用于可堆肥粘合剂的聚酯-丙烯酸杂化树脂制造技术

提供了一种可以用作可堆肥压敏粘合剂的水基聚酯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可堆肥粘合剂的聚酯
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丙烯酸杂化树脂
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月19日提交的第62/978,364号美国临时专利申请的权益，该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本文描述了含有分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水基分散体和溶剂基聚酯低聚物
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。所述水基分散体和所述溶剂基杂化聚合物可用作可堆肥压敏粘合剂，因此，标签结构可称为压敏标签。还描述了由可堆肥薄膜与所述可堆肥粘合剂组合构成的标签。
[0004]背景
[0005]压敏粘合剂(PSA)(又称为“自粘胶”或“自粘粘合剂”)是一种在室温下当施加轻微压力时与各种不同的表面形成粘结的非反应性粘合剂。不需要溶剂、热量或辐射来活化该粘合剂。PSA可应用于压敏胶带和/或箔、通用标签、便笺簿、汽车装饰、包装、医疗和多种其它产品。
[0006]本主题包括含有分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒或由分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒组成的水基分散体和溶剂基聚酯低聚物
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。在本申请中描述的水基分散体和溶剂基聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物可以用作可堆肥压敏粘合剂。
[0007]压敏粘合剂组合物通常是通过以下方式制造的：组合热塑性树脂，然后将其与增塑剂、增粘剂交联剂和/或其它添加剂共混，以产生具有很宽范围的压敏粘合剂特性的材料。虽然某些增粘剂或增塑剂衍生自天然原料，例如木材、妥尔油松香和萜烯，但是常用的增粘剂或增塑剂也可以衍生自石油基化合物。在这些粘合剂中使用的合成树脂材料包括乙烯基树脂例如丙烯酸共聚物、天然橡胶、苯乙烯
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异戊二烯
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苯乙烯和苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、苯乙烯
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丁二烯橡胶、烯烃嵌段共聚物(OBC)和聚硅氧烷。虽然这些类别的聚合物具有优异的PSA特性，但是它们衍生自不可再生的石油资源，并且在自然环境中不会降解，这导致了垃圾填埋场和海洋中的塑料污染问题。已经出现了对于在适当环境(包括市政堆肥设施)中可生物降解/可堆肥的粘合剂(特别是压敏粘合剂)的巨大需求。此外，水基系统的使用消除了溶剂，其成本较低(与其它溶剂相比，水比较便宜)，在薄膜干燥过程中不产生挥发性有机化合物(VOC)，并且消除了溶剂的易燃性问题等。
[0008]专利技术概述
[0009]与先前方法相关的难题和缺点在如下的本主题中得到了解决。
[0010]本文描述了聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物及其制备和使用方法。在一些实施方式中，所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物包含共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分，或者由共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分组成，其中，基于聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量，聚酯部分以大约5重量％至大约95重量％的水
平存在于聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。聚酯部分还包含交替共聚物或由该交替共聚物组成，所述交替共聚物包括至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元、或者它们的组合，其中(A)是环氧化物，(B)是酸酐(B)，并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物或由其组成。在一些实施方式中，所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述，并且聚酯部分与(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内，包括其中的所有间歇值和范围，例如在聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10:90至大约95:5、大约15:85至大约95:5、大约20:80至大约95:5％、大约25:75至大约95:5、大约30:70至大约95:5％、大约35:65至大约95:5、大约40:60至大约95:5％、大约45:55至大约95:5、大约50:50至大约95:5％、大约55:45至大约95:5、大约60:40至大约95:5％、大约65:35至大约95:5％、大约70:30至大约95:5％、大约75:25至大约95:5、大约80:20至大约95:5％、大约85:15至大约95:5、以及大约90:10至大约95:5％的范围内。
[0011]在一些实施方式中，所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述，并且还包含一种或更多种增粘剂。
[0012]在一些实施方式中，所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述，并且包含大约50
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95重量％的聚酯部分、大约5
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50重量％的(甲基)丙烯酸酯部分和大约0
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50重量％的一种或更多种增粘剂，或者由这些组分组成，其中，基于聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量，各个组分的重量％的总和为100％。
[0013]在一些实施方式中，所述聚酯部分如上文所述，并且包含或由单元组成，该单元通过一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的反应或共聚制备或衍生自一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐。优选地，所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β
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不饱和单体，所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物，并且所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
[0014]所述聚酯部分的分子量可以根据聚酯的所需特性而变化。在一些实施方式中，所述聚酯部分如上文所述，并且该聚酯部分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔、或大约300至大约10000克/摩尔、或大约300至大约5000克/摩尔、或大约500至大约10000克/摩尔、或大约1000至大约6000克/摩尔的范围内。
[0015]在一些实施方式中，所述聚酯部分如上文所述，并且该聚酯部分表现出通过差示扫描量热法(DSC)测定的在大约
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100℃至大约150℃、或大约
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50℃至大约100℃、或大约
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30℃至大约50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
[0016]在一些实施方式中，所述聚酯部分如上文所述，并且该聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物。
[0017]在一些实施方式中，所述聚酯部分如上文所述，并且该聚酯部分包含一个末端烯属不饱和基团。
[0018]在一些实施方式中，所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物，其包含：共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分，所述聚酯部分包含交替共聚物，所述交替共聚物包含重复的(AB)单元或(BA)单元或它们的组合，其中(A)是环氧化物且(B)是酸酐(B)，并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物，其中，基于所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量，所述聚酯部分以大约5重量％至大约95重量％的水平存在于所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酯部分包含至多50个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的组合物，还包含一种或更多种增粘剂。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的组合物，其包含：大约50
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95重量％的聚酯部分；大约5
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50重量％的(甲基)丙烯酸酯部分；和大约0
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50重量％的一种或更多种增粘剂，其中，基于聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量，各个组分的重量％的总和为100％。8.根据权利要求1
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7中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分包含单元，所述单元为一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的反应产物。9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β
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不饱和单体。10.根据权利要求8
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9中任意一项所述的组合物，其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。11.根据权利要求8
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10中任意一项所述的组合物，其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。12.根据权利要求1
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11中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。13.根据权利要求1
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12中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约
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100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。14.根据权利要求1
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13中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物。15.根据权利要求1
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14中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分含有一个末端烯
属不饱和基团。16.根据权利要求1
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15中任意一项所述的组合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物由以下中的至少一种制备：丙烯酸、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯的丙烯酸酯、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺的丙烯酰胺、甲基丙烯酸、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺的甲基丙烯酰胺和乙烯基单体。17.根据权利要求1
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16中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到所述组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过所述组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化，以使所述组合物至少部分地聚合和/或交联。19.根据权利要求1
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18中任意一项所述的组合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约
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100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。20.根据权利要求1
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19中任意一项所述的组合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。21.根据权利要求1
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20中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约
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100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。22.根据权利要求1
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20中任意一项所述的组合物，其中所述聚酯部分和所述(甲基)丙烯酸酯部分是相分离的。23.根据权利要求22所述的组合物，其中，所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约
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100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg)。24.根据权利要求1
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23中的任意一项所述的组合物，其中所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。25.一种溶剂基聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物，其包含：权利要求1
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24中任意一项所述的聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物，其中所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含任选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂、以及任选的自由基抑制剂的反应产物，以形成共价键合至(甲基)丙烯酸酯聚合物的聚酯低聚物的侧链，其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团。26.一种水分散性组合物，其包含：包含权利要求1
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24中任意一项所述的聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒，其中所述聚酯
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(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含聚酯大分子单体和至少一种烯属不饱和单体的反应产物，其中所述反应是自由基聚合反应。27.根据权利要求26所述的组合物，其中通过动态光散射测量的平均粒径在大约50纳
米至大约600纳米的范围内。28.一种压敏粘合剂，其包含权利要求1
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27中任意一项所述的组合物和一种或更多种交联剂。29.一种制品，其包含权利要求28所述的压敏粘合剂。30.根据权利要求29所述的制品，还包括：限定面的基底；其中所述压敏粘合剂布置在所述基底的所述面的至少一部分上。31.一种聚酯大分子单体，其包含：包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或它们的组合的交替共聚物，其中(A)是环氧化物且(B)是酸酐(B)，并且(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物，其中所述重复单元是一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的反应产物。32.根据权利要求31所述的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：