混合增塑溶胶/热熔体组合物制造技术

一种多组分粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包括聚合物增强相组分和吸附相组分，所述两相都是非均匀分散在液体组分中的颗粒，其中所述增强相组分与所述液体组分基本上不相容，所述吸附相组分与所述液体组分相容或者与所述增强相组分相比具有更明显的相容性，并且所述增强相与吸附相组分彼此部分相容，所述组合物具有液态分散体的流变特征并且能在升温下熔融共混，冷却时固化成固体粘合剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粘合剂组合物，更具体地讲，涉及特别适合用作包装等用途的粘合剂的混合增塑溶胶/热熔体组合物。
技术介绍
热熔性粘合剂为一种在室温下是固体的粘合剂，它以熔体形式涂到待粘合的基材上，将所述基材结合到一起后在冷却下发生固化。在热塑性粘合剂的情况下，因为没有交联所以这个操作可无限重复。它们主要基于例如聚酰胺、聚酯或聚烯烃等聚合物。这些聚合物一般决定了与粘合剂层的粘性、强度和温度行为有关的性能。为了得到具体应用的特殊性能，可加入添加剂，例如增加粘合性的增粘剂、提高挠性的增塑剂、缩短敞开熔化时间(open time)的蜡或者改善形态的结晶加速剂。热熔性粘合剂广泛用于包装行业，例如用于容器和纸箱密封、槽成形和箱成形。待粘合的基材包括新的和再生的牛皮纸、高密度和低密度牛皮纸、纸板以及各类经处理的和覆盖涂层的牛皮纸和纸板。复合材料也可用于包装应用例如用于包装酒精饮料。这些复合材料可包括层压到铝箔上的纸板，该纸板还可进一步层压至膜材料(例如聚乙烯、迈拉、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯和各种其它类型的薄膜)上。此外，这些膜材料也可直接粘到纸板或牛皮纸上。上述基材并非穷举，因为相当多的基材，特别是复合材料均可用于包装行业。提供如下粘合剂组合物是有利的所述粘合剂组合物在室温下为液态，在升高的温度下为热熔性溶液并且冷却后为固态粘合剂。对于某些包装和相关应用，还需要提供尽可能符合下列技术规范的粘合剂在室温下为液态；长期储存稳定(至少一年)；无氯；低挥发性；易于通过重力泵送进料至齿轮泵或活塞泵；在140°F下储存基本上不受影响；低成本；易于不经处理(没有混合)直接使用；当被泵抽或者加压时不会“堵塞(pack out)”、分离或变化；在升高的温度下熔化变成熔融的粘合剂；经FDA认可能间接接触食物；在熔化温度下具有良好的热稳定性；熔融粘度＜10,000cps；Tg与常规EVA包装级热熔体类似；在350°F下使用时，敞开熔化时间(open moltentime)为大约7秒；两个基材之间的压合固化时间为大约2秒；能够在粘土涂覆的印刷卡纸上产生纤维撕裂粘合；可发泡至使密度降低50％，但同时保持其它粘合性能；并且可与高达30phr的填料混合。优选实施方案的详细描述本专利技术涉及基于功能化特殊材料共混物而研制的液态增塑溶胶/热熔体混合粘合剂技术。所述粘合剂在室温下为液态分散体形式，并且可在高达大约140°F的温度下以稳定的液态储存。所述液态粘合剂被设计为当将所述分散体暴露在超过300°F的温度中时可熔融和熔化。经适当混合后，被分散的各组分形成了溶解、熔化的“热熔性”溶液，它可象其它热熔性粘合剂一样涂到各种基材上用作工业粘合剂以及用于包装应用。当被涂布之后，熔化的热熔体冷却后可形成固态粘合剂，这种固态粘合剂与普通粘土涂覆的造纸原料粘合时可产生纤维撕裂。所述热熔性粘合剂可在加工温度下热稳定超过五小时，并且与其它热塑性粘合剂一样，它可再熔化，冷却后重复使用。获得纤维撕裂粘结强烈依赖于混合(因为有两种聚合物组分)和活化时间。不充分的混合可导致粘合剂粘着失效。类似地，优选将所述粘合剂在超过350°F的温度下熔化和混合以活化化学物质；否则，所述粘合剂可能粘着失效。本专利技术的粘合剂组合物是基于各种材料的共混物，其中每种材料作为颗粒分散于液态介质中。混合及涂布所述粘合剂组合物的独特技术也得到了发展。基于颗粒赋予成品粘合剂特定功能的能力和其在储存温度下耐液体吸附的能力来选择所述颗粒。更具体地讲，已经发现本专利技术的增塑溶胶/热熔体混合物包括液相，可作为分散组分的介质；增强相，为粘合剂在最终应用中提供需要的粘结强度；和吸附相，防止液相在热熔加工、施涂以及最终使用期间渗出。所述粘合剂组合物也优选包括活化剂，它可活化化学物质并且有助于防止所述化学物质在成品中渗出；热稳定剂，可提供加工温度下的热稳定性；和用于控制粘度、成本、固化时间、发泡等的第二种添加剂(任选)。在特别优选的实施方案中，所述液相包含矿物油；所述增强相包含(乙烯-醋酸乙烯酯)共聚物、(乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸)三元共聚物、(乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐)三元共聚物或其混合物组成；所述吸附相包括(丙烯-马来酸酐)共聚物，它可单独使用或者与其它组分(如聚丙烯均聚物、增粘剂如季戊四醇的松香酯或其混合物)混合；所述活化剂包括二元羧酸如癸二酸或十二烷二酸；所述热稳定剂包括Ciba公司的Irganox 1010(位阻酚)和Irganox PS800(硫代二丙酸二月桂酯)的混合物；并且任选的第二种添加剂包括一种或多种包括但不限于下列物质的组分例如粘土填料、炭黑、无机或有机颜料、发泡剂如偶氮双二碳酰胺、发泡剂催化剂如氧化锌或其任何组合。在其它优选实施方案中，可控制各种组分的比例，使得增强相的量超过吸附相。这种方法可保持足够的粘结强度，并且防止成品中渗出液体。在另一个实施方案中，粘结强度和劲度还可通过结合纳米颗粒来增强，其中发现混合这些颗粒的方法对于获得最佳性能很重要。在一个设想中，纳米颗粒聚集体可在热熔体的熔化状态下被隔离，而在另一个设想中，它们可在分散状态下预-隔离。在第一个设想中，将纳米颗粒聚集体加到所述分散体中，分散态粘度几乎没有或者没有变化。然后在熔融加工阶段隔离所述聚集体以生成真正的纳米复合粘合剂。这种设想的优点是液态分散体易于通过简单的低剪切混合制备。同样，所得的分散体的粘度较低，这样它易于作为液体处理(也就是通过泵抽、浇注等)。在第二个设想中，可故意在分散态预-隔离(部分地或完全地)所述聚集体以产生具有不依赖于有机组分浓度的可控流变性能(范围是从流体的流变性能至凝胶的流变性能)的混合物。这种设想的优点是可加工需要更高粘度的分散体(同时不改变化学组成)。但是，无论使用哪种设想，只有当纳米聚集体在成品固态粘合剂中被隔离之后才可获得提高的物理性能。也可控制液体与聚合物的总比例，使得可在储存稳定性、热熔体粘度和成品的粘结强度之间保持平衡。一般地，较高含量的液体必须使用较高含量的吸附相(防止渗出)，而这可降低粘合剂的粘结强度。需要使用最少量的活化剂(二元酸)，这既可防止渗出又能活化粘合剂的化学组分。令人惊奇地是，所述活化剂在没有吸附相时不起作用。需要注意的是这些组分在混合中产生了令人惊奇的协同作用，形成了液态增塑溶胶/热熔体混合粘合剂。省略任何基本组分都将导致粘合剂性能受损。此外，协同作用仅在材料充分混合并且化学物质充分活化后实现；混合与活化都取决于处理及施涂方法。一般地，液相可使组合物在室温下以液体形式进行包装，这是本专利技术独特的和想要的方面。可通过几个约束条件选择液体，包括成本、与吸附相的相容性、在升高的温度(在处理中)和最终使用温度下的挥发性以及应用时与食品间接接触的可接受性。在本专利技术的一个特别优选的实施方案中，由矿物油组成液相。但是，根据应用，所述液相可为任何低挥发性液体化合物，只要它与成品制剂中的吸附相相容。这种液体可为反应性的(例如丙烯酸、环氧化物、异氰酸酯基材料、三烷氧基硅烷和其水解的和/或低聚的产物、酸功能化产物如异硬脂酸)；或非反应性的(例如脂肪烃，二元酸如己二酸、癸二酸和邻苯二甲酸的烃类酯，一元酸的酯，天然脂肪酸的酯如油酸甲酯、二油酸甘油酯，植物油如大豆油、环氧化大豆油等)或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·C·斯顿普豪泽，A·A·帕克，
申请(专利权)人：威廉·C·斯顿普豪泽，
类型：发明
国别省市：