热熔性粘合剂及其用途制造技术

一种包含乙烯共聚物、增粘剂和蜡的热熔性粘合剂可用于粘结由聚合物层压的纸板制成的基层。该粘合剂尤其可用于包装应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供具有优秀抗冷和抗热性能的热熔性粘合剂。该粘合剂尤其用于粘结聚合物层压的纸板。
技术介绍
用于包装食品和生活消费品的盒子和纸板箱需要具有抗冷和抗热性能。通常，所需粘合体的完全纤维撕裂温度为0°F至140°F。尽管基于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯丙烯酸正丁基酯(EnBA)的热熔性粘合剂通常用于盒子和纸板箱的密封操作，但当这种类型的粘合剂用于粘结由聚合物层压纸板制成的基层时，由于粘合剂不能有效的穿透表面导致粘结强度降低。另外，还缺乏所需要的抗冷和热的性能，例如目前市售的基于EVA/EnBA的热熔性粘合剂并不符合抗热性的需要(完全纤维撕裂在140°F)。为了确保盒子/纸板箱符合所需板的抗冷和抗热性(0°F至140°F)，包装公司通常使用基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SBS)和/或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SIS)的热熔性粘合剂来密封由聚合物膜层压纸板制成的盒子或纸板箱。虽然基于SIS/SBS的热熔性粘合剂为聚合物层压的基层提供了良好的胶结完整性和优秀的抗冷和热的性能，但它还有一些缺点。首先，与EVA/EnBA热熔性粘合剂相比，基于SIS/SBS的热熔性粘合剂的热稳定性差。例如，在350°F下进行72小时的标准热稳定性测试，粘性会下降超过85％。热稳定性差意味着胶粘剂适用期短。而且，在使用该粘合剂时会导致烧焦而阻塞软管和/或喷嘴。其次，基于SIS/SBS的热熔性粘合剂与基于EVA/EnBA的热熔性粘合剂不相容，这使得在在线粘合应用时，转换器/包装机在这两种类型的粘合剂之间转换变得困难(例如在清扫方面等)。另外，由于基于SIS/SBS的热熔性粘合剂非常有弹力，其通常具有慢的凝固速度，从而导致了包装生产线速度缓慢。因此需要研发可用于粘结聚合物层压基层的基于EVA/EnBA的热熔性粘合剂，其能够提供与基于SIS/SBS的热熔性粘合剂一样良好的胶结完整性和优秀的抗冷和热的性能(从0°F至140°F)并且同时避免关于SIS/SBS所存在的问题。本专利技术满足该项需求。专利技术概述本专利技术提供一种热熔性粘合剂制剂，其具有高抗热性和抗冷性。当用于盒子和纸板箱的密封操作时，优选的粘合剂具有至少约125°F的抗热性，更优选至少约140°F，以及具有低至约40°F的抗冷性，更优选低至约0°F。该粘合剂在用于粘结聚合物层压的纸板制成的基层时尤其具有优势。该粘合剂包括乙烯共聚物的混合物，更特别的是具有高极性含量和低熔体流动指数的乙烯共聚物以及低极性含量和高熔体流动指数的乙烯共聚物的共混物。通常，在本专利技术制剂中，具有高极性含量和低熔体流动指数的乙烯共聚物的量高于低极性含量和高熔体流动指数的乙烯共聚物。本专利技术粘合剂进一步包括极性增粘剂和蜡，和还可任选包括相容剂。优选的实施方案中，增粘剂为软化点约115至约140℃的萜烯酚。优选的相容剂为软化点小于约115℃的萜烯酚。特别优选的粘合剂包括约20至约45wt％的具有从约33至60wt％的乙烯基含量和熔体流动指数小于约400克/10分钟的乙烯乙酸乙烯酯、约1至约30wt％的具有小于约32wt％的乙烯基含量和熔体流动指数大于400克/10分钟的乙烯乙酸乙烯酯、约2至约40wt％的软化点为约115至约140℃的萜烯酚、约0至约10wt％的软化点小于约115℃的萜烯酚、20至45wt％、以及0至约4wt％稳定剂。包含所述热熔性粘合剂的制造品包括但不限制于包装盒和纸板箱、包装品，使用所述粘合剂来密封和/或制成盒子、纸板箱、纸盒、袋子、书等等的方法，以及将第一基层与相似或不同的第二基层相粘结的方法均包括在本专利技术中。在本专利技术的实践中，第一基层或第二基层中的至少一个、或两者均可以为聚合物层压的纸板。专利技术详述本专利技术提供热熔性粘合剂组合物以及用该粘合剂来粘结第一基层与第二基层的方法。优选的实施方案中，将要与第二基层粘结的至少一个基层为聚合物层压的纸板。该粘合剂具有良好的粘结强度和高抗冷和热的性能并且有利地用于盒子和纸板箱的制造和有利地用于容器例如盒子或纸板箱，尤其是那些由聚合物层压的纸板制成的容器的密封。已经发现，形成的EVA/EnBA热熔性粘合剂具有(1)对于粘结聚合物膜层压纸板的良好胶结完整性和良好抗冷和热的性能(完全纤维撕裂在0°F至140°F)，(2)比基于SIS/SBS的热熔性粘合剂更好的热稳定性，(3)与其它的基于EVA/EnBA的热熔性粘合剂之间的良好相容性，(4)比基于SIS/SBS的热熔性粘合剂更快的凝固速度，(5)在350°F时粘性低于1500cps，以确保可以在现有的粘合剂应用仪器(例如Nordson，Inc.公司的缝口模头挤塑)上使用，和(6)低于330°F的浊点，以在施用温度下(例如350°F)保持热熔性粘合剂为单相。本专利技术的粘合剂组合物包括至少一种乙烯共聚物，和可以包括两种或多种聚合物的混合物。此处所用的术语“乙烯共聚物”是指乙烯的均聚物、共聚物和三元共聚物。聚合物组分的含量通常在约10％至约60％，更优选在约20％至约45％，更优选在约25％至约35％。乙烯共聚物的例子包括具有一种或多种能与乙烯共聚的极性单体的共聚物，例如乙酸乙烯酯或其它一元羧酸的乙烯基酯，或丙烯酸或甲基丙烯酸或它们与甲醇、乙醇或其它醇形成的酯。其包括乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸正丁酯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸酯和它们的混合物。其它例子包括但不仅限于回收的聚对苯二甲酸乙二酯和聚乙烯、乙烯/α-烯烃的互聚物、聚-(丁烯-1-共聚-乙烯)、无规立构的聚丙烯、低密度聚乙烯、均匀线性的乙烯/α-烯烃的共聚物、低熔体流动指数的丙烯酸正丁酯共聚物、乙烯乙烯基酯共聚物。无规共聚物和嵌段共聚物，以及它们的混合物均可用于本专利技术的实践。用于本专利技术实践的优选粘合剂包括至少一种乙烯丙烯酸正丁酯共聚物和/或乙烯乙酸乙烯酯共聚物。乙烯丙烯酸正丁酯共聚物可从Elf Atochem North America，Philadelphia，PA公司下的商品名Lotryl，从Exxon Chemical Co.公司的商品名Enable(例如EN33330，其具有熔体流动指数约330克/10分钟和丙烯酸正丁酯在共聚物中的含量约为33重量％，和EN33900，其具有约900的熔体流动指数和丙烯酸正丁酯在共聚物中的含量约为35重量％)，以及从Millennium Petrochemicals公司的商品名Enathene(例如EA 89822，其具有熔体流动指数约400克/10分钟和丙烯酸正丁酯在共聚物中的含量约为35重量％)来获得。乙烯乙酸乙烯酯共聚物可从DuPont Chemical Co.，Wilmington，DE的商品名Elvax(例如Elvax210，其具有熔体流动指数400克/10分钟和乙酸乙烯酯在共聚物中的含量约为28重量％，Elvax205W，具有800的熔体流动指数和乙酸乙烯酯在共聚物中的含量约为28重量％，和Elvax410，其具有500的熔体流动指数和乙酸乙烯酯在共聚物中的含量约为18重量％)来获得。其它乙烯乙酸乙烯酯共聚物可从Exxon Chemical Co.公司的商品名Escorene(例如UL 8705)来获得并且也可从Millennium Petrochemic本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高抗热性和抗冷性热熔性粘合剂制剂，其包括具有高极性含量和低熔体流动指数的乙烯共聚物、具有低极性含量和高熔体流动指数的乙烯共聚物、极性增粘剂和蜡。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LZ龚，JW诺维基，R拉姆巴，JB帕特尔，
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]