專利名稱：熱熔性粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含馬來酸聚乙烯(maleated polyethylene)和/或馬來酸聚丙烯 (maleated polypropylene)的熱熔性粘合劑配制物。本發(fā)明的粘合劑顯示出增強(qiáng)的耐熱性。
背景技術(shù)：
熱熔性粘合劑(“HMAs")在許多商業(yè)領(lǐng)域內(nèi)普遍存在，包括消費(fèi)者和需要在基 材與第二對(duì)象(item)間粘合的工業(yè)包裝等。HMA —般用于生產(chǎn)瓦楞紙箱、箱子、谷物箱等。 它們也應(yīng)用于不同的領(lǐng)域中，如書籍裝訂；紙袋端部封口 ；家具生產(chǎn)；刨花板、掛面紙板、各 種其它紙制品的生產(chǎn)；和用于粘合其它制品如玻璃、金屬和各種塑料，包括將紙制標(biāo)簽粘附 在塑料容器上。熱熔性粘合劑的其它應(yīng)用包括——僅舉例而言——層壓、產(chǎn)品組裝和無紡 構(gòu)造應(yīng)用。由于這些多樣的應(yīng)用，熱熔性粘合劑可能被要求在寬范圍的溫度條件下保持強(qiáng)的 粘接。例如，在用于運(yùn)輸冷藏或冷凍食品、或包裝在冰中的食品的瓦楞紙箱的生產(chǎn)中，由于 其在低溫條件下能保持強(qiáng)粘接的能力，一般選擇熱熔性粘合劑。但在其它應(yīng)用中，熱熔性粘 合劑可能必須要在極端的壓力和處理時(shí)的沖擊下以及高溫和高濕度下對(duì)基材保持強(qiáng)的粘 接。例如食品或飲料經(jīng)常通過溫或熱填充進(jìn)行包裝。另外，箱子和盒子在卡車運(yùn)輸時(shí)經(jīng)常 遇上非常高的溫度，因此在這些應(yīng)用中需要具有足夠好耐熱性的粘合劑?！白銐蚝媚蜔嵝浴?應(yīng)當(dāng)被理解為意思是當(dāng)承受升高的溫度時(shí)固化的粘合劑并不立即軟化，不會(huì)導(dǎo)致粘接變松 和/或粘接的部件彼此移動(dòng)。在本領(lǐng)域內(nèi)持續(xù)著對(duì)具有高耐熱性的熱熔性組合物的需要。本發(fā)明致力于本領(lǐng)域 的這一需求。發(fā)明概述本發(fā)明提供新型熱熔性粘合劑配制物、使用所述粘合劑將基材粘接到一起的方法 以及包含所述粘合劑的制品。本發(fā)明提供熱熔性粘合劑，其包含熱塑性原料聚合物、增粘劑和官能化聚烯烴。 所述官能化聚烯烴以有效增加所述粘合劑的耐熱性的量使用。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述 官能化聚烯烴是馬來酸聚乙烯(maleated polyethylene)或馬來酸聚丙烯(maleated polypropylene)。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述粘合劑包含茂金屬聚丙烯、非晶態(tài) α -烯烴聚合物、馬來酸聚乙烯或聚丙烯和氫化烴增粘劑。本發(fā)明進(jìn)一步提供增加所述熱熔性粘接組合物的耐熱性的方法。所述方法包括向 所述粘合劑組合物添加有效增加所述組合物的耐熱性的量的官能化聚烯烴。本發(fā)明進(jìn)一步提供將基材粘接到相似或不相似的基材的方法，所述方法包括向至 少第一基材施加熔化的熱熔性粘合劑組合物，使第二基材與施用于第一基材的組合物接 觸，并使所述組合物固化，藉此所述第一基材與第二基材被粘接在一起，所述熱熔性粘合劑 包含熱塑性原料聚合物、增粘劑和官能化聚烯烴。
本發(fā)明還提供使用本發(fā)明的粘合劑制備的制品。附圖簡述

圖1-3是圖解說明所述粘合劑珠的布置和用于測量粘合劑粘接的耐熱性的其它 尺寸參數(shù)的圖。發(fā)明詳述本文所引用是所有文獻(xiàn)通過引起以其全部內(nèi)容引入。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)官能化聚烯烴，如馬來酸聚乙烯和馬來酸聚丙烯，可被用作添加劑以增 加熱熔性粘合劑的耐熱性?？梢耘渲凭哂忻黠@較高耐熱性的熱熔體。在傳統(tǒng)地使用濕活性 配制物的某些最終應(yīng)用中，具有高耐熱性，特別是高于100°c的耐熱性的配制物可以有利地 用作濕固化熱熔性粘合劑的替代品。所述粘合劑原料共聚物一般將以約20wt%到約75wt%、更典型地約30wt%到約 60wt%的量用作主要原料粘合劑聚合物組分?！爸饕被颉霸稀本酆衔锝M分意指以所述粘 合劑的最大量存在的粘合劑聚合物組分。應(yīng)當(dāng)理解，如果需要，其它聚合物粘合劑可以被加 入所述粘合劑配制物中。任何適合用于配置熱熔性粘合劑的原料聚合物，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，都 可以被用于本發(fā)明的實(shí)踐中。這樣的聚合物包括非晶態(tài)聚烯烴、含乙烯聚合物和橡膠狀嵌 段共聚物，及其共混物。原料聚合物包括但不限于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸正 丁酯(EnBA)、乙烯丙烯酸乙基己酯(EEHA)、茂金屬聚烯烴、官能化茂金屬聚烯烴、非晶態(tài) α-烯烴和相容性聚合物的各種混合物。相容性聚合物在此處定義為任何具有混合能力而 沒有討厭的分離——即沒有不利地影響所配制的粘合劑的性能——的聚合物。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述粘合劑包含兩種主要聚合物組分。一種主要聚合物組分是茂金屬聚烯烴?；谒稣澈蟿┡渲莆锏目傊亓?，典型的 配制物包含從約5wt%到約50wt%、更典型從IOwt %到約50wt%的這種聚合物組分。例如，茂金屬聚乙烯聚合物可以通過使用茂金屬催化體系使乙烯單體與α-烯烴 (如丁烯，己烯，辛烯)聚合而獲得。商業(yè)來源的茂金屬聚乙烯聚合物和茂金屬聚丙烯聚合
Exxon Mobil Corporation (Exact) >Dow Chemical (Affinity
polymer)和Clariant (商標(biāo)名為Licocene)。還可用的是這樣的茂金屬聚乙烯聚合物其 中官能團(tuán)或官能化組分——此處可互換使用——被接枝到茂金屬聚乙烯聚合物上以形成 官能化茂金屬聚乙烯聚合物。可用于本發(fā)明實(shí)踐中的官能團(tuán)包括丙烯酸、乙酸酯、磺酸酯、 馬來酸酐、富馬酸等。用于粘合劑的有用的官能化茂金屬聚乙烯聚合物包括丙烯酸官能化 茂金屬聚乙烯聚合物、乙酸酯官能化茂金屬聚乙烯聚合物、磺酸酯官能化茂金屬聚乙烯聚 合物、馬來酸酐官能化茂金屬聚乙烯聚合物和富馬酸改性的茂金屬聚乙烯聚合物。適合于 本發(fā)明的茂金屬聚乙烯聚合物具有大于1500道爾頓的分子量。第二主要聚合物組分是具有低于20°C、優(yōu)選低于0°C及最優(yōu)選低于-10°C的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的軟或橡膠狀聚合物。基于粘合劑配制物的總重量，典型配制物包含約20 到50wt %的這種聚合物組分。應(yīng)該理解，此處所述的軟或橡膠狀聚合物指一類低分子量、基本是非晶態(tài)α-烴 烴聚合物——被稱為ΑΡΑ0，或者是一類軟的、高分子量、低拉伸強(qiáng)度的高分子材料——常規(guī) 被稱為合成橡膠，其包括但不限于乙丙橡膠(EPR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、丁基橡
5膠、聚異戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)和苯乙烯-異戊二烯橡膠(SIR)。在本發(fā)明中有用的APAO聚合物由幾種不同類別的無規(guī)立構(gòu)的、低分子量、低熔體 粘度以及基本是非晶態(tài)的丙烯基聚合物組成。這些聚合物是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，并 且可以是丙烯的均聚物或者丙烯與一種或多種α-烯烴共聚單體的共聚物，所述α-烯烴 共聚單體如乙烯、丁烯-1、己烯-1和辛烯-1。在本發(fā)明范圍內(nèi)的APAO聚合物的重均分子 量在約1，000到約300，000g/mol范圍內(nèi)，優(yōu)選從約10，000到約100，000g/molo所述聚合 物有利地具有介于約80°C到170°C之間的軟化點(diǎn)和從約-5°C到_40°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 盡管落入本文上述物理性質(zhì)范圍的任何APAO聚合物均可被使用，但最優(yōu)選的APAO選自丙 烯均聚物、丙烯_乙烯共聚物、丙烯_ 丁烯-1共聚物和丙烯_乙烯_ 丁烯-1三元共聚物。 本文上述類型的APAO聚合物可從以下商業(yè)可得Eastman Chemical Company，其商標(biāo)名名 稱為Eastoflex,或從Huntsman Corporation公司，其商標(biāo)名名稱為Rexflex,或從Evonik Degussa Corporation公司，其商標(biāo)名名禾爾為Vestoplast0本發(fā)明的粘合劑包含官能化聚烯烴。該組分將以有效增加耐熱性的量使用。期望 的耐熱性取決于粘合劑配制物和最終使用應(yīng)用?；谡澈蟿┡渲莆锏目傊亓?，一般以約0. 1 到約15wt%或更多的量使用官能化聚烯烴組分，更典型的是以約0. 5到約10襯％的量使用 該組分。一般以有效增加熱熔體的耐熱性至少5°C或更多的量將官能化聚烯烴加入到熱熔 性粘合劑配制物中?？梢垣@得的耐熱性的增加至少為10°C，直至40°C或更高。適合的聚烯烴的代表性實(shí)例包括各種烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和 辛烯的均聚物和共聚物。用于制備官能化聚烯徑的合適的單體是，例如，少于12個(gè)碳原子 的烯屬不飽和一元羧酸，例如丙烯酸或甲基丙烯酸，以及相應(yīng)的叔丁酯，例如(甲基)丙烯 酸叔丁酯；少于12個(gè)碳原子的烯屬不飽和二元羧酸，例如富馬酸、馬來酸和衣康酸，以及 相應(yīng)的一叔丁酯和/或二叔丁酯，例如富馬酸一叔丁酯或富馬酸二叔丁酯以及馬來酸一 叔丁酯或馬來酸二叔丁酯；少于12個(gè)碳原子的烯屬不飽和二元酸酐，例如馬來酸酐；少于 12個(gè)碳原子的含磺基或磺?；南俨伙柡蛦误w，例如對(duì)苯乙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰 胺-2-甲基丙烯磺酸或2-磺酰基(甲基)丙烯酸酯；少于12個(gè)碳原子的含卩惡唑啉基的烯 屬不飽和單體，例如乙烯基卩惡唑啉和乙烯基卩惡唑啉衍生物；和少于12個(gè)碳原子的含環(huán)氧基 的烯屬不飽和單體，例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯或烯丙基縮水甘油醚。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，用于制備所述官能化聚烯烴的單體是馬來酸酐，而聚 烯烴是聚丙烯。因此，在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的官能化聚烯烴是 馬來酸聚丙烯。馬來酸聚丙烯是商業(yè)化可得的，其被很多制造商生產(chǎn)。例如，合適的馬來酸聚丙烯 可從 Eastman Chemical 公司購得，名稱為 EP0LENEE-43。各種適用于本文的馬來酸聚烯烴是商業(yè)可得的和/或可使用已知的方法獲得。例 如，馬來酸聚乙烯可從Honeywel 1購得，其商標(biāo)名為A-C575和A-C 573，以及從Dupont作為 列舉為其Fusabond E系列一部分的產(chǎn)品購得。馬來酸聚丙烯從Honeywell可得，其商標(biāo)名 為A-C 596和A-C 597 ；從Dupont可得，作為在商標(biāo)名系列Fusabond P下所列的產(chǎn)品；從 Eastman購得，其商標(biāo)名是E_43、G-3015和G-3003?？刹捎枚喾N已知的從前體化合物生產(chǎn) 馬來酸聚烯烴的方法中的任何一種用于制造適合于本文使用的原材料。例如，美國專利號(hào) 7，256，236——通過引用并入本文——公開了一些優(yōu)選的方法以生產(chǎn)適合于本文使用的馬來酸聚丙烯。本發(fā)明的熱熔性粘合劑將還包括相容的增粘劑?；谡澈蟿┡渲莆锏目傊亓?，典 型地以約30到約60襯％的量使用增粘劑組分。在本發(fā)明中可使用的增粘樹脂包括脂族烴、脂環(huán)族烴和芳香族烴以及改性的烴和 氫化形式；萜和改性萜及氫化形式；以及松香和松香衍生物及氫化形式；及其混合物。這些 增粘樹脂具有70°C到150°C的環(huán)球軟化點(diǎn)，以及如使用布魯克菲爾德粘度計(jì)測量的，典型 地在350° F(177°C )下具有不超過2000厘泊的粘度。它們也以不同水平的氫化或飽和 度可得，氫化或飽和度是另一個(gè)普遍使用的術(shù)語。有用的例子包括來自Eastman Chemical Co.的Eastotac H-100、H-115和H-130，它們是部分氫化的脂環(huán)族石油烴樹脂，其軟化點(diǎn) 分別為100°C、115°C和130°C。這些以E級(jí)、R級(jí)、L級(jí)和W級(jí)可得，其指示不同的氫化水平， E級(jí)是最低的氫化水平，W級(jí)是最高的氫化水平。E級(jí)的溴值為15，R級(jí)的溴值為5，L級(jí)的 溴值為3，W級(jí)的溴值為1。來自Eastman Chemical Co.的Eastotac H-142R具有約為 140°C的軟化點(diǎn)。其它有用的增粘樹脂包括Escorez 5300、5400和5637，其為部分氫化的 脂環(huán)族石油烴樹脂，和Escorez 5600，其為部分氫化的芳族改性石油烴樹脂，均購自Exxon Chemical Co. ； WINGTACK Extra,其是由Sartomer購得的脂族、芳族石油烴樹脂； WINGTACK 95，其是由Sartomer購得的脂族C-5石油烴樹脂；以及Regalite R9001 和Regalite S5100，購自Eastman Chemical Company的具有不同氫化度的氫化烴樹脂。存在眾多類型的松香或改性松香，其以不同氫化水平可得，包括脂松香、木松香、 妥爾油松香、蒸餾松香、二聚松香和聚合松香。一些具體的改性松香包括木松香和妥爾油松 香的甘油酯和季戊四醇酯。商業(yè)可得的級(jí)別包括但不限于Sylvatac RE103，購自Arizona Chemical Co.的季戊四醇松香酯；Permatyn 5110，購自 Eastman Chemical Company 的 季戊四醇改性松香，和Forai 105，其也是購自Eastman Chemical Company的高度氫化的 季戊四醇松香酯。其它實(shí)例包括Sylvatac RE85和RE95——其是熔點(diǎn)為85°C和95°C的 松香酯；Sylvaros PR 295和Sylvaros PR 140——其為聚合松香和改性松香，和Sylvares TP2040——酚醛改性萜烯樹脂，購自Arizona Chemical Co.；以及Foral ΑΧ-Ε——熔點(diǎn)為 80°C的氫化松香酸,購自 Eastman Chemical Company。另一示例性增粘劑Piccotac 1115在350° F(177°C )下具有約1600厘泊的粘度。 其它典型的增粘劑在350° F(177°C )下具有大大低于1600厘泊的粘度，例如50到300厘泊。如果需要，粘合劑還可以包含蠟。適合用在本發(fā)明中的蠟包括石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、副產(chǎn)物聚乙烯蠟 (by-product polyethylene waxes)、費(fèi)-托合成過程中得到的蠟(費(fèi)-托蠟)、氧化的 費(fèi)一托(oxidized Fischer-Tropsch waxes)禾口功能賭(functionalized waxes)，例如尹圣 基硬脂酰胺蠟(hydroxy stearamide waxes)和脂肪酰胺蠟。高密度低分子量聚乙烯蠟、副 產(chǎn)物聚乙烯蠟和費(fèi)-托蠟在本領(lǐng)域中常規(guī)被稱為合成高熔點(diǎn)蠟。改性蠟也用于本發(fā)明的實(shí) 踐中，包括乙酸乙烯酯改性蠟，例如AC-400(Honeywell)和MC-400 (供應(yīng)自Marcus Oil and Company)；馬來酸酐改性賭，例如 Epolene C-18 (供應(yīng)自 Eastman Chemical)和 AC-575A 與 AC-575P(供應(yīng)自 Honeywell)；和氧化蠟。購自 Shell Lubricants，Houston，TX的Callista 122、158、144、435 和 152 ；購自 Sasol Wax 的費(fèi)-托賭 Sasolwax C80 和 Sasolwax Η_1、Η_4和H-8也是在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的優(yōu)選蠟?？梢杂迷诒景l(fā)明的實(shí)踐中的石蠟包括購自Citgo Petroleum,Co.的Pacemaker 30、32、35、37、40、42、45 和 53 ；購自 Honeywell 的 Astor Okerin 236 ；購自 Moore & Munger的R-7152石蠟；購自Moore& Munger的R-2540 ；和其它石蠟，如購自Sasol Wax的 產(chǎn)品名稱為Sasolwax 5603,6203和6805的那些。本文有用的微晶蠟是具有30到100個(gè)碳原子之間的長度、具有按重量計(jì)為50% 或更多的環(huán)烷或支鏈烷烴的那些。它們一般比石蠟和聚乙烯蠟較小程度地結(jié)晶，并具有大 于約70°C的熔點(diǎn)。實(shí)例包括Victory Amber Wax，購自Baker Petrolite Corp.的熔點(diǎn) 為 70°C 的蠟；Bareco ES-796Amber Wax,購自 Bareco 的熔點(diǎn)為 70V 的蠟；Besquare 175 和 195 Amber Waxes，熔點(diǎn)為 80°C和 90°C的微晶賭，均購自 Baker Petroiite Corp.； Indramic 91，購自 Industrial Raw Materials 的熔點(diǎn)為 90°C 的蠟；和Petrowax 9508 Light，購自Petrowax的熔點(diǎn)為90°C的蠟。微晶蠟的其它實(shí)例為購自Sasol Wax的Sasolwax 3971 和購自 Alfred Kochem GmBH 的 Microwax K4001。落入這一類別的示例性高密度低分子量的聚乙烯蠟包括從Backer Petrolite Corp.購得的乙烯均聚物如 Polywax 500、Polywax 1500 和 Polywax 2000。PoIywax 2000具有約2000的分子量、約1. O的Mw/Mn、在16°C約0. 97g/cm3的密度，和約126°C的熔
點(diǎn)ο使用時(shí)，蠟組分一般在至多約45wt%的量存在。包含蠟組分的配制物更通常地包 含約5至約40wt%。優(yōu)選的蠟具有介于120° F和250° F之間的熔解溫度，更優(yōu)選地介于 150° F和230° F之間，最優(yōu)選地介于180° F和220° F之間。本發(fā)明的粘合劑還可以期望地包括穩(wěn)定劑或抗氧化劑。這些化合物被加入以保護(hù) 粘合劑避免由于與如熱、光或來自原料如增粘樹脂的殘余催化劑等誘導(dǎo)的氧反應(yīng)而引起的 降解。本文包括的可用的穩(wěn)定劑或抗氧化劑是高分子量受阻酚和多官能酚，如含硫和磷 的酚。受阻酚為本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所熟知，其可以被表征為還包含與它的酚羥基緊 密接近的空間大基團(tuán)(sterically bulky radicals)的酚化合物。特別地，在相對(duì)于酚羥基 的至少一個(gè)鄰位上，叔丁基一般被取代到苯環(huán)上。在羥基附近這些空間大取代基的存用于 阻礙其拉伸頻率，以及相應(yīng)地阻礙其反應(yīng)性；這種阻礙因而提供具有穩(wěn)定性能的酚化合物。 代表性的受阻酚包括1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5- 二叔丁基_4_羥芐基)-苯；季戊四 醇四-3 (3，5- 二叔丁基-4-羥苯基)_丙酸酯；正十八基_3 (3，5- 二叔丁基_羥苯基)_丙酸 酯；4，4'-亞甲基雙(2，6_叔丁基酚)；4，4'-硫代雙(6-叔丁基-鄰甲酚)；2，6_ 二叔 丁基酚；6- (4-羥基苯氧基)-2，4-雙(正辛基-硫代)-1，3，5-三嗪；3，5- 二叔丁基_4_羥 基-苯甲酸二 _ (正辛基硫代)乙酯；和山梨醇六[3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯基)_丙 酸酯]。通過與已知的增效劑如例如硫代二丙酸酯和亞磷酸鹽聯(lián)合使用，這些抗氧化劑的 性能可以進(jìn)一步提高。硫代二丙酸二硬脂酰酯尤其有用。如果使用，這些穩(wěn)定劑一般以約 0. 1到1. 5的重量百分比、優(yōu)選0. 25到1. O重量百分比的量存在。這些抗氧化劑可從Ciba Specialty Chemicals商業(yè)化可得，包括為受阻酚的 Irganox 565、1010、1076和1726。這些是主要抗氧化劑，它們擔(dān)當(dāng)自由基清除劑并可單獨(dú)使用或與其它抗氧化劑如從Ciba Specialty Chemicals可得的亞磷酸鹽抗氧化劑如 Irgafos 168結(jié)合使用。亞磷酸鹽催化劑被認(rèn)為是二級(jí)催化劑(secondary catalyst), 并且一般不單獨(dú)使用。這些主要用作過氧化物分解物。其它可得的催化劑為從Cytec Industries 可得的Cyanox LTDP 和從 Albemarle Corp.可得的Ethanox 330。許多這 樣的抗氧化劑可得，其單獨(dú)使用或者與其它這樣的抗氧化劑結(jié)合使用。這些化合物被以小 的量加入到熱熔體中，對(duì)其它物理性能沒有影響。其它可加入的并對(duì)物理性能也不產(chǎn)生影 響的化合物是添加顏色的顏料或熒光劑，僅提及這兩種。類似這些的添加劑對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說是已知的。依據(jù)預(yù)期的粘合劑的最終應(yīng)用，還可以包括其它常規(guī)加入熱熔性粘合劑中的添加 劑如增塑劑、顏料、染料和填料。另外，少量的另外的增粘劑和/或賭——如微晶蠟、氫化蓖 麻油和乙酸乙烯酯改性的合成蠟一也可以少量一即以重量計(jì)多至約10%—摻入本 發(fā)明的配制物中。通過將組分在高于約140°C到約200°C溫度下以熔體摻合直到獲得均相摻合物來 制備本發(fā)明的粘合劑組合物。一般情況下2小時(shí)是足夠的。各種摻合方法在本領(lǐng)域是已知 的，并且任何產(chǎn)生均相摻合物的方法是令人滿意的。可以理解的是，配制物可基于具體的最終用途應(yīng)用而作相應(yīng)改變。用于包裝和書 籍裝訂的配制物一般在180°C下具有約700cP到約10，OOOcP的粘度。用于木工應(yīng)用的配制 物將優(yōu)選如在180°C下具有多至約60，OOOcP的較高粘度。除了為本領(lǐng)域提供了新的粘合劑配制物，本發(fā)明為本領(lǐng)域提供增加熱熔性粘合劑 的耐熱性的方法、將一個(gè)基材粘接到另一基材的方法，和包含本發(fā)明的粘合劑的制品。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供了增加熱熔性粘合劑組合物的耐熱性的方法。 所述方法包括將有效提高所述組合物的耐熱性的量的官能化聚烯烴添加至熱熔性粘合劑 組合物。本發(fā)明的方法可被用于使熱熔性粘合劑配制物的耐熱性增加至少5°C或更多。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)踐，可獲得顯示耐熱性增加至少10°C、至少20°C、至少30°C、至少40°C和至少 5°C或更多的配制物。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，提供將基材粘接到相似或不相似的基材的方法。所 述方法包括向至少第一基材施加熔化的熱熔性粘合劑組合物，使第二基材與施加于第一基 材的組合物接觸，并使所述組合物固化，藉此所述第一基材與第二基材被粘接在一起，其中 所述熱熔性粘合劑組合物包含熱塑性原料聚合物、增粘劑和官能化聚烯烴。本發(fā)明的仍有其它實(shí)施方式為本領(lǐng)域提供使用包含官能化聚烯烴的熱熔性粘合 劑制備的各種制品。本發(fā)明的熱熔性粘合劑可在例如包裝、吹煉、香煙制造、書籍裝訂、袋封口(bag ending)、木工(wood working)和無紡布市場等領(lǐng)域得到應(yīng)用。由于高的耐熱性，本發(fā)明的粘合劑可以有利地用在當(dāng)前使用濕固化熱熔性粘合劑 的書籍裝訂應(yīng)用方面。該粘合劑在生產(chǎn)無紡布制品方面也特別有用。該粘合劑可被用作構(gòu)造粘合劑、用 作定位粘合劑，以及用于生產(chǎn)例如尿片、女性衛(wèi)生墊(其包括傳統(tǒng)的衛(wèi)生巾和短褲襯里)等 的彈性附連應(yīng)用中。應(yīng)用術(shù)語木工在本文廣泛使用，指包含木料的物品。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“木材”被普
9遍使用并包括所有類型的木材和含木材的復(fù)合材料、工程木材、刨花板等。木工應(yīng)用包括， 例如，在生產(chǎn)地板、層壓臺(tái)面、門、家具等中的應(yīng)用。本發(fā)明的粘合劑可以有利地用于將一種 木質(zhì)基材(即木材、木質(zhì)復(fù)合材料或類似物)連接到可以是或不是木質(zhì)基材的第二基材。該粘合劑可以特別用作形成盒子、硬紙盒和盤的粘合劑，以及用作密封粘合 劑——包括例如包裝谷類、餅干和啤酒產(chǎn)品的熱封應(yīng)用。本發(fā)明涵蓋容器如硬紙盒、箱、盒、 袋、盤等，其中其生產(chǎn)者在將其輸送至包裝者之前施加所述粘合劑。包裝后，所述容器被熱 封。在包裝最終用途應(yīng)用中，待被粘接的基材包括原始的和再循環(huán)的牛皮紙、高密度 和低密度牛皮紙、硬紙板和各種類型的處理的和涂布的牛皮紙和硬紙板。復(fù)合材料也被用 于包裝應(yīng)用，如用于包裝酒精飲料。這些復(fù)合材料可以包括層壓到鋁箔上的硬紙板，其進(jìn)一 步被層壓至膜材料，如聚乙烯、聚酯薄膜、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯_乙酸乙烯酯和各種 其它類型的膜。另外，這些膜材料還可被直接粘接至硬紙板或牛皮紙。上述的基材決不代 表窮盡的列舉，因?yàn)榇罅康母鞣N基材，特別是復(fù)合材料，在包裝工業(yè)中獲得應(yīng)用。一般使用活塞泵或齒輪泵擠出設(shè)備以珠的形式將包裝用熱熔性粘合劑擠壓到基 材上?？蓮膸讉€(gè)供應(yīng)商包括Nordson、ITW和Slautterback獲得熱熔體施用設(shè)備。也經(jīng)常 使用輪式涂布機(jī)施加熱熔性粘合劑，但比擠出設(shè)備的使用頻率低。以下實(shí)施例僅為示例性目的而提供。配制物的所有份數(shù)均以重量計(jì)。
實(shí)施例在加熱至140°C到約180°C的單葉片式攪拌機(jī)中，通過將表中所示的組分混合在 一起直至均相，制備粘合劑樣品1-16。在Brookfield Model RVT Thermosel 粘度計(jì)上，使用 27 號(hào)轉(zhuǎn)子，20rpm,測量熱熔 性粘合劑的熔體粘度。熱應(yīng)力被定義為應(yīng)力粘接被破壞時(shí)的溫度。在隨后的實(shí)施例中，熱應(yīng)力或在裂開 力(在此處也稱為裂開熱應(yīng)力)下熱熔體承受升高溫度的能力被用于測量耐熱性。用下面的方法測量裂開熱應(yīng)力1.從瓦楞板上切下四片75mmX 25mm和75mmX 50mm的板，凹槽平行于最長的邊。 從端部在板的兩面畫一條22mm的線，如圖1所示。2.在一小金屬容器中的大約IOOg熱熔體在施用溫度下被加熱。3.用抹刀攪拌粘合劑以保證均勻的熱分布，然后將抹刀從粘合劑中提起以在容器 中產(chǎn)生粘合劑流。對(duì)每個(gè)樣品重復(fù)該過程。4.使50mm的板在粘合劑流下通過，以沿著圖1所示的25mm的線產(chǎn)生寬3mm的珠 (板移動(dòng)的速度決定珠的寬度)。5.取25mm的板，將同側(cè)與同側(cè)粘接，使25mm標(biāo)記與50mm板的25mm標(biāo)記對(duì)齊，如 圖2所示。25mm的板位于50mm板的中央，兩側(cè)留有未壓的熱熔性粘合劑，這些未壓的粘合 劑一旦冷卻，則可被用于檢測珠寬度在士 3mm內(nèi)。6.粘接在3秒鐘內(nèi)形成，IOOg重物放在粘接區(qū)域以保證均勻的粘接壓力。在測試 前粘接被放置至少24小時(shí)。7.粘接樣品的25mm板的末端被打孔以允許IOOg的重物掛在上面。在爐子里使樣品被50mm板片連接，以使其與爐架水平，使用三個(gè)大鐵夾使25mm板面朝下，IOOg重物附連 在其上，如圖3所示。8.開啟爐子，設(shè)置溫度為40度，放置20分鐘。在最初20分鐘后，爐溫每15分鐘 升高3°C。在樣品被破壞時(shí)標(biāo)記的爐溫代表樣品的耐熱性。在以下實(shí)施例中A-C 573和A-C 575是從Honeywe 11商業(yè)可得的馬來酸聚乙烯聚合物。這些 產(chǎn)品的接枝馬來酸酐的量是不同的。A-C 575產(chǎn)品含較大量的接枝馬來酸酐。A-C 596和A-C 597是從Honeywell商業(yè)可得的馬來酸聚丙烯聚合物。這 些產(chǎn)品的接枝馬來酸酐的量是不同的。A-C 597產(chǎn)品含較大量的接枝馬來酸酐。Arkon P 100是氫化烴增粘劑，其軟化點(diǎn)為約100 "C (Arakawa Chemical Industries, Ltd.)。Arkon P 115是氫化烴增粘劑，其軟化點(diǎn)為約115 °C (Arakawa Chemical Industries, Ltd.)。EVA 400-28是Escorene Ultra UL 40028，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其熔體指數(shù) 為 400g/10min，乙酸乙烯酯含量為 28% (Exxon Mobil Corp)。EVA 25-28是Escorene Ultra UL 02528，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其熔體指數(shù) 為 25g/10min，乙酸乙烯酯含量為 27. 5% (Exxon Mobil Corp)。Escorez 5400是氫化二環(huán)戊二烯增粘樹脂，其軟化點(diǎn)為100 V到 106°C (ExxonMobil Chemical Company)。Evernox-10 是抗氧化劑(Everspring Chemical Co.)。Irganox 1010 是抗氧化齊[J (Ciba Specialty Chemicals)。Kristalex F85 是 α -甲基苯乙烯樹脂，其軟化點(diǎn)為 85 °C (Eastman Chemical Company)。Licocene PP 1302、Licocene PP 1502、Licocene PP 2602 和 Licocene PP 6102是從Clariant商業(yè)化可得的茂金屬聚丙烯共聚物等級(jí)。這些等級(jí) 的粘度和結(jié)晶度不同。Regalite R1090 是氫化烴增粘樹脂，其軟化點(diǎn)為 90 "C (Eastman Chemical Company)。Sasolwax Hl 是費(fèi)-托賭(Sasol Wax)。Sasolwax 6805 是石蠟(Sasol Wax)。Vestoplast 828 是 APAO (Eastman Chemical Company)。實(shí)施例1具有表1中所示成分的熱熔性粘合劑配制物被制備并比較了耐熱性。表 1
1權(quán)利要求
熱熔性粘合劑，其包含熱塑性原料聚合物、增粘劑和官能化聚烯烴，所述官能化聚烯烴的量有效增加所述粘合劑的耐熱性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述官能化聚烯烴包含選自以下的官能團(tuán)丙 烯酸、乙酸酯、磺酸酯、馬來酸酐、富馬酸及其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘合劑，其中所述官能化聚烯烴是馬來酸聚乙烯或馬來酸聚 丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粘合劑，其中所述原料聚合物是茂金屬聚烯烴和非晶態(tài) α-烯烴聚合物的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘合劑，其中所述增粘劑包含氫化烴增粘劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘合劑，其中所述增粘劑包含芳香族增粘劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘合劑，其中所述茂金屬聚烯烴是茂金屬聚乙烯或茂金屬聚 丙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粘合劑，其包含官能化茂金屬聚丙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粘合劑，其中所述官能化聚烯烴是馬來酸聚乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粘合劑，其中所述官能化聚烯烴是馬來酸聚丙烯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其進(jìn)一步包含蠟。
12.熱熔性粘合劑，其包含以下組分基于所述組分的總重量，約20至約75wt%的原料粘合劑聚合物組分；基于所述組分的總重量，約0. 5至約IOwt %的官能化聚烯烴；和約20至約60wt%的增 粘劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粘合劑，其包含基于所述組分的總重量，約5至50wt%的茂金屬聚烯烴組分；基于所述組分的總重量，約20至約50襯％的非晶態(tài)α _烯烴聚合物組分；基于所述組分的總重量，約0. 5至約IOwt %的馬來酸聚烯烴；和20至60wt%的氫化烴 增粘劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的粘合劑，其中所述茂金屬聚烯烴組分是茂金屬聚丙烯。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的粘合劑，其中所述茂金屬聚丙烯是官能化茂金屬聚丙烯。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的粘合劑，其中所述馬來酸聚烯烴是馬來酸聚乙烯。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的粘合劑，其中所述馬來酸聚烯烴是馬來酸聚丙烯。
18.制品，其包含權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的粘合劑。
19.增加熱熔性粘合劑組合物的耐熱性的方法，所述方法包括向熱熔性粘合劑組合物 添加有效增加所述組合物的耐熱性的量的官能化聚烯烴。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中一定量的官能化聚烯烴被添加以使所述組合物 的耐熱性增加至少5°C。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中一定量的官能化聚烯烴被添加以使所述組合物 的耐熱性增加至少35°C。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在添加所述官能化聚烯烴之后，所述粘合劑的 耐熱性超過ioo°c。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述官能化聚烯烴是馬來酸聚乙烯或馬來酸聚丙烯。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述馬來酸聚乙烯或馬來酸聚丙烯被添加至包 含茂金屬聚烯烴和非晶態(tài)α“烯烴聚合物的粘合劑組合物中。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述馬來酸聚乙烯或馬來酸聚丙烯被添加至包 括含乙烯共聚物的粘合劑組合物中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述粘合劑組合物包含乙烯_乙酸乙烯酯共聚物。
全文摘要
熱熔性粘合劑，包括茂金屬聚烯烴、非晶態(tài)α-烯烴聚合物和增粘劑以及足以增加耐熱性的量的馬來酸聚烯烴。
文檔編號(hào)C09J123/02GK101959985SQ200980107523
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者M·斯塔爾波娃, R·埃利斯 申請人:漢高股份兩合公司