水基樹(shù)脂組合物以及由其制得的制品的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年3月13日、發(fā)明名稱(chēng)同上的PCT/US2009/037130的發(fā) 明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00980109002. 1。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及包含彈性體水分散體（aqueous elastomeric dispersion)的新型水 基樹(shù)脂組合物。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及制備所述彈性體水分散體的方法以及由所述彈性體 水分散體制得的制品，所述制品與由常規(guī)制備的水基樹(shù)脂組合物制得的那些制品相比提供 了性能上的實(shí)質(zhì)性改善。
【背景技術(shù)】
[0003] 使用水基樹(shù)脂分散體來(lái)制造諸如膜、涂料和粘合劑的制品時(shí)，與其溶劑型對(duì)應(yīng)物 相比，提供了一些優(yōu)勢(shì)。特別地，水基分散體是環(huán)境友好的，易于配制、控制溫度和調(diào)整過(guò)早 熟化（pre-maturation)，并且具有可調(diào)節(jié)的粘度。
[0004] 然而，使用常規(guī)水基樹(shù)脂分散體還存在一些缺陷。例如，對(duì)分散體的復(fù)合 (compounding)以及所得制品方面有限制。復(fù)合后，在彈性體分散體和剩余組分（例如固化 劑的分散體和附加聚合物的分散體）之間形成屏障（barrier)。在成膜過(guò)程期間，剩余組 分必須通過(guò)離開(kāi)其自身的分散體（水、表面活性劑和乳化劑）的范圍，穿越復(fù)合制劑的水介 質(zhì)，穿過(guò)彈性體顆粒的分散體的表面，并最終穿入彈性體顆粒中來(lái)克服此屏障。對(duì)于較高分 子量的組分，該情況發(fā)生的可能性甚至更小。此障礙還導(dǎo)致對(duì)可能使用的組分的性質(zhì)的限 制。
[0005] 第二個(gè)缺陷是在由常規(guī)彈性體分散體制備的制品的性能方面的限制。在彈性體和 剩余組分之間存在有限的溶混性，特別是在兩者具有不同的固有結(jié)構(gòu)時(shí)。這使得彈性體和 所述組分保持其本體狀態(tài)（bulk state)并抑制其以均勻的方式擴(kuò)散和混合的能力。因此， 由常規(guī)彈性體分散體制得的制品具有不良性質(zhì)。
[0006] 第三個(gè)缺陷是配制常規(guī)彈性體分散體的復(fù)雜性以及當(dāng)試圖改善由常規(guī)彈性體分 散體制得的制品的性能時(shí)缺乏改變?cè)撆渲破返撵`活性。
[0007]因此，需要發(fā)展可以減少或消除這些缺陷的新的彈性體分散體。這將導(dǎo)致所得制 品性能上的顯著改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明涉及新型彈性體水分散體、其制備方法、以及由所述彈性體水分散體制得 的制品。本發(fā)明的彈性體水分散體包含分散相和水相。所述分散相包含諸如聚異戊二烯的 彈性體以及少量的至少一種添加劑。所述水相包含水和溶于水中的其它任選組分。
[0009] 所述彈性體水分散體可以通過(guò)將彈性體和添加劑溶于溶劑混合物中，并隨后將所 得溶液轉(zhuǎn)變?yōu)楹橐海╝queous emulsion)來(lái)制備。通過(guò)除去水相物質(zhì)來(lái)濃縮所述含水 乳液并且從濃縮的乳液中分離（strip)出溶劑以獲得稀膠乳。優(yōu)選將所獲得的稀膠乳再次 濃縮至所期望的固體含量。
[0010] 由所述彈性體水分散體制得的制品包括醫(yī)用手套、避孕套、探頭套（probe cover)、牙齒隔離膜（dental dams)、指套、導(dǎo)管等。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是闡明制備本發(fā)明的彈性體水分散體的優(yōu)選方法的流程圖。
[0012] 發(fā)明詳述
[0013] 涉及新型彈性體水分散體、其制備方法、以及由所述彈性體水分散體制劑制得的 制品的本發(fā)明克服了上述障礙。
[0014] 提供以下術(shù)語(yǔ)和定義來(lái)闡明專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)的含義：
[0015] 膠態(tài)"分散體"是介于真溶液和混合物或懸浮液之間的中間體。它還可以被認(rèn)為 是"乳液"，"乳液"由兩個(gè)液相組成，"分散相（dispersed phase) "是微小的團(tuán)塊，其分布于 整個(gè)"分散介質(zhì)相（dispersing phase)"中。在水包油分散體（0/W)中，分散介質(zhì)相也被稱(chēng) 為水相。本發(fā)明的乳液通常被稱(chēng)為合成的膠體聚合物，其中所述聚合物可以經(jīng)由乳液聚合 (腈、聚氯丁二烯）、配位（齊格勒-納塔）聚合（順-聚異戊二烯）或陰離子聚合（順-聚 異戊二烯）來(lái)制備。
[0016] "膠乳"最初是指用于制作橡膠產(chǎn)品的橡膠樹(shù)汁。因此，分散體、乳液和膠乳都被認(rèn) 為是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的膠體體系，對(duì)于本發(fā)明中的水基彈性體體系這些術(shù)語(yǔ)可互換使用。
[0017] "硫化"是指涉及添加硫的橡膠的特定固化工藝且其通常用于固體橡膠工藝。它是 不可逆的化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，其中聚合物分子通過(guò)由硫原子組成的原子橋與其它聚合物分子相 連接。
[0018] "固化"是指產(chǎn)生更高分子量的化學(xué)反應(yīng)或與凝固相變關(guān)聯(lián)的物理過(guò)程。對(duì)于本發(fā) 明的工藝，在涉及利用硫或給硫體的工藝時(shí)，固化和硫化可以同義地使用。
[0019] 彈性體的常規(guī)"固化工藝"是使用固化劑的交聯(lián)反應(yīng)，所述固化劑包括（1)固化/ 交聯(lián)劑，例如元素硫和/或各種不溶性給硫體（其在加熱時(shí)釋放出硫）、和/或過(guò)氧化物固 化劑，（2)促進(jìn)劑，其作用就像催化劑一樣用于反應(yīng)，并且可以被歸類(lèi)為主促進(jìn)劑（例如，巰 基苯并噻唑MBT和巰基苯并噻唑二硫化物MBTS)或第二促進(jìn)劑（例如，秋蘭姆、二硫代氨基 甲酸鹽和胍），以及（3)活化劑，例如金屬氧化物和金屬鹽（例如，氧化鋅）。
[0020] "膏化（creaming) "是為濃縮新制備的彈性體分散體所開(kāi)發(fā)的幾種方法（離心、電 傾析和蒸發(fā)）之一。此工藝可以將低固體乳液濃縮至例如50%以上固體乳液。膏化工藝依 賴(lài)于水（1.0)和彈性體聚合物（例如，約0.91)之間的比重的差異或聚集被乳漿所包圍的 顆粒（接近乳液的底部或頂部）的彈性體聚合物的浮力。當(dāng)完成分離時(shí)，除去含水乳漿相， 留下濃縮的乳液的乳膏相。膏化可以通過(guò)添加諸如藻酸鈉、聚乙烯醇或纖維素衍生物的某 些膏化劑（creaming agent)來(lái)加速。
[0021] 本發(fā)明的彈性體水分散體包含分散相和水相。所述分散相包含彈性體和少量的至 少一種添加劑。所述水相包含用于常規(guī)彈性體分散體制劑的水溶性組分，例如表面活性劑、 pH調(diào)節(jié)劑和其它水溶性助劑。所述彈性體分散體的水相中的水溶性組分的量按分散體固體 的總重量計(jì)通常不超過(guò)約10%，且優(yōu)選約2-10%。
[0022] 所述彈性體可以是可固化脂肪族共軛二烯，其包括但不限于聚異戊二烯、聚氯丁 二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物和丁基橡膠。本 發(fā)明優(yōu)選的彈性體是聚異戊二烯，其可以是天然的或是合成的?？梢允褂蒙虡I(yè)上可獲得的、 具有約100, 000至約3, 000, 000的分子量的任何合成的、線(xiàn)性的、高分子量聚異戊二烯。
[0023] 所述彈性體水分散體的分散相中的所述至少一種添加劑可以包括具有與所述彈 性體相同、相似或不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)的固化劑、非固化劑和附加聚合物（將在下面討論）中的 至少一種。所使用的添加劑的總量按分散體固體的總重量計(jì)為約0. 5-49%。
[0024] 所述固化劑可以包括任何在常規(guī)彈性體分散體混合制劑中存在的成分。例如，固 化劑可以包括但不限于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的硫/給硫體、促進(jìn)劑（主促進(jìn)劑和第二促進(jìn) 劑）、以及硫-固化（或硫化）活化劑和過(guò)氧化物固化/交聯(lián)劑。對(duì)于固化劑的化學(xué)性質(zhì) 和數(shù)量沒(méi)有限制，但它們應(yīng)能夠溶于或分散于彈性體溶液的溶劑體系（其在下面被詳細(xì)描 述）中。固化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其活性在整個(gè)乳化過(guò)程中不必保持不變，但固化劑的加入不 應(yīng)對(duì)由本發(fā)明的分散體制得的制品