[发明专利]改进流变动力学的液体可涂敷的弹性体组合物

说明书

本发明涉及改进流变动力学的弹性体组合物，更具体地涉及采用环烷油载体和用于改进作为温度函数的流变性能的一种或多种流变改性剂制备的组合物。

在Pickett的美国专利5,763,014中教导了一种具有防水和其它用途的流变动力学的液体可涂敷的弹性体组合物，该专利在此引入作为参考。Pickett的组合物的特征在于“流变动力学”，这是因为两种组分A和B的混合引发了许多流变转变。组分A包括橡胶胶乳(可采用如苯乙烯-丁二烯胶乳、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯等及已知的乳化剂或胶乳稳定剂)的水溶液。另一方面组分B包括其中分散有吸湿剂和硫化剂的油载体。混合时组分A和B形成油包水的掺合物，其中吸湿剂和硫化剂位于连续的油载体相中，橡胶以小滴的形式分散于不连续的水相中。这些组分的各自位置设立动力学反应体系：包含在胶乳水溶液环境中的橡胶被油载体溶胀，而包含在油载体中的吸湿剂和不连续水溶液相中的水化学结合。这两种因素都使组分混合物逐渐变硬(如增加的粘度)，以促进引发第三种过程：包含在连续油载体相中的硫化剂或助剂和不连续胶乳水溶液相中的橡胶接触，使组合物硬化成固体弹性体物质。这样的组合物在开始提供可以基本厚度涂敷的可流动或可喷涂的液体，该液体不要求重复的涂敷或应用可被转变成具有硬化厚度的物质。

本发明人努力改进由’014专利教导的流变动力学弹体组合物。作为开始，他们将注意力集中在作为温度函数的组合物流动性特征，以及考虑到以上讨论的流变现象和动力学组分相互间关系可如何改变该函数关系。在组合物作为建筑物外墙面防水涂料的应用过程中，他们开始意识到组合物的流动性特征被不寻常的方式所影响，该影响在低温时特别明显。通过收集数据，将组合物的粘度作为温度的函数来测量，结果发现在40-100°F温度范围内，粘度不一致。如图1所示，(’014专利)的组合物在70-93°F的范围内表现出高度期望的粘度特征。然而在该温度范围之上和之下，粘度对时间的变化几乎不可预测。特别是由于其增加很快的硬度，该组合物逐渐难以作为涂料进行涂敷。因此，本发明人意识到需要改进的弹性体组合物，该组合物应当具有更多的用途以及在更大温度范围内的应用可能性。

再配制弹性体组合物的任务，如改变流变改性剂，几乎不是一种常规的方式，特别是对于如本发明的动力学两相体系。例如，对一种或多种流变改性剂的不正确替换会使橡胶粒子和油载体产生相分离。这可能在一方面产生两相产品。不正确的替换在另一方面也可能使橡胶粒子太快地被传递到油相中，导致粘度的过快增长。

作为Pickett的美国专利5,763,014中披露的两组分流变动力学弹性体配制剂类的改进，本发明达到了作为温度函数的基本扩展的线性的粘度性能。本发明的新配制剂不仅提供对组合物粘度的更好控制，也提供更好的橡胶粒子从水溶液液滴(不连续胶乳相)到油载体(连续相)的传递速率。通过以环烷油(如以油载体的总重量为基础，主要地包含至少40％重量的环烷油)替换Pickett的’014中教导的芳族/链烷烃油而实现对流变动力学的改进控制。在达到能采用高含量的环烷油，发明人采用在油载体相(如组分B)中的有机流变改性剂以提供触变结构，因此固体可悬浮于油相中。

可适用于本发明的示范有机流变改性剂包括改性蓖麻油、聚酰胺、具有分子量1000-100,000的支化或直链亚烷基、磺酸钙、改性脲或其混合物。最优选为改性蓖麻油。

其它示范的组合物进一步包括无机流变改性剂，如活化粘土。可通过以粘土活性改性剂如季胺处理绿土粘土(如膨润土、锂蒙脱石等) 而获得活化粘土。

由新组合物获得的一个令人惊奇的改进是当以温度(T)的函数测定粘度(V)时，可以得到由(dV/dT)定义的扩展且基本线性的斜率。体系的粘度性能在更大的温度范围(如在40-100°F温度范围内dV/dT更加一致)比由两组分动力学流变弹性体体系所达到的表现出线性。