BR112015013205B1 - Composição adesiva, método de ligar um primeiro substrato em um segundo substrato, e, estrutura ligada - Google Patents

Composição adesiva, método de ligar um primeiro substrato em um segundo substrato, e, estrutura ligada Download PDF

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Abstract

composição adesiva, método de ligar um primeiro substrato em um se-gundo substrato, e, estrutura ligada é fornecida uma composição adesiva compreendendo um meio aquoso contínuo e com-preendendo adicionalmente (i) partí­culas de um polí­mero dispersas no dito meio aquoso; e (ii) partí­culas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos, em que 50% em mol ou mais do dito ácido graxo são na forma de carboxilato, e em que a razão em peso da dita amida graxa para o dito ácido graxo é de 0,12:1 a 2,3:1, em que as ditas partículas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos são dispersas no dito meio aquoso. é também fornecido um método de ligar substratos usando uma composição adesiva como essa e uma estrutura ligada produzida por um método como esse.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] O seguinte é o fundamento da invenção.
[002] Deseja-se frequentemente ligar dois ou mais substratos entre si usando uma composição adesiva em situações nas quais um ou mais dos substratos contêm um agente de deslizamento. Por exemplo, um artigo ligado pode ser formado ligando entre si dois substratos produzidos de polímero, colocando uma composição adesiva em contato com ambos os substratos para formar uma ligação entre os substratos. Algumas vezes, um ou ambos os substratos são produzidos de um polímero que contém um agente de deslizamento. Um agente de deslizamento como esse é algumas vezes adicionado em um polímero de forma que a superfície de um substrato produzido a partir deste polímero terá coeficiente de atrito relativamente baixo. Um problema que surge em tais sistemas é que o agente de deslizamento pode migrar do substrato para o adesivo, por meio disso esgotando a quantidade de agente de deslizamento no substrato e consequentemente aumentando o coeficiente de atrito deste substrato.
[003] Um método que foi usado no passado para reduzir depleção de agente de deslizamento do substrato foi incorporar algum agente de deslizamento na composição adesiva antes da ligação com o substrato. Por exemplo, quando a composição adesiva é tanto uma composição adesiva sem solvente quanto uma composição na qual o adesivo é dissolvido em um solvente orgânico, é frequentemente possível dissolver algum agente de deslizamento na composição adesiva. Então, quando uma camada da composição adesiva é formada em uma superfície de um substrato que contém agente de deslizamento, a camada de adesivo também conterá algum agente de deslizamento, e a presença de agente de deslizamento na camada de composição adesiva reduzirá a tendência com respeito à depleção de agente de deslizamento do substrato. O substrato, portanto, manterá seu coeficiente de atrito relativamente baixo.
[004] Deseja-se frequentemente usar uma composição adesiva que seja a base de água. Agentes de deslizamento não são normalmente solúveis em água, e adição de agente de deslizamento em uma composição a base de água normalmente resulta em uma mistura que é inaceitável, em virtude da separação de fases, instabilidade ou outro resultado indesejável de incompatibilidade dos ingredientes. Portanto, no passado, o método descrito anteriormente para manter o coeficiente de atrito do substrato adicionando agente de deslizamento na composição adesiva não foi disponível quando a composição adesiva é a base de água.
[005] WO 2012/158602 descreve uma composição adesiva carregados pela água que é projetada para resistir a migração de auxiliar de deslizamento de um substrato para o adesivo. Deseja-se fornecer uma composição adesiva carregados pela água que contém um ou mais agentes de deslizamento de amida graxa.
[006] O seguinte é uma declaração da invenção.
[007] O primeiro aspecto da presente invenção é uma composição adesiva compreendendo um meio aquoso contínuo e adicionalmente compreendendo (i) partículas de um polímero dispersas no dito meio aquoso; e (ii) partículas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos, em que 50 % em mol ou mais do dito ácido graxo são na forma de carboxilato, e em que a razão em peso da dita amida graxa para o dito ácido graxo é de 0,12:1 a 2,3:1, em que as ditas partículas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos são dispersas no dito meio aquoso.
[008] O segundo aspecto da presente invenção é um método de ligar um primeiro substrato em um segundo substrato, em que o dito método compreende (a) aplicar uma camada da composição do primeiro aspecto da presente invenção em uma superfície do dito primeiro substrato, (b) secar a dita camada da composição da reivindicação 1 para remover água, e (c) colocar uma superfície do dito segundo substrato em contato com a dita camada, em que um ou ambos do dito primeiro substrato e do dito segundos substrato compreendem um ou mais agentes de deslizamento.
[009] O terceiro aspecto da presente invenção é uma estrutura ligada formada pelo método do segundo aspecto da presente invenção.
[0010] O seguinte é uma descrição detalhada da invenção.
[0011] Da maneira aqui usada, os seguintes termos têm as definiçõesdesignadas, a menos que o contexto claramente indique de outra forma.
[0012] Wo "rqníogtq”. da maneira aqui usada, é uma molécula relativamente grande constituída dos produtos da reação de unidades de repetição química menores. Pesos moleculares de polímero podem ser medidos por métodos padrões tal como, por exemplo, cromatografia de exclusão de tamanho (SEC, também chamada cromatografia de permeação de gel ou GPC). Polímeros têm molecular peso médio pelo peso (Mw) de 1.000 ou mais. Alguns polímeros exibem uma ou mais temperaturas de transição vítrea (Tg). Tg é determinada usando calorimetria de varredura diferencial com o método do ponto médio.
[0013] Da maneira aqui usada, "rguq" fg" rqníogtq”" ukipkhkec" q" rguq seco do polímero.
[0014] Moléculas que podem reagir uma com a outra para formar as unidades de repetição de um polímero são conhecidas aqui como "monômerqu” Oqp»ogtqu fg xkpüc u«q oqp»ogtqu swg Vêo rgnq ogpqu uma ligação dupla carbono-carbono que não é parte de um anel aromático e que é capaz de participar de uma reação de polimerização com outras ligações duplas carbono-carbono. Monômeros de vinila têm peso molecular menor que 500. Monômeros de vinila incluem, por exemplo, estireno, estirenos substituídos, dienos, etileno, derivados de etileno, e misturas destes. Derivados de etileno incluem, por exemplo, versões não substituídas e substituídas do seguinte: acetato de vinila, acrilonitrila, ácidos (met)acrílicos, alquil ésteres do ácido(met)acrílico, amidas do ácido(met)acrílico, cloreto de vinila, alcenos halogenados, e misturas destes. Da maneira aqui usada, "*ogV+cerínkeq” ukipkfíec cerínkeq qw ogVcerínkeq= "*ogV+cetücVq” ukipkfíec cetkncVq qw ogVcerücVq= g "*ogV+cetücokfc” uigniliec cerücokfc qw ogVcetkncokfCo "UwduVkVwífq” ukinkfíec swg Vgo rgnq ognqu wo grupo swíokeq anexado tais como, por exemplo, grupo alquila, grupo alcenila, grupo vinila, grupo hidroxila, grupo ácido carboxílico, outros grupos funcionais, e combinações destes.
[0015] Da maneira aqui usada, um monômero ácido funcional é um monômero que contém um grupo carboxila ou um grupo ácido sulfônico. O grupo carboxila e o grupo ácido sulfônico podem ser na forma protonada ou na forma iônica.
[0016] Um monômero de vinila aromático é um monômero de vinila cuja molécula contém um ou mais anéis aromáticos. Um monômero de vinila que não é um monômero de vinila aromático é referido aqui como um "monômero de vmüc n«q crqoávkeq” Wo oqn»ogrq fg qngfínc fi wo monômero de vinila cuja molécula contém somente hidrogênio e oxigênio.
[0017] Diz-se aqui que um polímero que é produzido polimerizando um certo monômero, tanto sozinho quanto com outros monômeros, inclui este monômero como uma unidade polimerizada.
[0018] Da maneira aqui usada, um monômero é não iônico se quando um polímero que contém unidades polimerizadas deste monômero estiver presente em água, não existe condição de pH entre pH de 2,5 e um pH de 9 no qual as unidades polimerizadas deste monômero são ionizadas. Uma unidade polimerizada é considerada aqui ionizada se 50% em mol ou mais daquelas unidades polimerizadas, com base nos mols totais daquelas unidades polimerizadas, estiverem em um estado iônico.
[0019] Da maneira aqui usada, um "polímero de vinila"é um polímero no qual 90 % ou mais em peso, com base no peso do polímero, são unidades polimerizadas de um ou mais monômeros de vinila.
[0020] Fc ocpgktc cswk wucfc. woc eqorquk>«q “ecttgicfc rgnc ágnc“ fi woc eqorquk>«q swg eqpVfio água na quantidade de 30 % ou mais em peso, com base no peso da composição. Em uma composição a base de água, a água forma um meio contínuo, e todos os outros ingredientes são dissolvidos ou dispersos ou uma combinação destes na água.
[0021] Da maneira aqui usada, o "nível de sólidos"de uma composição a base de água é a quantidade de material que é deixada para trás quando uma camada da composição a base de água é aplicada em um substrato e então seca ou deixada secar. Nível de sólidos pode ser medido formando uma camada da composição a base de água que tem 1 mm a 2 mm de profundidade em um recipiente que é aberto no topo; e colocando este recipiente em um forno de ar circulante a 100 °C por 30 minutos. O nível de sólidos, expresso como uma porcentagem, é 100* (LB)/(IC), onde LB é o peso de material da composição a base de água que permanece no recipiente depois de exposição no forno, e IC é o peso inicial da composição a base de água. O material da composição a base de água que permanece no recipiente depois de exposição no forno é conhecido aqui como a "porção de sólidos"da composição.
[0022] Da maneira aqui usada, uma "composição adesiva"é uma composição que é capaz de ligar entre si dois substratos quando colocada em contato com ambos os substratos (possivelmente depois de secagem e/ou aquecimento da composição).
[0023] Da maneira aqui usada, um "poliol"é um composto cuja molécula contém dois ou mais grupos hidroxilas. Da maneira aqui usada, um "poli-isocianato"é um composto cuja molécula contém dois ou mais grupos isocianato.
[0024] Da maneira aqui usada, uma dispersão é uma composição que contém partículas discretas que são distribuídas por todo um meio líquido contínuo. Diz-se que as partículas distribuídas são dispersas. Cada partícula discreta pode ser sólida, líquida, ou uma combinação destes. O meio líquido contínuo é líquido em uma faixa de temperatura que inclui 10 °C a 40 °C. O meio líquido contínuo é um meio aquoso se a composição do meio líquido contínuo contiver água na quantidade de 60 % ou mais em peso com base no peso do meio líquido contínuo.
[0025] A composição de uma coleção de partículas é considerada aqui uniforme se a composição não variar substancialmente entre as partículas.
[0026] Da maneira aqui usada, um ácido graxo tem a fórmula química R1-COOH, onde R1é um grupo hidrocarbila substituído ou não substituído que contém 8 ou mais átomos de carbono. Da maneira aqui usada, a expressão ácido graxo deve incluir tanto a forma carboxila R1-COOH quanto a forma de carboxilato R1-COOθ. A forma de carboxilato pode ser em solução ou em um sal.
[0027] Da maneira aqui usada, uma amida graxa tem a fórmula química R2-C(O)NHR3, onde R2é um grupo hidrocarbila substituído ou não substituído que contém 8 ou mais átomos de carbono, e onde R3é selecionado do seguinte:(I) R3 fi jkftqiêpkq *cokfa itaza “Vkrq K”+(II) R3é um grupo hidrocarbila não substituído alifático (amida graxa "tipo II"), ou(III) R3 tem a estrutura -CH2CH2-NHC(O)-R4, onde R4é um grupo hidrocarbila substituído ou não substituído que contém 8 ou mais átomos de carbono (amida graxa "tipo III").
[0028] Erucamida tem a fórmula química CH3-(CH2)7- CH=CH-(CH2)11-C(O)-NH2. Ácido erúcico tem a fórmula química CH3-(CH2)7 -CH=CH-(CH2)11-C(O)-OH. Oleamida tem a fórmula química CH3-(CH2)7 -CH=CH-(CH2)7-C(O)-NH2. Ácido oleico tem a fórmula química CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-C(O)-OH.
[0029] Da maneira aqui usada, a declaração de que uma razão é "X:1 qw ockqt” ukipkfíec swg c tcz«q fi [<3. qpfg [ fi kiwcn qw ockqt swg Zo Rqt exemplo, uma razão que é dita ser "3:1 ou maior" poderia ser 3:1 ou 4:1 ou 100:1, mas não poderia ser 2,9:1. Similarmente, a declaração de que uma tcz«q fi $Y<3 qw ogpqt” ukipkhkec swg c tcz«q fi ¥<3. qpfg ¥ fi kiwcn qw ogpqt que W. Por exemplo, uma razão que é dita ser "20:1 ou menor" poderia ser 20:1 ou 19:1 ou 0,15:1, mas não poderia ser 21:1.
[0030] Da maneira aqui usada, "temperatura ambiente"é aproximadamente 25 °C.
[0031] A presente invenção envolve um meio líquido contínuo que é um meio aquoso. Preferivelmente, a quantidade de água no meio aquoso é, em peso com base no peso do meio aquoso, 70 % ou mais; mais preferivelmente 80 % ou mais; mais preferivelmente 90 % ou mais.
[0032] Em composições preferidas da presente invenção, o nível de sólidos é 30 % ou mais. Em composições preferidas da presente invenção, o nível de sólidos é 65% ou menos.
[0033] A composição da presente invenção contém um ou mais polímeros. Polímeros adequados incluem qualquer polímero que pode ser disperso como partículas em um meio aquoso, incluindo, por exemplo, poliuretanos dispersíveis em água, polímeros de vinila dispersíveis em água, incluindo copolímeros de acetato de etileno/vinila e outros polímeros de vinila. Preferidos são polímeros de vinila. Polímeros de vinila preferidos contêm unidades polimerizadas de um ou mais (met)acrilatos. Um (met)acrilato é um alquil éster do ácido(met)acrílico; no qual o grupo alquila pode ser substituído ou não substituído. Preferidos são grupos alquila substituídos ou não substituídos com 2 ou mais átomos de carbono; mais preferíveis são 4 ou mais átomos de carbono. Preferidos são grupos alquila substituídos ou não substituídos com 20 ou menos átomos de carbono; mais preferíveis 10 ou menos; mais preferíveis 8 ou menos. Entre grupos alquila substituídos, preferido são aqueles substituídos com grupos hidroxialquila. Mais preferidos são alquil ésteres não substituídos do ácido(met)acrílico. Mais preferidos são alquil ésteres não substituídos do ácido acrílico.
[0034] Em polímeros da presente invenção, a quantidade preferida de unidades polimerizadas de (met)acrilatos é, em peso com base no peso do polímero, 20 % ou mais; mais preferível 40 % ou mais; mais preferível 50 % ou mais. A quantidade preferida de unidades polimerizadas de (met)acrilatos é, em peso com base no peso do polímero, 80 % ou menos; mais preferível 70 % ou menos.
[0035] Polímeros que contêm unidades polimerizadas de um ou mais (met)acrilatos opcionalmente contêm unidades polimerizadas de um ou mais monômeros de vinila adicionais.
[0036] Polímeros preferidos da presente invenção contêm unidades polimerizadas de um ou mais monômeros de vinila aromáticos não iônicos, um ou mais alquil ésteres não substituídos de ácido metacrílico, ou uma mistura destes. Polímeros mais preferidos da presente invenção contêm unidades polimerizadas de um ou mais monômeros de vinila aromáticos não iônicos. Quando um monômero de vinila aromático não iônico é usado, monômeros de vinila aromáticos não iônicos preferidos são estireno e estirenos substituídos com alquila; mais preferível estireno e alfa-metil estireno; mais preferível estireno. Quando um alquil éster não substituído de ácido metacrílico é usado, grupos alquila preferidos têm 4 ou menos átomos de carbono; mais preferíveis grupos alquila têm 2 ou menos átomos de carbono; mais preferível metila.
[0037] Polímeros mais preferidos da presente invenção contêm unidades polimerizadas de um ou mais alquil ésteres não substituídos do ácido acrílico e também contêm unidades polimerizadas tanto de um ou mais monômeros de vinila aromáticos não iônicos, um ou mais alquil ésteres não substituídos do ácido metacrílico, quanto uma mistura destes. Polímeros ainda mais preferidos da presente invenção contêm unidades polimerizadas de um ou mais alquil ésteres não substituídos do ácido acrílico e também contêm unidades polimerizadas de um ou mais monômeros de vinila aromáticos não iônicos.
[0038] A quantidade preferida de unidades polimerizadas de monômero aromático não iônico é, em peso com base no peso do polímero, 5 % ou mais; mais preferíveis 10 % ou mais; mais preferível 20 % ou mais. A quantidade preferida de unidades polimerizadas de monômero aromático não iônico é, em peso com base no peso do polímero, 60 % ou menos; mais preferível 50 % ou menos; mais preferível 40 % ou menos.
[0039] Polímeros preferíveis da presente invenção contêm unidades polimerizadas de um ou mais monômeros ácidos funcionais. Preferido monômeros ácidos funcionais são monômeros aromáticos de vinila com um ou mais grupo ácido sulfônico anexado em um anel aromático, e ácido(met)acrílico; mais preferidos são ácido sulfônico de estireno, e ácido(met)acrílico; acima de tudo preferidos são ácido(met)acrílicos. Preferivelmente, a quantidade de unidades polimerizadas do monômero ácido funcional é, em peso com base no peso do polímero, 0,1 % ou mais; mais preferivelmente 0,3 % ou mais; mais preferivelmente 1 % ou mais. Preferivelmente, a quantidade de unidades polimerizadas do monômero ácido funcional é, em peso com base no peso do polímero, 10 % ou menos; mais preferivelmente 5 % ou menos.
[0040] O polímero da presente invenção opcionalmente contém unidades polimerizadas de um ou mais monômeros além de um ou mais (met)acrilatos; um ou mais monômeros de vinila aromáticos não iônicos; e um ou mais monômeros ácidos funcionais. Se um ou mais de tal monômero adicional estiver presente, tais monômeros adicionais são preferivelmente escolhidos de monômeros de vinila não iônicos. Monômeros adicionais preferidos são amidas do ácido(met)acrílico, hidroxialquil ésteres do ácido(met)acrílico, e misturas destes. Amidas preferidas do ácido(met)acrílico são acrilamida e metacrilamida; mais preferível acrilamida. Hidroxialquil ésteres preferidos do ácido(met)acrílico são acrilato de hidroxietla, metacrilato de hidroxietla, acrilato de hidroxipropila, e metacrilato de hidroxipropila.
[0041] A composição da presente invenção pode ser caracterizada pelo teor de sólidos de polímero, que é o peso seco do polímero contido na composição, dividido pelo peso total da composição, expresso como uma porcentagem. Preferivelmente o teor de sólidos de polímero é 5 % ou mais; mais preferivelmente 20 % ou mais; mais preferivelmente 30 % ou mais; mais preferivelmente 40 % ou mais. Preferivelmente o teor de sólidos de polímero é 70 % ou menos; mais preferivelmente 60 % ou menos.
[0042] A Tg do polímero da presente invenção é preferivelmente -50 °C ou mais; mais preferivelmente -30 °C ou mais. A Tg do polímero da presente invenção é preferivelmente 20 °C ou menos. O peso molecular médio pelo peso do polímero da presente invenção é preferivelmente 5.000 a 2.000.000; mais preferivelmente 100.000 a 2.000.000.
[0043] Polímeros da presente invenção estão presentes na forma das partículas de polímero (aqui chamadas "partículas (i)") dispersas em água. Tamanho de partícula médio preferido com base volumétrica de partículas (i) é de 50 nanometros a 1.000 nanometros. Polímeros preferidos da presente invenção são formados por polimerização em emulsão; o produto de polimerização em emulsão é um látex. Látex contém um ou mais agentes tensoativos aniônicos, um ou mais agentes tensoativos não iônicos, ou uma mistura destes. Preferivelmente, após o término do processo de polimerização, o látex resultante é neutralizado por adição de uma base a um pH de 6 a 8.
[0044] A composição da presente invenção contém partículas dispersas (aqui chamadas "partículas (ii)" que contêm uma ou mais amidas graxas e um ou mais ácidos graxos. Nas partículas (ii), 50 % em mol ou mais do ácido graxo são na forma de carboxilato, e a razão em peso de erucamida para ácido graxo é de 0,12:1 a 2,3:1.
[0045] Preferivelmente, o diâmetro mediano das partículas dispersas (ii) com base volumétrica é 50 micrometros ou menos; mais preferivelmente 20 micrometros ou menos; mais preferivelmente 10 micrometros ou menos; mais preferivelmente 5 micrometros ou menos. Preferivelmente, o diâmetro mediano das partículas dispersas (ii) com base volumétrica é 0,01 micrometros ou mais; mais preferivelmente 0,02 micrometros ou mais; mais preferivelmente 0,05 micrometros ou mais; mais preferivelmente 0,1 micrometros ou mais.
[0046] Preferivelmente, a composição das partículas dispersas (ii) é uniforme.
[0047] Em amidas graxas preferidas, R2é um grupo hidrocarbila não substituído com 12 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 16 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 18 ou mais átomos de carbono. Em amidas graxas preferidas, R2é um grupo hidrocarbila não substituído com 30 ou menos átomos de carbono, mais preferivelmente 25 ou menos.
[0048] Entre amidas graxas tipo III, preferivelmente R4é um grupo hidrocarbila não substituído com 12 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 16 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 18 ou mais átomos de carbono. Entre amidas graxas tipo III, preferivelmente R4é um grupo hidrocarbila não substituído com 30 ou menos átomos de carbono, mais preferivelmente 25 ou menos. Entre amidas graxas tipo II, preferivelmente R3 tem 12 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 16 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 18 ou mais átomos de carbono. Entre amidas graxas tipo II, preferivelmente R3 tem 30 ou menos átomos de carbono, mais preferivelmente 25 ou menos.
[0049] Amidas graxas tipo I são preferidas. Amidas graxas preferidas são erucamida e oleamida; acima de tudo preferida é erucamida.
[0050] Preferivelmente, a quantidade de amida graxa nas partículas, em peso com base no peso das partículas, é 60 % ou menos; mais preferivelmente 55 % ou menos. Preferivelmente, a quantidade de amida graxa nas partículas, em peso com base no peso das partículas, é mais que 10 %; mais preferivelmente 15 % ou mais.
[0051] Preferivelmente, a quantidade do ácido graxo nas partículas, em peso com base no peso das partículas, é 40 % ou mais; mais preferivelmente 45 % ou mais. Preferivelmente, a quantidade do ácido graxo nas partículas, em peso com base no peso das partículas, é 95 % ou menos; mais preferivelmente menos que 90 %; mais preferivelmente 85 % ou menos.
[0052] Nas partículas, a razão em peso de amida graxa para ácido graxo é 0,12:1 ou maior; preferivelmente 0,18:1 ou maior. Nas partículas a razão em peso de amida graxa para ácido graxo é 2,3:1 ou menor; preferivelmente 1,5:1 ou menor; mais preferivelmente 1,2:1 ou menor.
[0053] Preferivelmente, o grupo R1 do ácido graxo (da maneira definida anteriormente) é um grupo hidrocarboneto não substituído com 8 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 14 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 18 ou mais átomos de carbono; mais preferivelmente 20 ou mais átomos de carbono. Preferivelmente, o grupo R1 do ácido graxo é um grupo hidrocarboneto com 30 ou menos átomos de carbono; mais preferivelmente 25 ou menos átomos de carbono. Preferivelmente, o grupo R1 do ácido graxo é um grupo hidrocarboneto com uma ou duas ligações duplas carbono-carbono. Preferivelmente, o ácido graxo é ácido oleico ou ácido erúcico; mais preferivelmente ácido erúcico.
[0054] Preferivelmente, o grupo R1 do ácido graxo é o mesmo do grupo R2 da amida graxa.
[0055] Preferivelmente, parte ou todo o ácido graxo é na forma de carboxilato. Preferivelmente, o % em mol do ácido graxo que é em forma de carboxilato é 50 %-100 %; mais preferivelmente 75 %-100 %.
[0056] Preferivelmente, a quantidade de amida graxa na composição da presente invenção, em peso com base no peso seco do polímero, é 0,1 % ou mais; mais preferivelmente 0,2 % ou mais. Preferivelmente, a quantidade de amida graxa na composição da presente invenção, em peso com base no peso seco do polímero, é 5 % ou menos; mais preferivelmente 2 % ou menos.
[0057] Preferivelmente, a composição da presente invenção é produzida da maneira a seguir. Em uma operação, o polímero de vinila é produzido por polimerização em emulsão para produzir partículas (i). Em uma operação separada, uma dispersão de partículas (ii) é produzida. Preferivelmente, a dispersão de partículas (i) é misturada com a dispersão de partículas (ii) e, opcionalmente, outros ingredientes, para formar a composição da presente invenção.
[0058] Preferivelmente, a dispersão de partículas (ii) é produzida da maneira a seguir.
[0059] Uma emulsão de alta fase interna (emulsão HIP) é produzida, que é definida aqui como uma emulsão na qual a fase dispersa constitui 30 % ou mais em peso da emulsão com base no peso da emulsão. Em emulsões HIP preferidas, a quantidade de fase dispersa, em peso com base no peso da emulsão, é 50 % ou mais; mais preferivelmente 70 % ou mais. Para produzir uma emulsão HIP, é produzida uma mistura (I) que contém água, amida graxa, ácido graxo, agente neutralizante, agente tensoativo opcional e ingredientes adicionais opcionais.
[0060] Preferivelmente, na mistura (I), a razão em peso de amida graxa para ácido graxo é 2,3:1 ou menor; mais preferivelmente 1,5:1 ou menor; mais preferivelmente 1,2:1 ou menor. Preferivelmente, na mistura (I), a razão em peso de amida graxa para ácido graxo é 0,12:1 ou maior; mais preferivelmente 0,18:1 ou maior.
[0061] Na mistura (I), a quantidade de água, em peso com base no peso da mistura (I) é preferivelmente 70 % ou menos; mais preferivelmente 50 % ou menos; mais preferivelmente 30 % ou menos; mais preferivelmente 20 % ou menos; mais preferivelmente 15 % ou menos. Preferivelmente, na mistura (I), a quantidade de água, em peso com base no peso da mistura (I) é 1 % ou mais; mais preferivelmente 2 % ou mais.
[0062] Na mistura (I), agentes neutralizantes preferidos são bases inorgânicas e bases orgânicas. Entre bases orgânicas, aminas orgânicas são preferidas. Bases inorgânicas são preferidas. Bases inorgânicas preferidas são compostos de hidróxido; mais preferidos são hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, e hidróxido de amônio; mais preferidos são hidróxido de potássio e hidróxido de amônio.
[0063] Na mistura (I), a quantidade de agente neutralizante é caracterizada pela razão de equivalentes, que é definida aqui como a razão de equivalentes de agente neutralizante para os equivalentes do ácido graxo. Preferivelmente, a razão de equivalentes na mistura (I) é 1,2:1 ou menor; mais preferivelmente 1,01:1 ou menor. Preferivelmente, a razão de equivalentes na mistura (I) é 0,5:1 ou maior; mais preferivelmente 0,6:1 ou maior; mais preferivelmente 0,7:1 ou maior.
[0064] Preferivelmente, um ou mais agentes tensoativos não iônicos são incluídos na mistura (I).
[0065] Preferivelmente, cisalhamento é aplicado na mistura (I) por uso de um agitador mecânico.
[0066] Se a mistura (I) tiver mais que um ponto de fusão, preferivelmente, cisalhamento é aplicado na mistura (I) enquanto a mistura (I) está a uma temperatura que é maior que o ponto de fusão mais alto entre os pontos de fusão de uma ou mais amidas graxas e de um ou mais ácidos graxos presentes na mistura (I). Preferivelmente, se a mistura (I) tiver um único ponto de fusão, cisalhamento é aplicado na mistura (I) enquanto a mistura (I) está a uma temperatura acima do ponto de fusão da mistura (I).
[0067] Preferivelmente, o resultado de aplicar cisalhamento na mistura (I) é que a mistura (I) se torna uma emulsão HIP. Depois da formação da emulsão HIP, a composição é preferivelmente resfriada à temperatura ambiente. Opcionalmente, depois da formação da emulsão HIP, o HIP é diluído por adição de água ou outro meio aquoso. Contempla-se que resfriamento à temperatura ambiente e adição de água adicional não muda os tamanhos de partículas das partículas dispersas.
[0068] A composição da presente invenção pode opcionalmente conter um ou mais polióis dispersíveis em água. Se um ou mais polióis forem usados, os polióis seguintes são preferidos. Polióis preferidos são polióis poliéteres, polióis poliésteres, polióis poliésteres poliéteres, ou uma mistura destes. Polióis preferidos são selecionados de dióis, trióis ou misturas destes. Poliol preferido é suficientemente não volátil que será total ou pelo menos parcialmente disponível para reação com um isocianato durante operações de mistura, se um isocianato estiver também presente na composição. Preferivelmente, o poliol terá um peso molecular médio numérico de 100 a 7.500, mais preferivelmente 150 a 5.000, e ainda mais preferivelmente de 200 a 1.000. Preferivelmente, o peso molecular do poliol é menos que 1.500 e ainda mais preferivelmente menos que 600. Um exemplo de um poliol altamente preferido é polipropileno glicol (PPG), tal como polipropileno glicol 400 MW.
[0069] Se um ou mais polióis estiverem presentes na composição, a quantidade preferida de poliol é da maneira a seguir. Quantidade preferida de poliol é de 0,1-10 % da porção sólida da composição da presente invenção. Preferivelmente, a quantidade de poliol é não mais que 5 %, mais preferivelmente não mais que 3 %, ainda mais preferivelmente não mais que 2 %, e acima de tudo preferivelmente não mais que 1,5 %. Preferivelmente, a quantidade de poliol é pelo menos 0,3 %, mais preferivelmente pelo menos 0,4 %, e acima de tudo preferivelmente pelo menos 0,6 %.
[0070] A composição da presente invenção pode opcionalmente ser misturada com uma composição de cura. Uma composição de cura contém um ou mais agente de cura. Um agente de cura é um composto cuja molécula tem dois ou mais grupos reativos que são capazes de reagir com uma ou mais frações na composição para criar um polímero, para aumentar o peso molecular de polímeros existentes, e/ou para produzir uma rede reticulada. A fração pode ser o polímero da presente invenção, ou uma outra fração tal como um poliol, ou uma combinação deste. Se um agente de cura estiver presente, as características preferidas deste agente de cura são da maneira a seguir. Agentes de curas preferidos são um ou mais poli-isocianatos dispersíveis em água. O poli-isocianato empregado pode ser qualquer poli- isocianato adequado, mas preferivelmente é um poli-isocianato alifático, um poli-isocianato aromático ou uma mistura destes. Preferivelmente, o poli- isocianato é um di-isocianato. Exemplos de poli-isocianatos adequados incluem aqueles com base em di-isocianato de tolueno (TDI), di-isocianato de isoforona (IPDI), di-isocianato de hexametileno (HDI), di-isocianato de difenil metano (MDI), di-isocianato de diciclo-hexil metano (HMDI), isômeros destes ou misturas destes. Prepolímeros de um poli-isocianato e um poliol podem também ser empregados. Poli-isocianatos alifáticos são especialmente preferidos.
[0071] Se um ou mais poli-isocianatos forem usados, a quantidade de poli-isocianato é preferivelmente determinada da maneira a seguir. As proporções relativas de grupos isocianato para grupos reativos isocianato pode variar conforme desejado, em uma razão molar de grupos reativos NCO/NCO de 1:1 a 8:1. Grupos reativos NCO incluem, por exemplo, grupo hidroxila, amino e carboxila. Preferivelmente, a razão molar de grupo reativo NCO/NCO é pelo menos 3:1. Preferivelmente, a razão molar do grupo reativo NCO/NCO é não mais que 5:1. Grupos isocianato reativos preferidos são grupos hidroxila, grupos amina primária, grupos amina secundária, grupos carboxila, grupos epóxi e grupos carbodi-imida.
[0072] O pH da mistura total resultante preferivelmente é 5 a 9 e mais preferivelmente é 6 a 8. Se grupos carboxila ou grupos ácido sulfônico forem anexados no polímero, acima de tudo preferida é uma faixa de valores de pH na qual 75 % em mol ou mais dos grupos ácido sulfônico ou dos grupos carboxila (qualquer que esteja presente) anexados no polímero da presente invenção são neutralizados.
[0073] São previstas modalidades nas quais a composição da presente invenção não inclui nenhum poliol. Também são previstas modalidades nas quais a composição da presente invenção não inclui nenhum poli-isocianato. Também são previstas modalidades nas quais a composição da presente invenção não contém poliol nem poli-isocianato. Preferidas são modalidades que incluem um ou mais poli-isocianato.
[0074] Contempla-se que, quando se pratica as modalidades nas quais um ou mais poli-isocianatos são usados, o poli-isocianato será adicionado na composição um tempo relativamente curto antes de a composição da presente invenção ser colocada no uso como uma composição adesiva. Preferivelmente, o tempo entre formar uma única composição que contém tanto poli-isocianato quanto a fração polimérica com a qual o poli-isocianato é capaz de reagir e a etapa de colocar esta composição em contanto com a superfície de um substrato é 48 horas ou menos; mais preferivelmente 24 horas ou menos; mais preferivelmente 12 horas ou menos; mais preferivelmente 8 horas ou menos.
[0075] Outros componentes opcionais das composições da presente invenção incluem, mas sem limitações, agentes selecionados de cossolventes, agentes coalescentes, pigmentos ou outros colorantes, cargas, reforço (por exemplo, fibras), dispersantes, agentes umectantes, ceras, catalisadores, agentes de sopro, agentes antiespuma, absorventes de UV, retardantes de chama, promotores de adesão, antioxidantes, biocidas, agentes coalescentes, ou estabilizantes. Esses componentes opcionais (conforme desejado) podem ser adicionados em qualquer ordem de adição que não causa uma incompatibilidade entre componentes. Componentes que não dissolvem no carreador aquoso (tais como pigmentos e cargas) podem ser dispersos na composição a base de água ou em um carreador ou cossolvente aquoso usando um misturador (opcionalmente um misturador de alto cisalhamento). O pH da composição pode ser ajustado adicionando ácido ou base, com agitação. Exemplos de base incluem, mas sem limitações amônia, dietilamina, trietilamina, dimetil-etanolamina, trietanolamina, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, e acetato de sódio. Exemplos dos ácidos incluem, mas sem limitações, ácido acético, ácido fórmico, ácido clorídrico, ácido nítrico, e ácido toluenossulfônico.
[0076] As composições da presente invenção podem ser aplicadas em substratos desejados usando técnicas de aplicação convencionais tais como impressão de rotogravura, impressão flexográfica, aspersão convencional ou sem ar, revestimento por rolo, revestimento por escova, revestimento por haste enrolada em arame, revestimento por faca, ou processos de revestimento tais como processos de revestimento por cortina, alagamento, campânula, disco e imersão. Revestimento com a composição adesiva pode ser feito em uma superfície inteira ou somente uma porção dela, tal como ao longo de uma borda, ou em locais intermitentes. Uma vez aplicada no substrato, as composições são secas, tal como por aplicação de calor e fluxo de ar, ou algumas outras abordagens adequadas para remover substancialmente toda a água restante.
[0077] As composições adesivas da presente invenção podem encontrar outra aplicação adequada como revestimentos superiores, ou outros revestimentos intermediários, assim tornando-os potencialmente úteis em tintas de parede, tintas de impressão, plásticos ou similares. As composiçõesadesivas da presente invenção podem ser usadas em uma ampla variedade de um ou uma pluralidade de substratos adequados.
[0078] Substratos adequados incluem, por exemplo, polímeros, papel, madeira e produtos de madeira reconstituídos, substratos revestidos com polímero, cera revestido papelão, cartolina, placa de partícula, têxteis, couro e metal (por exemplo, chapa de alumínio), e plásticos metalizados.
[0079] Preferivelmente, um ou mais substratos é um polímero. Polímeros preferidos são poliolefinas, poliestireno, cloreto de polivinila, poliacrilatos, poliéteres, poliamidas, poliésteres, poliuretanos, polissulfonas, polifenilenos, copolímeros destes, e misturas destes. A categoria de poliolefinas inclui homopolímeros de monômero de olefinas tais como etileno, propileno, e butileno e também inclui copolímeros de monômero de olefinas com outros monômeros tais como monômeros acrílicos (tal como acrilato de metila), vinil ésteres (tal como acetato de vinila), e misturas destes. Considera-se que tais polímeros incluem polímeros misturados com vários aditivos incluindo, por exemplo, modificadores de impacto, auxiliares de processamento, lubrificantes, agentes de deslizamento, estabilizadores, outros aditivos, e misturas destes. Mais preferidos são poliolefinas, poliésteres e poliamidas; mais preferidas são poliolefinas; mais preferidos são homopolímeros de monômero de olefinas. Entre homopolímeros de monômero de olefinas, preferidos são polietilenos; mais preferidos são polietilenos de baixa densidade, incluindo polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de alta resistência (HSPE), e polietileno de baixa densidade catalisado por metaloceno linear (mLLDPE). Preferivelmente, um ou mais substratos é um polímero que contém um agente de deslizamento.
[0080] Substratos podem ter qualquer modelo ou forma. Substratos preferidos são filmes. Filmes são objetos que têm uma dimensão que é 250 micrometros (10 mil) ou menos. A superfície de um filme que é perpendicular à menor dimensão é aqui chamada a "face" do filme. Um uso preferido da composição da presente invenção é laminação (isto é, formação de um laminado). Um laminado é formado quando a face de um filme é ligada na face de um outro filme. Os dois filmes podem ter a mesma composição um do outro ou eles podem ser de diferentes composições.
[0081] Embora processos de laminação molhada sejam possíveis, preferivelmente a composição adesiva é particularmente usada para laminação de ligação seca de uma pluralidade de substratos, onde cada substrato é um filme. Em uma modalidade preferida, uma camada da composição adesiva é aplicada em uma face de um primeiro filme de substrato, água é removida (por exemplo, com ar aquecido ou de outra forma), e a camada resultante de composição adesiva seca é coberta com uma face de um segundo filme de substrato para formar um artigo laminado em que os dois filmes de substrato são ligados entre si pela camada seca de composição adesiva. Em uma modalidade preferida, as camadas de substrato são fornecidas na forma de rolos de material do substrato. Folhas preferidas têm 12 micrometros a 250 micrometros (0,5 a 10 mil) de espessura; folhas mais preferíveis têm 12 micrometros a 250 micrometros (0,5 a 5 mil). Maiores espessuras são também possíveis, já que têm menores espessuras (por exemplo, 1 ou mais micrometros).
[0082] Preferivelmente, pelo menos um substrato contém um ou mais agentes de deslizamento. Um agente de deslizamento é uma composição que reduz o coeficiente de atrito de um substrato quando é adicionado neste substrato. Preferidos são agentes de deslizamento que reduzem o coeficiente de atrito dos filmes de polímero. Agentes de deslizamento preferidos são siloxanos, incluindo siloxanos organomodificados, e compostos graxos. Preferidos são compostos graxos. Mais preferidas são amidas graxas. Amidas graxas preferidas são dos mesmos tipos de amidas graxas descritos aqui anteriormente preferível para inclusão na composição da presente invenção.
[0083] Os seguintes são exemplos da presente invenção.
[0084] Polímeros foram produzidos por polimerização em emulsão convencional. O látex resultante foi ajustado com base adicionada a pH 7,5.
[0085] Dispersões de erucamida/ácido erúcico foram produzidas produzindo uma dispersão HIP da maneira descrita anteriormente. As dispersões foram armazenadas à temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C) por 6 meses e foram consideradas dispersões estáveis naquele momento.
[0086] O polímero de látex foi da maneira a seguir:
Figure img0001
[0087] A dispersão de erucamida/ácido erúcico foi da maneira a seguir:
Figure img0002
[0088] Coeficiente de Atrito (COF) foi medido usando método teste ASTM D1894 (American Society of Testing and Materials, Conshohocken, PA, USA).
[0089] Uma Mistura Preliminar foi primeiramente produzida. Partes iguais em peso do látex de polímero e da dispersão de erucamida/ácido erúcico foram misturadas para formar um líquido sem nenhuma separação de fase aparente.
[0090] Várias quantidades da Mistura Preliminar foram adicionadas a 100 g do látex com boa agitação. 2 gramas de di-isocianato de hexametileno dispersível em água foram adicionados. A quantidade de Mistura Preliminar foi escolhida em cada caso para dar a concentração de erucamida mostrada na Tabela a seguir. A mistura resultante foi revestida em filme de poli(tereftalato de etileno) a peso de revestimento de 2,44 gramas por metro quadrado (1,5 libra por resma) e então seca. Um filme de polietileno de alta resistência (HSPE) foi laminado na camada de seca adesivo. Acredita-se que o HSPE contenha um auxiliar de deslizamento que foi tanto erucamida quanto oleamida.
[0091] O COF foi medido na superfície de HSPE do lado de fora do laminado. O laminado foi armazenado à temperatura ambiente por 1 semana, e o COF foi medido (COF "inicial"). O laminado foi então colocado em um forno a 50 °C por 24 horas, e então armazenado à temperatura ambiente por 24 horas, e COF foi medido (COF "dia 1") novamente. O COF foi medido novamente (COF "dia 2") um dia depois deste. Resultados foram da maneira a seguir:
Figure img0003
[0092] Todas as amostras com erucamida têm COF mais baixo que a amostra comparativa, conforme desejado.

Claims (5)

1. Composição adesiva compreendendo um meio aquoso, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente:(i) partículas de um polímero dispersas no dito meio aquoso, em que a composição tem um teor de sólidos de polímero de 5% a 70%, em peso seco do dito polímero, com base no peso total da composição, em que dito polímero é selecionado a partir de poliuretanos dispersíveis em água, polímeros de vinila dispersíveis em água; e(ii) outras partículas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos, em que 50% em mol ou mais do dito ácido graxo são na forma de carboxilato, em que a razão em peso da dita amida graxa para o dito ácido graxo é de 0,12:1 a 2,3:1, em que as ditas partículas compreendendo amida graxa e um ou mais ácidos graxos são dispersas no dito meio aquoso, em que dita amida graxa está presente em uma quantidade de 0,1% a 5% em peso, com base no peso seco do polímero,dito meio aquoso contendo água na quantidade de 60% ou mais em peso, com base no peso do meio aquoso.
2. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a dita amida graxa compreende erucamida.
3. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o dito polímero é um polímero de vinila.
4. Método de ligar um primeiro substrato em um segundo substrato, caracterizadopelo fato de que o dito método compreende: (a) aplicar uma camada da composição como definida na reivindicação 1 em uma superfície do dito primeiro substrato, (b) secar a dita camada da composição como definida na reivindicação 1 para remover água, e (c) colocar uma superfície do dito segundo substrato em contato com a dita camada, em que um ou ambos do dito primeiro substrato e do dito segundo substrato compreendem um ou mais agentes de deslizamento.
5. Estrutura ligada, caracterizadapelo fato de que é formada pelo método conforme definido na reivindicação 4.
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