可固化组合物和作为粘结剂的用途制造技术

提供一种包括聚合物的可固化组合物，该聚合物包括作为共聚单元的如下单体：包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体，和至少一种某些包括羟基的单体，其中羧酸基团、酸酐基团、或其盐当量数对羟基当量数的比例为约１／０．０１－约１／３，和其中采用固定碱将羧酸基团、酸酐基团、或其盐中和到小于约３５％的程度。也提供一种采用可固化组合物处理基材的方法和一种带有固化组合物的基材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可固化组合物及其在处理基材的方法中的用途。特别地可固化组合物包括聚合物，该聚合物包括作为共聚单元的如下单体带有羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体，和通式I的带有羟基的单体，CH2＝C(R1)CH(R2)OR3(I)其中R1和R2独立地选自氢、甲基、和-CH2OH；和R3选自氢、-CH2CH(CH3)OH、-CH2CH2OH和(C3-C12)多元醇残基；或通式II的带有羟基的单体， 其中R选自CH3、Cl、Br、和C6H5，和R1选自H、OH、CH2OH、CH(CH3)OH、缩水甘油基、CH(OH)CH2OH、和(C3-C12)多元醇残基；其中羧酸基团、酸酐基团、或其盐当量数对羟基当量数的比例为约1/0.01-约1/3，和其中采用固定碱将羧酸基团、酸酐基团、或其盐中和到小于约35％的程度。也提供采用可固化组合物处理基材的方法。在处理基材的方法的一些实施方案中，可固化组合物可用作涂料的粘结剂，用作纤维素基材，例如，纸滤器和固结木材制品的粘结剂，和用作非织造物，例如，尼龙衬料、聚酯絮填物、和玻璃纤维绝缘物的粘结剂。长期需要可固化组合物，特别需要这样的组合物，该组合物在贮存时或在固化期间，例如包含或释放较少或，优选不包含或释放甲醛同时在一定温度下提供有效的固化水平一定的时间，该温度和时间对于要处理的基材是可接受的和与加工期间能量使用最低实际水平一致。U.S.专利No.5427587和5661213公开了无甲醛可固化组合物及其作为耐热非织造物和纤维素基材的粘结剂的用途。该组合物包括(a)带有至少两个羧酸基团、酸酐基团、或其盐的多元酸；(b)带有至少两个羟基的多元醇；和(c)含磷促进剂，其中羧酸基团、酸酐基团、或其盐当量数对羟基当量数的比例为约1/0.01-约1/3，和其中采用固定碱将羧基、酸酐基团、或其盐中和到小于约35％的程度。仍然需要更容易的固化；这样的情况可以表现为在固定成套固化条件(时间，温度)下更快速的固化或在更低温度、更短时间下的相等固化，或具有相对于先前组合物的降低数量固化催化剂或无固化催化剂。本专利技术的组合物提供这样的容易固化。根据本专利技术的第一方面，提供一种可固化组合物，该组合物包括作为共聚单元的如下单体的聚合物包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体，和通式I的包括羟基的单体，CH2＝C(R1)CH(R2)OR3(I)其中R1和R2独立地选自氢、甲基、和-CH2OH；和R3选自氢、-CH2CH(CH3)OH、-CH2CH2OH和(C3-C12)多元醇残基；或通式II的包括羟基的单体， 其中R选自CH3、Cl、Br、和C6H5，和R1选自H、OH、CH2OH、CH(CH3)OH、缩水甘油基、CH(OH)CH2OH、和(C3-C12)多元醇残基；其中该羧酸基团、酸酐基团、或其盐当量数对该羟基当量数的比例为约1/0.01-约1/3，和其中采用固定碱将该羧酸基团、酸酐基团、或其盐中和到小于约35％的程度。根据本专利技术的第二方面，提供一种处理基材的方法，该方法包括(a)形成本专利技术第一方面的可固化组合物；(b)接触该基材与该可固化组合物；和(c)在约100℃-约400℃的温度下加热该可固化组合物。根据本专利技术的第三方面，提供带有本专利技术第一方面的可固化组合物的基材。本专利技术的可固化组合物包括作为共聚单元的如下单体的聚合物包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体，和通式I的包括羟基的单体，CH2＝C(R1)CH(R2)OR3(I)其中R1和R2独立地选自氢、甲基、和-CH2OH；和R3选自氢、-CH2CH(CH3)OH、-CH2CH2OH和(C3-C12)多元醇残基；或通式II的包括羟基的单体， 其中R选自CH3、Cl、Br、和C6H5，和R1选自H、OH、CH2OH、CH(CH3)OH、缩水甘油基、CH(OH)CH2OH、和(C3-C12)多元醇残基。此聚合物在此称为“本专利技术的聚合物”。本专利技术的聚合物包括作为共聚单元的包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体。聚合物优选是加聚物。可以优选在1wt％-99wt％的水平下，更优选在10wt％-90wt％的水平下，使用羧酸单体，例如，甲基丙烯酸、丙烯酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、2-甲基马来酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、环己烯二羧酸、2-甲基衣康酸、α-亚甲基戊二酸、马来酸单烷基酯、和富马酸单烷基酯、及其盐；和烯属不饱和酸酐，例如，马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸酐、和甲基丙烯酸酐，基于聚合物的重量。包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的优选单体是丙烯酸和马来酸、及其盐、和马来酸酐。在某些实施方案中，本专利技术的聚合物优选在1wt％-99wt％的水平下，更优选在10wt％-90wt％的水平下，包括作为共聚单元的，通式I的包括羟基的单体，CH2＝C(R1)CH(R2)OR3(I)其中R1和R2独立地选自氢、甲基、和-CH2OH；和R3选自氢、-CH2CH(CH3)OH、-CH2CH2OH和(C3-C12)多元醇残基；或通式II的包括羟基的单体， 其中R选自CH3、Cl、Br、和C6H5，和R1选自H、OH、CH2OH、CH(CH3)OH、缩水甘油基、CH(OH)CH2OH、和(C3-C12)多元醇残基，基于聚合物的重量。优选的含羟基单体是烯丙醇和3-烯丙氧基-1，2-丙二醇。通式I和通式II的单体可以由本领域技术人员已知的各种合成途径制备。例如，烯丙基氯可以与各种多羟基化合物反应以得到，例如，糖、甘油、赤藓醇和季戊四醇的相应烯丙氧基衍生物。或者，烯丙醇可以与各种卤甲基衍生物，特别是氯甲基化合物反应，以制备烯丙氧基衍生物；例如，烯丙醇与环氧氯丙烷的反应生产3-烯丙氧基-1，2-丙二醇。乙烯基二醇，如1-丁烯-3，4-二醇，例如可以由U.S.5336815中所述的那些方法制备。在含水聚合的条件下水解成通式I烯丙氧基化合物的烯丙氧基化合物，例如烯丙基缩水甘油醚也用作生产本专利技术聚合物添加剂的单体。用于制备通式I的烯丙氧基化合物的含(C3-C12)多元醇包括，例如，(C3-C6)多羟基化合物如赤藓醇、季戊四醇和甘油；和糖醇如木糖醇、山梨醇和甘露醇。另外合适的含(C3-C12)多元醇包括，例如，多羟基醛和酮糖如葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、赤藓糖和苏糖。在表I中给出合适不饱和不可电离单体的例子，该单体包括基于含(C3-C12)多元醇的代表性单体例子(化合物，，，，和；参见R3基团)。在此使用的前缀“(C3-C12)”和“(C3-C6)”分别表示包含3-12个碳原子和3-6个碳原子的有机化合物或有机化合物的结构部分。在此使用的术语“多元醇”和“多羟基”表示包含两个或多个羟基的有机化合物或有机化合物的结构部分。表I 本专利技术的聚合物可非必要地包括作为共聚单元的，包括羧酸基团、酸酐基团、或盐的单体和通式I或通式II的包括羟基的单体以外的单体，例如丙烯酸酯单体，该丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸癸酯、和甲基丙烯酸羟丙酯；丙烯酰胺或取代丙烯酰胺；苯乙烯；丁二烯；醋酸乙烯酯或其它乙烯基酯；丙烯腈或甲基丙烯腈等。在优选的实施方案中，可固化组合物是可固化含水组合物。“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化组合物，包括：包括作为共聚单元的如下单体的聚合物：包括羧酸基团、酸酐基团、或其盐的单体，和通式Ⅰ的包括羟基的单体，ＣＨ↓［２］＝Ｃ（Ｒ↓［１］）ＣＨ（Ｒ↓［２］）ＯＲ↓［３］（Ⅰ）其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］独立地选自氢、甲基、和－ＣＨ↓［２］ＯＨ；和Ｒ↓［３］选自氢、－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）ＯＨ、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ和（Ｃ↓［３］－Ｃ↓［１２］）多元醇残基；或通式Ⅱ的包括羟基的单体，＊＊＊（Ⅱ）其中Ｒ选自ＣＨ↓［３］、Ｃｌ、Ｂｒ、和Ｃ↓［６］Ｈ↓［５］，和Ｒ↓［１］选自Ｈ、ＯＨ、ＣＨ↓［２］ＯＨ、ＣＨ（ＣＨ↓［３］）ＯＨ、缩水甘油基、ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ↓［２］ＯＨ、和（Ｃ↓［３］－Ｃ↓［１２］）多元醇残基；其中该羧酸基团、酸酐基团、或其盐当量数对该羟基当量数的比例为约１／０．０１－约１／３，和其中采用固定碱将该羧酸基团、酸酐基团、或其盐中和到小于约３５％的程度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RM布兰肯希普，KA布鲁姆，GM加普特，唐迅，B温斯坦，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]