CN102971390A - 在粘合剂分散体中的嵌段共聚物 - Google Patents
在粘合剂分散体中的嵌段共聚物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102971390A CN102971390A CN2011800326458A CN201180032645A CN102971390A CN 102971390 A CN102971390 A CN 102971390A CN 2011800326458 A CN2011800326458 A CN 2011800326458A CN 201180032645 A CN201180032645 A CN 201180032645A CN 102971390 A CN102971390 A CN 102971390A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dispersion
- adhesive
- bonding
- adhesive dispersion
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J153/00—Adhesives based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/07—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from polymer solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
- C08J5/124—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
- C08J5/127—Aqueous adhesives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J153/00—Adhesives based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J153/005—Modified block copolymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J153/00—Adhesives based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J153/02—Vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J153/00—Adhesives based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J153/02—Vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
- C09J153/025—Vinyl aromatic monomers and conjugated dienes modified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2353/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2353/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2353/02—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2453/02—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
Abstract
本发明提供一种水性粘合剂分散体,包含25-70重量%的丙烯酸酯嵌段共聚物和/或苯乙烯嵌段共聚物和另外包含添加剂,所述嵌段共聚物具有超过15,000g/mol的分子量和至少两个不同的玻璃化转变温度,一个玻璃化转变温度(Tg)为高于50℃,另一个玻璃化转变温度为低于10℃,所述分散体含有小于0.5重量%的有机溶剂。
Description
技术领域
本发明涉及基于热塑性嵌段共聚物的水性粘合剂。所述粘合剂旨在于仅包含小部分的溶剂。它可用于纤维或薄膜的粘接。
背景技术
用于粘接纤维的粘合剂是已知的。这些已知可以是反应性的或非反应性的粘合剂。各种纤维作为纤维材料是已知的。例如,已知使用粘合剂可以将无纺基材粘接至另一种无纺基材或者粘接至塑料薄膜。这种粘接例如在卫生产品的制造中使用。已知可以使用基于反应性聚氨酯的热熔粘合剂;基于辐射交联性聚合物的液体粘合剂也是已知的。
还已知纤维可以被粘接以得到高强度纤维复合材料。在此背景下,纤维可以被完全引入到聚合物基质中。聚氨酯或环氧粘合剂,例如,作为基质材料是已知的。EP 1161341描述了以纤维束或纤维织物形式的纤维彼此粘接的方法。列出多种聚合物作为粘合剂,并列举了作为应用形式的含溶剂的粘合剂、粘合剂粉末、粘合剂分散体。例如,使用由苯乙烯嵌段共聚物制成的粉末并粘接。该粘接满足了粘合强度和弹性方面的强制要求,因而这些纤维通过压制可以彼此粘接。
但是,粉末粘合剂具有缺点,它们通常仅在单点将纤维彼此粘接。此外,它们必须有效熔化以便产生至表面的良好的粘合性。另一种选择是将这些粘合剂引入到热熔体中。然而,处理这些热熔体需要相当大的设备支出。此外,可能是由于高温造成对基材的损害。
聚合物通常在溶剂中制造。这使得更容易合成,并且制得的粘合剂更容易包装和运输。然而,就其应用而言,它们具有相当大量的溶剂释放的缺点。这是从环境工程的角度来看最首要的,并且还必须采取进一步的技术措施以确保员工的工业保护。对于使用者这一方,需要相当大的努力。考虑到粘合剂的粘接,有机溶剂应当以可能的最大程度被降低。
另外,经常使用的苯乙烯嵌段共聚物也不适合所有目的。这些聚合物是非极性的。对于各种任选具有升高数目的极性基团的纤维材料,这可能导致不充分地粘接。所述纤维是在处理之前的预处理是可能的,但这些是额外的、费力的工作步骤。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供可用的基于嵌段共聚物的水性、热塑性粘合剂,其仅包含小部分的溶剂。这些粘合剂表现出对纤维材料良好的粘接。由于低的溶剂含量,处理变得更容易。良好的粘合性能可以通过选择嵌段共聚物而获得。所述聚合物在宽的温度范围内表现出适于确保粘接的好的承载性能的玻璃化转变温度。另一个目的是提高粘合剂分散体的贮存稳定性。
所述目的通过如下水性粘合剂分散体得以实现,所述粘合剂分散体包含25-70重量%的丙烯酸酯嵌段共聚物和/或苯乙烯嵌段共聚物,和另外包含添加剂,所述共聚物具有大于15,000g/mol的分子量和至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg),一个Tg高于50℃,另一个Tg低于10℃,所述分散体含有小于0.5重量%的有机溶剂。
本发明的另一个主题是用于制造作为第二分散体的嵌段共聚物的无溶剂型的分散体的方法,将所述聚合物溶解在有机溶剂中并转移到水相中,并且溶剂的含量随后通过蒸馏而降低。
根据本发明的分散体可以包含热塑性弹性体作为聚合物,例如基于(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯衍生物的嵌段共聚物。所述聚合物可以为线性结构,也可以使用星形聚合物。一般地,嵌段共聚物可以具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)。一个Tg为50-130℃,特别是80-120℃;另一个Tg是例如-60至+10℃,特别是-45至0℃。合适的聚合物可以包含两个或更多个嵌段,它们优选是二嵌段或三嵌段聚合物。特别地,可以存在含有二嵌段和三嵌段共聚物的混合物。
一个实施方案中使用苯乙烯嵌段共聚物。这些是包含由苯乙烯或其衍生物例如α-甲基苯乙烯,以及另外的可共聚的不饱和单体如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯,异戊二烯或类似的单体制得的嵌段结构的聚合物。这些可以是线性或枝化的苯乙烯嵌段共聚物,该共聚物是交替或接枝共聚物。它们可以是二嵌段或三嵌段聚合物;多个不同的嵌段也是可能的。选自苯乙烯嵌段共聚物,例如苯乙烯和苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS,SBR)、苯乙烯-异戊二烯共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、或苯乙烯-异戊二烯-丁烯共聚物(SIBS)的热塑性弹性体是合适的,例如,分子量可以大于15,000g/mol。合适的苯乙烯嵌段聚合物具有两个玻璃化转变温度Tg,一个大于80℃,另一个低于10℃,特别是低于0℃。
本发明的另一个优选实施方案使用(甲基)丙烯酸酯的嵌段共聚物。这些可以是二嵌段、三嵌段或多嵌段共聚物。各个嵌段也可以包含例如影响该聚合物极性的官能性单体。这些可以优选是具有窄分子量分布的聚合物。对各个嵌段的单体进行选择使得该聚合物具有一个玻璃化转变温度(Tg)低于10℃,特别是低于0℃,和第二个Tg为高于50℃,特别是高于80°C。
合适的单体是(甲基)丙烯酸酯类和丙烯酸酯类,如具有1至40个碳原子的直链、枝化、或环脂肪族醇的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸酯异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯;羟基官能性(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸3-羟丙基酯、(甲基)丙烯酸3,4-二羟丁基单酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯、(甲基)丙烯酸2,5-二甲基-1,6-己二醇单酯,特别优选甲基丙烯酸2-羟乙基酯,含醚的(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸1-丁氧基丙基酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸烯丙氧基甲酯、甲基丙烯酸1-乙氧基丁酯、甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸乙氧基甲基酯、聚(乙二醇)甲基醚(甲基)丙烯酸酯和聚(丙二醇)甲基醚(甲基)丙烯酸酯。
除了上述的(甲基)丙烯酸酯外,待聚合的组合物还可以包含另外的与上述(甲基)丙烯酸酯可共聚的不饱和单体。这些包括,1-烯烃例如1-己烯、1-庚烯,枝化烯烃例如,如乙烯基环己烷、3,3-二甲基-1-丙烯、3-甲基-1-二异丁烯、丙烯腈,乙烯基酯类例如,如乙酸乙烯酯,苯乙烯,取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯,杂环化合物如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基草脲胺、乙烯基呋喃、乙烯基噁唑、乙烯基哌啶、1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺以及异戊二烯基醚,马来酸衍生物例如,如马来酸酐、马来酰亚胺及其他。
这些可以是例如丙烯酸酯/烯烃嵌段共聚物、丙烯酸酯/乙烯基单体或者优选丙烯酸酯/丙烯酸酯嵌段共聚物。特别是,具有更高Tg的嵌段基于甲基丙烯酸酯而构成。
进一步的实施方案使用其它的橡胶弹性的嵌段共聚物。其例子是聚酯-氨基甲酸酯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丁基橡胶、天然橡胶和乙烯-丙烯共聚物。这些聚合物也可用作与其它聚合物的混合物的组成部分。粘接性能如粘合性、弹性、熔融行为、分散稳定性从而可以受到影响。为了影响嵌段共聚物的极性,通过官能性单体或者由于聚合物链的反应,在聚合物中可以存在极性官能基团例如OH基、COOH基。然而非极性基团也是可能的。这些可以影响聚合物在水中的分散能力,并且可以进一步影响对基材的粘接。然而,优选地,不存在自交联基团。
用于制造嵌段共聚物的方法是已知的;这些可以涉及溶剂聚合,并可以使用公知的引发剂。有许多制造嵌段共聚物的方法。本领域技术人员基于要使用的单体可以对这些方法选择。它们在有机溶剂中或以无溶剂方式制造。合适的聚合物是市售得到的各种组合物。
本发明所述的粘合剂也可任选包含进一步的添加剂,如粘合促进剂、增塑剂、稳定剂、杀菌剂、增粘树脂、蜡、颜料、填充剂、pH调节物质、表面活性剂、乳化剂、润湿剂或增稠剂。
增塑剂的例子是药用白色矿物油、环烷矿物油、聚丙烯或聚丁烯或聚异戊二烯低聚物、氢化聚异戊二烯和/或聚丁二烯低聚物、苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯、己二酸酯、磺酸酯、磷酸酯、蔬菜或动物油以及它们的衍生物、聚丙二醇、聚丁二醇、聚亚甲基二醇以及它们的醚。优选使用这些增塑剂以调节流动行为或柔韧性。用量可以是基于所述粘合剂固体0%,或可以使用多达15重量%。
也可以包含蜡。例如,蜡可以以0-15重量%的用量添加到粘合剂中。蜡可以是天然的来源或合成的来源。可以使用的天然蜡为植物蜡、动物蜡、矿物蜡或石油化学蜡。可以使用的化学蜡为硬蜡例如褐煤酯蜡或沙索蜡(sasol wax)。作为合成蜡,使用聚(亚烷基)蜡和聚乙二醇蜡。其他合适的蜡是石油化学蜡例如石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、Fischer-Tropsch蜡、石蜡或微晶蜡。
合适的稳定剂是保护粘合剂免于被水或光分解的物质。一种根据本发明的粘合剂可以例如包含多至3重量%、优选多至2重量%的抗氧化剂或UV稳定剂。一个实施方案基本上不含颜料和填料。
合适的增粘树脂是例如烃类树脂如萜烯树脂、香豆酮/茚树脂;脂肪族石油树脂;基于不饱和的CH化合物的烃树脂,或改性的酚醛树脂,或松香(colophon)树脂和衍生物。这些是,例如氢化枞醇及其酯、改性天然树脂例如香脂树脂、妥尔油树脂或木松香、松香及其衍生物、萜烯树脂、或特别是芳香族、脂肪族、或脂环族烃类树脂、以及其改性或氢化形式。基于粘合剂固体,例如,在丙烯酸酯共聚物实施方案中,其用量是0%,或者在另一个实施方案中可以多至小于25重量%,特别是高于10重量%,例如在含有苯乙烯共聚物的实施方案中。
根据本发明的粘合剂优选包含至少一种表面活性物质是有用的。这些被理解为降低相对于水的表面张力的物质,例如消泡剂、表面活性剂、润湿剂。作为一个规则,它们含有亲水性和疏水性基团,尤其是亲脂性基团。在分散之前,可以向水相或溶解的聚合物相中加入一部分表面活性物质。它们用于润湿以避免起泡,并稳定本身不溶于水的聚合物和添加剂的那些部分。可以包含阴离子、非离子、阳离子或两性表面活性剂,或两种或更多种的混合物。
合适的阴离子表面活性剂的例子是烷基硫酸盐、烷基和烷基芳基醚硫酸盐,例如烷基酚醚硫酸盐、脂肪醇磺酸盐、脂肪醇醚磺酸盐,特别是烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、牛磺酸盐(tauride)、磺基琥珀酸的酯和半酯,其任选可以是乙氧基化的,羧酸,例如脂肪酸的碱金属盐和铵盐,磷酸偏酯以及它们的碱金属和铵的盐。
两性表面活性剂的例子是长链取代的氨基酸,例如N-烷基-二(氨基乙基)甘氨酸或N-烷基-2-氨基丙酸的盐,甜菜碱例如N-(3-酰胺丙基)-N,N-二甲基铵盐或烷基咪唑甜菜碱。
非离子型表面活性剂的例子是烷基聚二醇醚、烷基芳基聚二醇醚、脂肪醇聚二醇醚、脂肪醇的EO/PO加成物、烷基酚的EO/PO加成物、环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物,优选分别具有大约8至大约50个EO、PO单元的那些、烷基胺、脂肪酸和树脂酸的加成产物,具有线性或枝化的、饱和或不饱和的具有平均8至约24个碳原子的烷基残基和低聚糖苷残基的烷基多苷、天然物质及其衍生物如卵磷脂、羊毛脂或肌氨酸,含有极性基团的线性有机(聚)硅氧烷,特别是具有多至10个碳原子的烷氧基和高达约50EO或PO基团的那些。
可替换地或另外地,根据本发明的粘合剂分散体可以包含保护性胶体。这可以涉及使用阴离子或非离子型物质。它们的例子是天然聚合物如淀粉醚和/或纤维素醚或它们的衍生物,例如通过氧化、酯化、醚化、酸分解改性,特别是羟烷基醚淀粉、羟烷基纤维素、羧烷基纤维素、羧烷基醚淀粉、糊精或羟烷基糊精。这些可以单独使用,或以混合物使用。
聚乙烯基吡咯烷酮或多元羧酸如聚(甲基)丙烯酸也是适宜的,任选地以与(甲基)丙烯酸的酯(任选携带OH基)或聚丙烯酰胺及其衍生物的共聚体的形式。此外,例如,具有水解度为70和90%的聚乙烯醇也可以作为保护胶体存在。
所述保护胶体在中和后任选是阴离子或中性的。这样的产品是商业上可获得的,并且本领域的技术人员基于它们的性能可以选择。
根据本发明的粘合剂分散体可以包含0.01-10重量%的表面活性剂和/或保护胶体,特别是0.1-5重量%,基于粘合剂的固体。
根据本发明的粘合剂分散体包含水相和聚合物相。水相在使用后蒸发,并形成固体粘合剂相。根据本发明的用于干燥后的粘合剂显示出两个不同的玻璃化转变温度(Tg)是必要的。所述粘合剂的较低玻璃化转变温度低于10℃,特别是低于0℃。较高的Tg大于50℃,尤其大于80℃。玻璃化转变温度由聚合物的选择来确定。它进一步受到另外的添加剂例如增塑剂或增粘树脂的影响。
根据本发明的一个实施方案的粘合剂包含:基于粘合剂的固体,60-90重量%的一种或多种嵌段共聚物,0-30重量%的增粘树脂,0.5-3%的稳定剂,和0-15重量%的乳化剂或保护性胶体。各成分的总和等于100%。一个特定的实施方案不包含增粘树脂,另一个实施方案包含10-25重量%的增粘树脂,特别是合成树脂。
根据本发明的粘合剂分散体基本不含有机溶剂,即所述含量小于0.5%(基于所述分散体)。所述分散体的pH可以在pH6-10。这个也任选地可以通过随后添加酸或碱进行调整。一个特别合适的实施方案制造粘合剂分散体作为第二分散体。
本发明的再一个主题是一种用于制造水性粘合剂分散体的方法,所述分散体可以包括只有一小部分的有机溶剂。在这方面,所述聚合物或聚合物混合物溶解在有机溶剂中。随后生成水性、含溶剂的分散体,然后通过蒸馏从中除去溶剂。
如果合适的话,可以通过加热例如至80℃和搅拌来促进溶解。溶剂如此选择以使得一方面表现出良好的溶解效果,并且另一方面也可以通过蒸馏从随后的水相中除去。具有低于150℃(1013毫巴)的沸点,优选65-130℃的沸点的溶剂或其混合物是特别合适的。它们的例子是芳香族惰性化合物如甲苯;烃类例如环己烷;羧酸酯例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯;酮类例如甲基异丁基酮或丙酮;醇,特别是C1-C5醇,例如乙醇、丁醇、异丙醇,或叔烷基胺。特别地,也可以使用C1-C3羧酸与C1-C6醇的酯。芳香族或脂肪族烃类可以用作溶剂。另外的组分和添加剂例如树脂、增塑剂、稳定剂也可以添加到该方法的步骤中。向有机溶剂中添加足够数量的乳化剂和/或保护性胶体是特别有利的。
水相也可以被制造,其可以由混合水、乳化剂和/或起泡剂来制造。水相的pH值可以任选通过pH调节剂来调节。另外,将所有添加剂混合到聚合物相中也是可能的。
随后将两相混合。这可能以这样一种方式发生,例如在快速搅拌下将粘合剂的有机溶液引入加入到加热的水相中。有机相的用量如此调节以使得在水相中发生快速并良好的分散。随后获得有机颗粒在水中的分散体。
另一种方式是将水相和聚合物相一起同时引入到混合器中。这也同样可以通过加热所述相来协助。本文中分散颗粒的尺寸取决于引入的剪切力。任选地,通过混合器重复运行相应的分散是可能的。
一旦分散体已经制得,将其蒸馏,优选在真空下。所述真空以及分散体相的温度如此选择以使得所选的溶剂有效地蒸馏。如果蒸馏的温度低于120℃,尤其是低于70℃,是有用的。进行蒸馏直到产物在溶剂中是低的。根据本发明,如果分散体中的残余溶剂含量小于0.5重量%(基于分散体)是有用的。在蒸馏中,如果必要的话,可以将消泡剂添加到分散体中。方法的一个实施方案不使用任何芳香族溶剂例如甲苯。
为了确保足够稳定的水性分散体,它的参数可以随后调整。例如,pH值可以通过添加pH调节剂来调节。此外,通过添加水建立一个合适的固含量是可能的。同样可以通过添加增稠剂调整粘度。所述分散体可以进一步过滤,从而除去大的、分散较差的颗粒。
所述分散体可以具有0.1-10μm、特别是小于5μm的平均粒径。平均颗粒直径被确定为D50值。分散体的固含量是25-75重量%,特别是35-65重量%。粘合剂分散体可以具有在25℃时低于5000mPas的粘度,特别是200-2000mPas。已知制造具有较高固含量的贮存稳定的形式,然后在使用前将其稀释至较低的固含量。
根据本发明制造的分散体是贮存稳定的。没有观察到分散颗粒实质性的沉降,并且颗粒尺寸在一个较长时期的时间内同样是不变的。实际上,根据本发明的分散体为无溶剂型。它们具有低的粘度,并可以以薄层并以小量施加到合适的基材上。
本发明的再一个主题是上述粘合剂分散体粘接纤维状物质的用途。合适的基材是例如已知的纤维基材。这些可以是非织造基材;它们可以是纤维束如粗纱,并且纤维织物也可以被涂布。已知为纤维复合材料的纤维可以用作纤维。这些可以是玻璃纤维、石英纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚芳酰胺纤维或聚丙烯腈纤维。所述纤维可以基于预期应用而选择。同样已知根据所制造的基材的机械要求选择纤维的适合的形式。纤维可以以取向方式粘接,或多层在彼此不同的取向上粘接。进一步已知可以将这样的纤维与其它基材例如(复合)膜或陶瓷板相粘接。复合材料中的纤维用在例如飞机结构、住宅建筑、车辆结构、风力发电转子的叶片中或用于其他的高机械应力的部件。在另一种应用领域中,无纺布基材也彼此粘接或与膜粘接;粘合的产品随后可以继续保持柔韧性。
根据本发明的粘合剂分散体可以以各种不同的方式在基材上涂布。例如,通过喷雾操作将粘合剂分散体应用到相应的纤维、织物或无纺织物上。另一种应用形式是用粘合剂浸渍纤维材料。本发明的另一实施方案是通过将纤维材料通过粘合剂的水分散体,在纤维材料表面涂覆。另一个实施方案以这样的方式施加所述粘合剂:只有部分纤维被涂布,即它们仅在个别区域粘接。取决于工作方法,干燥已应用到纤维材料上的粘合剂是可能的。这是可以实现的,例如,通过加热并移除挥发性组分。挥发性组分的蒸发可以通过加热载体材料来促进;此外,还可以通过吹入干燥气体或加热的气体以驱除水和其它挥发性成分。具有干燥表面的预涂布的材料因而制备。这些是不具有固有的粘性,并且可以作为中间产品来储存。
根据一个实施方案,复合材料可以随后由这些中间产物制造,所述涂布的纤维材料被包装并转化为合适的形状。随后通过使用压力和热,连接热塑性粘合剂和纤维彼此是可能的。所述温度取决于基材,其不应被损坏。例如,温度可以为低于200℃,优选低于140℃,特别是低于100℃。在此情况下在粘接的纤维材料中产生多个粘合点,它们一起产生二维稳定的基材。基材的形状可以在一定限度内进一步地选择。它们原则上取决于制造的粘合成形的部分的应用领域。
进一步的实施方案使用粘合剂分散体作为密封粘合剂。在此情形下,在随后被密封的包装材料的表面涂有根据本发明的粘合剂,并干燥。所述层可以随后在压力下与另一层密封,并可以形成一个包缝。这可以以热密封方法实现或者也可以冷密封方法实现。根据本发明的方法允许对待粘接的所述表面的加热降低,并且在敏感基材上的应力被减少。
根据本发明的粘合剂的另一个用途是粘接柔性纤维基材至柔性膜以得到复合材料。这些随后可以在纺织工业中用作功能性材料。用于活化所述粘合剂的相当低的温度适于该应用目的。
根据本发明的分散体提供低粘度的粘合剂。在各种纤维材料上的应用可以例如,以薄层发生。使用的粘合剂更是无溶剂的。即使在加工过程和随后的加热中,没有危害健康的有机溶剂或其它有机挥发性物质的释放。从而可以减少额外的工业卫生措施方面的要求。此外,归因于表面溶胀的对基材的损坏减少。
作为嵌段共聚物的聚合物的选择确保粘接的基材经受高水平的机械加载。它们表现出优异的柔韧性,而即使在较高的温度下仍然存在稳定的粘接。因为材料是热塑性的,在温度升高的情况下,粘结材料能承受机械变形。在以密封涂层的应用形式中,也获得对基材良好的粘接。包装的密封可以在低温下发生,从而使包装物或薄膜不会不必要地暴露于温度压力下。
本发明的测量方法:
-玻璃化转变温度Tg:通过DSC测得
-固体:在105°C下由DIN 53189测定
-粘度:由Brookfield、EN ISO 2555,25°C测定
-粒径:使用光散射原理测定:D50值是在50体积%的颗粒小于指定的值时的值,用Coulter计数器测量
-分子量:数均分子量(MN),以苯乙烯为标准,通过GPC确定。
实施例1
用苯乙烯嵌段共聚物的第二分散体
组分:
-苯乙烯嵌段共聚物 144克(MN大约210,000克/摩尔)
-氢化烃树脂 47克
-Irganox 1010 5克(稳定剂)
-异丙醇 80克
-甲苯 705克
-水 529克
-阴离子乳化剂 4.1克
-非离子乳化剂 7.9克
在搅拌并加热至75℃下,将嵌段共聚物和溶剂溶解。然后加入树脂、稳定剂和非离子乳化剂,并连续搅拌匀化。
水溶液由水和阴离子乳化剂并加热到温度约75°C而生产。
水相已经准备就绪并在转子-定子混合器中混合,并且缓慢加入聚合物相(加热至约80℃)并匀化。该乳液在最大搅拌速度下约2分钟后完全制得。如果有必要,也可以将一小部分的消泡剂加到分散体中。
将相应的乳液趁热转移到包含有搅拌器和蒸馏装置的玻璃仪器中。施加大约450毫巴的负压,并在搅拌下加热所述分散体。在约50°C的温度下蒸馏除去溶剂。溶剂含量小于0.5%时结束蒸馏。
溶剂随后过滤。
实施例2
用丙烯酸酯嵌段共聚物的第二分散体
组分:
-丙烯酸酯嵌段共聚物 144克(甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯,
Tg 100-120℃,Tg约-45℃)
-非离子乳化剂 8克
-Irganox 1010 5克
-乙酸乙酯 790克
-水 520
-NaOH 约0.6克
-阴离子乳化剂 11.7克
除了将非离子型表面活性剂添加到聚合物相中,并将阴离子表面活性剂加入水相中外,操作步骤按照实施例1。过滤后,如有必要,使用增稠剂调节粘度。
实施例3
用丙烯酸酯嵌段共聚物的第二分散体
组分:
-丙烯酸酯嵌段共聚物 171克
-松香树脂 29克
-非离子乳化剂 8克
-Irganox 1010 5克
-乙酸乙酯 790克
-水 520
-NaOH 约0.6克
-阴离子乳化剂 11.7克
操作步骤按照实施例2。将增稠剂随后加入到分散体中。
增稠剂 30.5克
Claims (14)
1.水性粘合剂分散体,包含25-70重量%的丙烯酸酯嵌段共聚物和/或苯乙烯嵌段共聚物,和另外包含添加剂,所述嵌段共聚物具有超过15,000g/mol的分子量和至少两个不同的玻璃化转变温度,一个玻璃化转变温度(Tg)为高于50℃,另一个玻璃化转变温度为低于10℃,所述分散体含有小于0.5重量%的有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的粘合剂分散体,其中所述嵌段共聚物包含极性基团。
3.根据权利要求1至2之一的粘合剂分散体,其中所述分散体另外还含有至少一种合成树脂,以及任选存在的阴离子乳化剂。
4.根据权利要求1至3中之一的粘合剂分散体,其中所述分散体具有0.1μm至10μm的平均粒径(D50)。
5.根据权利要求1至4之一的粘合剂分散体,其中所述分散体不含颜料或填料。
6.根据权利要求1至5之一的粘合剂分散体,其中,将丙烯酸酯嵌段共聚物用作聚合物,并且特别地,不包含树脂。
7.根据权利要求1至6之一的粘合剂分散体,其中,将苯乙烯嵌段共聚物用作聚合物,特别地,含有10-25%的合成树脂。
8.根据权利要求1至7之一的粘合剂分散体的制造方法,其中所述分散体通过如下步骤制备:制备嵌段共聚物与树脂和/或添加剂在有机溶剂中的溶液,将所述聚合物溶液分散在水相中,所述水相可以任选地含有中和剂、乳化剂和/或消泡剂,任选地在真空下,蒸馏除去溶剂,所使用的有机溶剂是芳香族溶剂、酮、C1-C5醇、C1-C6醇与C1-C6羧酸的酯、和烃类,所述溶剂具有低于150℃的沸点。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述溶剂混合物不含芳香烃或脂肪烃。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其中所述蒸馏是在真空下在低于120℃的温度下进行。
11.根据权利要求1-7任一项所述的粘合剂分散体用于纤维和纤维材料的粘接的用途。
12.根据权利要求1-7任一项的粘合剂分散体用于涂布塑料薄膜和后续与另外的基材进行粘接的用途。
13.根据权利要求11或12所述的用途,所述纤维、纤维材料或塑料薄膜涂布有所述粘合剂分散体,然后干燥成具有通过加热可粘接的粘合层的中间产品。
14.根据权利要求13的用途,所述涂布的基材通过加压和加热被粘接以形成复合材料。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201010030699 DE102010030699A1 (de) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Blockcopolymere in Klebstoffdispersionen |
DE102010030699.1 | 2010-06-30 | ||
PCT/EP2011/060617 WO2012000900A1 (de) | 2010-06-30 | 2011-06-24 | Blockcopolymere in klebstoffdispersionen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102971390A true CN102971390A (zh) | 2013-03-13 |
CN102971390B CN102971390B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=44475004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180032645.8A Active CN102971390B (zh) | 2010-06-30 | 2011-06-24 | 在粘合剂分散体中的嵌段共聚物 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8921467B2 (zh) |
EP (1) | EP2588553B1 (zh) |
JP (1) | JP2013530287A (zh) |
CN (1) | CN102971390B (zh) |
DE (1) | DE102010030699A1 (zh) |
WO (1) | WO2012000900A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111334212A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 日东电工株式会社 | 粘接薄膜、带有切割带的粘接薄膜、及半导体装置制造方法 |
CN112126389A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-25 | 杭州英创新材料有限公司 | 一种耐增塑剂迁移的水性压敏胶及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI503366B (zh) | 2012-12-11 | 2015-10-11 | Rohm & Haas | 熱活化壓感黏著劑 |
JP6721801B2 (ja) * | 2017-12-08 | 2020-07-15 | 株式会社Moresco | 接着剤組成物 |
KR102588750B1 (ko) * | 2018-12-04 | 2023-10-13 | 주식회사 엘지화학 | 블록 공중합체 라텍스 조성물 제조방법, 이로부터 제조된 블록 공중합체 라텍스 조성물 및 이를 포함하는 종이 코팅액 조성물 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5292795A (en) * | 1992-05-08 | 1994-03-08 | Shell Oil Company | Very fine stable dispersions of block copolymers |
US6518354B1 (en) * | 1999-05-28 | 2003-02-11 | Jsr Corporation | Dispersing emulsion of thermoplastic elastomer and process for preparing the same |
US20030212213A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Denis Bendejacq | Block copolymer |
CN1751095A (zh) * | 2003-02-21 | 2006-03-22 | 可乐丽股份有限公司 | 水分散体 |
US20100261832A1 (en) * | 2007-12-07 | 2010-10-14 | Stephanie Magnet | Process for the preparation of a film or a coating on a substrate with an aqueous dispersion of polymer particles and the resulting films and coatings |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1541291A (fr) * | 1966-10-18 | 1968-10-04 | Dunlop Co Ltd | Adhésifs, produits de scellement et d'obturation et produits pour revêtements protecteurs |
EP0947527A1 (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-06 | The B.F. Goodrich Company | Waterborne block copolymers and process for making the same |
JP4181626B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2008-11-19 | 住友精化株式会社 | スチレン系熱可塑性エラストマーラテックスの製造方法 |
US6846548B2 (en) | 1999-02-19 | 2005-01-25 | Honeywell International Inc. | Flexible fabric from fibrous web and discontinuous domain matrix |
JP3715507B2 (ja) * | 2000-04-17 | 2005-11-09 | Jsr株式会社 | 熱可塑性エラストマーの乳化分散液およびその製法 |
WO2001007518A1 (fr) * | 1999-07-23 | 2001-02-01 | Kuraray Co., Ltd. | Dispersion aqueuse et procede de fabrication |
JP2002226590A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-14 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | 水性液及びその用途 |
DE10115592A1 (de) | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Basf Coatings Ag | Von flüchtigen organischen Verbindungen freie oder im wesentlichen freie, wäßrige Dispersionen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
JP2008291130A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Kaneka Corp | アクリル系ブロック共重合体のアニオン性水分散体およびその製造方法 |
-
2010
- 2010-06-30 DE DE201010030699 patent/DE102010030699A1/de not_active Ceased
-
2011
- 2011-06-24 WO PCT/EP2011/060617 patent/WO2012000900A1/de active Application Filing
- 2011-06-24 JP JP2013517211A patent/JP2013530287A/ja active Pending
- 2011-06-24 CN CN201180032645.8A patent/CN102971390B/zh active Active
- 2011-06-24 EP EP11729602.0A patent/EP2588553B1/de active Active
-
2012
- 2012-12-20 US US13/721,225 patent/US8921467B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5292795A (en) * | 1992-05-08 | 1994-03-08 | Shell Oil Company | Very fine stable dispersions of block copolymers |
US6518354B1 (en) * | 1999-05-28 | 2003-02-11 | Jsr Corporation | Dispersing emulsion of thermoplastic elastomer and process for preparing the same |
US20030212213A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Denis Bendejacq | Block copolymer |
CN1751095A (zh) * | 2003-02-21 | 2006-03-22 | 可乐丽股份有限公司 | 水分散体 |
US20100261832A1 (en) * | 2007-12-07 | 2010-10-14 | Stephanie Magnet | Process for the preparation of a film or a coating on a substrate with an aqueous dispersion of polymer particles and the resulting films and coatings |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111334212A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 日东电工株式会社 | 粘接薄膜、带有切割带的粘接薄膜、及半导体装置制造方法 |
CN112126389A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-25 | 杭州英创新材料有限公司 | 一种耐增塑剂迁移的水性压敏胶及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010030699A1 (de) | 2012-01-05 |
CN102971390B (zh) | 2016-04-13 |
EP2588553B1 (de) | 2015-08-19 |
EP2588553A1 (de) | 2013-05-08 |
WO2012000900A1 (de) | 2012-01-05 |
JP2013530287A (ja) | 2013-07-25 |
US20130109796A1 (en) | 2013-05-02 |
US8921467B2 (en) | 2014-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101506323B (zh) | 具有改进粘合性的热熔性粘合剂 | |
CN102037091B (zh) | 具有官能团的控制位置的丙烯酸聚合物 | |
KR101136124B1 (ko) | 수성 수지 조성물, 그의 제조 방법, 도료, 잉크, 접착제,실링제 및 프라이머 | |
CN106458755B (zh) | 包含粘合组合物的水基墨水 | |
CN102971390B (zh) | 在粘合剂分散体中的嵌段共聚物 | |
CN103261349B (zh) | 用于低表面能基材的压敏粘合剂 | |
Paul | Hot-melt adhesives | |
DE102012209517B3 (de) | Aufschäumvorrichtung | |
KR102494179B1 (ko) | 폴리올레핀 필름용 핫 멜트 접착제 | |
CN1622987A (zh) | 橡胶-丙烯酸粘合剂 | |
JP2005133084A (ja) | ホットメルト接着剤組成物 | |
KR20080037035A (ko) | 수성 수지 조성물 및 그 제조방법 | |
JP3948279B2 (ja) | 水性分散液、その製造方法及び用途 | |
JP7379492B2 (ja) | 水性トップコートを含む物品 | |
AU2002303289B2 (en) | Rubber-acrylic adhesive formulation | |
CN110317350B (zh) | 增粘树脂乳液和水系粘合剂/粘接剂组合物 | |
EP0694055A1 (en) | Hybrid resin emulsions | |
JP2020023596A (ja) | 粘着付与樹脂水性分散体、水性粘着剤及び粘着シート | |
JP2012082312A (ja) | 熱可塑性樹脂水性分散液及びこれを用いた耐水性皮膜 | |
CN113748167B (zh) | 水性树脂组合物 | |
TWI838510B (zh) | 水性樹脂組成物 | |
JP2023135149A (ja) | 分散体、接着剤組成物、積層体、および、分散体の製造方法 | |
CN116917406A (zh) | 水性分散体 | |
CN107075257A (zh) | 增粘剂及其连续过程 | |
TW202402829A (zh) | 改性聚烯烴水分散體 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |