CN103842464A - 热熔性组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种包括脂肪族聚碳酸酯的热熔性粘合剂组合物。使用根据本发明的热熔性粘合剂组合物，热解温度低，使得在废料处理时不产生有害气体，从而提供优异的环境友好的产品。另外，所述热熔性粘合剂组合物具有低熔化温度，从而在低温下可用并表现出足够的粘合强度。

Description

热熔性组合物
技术领域
本发明涉及一种包括脂肪族碳酸酯的热熔性粘合剂组合物，更具体的，涉及一种具有低软化点和低熔体粘度以从而适用于相对低的温度，具有优异粘合力，且由于在处理时不排出有毒材料因而是环境友好的热熔性粘合剂组合物。
背景技术
通常，热熔性粘合剂在室温下为固体材料，但是，当向其施加热量时，其被熔化成流体状态例如液体等，以具有对被粘合的材料的粘合力。当热熔性粘合剂的熔化流体状态被冷却时，其恢复至固体状态，再次具有内聚力。此外，由于所述热熔性粘合剂是由热塑性材料制成的，因此其在高温下被熔化以形成形状，然后将其冷却以迅速粘合到材料上。所述热熔性粘合剂主要利用在其表面上的范德华力和极性组合来粘合所述粘合剂和彼此粘合的材料。该粘合强度受到锚定效应的影响，其中液体粘合剂流入孔或不平坦部分以增加粘合强度。为了完全利用该效应，所述热熔性粘合剂需要在熔化时具有足够的流动性。为此，热熔性粘合剂需要在尽可能高的温度熔化。
相关领域的普通热熔性粘合剂主要采用乙烯乙酸乙烯酯（EVA），其已被广泛用于纸板箱、建筑内部材料等的粘合。包含在EVA中的微晶蜡用于调节熔体粘度。
具有在低熔化温度下的足够流动性和高粘合强度的热熔性粘合剂提供了应用时的高能量效率且根据其粘合强度不需要使用溶剂，这是该热熔的一个优点例如其是环境友好的。另外，在使用具有热解温度低于相关领域的热熔性粘合剂的树脂的情况下，使用后处理废料的成本可以降低，这具有经济和环境效益。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的在于提供一种热熔性粘合剂，其能够具有高极性，从而提高对纸、木材、金属等的粘合强度，并具有低的热解温度且当燃烧时不产生任何有害气体，从而在废料处理时降低能量消耗并产生较少的空气污染，因此是环境友好的。
技术方案
在一个一般方面，本发明提供一种包括脂肪族聚碳酸酯的热熔性粘合剂组合物。
对于根据本发明的热熔性粘合剂组合物，热解温度低，这样使得在废料处理时不产生有害气体，从而提供优异的环境友好的产品。另外，所述热熔性粘合剂组合物具有低的熔化温度，从而在低温下可用并表现出足够的粘合强度。
在下文中，将详述本发明。
本发明提供一种包括脂肪族聚碳酸酯的热熔性粘合剂组合物，并且所述脂肪族聚碳酸酯是通过二氧化碳和至少一种不同的环氧化合物反应获得。
所述环氧化合物为选自由被或未被卤素或烃氧基取代的（C2-C10）环氧烷烃；被或未被卤素或烃氧基取代的（C4-C20）环氧环烷烃；和被或未被卤素、烃氧基、烷基、或芳基取代的（C8-C20）氧化苯乙烯组成的组中的至少一种。
所述烃氧基的具体实例可包括烷氧基，芳氧基，芳烷氧基等，且芳氧基的实例可包括苯氧基，联苯氧基，萘氧基等。所述烃氧基、烷基和芳基可具有一个选自卤素原子或烃氧基的取代基。
更具体的，所述脂肪族聚碳酸酯可由如下化学式1表示
[化学式1]
Figure BDA0000467082730000021
[化学式1中，m为2至10的整数；n为1至3的整数；R为氢、（C1-C4）烷基或-CH2-O-R'（R'为（C1-C8）烷基）；且x:y为5:95至99.99:0.01].
根据本发明所述环氧化合物的具体实例可包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷、环氧辛烷、环氧葵烷、环氧十二烷、环氧十四烷、环氧十六烷、环氧十八烷、环氧丁烯、1,2-环氧-7-辛烯、环氧氟丙烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、异丙基缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚、叔丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环辛烷、环氧环十二烷、α-环氧蒎烷、2,3-环氧降莰烯、氧化柠檬烯、狄氏剂、2,3-环氧丙基苯、氧化苯乙烯、环氧苯丙烷、环氧二苯乙烷、氯代环氧二苯乙烷、二氯代环氧二苯乙烷、1,2-环氧-3-苯氧基丙烷、苄氧基甲基环氧乙烷、缩水甘油基-甲基苯基醚、氯苯基-2,3-环氧丙基醚、环氧丙基甲氧苯基醚、联苯基缩水甘油醚,缩水甘油基萘基醚等。
生产所述脂肪族聚碳酸酯的方法的实例可以包括溶液聚合法或本体聚合法。更具体地，聚合可以通过在使用有机溶剂作为反应介质时在环氧化合物和催化剂的存在下进料二氧化碳来进行。
作为所述有机溶剂，脂肪族烃如戊烷、辛烷、癸烷，环己烷等；芳香族烃如苯、甲苯、二甲苯等；和卤代烃如氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2–二氯乙烷、氯乙烷、三氯乙烷、1-氯丙烷、2-氯丙烷、1-氯丁烷、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、氯苯、溴苯等，可以单独使用或以两种或以上的组合。二氧化碳的压力可从常压至100标准大气压，优选为5标准大气压至30标准大气压。在共聚时的聚合温度可为20～120℃，优选为50～90℃。更优选地，可以进行使用单体本身作为溶剂的本体聚合法。
所述脂肪族聚碳酸酯是基于由本申请人提交的韩国专利公开第2008-0015454、2009-0090154、2010-067593、和2010-0013255号的说明书生产的聚亚烷基碳酸酯，并且所述亚烷基的实例可包括但不限于亚乙基、亚丙基、1-亚丁基、亚环己基、烷基缩水甘油醚基、正丁基、正辛基等。
在本发明中，上述化学式1的脂肪族聚碳酸酯导致具有40至110℃的玻璃化转变温度（Tg）的热熔性粘合剂组合物。
根据本发明的热熔性粘合剂组合物具有70至130℃的软化点。因而，尽管其低软化点，根据本发明的热熔性粘合剂组合物仍具有优异的粘合强度或粘度，并且因此，在低温下使用有利。
在本发明中，在用于热熔性粘合剂组合物中的脂肪族聚碳酸酯中的催化剂的残留量为3ppm或更少。所述催化剂的残留量被最小化，使得所述热熔性粘合剂组合物可以预期具有改进的粘合强度和热稳定性。
有益效果
使用根据本发明的热熔性粘合剂组合物，热解温度低，使得在废料处理时不产生有害气体，从而提供优异的环境友好的产品。另外，所述热熔性粘合剂组合物具有低熔化温度，从而在低温下可用并且表现出足够的粘合强度。另外，当被暴露于热量时所述热熔性粘合剂组合物不易被热解，因为3ppm或更小的催化剂低残留量。
最佳实例
以下，将参照实施例但不限于以下实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
通过使用5m长度的双挤压机以1.6kg/h的速率在230℃下挤压作为基础树脂的具有290,000g/mol分子量的聚亚丙基碳酸酯，以获得具有50,000g/mol分子量的聚亚丙基碳酸酯。接着，将该低分子量聚亚丙基碳酸酯和10重量份的作为增塑剂的亚丙基碳酸酯混合在一起，并通过使用双挤压机在190℃挤压该混合物，以制成颗粒。如此制成的热熔性粘合剂的粘度为10Pa.sec。所述热熔性粘合剂在190℃熔化，然后应用于PVC片材和木材之间以粘合它们。粘合强度的测定结果示于下表1。
实施例2
10重量份的亚丙基碳酸酯，和5重量份的巴西棕榈蜡作为增塑剂混合至具有50,000g/mol分子量的聚亚丙基碳酸酯，其根据如上述实施例1相同的方法制备且通过使用双挤压机在190℃下挤压以制成颗粒。如此制成的热熔性粘合剂的粘度在180℃为5Pa.sec。热熔性粘合剂在190℃熔化，然后应用于PVC片材和木材之间以粘合它们。粘合强度的测定结果示于下表1。
比较例1
40g具有90℃的软化点的松香酯、20g具有60℃的熔点的石蜡被混合至40g具有20％的乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯，从而制得热熔性粘合剂。如此制成的热熔性粘合剂的粘度为10Pa.sec。所述热熔性粘合剂在190℃熔化，然后应用于PVC片材和木材之间以粘合它们。粘合强度的测定结果示于下表1。
[表1]物理性质的测量结果
Figure BDA0000467082730000051
如上述图1所示，可以理解的是根据本发明实施例1和2的所述热熔性粘合剂组合物分别具有100℃和110℃的软化点，并且因此，其低熔化温度是低的以致它们在低温下可用，并且表现出足够的粘合强度。根据本发明的热熔性粘合剂组合物可具有较比较例1更低的软化点和不降低的粘接强度，从而提供环境友好的热熔性粘合剂。

Claims (8)

1.一种热熔性粘合剂组合物，其包含脂肪族聚碳酸酯。
2.权利要求1所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯通过二氧化碳和至少一种不同的环氧化合物反应获得。
3.权利要求2所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述环氧化合物为选自由被或未被卤素或烃氧基取代的（C2-C10）环氧烷烃；被或未被卤素或烃氧基取代的（C4-C20）环氧环烷烃；和被或未被卤素、烃氧基、烷基、或芳基取代的（C8-C20）氧化苯乙烯组成的组中的至少一种。
4.权利要求1或2所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯由以下化学式1表示：
[化学式1]
Figure FDA0000467082720000011
[化学式1中，m为2至10的整数；n为1至3的整数；R为氢，（C1-C4）烷基，或-CH2-O-R'（R'是（C1-C8）烷基）；和x:y为5:95至99.99:0.01)]
5.权利要求2所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯具有50,000g/mole的分子量，其通过使用双挤压机以1.0～2.0kg/h的速率在225～240℃下控制，所述双挤压机具有4至6M的挤压路径长度。
6.权利要求4所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯具有40至110℃的玻璃转变温度（Tg）。
7.权利要求1至6任意之一所述的热熔性粘合剂组合物，其中其具有70至130℃的软化温度。
8.权利要求7所述的热熔性粘合剂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯中的催化剂的残留量为3ppm或更少。
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