CN103003382B - 热熔粘合剂以及热熔粘合剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热熔粘合剂，包括一种热熔粘合剂混合物，该混合物包含a.15－85重量％基于聚酯的第一热熔粘合剂，b.15－85重量％基于聚酰胺的第二热熔粘合剂。

Description

热熔粘合剂以及热熔粘合剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种热熔粘合剂和该热熔粘合剂的制备方法。
现有技术
非反应活性的热熔粘合剂是一类产品，其不含溶剂和在室温下或多或少固态的，以及在加热状态涂在粘合表面和在冷却时产生粘合结合。这类粘合剂也作为热熔粘合剂是已知的和基于各种化学原料。DIN EN 923定义了热熔粘合剂是一种加热可熔化的胶粘体系，其在冷却后产生内聚力。热熔粘合剂的熔点大多位于80－250℃。由现有技术，不同的非反应活性的基于聚酯或者聚酰胺的热熔粘合剂是已知的，比如 Macromet 2030, 6208，来自Henkel，WEVO T570,P 165，来自WEVO Chemie 或者 TH 207，TH 111，来自 Bostik。在Müller和Rath： Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen, Hannover: Vincentz Network, 2004中，更多的热熔粘合剂是已知的。在热熔粘合剂的施涂过程，特别是在借助施涂喷嘴的施涂中断时，经常会产生在施涂的粘合剂和施涂喷嘴之间形成粘合剂丝（Fadenzug），其有时也断开。
本发明的任务在于提供一种非反应活性的热熔粘合剂，其具有小的拉丝倾向（Fadenzugneigung）和特别是高的温度稳定性。本发明进一步的任务是提供一种热熔粘合剂的制备方法。
发明内容
本任务通过包含一种热熔粘合剂混合物的热熔粘合剂体系得到解决，该混合物包含15－85重量％，特别是30－70重量％基于聚酯的第一热熔粘合剂，和15－85重量％，特别是30－70重量％基于聚酯的第二热熔粘合剂。其中组成成分的总和为100％热熔粘合剂混合物和特别是100％热熔粘合剂体系。
该热熔粘合剂体系具有出人意料的优点，那就是通过使用这种热熔粘合剂体系特别是有规则地断开的、粘道(spurförmig)的热熔粘合剂的施涂成为可能，特别是借助施涂喷嘴施涂到基材上，特别是纤维状的基材上，譬如由纤维素形成的，比如纸，而不形成或者基本上不形成热熔粘合剂丝。
第一和第二热熔粘合剂量的说明可以通过如下的方式理解，也就是说无论第一还是第二热熔粘合剂都可以进一步由多种分别基于聚酯和聚酰胺的热熔粘合剂形成，特别是为了能够精细地调节材料参数和机械性能。
在一种实施方案中，热熔粘合剂混合物在热熔粘合剂体系中的份额多于75重量％，优选多于85重量％，特别优选多于95重量％，尤其是100重量％，其中剩余部分由例如白垩的填充物和/或颜料（例如作为白色颜料的二氧化钛）和/或增粘树脂（芳香族的，脂肪族的或者脂环族的烃类树脂或者改性的或者氢化的如下化合物的类型，例如松香（酯）或者脂肪族的或者脂环族的石油－烃类树脂或者它们的氢化衍生物；比如在WO 2007/057059中已知的）和/或石蜡和/或其它基于缩聚物的热熔粘合剂，其中剩余物的各个成分特别分别占最多0－5％重量比例。
在一种实施方案中，热熔粘合剂体系含有0－25重量％添加剂或者填充材料，其可以通过下文提到的基础热熔粘合剂的，也就是基于聚酯的第一热熔粘合剂的和基于聚酰胺的第二热熔粘合剂的添加剂和填充材料中选出。
在一种实施方案中，特别为了提高抗水解性和/或粘合特性，基于聚酯的热熔粘合剂包含碳二亚胺，氧化钙或者酸酐作为添加剂，特别是以0－5％重量份。
在一种实施方案中，特别为了加快结晶过程，基于聚酯的热熔粘合剂包含作为添加剂的蜡，特别是石蜡和/或氧化石蜡或者粉末状的添加剂，特别是热解二氧化硅，特别是以0－5％的重量份。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂的密度为1.15-1.35 g/cm3，优选1.2－1.3 g/cm3，特别优选1.23－1.27g/cm3。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂的密度为0.95-1 g/cm3，优选0.97－0.99 g/cm3。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂的断裂伸长率>50％，优选>75％，特别优选>90％，特别按照ISO 527标准测量。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂的熔点为150－170℃，优选150－160℃。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂的熔点为150－210℃，优选150－195℃。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂的软化温度小于188℃，优选小于175℃，特别优选小于165℃。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂的加工温度为180－230℃。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物特别通过缩聚反应形成，该组合物包括
(1) 至少一种酸，特别是邻苯二甲酸或者间苯二甲酸或者对苯二甲酸或者己二酸或者丁二酸或者6－羟基己酸或者这些酸中至少两种的混合物，特别为了降低结晶度,
(2) 和至少一种二醇，特别是1,2－乙二醇或者1,4－丁二醇或者新戊二醇或者1,6－己二醇或者环己烷二甲醇或者二甘醇或者这些二醇中至少两种的混合物，特别为了降低结晶度。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括30－50重量％，优选30－45重量％，特别优选30－40重量％丁二醇或者乙二醇或者其混合物。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>20重量％，优选>30重量％对苯二甲酸，特别为了降低拉丝倾向(Fadenzugneigung)和/或提高熔点。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括<65重量％，优选<45重量％，特别优选<35重量％对苯二甲酸，特别为了降低拉丝倾向(Fadenzugneigung)。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>10重量％，优选>20重量％，特别优选>25重量％己二酸，特别为了降低熔点和/或拉丝倾向(Fadenzugneigung)和/或降低粘度和/或提高模塑性和/或提高断裂伸长率。
在一种实施方案中，基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括<40重量％，优选<30重量％己二酸，特别为了降低熔点和/或拉丝倾向(Fadenzugneigung)和/或降低粘度和/或提高模塑性和/或提高断裂伸长率。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物特别通过缩聚反应形成，该组合物包括
(1) 至少一种酸，特别是己二酸或者壬二酸或者癸二酸或者二聚脂肪酸或者这些酸中至少两种的混合物,
(2) 和至少一种胺，特别是乙二胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者ε－己内酰胺或者1－氨基－3－氨甲基－3,5,5－三甲基环己烷(异佛尔酮二胺)或者哌嗪或者这些胺中至少两种的混合物。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括50－90重量％，优选60－80重量％己二酸，特别优选60－70重量％ε－己内酰胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者这些胺中至少两种的混合物。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>5重量％, 优选>10重量％, 特别优选>15重量％己二酸, 特别为了提高耐热性和/或降低拉丝倾向（Fadenzugneigung）和/或提高断裂伸长率。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括<30重量％, 优选<25重量％己二酸, 特别为了提高耐热性和/或降低拉丝倾向（Fadenzugneigung）。
在一种实施方案中，基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括<30重量％,优选<25重量％癸二酸, 特别为了提高耐热性和/或降低拉丝倾向（Fadenzugneigung）。
在一种实施方案中，己二酸在基于聚酰胺的热熔粘合剂和基于聚酯的热熔粘合剂的原材料中的总量> 5重量％, 优选>10重量％, 特别优选>15重量％和同时<35重量％, 优选<30重量％和特别优选<25重量％, 特别为了提高耐热性和/或降低拉丝倾向（Fadenzugneigung）。
在一种实施方案中，热熔粘合剂体系包含一种热熔粘合剂混合物,该混合物包括
(1) 30－70重量％，优选40-60重量％，特别是45-55重量％基于聚酯的第一热熔粘合剂，
(2) 30－70重量％，优选40-60重量％,特别是45-55重量％基于聚酰胺的第二热熔粘合剂，
其中热熔粘合剂体系尤其完全由该热熔粘合剂混合物形成，而该混合物尤其完全由第一和第二热熔粘合剂形成。
在一种实施方案中，热熔粘合剂体系通过气体，特别是氮气、空气、二氧化碳等起泡沫。
由起泡的粘合剂体系形成的粘合剂粘道优选具有封闭的表面。
本发明的热熔粘合剂体系的制备方法包括以下步骤：
(1) 熔化基于聚酯的第一热熔粘合剂和基于聚酰胺的第二热熔粘合剂，特别是按照本发明的组成和本发明的含量比例，
(2) 特别是两种热熔粘合剂的动态混合，特别是在熔体中产生剪切力而形成热熔粘合剂混合物，
由此特别地形成本发明的热熔粘合剂。
其中的优点在于可以形成具有较低拉丝倾向（Fadenzugneigung）的热熔粘合剂。
在两种方法的实施方案中， 两种热熔粘合剂的粒料在加热前充分混合，并紧接着加热和熔化。
在两种方法的实施方案中，热熔粘合剂的混合、加热和熔化在挤出机里进行。
其中的优点在于在施涂位置附近，热熔粘合剂可以达到非常充分的混合。
在一种实施方案中，熔化的热熔粘合剂体系通过气体，特别是氮气、空气、二氧化碳等起泡沫。
在该方法的一种实施方案中，最后，特别是没有中间冷却，在平面的、特别是纤维状的基材上形成粘道状的、有规则或无规则地断开的施涂。
有利的是，在混合后仅几分钟（特别是0－5分钟）进行施涂，以能够尽可能地减少各个成份的脱混。
具体实施方式
下面的实施例展示了本发明的或者定性的用作对比的操作方式。
实施例1
密度为1.25 g/cm3和断裂伸长率为75-115%的聚酯热熔粘合剂 (Sika SikaMelt 9120) 和密度为0.98 g/cm3的聚酰胺热熔粘合剂 (Henkel Marcomet 6208)在各自情况下分别在混合下加热到加工温度(200℃)。拉丝倾向（Fadenzugneigung）可以定性地通过把一个1mm厚的圆形金属棒浸渍在熔体中并突然抽出的方式来确定。在实施例1中，两种热熔粘合剂在圆形金属棒上保留有热熔粘合剂滴，在圆形金属棒上残留有直接从熔体中抽出时冷却和变硬的热熔粘合剂丝。残留并凝固的丝可以被识别出来。因此其拉丝倾向（Fadenzugneigung）认定为高。进一步，两种前面提到过的热熔粘合剂的粒料进行混合，这些充分搅拌过的粒料在挤出机里加热到200℃并一起熔化和进一步地充分搅拌。为了保持低的脱混，紧接着就要通过一个直接和齿轮泵相连的施涂喷嘴在一个平面介质上进行施涂。比起以单独的形式应用两种热熔粘合剂，令人惊喜地会发现其中较低地形成拉丝。同样，热熔粘合剂混合物的拉丝倾向（Fadenzugneigung）如下定性地判定，通过把一个1mm厚的圆形金属棒浸渍在事先再次在一个加热到加工温度的瓷皿中动态混合的熔体中并突然抽出的方式。热熔粘合剂滴保留在圆形金属棒上，在圆形金属棒从熔体中抽出后立即形成的丝在圆形金属棒上自己缩回。不能识别出留下的丝。因此其拉丝倾向（Fadenzugneigung）被认定为低。
实施例2
在相同的重量份额下，熔点为150-160℃的聚酯热熔粘合剂，基本上由40重量％的丁二醇，33重量％的对苯二甲酸，27重量％己二酸形成，和熔点为130℃的聚酰胺热熔粘合剂，由67重量％ε-己内酰胺，5重量％2,2,4-三甲基己二胺，12重量％1-氨基-3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己烷和16重量％己二酸以粒料形式充分搅拌和并在动态混合下一起熔化。
拉丝倾向（Fadenzugneigung）定性地通过把一个1mm厚的圆形金属棒浸渍在熔体中并突然抽出的方式来确定。在实施例2中，热熔粘合剂滴保留在圆形金属棒上，在圆形金属棒从熔体中抽出以后立即形成的丝在圆形金属棒上自己缩回。没有识别出保留的丝。因此其拉丝倾向（Fadenzugneigung）可以认定为低。
实施例3
断裂伸长率为大约50－60％和己二酸含量为大约9重量％重量比例的聚酯热熔粘合剂(Sika Sikamelt 9420)与熔化温度为188－194℃和密度为1.02g/cm3的聚酰胺热熔粘合剂(Henkel Macromet 6208)按照重量比例60：40，65：35，70：30（聚酯热熔粘合剂每次都在先）如同在实施例1中那样混合并检验拉丝倾向（Fadenzugneigung）。
在实施力3中，热熔粘合剂滴保留在圆形金属棒上，在圆形金属棒从熔体中抽出以后立即形成的线按照混合比例完全或者部分地在圆形金属棒上自己缩回。比起单独施加两种热熔粘合剂，在此这个效果明显没那么突出。
实施例4
实施例2中的聚酯热熔粘合剂与密度为0.97g/cm3和软化点为190－205℃的聚酰胺热熔粘合剂（Henkel Macromet 2035）类似实施例1中按照重量比例30：70，50：50和70：30进行混合和检测。在实施例4中, 热熔粘合剂滴保留在圆形金属棒上，在圆形金属棒从熔体中抽出以后立即形成的丝在圆形金属棒上自己缩回。比起单独使用两种热熔粘合剂，残留的丝不能被识别出或者明显不那么突出，其中当前面提到的聚酯热熔粘合剂的重量含量达到70％以上，拉丝倾向（Fadenzugneigung）再次增加。因此其拉丝倾向（Fadenzugneigung）被认定为低。
附图简述
图1中是一个工作实施例，展示了本发明的热熔粘合剂体系的制备方法的流程。
本发明的热熔粘合剂体系的制备方法在一个实施方案中包括以下步骤：
(101) 两种热熔粘合剂粒料在加热前充分混合，
(102) 熔化基于聚酯的第一热熔粘合剂和基于聚酰胺的第二热熔粘合剂，特别是按照本发明的组成和本发明的含量比例，例如在罐式熔化装置中，
(103) 特别是两种热熔粘合剂的动态混合，特别是对热熔粘合剂混合物在熔体中产生剪切力，例如使用搅拌装置或者带有螺旋输送器或齿轮的输送机，其中步骤102和103还优选作为步骤（102＋103）在挤出机中同时进行,
(104) 熔化的热熔粘合剂体系用一种气体任选起泡，特别是氮气，空气，二氧化碳等，
(105) 任选地在最后进行的，粘道状的，有规则和无规则断开的施涂在一个平面的基材，特别是纤维状的基材，特别是没有中间冷却，特别是在混合后仅0－5分钟，由此得出制备和施涂热熔粘合剂体系的扩展的方法。

Claims (46)

1.热熔粘合剂体系，包括至少一种热熔粘合剂混合物,该热熔粘合剂混合物包括
a. 15-85重量％基于聚酯的第一热熔粘合剂,
b. 15-85重量％基于聚酰胺的第二热熔粘合剂,
其中第一和第二热熔粘合剂的重量含量之和为100重量％热熔粘合剂混合物,
其中所述热熔粘合剂混合物在所述热熔粘合剂体系中占多于75重量％的份额，其中剩余部分由填充材料和/或颜料和/或产生粘性的树脂和/或至少一种基于缩聚物的其他热熔粘合剂形成，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的熔点为150℃－170℃，基于聚酰胺的热熔粘合剂的熔点为180℃－210℃，且基于聚酯的热熔粘合剂的密度为1.15－1.35 g/cm3，基于聚酰胺的热熔粘合剂的密度为0.95－1 g/cm3。
2.权利要求1的热熔粘合剂体系，其特征在于所述填充材料为白垩。
3.权利要求1的热熔粘合剂体系，其特征在于所述颜料为作为白色颜料的二氧化钛。
4.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的密度为1.2-1.3 g/cm3。
5.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的密度为1.23-1.27 g/cm3。
6.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酰胺的热熔粘合剂的密度为0.97-0.98 g/cm3。
7.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的断裂伸长率> 50 %。
8.权利要求7的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的断裂伸长率> 70 %。
9.权利要求7的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂的断裂伸长率> 90 %。
10.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括
a. 至少一种酸，
b. 和至少一种二醇。
11.权利要求10的热熔粘合剂体系，其特征在于所述酸为邻苯二甲酸或者间苯二甲酸或者对苯二甲酸或者己二酸或者丁二酸或者6－羟基己酸或者这些酸中至少两种的混合物。
12.权利要求10的热熔粘合剂体系，其特征在于所述二醇为1,2－乙二醇或者1,4－丁二醇或者新戊二醇或者1,6－己二醇或者环己烷二甲醇或者二甘醇或者这些二醇中至少两种的混合物。
13.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括30-50重量％丁二醇或者乙二醇或者它们的混合物。
14.权利要求13的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括30-45重量％丁二醇或者乙二醇或者它们的混合物。
15.权利要求13的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括30-40 重量％丁二醇或者乙二醇或者它们的混合物。
16.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>20重量％对苯二甲酸。
17.权利要求16的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>30重量％对苯二甲酸。
18.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括<65重量％对苯二甲酸。
19.权利要求18的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括<45重量％对苯二甲酸。
20.权利要求18的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括<35重量％对苯二甲酸。
21.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酯的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>5重量％和<40重量％重量比例的己二酸。
22.权利要求21的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>=9重量％重量比例的己二酸。
23.权利要求21的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>20重量％重量比例的己二酸。
24.权利要求21的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>25重量％重量比例的己二酸。
25.权利要求21的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括<30重量％重量比例的己二酸。
26.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括
a. 至少一种酸，
b. 和至少一种胺。
27.权利要求26的热熔粘合剂体系，其特征在于所述酸为己二酸或者壬二酸或者癸二酸或者二聚脂肪酸或者这些酸中至少两种的混合物。
28.权利要求26的热熔粘合剂体系，其特征在于所述胺为乙二胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者ε－己内酰胺或者1－氨基－3－氨甲基－3,5,5－三甲基环己烷或者异佛尔酮二胺或者哌嗪或者这些胺中至少两种的混合物。
29.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括50－90重量％ε－己内酰胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者这些胺中至少两种的混合物。
30.权利要求29的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括60－80重量％ε－己内酰胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者这些胺中至少两种的混合物。
31.权利要求29的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括60－70重量％ε－己内酰胺或者己二胺或者2,2,4－三甲基己二胺或者这些胺中至少两种的混合物。
32.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于基于聚酰胺的热熔粘合剂由原材料的组合物形成，该组合物包括>5重量％和<30重量％己二酸。
33.权利要求32的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>10 重量％己二酸。
34.权利要求32的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括>15 重量％己二酸。
35.权利要求32的热熔粘合剂体系，其特征在于所述组合物包括<25重量％己二酸。
36.权利要求1－3之一的热熔粘合剂体系，其特征在于己二酸在基于聚酰胺的热熔粘合剂和基于聚酯的第一热熔粘合剂的原材料中的总含量>5重量％和同时<35重量％。
37.权利要求36的热熔粘合剂体系，其特征在于所述总含量>10重量％。
38.权利要求36的热熔粘合剂体系，其特征在于所述总含量>15重量％。
39.权利要求36的热熔粘合剂体系，其特征在于所述总含量<30重量％。
40.权利要求36的热熔粘合剂体系，其特征在于所述总含量<25重量％。
41.由热熔粘合剂混合物构成的热熔粘合剂体系，该热熔粘合剂混合物包括
a. 15-85重量％基于聚酯的第一热熔粘合剂,
b. 15-85重量％基于聚酰胺的第二热熔粘合剂,
其中第一和第二热熔粘合剂的重量含量之和为100重量％热熔粘合剂混合物，且其中基于聚酯的热熔粘合剂的熔点为150℃－170℃，基于聚酰胺的热熔粘合剂的熔点为180℃－210℃，基于聚酯的热熔粘合剂的密度为1.15－1.35 g/cm3，基于聚酰胺的热熔粘合剂的密度为0.95－1 g/cm3。
42.权利要求41的热熔粘合剂体系，其特征在于所述热熔粘合剂体系是按照前述权利要求任一项的热熔粘合剂体系。
43.权利要求1－42之一的热熔粘合剂用于平面基材的无拉丝粘合的用途。
44.权利要求43的用途，其特征在于所述平面基材是可折叠的纤维素基材或者熔喷的基材或者其组合。
45.权利要求44的用途，其特征在于所述可折叠的纤维素基材是纸。
46.权利要求43的用途，其借助以长型的、有规则地断开的热熔粘合剂粘道的形式。
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