丙烯酸聚合物改性的湿固化反应性聚氨酯热熔胶粘剂制造技术

具有长晾置时间和／或高原始强度的反应性热熔胶粘剂，其通过使用含有高分子量丙烯酸聚合物的丙烯酸聚合物组分制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热熔胶粘剂，具体而言，涉及反应性热熔胶粘剂，其具有长的晾置时间(open time)和/或提高的原始强度(green strength)以及合适的应用粘度。
技术介绍
热熔胶粘剂在室温下是固体，但一旦加热，即熔化为液体或流体状态，以此形式被用于基底上。一旦冷却，胶粘剂又恢复其固体形式。冷却胶粘剂所形成的坚固相(hard phase)赋予最终胶粘剂以所有粘性(强度、韧度、抗蠕变力和耐热度)。可固化热熔胶粘剂也以熔融态被施用，冷却凝固后，通过化学交联反应进行固化。热熔可固化胶粘剂相对于传统液体固化胶粘剂的优势在于其能够在固化前，经过冷却提供“原始强度”。大多数反应性热熔胶粘剂是湿固化聚氨酯胶粘剂。这种胶粘剂主要由异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物组成，该预聚物与表面或环境湿气反应，进行链延长，形成新的聚氨酯聚合物。聚氨酯预聚物通常由二醇与二异氰酸酯反应而获得。最好使用纯的二醇，而不用具有高官能度的多元醇，以避免形成过多的支链，过多的支链导致差的活化期稳定性(pot stability)。二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)比低分子量的异氰酸酯受欢迎，以最小化挥发性。通过湿气从大气或基底扩散进入胶粘剂，和随后的反应，进行固化。湿气与残留异氰酸酯反应形成氨基甲酸。这种酸不稳定，分解形成胺和二氧化碳。胺很快与异氰酸酯反应，形成脲。最终的胶粘剂产品是主要通过脲基团和聚氨酯基团结合在一起的交联物质。现有技术公开，对大多数应用而言，反应性热熔胶粘剂的性能通过引入低分子量丙烯酸聚合物和/或引入结晶二醇如聚酯而得到基本改进。现有技术胶粘剂是坚韧的，具有好的低温弹性、耐热性和抗化学腐蚀性，并且对极性基底具有特别的粘合力。对其它许多基底的粘合通过加入粘合促进剂如硅烷偶联剂而获得。然而，在合理的应用粘度下，难于取得长的晾置时间和/或高的原始强度。通过使用结晶物质(例如聚酯二醇)，可以实现高的原始强度，但是，这基本限制了可实现的晾置时间。可选地，这可通过使用高分子量的聚氨酯来实现，然而，所形成的应用粘度较高而晾置时间受到限制。EP246473B公开，使用低分子量的丙烯酸聚合物可提高粘合强度。这些低分子量聚合物典型在10,000-30,000克/摩尔范围，和不含活性氢。也可通过使用羟基官能化的丙烯酸聚合物取得高的原始强度，如US5866656(Mn4,000-15,000)和EP1036103(Mw＜60,000克/摩尔)所示例，但分子量或浓度不应太高，否则粘度会太高和/或产品将具有低的粘度稳定性。这可能是每链包含2个以上羟基官能团的丙烯酸聚合物片段所引起。这起因于由官能共聚单体提供的羟基官能度，该共聚单体在自由基聚合反应期间，以统计学方式被引入，将官能度分布提供给聚合物链。尽管本领域有这些进展，但仍然需要改进反应性热熔胶粘剂技术，以扩大这种胶粘剂的应用及其应用有效性。本专利技术正着眼于这种需求。专利技术概述本专利技术提供湿固化反应性热熔胶粘剂组合物，其在合理的应用粘度时具有长的晾置时间和/或高的原始强度。具体而言，使用高分子量丙烯酸聚合物促进链的缠结，增强原始强度，同时保持长的晾置时间，这是因为它们是在比低分子量聚合物更低的浓度下被使用的，而获得相似的应用熔融粘度。本专利技术的一方面涉及聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其包含高分子量丙烯酸共聚物。第二实施方案涉及聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其由高分子量丙烯酸共聚物和低分子量聚合物的结合组成，其特别具有优势。第三实施方案涉及聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其由高分子量丙烯酸共聚物和低分子量丙烯酸组分的结合组成，其中后者可以包含羟基官能团。第四实施方案涉及聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其由高分子量丙烯酸共聚物和非聚合性脂肪和/或芳香二醇的结合组成。第五实施方案涉及聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其包含高分子量丙烯酸共聚物和增粘树脂。该增粘树脂可含或不含羟基官能团。在上述一至五各个方面，组合物可任选包含至少一种聚醚二醇和聚酯二醇。本专利技术进一步的实施方案涉及改进具有合适应用粘度的聚氨酯热熔胶粘剂的晾置时间和/或原始强度的方法，所述胶粘剂包括上述实施方案一至五的高分子量丙烯酸聚合物。本专利技术的另一实施方案涉及将物质粘着在一起的方法，包括将本专利技术的反应性热熔胶粘剂组合物以液体形态施加到第一基底上，将第二基底与施加到第一基底上的组合物接触，以及使施加的组合物处于允许其冷却并固化为不可逆转固体形态的条件下，所述条件包括湿气。本专利技术的再一方面涉及包括本专利技术胶粘剂的制品。专利技术详述除非另外说明，所有百分含量均为胶粘剂组合物的重量百分含量。现已发现，具有长晾置时间和/或高原始强度以及合适应用粘度的胶粘剂可通过使用高分子量丙烯酸聚合物加以制备。本专利技术的可湿固化热熔聚氨酯胶粘剂通过多元醇与含异氰酸酯化合物的混合物在约100℃到130℃的常规温度下进行反应而制得。本专利技术胶粘剂包括异氰酸酯，优选为MDI、丙烯酸聚合物和任选聚醚多元醇、任选聚酯多元醇、任选非聚合脂肪/芳香二醇以及任选增粘剂。总的丙烯酸聚合物浓度在约1到约99wt％的范围，更优选为约5到约75wt％的范围以及更优选为约10到约50wt％范围。高分子量丙烯酸聚合物的分子量(Mw)为60,000到约250,000克/摩尔范围，更优选为60,000-200,000克/摩尔，更优选为60,000-180,000克/摩尔以及更优选为80,000-180,000克/摩尔。平均分子量通过尺寸排阻色谱法(或称为凝胶渗透色谱法)测定，用窄分子量分布的聚(甲基丙烯酸甲酯)标样校正。聚合物可以是线性的或支链的，可由共聚烷基官能(甲基)丙烯酸单体、酸官能(甲基)丙烯酸单体、叔胺官能(甲基)丙烯酸单体组成，可以包含其它不与异氰酸酯官能团快速反应的官能团。丙烯酸聚合物中支链可通过共聚多官能共聚单体和/或使用多官能链转移剂和/或多官能引发剂而引入。优选的实施方案包括高分子量丙烯酸聚合物与低分子量聚合物的混合物。这使得原始强度在比较低的应用粘度下最大化。低分子量聚合物可以是线性的或支链的。支链可通过共聚多官能共聚单体和/或使用多官能链转移剂而引入。高分子量丙烯酸聚合物与低分子量丙烯酸聚合物的比例为约100/0到约5/95范围，优选为约100/0到约25/75范围。任选的低分子量聚合物为线性的或支链的，其平均分子量(Mw)在每摩尔约5,000到约60,000克的范围中，更优选为每摩尔约5,000到约40,00克的范围，及更优选为每摩尔约10,000到约30,000克的范围中。该聚合物可以是线性的或支链的，可由，但不限于，共聚烷基官能(甲基)丙烯酸单体、酸官能(甲基)丙烯酸单体、叔胺官能(甲基)丙烯酸单体或羟基官能化(甲基)丙烯酸共聚单体组成。后者选项通过共价键结合进入聚氨酯结构而进一步提高原始强度。其它官能共聚单体包括但不限于胺、异氰酸酯和硫代官能单体。本专利技术的反应性热熔组合物可用于粘结由许多基底(材料)组成的物件，包括但不限于，各种木材、金属、聚合物、玻璃和纤维或织物。因此，这种胶粘剂特别用于以下应用，例如，门的制造，包括入口门、车库门和类似物；建筑板的制造；将组件粘着在交通工具和类似物的外部；水塔；粘着在外表面；粘着高度倾斜的木材和船舶以及汽车应用。其它非限制性的使用包括织物粘结应用(地毯和服装)、用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯热熔胶粘剂组合物，其包括异氰酸酯和丙烯酸聚合物，其中所述丙烯酸聚合物是高分子量丙烯酸聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A斯拉克，
申请(专利权)人：国家淀粉及化学投资控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]