[发明专利]使水基粘合剂发泡的方法和装置

说明书

本发明涉及使水基粘合剂发泡的方法。此外，它涉及用于实现所述方法的装置。

已知粘合剂应该仅仅以一定的薄层施加到待固定的表面上，以便获得适合的粘附。以可能的最少量使用粘合剂从所有观点来看都是有利的，因为使用较少的粘合剂更加经济，粘合剂干燥更快，粘合在一起的物质的重量更小，并且从环境的观点来说它也是有利的。但是，用于该方法的机器一般不能以连续可靠的方式施加这种对于适合的粘合质量来说足够的薄层，这意味着使用了比所需的更多的粘合剂。例如，在层压中，大约30-60微米的层厚度就已足够，然而机器的不精确性通常高出一或两个数量级。为了减少使用的粘合剂的量，机器制造商生产了越来越精确、因此也越来越昂贵的机器，而粘合剂制造商则增大了粘合剂提取物含量。

主要的粘合剂使用者利用发泡装置来解决描述的问题，在这种情况下，将压缩气体、通常为空气，通过特殊技术导入到粘合剂中。利用这种方法，可以降低有效粘合剂的量，因为施加的发泡材料的大部分是气体。一种这样的方法描述在GB 887078的说明书中，其中通过将粘合剂与气体、例如氮气或空气或氟利昂剧烈混合10-30分钟，也就是说利用了“打蛋”方法这种方式实现了发泡，这一方面需要复杂的机器，另一方面要求必须提供发泡条件，例如通过调整粘度，以及使用泡沫稳定剂，此外，装置必须提供有精确的流量控制。因为这样的解决方法复杂并需要昂贵的机器，它们只有在每年使用几百吨粘合剂的情况下才获利。

本发明的目的是提供即使在使用较少量粘合剂的情况下也可以获利的对粘合剂进行发泡的解决方法，也就是说，它不需要任何昂贵的机器，可以以简单的方式实现，同时使用它可以获得良好结果，降低了需要的粘合剂的量。

WO 86/06328公开了使水基聚合物溶液或分散体发泡的方法。在该方法中，将盐、优选为碳酸盐添加到聚合物溶液或乳液中，当向其中加入酸时，它产生气体，特别是二氧化碳。该方法在将酸添加到混合物中时，立即导致即时发泡。因此，发泡过程不能被非常好地控制。

本发明与这种方法的不同之处在于，首先在压力下将添加或原位产生的气体溶解在聚合物溶液或乳液中，使得在该步骤过程中没有或只有有限的发泡产生。只有在第二步骤中当压力以受控方式释放时，才产生发泡。

总的来说，本发明的方法可以描述如下：

施加作为聚合物水溶液或水分散体的发泡水基粘合剂的方法，其中：

在第一步骤(a)中，将一种在20℃和101,325kPa(1atm)压力下是气体的物质(在后文中称为“气态物质”)，溶解在包含在密闭容器中的聚合物水溶液或水分散体中，溶解的量使得在20℃下聚合物水溶液或水分散体上的气体压力比环境压力高至少20,265kPa(0.2atm)，优选高至少60kPa(0,59atm)，其中如果气体压力从101,325kPa(1atm)增加到202,65kPa(2atm)，该物质在20℃下在水中的溶解度增加至少30％、优选至少50％、更优选至少75％，

以及

在第二步骤(b)中，作为聚合物水溶液或水分散体的水基粘合剂，通过阀门从密闭容器释放到环境压力下的基材上，由此气态物质在离开阀门的聚合物水溶液或水分散体中形成了气泡，从而使聚合物水溶液或水分散体发泡。

这里，“环境压力”是施加水基粘合剂的地点和时间处的大气压。该压力随着应用方的纬度和天气条件而变化。

因此，本发明的原理是在压力下将气体溶解在水基粘合剂中。保持压力，以便气体在粘合剂中的溶液保持稳定，直到允许粘合剂通过阀门离开加压容器。离开阀门后，带有溶解的气体的水基粘合剂进入到大气压力下。气体溶液在降低的压力下变得不稳定，使得它在水基粘合剂中形成了气泡，将水基粘合剂转变成泡沫。可以通过调整容器内部的压力与大气压之间的压力差，以及通过控制阀门孔隙的尺寸，来容易地控制发泡的程度。因此，发泡粘合剂可以以非常可控的方式施加到基材上，显著降低了出于安全原因而施加比所需的更多的粘合剂的需求。

将气态物质导入容纳水基粘合剂的密闭容器的一种方式，是将该容器与含有气态物质、并具有比密闭容器中的压力更高压力的压力缸相连。因此，压力缸中的压缩气体部分转移到含有水基粘合剂的容器中，增加了该容器中的气体压力。增加的压力导致气态物质部分溶解在水基粘合剂的水相中，直到达到平衡条件。这种溶液过程可以通过搅动水溶液或水分散体，例如通过搅拌来加速。如果使用了适合的阀门例如减压阀门来连接压力缸与容纳水基粘合剂的密闭容器，则可以容易地控制密闭容器中的气体压力，从而也控制了溶解在水相中的平衡气体量。