双组分无溶剂黏着剂组合物制造技术

公开双组分无溶剂聚氨基甲酸酯黏着剂组合物。在一些实施例中，所述无溶剂黏着剂组合物包含含有异氰酸酯的异氰酸酯组分。所述无溶剂黏着剂组合物进一步包含异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含包括两个或更多个伯羟基和并入叔胺的主链的高反应性胺引发的多元醇。所述异氰酸酯反应性组分进一步包含磷酸酯多元醇。所述异氰酸酯反应性组分可进一步包含一种或多种非胺引发的多元醇。还公开形成层状结构的方法，所述方法包括：将异氰酸酯组分均匀涂覆于第一衬底；将异氰酸酯反应性组分均匀涂覆于第二衬底；使所述第一衬底与所述第二衬底结合在一起，进而使所述异氰酸酯组分与所述异氰酸酯反应性组分混合并且反应，以在所述第一衬底与所述第二衬底之间形成黏着剂；和固化所述黏着剂以黏合所述第一衬底与所述第二衬底。另外公开包括所述黏着剂组合物的层合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双组分无溶剂黏着剂组合物相关申请的引用本申请要求2017年1月27日提交的美国临时申请第62/451,304号的权益。
本专利技术涉及无溶剂黏着剂组合物。更特定来说，本专利技术涉及用于层状结构中的双组分无溶剂聚氨基甲酸酯黏着剂组合物。所公开的黏着剂组合物包括胺引发的多元醇和磷酸酯多元醇，其提供具有改良的转化效率的层状结构并且适用于高效能食品封装应用(例如，蒸煮袋应用)。在一些实施例中，黏着剂组合物呈现高反应性，并且因此调配成独立地涂覆于两个衬底，随后使所述衬底结合在一起以使黏着剂组合物混合并且反应。特定来说，黏着剂组合物的一种组分经组态以均匀地涂覆于第一衬底的表面，并且黏着剂组合物的另一种组分组态成涂覆于第二衬底的表面。随后使第一与第二衬底结合在一起，进而混合两种组分并且使其反应，以在第一与第二衬底之间形成黏着剂。以此方式，可随后固化黏着剂，进而黏合第一衬底与第二衬底。
技术介绍
黏着剂组合物适用于各种目的。举例来说，黏着剂组合物用于将衬底，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、金属、纸或塞璐芬(cellophane)黏合在一起以形成复层薄膜，也就是说层合物。黏着剂在不同的最终用途应用中的用途通常是已知的。举例来说，黏着剂可以用于制造用于封装行业中，尤其用于食品封装的薄膜/薄膜和薄膜/箔层合物。用于层压应用中的黏着剂或“层压黏着剂”一般可以分为三种类别：溶剂类、水类和无溶剂。黏着剂的效能视所涂覆的黏着剂的类别和应用而改变。可以涂覆高达100％固体并且无有机溶剂或水性载剂的无溶剂层压黏着剂。因为在应用时不需要从黏着剂干燥有机溶剂或水，所以这些黏着剂可以较高的生产线速度运作并且在需要快速黏着剂涂覆的应用中是优选的。溶剂类和水类的层压黏着剂受到在涂覆黏着剂后可有效干燥并且从层状结构中去除溶剂或水的速率的限制。出于环境、健康和安全原因，层压黏着剂优选含水或无溶剂。然而，无溶剂黏着剂常常遇到问题，例如适用期短、初始黏合低、黏合发展缓慢、伯芳胺(“PAA”)和异氰酸酯(“NCO”)衰变缓慢、到金属表面的黏着力低并且耐化学性和耐热性差，尤其在例如蒸煮袋应用的高效能应用中。在无溶剂层压黏着剂的类别内，存在多个种类。一种特定种类包含预混合双组分聚氨基甲酸酯类层压黏着剂。通常，双组分聚氨基甲酸酯类层压黏着剂包含：第一组分，其包括含异氰酸酯的预聚物和/或聚异氰酸酯；和第二组分，其包括多元醇。预聚物可以通过使过量异氰酸酯与每分子含有两个或更多个羟基的聚醚和/或聚酯反应而获得。第二组分包括经每分子两个或更多个羟基引发的聚醚和/或聚酯。两种组分以预定比例组合或“预混合”，并且随后将其涂覆于第一衬底(“载体幅材”)上。随后，使第一衬底与第二衬底结合在一起以形成层状结构。可以将额外衬底层添加到结构中，其中额外黏着剂组合物的层位于各连续衬底之间。随后，在室温或高温下固化黏着剂，进而使衬底黏合在一起。层状结构的进一步加工视黏着剂的固化速度而定。黏着剂的固化速度指示为层压衬底之间的机械黏合变得足以允许进一步加工并且层合物符合适用规定(例如，食品接触规定)所花费的时间。缓慢固化速度导致较低转化效率。相比于传统含溶剂的黏着剂，预混合双组分无溶剂层压黏着剂呈现较弱初始黏合和缓慢固化速度。转化工业中的一般趋势朝向较快固化层压黏着剂。较快固化改良转化器的操作效率。具体来说，将成品快速搬离仓库提高生产能力和处理最后时刻订单的灵活性(例如，零售商促销活动)。为了提高操作效率，应使用反应性远高于现有黏着剂组合物的黏着剂组合物来形成层合物。然而，这类黏着剂组合物将对传统黏着剂涂覆技术造成难题。相应地，具有改良的黏合强度、较快固化速度和高效能涂覆能力的双组分无溶剂聚氨基甲酸酯类层压黏着剂组合物是理想的。
技术实现思路
公开双组分无溶剂聚氨基甲酸酯黏着剂组合物。在一些实施例中，无溶剂黏着剂组合物包含含有异氰酸酯的异氰酸酯组分。无溶剂黏着剂组合物进一步包含异氰酸酯反应性组分，其包含包括两个或更多个伯羟基和并入叔胺的主链的高反应性胺引发的多元醇。异氰酸酯反应性组分进一步包含磷酸酯多元醇。在一些实施例中，异氰酸酯可以选自由以下组成的群组：脂肪族聚异氰酸酯、环脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯和其两个或更多个的组合。在一些实施例中，胺引发的多元醇所包括的官能度可以是约2至约12，羟基数目可以是约5至约1,830并且分子量可以是约200至约20,000。在一些实施例中，磷酸酯多元醇是多元醇与聚磷酸的反应产物。异氰酸酯反应性组分可以进一步包含一种或多种非胺引发的多元醇。所公开的黏着剂组合物相对于现有双组分无溶剂黏着剂组合物呈现快速固化速率和提高的效能。因此，包括黏着剂组合物的层状结构可以在短至层压后两小时内切割并且在两天内递送至客户。包括现有通用黏着剂组合物的层合物通常需要在层压两至三天后切割并且需要五至七天来递送。相应地，方法效率使用所公开的黏着剂组合物得到极大提高。另外，所公开的黏着剂组合物的操作窗与现有通用黏着剂的二十至三十分钟适用期相比是无限期的。如下文将论述，这是因为所公开的黏着剂组合物的适用期与固化工艺完全无关。因为所公开的黏着剂组合物经调配以变得比现有黏着剂组合物具有更高反应性并且呈现更快固化速率，所以其并不理想地适于与现有黏着剂涂覆设备一起使用。这是因为两种组分反应极快，促使黏着剂胶化并且不适于涂覆于衬底上。出于这种原因，所公开的黏着剂组合物调配成使异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分分别涂覆于两个不同衬底上，而非使其预混合并且涂覆于载体幅材上。特定来说，所公开的黏着剂组合物调配成使异氰酸酯组分可均匀涂覆于第一衬底的表面并且异氰酸酯反应性组分可涂覆于第二衬底的表面。随后使第一衬底表面与第二衬底表面接触以使两种组分混合并且反应，进而形成层合物。黏着剂组合物随后可固化。具体实施方式根据本专利技术的双组分无溶剂黏着剂组合物包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分。异氰酸酯组分在一些实施例中，异氰酸酯组分包括异氰酸酯。异氰酸酯可以选自由以下组成的群组：单体异氰酸酯、聚合异氰酸酯、预聚合异氰酸酯和其两个或更多个的组合。如本文所用，预聚合异氰酸酯为包括异氰酸酯的反应物与多元醇的反应产物，例如聚酯多元醇。“预聚合异氰酸酯”可以是聚异氰酸酯自身。在一些实施例中，异氰酸酯所包括的官能度为1.5至10、或1.8至5、或2至3。如关于异氰酸酯组分所使用，“官能度”指的是每分子羟基反应性位点的数目。例如异氰酸酯组分的具有异氰酸酯基的化合物可以由参数“％NCO”表征，所述参数是按化合物的重量计异氰酸酯基的量(按重量计)。参数％NCO通过ASTMD2572-97(2010)的方法测量。在一些实施例中，异氰酸酯组分的％NCO为至少3％、或至少6％、或至少10％。在一些实施例中，异氰酸酯组分的％NCO不超过25％、或18％、或14％。在一些实施例中，异氰酸酯组分所包括的游离单体含量为0至50％、或5至40％、或10至30％。在一些实施例中，异氰酸酯组分所包括的分子量为200至3,000g/mol、或300至2,000g/mol、或500至1,000g/mol。在一些实施例中，如通过ASTMD2196的方法所测量，在25℃下异氰酸酯组分的黏度为300至40,000mPa-s、或500至20,000mPa-s本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双组分无溶剂黏着剂组合物，其包括：异氰酸酯组分，其包括异氰酸酯；和异氰酸酯反应性组分，其包括：胺引发的多元醇，其包括两个或更多个伯羟基和并入叔胺的主链；和磷酸酯多元醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.27 US 62/4513041.一种双组分无溶剂黏着剂组合物，其包括：异氰酸酯组分，其包括异氰酸酯；和异氰酸酯反应性组分，其包括：胺引发的多元醇，其包括两个或更多个伯羟基和并入叔胺的主链；和磷酸酯多元醇。2.根据权利要求1所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述异氰酸酯包括选自由以下组成的群组的至少一个：单体异氰酸酯、聚合异氰酸酯、预聚合异氰酸酯和其两个或更多个的组合。3.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述异氰酸酯选自由以下组成的群组：脂肪族聚异氰酸酯、环脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯和其两个或更多个的组合。4.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述异氰酸酯选自由以下组成的群组：二异氰酸己二酯(hexamethylenediisocyanate，“HDI”)的异构体、异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate，“IPDI”)的异构体、二甲苯二异氰酸酯(xylenediisocyanate，“XDI”)的异构体、亚甲基二苯基二异氰酸酯(methylenediphenyldiisocyanate，“MDI”)的异构体(例如4，4-MDI、2，2-MDI和2，4-MDI)、甲苯-二异氰酸酯(toluene-diisocyanate，“TDI”)的异构体(例如2，4-TDI、2，6-TDI)、萘-二异氰酸酯(naphthalene-diisocyanate，“NDI”)的异构体(例如1，5-NDI)、降冰片烷二异氰酸酯(norbomanediisocyanate，“NBDI”)的异构体、四甲基二甲苯二异氰酸酯(tetramethylxylylenediisocyanate，“TMXDI”)的异构体和其两个或更多个的组合。5.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述异氰酸酯反应性组分进一步包括选自由以下组成的群组的至少一个：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚烯烃多元醇、天然油多元醇和其两个或更多个的组合。6.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述胺引发的多元醇所包括的官能度为2至12，羟基数目为5至1,830且25℃下黏度为500至30,000mPa-s。7.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中按所述异氰酸酯反应性组分的总重量计，所述胺引发的多元醇包括0.5至30重量％的所述异氰酸酯反应性组分。8.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述胺引发的多元醇具有结构I：其中R1、R2和R3独立地为直链或支链烷基。9.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述胺引发的多元醇所包括的官能度为4。10.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂组合物，其中所述胺引发的多元醇所包括的羟基数目为37。11.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂黏着剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，谢芮，K·斯哈诺比什，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US