專利名稱：水分散體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水分散體，一種形成粘合的方法和由該方法制備的組合物。
背景技術(shù)：
粘合劑廣泛應(yīng)用于各種商業(yè)應(yīng)用中，比如產(chǎn)品組裝和包裝。壓力敏感型粘合劑 (PSAs)和熱熔粘合劑(HMAs)是已知的兩種特定的粘合劑。PSAs是獨(dú)特的一類粘合劑，其以凈形式(不含溶劑)存在，在室溫下發(fā)生侵蝕并永久性地粘合，并且不需要多大的壓力就能粘著在各種表面上。它們不需要用水、溶劑或加熱來(lái)活化。大不相同的是，HMAs通常在熔融狀態(tài)下應(yīng)用于底材，并冷卻以硬化粘合劑層。商業(yè)上最有效的HMAs要求175°C或更高的溫度以確保完全熔融所有的組分并達(dá)到滿意的應(yīng)用粘度。在低于150°C的溫度下能使用的粘合劑配方可以用較低分子量的組分或較高的蠟含量制備、但是應(yīng)用粘度和粘合劑性能受到損害。為了改善粘合，可以加入更軟的或更多的非晶態(tài)的組分，但是這些組分降低了有效的耐熱度。另外，在熱填充包裝應(yīng)用中，例如包裝熔融的干酪、酸乳或新焙烤的產(chǎn)品的紙箱、 盒子、或碟子的密封和封閉操作(其后又將它們放入冰箱或進(jìn)行冷凍)，使用具有高耐熱性和好的耐低溫性的HMA是重要的。因?yàn)镻SAs提供許多希望的特性，例如可除去性和容易使用，它們已應(yīng)用于各種應(yīng)用中。因?yàn)榫哂懈志玫暮洼^高的平滑粘合，一些常用的PSAs不必要具有充分的強(qiáng)度來(lái)維持或保持它們?cè)谀硞€(gè)底材上的粘合。而且，應(yīng)用于某些材料的常用的PSA不能暴露于升高的溫度或高濕度中。例如，將PSA在已知為“放氣材料”并難以粘合的丙烯酸板和聚碳酸酯板上的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致冒泡和層離。可固化的粘合劑(例如熱或光固化)可用于其中底材要求基本永久和高強(qiáng)度粘合的應(yīng)用中。對(duì)于光學(xué)產(chǎn)品應(yīng)用(例如釉光)來(lái)說(shuō)，希望使用可固化的粘合劑，因?yàn)樗鼈兡芴峁┕鈱W(xué)上清晰的、強(qiáng)力粘合的層壓材料(例如，分層的底材)。另外，例如紙張生產(chǎn)商和印刷商在書本粘合應(yīng)用中使用PSAs。為了實(shí)現(xiàn)粘合力強(qiáng)又容易應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展出能用于光學(xué)應(yīng)用中的混合組合物。例如，已將光可固化的、聚酯基粘合劑用于塑性釉光應(yīng)用中。在數(shù)字視頻盤(DVD或光盤)粘合或CRT應(yīng)用中，已經(jīng)使用一種含水粘合劑配方。已經(jīng)建議在制備反光制品中的珠粘合中使用可固化的聚合物網(wǎng)絡(luò)。但是，強(qiáng)度和應(yīng)用不是許多底材/層壓材料要求的唯一的標(biāo)準(zhǔn)。某些光學(xué)產(chǎn)品暴
3露于惡劣的環(huán)境條件中，如熱、紫外(太陽(yáng))光、水等。例如，汽車擋風(fēng)板通常處于戶外條件中，使得它們經(jīng)歷各種天氣。這些擋風(fēng)板通常包括底材，如丙烯酸或聚碳酸酯，該底材粘附于由多層光學(xué)膜(MLOF) (3M Co ；St. Paul, Minn.)形成的日光或紅外線(IR)反射膜。如果層間的粘附被毀壞或損壞，該材料就會(huì)產(chǎn)生光學(xué)上的障礙。美國(guó)專利No. 6，548，579公開了一種現(xiàn)有技術(shù)方法中的成膜聚合物和一種特殊的熱塑性組分，該組分選自熱塑性聚合物、熱塑性樹脂、熱熔粘合劑組合物、或其混合物。熱塑性組分的平均粒度為約10微米至約1，500微米。在本領(lǐng)域中仍然需要改進(jìn)的粘合劑，其可以應(yīng)用于低溫、使用各種底材、和應(yīng)用于各種環(huán)境條件。

發(fā)明內(nèi)容
—方面，本發(fā)明涉及一種形成粘合的方法，該方法包括在底材上沉積一種水分散體以形成可選擇性活化的涂層，水分散體包括(A) —種聚合物，其能形成粘合劑；(B)至少一種分散劑；和(C)至少一種增粘樹脂、蠟或油，其中分散體含有至少一種平均粒度為約
O.I至約100微米和多分散性為小于5的粒子，并且涂覆的底材的至少一部分被選擇活化以形成粘合。另一方面，本發(fā)明涉及一種含水的熱熔粘合劑分散體，其包括(A) —種聚合物，其能形成粘合劑；(B)至少一種增粘樹脂、蠟或油；(C) 一種分散劑；和(D)水，其中分散體含有至少一種平均粒度為約O. I至約100微米和多分散性為小于5的粒子。再一方面，本發(fā)明涉及一種含水壓力敏感型粘合劑，其包括(A) —種聚合物，其能形成粘合劑，所述聚合物選自下列聚合物中的至少一種丙烯基共聚物和均聚物、或苯乙烯基共聚物和嵌段共聚物；(B)至少一種分散劑；(C)至少一種增粘樹脂、蠟或油；和(D)水， 其中分散體含有至少一種平均粒度為約O. I至約100微米和多分散性為小于5的粒子。從以下的說(shuō)明書和權(quán)利要求書，可以明顯看出本發(fā)明的其它方面及其好處。


圖I示出適用于本發(fā)明的實(shí)施方案用于形成分散體的示例性裝置。圖2示出本發(fā)明的實(shí)施方案所述的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的多方面涉及粘合劑組合物，其可以應(yīng)用于許多不同的“難結(jié)合”底材，如木材、粘土涂覆的紙板、聚烯烴薄膜等，以及其他相對(duì)容易粘合的底材。本發(fā)明的實(shí)施方案特別涉及用水分散體選擇性形成粘合劑結(jié)合和涂覆的底材的方法，所述水分散體包括一種能形成粘合劑化合物的聚合物，至少一種增粘樹脂、蠟或油，和分散劑。聚合物、增粘樹脂、 蠟或油，和/或分散劑的具體類型并無(wú)限制，只要它們能形成一種粘合劑組合物。在此使用的術(shù)語(yǔ)“粘合劑”是指一種物質(zhì)或組合物，其能通過粘合或結(jié)合各個(gè)表面將兩種底材結(jié)合在一起。換言之，通過使用本發(fā)明的實(shí)施方案所述的組合物和方法，可以創(chuàng)造含有能形成粘合劑組合物的前體的分散體。值得注目地，可活化的涂層在以后的時(shí)間里可以活化(HMA 通過熱應(yīng)用，或PSA通過壓力應(yīng)用)。這是指前體分散體可以貯存(例如作為水溶液)或，替代地，分散體可以沉積在底材上并作為底材上未活化的(但下一步會(huì)干)涂層進(jìn)行裝運(yùn)。 值得注目地，可活化的涂層可以在晚些時(shí)候和/或在需要粘合的特定底材上活化(HMA通過熱應(yīng)用下，或PSA通過壓力應(yīng)用)?？蛇x擇性活化是指粘合能在晚些時(shí)候形成和/或僅在為了達(dá)到粘合而提供充分的熱和/或壓力的位置形成粘合。制成的粘合劑可以用于下列代表性的應(yīng)用中書本粘合、盒子和/或紙箱密封、通常的包裝、儀表、門和磨光工作、衛(wèi)生學(xué)用品、尿片、鞋、和家具。粘合劑其它的應(yīng)用包括，但不限于此，地毯接縫帶、層壓結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品組裝、無(wú)紡織結(jié)構(gòu)、和密封和封裝化合物。
在此所述的水分散體的實(shí)施方案除了以下所述的組分外還包含水。在此所用的術(shù)語(yǔ) “分散體”是指在連續(xù)的液體媒介中細(xì)微分開的固體或液體。水分散體是其中的連續(xù)液體媒介是水的分散體。如上文所提到的，本發(fā)明的實(shí)施方案涉及水分散體和由那些包括能形成粘合劑化合物的聚合物的分散體形成的粘合劑組合物，所述的水分散體包括聚合物(其能形成粘合劑化合物)，至少一種增粘樹脂、蠟或油，和一種分散劑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚知道從這些群組的每個(gè)群組選出的多組分都可以使用。
聚合物許多種不同的聚合物可以用作本發(fā)明的實(shí)施方案的分散體和粘合劑的基本組分。 例如，可以使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)基聚合物。一定種類和數(shù)量的蠟和樹脂與EVA共聚物一起使用可以控制變定時(shí)間和粘合劑的剩余粘性。在一些例子中，為了特殊的應(yīng)用可以將填料加入EVA粘合劑中。本發(fā)明其它的實(shí)施方案可以使用乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、(如 VERSIFY (陶氏化學(xué)公司(The Dow Chemical Company, Midland, MI)有售)或 VISTAMAXX (?？松梨诠?Exxon-MobiI, Inc. Houston, TX)有售))丙烯-乙烯共聚物、非晶態(tài)聚α -烯烴、聚酰胺、嵌段共聚物、和/或本領(lǐng)域已知的其它聚合物。其它的聚合物可包括，例如，乙烯丙烯酸乙酯(ΕΕΑ)、乙烯丙烯酸(EAA)(其中的一個(gè)例子是商業(yè)上有售的PRIMAC0R (陶氏化學(xué)公司(The Dow Chemical Company,Midland, MI)，有售))、或乙烯-甲基丙烯酸共聚物(如那些NUCREL (杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商標(biāo))，和ESC0R (?？松梨?ExxonMobil)的商標(biāo))和美國(guó)專利(U. S. Pat.) Nos. 4，599，392,4, 988，781、和5，938，437所公開的，每個(gè)專利的全部?jī)?nèi)容以參考文獻(xiàn)的形式并入全文。EAA和EMA的離子聚合物也特別清楚地并入其中，其中的一個(gè)例子是SURL YN (杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商標(biāo))。其它的聚合物包括乙烯丙烯酸乙酯 (EEA)共聚物、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，和許多其它苯乙烯共聚物(SEBS、SEPS等)、 聚氨酯聚氯乙烯、膠乳腈(latex nitrile)、丙烯腈共聚物、丙烯酸酯類(包括純的丙烯酸酯類和苯乙烯丙烯酸酯類和乙烯基丙烯酸酯)、和聚異丁烯。另外，也可以使用以下聚合物， 如乙烯丙烯酸丁酯(EnBA)和環(huán)氧化的聚丁二烯(epoxydized polybutadiene,PBE)。合成的聚合物可以與本發(fā)明的一些實(shí)施方案一起使用。而且，使用改性的聚合物是可取的，例如，接枝的、交聯(lián)的或其它改性產(chǎn)品可用作本發(fā)明的實(shí)施方案中的上下文公開的聚合物。例如，根據(jù)美國(guó)專利No. 6，593，005公開的技術(shù)，雙(磺?；?疊氮化物可用作交聯(lián)劑，該專利的全部?jī)?nèi)容以參考文獻(xiàn)的形式并入全文。 其它的例子包括用馬來(lái)酸酐(MAH)接枝的低密度聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯、或其組合。本發(fā)明特定的實(shí)施方案也可以用不含有可水解的基團(tuán)(“非水解性聚合物”)的聚合物。合適的聚合物的不完全的清單包括α -烯烴的均聚物和共聚物(包括彈性體)， 如乙稀、丙稀、1_ 丁稀、3_甲基-I-丁稀、4_甲基-I-戍稀、3_甲基-I-戍稀、I-庚稀、I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、和I-十二烯(這些通常有下列代表，聚乙烯、聚丙烯、聚-I- 丁烯、 聚-3-甲基-I- 丁烯、聚-3-甲基-I-戍烯、聚-4-甲基-I-戍烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-I-丁烯共聚物、和丙烯-I-丁烯共聚物)，α-烯烴與共軛或非共軛二烯的共聚物(包括彈性體)(其通常的代表有乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亞乙基降冰片烯共聚物)，和聚烯烴(包括彈性體)，如兩個(gè)或多個(gè)α-烯烴與共軛或非共軛二烯的共聚物，其通常的代表有乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二聚環(huán)戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物、和乙烯-丙烯-亞乙基降冰片烯共聚物；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、和乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯共聚物(包括彈性體)如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、α -甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯乙烯基醇、 苯乙烯丙烯酸酯(如苯乙烯丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯、和苯乙烯丁二烯)和交聯(lián)苯乙烯聚合物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括彈性體)如苯乙烯-丁二烯共聚物及其水解產(chǎn)物、和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段(triblock)共聚物；聚乙烯基化合物如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚丙烯酸甲酯、和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺如尼龍6、尼龍6，6、和尼龍12 ;熱塑性聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate)和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯、聚苯醚、和其類似物；和透明的烴基樹脂，包括聚-二聚環(huán)戊二烯聚合物和相關(guān)的聚合物(共聚物，三元共聚物)；飽和的單烯烴如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯和類似物；乙烯基酯如單羧酸的酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、和甲基丙烯酸丁酯及其類似物；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺及其混合物，和用開環(huán)置換和交叉置換聚合反應(yīng)制備的樹脂及其類似物。這些樹脂既可單獨(dú)使用也可兩個(gè)或更多個(gè)組合使用。在一些實(shí)施方案中，分散體中的一個(gè)或多個(gè)原料聚合物(base polymers)可包括本發(fā)明的受讓人發(fā)明的一類乙烯/a-烯烴嵌段共聚體(interpolymers)(從此以后“嵌段共聚體”、“乙烯/ a -烯烴共聚體”，或其變體)。這些聚合物至少已在下列文獻(xiàn)中公開了 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)(U. S. Provisional Application) No. 60/553，906 (2004 年 3 月 17 日提交)，美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/662，937 (2005年3月17日提交)，美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/662，939(2005年 3月17日提交)，美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/5662938 (2005年3月17日提交)，PCT申請(qǐng)No. PCT/ US2005/008916 (2005 年 3 月 17 日提交)，PCT 申請(qǐng) No. PCT/US2005/008915 (2005 年 3 月 17 日提交)JPPCT申請(qǐng)No.PCT/US2005/008917(2005年3月17日提交)，所有這些專利的全部?jī)?nèi)容以參考文獻(xiàn)的形式并入全文。乙烯/ α -烯烴共聚體包括乙烯和一種或多種以聚合形式存在的能共聚的α -烯烴共聚單體，其特征為兩種或多種聚合的化學(xué)或物理性能不同的單體單元形成的多個(gè)(即兩個(gè)或多個(gè))嵌段或鏈段(嵌段共聚體)，優(yōu)選為多嵌段共聚物。在一些實(shí)施方案中，多嵌段共聚體可用下列通式進(jìn)行表示
(AB)n其中 η 為至少 1，優(yōu)選為大于 I 的整數(shù)，如 2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、 100，或更大的數(shù)；“Α”表示硬的嵌段或鏈段；和“B”表示軟的嵌段或鏈段。優(yōu)選地，多個(gè)A 和多個(gè)B以線型的形式連接，而不是以分枝或星形的形式連接?！坝病辨湺沃高@樣聚合的單兀嵌段，即在一些實(shí)施方案中其中乙烯的數(shù)量大于95重量％,和在其它的實(shí)施方案中大于 98重量％。換言之，在一些實(shí)施方案中硬鏈段中的共聚單體含量小于5重量％，而在其它的實(shí)施方案中，則為硬鏈段總重量的不到2重量％。在一些實(shí)施方案中，硬鏈段包括所有的或基本上所有的乙烯。另一方面，“軟”鏈段指這樣聚合的單元嵌段，即在一些實(shí)施方案中其中的共聚單體含量大于軟鏈段的總重量的5重量％，在各種其它的實(shí)施方案中大于8重量％、 大于10重量％、或大于15重量％。在一些實(shí)施方案中，軟鏈段中的共聚單體含量可以大于 20重量％,在各種其它的實(shí)施方案中可以大于25重量％、大于30重量％、大于35重量％、 大于40重量％、大于45重量％、大于50重量％、或大于60重量％。在一些實(shí)施方案中，A嵌段和B嵌段在聚合物鏈中是無(wú)規(guī)分布的。換言之，這些嵌段共聚物不含有以下類似結(jié)構(gòu)
ΑΑΑ-ΑΑ-ΒΒΒ-ΒΒO在其它的實(shí)施方案中，嵌段共聚物不含有第三種嵌段。還有些其它的實(shí)施方案中，A嵌段和B嵌段都不包含兩種或多種鏈段(或亞嵌段(sub-blocks))，如末端鏈段(tip segment)。乙烯/ α -烯烴共聚體的特征是平均嵌段指數(shù)(average block index), ABI的范圍為大于O至約1.0，和分子量分布1/\大于約1.3。平均嵌段指數(shù)ABI是嵌段指數(shù) (“BI”)相對(duì)各個(gè)聚合物級(jí)分的重量的平均值，各個(gè)級(jí)分從20°C至110°C每步升溫5°C經(jīng)制備升溫淋洗分級(jí)法(preparative temperature rising elution fractionation,TREF) 得到的
權(quán)利要求
1.一種形成粘合的方法，所述的方法包括在底材上沉積水分散體以形成一種可選擇性活化的涂層，所述的水分散體包括A)至少一種聚合物，其能形成粘合劑，B)至少一種分散劑，和C)至少一種增粘樹脂、蠟或油，其中分散體含有至少一種平均粒度為O. I至100微米和多分散性為小于5的粒子；并且在涂覆的底材的至少一部分上選擇性活化以形成粘合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其進(jìn)一步包括在選擇性活化前干燥涂覆的底材。
3.根據(jù)權(quán)利要求I 溫度下沉積在底材上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 底材。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中底材包括下列底材中的至少一種紙、 纖維、木材、金屬、粘土涂覆的紙板、非織造衛(wèi)生學(xué)用品、書本粘合、或塑料成型制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散體的平均粒度為O.I至10微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中組分A)、B)、和C)總計(jì)為分散體的I 至74體積％。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散劑的數(shù)量為組分A)和B)的I至 30ppho
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散體包括26至99體積％的水。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成粘合的方法，其中選擇性活化包括加熱至低于150°C的溫度。所述的形成粘合的方法，其中水分散體在低于聚合物的熔融溫度的所述的形成粘合的方法，其中選擇性活化包括加熱或使用壓力中的所述的形成粘合的方法，其進(jìn)一步包括將第二種底材連接至涂覆的
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水分散體，本發(fā)明公開了形成粘合的一種方法和一種組合物。所述的方法包括在底材上沉積水分散體以形成一種可選擇性活化的涂層，水分散體包括(A)一種聚合物，其能形成粘合劑，(B)至少一種分散劑，和(C)至少一種增粘樹脂、蠟或油，其中分散體含有至少一種平均粒度為約0.1至約100微米和多分散性為小于5的粒子；并且在涂覆的底材的至少一部分上選擇性活化以形成粘合。
文檔編號(hào)C09J201/00GK102604549SQ20121005872
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者B·M·蒙克拉, D·C·施密特, K·D·馬克, M·J·利維森, M·J·卡利諾夫斯基, S·耶爾弗卡 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司