Резиновые адгезионные композиции, содержащие винилпиридиеновые латексные полимеры с чередующимися азотсодержащими мономерами

Резиновые адгезионные композиции, содержащие винилпиридиеновые латексные полимеры с чередующимися азотсодержащими мономерами

Реферат

Приоритет заявки

Данная заявка имеет приоритет на основании предварительной патентной заявки США 61/264093, поданной 24 ноября 2009 года, озаглавленной «РЕЗИНОВЫЕ АДГЕЗИОННЫЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ВИНИЛПИРИДИЕНОВЫЕ ЛАТЕКСНЫЕ ПОЛИМЕРЫ С ЧЕРЕДУЮЩИМИСЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ МОНОМЕРАМИ», содержание которой введено в настоящую заявку в порядке ссылки.

Известный уровень техники

Многие резиновые изделия армированы тканями, полученными из волокнистых материалов. Резиновые изделия, армированные тканью, имеют улучшенную прочность и долговечность по сравнению с резиновыми изделиями без какого-либо армирования. Данное армирование позволяет использовать резины в областях применения с более высокими требованиями, таких как те, в которых резиновые изделия подвергаются значительному движению, высокому трению и экстремальным температурам. Армированные резины обычно применяются в шинах наземного транспорта и самолетов, конвейерных лентах и ремнях для двигателей и в рукавах.

Для прочного крепления армирующей ткани к резине часто используются клеевые составы на основе формальдегидной смолы/латекса. Адгезионные материалы способны обеспечить высокую адгезию между тканью и резиновыми материалами за счет комбинации физических и химических взаимодействий. Например, латексный адгезионный слой образует инкапсулирующие структуры и удерживает волокна армирующего материала и частицы резины вместе. Высокая адгезия между материалами, усиленная адгезионным составом, обеспечивает многослойный композит, который является жестким и долговечным и предотвращает механическое разрушение резинового изделия.

Клеевые композиции, обеспечивающие хорошие параметры крепления, были получены из винилпиридинового каучукового латекса, на основе взаимодействия с резорцинформальдегидом с получением конденсата. Содержание винилпиридина в латексном полимере может обеспечить химические характеристики, которые усиливают отличные адгезионные свойства в резиноармированных изделиях.

Одним недостатком, тем не менее, является то, что винилпиридин (ВП) является дорогим сырьевым материалом. Использование адгезивов на основе ВП значительно увеличивает стоимость армированного резинового изделия по сравнению с тем, в котором не использован адгезионный состав на основе ВП. С другой стороны, снижение количества ВП в латексе может снизить адгезионные свойства латекса и привести к механическому разрушению армированного изделия.

Один из альтернативных подходов для улучшения адгезии между армирующей тканевой частью и резиновой частью заключается в использовании заранее покрытых волокнистых материалов, таких как волокна из сложного полиэфира, покрытые эпоксидным соединением. Однако используемые дополнительные материалы и технологические стадии могут также увеличить себестоимость продукта.

Другой проблемой при получении резиновых изделий, армированных тканью, является то, что характеристики инкапсуляции латексного адгезива могут ограничить тип ткани, используемой для получения хорошо армированных резиновых изделий. Например, трудно обеспечить сцепление сложного полиэфира с резиной латексным адгезивом на основе резорцинформальдегидной смолы. С другой стороны, в качестве армирующего волокна обычно используют нейлон, так как он позволяет обеспечить сильную адгезию между смолой латексной адгезионной композиции за счет инкапсуляции. Однако нейлон может быть нежелательным армирующим материалом для определенных областей применения. Например, по сравнению со сложным полиэфиром, нейлон как армирующий материал является гораздо более дорогим. Кроме того, некоторые полиарамидные ткани, такие как Kevlar™ (как сложный полиэфир) трудно соединить с резиной латексным адгезивом на основе резорцинформальдегидной смолы. Хотя многие из данных полиарамидных тканей могут потенциально обеспечить сильное армирование и были бы желательными для получения армированных резиновых изделий, их использование ограничено латексными адгезионными системами предшествующего уровня техники.

Краткое изложение сущности изобретения

Аспекты настоящего изобретения, в общем, относятся к полимерным латексам, а также к способам их получения. Аспекты настоящего изобретения также относятся к адгезионным композициям, которые включают полимерные латексы, способам крепления резиновых изделий к резиноармирующим материалам, а также к продуктам крепления, полученным из подобных композиций и подобными способами. Полимерные латексы улучшают адгезию между соединенными материалами, и может быть использован более широкий спектр армирующих материалов.

В общем, адгезионные композиции включают один латексный полимер или смесь латексных полимеров. В адгезионных композициях один латексный полимер или смесь латексных полимеров включает сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер, винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилол- или N-алкоксифункциональные группы.

В общем, сопряженный алифатический мономер является основным мономером в единичном или смеси латексных полимеров(е) по массе адгезионной композиции. Винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционный N-метилол- или N-алкоксифункциональную группу, присутствуют в одном или смеси латексных полимеров(е) в объединенном количестве менее 20 частей по массе.

Если используется смесь, количества мономеров присутствуют в смеси двух латексных полимеров. Первый латексный полимер образован, по меньшей мере, из сопряженного алифатического мономера, винилароматического мономера и винилпиридинового мономера. Второй латексный полимер образован, по меньшей мере, из сопряженного алифатического мономера, винилароматического мономера и азотсодержащего мономера, включающего N-метилол- или N-алкоксифункциональную группу. Адгезионные композиции на основе водного латекса, содержащие один или смесь латексных полимер(ов), могут также включать смолу (например, резорцинформальдегидную смолу), которая может взаимодействовать с латексом с получением конденсата.

Было обнаружено, что использование адгезионной композиции, включающей латексный полимер, образованный с использованием мономера, содержащего реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, является особенно преимущественным при креплении резиновых изделий и резиноармирующих изделий. Оно решает технические проблемы, связанные с неоптимальной адгезией между резиновыми изделиями и резиноармирующими изделиями, а также обеспечивает экономическое преимущество.

Реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы латексного полимера обеспечивают взаимодействие со смолой (например, резорцинформальдегидной смолой). Она делает адгезионный материал более прочным. Также, аминная химия реакционных N-метилольных или N-алкоксифункциональных групп обеспечивает образование водородных связей с материалом резиноармирующего изделия (таким как сложный полиэфирный или нейлоновый армирующий материал корда шины). Она обеспечивает лучшую связь между армирующим материалом и адгезивом. В целом, это дает отличную адгезию между резиновым изделием и резиноармирующим изделием за счет улучшенной химии процесса. Адгезив, включающий латекс по настоящему изобретению, может быть использован вместе с более широким спектром армирующих материалов, включающих такие, как сложный полиэфир, который, как показано ранее, являлся более проблематичным с точки зрения формирования прочного крепления.

Кроме того, использование мономеров с N-метилольными или N-алкоксифункциональными группами позволяет значительно снизить общее количество винилпиридина в одном латексном полимере или смеси латексных полимеров без снижения адгезионных свойств адгезионной композиции. Другими словами, определенное количество винилпиридина замещается мономером, содержащим N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, который действует как альтернативный источник азота в латексном полимере. Данное замещение и снижение позволяет получать латексный полимер при меньших затратах, при этом обеспечивая адгезионные свойства, схожие со свойствами полимерных латексов, полученных с использованием больших количеств ВП.

Примеры латексных полимеров получены из стирола (С), бутадиена (Б), винилпиридина (ВП) и мономера, содержащего реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, такого как N-метилолметакриламид (НММА) или N-метилолакриламид (НМА). В одном конкретном аспекте, данное изобретение относится к латексному полимеру или смеси латексных полимеров, включающему бутадиен в количестве в диапазоне от 40 массовых процентов до 85 массовых процентов, стирол в количестве в диапазоне от 10 массовых процентов до 40 массовых процентов, винилпиридиновый мономер в количестве в диапазоне от 4 массовых процентов до 10 массовых процентов и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, в количестве в диапазоне от 0,1 массовых процентов до 3,5 массовых процентов.

В другом аспекте, данное изобретение относится к способу получения армированных прорезиненных изделий. Данный способ включает стадию соединения резинового изделия с резиноармирующим изделием адгезионной композицией, включающей латексный полимер или смесь латексных полимеров, латексный полимер(ы) включает сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер, винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы; где сопряженный алифатический мономер является основным мономером по массе в латексном полимере(ах), а винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, присутствуют в композиции в объединенном количестве менее 20 массовых процентов.

В другом аспекте изобретение относится к армированному прорезиненному изделию. Изделие включает резиновую часть, резиноармирующую часть и адгезионную композицию, связывающую резиновую часть и резиноармирующую часть. Адгезионная композиция включает латексный полимер или смесь латексных полимеров, включающих сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер, винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы; где сопряженный алифатический мономер является основным мономером по массе в латексном полимере(ах), а винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержатся в композиции в объединенном количестве менее 20 массовых процентов.

Описание изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, не следует считать исчерпывающими или ограничивающими изобретение точными формами его воплощения, описанными в дальнейшем подробном описании. Скорее, варианты осуществления изобретения выбраны и рассмотрены таким образом, чтобы специалисты в данной области могли оценить и понять принципы и практические аспекты настоящего изобретения.

Все публикации и патенты, упомянутые в настоящем документе, введены в настоящий документ в порядке ссылки. Публикации и патенты, описанные в настоящем документе, приведены исключительно по их существу. Ничто в настоящем документе не может быть истолковано как допущение, что авторы дали право датировать более ранним числом любую публикацию и/или патент, включающий любую публикацию и/или патент, цитированный в настоящем документе.

Процентные доли полимеризуемых и неполимеризуемых компонентов, использованных для получения латексов, рассчитаны по общей массе полимеризуемых компонентов в системе, если не указано иначе.

Настоящее изобретение относится к адгезионным композициям, включающим латексные полимеры, и их получению. Изобретение также относится к способам крепления субстратов с использованием латексных полимерсодержащих адгезионных композиций, а также к изделиям, которые получены с использованием вышеописанного процесса крепления.

В частности, и в некоторых вариантах осуществления изобретения, латексный полимер образован комбинацией мономеров, которые включают сопряженный алифатический мономер (который является основным мономером в латексном полимере по массе), винилароматический мономер, винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы. Винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержатся в образованном полимере в количестве 20 массовых процентов или менее. Использование азотсодержащего мономера, включающего реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, позволяет снизить количество винилпиридина.

В некоторых вариантах осуществления изобретения комбинация мономеров обеспечивается смесью латексных полимеров. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения адгезионная композиция может содержать смесь двух латексных полимеров с одним (например, первым) латексным полимером, включающим сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер и винилпиридиновый мономер, и другим (например, вторым), включающим сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы. Рассматривая комбинированное содержание мономеров в смеси двух латексных полимеров, следует отметить, что сопряженный алифатический мономер остается основным мономером по массе. Винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержатся в смеси в количестве 20 массовых процентов или менее.

Латексный полимер по изобретению, содержащий данные реакционные функциональные группы, может взаимодействовать с резорцинформальдегидом в адгезионной композиции, а также может образовывать водородные связи с материалом резиноармирующего материала, таким как сложный полиэфир или нейлон. Это обеспечивает экономическое преимущество, а также преимущества при соединении резинового изделия и резиноармирующего изделия.

Латексы обычно относят к стабильным дисперсиям полимерных микрочастиц в жидкой среде, обычно в водном растворе. Латексы синтетических полимеров обычно получают эмульсионной полимеризацией с использованием инициаторов, поверхностно-активных веществ и мономеров.

Латексные частицы обычно имеют определенные размеры, а получение латексов можно контролировать, чтобы получить желательный размер частиц. Примеры размеров частиц латекса для получения латексных полимеров по данному изобретению лежат в диапазоне от приблизительно 30 нм до приблизительно 300 нм, хотя могут быть получены частицы большего или меньшего размеров и использованы для адгезионной композиции, такой как описана в настоящем документе. Размеры частиц могут быть определены стандартными методами, таким как микрофотография. В области соединения резины и ткани обычно считается, что меньший размер частиц может ускорить проникновение латекса в волокна армирующей ткани. Изобретение предусматривает использование частиц латекса различных размеров, включая большой и маленький, и включая те, которые имеют диапазон размеров, как описано в настоящем документе.

Частицы латекса могут быть получены с желаемой морфологией частиц, такой как отдельная частица, ядро-оболочка, обратная ядро-оболочка или полусферическая частица. Морфологию частиц можно регулировать такими факторами, как использование методов эмульсионной полимеризации с затравкой, объемное отношение затравки к полимеризуемым компонентам, поверхностное натяжение материалов в полимеризуемой загрузке (на которое можно влиять типом и/или количеством одного или более поверхностно-активного вещества), и тип и количество инициатора (инициатор может влиять на полярность поверхности частиц и может менять поверхностное натяжение на границе раздела полимерной фазы и воды). Смотри Chen, Y.-C. and Dimonie, V. (1992) Theoretical aspects of developing particle morphology. Pure & Appl. Chem. 64:1691-1696.

Латексный полимер может быть образован способом, в котором мономерные компоненты добавляют одновременно или в разное время в ходе процесса полимеризации. Присутствие данных мономерных компонентов не ограничено конкретными различными структурами полимера, которые могут возникнуть при разных методах полимеризации.

Общее количество мономерных компонентов в латексном полимере или в латексных полимерах, используемое для получения адгезионных композиций, дается в массовых процентах (массовых частях). В вариантах осуществления изобретения с использованием одного латексного полимера, который включает сопряженный алифатический мономер, винилароматический мономер, винилпиридиновый мономер и азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, массовый процент может быть определен по количествам мономерных материалов, использованных для получения латексного полимера. Например, для адгезионной композиции, в которой используется 1000 г латексного полимера, полученного с использованием 200 г стирола, стирол составляет 20 частей по массе латексного полимера.

В вариантах осуществления изобретения, где в адгезионную композицию входят два (или более) латексных полимера, диапазоны мономеров могут быть рассчитаны по общим количествам мономерных материалов, использованных при получении двух (или более) латексных полимеров. Например, для адгезионной композиции, в которой использовано 600 г первого латексного полимера (например, С-Б-ВП), полученного с использованием 100 г стирола, и 400 г второго латексного полимера (например, С-Б-НМА), полученного с использованием 80 г стирола, стирол составляет 18 массовых процентов латексного полимера.

Основной мономер в латексном полимере или смеси полимеров представляет сопряженный алифатический диеновый мономер. Сопряженный алифатический диен является соединением, которое включает две двойные связи в алифатической цепи атомов углерода, двойные связи разделены одинарной связью. Сопряженные алифатические диеновые мономеры включают мономеры, выбранные из 1,3-бутадиена, 2-метил-1,3-бутадиена (изопрена), 2,3-метил-1,3-бутадиена, 1,4-пентадиена, 1,3-пентадиена, 1,4-циклогексадиена, 1,3-циклогексадиена и тому подобных. В некоторых аспектах латексный полимер получают с использованием бутадиенового мономера.

Необязательно сопряженный алифатический диен может включать неводородный или неуглеродный атом, замещенный вместо атома водорода или в алифатической цепи, содержащей сопряженные, соединенные двойной связью атомы углерода в боковой цепи, присоединенной к алифатической цепи, или в кольцевой структуре, присоединенной к алифатической цепи. Например, при использовании, неводородный или неуглеродный замещенный атом может быть выбран из галогена, такого как хлор, фтор или бром.

При желании используется более одного диена для получения латексного полимера. Например, сопряженный алифатический диеновый компонент может также быть представлен смесью различных сопряженных алифатических диенов, таких как 1,3-бутадиен и изопрен.

В качестве “основного” мономера в латексном полимере сопряженный алифатический диен присутствует в количестве большем, чем любые другие мономерные компоненты, использованные для получения латексного полимера или полимеров, если присутствует два или более латексных полимера. В одном из аспектов, сопряженный алифатический диеновый мономер, такой как бутадиен, присутствует в латексном полимере(ах) в количестве 55 массовых процентов или более. В более конкретных аспектах, сопряженный алифатический диеновый мономер присутствует в латексном полимере(ах) в количестве в диапазоне от 65 массовых процентов до 80 массовых процентов.

Латексный полимер также включает виниловый ароматический мономер. Виниловый ароматический мономер является соединением, которое включает ароматическую кольцевую структуру, имеющую, по меньшей мере, одну группу, боковую к кольцевой структуре, которая включает ненасыщенную группу с ненасыщенностью этиленового типа. Виниловые ароматические мономеры включают, но не ограничиваются ими, стирол, α-метилстирол, винилтолуол, этилстирол, пропилстирол, винилбифенил, винилнафталин и винилантрацен.

Необязательно виниловый ароматический мономер может также включать одну или более другую группу(ы), ответвленную от кольцевой структуры (отличную от той, что включает группу с ненасыщенностью этиленового типа), и которая включает неводородный или неуглеродный атом. Например, другая группа(ы) может включать атом, выбранный из галогена, такого как хлор, фтор, бром и т.д.

Необязательно может быть использовано более одного винилового ароматического мономера для получения латексного полимера. Например, виниловый ароматической мономер может быть представлен смесью различных виниловых ароматических мономеров.

Виниловый ароматический мономер содержится в латексном полимере(ах) в количестве меньшем, чем сопряженный алифатический диеновый мономер. В одном из аспектов виниловый ароматический мономер, такой как стирол, содержится в латексном полимере(ах) в количестве приблизительно от 10 массовых процентов до приблизительно 40 массовых процентов. В более конкретных аспектах виниловый ароматический мономер содержится в латексном полимере(ах) в количестве в диапазоне от приблизительно 14 массовых процентов до приблизительно 20 массовых процентов.

Латексный полимер(ы) также включает винилпиридиновый мономер. Примеры винилпиридиновых мономеров включают 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, 2-метил-5-винилпиридин и 5-этил-2-винилдпиридин. Также могут быть использованы смеси винилпиридиновых мономеров.

Винилпиридиновые мономеры могут быть использованы в количестве меньшем, чем количество винилпиридина, используемое в традиционных составах латексных полимеров. Возможность использовать меньшие количества винилпиридинового мономера вызвана присутствием азотсодержащего мономера, включающего реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, которые обе заменяют винилпиридин и улучшают аспекты связывания, когда латекс по изобретению используют в адгезионной композиции. В некоторых аспектах винилпиридиновый мономер содержится в латексном полимере в количестве в диапазоне от 4 массовых процентов до приблизительно 15 массовых процентов. В более конкретных аспектах винилпиридиновый мономер содержится в латексном полимере в количестве в диапазоне от 5 массовых процентов до приблизительно 9 массовых процентов.

Если используется смесь сопряженных алифатических и винилароматических мономерных латексов, в некоторых аспектах винилпиридиновый мономер содержится в первом латексном полимере, и отдельно, мономер, включающий азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержится во втором латексном полимере.

В целом, азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, используется в количестве достаточном, чтобы заместить для уменьшения содержания винилпиридинового мономера и улучшения аспектов связывания, когда латексный полимер используется в качестве адгезива.

В некоторых аспектах азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержится в латексном полимере в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 или 0,5 массовых процентов до приблизительно 3,5 массовых процентов. В более конкретных аспектах азотсодержащий мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержится в латексном полимере в количестве в диапазоне от приблизительно 1,0 массовый процент до приблизительно 2,5 массовых процентов, а в еще более конкретных аспектах, в диапазоне от приблизительно 1,5 массовых процентов до приблизительно 2,1 массовых процентов.

Примеры адгезионных композиций включают один или смесь латексных полимеров, где винилпиридиновый мономер содержится в количестве в диапазоне от приблизительно 5 массовых процентов до приблизительно 9 массовых процентов, а азотсодержащий мономер, включающий N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, содержится в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 массовых процентов до приблизительно 3,5 массовых процентов. Например, синергетический адгезионный эффект наблюдается в латексной композиции с содержанием винилпиридинового мономера приблизительно 7 массовых процентов, а НМА приблизительно 1,8 массовых процентов. В некоторых аспектах мономер, включающий реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы, имеет нижеследующую формулу I:

где R₁ представляет Н или является алкильным радикалом от С₁ до С₆; R² представляет -CH₂ или -CH(CH₂)_xCH₃, где x составляет 0 или 1-5; а R⁵ представляет алкильный радикал от С₁ до С₂₂. В более конкретных аспектах R⁵ представляет алкильный радикал от С₁ до С₁₂ или алкильный радикал от С₁ до С₆.

Примеры мономеров формулы I включают N-(алкоксиметил)акриламиды и N-(алкоксиметил)метакриламиды, N-метилолакриламид (НМА) и N-метилолакриламид (НМА), такой, в котором алкоксигруппа мономеров представлена алкильным радикалом от С₁ до С₂₂, алкильным радикалом от С₁ до С₁₂ или алкильным радикалом от С₁ до С₆.

Примеры N-(акоксиметил)акриламидов и N-(акоксиметил)метакриламидов включают N-(изобутоксиметил)акриламид и N-(изобутоксиметил)метакриламиды. Комбинации реакционных мономеров, включающих различные N-метилол- или N-алкоксифункциональные группы, могут быть использованы при получении одного латексного полимера или смеси латексных полимеров.

Полимеры, полученные с использованием мономеров по формуле I, могут обеспечить латексные полимеры, в которых -O-R группа обеспечивает реакционную функциональность полимера. -O-R группа, когда включена в композицию, может быть реакционной с активными водородсодержащими группами одного или более компонентов в адгезионной композиции, такой как свободные карбоксильные группы или несколько гидроксильных групп. Свободные активные водородсодержащие группы могут быть обеспечены одним или более другими компонентами в адгезионной композиции, такими как резорцинформальдегид. В некоторых аспектах способ обеспечивает латексный полимер, который включает бутадиен в количестве в диапазоне от приблизительно 65 массовых процентов до приблизительно 80 массовых процентов, стирол в количестве в диапазоне от приблизительно 10 массовых процентов до приблизительно 25 массовых процентов, винилпиридиновый мономер в количестве в диапазоне от приблизительно 4 массовых процентов до приблизительно 10 массовых процентов, и мономер формулы I в количестве в диапазоне от 0,1 массовых процентов до 3,5 массовых процентов.

В аспектах, когда используется смесь латексных сопряженных алифатических-винилароматических мономеров, винилпиридиновый мономер содержится в любом первом латексном полимере, а общее количество винилпиридинового мономера в латексах находится в диапазоне от приблизительно 4 массовых процентов до приблизительно 10 массовых процентов от общей массы мономеров в латексной смеси. Относительное количество первого латексного полимера может быть установлено в смеси таким образом, чтобы обеспечить содержание винилпиридинового мономера в данном диапазоне (~4-10 массовых процентов), в зависимости от реального количества винилпиридинового мономера в первом латексном полимере. Например, первый Б-C-ВП сополимер, имеющий высокое содержание ВП (например, 25% масс.), может быть использован в небольшом количестве относительно второго латексного полимера (например, Б-С-НМА сополимера). С другой стороны, первый Б-С-ВП полимер, имеющий низкое содержание ВП (например, 5% масс.), может быть использован в большем количестве относительно второго латексного полимера.

Латексный полимер или полимеры, используемые для получения адгезионной композиции, могут также быть образованы из других мономеров, отличных от тех, которые описаны как четыре типа мономерных компонентов, используемых для получения латексного полимера или полимеров, описанных в настоящем документе. В некоторых аспектах, если другие мономеры включены в способ получения латексного полимера, они используются при массовом проценте меньшем, чем сопряженный алифатический диен и виниловые ароматические мономеры по отдельности.

Например, латексный полимер, который можно использовать для адгезионной композиции, может необязательно включать второй альтернативный азотсодержащий мономер, отличный от мономера, включающего реакционные N-метилольные или N-алкоксифункциональные группы (т.е., первый альтернативный азотсодержащий мономер). Примеры вторых альтернативных азотсодержащих мономеров включают акриламид, метакриламид, N-винилформамид, N-винилацетамид, этиленимин, 2-метилэтиленимин, 2-этилэтиленимин, N-алкилазилидин, N-винилпиролидон, N-винилпиррол, N-винилимидазол, N-винилморфолин, диметиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, 2-винил-2-оксазолин и 2-изопропенил-2-оксазолин.

При включении в латексный полимер или полимеры, в некоторых аспектах второй альтернативный азотсодержащий мономер используется в количестве приблизительно 1,0 массовый процент или менее, таком как в диапазоне от приблизительно 0,1 массового процента до приблизительно 1,0 массовый процент, и в более конкретных аспектах, в диапазоне от приблизительно 0,1 массовый процент до приблизительно 0,5 массовых процентов.

Другим возможным типом мономера, который может быть использован при получении латексного полимера или полимеров, является кислотный мономер, такой как карбоксилсодержащий мономер. Примеры карбоксилсодержащих мономеров включают, но не ограничены ими, итаконовую кислоту, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту и кротоновую кислоту.

Если карбоксилсодержащий мономер необязательно включен в латексную композицию, он может содержаться в одном латексном полимере, содержащем сопряженный алифатический, винилароматический, винилпиридиновый и азотсодержащий мономеры. В альтернативном случае, если композиция представляет смесь латексных полимеров, а винилпиридиновый и азотсодержащий мономеры по отдельности содержатся в первом и втором латексных полимерах, карбоксилсодержащий мономер может содержаться в одном или обоих первом и/или втором латексных полимерах. Также как другая альтернатива, карбоксилсодержащий мономер может содержаться в латексном полимере, который не включает ни винилпиридиновые, ни азотсодержащие мономеры.

Необязательный кислотный мономер может быть добавлен для улучшения свойств адгезионной композиции. Например, при добавлении в азотсодержащий мономер кислотный мономер может дополнительно ускорить вулканизацию латекса в адгезионной композиции. Кислотный мономер может также ускорить коллоидную стабилизацию латекс-содержащих композиций, особенно, когда композиция имеет pH приблизительно 6 или более.

Полимеризация мономерных компонентов может быть проведена в присутствии немономерных компонентов. Данные немономерные компоненты включают, но не ограничены, инициаторы полимеризации, активаторы полимеризации, агенты регулирования pH, буферные вещества, эмульгаторы/поверхностно-активные вещества, агенты переноса цепи и хелатообразующие агенты, при желании. Немономерные компоненты могут быть использованы в количествах, желательных для обеспечения оптимального образования латексного полимера.

Пока не указано иначе, и в отличие от мономерных компонентов, немономерные компоненты обычно не расходуются в процессе полимеризации. Однако некоторые немономерные компоненты могут быть изменены или преобразованы в другие продукты (например, подвергнуты разложению) в ходе полимеризации.

Немономерные компоненты могут быть добавлены в полимеризационную смесь перед полимеризацией или некоторые могут быть добавлены к смеси перед полимеризацией, а остальная часть добавляется в одной или более точках в ходе полимеризации. Добавление немономерных компонентов может повысить их концентрацию в ходе полимеризации или может пополняться в ходе процесса. В других вариантах практического осуществления немономерные компоненты могут добавляться непрерывно или периодически в реактор в ходе полимеризации.

Немономерные компоненты могут быть выбраны для улучшения аспектов процесса полимеризации, таких как общее время полимеризации, возможность комбинирования мономерных компонентов в полимеризационной смеси и качество или стабильность частиц латекса. Тип и количество немономерных компонентов могут быть выбраны для оптимизации процесса полимеризации и частиц латекса по настоящему изобретению.

Инициаторы полимеризации обычно добавляют в исходную смесь мономерного материала, чтобы провести радикальную полимеризацию мономерного материала и обеспечить образование частиц латекса. Инициаторы полимеризации включают радикальные катализаторы, подходящие для эмульсионной полимеризации. Примеры подходящих классов инициаторов включают органические пероксиды, органические гидропероксиды, неорганические персульфаты и азосоединения. Подходящие окислительно-восстановительные системы обычно включают органические гидропероксиды и активирующий компонент на основе переходного металла (которые могут включать восстановительный компонент).

Конкретные примеры инициаторов полимеризации, которые могут быть использованы при полимеризации латекса, включают бензоилпероксид, ди-т-бутилпероксид, т-бутилпероксиацетат, персульфат калия, персульфат аммония, персульфат натрия и 2,2'-азобисизобутиронитрил. Конкретные примеры восстановительных агентов, которые могут быть использованы в окислительно-восстановительных системах, включают гидросульфиты щелочных металлов, сульфоксилаты, тиосульфаты, сульфиты и бисульфиты.

Количество данных использованных свободнорадикальных инициаторов обычно лежит в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 2,0% масс. в расчете на массу всей полимеризационной смеси. В одном примере режима работы используется персульфат калия в качестве инициатора, предпочтительно в концентрации в диапазоне от приблизительно 0,1 до 5,0% масс.

Можно осуществлять мониторинг pH полимеризационной смеси и регулировать, при желании, в ходе полимеризации. Компоненты для регулирования pH, обычно соли кислот или оснований, могут быть добавлены в полимеризационную смесь для обеспечения желательной величины pH. В некоторых режимах осуществления полимеризацию проводят при высокой величине pH, такой как в диапазоне от приблизительно pH 7 до приблизительно pH 13, более конкретно, в диапазоне от приблизительно pH 9 до приблизительно pH 12. pH полимеризационной смеси можно отслеживать и регулировать, при желании, в ходе полимеризации.

В некоторых режимах осуществления может быть желательным завершать процесс полимеризации при высоком pH, таком как в диапазоне приблизительно pH 9-11, или задать pH продукта в данном диапазоне после полимеризации. В случае, когда смешаны два или более латексных полимера, может быть желательным задать pH композиции перед смешиванием.

Примеры оснований включают гидроксид натрия, гидроксид калия и тому подобные. В одном из вариантов осуществления, основание, такое как гидроксид калия, смешивают с начальной смесью (т.е. со смесью с затравкой) мономерного материала и других немономерных компонентов. В некоторых вариантах реализации, концентрация оснований в полимеризационной смеси находится в диапазоне от приблизительно 1% масс. до приблизительно 10% масс. Основания могут быть добавлены в ходе или по