所制备的增塑溶胶且不含粘结剂制成的涂覆样品的测试结果示于图1中。从图1可以看出，结果显示随着粘合剂量的增加剥离强度的增加良好。vulcabondtp/tehp50/50混合物结果与纯vulcabondtp结果相当。被允许在30℃下静置24小时的胶黏剂组合物的结果显示剥离强度没有增加(littleincrease)，预期归因于胶黏剂组合物有限的贮存期。实施例4重复实施例3，不同之处在于用dotp代替制备的增塑溶胶中的dinp。90°剥离测试结果连同仅用所制备的增塑溶胶且不含粘结剂制成的涂覆样品的测试结果示于图2中。从图2可以看出，dotp胶黏剂组合物的结果显示随着粘合剂量的增加剥离强度增加良好。与纯vulcabondtp结果相比，vulcabondtp/tehp50/50混合物结果相当或更好。另外，将胶黏剂组合物在30℃下贮存24小时之后没有产生积极的粘附效果，如所预期的由于有限的贮存期。比较图1和图2的结果，与相应的dinp基样品相比，尽管dotp基增塑溶胶在2和3重量％的纯vulcabondtp负载下似乎具有较低的初始剥离强度；但在8重量％vulcabondtp/tehp50/50混合物的情况下，初始剥离强度超过相应的dinp基增塑溶胶。实施例5除粘附之外，还期望在贮存期内具有或多或少的恒定黏度。增加黏度可能对胶黏剂组合物向织物的纤维结构中的渗透具有负面影响，并降低最终的剥离强度。因此，在添加粘合剂后的前5个小时以及添加后的24小时监测来自实施例3和4的胶黏剂组合物的黏度。在30℃下使用锭子5以10rpm的转速对增塑溶胶进行brookfield黏度测量。来自实施例3和4的胶黏剂组合物的黏度结果分别示于表7和8中，其中tp指的是vulcabondtp并且tp的百分比是按重量计的。表7dinp基增塑溶胶样品在30℃时的黏度稳定性表8dotp基的增塑溶胶样品在30℃时的黏度稳定性从表7和8可以看出，结果显示不含粘合剂的dinp-和dotp基增塑溶胶均具有稳定的黏度。与具有tp/tehp的样品相比，具有vulcabondtp的胶黏剂组合物显示较高的初始黏度。总体而言，vulcabondtp样品在前5个小时内显示出比具有tp/tehp的样品更多的黏度增加。tehp提供较低的初始黏度和更好的黏度稳定性。实施例6通过真空蒸馏desmodurrc(一种来自于bayer的芳香族异氰脲酸酯三聚体产品，在乙酸乙酯中具有35重量％的异氰酸酯)除去大部分乙酸乙酯来制备粘合剂。用tehp代替乙酸乙酯。用tehp进一步稀释该溶液，以得到含有12.5重量％异氰酸酯的粘合剂。已经具体参考本发明的优选实施例对本发明进行了详细描述，但是应当理解，在本发明的精神和范围内可以进行变化和修改。当前第1页12