自发泡热熔粘合剂组合物以及制成并且使用它们的方法技术

本发明专利技术涉及自发泡热熔粘合剂组合物以及制成并且使用它们的方法。自发泡热熔粘合剂组合物是通过将包括化学发泡剂和相容的载体(液体或熔融的)的分散体浓缩物与熔融的基础热熔粘合剂组合物在低于该化学发泡剂的分解温度的温度下掺合形成的。将再凝固的材料通过装置加工，该装置将该材料加热高于此种化学试剂的分解温度并且在被分配之前使其冷却低于此种温度。该装置优选地包括传感器以及被配置成防止在加工过程中该材料累积不利的热历程的控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景专利
本专利技术涉及自发泡热熔粘合剂组合物以及制成并且使用它们的方法。更特别地，本专利技术涉及自发泡热塑性热熔组合物，制造自发泡热塑性热熔组合物的方法，用于活化自发泡热塑性热熔组合物的加工设备以及用于使用自发泡热塑性热熔组合物将一个或多个衬底粘附地粘合在一起的方法。相关技术的简要说明发泡粘合剂使闭合泡孔气泡均匀分布遍及基体。使用发泡热熔粘合剂存在许多益处，这些益处包括对于等效的粘合性能减少的粘合剂消耗、较长的粘合剂开放时间，较低的BTU含量/等量体积粘合剂，降低的重量/粘合(导致较低的成本以及较低的能量消耗)。例如包括在美国专利号4,200,207、4,059,714、4,059,466、4,555,284和在WO2013/078446中描述了各种泡沫热熔组合物以及制成它们的方法。生产热熔泡沫的已知方法是计量加入并且在升高的压力(例如，300psi并且高于)下将惰性气体混合至熔融的热熔融物内。在压力下气体溶解至该热熔融物内，但是当该熔融材料从加压的分配设备分配至标准大气压内时，产生泡沫。不幸地，这种机械工艺不产生一致的且均匀的泡沫密度。美国专利号4,059,714传授了使用如在美国专利号4,200,207中描述的泵。此泵具有两个阶段，其中气体被供应至第二阶段与热熔融物混合，被加压，并且当被分配至大气压内时最后产生发泡的热熔融物。在实践中，已知的是空化在该泵的第二阶段中发生，这导致其迅速地磨损。随着泵磨损，泡沫的品质和密度降低，因此要求频繁昂贵的泵修理或者更换。这种工艺要求再循环回路，该回路使未被分配的热熔融物返回到该泵的第二阶段。用被加热的返回软管实现再循环，这些软管是昂贵且笨重的。被返回到该泵的第二阶段的材料有助于引起不均匀的泡沫密度。美国专利号4,059,466详细地描述了发泡的热熔融物的益处。此专利的权利要求书限定了一种通过以下方式用热塑性粘合剂粘合的方法：“加热固体热塑性粘合剂和发泡剂”、然后使所述材料加压、加热它至该发泡剂的分解温度、然后将该熔融的热熔融物分配至标准大气压内，其中它膨胀成闭合的泡孔泡沫。由于若干技术障碍，此工艺没有在工业中使用并且尚未得到商业接受，这些障碍包括：a)该固体热塑性粘合剂粒料和该发泡剂粉末以极其不同的粒度存在。当这些组分混合在一起时，该粉状的发泡剂任意分布遍及该热熔融物粒料。因此，该热熔融物的一些部分没有发泡剂，而其他部分具有非常高浓度的发泡剂。发泡剂的不均匀分布引起泡沫密度的极端变化性，从而使其商业上是不能接受的。具有高浓度的发泡剂的热熔融物的那些部分以如此大的体积膨胀，使得它们引起该泡沫坍塌并且还在挤出物中产生空气间隙以及空隙。类似地，不具有发泡剂的热熔融物的部分根本没有泡沫。b)该发泡剂粉末通过重力沉降，从而使与该加热的槽地板和槽壁直接接触。此发泡剂粉末的一些甚至在该粒料热熔融物变成熔融的之前分解。这进一步有助于在商业应用中的不能接受的泡沫均匀性。c)美国专利号4,059,466描述了对于热熔发泡剂粉末混合250°F的熔融温度。对于适应热熔粘合剂的高速自动应用这是不切实际的低温。在250°F下，大部分热熔融物的熔融速率低于自动化生产线的要求速率，d)热熔融物应用设备总体上对于生产线人员是可理解的。对于这些个人改变设备、温度和压力设置是常见情况。在此专利中指定的发泡剂在350°F以及高于350°F的温度下开始分解并且产生气体。如在图1上示出的，其是公开可获得的曲线图，示出了邻苯二甲酸二辛酯中的偶氮二甲酰胺(CELOGENAZ-130)的分解速率，该分解速率是温度下的时间的函数。在此专利中披露的方法不具有监控该熔融的热熔发泡剂混合的累积的热历程的规定。因此，当该累积的热历程达到分解点时，将在开向大气的熔融物槽中产生热熔泡沫。当在该熔融物槽中发生泡沫膨胀时，该泡沫从该槽溢出，污染周围区域，呈现危险的烧伤危害并且焚化电子控制。美国专利号4,059,466还描述了一种通过以下方式生产热熔泡沫的方法：首先加热固体热熔颗粒和发泡剂粉末共混物至其中该共混物变成熔融的但是低于该发泡剂的分解温度的温度(T-1)，然后泵送并且使所述熔融的组合物加压通过热源以增加其温度至该发泡剂的分解温度(T-2)，然后在其膨胀至热熔泡沫内时将所述组合物分配至大气压内。此专利指定了大约375°F的粘合剂施加温度，其低于分解100％该发泡剂需要的温度。在375°F下，放出的气体量将取决于该材料保持在此温度下的时间长度。因此，当材料消耗速率改变时，泡沫密度将改变。在升高的温度下化学发泡剂分解产生气体。分解速率是时间和温度的函数。随着温度增加，活化并且分解该发泡剂需要的时间长度降低(参见，例如，图1)。图1揭示了在383°F和低于383°F的温度下，不是所有的偶氮二甲酰胺都分解，甚至在温度下在30分钟之后。除非实现392°F和高于392°F的温度，在较低温度下分解的偶氮二甲酰胺的量将变化。因此，由所产生的气体体积产生的泡沫密度取决于材料保持在低于392°F的任何给定温度下的时间长度。在自动化的热熔融物应用中，随着生产线改变速度或者在停工时间过程中例如改变分配喷嘴，对于午休时间或者中断材料消耗速率的任何其他情况固定线拥挤，每单位时间消耗的热熔融物的量不断地改变。因为在热熔融物消耗上的这个变化性，低于392°F的任何分解温度将导致不一致且可改变的发泡剂分解和放出气体的量。这进而导致所产生的热熔泡沫的密度的变化性。因为沉积的粘合剂的可变体积能够引起粘合失效、可改变的凝固时间(太快或太慢)、以及可变的粘合表面区域，可变的泡沫密度在自动化的热熔融物生产线上是不能接受的。另外，在375°F和高于375°F的温度下，热熔融物经受热降解，损失物理特性并且降低粘合剂性能。此外，在这些升高的温度下，大部分热熔融物由于泡孔聚结、泡孔破裂以及泡沫收缩具有太低而不能支持可接受的泡沫形成的粘度。专利技术的简要概述为了避免可能在需要实现发泡剂的完全分解的升高的温度下发生的自发泡热熔粘合剂组合物的热降解，必要的是冷却该热熔融物。存在两种条件，在这两种条件下冷却该热熔融物低于该发泡剂的分解温度是必要的。第一条件适用于将该热熔发泡剂掺和物的温度增加至该发泡剂的分解温度所利用的加热设备。如果在发泡剂分解温度下保持持续延长的时间周期，热熔融物将开始降解，如果由于生产线停车，热熔融物消耗的速率变慢或者停止，发生降解。当此发生时，该热熔融物的温度必须主动地减小。第二条件是在被分配到被粘合的衬底上之前，在第二条件下该热熔融物温度应该被降低低于该发泡剂的分解温度。该热熔融物淀积温度必须是足够低的以防止泡沫泡孔聚结、泡孔破裂以及泡沫收缩。该热熔融物淀积温度可以被进一步减小以降低该分配的粘合剂的BTU含量，使得可以减少凝固以及形成粘合花费的时间(凝固时间)。本专利技术提供了生产自发泡热熔粘合剂组合物的简化的、成本有效的方法，以及用于生产并且分配它们的设备和方法。在一个实施例中，本专利技术提供了一种具有加热和/或冷却熔融的热熔融物两者的双重能力的装置。它运行以将热熔融物和发泡剂的熔融的掺和物提高至该发泡剂的分解温度，并且当必要时，降低热熔融物的温度以避免热降解并且提供最佳的热熔融物分配温度。在本专利技术的一个实施例中，在被结合至热熔融物材料内之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制成自发泡热熔粘合剂组合物的方法，该方法包括：将化学发泡剂分散在载体中以形成浓缩物；并且在高于基础热熔粘合剂组合物的熔融温度但是低于该化学发泡剂的分解温度的温度下，将该浓缩物掺合至该基础热熔粘合剂组合物内以形成掺和物；并且冷却该掺和物以获得该自发泡热熔粘合剂组合物；其中该化学发泡剂呈具有在3至100微米的范围内的平均粒度的粉末的形式，并且其中该载体是或者(1)与该基础热熔粘合剂组合物相容的液体，或者(2)该基础热熔粘合剂组合物的熔融的低粘度组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.17 US 62/038,3211.一种用于制成自发泡热熔粘合剂组合物的方法，该方法包括：将化学发泡剂分散在载体中以形成浓缩物；并且在高于基础热熔粘合剂组合物的熔融温度但是低于该化学发泡剂的分解温度的温度下，将该浓缩物掺合至该基础热熔粘合剂组合物内以形成掺和物；并且冷却该掺和物以获得该自发泡热熔粘合剂组合物；其中该化学发泡剂呈具有在3至100微米的范围内的平均粒度的粉末的形式，并且其中该载体是或者(1)与该基础热熔粘合剂组合物相容的液体，或者(2)该基础热熔粘合剂组合物的熔融的低粘度组分。2.根据权利要求1所述的方法，其中该化学发泡剂选自下组，该组由以下各项组成：偶氮二甲酰胺、氧基双(苯磺酰肼)、甲苯磺酰肼、三肼基三嗪、对甲苯磺酰基氨基脲、碳酸氢钠以及碳酸氢钾。3.根据权利要求1所述的方法，其中该化学发泡剂是偶氮二甲酰胺。4.根据权利要求1所述的方法，其中该液体包括矿物油、环烷油和/或增塑剂。5.根据权利要求1所述的方法，其中该化学发泡剂是以按重量计从约5％至70％的量存在于该浓缩物中。6.根据权利要求1所述的方法，其中该化学发泡剂是以按重量计从约0.1％至约8％的量存在于该自发泡热熔粘合剂组合物中。7.一种根据权利要求1-6所述的方法制成的自发泡热熔粘合剂组合物。8.一种活化并且分配自发泡热熔粘合剂组合物的方法，该方法包括：在低于存在于该自发泡热熔粘合剂组合物中的化学发泡剂的分解温度的温度温度下，熔融该自发泡热熔粘合剂组合物以形成熔融物；通过被配置成将该熔融物加热至或高于已知该化学发泡剂完全分解的预定温度的装置泵送该熔融物，同时将该装置中的加热的熔融物加压；在压力下冷却该加热的熔融物至低于其中该发泡剂被完全分解的温度的温度；并且将该冷却的熔融物分配至大气压的区域内并且允许其发泡。9.根据权利要求8所述的方法，其中该自发泡热熔粘合剂组...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·C·斯顿普豪泽，
申请(专利权)人：弗麦提克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US