用于粘合剂应用的聚合物组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于粘合剂应用中的乙烯聚合物组合物，涉及一种包括该乙烯聚合物组合物的制品和涉及一种用于生产所述制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粘合剂应用的聚合物组合物
本专利技术涉及一种用于粘合剂应用中的乙烯聚合物组合物，涉及一种包括该乙烯聚合物组合物的制品和涉及一种用于生产所述制品的方法。
技术介绍
用于粘合剂应用，如热熔粘合剂或压敏粘合剂应用的聚合物组合物通常是热塑性基粘合剂组合物，其在室温下是固体，但在加热时快速熔融，然后在冷却时固化诸如在基底上形成牢固的粘结。诸如，热熔粘合剂组合物提供几乎瞬时粘结的可能性，这使其非常适合于自动化生产工艺。热熔粘合剂组合物通常包含作为主要组分的基础聚合物和如例如增粘树脂、增塑剂(包含蜡)、添加剂和/或填料中的一种或多种的其它组分。除了粘合性能，热熔粘合剂组合物的重要特性还包含软化温度、内聚性能和与其它材料的相容性，仅提到少数性能。根据最终应用，选择合适的热熔粘合剂组合物，以使其满足特定最终应用的要求。热熔粘合剂组合物中的基础聚合物通常为诸如聚烯烃(乙烯基或丙烯基聚合物)、官能化聚烯烃(具有反应性基团的乙烯或丙烯共聚物)、苯乙烯嵌段共聚物、乙烯醋酸乙烯酯等。基础聚合物主要组分提供与最终HMA化合物的内聚性能相关的大部分特征，诸如高温下的强度、韧性、抗冲击性、挠性和力学性能。内聚性能被认为对热熔粘合剂组合物是非常重要的，以为在粘结的组分的预期寿命期间出现的基底运动和情况提供持久的解决方案。内聚性能是指由诸如制品中待粘结在一起的两个表面之间的粘合剂组合物形成的粘结具有结构完整性和使粘结能够分配并承受应力和应变且还能够使能量在制品的最终应用中消散的性能。本领域技术人员知道，粘合剂组合物中的能量消散在这种粘合剂组合物的内聚性能中起关键作用之一。即当将通过制品的粘合剂组合物粘结在一起的两个表面拉开或剪切开时，与由于基底和粘合剂组合物之间的表面能和/或化学粘结的力相比，能够贡献于消散的力通常相当大。因此，粘合剂组合物中更好的能量消散导致更好的内聚性能，这于是导致这种粘合剂组合物的更好的整体粘结性能(实际粘合性能)。而且，粘合剂组合物的内聚性能基本上由作为主要组分的基础聚合物提供。尤其是挠性和弹性通常是决定粘合剂组合物，如热熔粘合剂组合物的内聚性能的关键性能。这两种性能可以用组合物或聚合物的拉伸性能，如屈服点处的拉伸强度(MPa)和屈服点处的应变来表示。弹性通常被定义为材料或制品在变形后恢复至其原始形状的趋势。对于弹性材料，这通常与直到材料屈服点所测量的E-模量和性能有关，诸如对应力-应变曲线上的任意点至材料的屈服点所测定的弹性的E-模量，作为该特定点处和与屈服拉伸应力/屈服拉伸伸长率的比对应的屈服点处的拉伸应力/拉伸伸长率的比。该比值实际上对应于当诸如在特定的应变值处所限定的割线E-模量。而且，良好的挠性和调整的弹性水平通常有助于降低每单位面积的拉力并有助于降低裂纹在热熔粘合剂组合物中传播的机会。这意味着所述性能有助于分配和消散拉力，从而减少热熔粘合剂组合物中整体粘合能力的失效。因此，基础聚合物的选择特别是对于最终粘合剂组合物的内聚性能是至关重要的。因为主要组分基础聚合物通常为粘合剂组合物提供骨架并由此提供主要的力学性能，比如，如拉伸和剪切方面的强度、挠性和弹性，且通常还为粘合剂(如热熔粘合剂)组合物提供耐热性的基础。此外，重要但具有挑战性的是，粘合剂(如热熔粘合剂)组合物提供良好的内聚性能和粘合性能以为了或满足各种最终应用中两个基底之间的粘结需要。例如，如果粘合强度和内聚强度都很高，尽管有这样的观察，整体粘结性能可能还是很差；粘结还需要显示出充分的挠性和能量消散(两种内聚性能)，这是良好粘结性能的关键因素。挠性和能量消散均是重要的以使得最终复合部件或产品的基底之间的粘结中的不必要的高应力能够移动和消散，其是由于在复合部件用于其应用期间和在产品的整个寿命期间诸如通过机械负载或各个基底的不同热膨胀系数而施加到复合部件上的应力和应变。弹性恢复，即以与理想橡胶材料相同的方式恢复的能力，是粘合剂化合物最重要的特征。特别是对于结构粘结、构造、自动和组装等来说，关键是粘结的复合部件既牢固又柔韧，并且在经受高应力或显著变形后能够恢复至其原始形状，特别是在高温下。粘结剂在应力或应变释放后恢复至其原始形状的能力是最经常需要的，而无论对粘结剂的弹性或柔韧性是如何设计的。例如，对于相对刚性的基底，如玻璃或钢或铝，粘结剂需要有足够的弹性、柔韧性并在复合产品的使用期间允许能量消散。然而，如果粘结剂太有弹性且太柔韧，则产品的结构完整性可能受到损害，这意味着如果在应用中尺寸变化太大，则产品的功能可能会受到威胁。对于相对柔韧且低E-模量的基底来说，如诸如纺织品、柔性聚合物等，想要的是具有非常柔韧、柔软和高伸长性能的粘结剂。实际上，待粘结的基底类型和应用需要将决定对粘结剂的挠性、能量消散性能和在具有低应力或高应力下的伸长和/或剪切模式下的变形能力的需求。然而，粘结剂在变形后恢复至其原始形状的能力几乎总是需要的。因此，除了内聚性能，基础聚合物还有助于基于聚合物结构和化学的粘合性能。然而，通常在现有技术中，不仅基础聚合物，而且其它组分，比如增粘树脂，均对粘合剂(如热熔粘合剂)组合物提供粘合性能起着显着的作用。热熔粘合剂组合物广泛用于各种应用中，例如与非织造材料结合如一次性尿布和卫生棉、包装例如盒子和纸箱密封、装订、瓶子贴标签、木工、纺织品和压敏应用如例如胶带、薄膜和标签。在现有技术中，比如聚氨酯(PUR)和湿气固化的硅烷接枝的α-烯烃无定形聚合物(APAO-R)已经用作粘合剂组合物的基础聚合物。诸如APAO-R的缺点通常为通常只有少量(最多0.5重量％)的硅烷化合物可以接枝到其上，这样低的硅烷含量在许多热熔粘合剂应用中是不够的。SikaTechnology的US20150240135公开了一种使用未涂覆的铝工具适于真空层压的粘合剂组合物[0030]。该组合物包括含硅烷基团的热塑性聚-α-烯烃和至少一种石蜡。除非在公开中另有说明，否则聚-α-烯烃在[0036]中定义为不含有先验的杂原子，例如氧、氮或硅。因此，在聚-α-烯烃聚合之后将硅烷化合物(其可以是诸如乙烯基三甲氧基硅烷)引入聚-α-烯烃。聚-α-烯烃可以使用齐格勒-纳塔或金属茂催化剂制备，并且可以是乙烯均聚物或丙烯均聚物，参见诸如[0043-0046]。硅烷化合物的引入通过接枝进行，参见[0042]。接枝通常使用过氧化物进行。由于诸如同时使聚乙烯交联导致聚乙烯组分的粘度不希望地增加(使加工性变差从而使组合物的生产率变差)这一事实，因此过氧化物的使用具有缺点。而且，过氧化物的副产物可能使最终终端应用的性能恶化，诸如缩短制品的最终使用寿命。该组合物可另外含有不含硅烷基团但可含有诸如(甲基)丙烯酸酯共聚单体或醋酸乙烯酯的其它聚-α-烯烃聚合物，如EVA[0053]。该组合物还可含有加速硅烷基团的反应(交联)的催化剂，如有机磷或锡化合物[0057]。因此，仍然需要寻找可以增宽粘合剂组合物中的产品窗口，甚至改善粘合剂组合物在制品的生产过程及其最终用途中的性能的新的聚合物组合物。附图说明图1(a)和图(b)是如下在说明书(包含“测定方法”和实验部分)中所述的割线E-模量、拉伸强度和偏移屈服点处的应变的测量点的示意图。具体实施方式本专利技术提供一种用于粘合剂应用的乙烯聚合物组合物，其包括以下组分，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于粘合剂应用的乙烯聚合物组合物，其包括：(a)含有选自丙烯酸(C1‑C6)‑烷基酯和(C1‑C6)‑烷基丙烯酸(C1‑C6)‑烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体的乙烯聚合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有(b)含硅烷基团的单元；和所述聚合物组合物还包括(c)添加剂；和组分(d)至(g)中的一种或任意组合的多种或全部：(d)增粘树脂；(e)增塑剂；(f)除所述乙烯聚合物(a)、添加剂(c)、增粘树脂(d)和增塑剂(d)之外的其它组分；和/或(g)交联剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 EP 16173002.31.一种用于粘合剂应用的乙烯聚合物组合物，其包括：(a)含有选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯和(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体的乙烯聚合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有(b)含硅烷基团的单元；和所述聚合物组合物还包括(c)添加剂；和组分(d)至(g)中的一种或任意组合的多种或全部：(d)增粘树脂；(e)增塑剂；(f)除所述乙烯聚合物(a)、添加剂(c)、增粘树脂(d)和增塑剂(d)之外的其它组分；和/或(g)交联剂。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其包括(a)含有选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯和(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体的乙烯聚合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有(b)含硅烷基团的单元；和所述聚合物组合物还包括(c)添加剂；和组分(d)至(g)中的一种或任意组合的多种或全部：(d)增粘树脂；(e)增塑剂；(f)除所述乙烯聚合物(a)、添加剂(c)、增粘树脂(d)和增塑剂(d)之外的其它组分；和/或(g)交联剂和其中所述乙烯聚合物(a)具有以下性能中的一种或多种：-至少20MPa的当从由乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述)时的-20℃下的割线E-模量(对于应变0.05)；和/或-至少35MPa的当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时的-20℃下的割线E-模量(对于应变0.05)。3.根据权利要求1或2所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-20至250MPa，优选45至250MPa的当从由乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述)时的-20℃下的割线E-模量(对于应变0.05)；和/或，优选和-35至250MPa，优选35至110MPa的当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述在90℃下在水浴中交联16小时)时的-20℃下的割线E-模量(对于应变0.05)。4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-至少0.1MPa，优选0.1至1MPa，优选0.2至10MPa的当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时的95℃下的割线E-模量(对于应变0.05)。5.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-250或更低，优选5.0至250的-20℃下的割线E-模量(对于应变0.05)与95℃下的割线E-模量(对于应变0.05)的比(当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时)。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-10MPa或更低，优选1.0至8.0MPa的当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时的-20℃下的偏移屈服点处的拉伸强度(MPa)(对于应变0.05)；和/或，优选和-至少0.01MPa，优选0.01至0.07MPa的当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时的95℃下的偏移屈服点处的拉伸强度(MPa)(对于应变0.05)。7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-小于250，优选10至250的-20℃下的偏移屈服点处的拉伸强度(MPa)(对于应变0.05)与95℃下的偏移屈服点处的拉伸强度(MPa)(对于应变0.05)的比(当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时)。8.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-至少15的当根据以下等式(A-20)计算时的-20℃下的挠性-20(1/MPa2)：挠性-20＝SAY*100000/(TSY*E)(A-20)(-20℃下)，和优选地-900000或更低的当根据以下等式(A+95)计算时的+95℃下的挠性+95(1/MPa2)：挠性+95＝SAY*100000/(TSY*E)(A+95)(+95℃下)其中在等式(A-20)和等式(A+95)中：SAY为偏移屈服点处的应变＝0.05(分别在-20℃下和在+95℃下)(当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时)，TSY为以MPa计的偏移屈服点处的拉伸强度值(对于应变0.05，分别在-20℃下和在+95℃下)(当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时)，和E为以MPa计的割线E-模量值(对于应变0.05，分别在-20℃下和在+95℃下)(当从由交联乙烯聚合物(a)组成的哑铃状试样测量(ISO527-2/5A/250，如说明书中“测定方法”下所述的在90℃下在水浴中交联16小时)时)。9.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述乙烯聚合物(a)具有-至少2的当根据以下等式(B-20)计算时的-20℃下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧拉·菲格雷，丹尼斯·雅拉洛夫，卡尔古斯塔夫·艾克，阿尼尔·桑梅茨，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT