CN101248133B - 官能化丙烯共聚物粘合剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括官能化无规丙烯聚合物(FRPP)的粘合剂组合物,该FRPP具有至少0.1wt%的官能团、0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数,其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力,其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位。还披露了制备粘合剂和包含该粘合剂的制品的方法。
Description
发明领域
本发明涉及聚合物、聚合物组合物、粘合剂、粘合剂组合物、粘合添加剂、包含粘合剂的制品和制备它们的方法。该聚合物包括官能化的丙烯聚合物。特别地,该聚合物包括与一种或多种添加剂结合的官能化的无规丙烯聚合物。
发明背景
烯烃型聚合物(聚烯烃)由于它们的化学惰性、低密度和低成本而广泛用于各种应用。应用包括与粘合剂、粘结层、表层、薄膜、纤维、制品、层压件、重叠注塑(overmolded)部件、共注塑部件和它们的结合物有关的那些。
聚烯烃粘合剂可以成型为各种薄膜,它们可以层压、贴合到各种基材上或与各种基材共挤出。薄膜和基材可以与其它材料结合,形成多层结构,每一层具有特定的目的。包装层压件例如包括多个层,例如纸或纸板的刚性构型的芯层、外部不透液体层、氧气阻隔层比如铝箔中间层、和/或取决于应用需要的其它层。
为了提供有效粘合,优选的是,对于大多数应用,达到各层之间的良好粘结强度或紧密的完整性。然而,相对非极性的烯烃型聚合物通常无法充分粘附于极性高于它们的基材。
因此,仍然需要一种将紧密地粘结在极性和非极性基材上的粘合剂,优选在各种温度条件下和在侵蚀性产品的存在下表现出优良的粘结强度耐久性的一类。
另外,为了充当粘结层或其它粘合剂,粘合剂组合物可能需要表现出在各种极性和非极性基材之间的粘合性。
例如,Wang等人(Wang)的US专利No.6,656,385涉及包括大约15-大约70%间同立构聚丙烯和无定形聚(α-烯烃)以及增粘剂(tackifier)、任选的增塑剂和/或稳定剂的热熔型粘合剂。Wang规定间同立构聚丙烯具有高于70%r二单元组。照此,Wang没有公开官能化丙烯共聚物粘合剂组合物。
Nogues的US专利No.4,822,688涉及包括通过用酸酐接枝来改性的聚丙烯的粘合剂组合物,该酸酐进一步与携带至少两个基团的化合物例如多元醇或多胺反应。虽然Nogues公开了官能化聚烯烃,但该参考文献没有公开改进了粘合性的官能化丙烯共聚物助粘剂。
许多参考文献涉及包括间同立构聚丙烯作为助粘剂(adhesionpromoter)的组合物。实例包括日本专利申请01-152448,日本专利No.JP2824082,全部转让给Fina Technology Inc.的US专利Nos.5,476,914,6,184,326和6,245,870,它们涉及能够生产包括具有高于80%r二单元组的间同立构聚丙烯的组合物的钒催化剂。然而,这些专利没有公开官能化丙烯共聚物粘合剂组合物。
2004年10月8日提交的US专利申请10/962,312公开了用于模塑制品的聚丙烯的热塑性组合物。该参考文献公开了具有0.25wt%马来酸酐的马来酐化聚丙烯共聚物,但在粘合力或粘合性能方面没有记载。
WO02/036651公开了各种马来酐化丙烯型聚合物,在第26页陈述,这种聚合物可以用作聚丙烯基质和玻璃纤维之间的助粘剂或聚酰胺/聚丙烯共混物中的增容剂或可以提高玻璃填充的聚酰胺/聚丙烯共混物的断裂伸长率。
US6,310,134(和相关分案US2002/0010257)公开了显然是低分子量改性聚烯烃与所选择溶剂的结合物的溶剂型底漆。该公开物也没有规定三单元组立构规整度。
EP1366087公开了非氯化助粘剂,其中将改性聚合物与所选择溶剂一起使用作为底漆。实施例2使用具有约5.2卡/克的熔化热的包括80mol%丙烯衍生的单元的未改性聚合物,但没有指出三单元组立构规整度水平。
US6,627,723公开了包括丙烯型聚合物的粘合剂,其中该聚合物尤其具有大约30-大约80J/g的熔化热。
US6,747,114公开了包括丙烯型聚合物的粘合剂,其中该聚合物尤其具有特定储能模量(G’)与低于1.07的特定二单元组分布。
因此,仍然需要一种在对极性和非极性基材的粘合剂性能中都表现出优点的包括官能化丙烯共聚物的聚合物组合物。
另一些有意义的参考文献包括:US6,207,606、US6,258,903、US6,271,323、US6,340,703、US6,297,301、US6,184,327、US6,225,432、US6,342,574、US6,147,180、US6,114,457、US6,143,846、US5,998,547、US5,696,045、US5,350,817和US6,659,965、US2001/0007896A1、WO00/37514、WO01/81493、WO98/49229、WO98/32784、WO2004/014998、WO2003/040095、WO2003/040201、WO2003/040202、WO2003/040233、WO2003/040442和WO01/09200。
发明概述
本发明涉及一种包括官能化无规丙烯聚合物(FRPP)的粘合剂,该FRPP具有:
至少0.1wt%的官能团;
0.5-70J/g的熔化热;和
至少75%的mm三单元组立构规整度指数,
其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力,并且其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位。
本发明还涉及一种制备粘合剂的方法,其包括将FRPP与一种或多种添加剂混合以制备粘合剂的步骤,该FRPP具有:
至少0.1wt%的官能团;
0.5-70J/g的熔化热;和
至少75%的mm三单元组立构规整度指数,
添加剂优选选自:接枝于全同立构丙烯聚合物的无定形丙烯聚合物、C2-C40聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、油、增塑剂、蜡、酯聚合物,和包括一种或多种前述添加剂的结合物,其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力,其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位。
发明详述
定义
出于本发明和附属的权利要求书以及便于参照的目的,当将聚合物称为包含烯烃时,聚合物中存在的烯烃是烯烃的聚合形式。为了便于参照,将聚丙烯缩写为PP、全同立构聚丙烯缩写为iPP,并且将间同立构聚丙烯缩写为sPP。
对于本发明和所附权利要求书来说,术语低聚物是指含有2-40个基本单元的组合物,术语聚合物是指含有41个或更高基本单元的组合物。基本单元被定义为最初对应于低聚或聚合反应中使用的单体(一种或多种)的低聚物或聚合物的单元。例如,聚乙烯的“基本单元”是乙烯。为了简便起见,当提到聚合物时,该名称还适用于低聚物,除非另有具体规定。因此,术语聚合物和低聚物在本文可以互换,除非另有规定。另外,除非另有说明,术语“聚合物”可以包括均聚物(即,基本上包含一种单体的聚合物)和/或共聚物(即,包含一种以上的单体的聚合物)。
对于本发明和所附权利要求书来说,术语共聚物是指包含两种或更多种单体的任何聚合物。
此外,当催化剂组分被描述为包括该组分的中性稳定形式时,本领域普通技术人员会充分认识到,该组分的活性形式是与单体反应而生成聚合物的形式。
本文使用如在CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS,63(5),27(1985)中所规定的元素周期表的新符号编号方案。
本文所使用的术语“聚丙烯”、“丙烯聚合物”或“PP”是指包含50-100wt%丙烯的均聚物、共聚物、三元共聚物和互聚物。
熔点(Tm)、峰结晶温度(Tc)、熔化热(Hf)和百分比结晶度使用根据ASTM E 794-85的以下程序测定。差示扫描量热(DSC)数据使用TAInstruments 2910型仪器或Perkin-Elmer DSC7仪器测定。在TAInstruments 2910仪器和Perkin-Elmer DSC7仪器获得不同DSC数据的情况下,应该使用TA Instruments 2910型仪器的数据。将重约5-10mg的样品在铝样品盘内密封。通过首先将样品冷却到-50℃和然后以10℃/分钟的速度将它逐渐加热到200℃来记录DSC数据。在应用第二冷却-加热循环之前,将该样品在200℃下保持5分钟。记录第一和第二循环的热事件。测定熔融曲线下的面积,用于确定熔化热和结晶度。百分比结晶度(X%)使用式X%=[所述曲线下的面积(J/g)/B(J/g)]*100来计算,其中B是主要单体组分的均聚物的熔化热。这些B值由John Wiley and Sons出版的“聚合物手册”(PolymerHandbook),第四版,纽约1999获得。使用189J/g的值(B)作为100%结晶聚丙烯的熔化热。使用290J/g的值(B)作为100%结晶聚乙烯的熔化热。对于具有明显的结晶度的半结晶聚合物来说,该熔融温度在第二加热循环(或二次熔融)中测定和报告。对于具有较低结晶度的半无定形聚合物来说,熔融温度在第一加热循环中测定和报告。在DSC测量之前,样品进行老化(通常将它在环境温度下保持至多大约5天的时间)或退火以使得结晶度达到最大。
本文所使用的术语“非织造”或“非织造织物”是指由通过诸如纺粘、熔喷、热粘合或这些方法的结合之类的方法制造的纤维的聚集所制备的任何材料。
非极性基材是通过下述方法测定的极性低于0.10的任何基材。非极性基材的实例可以包括烯烃聚合物,例如聚乙烯,聚丙烯聚二甲基硅氧烷,聚(2-乙基己基丙烯酸酯),和/或其它类似物。极性基材是通过下述方法测定的极性为0.10或更高的任何基材。极性基材的实例可以包括聚酯、聚酰胺和/或金属基材如铝。本文列举的本发明可以使用的示例性基材仅仅作为例子提供,而不用来限制本发明,除非另有具体规定。在优选的实施方案中,如根据下述方法所测定的,极性基材的极性比非极性基材的极性高至少0.15个单位(优选高至少0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90或0.95个单位)。在另一优选实施方案中,极性基材的极性是0.20-1.0,优选0.25-1.0,优选0.3-0.99,优选0.35-0.95,优选0.40-0.95,优选0.45-0.95,优选0.50-0.95,优选0.60-0.95,优选0.65-0.95,优选0.70-0.95,优选0.75-0.95,优选0.80-0.95,优选0.85-0.95,优选0.90-0.95。
基材极性
在本文中,极性基材被定义为极性(xp)为0.10或更高的基材。非极性基材被定义为极性低于0.10的基材。基材的极性(本文缩写为“xs p”)被定义为:
xs p=γs p/γs
其中γs是基材的表面张力,通过以下方程式来定义:
γs=γs d+γs p
其中γs d是由色散力相互作用产生的色散分量,γs p是由偶极和特殊相互作用(specific interaction)产生的极性分量。
给定基材“s”的γs d和γs p值使用下述调和平均法利用基材上的两种探测液体的接触角来测定。
接触角测量
使用两种探测液体的接触角来测定给定聚合物或其它基材的γd和γp值。第-种探测液体是二碘甲烷,第二种探测液体是去离子水,接触角液滴大小是7μL。重要的是,这些探测液体(即水和二碘甲烷)是所研究的基材的非溶剂,否则结果将是错误的。除非另有规定,聚合物基材样品通过将聚合物压塑为1英寸×1英寸×1/8英寸板材来制备。金属基材(例如铝)在测试之前用溶剂如丙酮冲洗来清洁。然后使基材样品达到20℃,然后置于水平表面上,然后将探测液体的液滴置于样品表面上,用测角计测定接触角,其中测角计进行标准化,以获得去离子水在聚乙烯板材上的一致值。接触角在20℃下测定。
调和平均法
该方法使用如以上测定的两种探测液体的接触角,用下列调和平均方程式:
其中:
θ1是如以上测定的在20℃下水在基材样品上的接触角;
γ1是已知的水在20℃下的表面张力(72.8达因/cm);
γ1 d是已知的水在20℃下的色散分量(50.7达因/cm);
γ1 p是已知的水在20℃下的极性分量(22.1达因/cm);
θ2是如以上测定的在20℃下二碘甲烷在基材样品上的接触角;
γ2是已知的二碘甲烷在20℃下的表面张力(50.8达因/cm);
γ2 d是已知的二碘甲烷在20℃下的色散分量(6.7达因/cm);
γ2 p是已知的二碘甲烷在20℃下的极性分量(44.1达因/cm);
γs d是所研究的固体表面基材样品的未知色散分量;以及
γs p是所研究的固体表面基材样品的未知极性分量。
因此,通过求解以上两个联立方程式由接触角θ1和θ2获得固体表面张力的色散和极性分量(γs d和γs p)。水和二碘甲烷是这里所使用的两种探测液体。表1中列举了水和二碘甲烷的已知的γd和γp值。
关于极性的其它背景资料,参见由J.Brandrup,E.H.Immergut和E.A.Grulke编写的“聚合物手册”(Polymer Handbook)第四版,John Wiley&Sons,Inc.,纽约1999,VI/521-VI/541和S.Wu,“聚合物界面和粘合力”(Polymer Interface and Adhesion),MarcelDekker,纽约,1982。
可用于本发明的非极性基材可以包括具有低于0.10的极性的聚丙烯、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚(2-乙基己基丙烯酸酯)等。可用于本发明的极性基材包括乙烯和乙烯醇的共聚物(EVOH)、聚酯(PET,例如Mylar)、金属基材例如铝、玻璃、尼龙、聚碳酸酯、聚酯、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、甲基丙烯酸酯聚合物、玻璃珠、木材、纸和其它纤维素基材等,所有这些具有高于或等于0.10的极性。
无规丙烯聚合物
在本发明中可用作可被官能化以制备FRPP的聚合物的丙烯聚合物包括无规丙烯聚合物。可用于本发明的优选的无规丙烯聚合物可以通过将丙烯与C2或C4-C20α-烯烃中的一种或多种聚合而制备,最优选地,无规丙烯聚合物包含丙烯和乙烯(优选3-25wt%的乙烯)。单体优选在手性金属茂催化剂体系(即,手性金属茂催化剂前体与活化剂和任选的清除剂的结合物)的存在下聚合。与丙烯结合使用的一种或多种共聚单体可以是线型和/或支化的。优选的线型α-烯烃包括乙烯或C4-C8α-烯烃,更优选乙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯,甚至更优选乙烯或1-丁烯。优选的支化α-烯烃包括4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯和3,5,5-三甲基-1-己烯。
通常,可用于本发明的无规丙烯聚合物通过使用可控制聚合物立构规整度的催化剂来获得。一般,这些催化剂与共聚单体和/或聚合温度联合应用,以操控立构规整度水平。有用的催化剂通常是能够控制有规立构布置水平(通常通过单点催化剂的适宜手性)的那些催化剂。这种催化剂典型地是通常含有周期表第3、4、5、6、7、8、9或10族过渡金属和至少一个在聚合过程中保持与该过渡金属键合的辅助配体的过渡金属配合物。优选地,该过渡金属以还原阳离子态使用,并通过助催化剂或活化剂来稳定。该辅助配体可以是能够形成π键的结构,例如环戊二烯基型环结构。该辅助配体还可以是吡啶基或氨基配体。该过渡金属优选是周期表第4族金属,例如钛、铪或锆,它们优选以d0单价阳离子态用于聚合,并且优选具有一个或两个辅助配体。对于配位聚合,这种催化剂典型地具有具备夺取能力的配体和能够插入乙烯(烯属)基团的配体。
催化剂的活化方式可以改变。铝氧烷,优选甲基铝氧烷适合以提供1∶1到20,000∶1的铝与金属茂摩尔比的量使用。还可以使用以EP277004、EP426637中所述的任何方式得到和/或产生的非配位或弱配位阴离子活化剂(NCA)作为活化剂。非配位阴离子可以是10-14族配合物,其中硼或铝是被配体屏蔽的带电荷原子,该配体可以是卤化的,尤其全氟化的。优选的是四芳基取代的10-14族非碳元素型阴离子,尤其在芳基上、或那些芳基的烷基取代基上由氟基团取代氢原子的那些。
活化步骤通常由中性前体形成了催化活性离子对。该反应可以包括阴离子基团如甲基的夺取,形成金属茂阳离子,但根据一些文献,可以产生两性离子。NCA前体可以是硼酸根或铝酸根的离子对,其中前体阳离子在以一定方式活化时被消除,例如四(五氟苯基)硼的三苯甲基或铵衍生物(参见EP277004)。NCA前体可以是中性化合物,例如硼烷,它通过夺取和引入从金属茂夺取的阴离子基团而形成阳离子(参见EP426638)。非配位阴离子的前体可以与以还原价态供应的过渡金属配合物一起使用。该前体可以经历还原-氧化反应。在一个优选的实施方案中,如EP426637那样,前体阳离子可以是三苯基碳衍生物。
该非配位阴离子可以按照相对于过渡金属配合物的大约等摩尔量使用,例如是至少0.25,优选0.5,尤其0.8,以及例如不高于4,优选2和尤其1.5。
吡啶胺配合物,例如WO03/040201中所述的那些,也可用于制备这里使用的无规丙烯聚合物。该催化剂可以是立体易变配合物,它经历周期性分子内重排,从而提供所需的立构规整性的中断,如US6559262那样。该催化剂可以是对丙烯插入具有混合影响的立体刚性配合物,参见Rieger EP1070087。
优选地,该催化剂是与活化剂和任选的清除剂一起使用的手性金属茂催化剂。典型地,这种金属茂的单阴离子配体可被适合的活化剂置换,以允许可聚合单体或用于聚合的大分子单体在过渡金属组分的空配位点上插入。这种金属茂在1)US专利No.6,048,950;2)WO98/27154;以及3)EP1070087中有描述,其中US专利No.6,048,950公开了与甲基铝氧烷一起使用的二氯·双(茚基)双(二甲基甲硅烷基)合锆,WO98/27154公开了与非配位阴离子活化剂一起使用的二甲基·二甲基甲硅烷基桥连的双茚基合铪,而EP1070087公开了在两个环戊二烯基配体之间具有不对称元素的桥连双环戊二烯基催化剂,用于获得具有弹性的聚合物。还可以使用的是US专利Nos.6,448,358和6,265,212,US专利Nos.5,198,401和5,391,629中所述的金属茂。
有用的其它催化剂是金属茂,例如US专利No.5,026,798中所述的那些,它们具有连接于第4族过渡金属的单环戊二烯基环(有利地被取代和/或形成多环结构的一部分)和杂原子,通常氮原子,但还可以是磷原子或苯氧基,该第4族过渡金属优选是钛,但可以是锆或铪。另一个例子是用B(CF)3活化的Me5CpTiMe3,用于生产具有至多4百万的Mn的弹性体聚丙烯。参见Sassmannshausen,Bochmann,Rosch,Lilge,J.Organomet.Chem.(1997)548,23-28。
当使用催化剂时,总催化剂体系通常另外包括一种或多种有机金属化合物作为清除剂。如在本申请中使用的这种化合物意图包括可有效从反应环境中除去极性杂质并提高催化剂活性的那些化合物。优选的清除剂包括三乙基铝,三异丁基铝和/或三正辛基铝。
优选地,该聚合反应通过让单体在本文所述的催化剂体系的存在下在0到200℃的温度下反应1秒到10小时的时间来进行。优选使用均相条件,例如连续溶液方法或本体聚合方法,任选用过量单体作为稀释剂。优选地,该连续方法采用某些形式的搅拌来减低反应器内的浓度差并保持稳态聚合条件。聚合反应热量优选通过冷却聚合进料以及让聚合加热聚合来除去,但可以使用内部冷却系统。
该催化剂和/或活化剂和/或清除剂可以作为溶液或淤浆输送到相应的反应器,它们可以单独输送给反应器,刚好在反应器之前在线活化,或者预先活化和作为活化的溶液或淤浆泵送给反应器。
在一些实施方案中,聚合可以使用多种催化剂,多种活化剂,或多种催化剂与多种活化剂。同样,聚合可以在一个或多个反应器内进行。在一个优选实施方案中,不同反应器内的聚合可以在相同催化剂和/或活化剂和/或清除剂的存在下进行,而在其它实施方案中,在不同催化剂和/或活化剂和/或清除剂的存在下进行。在一个优选实施方案中,可以串联或并联使用双反应器,参见US专利No.6,207,756第8栏第20行-第14栏第21行。
在一个优选实施方案中,可以使用连续溶液聚合方法来制备例如包含丙烯与乙烯、辛烯或二烯中的一种或多种的无规丙烯聚合物。该聚合方法优选采用金属茂催化剂,即,二甲基·1,1’-双(4-三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基-(环戊二烯基)(2,7-二叔丁基-9-芴基)合铪或二甲基·二甲基甲硅烷基双(2-甲基-5-苯基茚基)合锆与作为活化剂的四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵。可以将有机铝化合物,即,三正辛基铝,作为清除剂加入到引入聚合方法之前的单体进料流中。为了制备较高结晶的聚合物,可以联合使用二甲基·二甲基甲硅烷基双(茚基)合铪与四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵。
优选地,溶液聚合在单一或两个串联的连续搅拌釜反应器内进行,用己烷作为溶剂。另外,可以添加甲苯以提高助催化剂的溶解性。将进料转移到第一反应器,在该反应器内在大约50-大约220℃的温度下以绝热方式进行放热聚合反应。还可以将氢气作为分子量调节剂加入到反应器内。如果需要,然后将聚合物产物转移到第二反应器中,该反应器也在大约50-200℃的温度下绝热操作。
可以将附加单体、溶剂、金属茂催化剂和活化剂进料给第二反应器。离开第二反应器的聚合物含量优选是8-22wt%。换热器然后将该聚合物溶液加热到约220℃的温度。然后将该聚合物溶液引入到下限临界溶解温度(LCST)液-液相分离器,使该聚合物溶液分离为两个液相-上部贫含聚合物的相和下部富含聚合物的相。上部贫含聚合物的相含有大约70wt%的溶剂,下部富含聚合物的相含有大约30wt%聚合物。该聚合物溶液然后进入在约150℃的温度和4-10bar(58-145psi)的压力下操作的低压分离容器,闪蒸下部富含聚合物的相,以除去挥发物和将聚合物含量提高至大约76wt%。闪蒸容器底部的齿轮泵将该富含聚合物的溶液运送到List脱挥发分器。挤出机可以偶联于List脱挥发分器的端部,从而将该聚合物材料转移到齿轮泵,齿轮泵推动聚合物材料通过过滤网组。然后,可以将该聚合物切割成粒料,进料给水浴。可以使用旋转式干燥器来干燥聚合物粒料,使其优选具有低于约0.5wt%的最终溶剂含量。
如上所述,本发明的优选的无规丙烯聚合物可以通过将丙烯和至少一种C2或C4-C20α-烯烃,最优选乙烯和丙烯,在手性金属茂催化剂与活化剂和任选的清除剂的存在下聚合来制备。优选的手性金属茂是已知有利于引入丙烯而生产主要全同立构的聚丙烯五单元组以及统计学无规引入α-烯烃共聚单体(一种或多种)的那些。术语“金属茂”和“金属茂催化剂前体”是本领域已知用于表示具有第4、5、或6族过渡金属M与一个或多个可被取代的环戊二烯基型(Cp)配体、至少一个非环戊二烯基衍生的配体X和0或1个含杂原子的配体γ的化合物的术语,这些配体与M配位,在数目上对应于它们的化合价。金属茂催化剂前体一般需要用适合的助催化剂(还称为活化剂)活化,以便获得活性金属茂催化剂。活性金属茂催化剂通常是指具有能配位、插入和聚合烯烃的空配位点的有机金属配合物。
优选在这里使用的金属茂包括桥连和非桥连的双环戊二烯基型配合物,其中该环戊二烯基型基团独立地是取代或未取代的环戊二烯基,取代或未取代的茚基,或取代或未取代的芴基。优选的金属茂包括用式TCpCpMX2表示的那些,其中T是桥连基团,例如二烷基硅烷基(如二甲基甲硅烷基)或烃基(如甲基,乙基或丙基),各Cp独立地是取代或未取代的环戊二烯基,取代或未取代的茚基(优选2,4-或2,4,7-取代的茚基),或取代或未取代的芴基,M是第4族金属(优选Hf,Zr或Ti),各X独立地是卤素或烃基(如氯,溴,甲基,乙基,丙基,丁基或苯基)。
另外优选在这里使用的金属茂包括具有用作配体的两个Cp环体系的环戊二烯基(Cp)型配合物。所述Cp配体优选与金属形成“弯曲夹心配合物”,并且优选通过桥连基团被锁定为刚性构型。这种优选的环戊二烯基型配合物可以具有以下通式:
(Cp1R1 m)R3 n(Cp2R2 p)MXq
其中配体(Cp1R1 m)的Cp1和配体(Cp2R2 p)的Cp2优选是相同的,R1和R2各自独立地是卤素、含有至多20个碳原子的烃基、卤烃基、烃基取代的有机类金属或卤烃基取代的有机类金属基团;
m优选是1-5;
p优选是1-5;
优选地,在联合的环戊二烯基型环的相邻碳原子上的两个R1和/或R2取代基可以连接在一起,形成含有4-20个碳原子的环;
R3是桥连基团;
n是两个配体之间的直接链中的原子数,优选是1-8,最优选1-3;
M是具有3-6的化合价的过渡金属,优选选自元素周期表的第4、5或6族,并且优选为其最高氧化态;
各X是非环戊二烯基配体,独立地是含有至多20个碳原子的烃基、氧基烃基(oxyhydrocarbyl)、卤烃基、烃基取代的有机类金属、氧基烃基取代的有机类金属或卤烃基取代的有机类金属基团;和
q等于M的化合价减2。
上面描述用于本发明的双环戊二烯基型金属茂的许多例子披露于美国专利Nos.5,324,800;5,198,401;5,278,119;5,387,568;5,120,867;5,017,714;4,871,705;4,542,199;4,752,597;5,132,262;5,391,629;5,278,264;5,296,434和5,304,614中,出于美国专利实践的目的,所有这些被引入作为参考。
上面在组1中描述用于本发明的优选类型的双环戊二烯基型金属茂的说明性、但非限制性的例子包括以下外消旋异构体:
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(Cl)2
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH3)2
μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(Cl)2
μ-(CH3)2Si(四氢茚基)2M(CH3)2
μ-(CH3)2Si(茚基)2M(CH2CH3)2
μ-(C6H5)2C(茚基)2M(CH3)2;
其中M可以包括Zr、Hf和/或Ti。
优选地,将这些金属茂与一种或多种铝氧烷(优选甲基铝氧烷或改性的甲基铝氧烷)和/或一种或多种离子活化剂例如四苯基硼酸N,N-二甲基苯铵、四(五氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯铵、四(全氟苯基)硼酸二苯基碳或四(七氟萘基)硼酸N,N-二甲基苯铵结合使用。
可在本文中用于制备可用作无规丙烯聚合物的聚合物的另一些催化剂体系包括描述于WO03/040095、WO03/040201、WO03/040202、WO03/040233;WO03/040442和WO04/041928中的那些。同样,可用作无规丙烯聚合物的聚合物披露于WO03/040095、WO03/040201、WO03/040202、WO03/040233;WO03/040442和WO04/041928中。
可在本文中用于制备可用作无规丙烯聚合物的聚合物的另一些催化剂体系以及可用作无规丙烯聚合物的聚合物包括描述于Macromolecules,2002,35,5742-5743、US6,878,790、WO02/055566、EP1070087和WO02/0246247中的那些。
无规丙烯聚合物性能
可用于本发明的优选的无规丙烯聚合物具有以摩尔为基准的约68-95mol%,优选70mol%-约92mol%,更优选约72mol%-约89mol%,最优选约75mol%-约87mol%的平均丙烯含量。无规丙烯聚合物的剩余部分可以是一种或多种如上所述的4-8个碳原子的α-烯烃,优选乙烯,和/或一种或多种二烯单体。
优选地,无规丙烯聚合物包含约5-32mol%的C2和/或C4-C20烯烃,更优选8-30mol%,更优选约11-约28mol%,仍然更优选约13-25mol%。
无规丙烯聚合物可以具有5,000,000或更低的重均分子量(Mw)、约3,000,000或更低的数均分子量(Mn)、约5,000,000或更低的z均分子量(Mz),和在聚合物的重均分子量(Mw)下使用全同立构聚丙烯作为基准测量的0.99或更高的g′指数,所有这些可以通过尺寸排阻色谱法例如3D SEC-如本文中的描述也称为GPC-3D而测量。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有约5,000-约5,000,000g/mol的Mw,更优选约10,000-约1,000,000的Mw,更优选约20,000-约500,000,更优选30,000-500,000的Mw,更优选约50,000-约300,000的Mw,其中Mw如本文中的描述测量。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有约5,000-约3,000,000g/mol的Mn,更优选约10,000-约1,000,000的Mn,更优选约20,000-约500,000,更优选30,000-500,000的Mn,更优选约50,000-约200,000的Mn,其中Mn如本文中的描述测量。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有约10,000-约5,000,000g/mol的Mz,更优选约50,000-约1,000,000的Mz,更优选约80,000-约500,000的Mz,更优选100,000-300,000的Mz,其中Mz如本文中的描述测量。
无规丙烯聚合物的分子量分布指数(MWD=Mw/Mn)可以为约1.5-40.0,更优选约1.8-5,并且最优选约1.8-3。用于测量分子量(Mn和Mw)和分子量分布(MWD)的技术可以在美国专利No.4,540,753(Cozewith、Ju和Verstrate)(出于美国实践的目的,其在此引入作为参考)和其中引用的参考文献以及在Macromolecules,1988,21卷,3360页(Verstrate等)-出于美国实践的目的其在此引入作为参考,和其中引用的参考文献中找到。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有使用全同立构聚丙烯的特性粘度作为基准在该聚合物的Mw下测定的0.99或更高的g′指数值。这里使用的g′指数定义如下:
其中ηb是无规丙烯聚合物的特性粘度,η1是具有与该无规丙烯聚合物相同的粘均分子量(Mv)的线性聚合物的特性粘度。η1=KMv α,K和α是线性聚合物的测量值,应该采用与g′指数测量相同的仪器来获得。
在一个优选实施方案中,用差示扫描量热法(DSC)测量,无规丙烯聚合物可以具有约200℃或更低,更优选150℃或更低的结晶温度(Tc)。
在一个优选实施方案中,按照ASTM D-1505测试方法测量,无规丙烯聚合物在室温下可以具有约0.85-约0.92,更优选约0.85-0.90g/ml,更优选约0.85-约0.88g/ml的密度。
在一个优选实施方案中,根据ASTM D-1238测试方法测量,无规丙烯聚合物可以具有与重均分子量Mw成反比的等于或高于0.2g/10min,优选0.5-500g/10min,并且更优选1-200g/10min,优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR)。
在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物可以具有根据描述于ASTME794-85中的步骤测量的高于或等于约0.5J/g(J/g)并且低于或等于约70J/g,优选低于或等于约50J/g,优选低于或等于约35J/g,优选低于或等于约25J/g的熔化热(Hf)。优选地,根据描述于ASTM E794-85中的步骤,无规丙烯聚合物还具有高于或等于约1J/g,优选高于或等于约2.5J/g,优选高于或等于约5J/g的熔化热。
在一个优选实施方案中,该丙烯聚合物具有0.5-40,优选1-30,更优选5-25的%结晶度,其中%结晶度根据本文中描述的DSC程序测量。为了在本文中使用,无规丙烯聚合物的结晶度也可以根据结晶度百分比表示。聚丙烯的最高位的热能被估算为189J/g(即100%结晶度相当于189J/g)。在另一个实施方案中,本发明的无规丙烯聚合物优选具有低于40%,优选约0.25%-约25%,更优选约0.5%-约22%,并且最优选约0.5%-约20%的结晶度。
除了该结晶度程度之外,无规丙烯聚合物优选具有单一的宽熔融转变。然而,无规丙烯聚合物可以呈现与主峰相邻的次级熔融峰,但对于这里的目的来说,这种次级熔融峰被一起视为单一熔点,这些峰的最高值被认为是无规丙烯聚合物的熔点。该无规丙烯聚合物优选具有约25℃-约105℃,优选约25℃-约85℃,更优选约30℃-约70℃的熔点。或者,该无规丙烯聚合物可以具有约25-105℃,优选25℃-约85℃,优选25℃-约75℃,优选约25℃-约65℃,更优选约30℃-约80℃,更优选约30℃-约60℃的熔点。
差示扫描量热法操作程序如下所述。用冲模切取大约6-10mg的在大约200-230℃下压制的聚合物片。该聚合物片在室温下退火至少2周。在该时期结束时,将该样品放入差示扫描量热计(TA Instruments2920型DSC)内。在氮气环境中,首先以10℃/min将该样品加热到150℃,并在150℃下保持5分钟。然后以20℃/min将它冷却到-50℃,并在-50℃下保持5分钟。最后,以10℃/min将它再次加热到150℃。在第一热循环中的热输出是按J/g聚合物表示的熔化热的测量值,记录为样品熔融峰下的面积,该熔融峰的峰值通常在大约30℃-大约175℃,和该熔融峰发生在大约0℃-大约200℃的温度之间。该熔点被记录为在样品熔融范围内的最大吸热温度。
根据ASTMD1646测量,优选的无规丙烯聚合物可以具有低于100,更优选低于75,甚至更优选低于60,最优选低于30的门尼粘度ML(1+4)125℃。
可用的无规丙烯聚合物优选具有0.5-200,尤其为1-100或者更尤其为1-约50的MFR(熔体流动速率)(通过ASTM-1238,2.16kg在230℃下,样品预热1分钟,以提供实验期间的稳定温度)。
优选用于本发明的实施方案的无规丙烯聚合物具有高于1的m与r(m/r)的比率。丙烯立构规整度指数,这里表示为“m/r”,通过13C核磁共振(NMR)测定。丙烯立构规整度指数m/r如在H.N.Cheng,Macromolecules,17,1950(1984)中所规定的那样计算。符号“m”或“r”描述了成对的邻接丙烯基团的立体化学,“m”是指内消旋,而“r”是指外消旋。0-低于1.0的m/r比率一般描述了间同立构聚合物,1.0的m/r比率描述了无规立构材料,而高于1.0的m/r比率描述了全同立构材料。全同立构材料理论上可以具有接近无限大的比率,许多副产物无规立构聚合物具有获得高于50的比率的充分的全同立构含量。
在一个优选实施方案中,该优选的无规丙烯聚合物具有全同立构型的有规立构丙烯结晶度。这里所使用的术语“有规立构”是指聚丙烯中的绝大多数,即80%以上的丙烯残基具有相同的1,2-插入,(不包括任何其它单体例如乙烯),并且侧挂甲基的立体化学取向是相同的,即或者内消旋,或者外消旋。
优选用于本发明的无规丙烯聚合物具有≥75%,≥80%,≥82%,≥85%或≥90%的三丙烯单元的mm三单元组立构规整度指数(通过13C NMR测定)。聚合物的mm三单元组立构规整度指数是三个相邻丙烯单元的序列(由头-尾键合组成的链,表示为m和r序列的二元组合)的相对立构规整度。对于本发明的半无定形共聚物,它通常表示为所规定的立构规整度的单元数目与共聚物中的所有丙烯三单元组的比率。丙烯共聚物的mm三单元组立构规整度指数(mm分数)可以由丙烯共聚物的13CNMR谱图和下式来测定:
其中PPP(mm),PPP(mr)和PPP(rr)表示由头-尾键合组成的以下三丙烯单元链中的第二个单元的甲基获得的峰面积:
丙烯共聚物的13C NMR谱图如在US专利No.5,504,172和US专利6,642,316(第5栏第38行-第9栏第18行)中所述的那样测定。与甲基碳区域(百万分之19-23(ppm))有关的谱图可以被划分为第一区域(21.2-21.9ppm),第二区域(20.3-21.0ppm)和第三区域(19.5-20.3ppm)。在谱图中的各峰参考杂志Polymer,第30卷(1989),第1350页中的文章或杂志Macromolecules,17,(1984),1950中的文章来分配(在Polymer的文章和Macromolecules的文章之间存在冲突的情况下,以Polymer的文章为准)。在第一区域中,用PPP(mm)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振。在第二区域中,用PPP(mr)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振,而且其相邻单元为丙烯单元和乙烯单元的丙烯单元的甲基(PPE-甲基)发生共振(在20.7ppm的附近)。在第三区域中,用PPP(rr)表示的三丙烯单元链中的第二个单元的甲基发生共振,而且其相邻单元为乙烯单元的丙烯单元的甲基(EPE-甲基)发生共振(在19.8ppm的附近)。三单元组立构规整度的计算在US专利No.5,504,172中给出的技术中进行了概要说明。从第二区域和第三区域的总峰面积的峰面积减去丙烯插入错误(2,1和1,3)的峰面积,可以获得基于由头-尾键合组成的3丙烯单元链(PPP(mr)和PPP(rr))的峰面积。因此,可以评价PPP(mm)、PPP(mr)和PPP(rr)的峰面积,从而可以测定由头-尾键合组成的所述丙烯单元链的mm三单元组立构规整度。
关于如何由聚合物的13C-NMR谱图测定mm三单元组立构规整度的更多信息,参见J.A.Ewen,“Catalytic Polymerization of Olefins”(Ewen方法)和Ed s.T.Keii,K.Soga,Kodanska Elsevier Pub.,Tokyo,1986,第271页,并且在2004年3月18日提交的US专利申请US 2004/054086的第8页,编号段落[0046]-[0054]中有详细说明,所有这些文献引入本文供参考。
在另一个实施方案中,在本发明中可用作无规丙烯聚合物的聚合物包括具有低于70J/g的通过差示扫描量热法(DSC)测定的熔化热、50dg/min或更低的MFR、并且含有有规立构丙烯结晶度(优选全同立构型有规立构丙烯结晶度)的丙烯均聚物和无规共聚物。在另一个实施方案中,该聚合物是丙烯和至少一种选自乙烯、C4-C12α-烯烃和它们混合物中的共聚单体的无规共聚物。优选地,丙烯的无规共聚物包括10-25wt%的聚合乙烯单元,以该聚合物的总重量为基准计;具有窄的分子间组成分布(例如75%或更高);具有25-120℃,或35-80℃的熔点(Tm);具有在上限为70J/g或25J/g和下限在1J/g或3J/g的范围内的熔化热;具有1.8-4.5的分子量分布Mw/Mn;以及具有低于40dg/min,或低于20dg/min的熔体流动速率(在230℃下测定,根据ASTM D-1238,2.16kg)。
优选用于本发明的无规丙烯聚合物在1999年5月13日提交的共同待审的US申请序列号60/133,966和1999年6月29日提交的US序列号60/342,854中被详细描述为“第二聚合物组分(SPC)”,并且在1999年7月1日提交的US序列号90/346,460中更具体地描述为“丙烯烯烃共聚物”,这些专利为了US专利实施的目的而全文引入本文供参考。丙烯无规共聚物可以VistamaxxTM(ExxonMobil,Baytown,TX)的商品名市购。适合的实例包括:VistamaxxTM6100,VistamaxxTM6200和VistamaxxTM3000。
在另一个实施方案中,无规丙烯聚合物可以是不同聚合物和/或共聚物的共混物。这种共混物可以包括两种或更多种聚乙烯共聚物,两种或更多种聚丙烯共聚物,或这种聚乙烯共聚物和聚丙烯共聚物的各自至少一种。优选地,无规丙烯聚合物的每一种如上所述,在一个优选实施方案中,无规丙烯聚合物的数目可以是三种或三种以下,更优选两种或两种以下。
在本发明的一个实施方案中,无规丙烯聚合物可以包括烯烃含量不同的两种无规丙烯聚合物的共混物。优选地,一种无规丙烯聚合物可以包含约7-13mol%的烯烃,而另一种无规丙烯聚合物可以包含约14-22mol%的烯烃。在一个实施方案中,无规丙烯聚合物中优选的烯烃是乙烯。
还可以将无规丙烯聚合物与加工油和其它常用添加剂例如成核剂、抗氧化剂、填料、纳米组合物等共混,并且可以将其制造成用于各种应用的物品。也可以将包括本发明的无规丙烯聚合物以及其它的α-烯烃聚合物和共聚物,例如聚丙烯的共混物制造成用于各种应用的物品。
在一个优选实施方案,该丙烯聚合物可以包括丙烯型弹性体聚合物,其通过无规聚合方法生产,获得在有规立构丙烯增长中具有无规分布的不规则性的聚合物。这与嵌段共聚物相反,在嵌段共聚物中,相同聚合物链的组成部分独立和序列地聚合。
术语“弹性体聚合物”是指通过DSC测定的该聚合物的熔化热低于75J/g。通常,那么通过DSC测定的熔点低于105℃。这与弹性变形后缺乏回复的含有丙烯衍生的单元的丙烯共聚物或无规立构聚合物相反。
无规丙烯聚合物的官能化
本发明的粘合剂包括官能化无规丙烯聚合物。该官能化无规丙烯聚合物包含一种或多种官能团。“官能化无规丙烯聚合物”是指将无规丙烯聚合物与官能团和任选的催化剂、热、引发剂和/或自由基源接触,引起所有或一部分的官能团引入、接枝、键合、物理连接和/或化学连接在无规丙烯聚合物上。因此在一个方面中,本发明的FRPP包含无规丙烯共聚物、官能团和官能化催化剂(例如催化剂、热、引发剂或自由基源)的接触产物。在这里,这类官能化也被称为接枝。同样,官能团在这里也被称为接枝单体。另外,还定义了“官能化无规丙烯聚合物”包括由包括丙烯和含官能团的单体(或者使用含官能团的引发剂)的单体直接聚合以制得具有官能团的无规丙烯聚合物而得到的无规丙烯聚合物。
为了在本文中便于参照,在本文中可以使用格式“AA-g-FG”将任何官能化聚合物缩写,其中AA表示被官能化的特定类型的聚合物(例如PP、iPP、无规丙烯聚合物),FG是指聚合物利用其官能化的官能团或化合物(例如MA是马来酸酐),并且-g-表示两个结构部分之间的接枝(即连接)。因此,无规丙烯聚合物-g-MA或RPP-g-MA表示用马来酸酐接枝的无规丙烯聚合物。
“官能团”是指含有杂原子和/或不饱和度的重均分子量为1000g/mol或更低的任何化合物。优选的官能团包括重均分子量为750或更低、含有一个或多个杂原子和/或一个或多个不饱和位点的任何化合物。优选地,官能团是含有杂原子和不饱和度的化合物,例如马来酸酐或马来酸。优选的官能团包括有机酸和其盐、有机酰胺、有机酰亚胺、有机胺、有机酯、有机酸酐、有机醇、有机酰基卤(例如酰基氯、酰基溴等)、有机过氧化物、有机硅烷等。
可用于本发明的优选的官能团的例子包括包含羰基键的化合物,例如羧酸、羧酸酯、酸酐、二酯、盐、酰胺和酰亚胺。也可以使用芳族乙烯基化合物、可水解的不饱和硅烷化合物、饱和卤化烃和不饱和卤化烃。
可用于本发明的特别优选的官能团的例子包括,但不限于,马来酸酐,柠康酸酐,2-甲基马来酸酐,2-氯马来酸酐,2,3-二甲基马来酸酐,双环[2,2,1]5-庚烯-2,3-二羧酸酐,4-甲基-4-环己烯-1,2-二羧酸酐,丙烯酸,甲基丙烯酸,马来酸,富马酸,衣康酸,柠康酸,中康酸,巴豆酸,双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐,1,2,3,4,5,8,9,10-八氢萘-2,3-二羧酸酐,2-氧杂-1,3-二酮基螺(4.4)壬-7-烯,双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐,马来海松酸,四氢邻苯二甲酸酐,降冰片-5-烯-2,3-二羧酸酐,桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐(nadic anhydride),甲基桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐,降冰片烯二酸酐(himic anhydride),甲基降冰片烯二酸酐(methylhimic anhydride),和x-甲基-双环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐(XMNA)。
在本发明可用作官能团的不饱和羧酸酯的例子包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。
在本发明中可用作官能团的可水解不饱和硅烷化合物的实例包括:在其分子中包含可自由基聚合的不饱和基团和烷氧基甲硅烷基或甲硅烷基的化合物,使得该化合物具有键接于乙烯基的可水解的甲硅烷基和/或经由亚烷基键接于乙烯基的可水解甲硅烷基,和/或具有键接于丙烯酸、甲基丙烯酸等的酯或酰胺的可水解甲硅烷基的化合物。它们的实例包括乙烯基三氯硅烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,单乙烯基硅烷和单烯丙基硅烷。可用作官能团的不饱和卤化烃的例子包括氯乙烯和偏二氯乙烯。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物用马来酸酐(MA)接枝以制备用马来酸酐接枝的无规丙烯聚合物(无规丙烯聚合物-g-MA),其中马来酸酐与聚合物的骨架聚合物链共价连接。接枝在聚丙烯共聚物上的酸酐官能团可以作为酸酐保留、可以被氧化成酸官能团,和/或可以通过本领域已知的方法进一步反应以引入其它官能团例如酰胺、胺、醇等。
官能化无规丙烯聚合物的形成
现有技术中存在可用于将在此描述的无规丙烯聚合物官能化的多种方法。这些包括,但不限于,选择性氧化、自由基接枝、臭氧分解、环氧化等。本发明的官能化无规丙烯聚合物可以溶液或淤浆方法(即,使用溶剂)或者以熔体方法(即,不使用溶剂)而制备。官能化无规丙烯聚合物还可以在高剪切混合机、流化床反应器等中制备。
一般而言,在足以造成单体与无规丙烯聚合物接枝以制备官能化无规丙烯聚合物的一定温度和持续时间下,将无规丙烯聚合物与自由基引发剂和接枝单体结合。在该实施方案中,可以通过在自由基引发剂催化剂例如有机过氧化物的存在下将无规丙烯聚合物和可自由基聚合的官能团(例如马来酸酐)加热而获得本发明的官能化无规丙烯聚合物。该结合物优选在等于、接近或高于自由基引发剂催化剂的分解温度的温度下加热。
可用的自由基引发剂催化剂包括:二酰基过氧化物,过氧化酯,过氧酮缩醇,二烷基过氧化物等。具体实例包括过氧化苯甲酰,甲基乙基酮过氧化物,过苯甲酸叔丁酯,过乙酸叔丁酯,OO-叔丁基-O-(2-乙基己基)单过氧碳酸酯,4,4-二-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯,1,1-双(叔丁基过氧)环己烷,1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,2,2-双(叔丁基过氧)丁烷,二枯基过氧化物,叔丁基枯基过氧化物,a,a’-双(叔丁基过氧-异丙基)苯,二叔丁基过氧化物(DTBP),2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷,环己酮过氧化物,叔丁基过氧异丙基碳酸酯,过邻苯二甲酸二叔丁酯,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烯-3,二叔丁基过氧化物,氢过氧化枯烯,叔丁基氢过氧化物,氢过氧化物,二月桂基过氧化物,二枯基过氧化物等。在一个优选实施方案中,官能化在高于聚合物熔点、但低于引发剂的分解温度的温度下进行。有用的温度范围包括35-350℃,优选40-250℃,优选45-200℃。
一种特别优选的制备本发明官能化无规丙烯聚合物的方法包括在基本上没有溶剂的情况下将无规丙烯聚合物与产生自由基的催化剂(例如过氧化物催化剂)在接枝单体(例如马来酸酐)的存在下在提供剪切的反应器(例如挤出机反应器)内熔体共混。可以使用一个或多个单螺杆和/或多螺杆反应器,优选双螺杆挤出机反应器,例如同向旋转啮合式挤出机,反向旋转非啮合式挤出机和/或共捏合机,例如由Buss出售的那些是特别优选的。
优选用于官能化反应(例如接枝反应)的事件顺序包括熔融聚合物、添加和分散接枝单体、引入过氧化物催化剂以及排放未反应的单体和由过氧化物分解产生的副产物的步骤。其它顺序可以包括进料单体和预先溶于溶剂的过氧化物催化剂。单体可以聚合物组合物和官能团总重量的大约0.01-大约10wt%的比率,优选基于总反应混合物重量的大约1-大约5wt%的量引入到反应器内。
接枝反应优选在选择温度下进行,以最大限度减少或避免催化剂和单体的快速蒸发和由此造成的损失,并使得停留时间为过氧化物的半衰期的大约6-7倍。其中聚合物熔体的温度沿反应器的长度逐渐提高直至在反应器的接枝反应区达到最大,然后朝着反应器输出端降低的温度分布是优选的。在挤出机的最后区段中的温度降低对于产品造粒目的来说是理想的。为了优化进料的均匀性,通常将过氧化物以大约10%浓度溶于矿物油中,而无规丙烯聚合物和接枝单体优选以纯的形式进料。
基于官能团的重量,自由基引发剂催化剂优选以0.00001-100wt%,更优选0.1-10wt%的比例使用。加热温度取决于反应是否在溶剂的存在下进行,但通常约为50℃-350℃。
在溶剂型方法中,可以在对自由基稳定的具有2-20个碳原子的卤化烃化合物,具有6-20个碳原子的芳族化合物、卤化芳族化合物、烷基取代的芳族烃、环状烃和/或烃化合物的存在下使用浓度为0.1-50wt%的溶液或浆液形式的无规丙烯聚合物进行反应。优选的溶剂包括己烷和环己烷。
官能化无规丙烯聚合物可以是已经如本文中所描述的进行官能化的单一聚合物。在另一个实施方案中,本发明的官能化无规丙烯聚合物可以是包括在单一方法期间被官能化的无规丙烯聚合物的共混物。本发明的官能化无规丙烯聚合物还可以包括多种官能化的无规丙烯聚合物和/或其它聚合物和/或添加剂(在单独的官能化之后结合),或其任意组合。接枝方法可以在使得β开裂反应最小化的其它组分例如苯乙烯衍生物或者本领域技术人员已知的其它物质的存在下进行。官能化无规丙烯聚合物的性能
除非另外说明,官能化无规丙烯聚合物的性能以与本文中描述的在官能化之前的同一性能相同的方式测量。还可以使用各种其它技术来表征本发明的官能化无规丙烯聚合物,其中的一些描述于“Structure Characterization”,The Science and Technology ofElastomers,F.Eirich,编辑,Academic Press1978,G.Ver Strate的第3章中,出于美国专利实践的目的,其被引入作为参考。
在一个实施方案中,可以将无规丙烯聚合物官能化(例如接枝)至包括约0.001wt%或更高,优选约0.1wt%或更高的一种或多种连接和/或引入无规丙烯聚合物的官能团。还可以将无规丙烯聚合物官能化至更高的程度。官能化程度(例如接枝程度)可以低于约50wt%,优选低于约45wt%,优选低于约40wt%,优选低于约35wt%,优选低于约30wt%,优选低于约25wt%,优选低于约20wt%,优选低于约15wt%,优选低于约10wt%,优选低于约9wt%,优选低于约8wt%,优选低于约7wt%,优选低于约6wt%,优选低于约5wt%,优选低于约4wt%,优选低于约3wt%,优选低于约2wt%,优选低于约1.5wt%,并且优选高于约0.5wt%,更优选高于约1wt%。在一个优选实施方案中,官能化聚丙烯可以包括0.1-约10wt%的官能团,更优选0.25-约5wt%,更优选0.5-4wt%,更优选0.75-3.5wt%,更优选1.0-2.5wt%,更优选1.5-2.5wt%的官能团。
在此还不可预期地发现通过将官能化无规丙烯聚合物包括在内可以在本发明组合物中获得增容效果,该效果可能受到无规丙烯聚合物的接枝程度的影响。
优选地,官能化无规丙烯聚合物包含马来酸酐(即无规丙烯聚合物-g-MA)。无规丙烯聚合物-g-MA中马来酸酐的含量可以低于约50wt%,优选低于约45wt%,优选低于约40wt%,优选低于约35wt%,优选低于约30wt%,优选低于约25wt%,优选低于约20wt%,优选低于约15wt%,优选低于约10wt%,优选低于约9wt%,优选低于约8wt%,优选低于约7wt%,优选低于约6wt%,优选低于约5wt%,优选低于约4wt%,优选低于约3wt%,优选低于约2wt%的马来酸酐。并且优选地,无规丙烯聚合物-g-MA中马来酸酐的含量可以高于约0.5wt%,更优选高于约1wt%的马来酸酐。在一个优选实施方案中,官能化聚丙烯可以含有0.1-约10wt%的马来酸酐,更优选0.25-约5wt%,更优选0.5-4wt%,更优选0.75-3.5wt%,更优选1.0-2.5wt%的马来酸酐。
接枝的无规丙烯聚合物的官能团含量可以通过傅里叶变换红外光谱法来测定,基于用其官能团绝对含量已经测定的标准物来校准。具体地,接枝的无规丙烯聚合物的马来酸酐含量可以通过傅里叶变换红外光谱法来测定,基于用其马来酸酐绝对含量已经根据M.Sclavons等人所述的程序(M.Sclavons,P.Franquinet,V.Carlier,G.Verfaillie,I.Fallais,R.Legras,M.Laurent和F.C.Thyrion,Polymer,41,1989(2000))测定的标准物来校准,所述程序中通过在二甲苯中完全溶解,随后在丙酮中再沉淀而首先从残留单体中提纯出无规丙烯聚合物-g-MA聚合物的样品。然后干燥该沉淀的聚合物。在沸腾温度下将大约0.5g的再沉淀聚合物溶于150ml的甲苯。用溴百里酚蓝作为颜色指示剂,用TBAOH(氢氧化四丁基铵)对该加热溶液进行电位滴定,其中聚合物在滴定过程中不沉淀。在溶解之前优选将该聚合物预热至200℃持续1小时,以便确保由马来酸酐被环境水分的水解产生的所有二酸重新转化为酸酐。
优选地,根据被改进成使用具有约1cm ×1cm的基座和约0.6cm ×0.2cm的中心窄条的“小”哑铃和850μm/秒分离速度的ASTM D638中描述的程序,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA具有300%或更高的百分比断裂伸长率。在一个优选实施方案中,本发明的无规丙烯聚合物-g-MA具有高于300%,更优选高于500%并且甚至更优选高于约800%的百分比断裂伸长率。
还可以使用本领域已知的哑铃状样品评价官能化无规丙烯聚合物的应力-应变性能。可以在180℃-200℃下在15吨的力下将样品压塑15分钟至尺寸为6英寸×6英寸的板。然后可以取出冷却的板并且用模头切割样品。样品的应力应变评价可以在由Instron Corporation100Royal Street,Canton,MA制造的Instron 4465上进行。本文所使用的数字数据在由购自Instron Corporation的Series IXMaterial Testing System采集的文档中收集,使用Excel5,购自Redmond,Wash的Microsoft Corporation的数据表程序分析。
挠曲模量(正割1%)根据ASTM D790测量。优选的官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA具有低的挠曲模量。低挠曲模量是1%正割模量低于1400MPa,更优选低于700MPa,并且更优选低于350MPa。
优选的PP-g-FG(优选RPP-g-MA)具有5,000,000或更低的重均分子量(Mw)、约3,000,000或更低的数均分子量(Mn)、约5,000,000或更低的z均分子量(Mz),和在聚合物的重均分子量(Mw)下使用全同立构聚丙烯(具有64,000的Mn、304,000的Mw和1,145,000的Mz)作为基准(例如可从Houston,Texas的ExxonMobil Chemical Company获得的PP4612E2聚丙烯)测量的0.99或更高的g′指数,所有这些可以通过尺寸排阻色谱法例如3D SEC-如本文中所述也被称为GPC-3D而测量。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有约5,000-约5,000,000g/mol的Mw,更优选约10,000-约1,000,000的Mw,更优选约20,000-约500,000,更优选30,000-500,000的Mw,约50,000-约300,000的Mw。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有约5,000-约3,000,000g/mol的Mn,更优选约10,000-约1,000,000的Mn,更优选约10,000-约500,000,更优选20,000-500,000的Mn,更优选约10,000-约200,000的Mn。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有约10,000-约5,000,000g/mol的Mz,更优选约50,000-约1,000,000的Mz,更优选约80,000-约500,000的Mz,更优选约100,000-300,000的Mz。
官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物的分子量分布指数(MWD=Mw/Mn)优选为约1.5-40.0,更优选约1.8-10,并且最优选约1.8-7。
在一个优选实施方案中,当在聚合物的Mw下使用全同立构聚丙烯(具有64,000的Mn、304,000的Mw和1,145,000的Mz)的特性粘度作为基准(例如可从Houston,Texas的ExxonMobil Chemical Company获得的PP4612E2聚丙烯)测量时,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有0.99或更高的g′指数值,更优选约1的g′(即基本线型)。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有用差示扫描量热法(DSC)测量的约200℃或更低,更优选150℃或更低的结晶温度(Tc)。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有根据ASTM D-1505测试方法在室温下测量的约0.85-约0.92g/ml,更优选约0.85-0.90g/ml,更优选约0.85-约0.88g/ml的密度。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物具有根据ASTM D-1238测试方法(2.16kg,230℃)测量的等于或高于0.2g/10min,优选0.5-500g/10min,并且更优选1-200g/10min,优选20-200g/10min的熔体流动速率(MFR)。
在一个优选实施方案中,官能化无规丙烯聚合物,优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以具有根据描述于ASTM E-79485中的步骤测量的75J/g或更低,更优选50J/g或更低,优选30J/g或更低,优选25J/g或更低,优选0.5-75J/g,优选1-40J/g的熔化热(Hf)。并且,熔化热优选高于或等于约1J/g,优选高于或等于约5J/g。
官能化无规丙烯聚合物粘合剂组合物
官能化无规丙烯聚合物,更优选无规丙烯聚合物-g-MA可以单独地或者作为与至少一种、优选一种或多种添加剂组合的共混物而用作粘合剂。这里使用的术语“添加剂”并不是指相对于总组合物而言的任何相对比例的添加剂。因此,本发明的粘合剂共混物组合物可以包含0.1wt%-99.9wt%的添加剂。
在一个实施方案中,本发明的官能化无规丙烯聚合物,更优选无规丙烯聚合物-g-MA聚合物可以单独地或者与一种或多种添加剂组合用作粘合剂或者用作粘合剂共混物或组合物中的基础聚合物。
一般而言,基于粘合剂共混物的重量,官能化RPP,优选RPP-g-MA以0.1-99wt%,优选1-90wt%,优选2-75wt%,优选3-60wt%,优选4-50wt%,优选5-40wt%的量存在于粘合剂共混物中。
适合于在本文中披露的本发明的粘合剂组合物中使用的添加剂可以包括一种或多种如上所述的无规丙烯聚合物、一种或多种如下所述的iPP-g-aPP聚合物、C2-C40聚合物、弹性体、无规共聚物、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、纳米粘土、油、增塑剂、蜡、低分子量聚合物、酯聚合物和/或其它添加剂。优选的粘合剂共混物中,iPP-g-aPP聚合物可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,优选5-90wt%的量存在。
iPP-g-aPP聚合物
可用于本发明的在本文中称为“iPP-g-aPP”或“iPP-g-aPP聚合物”的聚合物是描述于2003年10月15日提交的USSN10/686,951和2003年10月15日提交的USSN10/687,508中的那些,这些在此引入作为参考。特别地,USSN10/686,951的23-91页和USSN10/687,508的22-168页提供了如何制备可在本文中使用的iPP-g-aPP聚合物的具体指示。通常,优选的iPP-g-aPP包括使用两种或更多种催化剂(一般为金属茂催化剂)制备的聚丙烯,其中一种催化剂被选择为能够制备基本上无规立构的聚丙烯(aPP),并且另一种金属茂催化剂被选择为能够在采用的聚合条件下制备全同立构聚丙烯(iPP)。优选地,在采用的聚合条件下,aPP和iPP聚合物链的结合可以在反应器内共混物中进行,使得iPP-g-aPP聚合物中存在的一定数量的无定形聚丙烯接枝在全同立构聚丙烯上,在这里表示为(aPP-g-iPP),和/或使得iPP-g-aPP聚合物中存在的一定数量的全同立构聚丙烯接枝在无定形聚丙烯上,在这里表示为(iPP-g-aPP)。在优选实施方案中,iPP-g-aPP聚合物可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,优选5-90wt%的量存在。
C2-C40聚合物
在一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括各种C2-C40聚烯烃聚合物(“聚合物”),该聚合物可以包括单种聚合物或者不同聚合物的共混物。这类共混物可以包括两种或更多种聚烯烃例如聚丙烯-聚乙烯共聚物、两种或更多种聚丙烯共聚物,其中该聚合物共混物的每一组分将单独地定性为添加剂。在一个优选实施方案中,添加剂包括如上所述的无规丙烯聚合物。
在一个优选实施方案中,粘合剂组合物可以包括金属茂聚乙烯(mPE)和/或金属茂聚丙烯(mPP)。该mPE和mPP均聚物或共聚物通常结合使用单或双环戊二烯基型过渡金属催化剂与铝氧烷和/或非-配位阴离子活化剂在溶液、淤浆、高压或气相中制备。该催化剂和活化剂可以是担载或未担载的,并且该环戊二烯基型环可以是取代或未取代的。用这类催化剂/活化剂结合物制备的几种商业产品可在商品名EXCEEDTM、ACHIEVETM和EXACTTM下从Baytown,Texas的ExxonMobil ChemicalCompany商购获得。关于制备这些mPE均聚物和共聚物的方法和催化剂/活化剂的更多信息参见WO94/26816;WO94/03506;EPA277,003;EPA277,004;US专利号5,153,157;US专利号5,198,401;US专利号5,240,894;US专利号5,017,714;CA1,268,753;US专利号5,324,800;EPA129,368;US专利号5,264,405;EPA520,732;WO9200333;US专利号5,096,867;US专利号5,507,475;EPA426637;EPA573403;EPA520732;EPA495375;EPA500944;EPA570982;WO91/09882;WO94/03506和US专利号5,055,438。
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括:均聚丙烯、与至多50wt%的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚的丙烯、全同立构聚丙烯、高度全同立构聚丙烯(例如具有高于约50%m-五单元组)、间同立构聚丙烯、丙烯和乙烯和/或丁烯和/或己烯的共聚物、聚丁烯、乙烯乙酸乙烯酯、低密度聚乙烯(密度0.915-低于0.935g/cm3)、线型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯(密度0.86-低于0.90g/cm3)、极低密度聚乙烯(密度0.90-低于0.915g/cm3)、中密度聚乙烯(密度0.935-低于0.945g/cm3)、高密度聚乙烯(密度0.945-0.98g/cm3)、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物、乙烯和丙烯酸的共聚物、乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物、锌、镁或钠离聚物、聚甲基丙烯酸甲酯或可通过高压自由基方法聚合的任何其它聚合物、聚氯乙烯、聚丁烯-1、全同立构聚丁烯、ABS树脂、弹性体例如乙丙橡胶(EPR)、硫化的EPR、EPDM、嵌段共聚物弹性体例如SBS、尼龙(聚酰胺)、聚碳酸酯、PET(聚酯树脂)、交联聚乙烯、乙烯和乙烯醇的共聚物(EVOH)、芳族单体的聚合物例如聚苯乙烯、通常的接枝共聚物,聚丙烯腈均聚物或共聚物、热塑性聚酰胺、聚缩醛、聚偏二氟乙烯和其它氟化弹性体、聚乙二醇和聚异丁烯。
在一个优选实施方案中,粘合剂组合物可以包括包含丙烯、一种或多种共聚单体(例如乙烯、具有4-8个碳原子的α-烯烃和苯乙烯)和任选的一种或多种α,ω-二烯烃的共聚物。二烯烃的数量优选不高于约10wt%,更优选不高于约5wt%。优选的二烯烃包括用于乙丙橡胶硫化的那些,优选乙叉基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、双环戊二烯和1,4-己二烯。
在一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括两种或更多种聚丙烯共聚物,优选地其中每一种的α-烯烃含量不同,一种处于7-13mol%α-烯烃的范围内而另一种处于14-22mol%α-烯烃的范围内。优选的α-烯烃是乙烯。在仍然另一个实施方案中,官能化丙烯聚合物包含13-23mol%乙烯。两种聚合物组分的使用可以使得最终共混物的拉伸-伸长性能的有益改进。
在粘合剂组合物中适合用作添加剂的聚合物还包括无定形的富含间同立构的C3-C40均聚物或共聚物,和/或至少部分结晶的富含间同立构的C3-C40均聚物或共聚物。至少部分结晶的聚烯烃被定义为在室温下在二甲苯或甲苯中具有至少10wt%溶解度的聚烯烃均聚物或共聚物。优选地,添加剂包括在室温下在二甲苯或甲苯中具有15wt%,优选20wt%,优选25wt%,优选30wt%,优选35wt%,优选40wt%,优选45wt%,优选50wt%,优选55wt%,优选60wt%,优选65wt%,优选70wt%,优选75wt%,优选80wt%,优选85wt%,优选90wt%,优选95wt%的溶解度的富含间同立构的聚烯烃。仍然更优选地,以上添加剂的富含间同立构的聚烯烃包括至少部分结晶的富含间同立构的聚丙烯(srPP)。
至少部分结晶的富含间同立构的聚丙烯(srPP)在这里可被定义为包含至少约80%[r]二单元组。优选至少约85%[r]二单元组,优选至少约90%[r]二单元组,更优选至少约95%[r]二单元组,仍然更优选至少约99%[r]二单元组。参见2004年10月28日提交的US60/622,964,其在此引入作为参考。
添加剂还可以包括包含聚丙烯作为基础聚合物以及其它α-烯烃(包括乙烯(C2)和C4-C40α-烯烃)的至少部分结晶的富含间同立构的聚烯烃。α-烯烃的例子包括丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1、癸烯-1、十一碳烯-1、十二碳烯-1、十三碳烯-1、十五碳烯-1、十六碳烯-1、十七碳烯-1、十八碳烯-1和支化的烯烃,包括3-甲基丁烯-1、4-甲基戊烯-1和4,4-二甲基戊烯-1。
当存在于至少部分结晶的富含间同立构的聚丙烯中时,基于聚合物的总重量,所述其它α-烯烃的数量可以高于以重量计的约0.001%(wt%)。优选地,所述其它α-烯烃的数量高于或等于约0.1wt%,更优选高于或等于约1wt%。所述其它α-烯烃也可以约50wt%或更少的量存在于基础聚合物中。优选地,基础聚合物中其它α-烯烃的数量低于或等于约20wt%,更优选低于或等于约10wt%。
在一个优选实施方案中,上面列出的任一种C2-C40聚合物可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,更优选5-90wt%的量存在。弹性体
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括弹性体。合适的弹性体的例子包括一种或多种具有弹性的聚丙烯共聚物。这些优选的具有弹性的丙烯共聚物可以根据WO02/36651中的步骤制备,该专利在此引入作为参考。同样,添加剂可以包括与描述于WO03/040202、WO03/040095、WO03/040201、WO03/040233和/或WO03/040442中的那些一致的聚合物。另外,粘合剂组合物可以包括与描述于EP1,233,191和US6,525,157中的那些一致的聚合物。
适合于在粘合剂组合物中用作添加剂的其它弹性体包括所有天然和合成的橡胶,包括定义于ASTM D1566中的那些。在一个优选实施方案中,弹性体可以是橡胶增韧的组合物。在一个特别优选的实施方案中,橡胶增韧的组合物是两(或多)相体系,其中橡胶是在包括官能化丙烯共聚物的连续相中的非连续相。优选的弹性体的例子包括乙丙橡胶、乙烯丙烯二烯烃单体橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯类嵌段共聚物橡胶(包括SI、SIS、SB、SBS、SIBS、SEBS、SEPS等)(S是苯乙烯、I是异戊二烯、B是丁二烯、EB是乙烯丁烯、EP是乙烯丙烯)、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、异丁烯和对-烷基苯乙烯的共聚物、异丁烯和对-烷基苯乙烯的卤化共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯丁二烯或热塑性弹性体。在另一个实施方案中,上述弹性体可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,更优选5-90wt%的量存在于粘合剂组合物中。无规丙烯聚合物(RPP)
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括本文中描述的未官能化的无规丙烯聚合物。最优选的聚合物具有3-17mol%的乙烯含量。优选的RPP包括具有低于70J/g(优选高于1J/g并且低于60J/g,更优选低于50J/g,更优选低于40J/g,更优选低于30J/g,更优选低于25J/g)的熔化热和通过13C NMR测量的75%或更高(优选80%或更高,优选85%或更高,优选90%或更高)的mm三单元组立构规整度指数的那些。在另一个实施方案中,基于组合物的重量,上述RPP可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,更优选5-90wt%的量存在于粘合剂组合物中。抗冲共聚物
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种抗冲共聚物,也称为多相共聚物或嵌段共聚物。适合于在本文中使用的抗冲共聚物可被定义为全同立构PP和弹性体例如乙丙橡胶的共混物。在一个优选实施方案中,抗冲共聚物共混物以两(或多)相体系存在,其中抗冲共聚物是粘合剂组合物中的不连续相,并且一种或多种如上所述的其它添加剂是连续相。优选的抗冲共聚物包括在WO2004/014998的37页,1行-41页,31行中描述的那些。在另一个实施方案中,基于组合物的重量,上述抗冲共聚物可以0.1-99wt%,优选1-95wt%,优选5-90wt%的量存在于粘合剂组合物中。
增粘剂
粘合剂组合物还可以包括本领域已知的任何增粘剂。合适的增粘剂的例子包括:脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化的聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化聚环戊二烯树脂、氢化的脂族树脂、氢化的脂族芳族树脂、氢化的萜烯和改性的萜烯、氢化的松香酸和氢化的松香酯。在一些实施方案中,增粘剂可以氢化。
在另一些实施方案中,增粘剂可以是非极性的,这是指增粘剂基本上不含具有极性基团的单体。优选地,不存在极性基团,然而如果它们存在的话,则它们优选以不高于5wt%,优选不高于2wt%,甚至更优选不高于0.5wt%的量存在。在一些实施方案中,增粘剂可以具有通过ASTM E-28测量的80℃-150℃,优选100℃-130℃的环球法软化点。在另一个实施方案中,增粘剂是液体并且具有10℃-70℃的环球法软化点。
优选的添加剂包括作为增粘剂或改性剂使用的烃树脂,其包括树脂例如C5/C6萜烯树脂、苯乙烯萜烯、α-甲基苯乙烯萜烯树脂、C9萜烯树脂、芳族改性的C5/C6、芳族改性的环状树脂、芳族改性的双环戊二烯型树脂或其混合物。另一些优选的树脂包括描述于WO91/07472、US 5,571,867、US 5,171,793和US 4,078,132中的那些。这些树脂可以由包含一种或多种以下单体的组合物的阳离子聚合获得:C5二烯烃(例如1,3-戊二烯、异戊二烯等);C5烯烃(例如2-甲基丁烯、环戊烯等);C6烯烃(例如己烯)、C9乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚等);环状化合物(例如双环戊二烯、甲基双环戊二烯等);和/或萜烯(例如柠檬烯,蒈烯,侧柏酮等)。
还优选的添加剂包括作为增粘剂或改性剂使用的烃树脂,其包括通过双环戊二烯的热聚合,和/或环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚物或低聚物和/或乙烯基芳族化合物(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚等)的热聚合得到的树脂。
如果需要,可以将聚合并且分离未反应的材料之后得到的树脂氢化。在这里用作添加剂的优选树脂的例子包括描述于US 4,078,132;WO91/07472;US4,994,516;EP0046344A;EP0082726A;和US5,171,793中的那些。
在一个实施方案中,本发明的粘合剂组合物可以包括增粘剂,所述增粘剂包括由双环戊二烯原料制备、根据ASTM E-28测量具有10℃-150℃的环球法软化点的氢化的芳族改性树脂。
基于粘合剂组合物的重量,增粘剂可以约1-约80wt%,更优选2-40wt%,甚至更优选3-30wt%的量存在于粘合剂组合物中。
交联剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以进一步包括交联剂。优选的交联剂包括具有可与存在于无规丙烯聚合物-g-FG上的官能团,例如存在于无规丙烯聚合物-g-MA上的酸酐基团反应的官能团的那些。在有或没有助剂的情况下,优选的交联剂包括醇、多元醇、胺、二胺和/或三胺、过氧化物。可用于本发明的交联剂的特定例子包括多胺例如乙二胺、二亚乙基三胺、己二胺、二乙基苯胺基丙胺和/或薄荷烷二胺。
在一个优选实施方案中,如上所述的交联剂可以10wt%或更少(基于组合物的重量),优选0.1-5wt%的量存在于粘合剂组合物中。抗氧化剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种酚类抗氧化剂。酚类抗氧化剂的优选例子包括取代的苯酚例如其中2和/或6位的氢原子被烷基残基取代的2,6-二叔丁基苯酚。酚类抗氧化剂的典型例子包括:2,6-二叔丁基对甲酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、维生素E、2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚)、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基[4-羟基苯基])]丙酸酯,和季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯。优选的抗氧化剂包括酚类抗氧化剂,例如均可从Ciba-Geigy获得的Irganox 1010、Irganox1076。还可以使用辅稳定剂例如有机亚磷酸酯,例如可从Ciba-Geigy获得的Irgafos168。在一个优选实施方案中,上述抗氧化剂可以5wt%或更少(基于组合物的重量),优选2.5wt%或更少,优选1.0wt%或更少,优选500ppm或更少的量存在于粘合剂组合物中。
中和剂/成核剂
本发明的粘合剂组合物还可以包括中和剂例如硬脂酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝或水滑石,和/或成核剂例如苯甲酸盐、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠和苄基山梨醇等。在一个优选实施方案中,上述中和剂和/或成核剂可以5wt%或更少(基于组合物的重量),优选2.5wt%或更少,优选1.0wt%或更少,优选500ppm或更少的量存在于粘合剂组合物中。
填料
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括填料。合适的填料包括二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、硅石、硅灰石、二氧化硅、炭黑、砂、玻璃珠或玻璃纤维、矿物集料、滑石、粘土、硅灰石等。在一个优选实施方案中,上述填料可以20wt%或更少(基于组合物的重量),优选10wt%或更少,优选5wt%或更少,优选0.5-5wt%存在。在另一个实施方案中,粘合剂不包括玻璃,优选地粘合剂不包括玻璃纤维或玻璃珠。不包括是指玻璃以少于0.5wt%,优选少于0.01wt%存在。纳米粘土
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括纳米粘土(聚合物和纳米粘土的结合物被称为纳米复合材料)。优选地,粘合剂组合物包括RPP-g-MA和有机粘土。
有机粘土可以包括以下物质的一种或多种:铵、伯烷基铵、仲烷基铵、叔烷基铵、季烷基铵,脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物的磷鎓衍生物,脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物的锍衍生物。
有机粘土可以选自蒙脱土,钠型蒙脱土,钙型蒙脱土,镁型蒙脱土,绿脱石,贝得石,富铬绿脱石,合成锂皂石,锂蒙脱石,皂石,锌蒙脱石,麦羟硅钠石(magadite),水羟硅钠石,sobockite,svindordite,富镁皂石,蛭石,埃洛石,铝酸盐氧化物,水滑石,依利石(illite),累托石,tarosovite,伊利石(ledikite)和/或氟云母中的一种或多种。
基于纳米复合材料的总重量,有机粘土优选以0.1-50wt%存在于纳米复合材料中。
助粘剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种助粘剂,包括极性酸、聚氨基酰胺(例如可从Henkel得到的Versamid 115、125、140)、氨基甲酸酯(例如异氰酸酯/羟基封端的聚酯体系如得自Miles,Inc.的粘结剂TN/Mondur Cb-75)、偶联剂(例如硅烷酯(得自DowCorning的Z-6020))、钛酸酯(例如可从Kenrich得到的Kr-44)、反应性丙烯酸酯单体(例如得自Sartomer的sarbox SB-600)、金属酸盐(例如得自Sartomer的Saret633)、聚苯醚、氧化聚烯烃、酸改性的聚烯烃和酸酐改性的聚烯烃。例子包括:硅烷、钛酸酯、有机硅烷、丙烯酸类、酸、酸酐、环氧树脂、硬化剂、聚酰胺、丙烯酸甲酯、环氧化物、酚醛树脂、聚异丁烯,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、脲基丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基脲、1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷,及它们的结合物和衍生物。在一个优选实施方案中,上述助粘剂可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。油
粘合剂组合物还可以包括油,包括脂族环烷油、白油等。特别优选的油包括链烷或环烷油,例如可从Paris,France的ExxonMobilChemical France,S.A.获得的Primol352或Primol876。在一个优选实施方案中,上述油可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
增塑剂
适用于粘合剂组合物中的优选增塑剂包括矿物油、聚丁烯、邻苯二甲酸酯等。优选的增塑剂包括邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸二异十一烷基酯(DIUP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、它们的结合物和/或衍生物等。特别优选的增塑剂包括聚丁烯例如以前可从Houston Texas的ExxonMobil Chemical Company获得的Parapol 950和Parapol 1300,以及聚α-烯烃。在一个优选实施方案中,上述增塑剂可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
蜡
适用于粘合剂组合物中的优选的蜡包括极性或非极性蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡和蜡改性物。优选的蜡包括ESCOMERTM 101。尤其优选的蜡可以选自:极性蜡,非极性蜡,费-托蜡,氧化费-托蜡,羟基硬脂酰胺蜡,官能化蜡,聚丙烯蜡,聚乙烯蜡,蜡改性物,无定形蜡,巴西棕榈蜡,蓖麻油蜡,微晶蜡,蜂蜡,巴西棕榈蜡,蓖麻蜡,植物蜡,小烛树蜡,日本蜡,小冠巴西棕蜡,花旗松树皮蜡,米糠蜡,霍霍巴蜡,蜡果杨梅脂,褐煤蜡,泥煤蜡,地蜡,提纯地蜡,石油蜡,石蜡,聚乙烯蜡,化学改性烃蜡,取代酰胺蜡以及它们的结合物和衍生物。在一些实施方案中,极性和非极性蜡可一起用于同一组合物中。在一个优选实施方案中,上述蜡可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
低分子量聚合物
适用于粘合剂组合物中的其它添加剂包括低分子量聚合物(即低Mn聚合物,其中低是指低于5000的Mn,优选低于4000,更优选低于3000,甚至更优选低于2500)。优选的低Mn聚合物包括低级α-烯烃例如丙烯、丁烯、戊烯、己烯等的聚合物(例如数均分子量低于5000g/mol的包含丙烯、丁烯、戊烯和/或己烯的聚α-烯烃)。特别优选的聚合物包括Mn低于1000的聚丁烯。该聚合物的例子可在商品名PARAPOLTM950下从ExxonMobil Chemical Company获得。PARAPOLTM 950是Mn约950并且通过ASTM D445测量的在100℃下为220厘沲(cSt)的运动粘度的液体聚丁烯聚合物。在一个优选实施方案中,上述低分子量聚合物可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
酯聚合物
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种酯聚合物(聚酯)。在一个优选实施方案中,添加剂包括两(或多)相体系的共混物,其中聚酯是非连续相,并且包含无规丙烯聚合物-g-FG的相是连续相。在一个优选实施方案中,上述酯聚合物可以0.101-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
稳定剂
在另一个实施方案中,粘合剂组合物可以包括一种或多种稳定剂。适合于在此使用的稳定剂包括受阻酚、硫酚、含磷的酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、正十八烷基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)、2,6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基)-1,3,5-三嗪、二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、2-(正辛基硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,和它们的结合物或衍生物。在一个优选实施方案中,上述稳定剂可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
其它添加剂
适用于粘合剂组合物中的其它优选的添加剂包括粘连剂、抗粘连剂、颜料、染料、着色剂(dyestuff)、加工助剂、UV稳定剂、润滑剂例如聚二甲基硅氧烷和硬脂酸钙、助剂、表面活性剂、色母料、流动改进剂、结晶助剂、增塑剂、油、抗氧化剂、聚合物添加剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、流变改进剂、保湿剂、填料、水等。在一个优选实施方案中,上述的其它优选添加剂可以0.01-20wt%(基于组合物的重量),优选0.1-10wt%,优选0.5-5wt%存在于粘合剂组合物中。
聚合物添加剂可以包括均聚α-烯烃、α-烯烃的共聚物、二烯烃的共聚物和三元共聚物、弹性体、聚酯、嵌段共聚物、酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸烷基酯聚合物和乙酸乙烯酯聚合物。在一个优选实施方案中,上述的聚合物添加剂可以0.01-99wt%(基于组合物的重量),优选0.1-90wt%,优选0.5-80wt%存在于粘合剂组合物中。
粘合剂组合物
本发明的粘合剂组合物包括一种或多种官能化无规丙烯聚合物。在一个优选实施方案中,本发明的粘合剂组合物包括可与一种或多种如上定义的添加剂结合的无规丙烯聚合物-g-MA,这些添加剂被结合以使得基于粘合剂组合物的重量,该粘合剂组合物包括0.1-99.9wt%的添加剂。优选地,基于粘合剂组合物的重量,该粘合剂组合物包括1-90wt%的添加剂,更优选20-80wt%的添加剂,更优选30-80wt%的添加剂,更优选40-80wt%的添加剂,仍然更优选50-80wt%的添加剂,更优选60-80wt%的添加剂,仍然更优选70-95wt%的添加剂,余量是由一种或多种官能化无规丙烯聚合物组成的共混物。
在用于制备本发明的粘合剂组合物的方法中,对混合方式没有特殊的限制要求。因此,可以借助于Henschel混合机等将原料均匀混合并且然后可以通过挤出机等使其熔融、混合并且模塑成粒料。还可以使用Brabender混合机,通过该混合机同时进行混合和熔融并且在熔融之后可以直接将材料模塑成薄膜、片材等。因此,这里描述的共混物可以采用本领域已知的常规技术形成,以使得可以使用一个或多个静态混合机、在线混合机、肘管、孔口、挡板或其任意组合而完成共混。
在一个优选实施方案中,粘合剂组合物包括这样的共混物:基于共混物的总重量,该共混物包括约1-约99wt%的官能化无规丙烯聚合物。优选地,官能化无规丙烯聚合物是基于粘合剂组合物的总重量以高于约5wt%,优选高于约10wt%,优选高于约20wt%,优选高于约30wt%,优选高于约40wt%,优选高于约50wt%,优选高于约60wt%,优选高于约70wt%,优选高于约80wt%,优选高于约90wt%存在的无规丙烯聚合物-g-MA。
在一个实施方案中,粘合剂组合物包括低于3wt%的抗氧化剂、低于3wt%的低粘度流动改进剂、低于10wt%的蜡和/或低于3wt%的结晶助剂。在一些实施方案中,蜡可以不需要并且可以基于粘合剂组合物的重量以低于5wt%,优选低于3wt%,更优选低于1wt%,更优选低于0.5wt%存在。
在另一个实施方案中,本发明的粘合剂组合物包括RPP-g-MA和基于粘合剂组合物的重量总共低于50wt%的上述添加剂的任意结合物,优选低于25wt%,优选低于20wt%,优选低于15wt%,优选低于10wt%,优选低于5wt%。
在一个特别优选的实施方案中,粘合剂组合物包括(基于粘合剂组合物的重量):
a)0.5-99wt%,优选1.0-50wt%的官能化无规丙烯聚合物,优选RPP-g-MA,其中该聚合物具有:
1)1-50J/g(优选5-45J/g)的熔化热和80%或更高(优选85%或更高)的mm三单元组立构规整度指数,和
2)50,000或更高(优选100,000或更高)的Mw,和/或
3)35℃-90℃的熔点,和/或
4)10-25wt%(优选1-20wt%)的乙烯含量(基于聚合物的重量);和/或
5)15dg/min或更低(优选10或更低)的熔体指数(ASTM1238,190℃);和/或
6)0.85-0.89g/cm3的密度;和
b)1-99.5wt%的一种或多种添加剂,优选5-80wt%的聚丙烯,优选RPP。
粘合剂组合物的性能
本发明的粘合剂组合物优选具有在20℃下对非极性基材(例如全同立构聚丙烯)的高于约175N/m(1lb/in)(根据下述的改进的ASTMD-1876测量)的T形剥离粘合力。优选地,在20℃下对极性基材(例如Mylar和/或铝)的T形剥离粘合力高于约175N/m(1lb/in),更优选高于约438N/m。
在一个优选实施方案中,该粘合剂具有在20℃下对极性基材的至少1.5lb/in,优选2lb/in(350N/m),更优选3lb/in(525N/m),仍然更优选4lb/in(700N/m)或更高的T形剥离粘合力,和/或在20℃下对非极性基材的至少1lb/in,优选2lb/in,更优选3lb/in,仍然更优选4lb/in或更高的T形剥离粘合力(其中1lb/in=175N/m)。
在一个特别优选的实施方案中,本文中描述的粘合剂具有在20℃下对全同立构聚丙烯的高于约595N/m的T形剥离粘合力、在20℃下对铝的高于约700N/m的T形剥离粘合力,和在20℃下对聚酯的高于约192.5N/m的T形剥离粘合力。
如本文的纤维撕裂实施例所证实的,本发明的粘合剂组合物提供了对纤维素和其它类似极性材料的优良粘合性能。本发明的粘合剂组合物优选具有低于约10分钟的固化时间,低于约1分钟是更优选的,低于约30秒是还更优选的。固化时间在这里定义为加压的粘合剂基材结构以足够的粘合力紧固在一起,以使得当拉开时产生基材纤维撕裂和因此该粘结足够牢固而去掉加压所需的时间。该粘结在进一步冷却时很可能仍然加强,然而,它不再需要加压。这些固化时间通过将熔融的粘合剂圆点置于用胶带粘贴于平坦桌面上的文件夹基材上来测定。3秒后,将文件夹接头(1英寸×3英寸(2.5cm×7.6cm))置于该圆点上,并用500克砝码加压。让该砝码搁置大约0.5-大约10秒。将这样形成的结构拉开,检验足以产生基材纤维撕裂的粘结水平。固化时间记录为发生该粘结所需的最少时间。使用市购粘合剂标准物来校准该方法。
本发明的粘合剂组合物优选在25℃下具有97-100%和在大约-8到大约-30℃下具有50-100%的基材纤维撕裂百分率。粘合试样通过将基材与一部分(例如圆点)熔融粘合剂粘结在一起并用500克砝码对该粘结物加压直至冷却到室温(即大约25℃)来产生。圆点大小通过粘合剂体积来控制,使得在大多数情况下,所形成的压制盘形物刚好在基材的尺寸内提供了均匀的圆形。用手将粘结物分离并且确定观察到的失败类型。基材纤维撕裂的数量在这里作为百分比表示。
粘合剂组合物的应用
对于任一种上述粘合剂组合物,可以通过改变立构规整度(立构规整性)的类型、熔点、平均分子量、分子量分布、单体和共聚单体的种类和含量,序列分布、任何另外的官能团的存在或不存在,以及其中使用的粘合添加剂的种类和数量来改变最终的性能和对特定应用的适用性。
本发明的粘合剂组合物可用于任何粘合剂应用,包括但不限于,一次性制品、包装、层压制品、压敏粘合剂、胶带、标签、木材粘结、纸粘结、非织造织物、路标、反射涂料等。
可以将本文中描述的任一种基材和/或本发明的组合物电晕放电处理、火焰处理、电子束辐射、γ辐射、微波或硅烷化。
本文中描述的共混物可以使用本领域已知的常规技术形成。例如,可以使用一个或多个静态混合机、在线混合机、肘管、孔口、挡板和其任意组合来完成。
因此,在一个实施方案中,本发明的粘合剂组合物可以包括这样的粘合剂组合物-包含该粘合剂组合物的包,其中粘合剂被涂覆在一个或多个选自以下的包装元件的至少一部分上:纸、纸板、盒纸板、标签板、波纹纸板、刨花板、牛皮纸、卡片纸板、纤维板、塑料树脂、金属、金属合金、箔、薄膜、塑料薄膜、层压制品和片材。
在另一个实施方案中,一次性制品包括本发明的粘合剂组合物,其中该粘合剂应用于选自下列之中的一种或多种一次性元件的至少一部分上:非织造织物,非织造纤维网幅,非弹性非织造织物,弹性非织造织物,颈缩粘结的层压材料,拉伸粘结的层压材料,纺粘-熔喷-纺粘层压材料,聚丙烯纺粘层,聚乙烯层,结合聚乙烯和聚丙烯纺粘层,弹性线材,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯,苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯,苯乙烯-共-丁二烯-苯乙烯,聚氨酯,织造织物,聚丙烯,聚酯,体液不渗透背片,体液不渗透层,体液渗透性层,体液渗透性覆盖材料,吸收剂,薄纱,弹性体材料,超吸收性聚合物,聚烯烃薄膜,聚酯薄膜,聚氯乙烯薄膜,聚偏二氯乙烯薄膜,聚乙酸乙烯酯薄膜,弹性连接带,正面带衬板frontal tape backing,木材,纸,阻隔膜,薄膜层压材料,非织造复合材料,纺织材料,织造原料,耐久性织物,吸收剂,弹性体线材,弹性体纤维网幅,薄纱,薄膜,覆盖材料,非织造聚乙烯,穿孔聚乙烯,超吸收性聚合物,长丝,多孔纤维网幅,纤维,环状紧固材料,纺粘非织造制品,衬层,弹性侧板,紧固带,弹性带材,人造纤维,尼龙,纤维素纸浆,纤维素绒毛和/或超吸收性絮垫。
本发明的粘合剂组合物可以包括消费品。另外,薄膜可以包含该粘合剂组合物并且进一步包含选自以下物质的附加组分:聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、纸、箔、金属、金属合金,和它们的结合物。本文中披露的粘合剂组合物还可以包括压敏粘合剂。
在一个实施方案中,本发明可以包括包含两个或更多个层与本发明的粘合剂组合物组合的层压制品,优选地其中至少一个层包含一种或多种选自以下物质的材料:木材、塑料、纸、橡胶、热塑性物质、卡片纸板、金属、金属箔、金属化表面、布料、非织造织物、纺粘的纤维、石头、灰泥、玻璃、岩石、陶瓷、薄膜、隔离纸、脱模剂、泡沫材料,和它们的结合物。
在一个实施方案中,本发明包括不存在玻璃纤维的粘合剂。因此在一个实施方案中,该粘合剂不充当极性填料例如玻璃纤维与非极性基材之间的助粘剂。
在一个实施方案中,将本发明的粘合剂布置于两个基材之间以形成层压制品。在另一个实施方案中,玻璃纤维不存在于由其组成层压制品的本发明的粘合剂中。本发明的层压制品优选包括布置于至少一个极性表面与至少一个非极性表面之间的本发明的粘合剂。
在一个实施方案中,本发明可以包括含有与该粘合剂组合物结合的一种或多种纤维材料的纤维产品,其中该纤维材料包括一种或多种选自棉,大麻纤维,纤维素酯,聚酯,羊毛,Kevlar,尼龙,nomax,聚酰胺,聚丙烯酸酯,聚烯烃和它们的结合物中的材料。另外,本发明可以包括热熔型粘合剂,地毯,和/或胶带。
在一个实施方案中,屋面元件包括该粘合剂组合物,其中屋面元件进一步包括橡胶,玻璃纤维,芳族聚酰胺,碳,聚酯,尼龙,沥青,织物,集料,铜,钢,锌,铝和它们的结合物。本发明还可以包括含有至少部分应用于基材表面的反射材料的反射制品。
在一个实施方案中,包括该粘合剂组合物的胶带还可以包括背衬元件,所述背衬元件选自聚合物薄膜,聚酯薄膜,聚烯烃型薄膜,聚氨酯薄膜,聚氯乙烯泡沫材料,聚乙烯泡沫材料,非织造聚氨酯,非织造聚酯,针织物,面料,纸,合成聚合物材料,塑料,聚烯烃,比如聚乙烯和聚丙烯,聚酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚氯乙烯,牛皮纸,聚合物,层压材料,胶乳渗透纸,箔,石版印刷原料,轻质原料,聚苯乙烯泡沫材料,层压泡沫材料,膨胀聚苯乙烯泡沫材料,织造织物,非织造织物,布料,皱纹纸,热塑性材料和它们的混合物。
本发明的粘合剂组合物还适用于木材加工制品,包括该粘合剂组合物和结构元件,其中该粘合剂施用于该结构元件的至少一部分上。木材加工制品的结构元件还可以包括木材,胶合板,塑料和/或饰面板。实例包括木料,硬木,纤维板,石膏板,石膏,墙板,胶合板,PVC,蜜胺,聚酯,浸渍纸,和/或纸面石膏板。
在一个实施方案中,粘附于基材的标签包括该粘合剂组合物,背衬元件和防粘衬层,其中该防粘衬层使用该粘合剂粘附于背衬元件。在另一个实施方案中,装订制品包括该粘合剂组合物和粘结元件,优选其中该粘合剂施用于该粘结元件的至少一部分上。
在一个实施方案中,路标组合物包括含有该粘合剂组合物的粘结剂和一种或多种填料,所述填料选自砂,颜料,玻璃珠粒,聚合物型珠粒,碳酸钙,碎大理石,集料,白云石,滑石,玻璃珠,棱形反射器,透镜反射器,方解石晶石,石英砂,石墨,飞灰,水泥粉尘,粘土,长石,霞石,煅制二氧化硅,氧化铝,氧化镁,氧化锌,硫酸钡,硅酸铝,硅酸钙,钛酸盐(tianates),白垩,反射性无机填料,增量填料,珠粒,硫酸钙,偏硅酸钙,石英粉,锻烧燧石粉,云母,硅酸钙玻璃纤维,染料,花岗岩,灰泥,熟石灰,氧化铝,硅藻土,反射剂,改性剂,铅白,锌钡白,铬黄,镉黄,树脂珠粒,聚合物凝胶,聚合物,陶瓷材料,碎玻璃,石材,金刚砂,氢氧化铝,氧化硅,玻璃泡和新癸酸锌。
在另一个实施方案中的是一种包括包含粘合剂组合物的密封剂混合物的密封剂组合物,其中该密封剂混合物包含一种或多种选自以下物质的助粘剂:硅烷、钛酸酯、有机硅烷、丙烯酸类、酸、酸酐、环氧树脂、硬化剂、聚酰胺、丙烯酸甲酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚异丁烯,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、脲基丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基脲、1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷,和它们的结合物和衍生物。
本发明还可以包括包含沥青、集料和粘合剂组合物的铺路组合物。该粘合剂组合物还可以包括在包含细长元件的胶粘剂、包含粘合剂组合物和包裹元件的管包裹制品中,其中该粘合剂至少部分置于包裹元件上或包裹元件中。并且,在一个实施方案中,本发明可以包括具有透明方格、包括一个或多个透明板和涂覆在一个或多个板的至少一部分上的粘合剂组合物的制品。
在本发明的一个优选实施方案中,制品包括本文中披露的粘合剂。该制品可以包括尿布、妇女卫生制品、非织造基材等。本发明的一个实施方案还可以包括包含本文中披露的粘合剂的模塑部件、纤维、非织造织物等。在另一个实施方案中,本发明可以包括至少部分涂覆有本文中披露的粘合剂的纤维、非织造织物、模塑制品等。
可以本领域中已知的任何方式,特别是传统地用于包装的那些方法将粘合剂组合物涂覆或粘结在所希望的基材上。一般而言,使用与装置关联的涂布头或喷嘴,例如由Nordson Corporation,Duluth,Georgia制造的那些。除了所希望的其它传统形式之外,可以将组合物作为细线、圆点或喷涂层涂覆。
在本发明的一个优选实施方案中,可以将粘合剂组合物作为热熔型粘合剂直接涂覆在基材上或者可以将其喷涂在基材上。喷涂被定义为包括例如产生均匀圆点图案的雾化,螺旋喷涂例如在ITWDynafiber/Omega头或者得自于Nordson的Summit技术中进行Nordson受控的纤维化或者将拉伸的长丝振荡等,以及熔喷技术。熔喷技术被定义为包括描述于美国专利5,145,689中的方法或者其中使用空气流使挤出物长丝断裂并且然后使用空气流使断裂的长丝沉积在基材上的任何方法。一般而言,熔喷技术是使用空气使热熔型粘合剂纤维旋转并且将它们传送到用于粘结的基材上的方法。通过改变熔体与空气的比例,可以容易地将纤维尺寸控制在20-200微米。由于粘合剂熔喷涂布机固有的稳定性,因此产生了极少,优选没有杂散的纤维。在UV光下,粘结表现为规则的、光滑的、伸长的点图案。雾化是一种使用空气将热熔型粘合剂雾化成非常小的圆点并且将它们传送到用于粘结的基材上的方法。在一个优选实施方案中,采用螺旋喷涂将粘合剂组合物涂覆在基材上。螺旋喷涂是一种用于产生长丝状螺旋涂覆的方法。在一个例子中,粘合剂和喷射的空气在喷嘴内混合,消除了对喷涂图案的外部影响。在另一个例子中,通过高流速空气喷射器将粘合剂拉伸成小的纤维。然后通过喷射器使纤维旋转直到其接触基材,由单股粘合剂产生螺旋状图案。在另一个优选实施方案中,使用振荡喷涂将粘合剂组合物涂覆在基材上。还通过以获得所希望图案所需的方向取向的多个热空气喷射器而在ITW Omega和Nordson Summit技术中实现将拉伸的长丝振荡。在一些实施方案中,粘合剂组合物在不低于50m/min,优选不低于200m/min,更优选不低于400m/min,最优选不低于700m/min的机器速度下喷涂。在另一个实施方案中,喷涂的粘合剂组合物具有至少0.2mm并且不高于1.0mm,优选至少0.3mm并且不高于0.8mm,最优选至少0.4并且不高于0.6mm的长丝直径。在另一个实施方案中,喷涂的粘合剂组合物具有至少5mm并且不高于40mm,优选至少8mm并且不高于30mm,并且最优选至少10mm并且不高于20mm的螺旋直径。在一个优选实施方案中,喷涂的粘合剂组合物在约20℃下具有至少10g/spiral,优选至少30g/spiral,并且最优选至少90g/spiral的非织造coverstock或聚乙烯薄膜的粘合性。
在其它实施方案中,可以通常通过一些技术例如共挤出、层压、溶液涂覆等将本文中描述的粘合剂组合物涂覆在基材例如薄膜上。在一些实施方案中,粘合剂组合物是热熔型粘合剂,在另一些实施方案中该组合物是压敏粘合剂,在另一些实施方案中该组合物是热熔压敏粘合剂。
本领域那些技术人员将知道落入本发明范围内的其它未指明的应用和方法。我们不意在排除这些根据我们的描述显而易见的应用和方法,但只是提供我们的发明的有益的例举。
为了进一步阐明我们的发明,我们提供了我们自己的试验的简要的历史和实施例。这作为例子提供,不用于限制。
实施例
材料
使用金属茂催化剂(二甲基·二甲基甲硅烷基双茚基合铪与四(五氟苯基)硼酸二甲基苯铵)在溶液方法中在大约70℃下如以上在“无规丙烯聚合物”部分中所述制备无规丙烯聚合物。
RPP-1、RPP-2和RPP-3的官能化在非啮合反向旋转双螺杆挤出机(30mm,L/D=48)中通过使用下列条件来进行:97.5-98.5wt%的聚合物,1.5-2.5wt%的以7kg/hr的速率进料给挤出机的加料斗的CrystalmanTM马来酸酐和加入到第二机筒内的0.24-0.40wt%的溶于MarcolTM52油中的LuperoxTM101的10%溶液。螺杆速度设定在125rpm,使用下列温度分布:180℃,190℃,190℃,190℃,其中模头为180℃。在回收聚合物之前用真空除去过量试剂以及过氧化物分解产物。
这里使用的RPP和用官能团官能化的无规丙烯聚合物(例如用马来酸酐官能化的无规丙烯聚合物(无规丙烯聚合物-g-MA))的性能在下表1中描述:
表1
无规丙烯聚合物-g-MA-1的前体聚合物是无规丙烯聚合物-1。无规丙烯聚合物-g-MA-4的前体聚合物是类似于无规丙烯聚合物-2的具有约15wt%C2的无规丙烯聚合物。无规丙烯聚合物-g-MA-5的前体是类似于无规丙烯聚合物-3的具有约11wt%C2的无规丙烯聚合物。
丙烯型聚合物(iPP-g-aPP)是用两种金属茂催化剂制备的丙烯均聚物的反应器内共混物,其中第一催化剂,二甲基·二(对三乙基甲硅烷基苯基)亚甲基(环戊二烯基)(3,8-二叔丁基芴基)合铪产生了无规立构聚丙烯(aPP),而第二催化剂(例如,外消旋-二甲基·二甲基甲硅烷基双(2-甲基-4-苯基茚基)合锆)产生了全同立构聚丙烯(iPP)。用于本发明中的两种iPP-g-aPP根据描述于2003年10月15日提交的USSN10/687,508中的方法制备,并且具有在表2中报导的性能。
表2
用于粘合性研究的基材是Mylar聚酯(厚度为0.08mm;照原样使用)、铝(厚度为0.10mm;在使用前用丙酮清洗)和iPP(厚度为0.10mm;Mn为64,000;Mw为304,000;和Mz=1,145,000的PP 4612E2流延薄膜)。
表3
表4
实验
聚合物的分子量使用Waters 150C GPC(柱子组:3根Polymer LabsPL gel Mixed-B LS或等同物),用1,2,4-三氯苯作为渗透溶剂(聚合物浓度~3-4mg/ml)来测定。马来酐化聚合物的马来酸含量如下测定。在沸腾温度下将大约0.5g的聚合物溶于150ml甲苯中。使用溴百里酚蓝作为颜色指示剂,用TBAOH(氢氧化四丁基铵)对该加热溶液进行电位滴定,其中聚合物在滴定过程中不沉淀。
在Bruker DSX500谱仪中用126.76MHz的13C共振频率进行固态NMR测量,作为测定各种无规丙烯聚合物和MA-无规丙烯聚合物的C2含量的手段。使用13C直接极化/高功率1H去耦脉冲序列。波谱在60℃或更高温度下采集,以确保大多数雏晶被熔融。再循环时间是20s。该方法可以具有至多1wt%的系统误差。
iPP-g-aPP/E-5380或iPP-g-aPP/E-5690与RPP-g-MA的共混物在装有电驱动的搅拌器的布鲁克菲尔德粘度计的热池内在180℃下彻底、均匀地混合。混合之后,共混物在真空烘箱内(用氮气连续吹扫)在180℃下脱气,随后冷却至25℃。然后使用180℃的模塑温度和15分钟的模塑时间将一些共混物模塑为厚度大约0.4mm的薄片材料。为了制备T形剥离试样,将以上薄片模塑样品在正压、Teflon涂布的模具内在两片聚酯基材或铝箔之间层压。粘结温度是180℃,粘结时间是30秒。对于iPP基材的情况,粘结温度是150℃,粘结时间是30秒。然后将这些层压件切割成1/2”=1.3cm宽试样。T形剥离测量在室温(大约20℃)下大约12小时之后在2”/min=850μm/s的分离速度下进行。还有,将层压件调理2周之后通过使用相同的试验温度和试验速度重复T形剥离测量。粘合力通过平均T形剥离粘合力F/w来测定,其中F是平均剥离力,w是试样的宽度。
关于应力-应变测定,将聚合物组合物在180℃下用15分钟模塑为厚度大约2mm的垫片。从小哑铃(基座是~1cm ×1cm,中心窄条是~0.6cm×0.2cm)模切试样。在室温下在2”/min=850μm/s的分离速度下在英斯特朗试验仪中用一式三份样品进行测量。韧度定义为应力-应变曲线下的面积。
固化时间被定义为加压的粘合剂/基材层压件以足够的粘合力粘结在一起以使得当拉开时发生基材纤维撕裂所需的时间。该固化时间通过将熔融的粘合剂圆点置于用胶带粘贴于平坦表面上的文件夹基材上来测定。所使用的文件夹是具有最低10%的消费后再生纸含量的典型马尼拉信纸大小(1/3截割(cut))原料(Smead纸,物料编号153L,UPC编号10330)。3秒后,将文件夹接头(1英寸×3英寸(2.5cm×7.6cm))置于该粘合剂圆点上,并用500克砝码加压大约0.5-1秒。将这样形成的层压件拉开,检验足以产生基材纤维撕裂的粘结水平。固化时间记录为发生该粘结所需的最少时间。使用市购粘合剂标准物,例如Advantra 9250(C2/C8金属茂聚合物、增粘剂和蜡的工业共混物,出自H.B.Fuller)来校准该方法。
关于对卡片纸板的粘合力,使用Inland纸板(出自罗马InlandPaper Board and Packaging Company的高性能盒用纸板)。试样通过用熔融粘合剂圆点将2片基材粘结在一起并用500克砝码对该粘结物加压直至冷却到室温来制备。在加压时,在基材之间形成了均匀的粘合剂圆形物。然后将该层压件剥离开,以便评价粘结的效力。一旦对纸基材的粘结被破坏,则当层压件沿着粘结线被破坏时通过估计留住纸纤维的粘合剂圆点的面积来定量粘结的效力。该估计值被称为%纤维撕裂。关于在室温下测试的粘合力,试样在环境条件下调理。对于低温粘合力,将它们放入冷冻机或制冷机内以获得所需的试验温度。在所有情况下,用手分离粘结物,观察破坏的类型。基材纤维撕裂的量按百分率表示。在以上条件下的0%纤维撕裂表示粘合力丧失。
肖尔A硬度根据ASTM D 2240进行。Brookfield粘度根据ASTMD3236在170℃下测量。T形剥离结果表示一式三份的分析。在表I和II中使用下列表示法:
*AIF-明显的界面破坏(剥离的粘合剂仅在基材的一侧留下);
CF-内聚破坏(剥离的粘合剂在基材的两侧留下);
**CF/AIF-表示两件样品以CF方式破坏,一件样品以AIF方式破坏;
***AI F/CF-表示两件样品以AIF方式破坏,一件样品以CF方式破坏;
表III在包装热融型粘合剂中的RPP-g-MA
因此,本发明涉及:
1.一种包括官能化无规丙烯聚合物(FRPP)的粘合剂组合物,其中FRPP具有至少0.1wt%的官能团(优选马来酸酐);0.5-70J/g的熔化热;和至少75%的mm三单元组立构规整度指数,
并且其中该粘合剂组合物在20℃下在极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力,并且其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90或0.95个单位)。
2.段落1的粘合剂,其中FRPP包含0.1wt%-10wt%的官能团(优选0.5-5wt%)。
3.段落1或2的粘合剂,其中FRPP包含5-32mol%的乙烯、丁烯、戊烯、己烯和/或辛烯中的一种或多种。
4.段落1、2或3的粘合剂,其中FRPP在20℃下具有300%或更高的百分比断裂伸长率。
5.段落1、2或3或4的粘合剂,其中FRPP具有低于1400MPa的挠曲模量。
6.段落1-5任一项的粘合剂,其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少350N/m(2lb/in),优选至少525N/m(3lb/in),优选至少700N/m(4lb/in)的T形剥离粘合力。
7.段落1-6任一项的粘合剂,其中FRPP具有5,000,000或更低的Mw,和/或3,000,000或更低的Mn,和/或10,000,000或更低的Mz。
8.段落1-7的粘合剂,其中FRPP具有1.5-40的Mw/Mn。
9.段落1-8的粘合剂,其中FRPP具有高于0.99的支化指数(g′)。
10.段落1-9的粘合剂,其中FRPP具有约200℃或更低的结晶温度。
11.段落1-10的粘合剂,其中FRPP具有高于或等于约0.2g/10min的熔体流动速率。
12.段落1-11的粘合剂,其中FRPP具有约0.5-约25J/g的熔化热。
13.段落1-12的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的添加剂:接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物、C2-C40聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
14.1-13的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的添加剂:均聚丙烯、与至多50wt%的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚的丙烯、全同立构聚丙烯、具有高于约50%m-五单元组的全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、丙烯和丁烯的无规共聚物、丙烯和己烯的无规共聚物、聚丁烯、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、具有0.915-低于0.935g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.915-低于0.935g/cm3的密度的线型聚乙烯、具有0.86-低于0.90g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.90-低于0.915g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.935-0.945g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.945-0.98g/cm3的密度的聚乙烯、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物、乙烯和丙烯酸的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丁烯-1、全同立构聚丁烯、ABS树脂、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、硫化的EPR、EPDM、SBS、聚酰胺、聚碳酸酯、交联的聚乙烯、乙烯和乙烯醇的共聚物、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯腈均聚物或共聚物、热塑性聚酰胺、聚缩醛、聚偏二氟乙烯、聚乙二醇、聚异丁烯,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
15.段落1-14的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增粘剂:脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化的聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化聚环戊二烯树脂、氢化的脂族树脂、氢化的脂族芳族树脂、氢化的萜烯、改性的萜烯、氢化的松香酸、氢化的松香酯,和包括一种或多种前述增粘剂的结合物。
16.段落1-15的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括环球法软化点为10-150℃的由双环戊二烯原料生产的氢化芳族改性树脂。
17.段落1-16的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括以下物质:C5/C6萜烯树脂、苯乙烯萜烯树脂、α-甲基苯乙烯萜烯树脂、C9萜烯树脂、芳族改性的C5/C6树脂、芳族改性的环状树脂、芳族改性的双环戊二烯型树脂,或者包括一种或多种前述增粘剂的结合物。
18.段落1-17的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由含有C5二烯烃、C5烯烃、C6烯烃、C9乙烯基芳族化合物、双环戊二烯、甲基双环戊二烯、萜烯或它们的结合物的组合物的阳离子聚合所获得的树脂。
19.段落1-18的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由双环戊二烯,环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚体或低聚物,和/或乙烯基芳族化合物的热聚合所获得的树脂或氢化树脂,或它们的结合物。
20.段落1-19的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的交联剂:醇、多元醇、胺、二胺、三胺、多胺、乙二胺、二亚乙基三胺、己二胺、二乙基苯胺基丙胺、薄荷烷二胺,和它们的结合物。
21.段落1-20的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的抗氧化剂:2,6-二叔丁基对甲酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、维生素E、2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲2’-羟基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-o-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚)、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基[4-羟基苯基])]丙酸酯、季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯,和它们的结合物。
22.段落1-21的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的中和剂:硬脂酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石,和它们的结合物。
23.段落1-22的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的成核剂:苯甲酸盐、芳族羧酸钠盐、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、苄基山梨醇、3,4-二甲基二苄叉基山梨醇缩醛、顺式-内-双环(2.2.1)庚烷-2,3-二羧酸的二钠盐,和它们的结合物。
24.段落1-23的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的填料和/或纳米组合物:二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、硅石、二氧化硅、炭黑、砂、玻璃珠、矿物集料、滑石、粘土、纳米粘土、合成的纳米粘土,和它们的结合物。
25.段落1-24的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的助粘剂:极性酸、聚氨基酰胺、氨基甲酸酯、硅烷酯偶联剂、钛酸酯、反应性丙烯酸酯单体、金属酸盐、聚苯醚、氧化的聚烯烃、酸改性的聚烯烃、酸酐改性的聚烯烃、硅烷、钛酸酯、有机硅烷、丙烯酸类、酸、酸酐、环氧树脂、硬化剂、聚酰胺、丙烯酸甲酯、环氧化物、酚醛树脂、聚异丁烯、氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷、巯基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、脲基丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基脲、1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯、双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯、富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷,和它们的结合物和衍生物。
26.段落1-25的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的油:脂族油、环烷油、白油,和它们的结合物。
27.段落1-26的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增塑剂:矿物油、聚丁烯、邻苯二甲酸酯,和它们的结合物。
28.段落1-27的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增塑剂:邻苯二甲酸二异十一烷基酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯,和它们的结合物。
29.段落1-28的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的蜡:聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、费-托蜡、氧化的费-托蜡、羟基硬脂酰胺蜡、官能化蜡、无定形蜡、微晶蜡、蜂蜡、植物蜡、石油蜡、石蜡、化学改性的烃蜡、取代的酰胺蜡、它们的结合物,和一种或多种前述蜡的衍生物。
30.段落1-29的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的一种或多种具有5000或更低的数均分子量的聚合物,其中该聚合物包含丙烯、丁烯、戊烯、己烯或它们的结合物。
31.段落1-30的粘合剂,其进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中不连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
32.段落1-31的粘合剂,其进一步包括至少0.1wt%的粘连剂、抗粘连剂、颜料、染料、着色剂、加工助剂、UV稳定剂、润滑剂、助剂、表面活性剂、色母料、流动改进剂、结晶助剂、稳定剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、流变改进剂、保湿剂、水,或它们的结合物。
33.段落1-32的粘合剂,其包括至少0.1wt%的一种或多种选自以下物质的稳定剂:受阻酚、硫酚、含磷酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、正十八烷基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)、2,6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基)-1,3,5-三嗪、二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、2-(正辛基硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,和它们的结合物或衍生物。
34.一种包括段落1-33任一项的粘合剂的制品。
35.段落34的制品,其中该制品是一次性制品、消费品、薄膜、层压制品、纤维产品、地毯、胶带、屋面元件、反射制品、木材加工制品、用于粘结在基材上的标签、装订制品、胶棒、管包裹制品、具有透明方格的制品,或它们的结合物。
36.段落1-33的粘合剂,其具有30秒或更少的固化时间。
37.段落1-33的粘合剂,其中FRPP包含68-95mol%的丙烯和5-32mol%的共聚单体(优选乙烯)。
38.段落1-33、36或37的粘合剂,其中该粘合剂具有:在20℃下对全同立构聚丙烯的高于约595N/m(3.4lb/in)的T形剥离粘合力、在20℃下对铝的高于约700N/m(4.0lb/in)的T形剥离粘合力、和在20℃下对聚酯的高于约192.5N/m(1.1lb/in)的T形剥离粘合力。
39.一种制备段落1-33、36、37或38任一项的粘合剂的方法,其包括:将具有至少0.1wt%的官能团、0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的FRPP与优选选自以下物质的一种或多种添加剂结合以制得粘合剂:接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物、C2-C40聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、纳米组合物、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物,和包括一种或多种前述添加剂的结合物,
其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m(1lb/in)的T形剥离粘合力。
40.一种包括段落1-33、36-39的粘合剂的制品,优选地其中该制品是尿布或妇女卫生制品。
41.一种包括段落1-33、36、37、38或39的粘合剂的模塑部件、纤维和/或非织造织物。
42.一种至少部分用段落1-33、36-38的粘合剂涂覆的纤维。
43.一种至少部分用段落1-33、36-38的粘合剂涂覆的非织造织物。
在另一个实施方案中,本发明涉及:
1A.一种包括官能化无规丙烯聚合物的粘合剂组合物,该聚合物具有至少0.1wt%的具有极性结构部分的官能团、0.5-70J/g的熔化热、和65-99%的归因于全同立构丙烯衍生序列的全同立构三单元组立构规整度,该组合物能够对如本文中定义的极性和非极性基材提供粘合性,使得在20℃下在厚度为0.08mm的聚酯薄膜(优选Mylar)和厚度为0.10mm;Mn为64,000;Mw为304,000以及Mz为1,145,000的iPP流延薄膜(优选得自于ExxonMobil Chemical Company的PP4612E2)上的T形剥离粘合力为至少175N/m。
2A.根据段落1A的组合物,其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位(优选高至少0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90或0.95个单位)。
3A.根据段落1A或2A的组合物,其中任选地在任何酸酐水解之后通过定量化学计量反应测量,官能化无规丙烯聚合物包含0.5wt%-5wt%的官能团(优选地,官能团是马来酸酐或水解的马来酸酐)。
4A.根据前述段落1A-3A任一项的组合物,其中官能化无规丙烯聚合物包含选自乙烯、丁烯、戊烯、己烯和辛烯的共聚单体,并且优选地基于官能化之前聚合物的总重量包含68-95mol%的丙烯和5-32mol%的共聚单体。
5A.根据前述段落1A-4A任一项的组合物,其中丙烯聚合物在官能化之前在20℃下具有300%或更高的百分比断裂伸长率和低于1400MPa的挠曲模量。
6A.根据前述段落1A-5A任一项的组合物,其中该组合物能够对极性基材(优选Mylar)提供至少350N/m,优选至少525N/m并且尤其为至少700N/m的粘合力(并且优选地,该组合物能够对非极性基材(优选iPP)提供至少350N/m,优选至少525N/m并且尤其为至少700N/m的粘合力)。
7A.根据前述段落1A-6A任一项的组合物,其中官能化无规丙烯聚合物具有5,000,000或更低的Mw、3,000,000或更低的Mn或者5,000,000或更低的Mz,并且优选具有1.5-40的Mw/Mn。
8A.根据前述段落1A-7A任一项的组合物,其中官能化无规丙烯聚合物具有高于0.99的支化指数(g′)、约200℃或更低的结晶温度、高于或等于0.2g/10min的熔体流动速率和/或0.5-25J/g的熔化热。
9A.根据前述段落1A-8A任一项的组合物,其中基于组合物的重量存在0.1wt%-5wt%的选自以下物质的添加剂:交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、助粘剂,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
10A.根据前述段落1A-9A任一项的组合物,其中基于组合物的重量存在1wt%-30wt%的选自以下物质的添加剂:增粘剂、填料、油、增塑剂、蜡,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
11A.根据前述段落1A-10A任一项的组合物,其中基于组合物的重量存在1-30wt%的选自以下物质的添加剂:熔化热低于70J/g的未接枝的无定形聚合物和/或熔化热至少为70J/g的接枝或未接枝的半结晶聚合物。
12A.根据段落11A的组合物,其中附加的聚合物是乙烯或C3-C10α-烯烃的均聚物或共聚物、接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物、乙烯和包含醇、羧酸、酯或卤素(halide)结构部分的可共聚单体的共聚物,和/或ABS树脂、SBS、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯腈均聚物或共聚物、热塑性聚酰胺、聚缩醛、聚偏二氟乙烯、聚乙二醇、聚异丁烯,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
13A.根据前述段落1A-12A任一项的组合物,其中权利要求1的粘合剂进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中不连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
14A.一种用于分配根据段落1A-13A任一项的优选不含玻璃纤维的粘合剂组合物的粘合剂分配器。
15A.用于粘附于另一个基材的包含根据段落1A-13A任一项的粘合剂组合物的制品。
16A.根据段落15A的在至少一个表面上具有粘合剂组合物层的层压或共挤出的薄膜。
17A.在极性与非极性层之间包括根据段落1A-13A任一项的粘合剂组合物的层的层压或共挤出的多层薄膜。
18A.根据段落16A的层压或共挤出的多层薄膜,其中极性基材是铝,非极性基材是全同立构聚丙烯。
19A.至少部分用根据段落1A-13A任一项的粘合剂组合物涂覆的纤维。
20A.至少部分用根据段落1A-13A任一项的粘合剂组合物涂覆的非织造织物。
21A.根据段落20A的尿布或妇女卫生制品。
22A.一种包括根据段落1A-13A任一项的粘合剂组合物的模塑部件。
在本发明的另一个实施方案中,基于组合物的重量,本文中描述的粘合剂共混物包含少于10wt%的聚酰胺,优选少于5wt%,优选少于1wt%,优选0wt%的聚酰胺。在本发明的另一个实施方案中,基于组合物的重量,本文中描述的粘合剂共混物包含少于10wt%的玻璃,优选少于5wt%,优选少于1wt%,优选0wt%的玻璃。
本文中描述的所有文献,包括任何优先权文献和/或试验步骤在此以它们与本发明一致的程度引入作为参考。从前面的概述和特定实施方案中明显看出,尽管已经解释和描述了本发明的形式,但可以作出各种改进,只要不偏离本发明的精神和范围。因此,不意在此限制本发明。
Claims (58)
1.一种粘合剂组合物,其包括:
官能化无规丙烯聚合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有至少0.1wt%的官能团;0.5-70J/g的通过ASTM E 794-85测量的熔化热;和至少75%的通过13C NMR 测量的mm三单元组立构规整度指数,
至少0.1wt%的接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物,
并且其中该粘合剂组合物在20℃下在极性基材上具有至少175N/m的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m的T形剥离粘合力,并且其中该极性基材的极性比该非极性基材的极性高至少0.10个单位。
2.权利要求1的粘合剂组合物,其中该官能团是马来酸酐。
3.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物包含0.1wt%-10wt%的官能团。
4.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物包含5-32mol%的乙烯、丁烯、戊烯、己烯和/或辛烯中的一种或多种。
5.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物在20℃下具有300%或更高的百分比断裂伸长率,其中该百分比断裂伸长率根据ASTM D638量。
6.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有低于1400MPa的挠曲模量,其中该挠曲模量根据ASTM D790测量。
7.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少350N/m的T形剥离粘合力。
8.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有5,000,000或更低的Mw,和/或3,000,000或更低的Mn,和/或10,000,000或更低的Mz。
9.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有1.5-40的Mw/Mn。
10.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有高于0.99的支化指数。
11.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有200℃或更低的结晶温度,其中该结晶温度根据ASTM E794-85测量。
12.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有高于或等于0.2g/10min的熔体流动速率,其中该熔体流动速率根据ASTM D-1238测量。
13.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物具有0.5-25J/g的熔化热。
14.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的添加剂:C2-C40聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
15.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的添加剂:均聚丙烯、与至多50wt%的乙烯或C4-C20α-烯烃共聚的丙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、丙烯和丁烯的无规共聚物、丙烯和己烯的无规共聚物、聚丁烯、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、具有0.915-低于0.935g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.86-低于0.90g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.90-低于0.915g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.935-0.945g/cm3的密度的聚乙烯、具有0.945-0.98g/cm3的密度的聚乙烯、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物、乙烯和丙烯酸的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丁烯-1、全同立构聚丁烯、ABS树脂、乙烯-丙烯橡胶、硫化的EPR、EPDM、SBS、聚酰胺、聚碳酸酯、交联的聚乙烯、乙烯和乙烯醇的共聚物、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯腈均聚物或共聚物、聚缩醛、聚偏二氟乙烯、聚乙二醇、聚异丁烯,和包括一种或多种前述添加剂的结合物。
16.权利要求15的粘合剂组合物,其中该聚酰胺是热塑性聚酰胺。
17.权利要求15的粘合剂组合物,其中该全同立构聚丙烯为具有高于50%m-五单元组的全同立构聚丙烯。
18.权利要求15的粘合剂组合物,其中该具有0.915-低于0.935g/cm3的密度的聚乙烯是具有0.915-低于0.935g/cm3的密度的线型聚乙烯。
19.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增粘剂:脂族烃树脂、芳族改性的脂族烃树脂、氢化的聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、脂松香、脂松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、聚萜烯、芳族改性的聚萜烯、萜烯酚醛树脂、芳族改性的氢化聚环戊二烯树脂、氢化的脂族树脂、氢化的脂族芳族树脂、改性的萜烯、氢化的松香酸、氢化的松香酯,和包括一种或多种前述增粘剂的结合物。
20.权利要求19的粘合剂组合物,其中该改性的萜烯是氢化的萜烯。
21.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括环球法软化点为10-150℃的由双环戊二烯原料生产的氢化芳族改性树脂,其中该环球法软化点根据ASTM E-28测量。
22.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括以下物质:C5/C6萜烯树脂、苯乙烯萜烯树脂、α-甲基苯乙烯萜烯树脂、C9萜烯树脂、芳族改性的C5/C6树脂、芳族改性的环状树脂、芳族改性的双环戊二烯型树脂,或者包括一种或多种前述增粘剂的结合物。
23.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由含有C5二烯烃、C5烯烃、C6烯烃、C9乙烯基芳族化合物、双环戊二烯、甲基双环戊二烯、萜烯或它们的结合物的组合物的阳离子聚合所获得的树脂。
24.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的增粘剂,所述增粘剂包括由双环戊二烯,环戊二烯和/或甲基环戊二烯的二聚体或低聚物,和/或与乙烯基芳族化合物的热聚合所获得的树脂或氢化树脂,或它们的结合物。
25.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的交联剂:醇、胺和它们的结合物。
26.权利要求25的粘合剂组合物,其中该醇为多元醇。
27.权利要求25的粘合剂组合物,其中该胺为二胺或三胺。
28.权利要求25的粘合剂组合物,其中该胺为多胺。
29.权利要求27的粘合剂组合物,其中该二胺为乙二胺、己二胺、二乙基苯胺基丙胺、或薄荷烷二胺。
30.权利要求27的粘合剂组合物,其中该三胺为二亚乙基三胺。
31.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的抗氧化剂:2,6-二叔丁基对甲酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、维生素E、2-叔丁基-6-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(6-环己基-4-甲基苯酚)、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基[4-羟基苯基])]丙酸酯、季戊四醇-四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯,和它们的结合物。
32.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的中和剂:硬脂酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石,和它们的结合物。
33.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的成核剂:苯甲酸盐、芳族羧酸钠盐、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、苄基山梨醇、3,4-二甲基二苄叉基山梨醇缩醛、顺式-内-双环(2.2.1)庚烷-2,3-二羧酸的二钠盐,和它们的结合物。
34.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的填料和/或纳米组合物:二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、硅灰石、炭黑、砂、玻璃珠、矿物集料、滑石、粘土、纳米粘土、合成的纳米粘土,和它们的结合物。
35.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的助粘剂:聚氨基酰胺、氨基甲酸酯、硅烷酯偶联剂、钛酸酯、反应性丙烯酸酯单体、金属酸盐、聚苯醚、氧化的聚烯烃、酸改性的聚烯烃、酸酐改性的聚烯烃、硅烷、钛酸盐、丙烯酸类、酸、酸酐、环氧树脂、硬化剂、聚酰胺、丙烯酸甲酯、环氧化物、酚醛树脂、聚异丁烯,和它们的结合物和衍生物。
36.权利要求35的粘合剂组合物,其中该酸是极性酸。
37.权利要求35的粘合剂组合物,其中该硅烷是有机硅烷,氨基烷基、巯基烷基、环氧烷基、脲基烷基、羧基、丙烯酸酯和异氰脲酸酯官能化硅烷,巯基丙基三甲氧基硅烷,环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷,氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷,脲基丙基三甲氧基硅烷,双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基脲,1,3,5-三-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基异氰脲酸酯,双-γ-三甲氧基甲硅烷基丙基马来酸酯,富马酸酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,或氨丙基三乙氧基硅烷。
38.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的油:脂族油、环烷油、白油,和它们的结合物。
39.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增塑剂:矿物油、聚丁烯、邻苯二甲酸酯,和它们的结合物。
40.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的增塑剂:邻苯二甲酸二异十一烷基酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯,和它们的结合物。
41.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的选自以下物质的蜡:聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、费-托蜡、氧化的费-托蜡、羟基硬脂酰胺蜡、官能化蜡、无定形蜡、微晶蜡、蜂蜡、植物蜡、石油蜡、石蜡、化学改性的烃蜡、取代的酰胺蜡、它们的结合物,和一种或多种前述蜡的衍生物。
42.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的一种或多种具有5000或更低的数均分子量的聚合物,其中该聚合物包含丙烯、丁烯、戊烯、己烯或它们的结合物。
43.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括共混物,其中该共混物具有两个或更多个相,其中不连续相包括聚酯或丙烯型聚合物,和连续相包括用官能团官能化的丙烯共聚物。
44.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的粘连剂、抗粘连剂、着色剂、加工助剂、UV稳定剂、润滑剂、表面活性剂、色母料、流动改进剂、结晶助剂、稳定剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、流变改进剂、保湿剂、水,或它们的结合物。
45.权利要求44的粘合剂组合物,其中该着色剂选自颜料和染料。
46.权利要求1或2的粘合剂组合物,其进一步包括至少0.1wt%的助剂。
47.权利要求1或2的粘合剂组合物,其包括至少0.1wt%的一种或多种选自以下物质的稳定剂:受阻酚、硫酚、含磷酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、正十八烷基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、4,4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)、2,6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基)-1,3,5-三嗪、二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、2-(正辛基硫基)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,和它们的结合物或衍生物。
48.权利要求1或2的粘合剂组合物,其具有30秒或更少的固化时间。
49.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该官能化无规丙烯聚合物包含68-95mol%的丙烯和5-32mol%的共聚单体。
50.权利要求1或2的粘合剂组合物,其中该粘合剂具有:在20℃下对全同立构聚丙烯的高于595N/m的T形剥离粘合力、在20℃下对铝的高于700N/m的T形剥离粘合力、和在20℃下对聚酯的高于192.5N/m的T形剥离粘合力。
51.一种包括权利要求1-50任一项的粘合剂组合物的制品。
52.权利要求51的制品,其中该制品是一次性制品、薄膜、层压制品、纤维产品、地毯、胶带、屋面元件、反射制品、木材加工制品、用于粘结在基材上的标签、装订制品、胶棒、管包裹制品、具有透明方格的制品,或它们的结合物。
53.权利要求51的制品,其中该制品是消费品。
54.权利要求51的制品,其中该制品是尿布或妇女卫生制品。
55.一种制备权利要求1-50任一项的粘合剂组合物的方法,其包括:将具有至少0.1wt%的官能团、0.5-70J/g的熔化热和至少75%的mm三单元组立构规整度指数的官能化无规丙烯聚合物、至少0.1wt%的接枝于全同立构聚丙烯聚合物的无定形聚丙烯聚合物与选自以下物质的一种或多种添加剂结合以制得粘合剂:C2-C40聚合物、弹性体、抗冲共聚物、增粘剂、交联剂、抗氧化剂、中和剂、成核剂、填料、纳米组合物、助粘剂、油、增塑剂、蜡、酯聚合物,和包括一种或多种前述添加剂的结合物,
其中该粘合剂在20℃下在极性基材上具有至少175N/m的T形剥离粘合力和在20℃下在非极性基材上具有至少175N/m的T形剥离粘合力。
56.一种包括权利要求1-50任一项的粘合剂组合物的模塑部件、纤维和/或非织造织物。
57.一种至少部分用权利要求1-50任一项的粘合剂组合物涂覆的纤维。
58.一种至少部分用权利要求1-50任一项的粘合剂组合物涂覆的非织造织物。
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