CN105051140B - 水基粘合剂 - Google Patents

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Abstract

提供一种粘合剂组合物，其包含连续水性介质并且进一步包含(i)分散于所述水性介质中的聚合物粒子；和(ii)包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子，其中50摩尔％或更多的所述脂肪酸呈羧酸盐形式，并且其中所述脂肪酰胺与所述脂肪酸的重量比是0.12∶1到2.3∶1，其中所述包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子分散于所述水性介质中。还提供一种使用所述粘合剂组合物粘合衬底的方法和一种通过所述方法制成的经粘合结构。

Description

水基粘合剂
背景技术
以下是本发明的背景技术。
常常需要在两个或更多个衬底中的一或多个含有滑爽剂的情况下使用粘合剂组合物将所述两个或更多个衬底粘合在一起。举例来说，经粘合物品可以通过将两个由聚合物制成的衬底粘合在一起来形成，所述粘合是通过使粘合剂组合物与两个衬底接触以在所述衬底之间形成粘合来实现。有时，衬底中的一者或两者是由含有滑爽剂的聚合物制成。所述滑爽剂有时被添加到聚合物中以使得由那一聚合物制成的衬底的表面将具有相对低的摩擦系数。在所述系统中出现的一个问题是滑爽剂可能从衬底迁移到粘合剂中，从而消耗衬底中滑爽剂的量并且因此增加那一衬底的摩擦系数。
过去已经使用的一种减少滑爽剂从衬底消耗的方法是在与衬底粘合之前将一些滑爽剂并入到粘合剂组合物中。举例来说，当粘合剂组合物是不含溶剂的粘合剂组合物或是粘合剂溶解于有机溶剂中的组合物时，常常可能将一些滑爽剂溶解在粘合剂组合物中。那么，当粘合剂组合物层形成于含有滑爽剂的衬底的表面上时，粘合剂层也将含有一些滑爽剂，并且粘合剂组合物层中滑爽剂的存在将减少滑爽剂从衬底消耗的趋势。因此，衬底将维持其相对低的摩擦系数。
常常需要使用水基粘合剂组合物。滑爽剂通常不可溶于水，并且向水基组合物添加滑爽剂通常产生由于相分离、不稳定性或成分的不相容性的其它不合需要的结果而为不可接受的混合物。因此，在过去，上文关于通过向粘合剂组合物添加滑爽剂来维持衬底的摩擦系数所描述的方法在粘合剂组合物是水基时不可用。
WO 2012/158602描述一种水基粘合剂组合物，其经设计以抵抗滑动助剂从衬底迁移到粘合剂中。需要提供含有一或多种脂肪酰胺滑爽剂的水基粘合剂组合物。
发明内容
以下是本发明的陈述。
本发明的第一方面是一种粘合剂组合物，其包含连续水性介质并且进一步包含(i)分散于所述水性介质中的聚合物粒子；和(ii)包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子，其中50摩尔％或更多的所述脂肪酸呈羧酸盐形式，并且其中所述脂肪酰胺与所述脂肪酸的重量比是0.12∶1到2.3∶1，其中所述包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子分散于所述水性介质中。
本发明的第二方面是一种将第一衬底粘合到第二衬底的方法，其中所述方法包含(a)将本发明的第一方面的组合物的层施加到所述第一衬底的表面上，(b)干燥根据权利要求1所述的组合物的所述层以去除水，并且(c)使所述第二衬底的表面与所述层接触，其中所述第一衬底和所述第二衬底中的一者或两者包含一或多种滑爽剂。
本发明的第三方面是通过本发明的第二方面的方法形成的经粘合结构。
具体实施方式
以下是本发明的详细描述。
如本文所用，除非上下文另作明确指示，否则以下术语具有所指定的定义。
如本文所用，“聚合物”是由较小化学重复单元的反应产物组成的相对较大分子。聚合物分子量可以通过标准方法，例如尺寸排阻色谱法(SEC，也称为凝胶渗透色谱法或GPC)来测量。聚合物具有1,000或更多的重量平均分子量(Mw)。一些聚合物展现一或多种玻璃转变温度(Tg)。Tg是使用差示扫描量热法用中点法测定。
如本文所用，“聚合物的重量”意指聚合物的干重。
可以彼此反应以形成聚合物的重复单元的分子在本文中称为“单体”。乙烯基单体是具有至少一个碳-碳双键的单体，所述碳-碳双键不是芳香环的一部分并且能够参与与其它碳-碳双键的聚合反应。乙烯基单体具有低于500的分子量。乙烯基单体包括例如苯乙烯、经取代的苯乙烯、二烯、乙烯、乙烯衍生物以及其混合物。乙烯衍生物包括例如以下各者的未经取代和经取代版本：乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、氯乙烯、卤化烯烃以及其混合物。如本文所用，“(甲基)丙烯酸”意指丙烯酸或甲基丙烯酸；“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；并且“(甲基)丙烯酰胺”意指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。“经取代”意指具有至少一个附接的化学基团，例如烷基、烯基、乙烯基、羟基、羧酸基、其它官能团以及其组合。
如本文所用，酸官能单体是含有羧基或磺酸基的单体。羧基和磺酸基可以呈质子化形式或呈离子形式。
芳香族乙烯基单体是其分子含有一或多个芳香环的乙烯基单体。不是芳香族乙烯基单体的乙烯基单体在本文中被称作“非芳香族乙烯基单体”。烯烃单体是其分子仅含有氢和氧的乙烯基单体。
通过单独聚合某种单体或将其与其它单体聚合而制成的聚合物在本文中据称包括那一单体作为聚合单元。
如本文所用，如果当含有某一单体的聚合单元的聚合物存在于水中时，不存在那一单体的聚合单元被离子化的在pH 2.5与pH 9之间的pH条件，那么所述单体是非离子的。如果50摩尔百分比或更多的聚合单元(以那些聚合单元的总摩尔计)呈离子态，那么那些聚合单元在本文中被视为经离子化的。
如本文所用，“乙烯基聚合物”是其中90重量％或更多(以聚合物的重量计)是一或多种乙烯基单体的聚合单元的聚合物。
如本文所用，“水基”组合物是以组合物的重量计含有呈30重量％或更多的量的水的组合物。在水基组合物中，水形成连续介质，并且所有其它成分都溶解或分散(或其组合)在水中。
如本文所用，水基组合物的“固体量”是当水基组合物层被施加到衬底上并且接着被干燥或使其干燥时留下的物质的量。固体量可以通过在顶部开口的容器中制成深度为1mm到2mm的水基组合物层；并且将那一容器放置在100℃下的循环空气烘箱中30分钟来测量。以百分比形式表示的固体量是100*(LB)/(IC)，其中LB是来自水基组合物的在烘箱暴露之后残留在容器中的物质的重量，并且IC是水基组合物的初始重量。来自水基组合物的在烘箱暴露之后残留在容器中的物质在本文中称为组合物的“固体部分”。
如本文所用，“粘合剂组合物”是在放置成与两个衬底接触时(可能在干燥和/或加热组合物之后)能够将所述两个衬底粘合在一起的组合物。
如本文所用，“多元醇”是其分子含有两个或更多个羟基的化合物。如本文所用，“聚异氰酸酯”是其分子含有两个或更多个异氰酸酯基的化合物。
如本文所用，分散液是含有分布在整个连续液体介质中的离散粒子的组合物。分布的粒子据称是分散的。每一离散粒子都可以是固体、液体或其组合。连续液体介质在包括10℃到40℃的温度范围内是液体。如果以连续液体介质的重量计连续液体介质的组合物含有呈60重量％或更多的量的水，那么连续液体介质是水性介质。
如果组合物在粒子中实质上不变化，那么粒子集合的组合物在本文中被视为均匀的。
如本文所用，脂肪酸具有化学式R1-COOH，其中R1是经取代或未经取代的含有8个或更多个碳原子的烃基。如本文所用，术语脂肪酸意图包括羧基形式R1-COOH和羧酸盐形式羧酸盐形式可以呈溶液或盐形式。
如本文所用，脂肪酰胺具有化学式R2-C(O)NHR3，其中R2是经取代或未经取代的含有8个或更多个碳原子的烃基，并且其中R3选自以下各者：
(I)R3是氢(“I型”脂肪酰胺)
(II)R3是脂肪族、未经取代的烃基(“II型”脂肪酰胺)，或
(III)R3具有结构-CH2CH2-NHC(O)-R4，其中R4是经取代或未经取代的含有8个或更多个碳原子的烃基(“III型”脂肪酰胺)。
芥酸酰胺具有化学式CH3-(CH2)7-CH＝CH-(CH2)11-C(O)-NH2。芥酸具有化学式CH3-(CH2)7-CH＝CH-(CH2)11-C(O)-OH。油酸酰胺具有化学式CH3-(CH2)7-CH＝CH-(CH2)7-C(O)-NH2。油酸具有化学式CH3-(CH2)7-CH＝CH-(CH2)7-C(O)-OH。
如本文所用，比率是“X∶1或更高”的陈述意指所述比率是Y∶1，其中Y等于或高于X。举例来说，据称为“3∶1或更高”的比率可以是3∶1或4∶1或100∶1，但不可以是2.9∶1。类似地，比率是“W∶1或更低”的陈述意指所述比率是Z∶1，其中Z等于或低于W。举例来说，据称是“20∶1或更低”的比率可以是20∶1或19∶1或0.15∶1，但不可以是21∶1。
如本文所用，“室温”是大约25℃。
本发明涉及一种连续液体介质，其是水性介质。优选地，水性介质中的水量以水性介质的重量计是70重量％或更多；更优选的是80重量％或更多；更优选的是90重量％或更多。
在本发明的优选组合物中，固体量是30％或更多。在本发明的优选组合物中，固体量是65％或更低。
本发明的组合物含有一或多种聚合物。合适的聚合物包括任何可以粒子形式分散在水性介质中的聚合物，包括例如水可分散聚氨酯、水可分散乙烯基聚合物(包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物和其它乙烯基聚合物)。优选的是乙烯基聚合物。优选的乙烯基聚合物含有一或多种(甲基)丙烯酸酯的聚合单元。(甲基)丙烯酸酯是(甲基)丙烯酸烷基酯；其中烷基可以是经取代或未经取代的。优选的是经取代或未经取代的具有2个或更多个碳原子；更优选地4个或更多个碳原子的烷基。优选的是经取代或未经取代的具有20个或更少；更优选地10个或更少；更优选地8个或更少碳原子的烷基。在经取代的烷基中，优选的是经羟烷基取代的烷基。更优选的是未经取代的(甲基)丙烯酸烷基酯。更优选的是未经取代的丙烯酸烷基酯。
在本发明的聚合物中，(甲基)丙烯酸酯的聚合单元的优选量以聚合物的重量计是20重量％或更多；更优选的是40重量％或更多；更优选的是50重量％或更多。(甲基)丙烯酸酯的聚合单元的优选量以聚合物的重量计是80重量％或更低；更优选的是70重量％或更低。
含有一或多种(甲基)丙烯酸酯的聚合单元的聚合物任选地含有一或多种额外乙烯基单体的聚合单元。
本发明的优选聚合物含有一或多种非离子芳香族乙烯基单体、一或多种未经取代的甲基丙烯酸烷基酯或其混合物的聚合单元。本发明的更优选聚合物含有一或多种非离子芳香族乙烯基单体的聚合单元。当使用非离子芳香族乙烯基单体时，优选的非离子芳香族乙烯基单体是苯乙烯和烷基取代的苯乙烯；更优选的是苯乙烯和α-甲基苯乙烯；更优选的是苯乙烯。当使用未经取代的甲基丙烯酸烷基酯时，优选的烷基具有4个或更少的碳原子；更优选的烷基具有2个或更少的碳原子；更优选的是甲基。
本发明的更优选聚合物含有一或多种未经取代的丙烯酸烷基酯的聚合单元并且还含有一或多种非离子芳香族乙烯基单体、一或多种未经取代的甲基丙烯酸烷基酯或其混合物的聚合单元。本发明的甚至更优选的聚合物含有一或多种未经取代的丙烯酸烷基酯的聚合单元并且还含有一或多种非离子芳香族乙烯基单体的聚合单元。
非离子芳香族单体的聚合单元的优选量以聚合物的重量计是5重量％或更多；更优选的是10重量％或更多；更优选的是20重量％或更多。非离子芳香族单体的聚合单元的优选量以聚合物的重量计是60重量％或更低；更优选的是50重量％或更低；更优选的是40重量％或更低。
本发明的优选聚合物含有一或多种酸官能单体的聚合单元。优选的酸官能单体是具有附接到芳香环上的一或多个磺酸基的芳香族乙烯基单体和(甲基)丙烯酸；更优选的是苯乙烯磺酸和(甲基)丙烯酸；最优选的是(甲基)丙烯酸。优选地，酸官能单体的聚合单元量以聚合物的重量计是0.1重量％或更多；更优选的是0.3重量％或更多；更优选的是1重量％或更多。优选地，酸官能单体的聚合单元量以聚合物的重量计是10重量％或更低；更优选的是5重量％或更低。
本发明的聚合物任选地含有除了一或多种(甲基)丙烯酸酯、一或多种非离子芳香族乙烯基单体以及一或多种酸官能单体之外的一或多种单体的聚合单元。如果所述额外单体中的一或多种存在，那么额外单体优选地选自非离子乙烯基单体。优选的额外单体是(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟烷基酯以及其混合物。优选的(甲基)丙烯酰胺是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；更优选的是丙烯酰胺。优选的(甲基)丙烯酸羟烷基酯是丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯以及甲基丙烯酸羟丙酯。
本发明的组合物可以通过聚合物固体含量来表征，所述固体含量是组合物中含有的聚合物的干重除以组合物的总重量，其以百分比形式表示。优选地，聚合物固体含量是5％或更多；更优选的是20％或更多；更优选的是30％或更多；更优选的是40％或更多。优选地，聚合物固体含量是70％或更低；更优选的是60％或更低。
本发明的聚合物的Tg优选的是-50℃或更高；更优选的是-30℃或更高。本发明的聚合物的Tg优选的是20℃或更低。本发明的聚合物的重量平均分子量优选的是5,000到2,000,000；更优选的是100,000到2,000,000。
本发明的聚合物是以分散于水中的聚合物粒子(本文中称为“粒子(i)”)的形式存在。以粒子(i)的体积计的优选平均粒径是50纳米到1,000纳米。本发明的优选聚合物是通过乳液聚合形成；乳液聚合的产物是胶乳。胶乳含有一或多种阴离子表面活性剂、一或多种非离子表面活性剂或其混合物。优选地，在聚合过程完成之后，通过添加碱将所得胶乳中和到6到8的pH。
本发明的组合物含有分散粒子(本文中称为“粒子(ii)”，其含有一或多种脂肪酰胺和一或多种脂肪酸。在粒子(ii)中，50摩尔％或更多的脂肪酸呈羧酸盐形式，并且芥酸酰胺与脂肪酸的重量比是0.12∶1到2.3∶1。
优选地，分散粒子(ii)以体积计的中值直径是50微米或更低；更优选的是20微米或更低；更优选的是10微米或更低；更优选的是5微米或更低。优选地，分散粒子(ii)以体积计的中值直径是0.01微米或更多；更优选的是0.02微米或更多；更优选的是0.05微米或更多；更优选的是0.1微米或更多。
优选地，分散粒子(ii)的组合物是均匀的。
在优选的脂肪酰胺中，R2是未经取代的烃基，其具有12个或更多个碳原子；更优选地16个或更多个碳原子；更优选地18个或更多个碳原子。在优选的脂肪酰胺中，R2是未经取代的烃基，其具有30个或更少、更优选地25个或更少的碳原子。
在III型脂肪酰胺中，优选地，R4是未经取代的烃基，其具有12个或更多个碳原子；更优选地16个或更多个碳原子；更优选地18个或更多个碳原子。在III型脂肪酰胺中，优选地，R4是未经取代的烃基，其具有30个或更少、更优选地25个或更少的碳原子。在II型脂肪酰胺中，优选地，R3具有12个或更多个碳原子；更优选地16个或更多个碳原子；更优选地18个或更多个碳原子。在II型脂肪酰胺中，优选地，R3具有30个或更少、更优选地25个或更少的碳原子。
I型脂肪酰胺是优选的。优选的脂肪酰胺是芥酸酰胺和油酸酰胺；最优选的是芥酸酰胺。
优选地，粒子中的脂肪酰胺量以粒子的重量计是60重量％或更低；更优选的是55重量％或更低。优选地，粒子中的脂肪酰胺量以粒子的重量计是大于10重量％；更优选的是15重量％或更多。
优选地，粒子中的脂肪酸量以粒子的重量计是40重量％或更多；更优选的是45重量％或更多。优选地，粒子中的脂肪酸量以粒子的重量计是95重量％或更低；更优选的是低于90重量％；更优选的是85重量％或更低。
在粒子中，脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是0.12∶1或更高；优选的是0.18∶1或更高。在粒子中，脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是2.3∶1或更低；优选的是1.5∶1或更低；更优选的是1.2∶1或更低。
优选地，脂肪酸的R1基团(如上文所定义)是未经取代的烃基，其具有8个或更多个碳原子；更优选地14个或更多个碳原子；更优选地18个或更多个碳原子；更优选地20个或更多个碳原子。优选地，脂肪酸的R1基团是具有30个或更少碳原子、更优选地25个或更少碳原子的烃基。优选地，脂肪酸的R1基团是具有一个或两个碳-碳双键的烃基。优选地，脂肪酸是油酸或芥酸；更优选的是芥酸。
优选地，脂肪酸的R1基团与脂肪酰胺的R2基团相同。
优选地，一些或所有脂肪酸呈羧酸盐形式。优选地，呈羧酸盐形式的脂肪酸的摩尔％是50％到100％；更优选的是75％到100％。
优选地，本发明的组合物中的脂肪酰胺量以聚合物的干重计是0.1重量％或更多；更优选的是0.2重量％或更多。优选地，本发明的组合物中的脂肪酰胺量以聚合物的干重计是5重量％或更低；更优选的是2重量％或更低。
优选地，本发明的组合物是如下制成。在一种操作中，乙烯基聚合物是通过乳液聚合以产生粒子(i)而制成。在独立操作中，制成粒子(ii)的分散液。优选地，将粒子(i)的分散液与粒子(ii)的分散液和任选的其它成分混合以形成本发明的组合物。
优选地，粒子(ii)的分散液是如下制成。
制成高内相乳液(HIP乳液)，其在本文中定义为分散相构成乳液的30重量％或更多(以乳液的重量计)的乳液。在优选的HIP乳液中，分散相的量以乳液的重量计是50重量％或更多；更优选的是70重量％或更多。为产生HIP乳液，制成含有水、脂肪酰胺、脂肪酸、中和剂、任选的表面活性剂以及任选的额外成分的混合物(I)。
优选地，在混合物(I)中，脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是2.3∶1或更低；更优选的是1.5∶1或更低；更优选的是1.2∶1或更低。优选地，在混合物(I)中，脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是0.12∶1或更高；更优选的是0.18∶1或更高。
在混合物(I)中，水的量以混合物(I)的重量计优选的是70重量％或更低；更优选的是50重量％或更低；更优选的是30重量％或更低；更优选的是20重量％或更低；更优选的是15重量％或更低。优选地，在混合物(I)中，水的量以混合物(I)的重量计是1重量％或更多；更优选的是2重量％或更多。
在混合物(I)中，优选的中和剂是无机碱和有机碱。在有机碱中，有机胺是优选的。无机碱是优选的。优选的无机碱是氢氧化物化合物；更优选的是氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化铵；更优选的是氢氧化钾和氢氧化铵。
在混合物(I)中，中和剂的量是通过当量比来表征，所述当量比在本文中定义为中和剂当量与脂肪酸当量的比率。优选地，在混合物(I)中的当量比是1.2∶1或更低；更优选的是1.01∶1或更低。优选地，在混合物(I)中的当量比是0.5∶1或更高；更优选的是0.6∶1或更高；更优选的是0.7∶1或更高。
优选地，混合物(I)中包括一或多种非离子表面活性剂。
优选地，通过使用机械搅动器向混合物(I)施加剪切。
如果混合物(I)具有一个以上熔点，那么优选地，剪切是在混合物(I)处于比存在于混合物(I)中的一或多种脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的熔点中的最高熔点更高的温度下时向混合物(I)施加。优选地，如果混合物(I)具有单一熔点，那么剪切是在混合物(I)处于高于混合物(I)的熔点的温度下时向混合物(I)施加。
优选地，向混合物(I)施加剪切的结果是混合物(I)变为HIP乳液。在HIP乳液形成之后，优选地将组合物冷却到室温。任选地，在HIP乳液形成之后，通过添加水或其它水性介质来稀释HIP。在此考虑了冷却到室温和添加额外的水不改变分散粒子的粒径。
本发明的组合物可以任选地含有一或多种水可分散多元醇。如果使用一或多种多元醇，那么以下多元醇是优选的。优选的多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯聚醚多元醇或其混合物。优选的多元醇选自二醇、三醇或其混合物。如果异氰酸酯也存在于组合物中，那么优选的多元醇是充分不挥发的以使得其在混合操作期间完全或至少部分地可用于与异氰酸酯反应。优选地，多元醇将具有100到7500、更优选地150到5000并且再更优选地200到1000的数目平均分子量。优选地，多元醇的分子量低于1500并且再更优选地低于600。高度优选的多元醇的实例是聚丙二醇(PPG)，例如400MW聚丙二醇。
如果一或多种多元醇存在于组合物中，那么多元醇的优选量如下。多元醇的优选量是本发明的组合物的固体部分的0.1％到10％。优选地，多元醇的量是不大于5％，更优选的是不大于3％，再更优选的是不大于2％，并且最优选的是不大于1.5％。优选地，多元醇的量是至少0.3％，更优选的是至少0.4％，并且最优选的是至少0.6％。
本发明的组合物可以任选地与固化组合物混合。固化组合物含有一或多种固化剂。固化剂是一种化合物，其分子具有两个或更多个能够与组合物中的一或多个部分反应的反应性基团，所述反应产生聚合物，增加现有聚合物的分子量和/或产生交联网络。所述部分可以是本发明的聚合物或另一部分(例如多元醇)或其组合。如果固化剂存在，那么那一固化剂的优选特征如下。优选的固化剂是一或多种水可分散聚异氰酸酯。所使用的聚异氰酸酯可以是任何合适的聚异氰酸酯，但优选地，其为脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯或其混合物。优选地，聚异氰酸酯是二异氰酸酯。合适的聚异氰酸酯的实例包括基于甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、其异构体或其混合物的聚异氰酸酯。也可以使用聚异氰酸酯与多元醇的预聚物。脂肪族聚异氰酸酯是尤其优选的。
如果使用一或多种聚异氰酸酯，那么聚异氰酸酯的量优选地如下确定。异氰酸酯基与异氰酸酯反应性基团的相对比例可以按需要在1∶1到8∶1的NCO/NCO反应性基团的摩尔比内变化。NCO反应性基团包括例如羟基、氨基以及羧基。优选地，NCO/NCO反应性基团摩尔比是至少3∶1。优选地，NCO/NCO反应性基团摩尔比不大于5∶1。优选的异氰酸酯反应性基团是羟基、伯胺基、仲胺基、羧基、环氧基以及碳化二亚胺基团。
所得总混合物的pH优选的是5到9并且更优选的是6到8。如果羧基或磺酸基被附接到聚合物上，那么最优选的是75摩尔％或更多的附接到本发明的聚合物上的磺酸基或羧基(无论哪个是存在的)经中和的pH值范围。
设想了本发明的组合物不包括任何多元醇的实施例。还设想了本发明的组合物不包括任何聚异氰酸酯的实施例。还设想了本发明的组合物既不含有多元醇也不含有聚异氰酸酯的实施例。优选的是包括一或多种聚异氰酸酯的实施例。
在此考虑了在实践使用一或多种聚异氰酸酯的实施例时，聚异氰酸酯将在本发明的组合物将被用作粘合剂组合物之前相对较短的时间时添加到组合物中。优选地，在形成含有聚异氰酸酯和聚异氰酸酯能够与其反应的聚合部分两者的单一组合物与使那一组合物与衬底表面接触的步骤之间的时间是48小时或更短；更优选的是24小时或更短；更优选的是12小时或更短；更优选的是8小时或更短。
本发明的组合物的其它任选的组分包括(但不限于)选自共溶剂、聚结剂、颜料或其它着色剂、填充剂、增强剂(例如纤维)、分散剂、润湿剂、蜡、催化剂、发泡剂、消泡剂、UV吸收剂、阻燃剂、粘合促进剂、抗氧化剂、杀生物剂、聚结剂或稳定剂的试剂。这些任选的组分(按需要)可以不导致组分之间的不相容性的任何添加顺序添加。不溶于水性载剂(例如颜料和填充剂)的组分可以使用混合器(任选的是高剪切混合器)而被分散于水基组合物或水性载剂或共溶剂中。组合物的pH可以通过添加酸或碱同时搅动来调节。碱的实例包括(但不限于)氨、二乙胺、三乙胺、二甲基-乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾以及乙酸钠。酸的实例包括(但不限于)乙酸、甲酸、盐酸、硝酸以及甲苯磺酸。
本发明的组合物可以使用例如轮转凹版印刷、弹性凸版印刷、常规或无空气喷雾、滚涂、刷涂、绕线棒涂布、刮刀涂布的常规施加技术或例如幕涂、溢流涂布、钟涂、盘涂以及浸涂工艺的涂布工艺施加到所需衬底上。用粘合剂组合物涂布可以在整个表面或仅其一部分(例如沿着边缘或在间断位置处)上进行。施加到衬底上之后，组合物经干燥(例如通过施加热和气流，或一些其它合适的方法)以去除实质上所有的残留水。
本发明的粘合剂组合物可以找到其它合适的应用，如顶涂层或其它中间涂层，因此使其可能适用于油漆、墨水、塑料等。本发明的粘合剂组合物可以在广泛多种的一种或多种合适的衬底上使用。
合适的衬底包括例如聚合物、纸、木材和再造木材产品、聚合物涂布衬底、蜡涂布纸板、卡纸板、碎料板、纺织品、皮革和金属(例如铝箔)以及金属化塑料。
优选地，一或多种衬底是聚合物。优选的聚合物是聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚砜、聚苯、其共聚物以及其掺合物。聚烯烃类别包括烯烃单体(例如乙烯、丙烯以及丁烯)的均聚物并且还包括烯烃单体与其它单体(例如丙烯酸单体(例如丙烯酸甲酯)、乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)以及其混合物)的共聚物。所述聚合物被视为包括与各种添加剂掺合的聚合物，所述添加剂包括例如冲击改性剂、加工助剂、润滑剂、滑爽剂、稳定剂、其它添加剂以及其混合物。更优选的是聚烯烃、聚酯以及聚酰胺；更优选的是聚烯烃；更优选的是烯烃单体的均聚物。在烯烃单体的均聚物中，优选的是聚乙烯；更优选的是低密度聚乙烯，包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高强度聚乙烯(HSPE)以及茂金属催化的线性低密度聚乙烯(mLLDPE)。优选地，一或多种衬底是含有滑爽剂的聚合物。
衬底可以具有任何形状或形式。优选的衬底是膜。膜是具有一个250微米(10密耳)或更小的尺寸的物件。垂直于最小尺寸的膜表面在本文中称为膜的“面”。本发明的组合物的优选用途是层压(即形成层压制件)。当一个膜的面被粘合到另一膜的面上时，层压制件形成。两个膜可以具有彼此相同的组成或其可以具有不同的组成。
尽管湿层压工艺是可能的，但当每一衬底都是膜时，粘合剂组合物优选地尤其适用于多个衬底的干粘合层压。在一优选实施例中，将粘合剂组合物层施加到第一衬底膜的面上，去除水(例如用热空气或以其它方式)，并且用第二衬底膜的面覆盖所得干燥粘合剂组合物层以形成两个衬底膜通过干燥粘合剂组合物层粘合在一起的层压物件。在一优选实施例中，以衬底材料卷形式提供衬底层。优选的薄片的厚度是12微米到250微米(0.5密耳到10密耳)；更优选的薄片是12微米到250微米(0.5密耳到5密耳)。更大厚度也是可能的，更小厚度(例如1微米或更多微米)也是如此。
优选地，至少一个衬底含有一或多种滑爽剂。滑爽剂是在其被添加到衬底中时减小那一衬底的摩擦系数的组合物。优选的是减小聚合物膜的摩擦系数的滑爽剂。优选的滑爽剂是硅氧烷(包括有机改性硅氧烷)和脂肪化合物。优选的是脂肪化合物。更优选的是脂肪酰胺。优选的脂肪酰胺是上文中描述与优选用以包括在本发明的组合物中相同的类型的脂肪酰胺。
以下是本发明的实例。
聚合物是通过常规乳液聚合制成。所得胶乳用添加的碱调节到pH 7.5。
芥酸酰胺/芥酸的分散液是通过产生如上文所描述的HIP分散液而制成。分散液在室温(大约25℃)下储存6个月并且在那一时间内经观察是稳定的分散液。
胶乳聚合物如下：
丙烯酸丁酯 78
苯乙烯 20
丙烯酸 2
芥酸酰胺/芥酸分散液如下：
芥酸酰胺 6.2
芥酸 14.3
1.4
1.0
水 77.1
注解(1)：PluronicTM F-108非离子表面活性剂(巴斯夫(BASF))
摩擦系数(COF)是使用测试方法ASTM D1894(美国宾夕法尼亚州康舍霍肯市美国测试与材料协会(American Society ofTesting and Materials，Conshohocken，PA，USA))测量。
首先制成预备混合物。将等重量份的聚合物胶乳与芥酸酰胺/芥酸分散液混合以形成无明显相分离的液体。
将各种量的预备混合物添加到100g胶乳中，同时充分搅动。添加2克水可分散六亚甲基二异氰酸酯。在每一情况下都选择预备混合物的量以得到在下表中显示的芥酸酰胺浓度。以每平方米2.44克(每令1.5磅)的涂布重量将所得混合物涂布到聚对苯二甲酸乙二酯膜上并且接着将其干燥。将高强度聚乙烯(HSPE)膜层压到干燥粘合剂层上。认为HSPE含有滑动助剂，所述滑动助剂是芥酸酰胺或油酸酰胺。
在层压制件外部的HSPE表面上测量COF。将层压制件在室温下储存1周，并且测量COF(“初始”COF)。接着将层压制件放置在烘箱中在50℃下24小时，并且接着在室温下储存24小时，并且再次测量COF(“1天”COF)。在那一天之后的一天再次测量COF(“2天”COF)。结果如下：
比较 0％ 0.188 0.428 0.417
1 0.25％ 0.163 0.314 0.263
2 0.5％ 0.135 0.247 0.247
3 1％ 0.106 0.238 0.230
注解(2)：以聚合物的固体重量计的芥酸酰胺重量％
如所需要的，具有芥酸酰胺的样品都具有与比较样品相比更低的COF。

Claims (5)

1.一种粘合剂组合物，其包含连续水性介质并且进一步包含：
(i)分散于所述水性介质中的聚合物粒子；和
(ii)包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子，其中50摩尔％或更多的所述脂肪酸呈羧酸盐形式，并且其中所述脂肪酰胺与所述脂肪酸的重量比是0.12:1到2.3:1，其中所述包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸的粒子分散于所述水性介质中，
其中，在所述组合物中的脂肪酰胺的量以所述聚合物的重量计是0.1重量％到5重量％。
2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述脂肪酰胺包含芥酸酰胺。
3.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述聚合物是乙烯基聚合物。
4.一种将第一衬底粘合到第二衬底的方法，其中所述方法包含：
(a)将根据权利要求1所述的组合物的层施加到所述第一衬底的表面上，
(b)干燥根据权利要求1所述的组合物的所述层以去除水，
以及
(c)使所述第二衬底的表面与所述层接触，
其中所述第一衬底和所述第二衬底中的一者或两者包含一或多种滑爽剂。
5.一种经粘合结构，其是通过根据权利要求4所述的方法形成。
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