生物基热熔融粘合剂制造技术

本发明专利技术提供了一种热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的增塑剂；其中该热熔融粘合剂组合物在350°F下的粘度为约500cPs至约15,000cPs，并且其中该热熔融粘合剂组合物基本上不含增粘树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
热熔融粘合剂(HMA)在室温下为固体，但是受热时形成可快速冷却并粘结至基底的液体粘合剂层。HMA可用于需要粘结灵活性、大间隙填充和最小收缩率的高速制造和应用。HMA不需要载液诸如有机溶液或水，因此当其被施加到基底时，无需干燥液体粘合剂层。无需干燥步骤减少溶剂使用量，提高生产线速度，以及降低运输费用。HMA组合物以往是基于石油衍生的聚合物的，并且这些组合物进一步利用多种树脂、油和蜡增粘、增塑并强化，这些树脂、油和蜡可衍生自石油和天然存在的原料，诸如木材、胶和妥尔油松香、以及萜烯。这些HMA组合物经受所有石油衍生的材料所共有的周期性价格波动，并且在处理采用这些组合物的制品(诸如硬纸板箱等)之后，这些组合物通常也非常耐降解。由来源于可再生的自然资源的原材料制成的HMA组合物在与土壤接触之后可做成堆肥或天然降解。例如，由聚(丙交酯)(乳酸的双分子环酯)的均聚物或共聚物制成的HMA组合物(在本文中也被称为PLA)可用于许多粘结应用中。
技术实现思路
本专利技术涉及HMA组合物，在各种实施方案中，该组合物包含来源于可再生自然资源的至少50重量％、或至少75重量％、或至少85重量％、或至少95重量％的组分。HMA组合物利用当做成堆肥或与土壤接触时发生一定程度的自然降解的原材料。HMA组合物利用来源于非石油原料诸如基体聚合物的聚(乳酸)。聚(乳酸)聚合物具有过去认为其不适用于HMA组合物中并且不适用于需要与大量石油衍生的增粘树脂、稀释剂或其他改性剂混合的这些应用中的高分子量。在一个方面，本专利技术涉及一种通过使用分子量降低化合物(诸如弱酸、醇、碱、胺、或它们的组合)来修改聚(乳酸)聚合物的分子量的方法，该方法可提供适于HMA应用的低熔融粘度材料。本专利技术方法不同于常规技术，在常规技术中，HMA组合物由单体丙交酯制成并以共聚单体构建分子链或依赖高分子量基体聚合物，这可能需要来自非再生资源的大量的增粘剂和其他改性剂以达到所需的HMA性能。本专利技术方法可产生具有定制的分子量分布的基体聚合物，这些聚合物在一些实施方案中不需要增粘剂，并且在一些实施方案中可能需要较少的改性剂以达到HMA的良好性能。在另一方面，本专利技术涉及低熔融粘度HMA组合物，该组合物具有良好的热粘特性，因此不需要增粘剂或只需少量的增粘剂/化合物。HMA组合物只需最少量的增塑剂和/或稀释剂便可达到HMA在300-375°F(150-190℃)的施加温度下通常所需的湿润特性。在一个方面，本专利技术涉及热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量(Mn)的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的增塑剂；其中该热熔融粘合剂组合物在350°F下的粘度为约500cPs至约15,000cPs，并且其中该热熔融粘合剂组合物基本上不含增粘树脂。在又一方面，本专利技术涉及热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量的60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑剂；以及1重量％至25重量％的环氧树脂。在另一方面，本专利技术涉及热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑剂；0重量％至25重量％的环氧树脂；以及0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，该分子量降低化合物选自弱酸、胺、强碱、醇、路易斯酸、以及它们的组合，其中热熔融粘合剂基本上不含增粘树脂。在又一方面，本专利技术涉及用于制备热熔融粘合剂的方法，该方法包括：将热熔融粘合剂组合物加热至温度180℃至210℃，其中热熔融粘合剂组合物包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑剂；以及0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，该分子量降低化合物选自弱酸、胺、路易斯酸、以及它们的组合。本专利技术的一个或多个实施方案的细节在以下附图和具体实施方式中示出。从说明书及附图以及从权利要求中可显而易见本专利技术的其他特征、目的和优点。附图说明图1为实施例1中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图2为使用尺寸排阻色谱法(SEC)的实施例1中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图3为实施例2中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图4为使用SEC的实施例2中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图5为实施例3中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图6为使用SEC的实施例3中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图7为实施例4中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图8为使用SEC的实施例4中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图9为实施例5中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图10为使用SEC的实施例5中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图11为实施例6中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图12为使用SEC的实施例6中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图13为实施例7中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图14为实施例7中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图15为实施例8中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图16为使用SEC的实施例8中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图17为实施例9中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图18为使用SEC的实施例9中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图19为实施例10中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图20为使用SEC的实施例10中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图21为实施例11中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图22为使用SEC的实施例11中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图23为实施例12中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图24为使用SEC的实施例12中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图25为实施例13中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图26为使用SEC的实施例13中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图27为实施例14中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图28为使用SEC的实施例14中的HMA组合物的分子量分布的曲线图。图29为实施例1-2中的HMA组合物以及各种纯PLA聚合物和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)HMA组合物的弹性模量(G’)与温度关系的曲线图。图30为实施例15中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图31为实施例16中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。图32为实施例17中的HMA组合物的熔融粘度测量的曲线图。在这些附图中，类似的符号表示类似的元件。具体实施方式在一个方面，本专利技术涉及HMA组合物，该HMA组合物包含聚交酯化合物(乳酸的双分子环酯，在本文中也被称为PLA)或它们与其他内酯(诸如乙交酯和己内酯)的共聚物、增塑剂、弱有机酸、以及任选的添加剂。在一些实施方案中，HMA组合物基本上不含增粘树脂，这在本专利申请中意指，HMA组合物包含小于5重量％、或小于1重量％、或小于0.5重量％、或小于0.1重量％的增粘树脂、或0％的增粘树脂。在旨在用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热熔融粘合剂，包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；和增塑剂，所述增塑剂包含具有约50％至约100％的生物基含量的酯；其中所述热熔融粘合剂组合物在350°F下的粘度为约500cPs至约15,000cPs，并且其中所述热熔融粘合剂组合物基本上不含增粘树脂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 61/972,7901.一种热熔融粘合剂，包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；和增塑剂，所述增塑剂包含具有约50％至约100％的生物基含量的酯；其中所述热熔融粘合剂组合物在350°F下的粘度为约500cPs至约15,000cPs，并且其中所述热熔融粘合剂组合物基本上不含增粘树脂。2.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，其中所述增塑剂包含具有99％的生物基含量的酯。3.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)包含(L-丙交酯)单体单元、(D-丙交酯)单体单元和(内消旋-丙交酯)单体单元。4.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)包括聚(L-丙交酯，PLLA)或聚(D-丙交酯，PDLA)。5.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)为包含主要量的L-丙交酯单体单元和D-丙交酯单体单元的均聚物或共聚物。6.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)为包含L-丙交酯单体单元的均聚物。7.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂，还包含约1重量％至约25重量％的环氧树脂。8.一种热熔融粘合剂，包含：具有约1000道尔顿至约40000道尔顿的分子量的60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的1重量％至40重量％的增塑剂；和1重量％至25重量％的环氧树脂。9.根据权利要求8所述的热熔融粘合剂，其中所述增塑剂包含99％的生物基含量。10.根据权利要求8所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)为包含主要量的L-丙交酯单体单元和D-丙交酯单体单元的均聚物或共聚物。11.根据权利要求8所述的热熔融粘合剂，其中所述聚(丙交酯)为包含L-丙交酯单体单元的均聚物。12.一种热熔融粘合剂组合物，包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有约50％至约99％的生物基含量的酯的1重量％至40重量％的增塑剂；0重量％至25重量％的环氧树脂；和0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，所述分子量降低化合物选自弱有机酸、胺、强...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊格内修斯·A·卡多玛，张承忠，迈克尔·D·克兰德尔，吴永康，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US