CN105705544B - 粘着剂组合物 - Google Patents
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Abstract
提供一种两部分组合物,其包含A)具有结构(IV、V)的环氧基封端的聚酯,其中R1‑为G(II),j为0到5,‑R2‑为二价有机基团,‑R22‑为二价烷基并且‑R22‑为二价烷基。B)一种或多种环氧基固化剂,其中每一分子包含两个或更多个各自能够与环氧基反应的活性氢原子。
Description
背景技术
环氧基封端的化合物适用于多种目的。举例来说,环氧基封端的化合物可以本身进行化学反应或与一种或多种共反应物反应以形成具有高分子量和/或发生交联的聚合物。这些聚合物通常适用于多种目的中的一种或多种,例如用作粘着剂。
US 2008/0081883描述为2,5-呋喃二甲酸与聚环氧化物的反应产物的聚酯多元醇。需要提供与多元胺充分反应以形成适用粘着剂组合物(例如层压粘着剂)的环氧基封端的化合物。也需要提供在大致25℃到大致70℃的温度范围具有合意的低粘度的环氧基封端的化合物。
发明内容
以下为本发明的陈述。
本发明的第一态样为两部分组合物,其包含
A)具有以下结构的环氧基封端的聚酯
其中R1-为
G-为
j为0到5,-R2-为二价有机基团,-R21-为二价烷基,并且-R22-为二价烷基,以及
B)一种或多种环氧基固化剂,其中每一分子包含两个或更多个各自能够与环氧基反应的活性氢原子。
具体实施方式
以下为本发明的详细描述。
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。
环氧基封端的化合物为含有一种或多种结构I的化合物
二环氧化物为恰好具有两个结构I基团的化合物。缩水甘油醚封端的化合物为含有一种或多种结构I的化合物
酯键为结构III
聚酯为具有两个或更多个酯键的化合物。多元醇为具有两个或更多个-OH基团的化合物。二醇为恰好具有两个-OH基团的化合物。多元胺为具有两个或更多个胺基的化合物;所述胺基可以为伯胺或仲胺或其混合物。二胺为恰好具有两个胺基的化合物;二胺可具有两个伯胺基、两个仲胺基或一个伯胺基和一个仲胺基。二羧酸为恰好具有两个-COOH基团的化合物。
脂肪族基团为仅含有碳和氢原子并且不含芳香族环的化学基团。环脂肪族基团为含有一个或多个环结构的脂肪族基团。烷基为不具有双键的脂肪族基团。烷基包括例如单价和二价烷基,例如亚甲基、甲基、乙烯基、乙基以及较大亚烷基和烷基。环烷基为含有一个或多个环结构的烷基。芳香族基团为具有芳香族环的任何基团。
脂肪族胺为如下胺,其中每一胺基的氮原子键结至作为脂肪族基团的一部分的碳原子。芳香族胺为如下胺,其中每一胺基的氮原子键结至作为芳香族环的一部分的碳原子。
当比率在本文中称为X∶1或更大时,所述比率打算为Y∶1,其中Y大于或等于X。举例来说,如果比率称为3∶1或更大,那么所述比率可以为3∶1或5∶1或100∶1,但不可以为2∶1。类似地,当比率在本文称为W∶1或更小时,所述比率打算为Z∶1,其中Z小于或等于W。举例来说,如果比率称为15∶1或更小,那么所述比率可以为15∶1或10∶1或0.1∶1,但不可以为20∶1。
本发明组合物为具有结构IV的环氧基封端的聚酯
在结构IV中,两个-R1基团可相同或不同。每一R1基具有结构V
基团-R2-为具有少于50个碳原子的二价有机基团。基团G-具有上文所定义的结构II。数字j为0到5。基团-R21-为二价烷基。基团-R22-为二价烷基。
除了一种或多种具有结构IV的化合物之外,本发明组合物还可以含有一种或多种具有结构IVA的化合物
其中-B1-具有以下结构
-B2-具有以下结构
-Q-具有以下结构
j为0到5,并且n为1到6。基团-R21-为二价烷基。基团-R22-为二价烷基。
优选地,-R2-为具有结构VI的基团
数字p为0到20。优选地,q为0到10;更优选为0到5。每一-R3-、每一-R4-以及每一-R5-彼此独立地为二价有机基团。在单个-R2-基团内,如果p为2或更大,那么多个-R3-基团可以彼此相同或彼此不同。在单个-R2-基团内,如果p为2或更大,那么多个-R4-基团可以彼此相同或彼此不同。
优选地,-R3-选自一个或多个二价脂肪族基团、一个或多个二价芳香族烃基或其混合物。在脂肪族基团中,优选为烷基;更优选为直链或分支链烷基;更优选为直链烷基。在脂肪族基团中,优选为具有1个或更多碳原子的基团;更优选为具有2个或更多碳原子的基团;更优选为具有3个或更多碳原子的基团。在脂肪族基团中,优选为具有12个或更少碳原子的基团;更优选为具有8个或更少碳原子的基团;更优选为具有6个或更少碳原子的基团。在脂肪族基团中,优选为-CH2CH2CH2CH2-。芳香族基团中,优选为具有以下结构的基团
包括异构体的混合物;更优选为
对于-R5-来说适合并且优选的基团与针对-R3-的基团相同。基团-R5-可以与所有-R3-基团不同,或-R5-可以与-R3-基团中的一个或全部相同。
优选地,-R4-为脂肪族基团或为脂肪族醚基团。脂肪族醚基团具有结构VII
其中-R8-和-R9-(如果存在)和-R10-为脂肪族基团,并且其中r为0到10。基团-R8-和-R9-(如果存在)和-R10-可以相同或可以彼此不同。当-R4-为脂族醚基团时,以下偏好适用于-R8-、-R9-(如果存在)、-R10-以及r。优选地,-R8-和-R9-(如果存在)和-R10-为相同的。优选地,-R8-和-R9-(如果存在)和-R10-为直链或分支链烷基。优选地,-R8-和-R9-(如果存在)和-R10-每一个具有4个或更少碳原子;更优选地具有3个或更少碳原子;更优选地恰好具有2个碳原子。优选地,r为0到10;更优选为0到5;更优选为0到2;更优选为零。当-R4-为脂肪族基团时,-R4-优选为烷基;更优选为直链烷基。当-R4-为脂肪族基团时,-R4-具有1个或更多碳原子。当-R4-为脂肪族基团时,-R4-优选地具有6个或更少碳原子;更优选地具有4个或更少碳原子;更优选地具有3个或更少碳原子;更优选地恰好具有2个碳原子。
在一些实施例中(本文称为“混合聚酯”实施例),p大于1,并且一些-R3-基团与其它-R3-基团不相同。在一些混合聚酯实施例中,-R2-具有结构VIII
基团-R3-和-R4-和-R5-如上文所定义,并且q为1或更高。优选地,q为0到9;更优选为1到4。对于-R6-来说适合并且优选的基团与针对-R4-的基团相同。对于-R7-来说适合并且优选的基团与针对-R3-的基团相同。在一些混合聚酯实施例中(在本文中称为“MP1”实施例),-R5-与-R3-相同,-R6-与-R4-相同,并且-R7-与-R3-不同。在一些MP1实施例中,所有-R4-基团彼此相同;在其它MP1实施例中,一些-R4-基团与其它-R4-基团不同。在一些混合聚酯实施例中(在本文中称为“MP2”实施例),-R5-与-R7-相同,-R6-与-R4-相同,并且-R7-与-R3-不同。在一些MP2实施例中,所有-R4-基团彼此相同;在其它MP2实施例中,一些-R4-基团与其它-R4-基团不同。
优选实施例选自以下∶
(a)p=0的实施例;
(b)p为1或更大并且所有-R3-基团彼此相同,所有-R4-基团彼此相同,并且-R5-与-R3-相同的实施例;
(c)MP1实施例;以及
(d)MP2实施例;
在结构V中,j优选为1或更大。在结构V中,j优选为5或更于;更优选为4或更小;更优选为3或更于;更优选为2或更小。在结构V中,j最优选为1。
在结构V中,-R21-为二价烷基。优选地,-R21-具有2个或更多碳原子;更优选地具有3个或更多碳原子。优选地,-R21-具有6个或更少碳原子;更优选地具有5个或更少碳原子;更优选地具有4个或更少碳原子。最优选地,-R21-具有3个碳原子。在-R21-具有3个碳原子的实施例中,-R21-优选选自结构XX、XXI以及XXII:
在一些实施例中,将存在一种聚酯将具有为XX、XXI或XXII中的一种的-R21-的聚酯混合物,并且将存在-R21-与XX、XXI或XXII中的一种不同的另一种聚酯。
在结构V中,如果j为1或更大,那么对于-R22-来说适合并且优选的结构与针对-R21-的结构相同。基团-R22-可以与-R21-相同或与-R21-不同。如果j为2或更大,那么每一-R22-可以与每一其它-R22-相同,或一些-R22-基团可以与其它-R22-基团不同。优选地,每一-R22-具有与每一其它-R22-相同的碳原子数。优选地,-R21-具有与每一-R22-基团相同的碳原子数。优选地,每一-R22-具有三个碳原子。优选地,至少一个-R22-具有结构XXI或XXII。
本发明的环氧封端的聚酯优选地将具有275或更高;更优选地350或更高;更优选地400或更高的环氧当量(EEW)。本发明的环氧封端的聚酯优选地将具有3500或更低;更优选地2500或更低;更优选地2000或更低的环氧当量(EEW)。本发明的环氧基封端的聚酯的数量平均分子量优选地将为500或更高;更优选为1000或更高。本发明的环氧基封端的聚酯的数量平均分子量优选地将为8000或更低,更优选为6000或更低并且更优选为3500或更低。
表征本发明的组合物中存在的低分子量(≤1000道尔顿)物质的含量是有用的。低分子量物质的含量定义为按所述组合物的总重量计分子量小于或等于1000道尔顿的物质的重量百分比。低分子量物质的含量优选为55%或更小;更优选为30%或更小;更优选为25%或更小。
本发明组合物可以通过任何方法制得。优选方法包括使至少一种二环氧化物与至少一种二羧酸反应。二环氧化物具有结构IX
G-Q-G IX
G-如结构V中所定义。Q如结构IVA中所定义。二羧酸具有结构X
基团-R2-如结构IV中所定义。使用足够量的具有结构IX的化合物使得反应物产生具有结构IV的化合物。
优选的结构X的化合物的酸值(其如下所述进行测量)为110或更高;更优选为120或更高;更优选为125或更高。优选的结构X的化合物的酸值为260或更低;更优选为200或更低;更优选为175或更低。优选的结构X的化合物的分子量为430或更高;更优选为560或更高;更优选为640或更高。优选的结构X的化合物的分子量为1020或更低;更优选为940或更低;更优选为900或更低。适合结构X的化合物的适合混合物的混合物也适合也适合。
在至少一种二环氧化物与至少一种二羧酸的反应中,环氧基与羧基的化学计量比优选为3.1∶1或更大;更优选为2.9∶1或更大;更优选为2.7∶1或更大。环氧基与羧基的化学计量比将优选为2∶1或更小;更优选为1.6∶1或更小;更优选为1.3∶1或更小。
二环氧化物与二羧酸的反应任选地在催化剂存在下进行。优选催化剂为具有可溶性铬化合物的三芳基磷化合物、四取代的鏻盐、季铵盐、碳酸盐、氢氧化物盐以及羧酸盐。更优选为四取代的鏻盐、碳酸盐以及羧酸盐。
当三芳基磷化合物与铬化合物组合使用时,优选三芳基磷化合物为三芳基膦。优选三芳基膦为联三苯膦、三甲苯基膦、三(二甲苯基)膦以及三萘基膦。当三芳基磷化合物与铬化合物组合使用时,优选优选铬化合物为三乙酸铬和三氯化铬。在四取代的鏻盐中,优选为烷基三苯基鏻盐、四芳鏻盐、苯甲基三烷基鏻盐以及四烷基鏻盐;更优选为烷基三苯基鏻盐和苯甲基三烷基鏻盐盐。在烷基三苯基鏻盐中,优选为乙酸乙基三苯基鏻/乙酸络合物,和碘化乙基三苯基鏻;更优选为碘化乙基三苯基鏻。在四烷基鏻盐中,优选为乙酸四丁基鏻/乙酸络合物。在苯甲基三烷基鏻盐中,优选为氯化苯基三甲基鏻。在四芳基鏻盐中,优选为溴化四苯基鏻。
在季铵盐中,优选为氯化苯甲基三甲基铵、氯化四甲基铵以及氯化二苯基二甲基铵。在羧酸盐中,优选为单羧酸的钠或钾盐;更优选为乙酸钠、乙酸钾、丙酸钠、丙酸钾、苯甲酸钠、苯甲酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、乳酸钠、乳酸钾、酒石酸钠、酒石酸钾以及酒石酸钠钾。在无机碱中,优选为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠以及氢氧化钾。
用于制备环氧基封端的聚酯的优选催化剂为碘化乙基三苯基鏻、氯化苯甲基三甲基铵、碳酸钠以及乙酸钠。
当在通过二醇与二羧酸的反应制备羧酸封端的聚酯的过程中使用锡或钛酸盐化合物时,含量优选地在0.0001到0.05重量%的范围内。
当基团-R2-具有p为1或更大的结构VI时,具有结构X的化合物优选地通过一个或多个二羧酸与一个或多个二醇的一种或多种反应制得。
上文定义的实施例(a)优选地通过二环氧化物与具有结构HOOC-R11-COOH的二羧酸的反应制得。适合并且优选的-R11-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。
本文定义的实施例(b)优选地通过二环氧化物与二羧酸的反应制得,所述本文定义的实施例(b)为聚酯(本文称为“PEb1”)。PEb1优选地通过单个二羧酸(“DAb1”)与单个二醇(“DOb1”)反应制得。DAb1具有结构HOOC-R12-COOH。适合并且优选的-R12-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。DOb1具有结构HOR13-OH,其中-R13-具有结构VII。适合并且优选的-R13-基团与针对结构VII所述的基团相同。使用足够量的DAb1,以使得与DOb1的反应将产生为二羧酸的聚酯。
上文定义的实施例(c)优选地通过二环氧化物与二羧酸反应制得,所述上文定义的实施例(c)为聚酯(本文称为“PEc1”)。PEc1优选地通过单个二羧酸(“DAc1”)与中间聚酯(“PEc2”)反应制得。DAc1具有结构HOOC-R13-COOH。适合并且优选的-R13-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。PEc2优选地通过二羧酸(“DAc2”)与一个或多个二醇(“DOc1”)反应制得。DAc2具有结构HOOC-R14-COOH。适合并且优选的-R14-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。优选地,DAc2与DAc1不同。DOc1具有结构HOR15-OH,其中-R15-具有结构VII。使用相对量的DOc1和DAc2,使得形成大量具有一个末端-OH基团和一个末端-COOH基团的产物PEc2。
上文定义的实施例(d)优选地通过二环氧化物与二羧酸的反应制成,所述上文定义的实施例(d)为聚酯(本文称为“PEd1”)。PEd1优选地通过单个二羧酸(“DAd1”)与中间聚酯(“PEd2”)反应制得。DAd1具有结构HOOC-R16-COOH。适合并且优选的-R16-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。PEd2优选地通过二羧酸(“DAd2”)与一个或多个二醇(“DOd1”)反应制得。DAd2具有结构HOOC-R17-COOH。适合并且优选的-R17-基团与适合并且优选的-R3-基团相同。优选地,DAd2与DAd1不同。DOd1具有结构HOR18-OH,其中-R18-具有结构VII。使用相对量的DOd1和DAd2,使得形成大量具有两个末端-OH基团的产物PEc2。
羧酸基与羟基之间的反应优选地在一种或多种催化剂存在下进行。优选催化剂为锡化合物和钛酸盐化合物。在锡化合物中,优选为二丁基锡、四丁基锡、四氯化锡、二辛基锡、单丁基锡以及亚锡;更优选为氧化羟基丁基锡、三(2-乙基己酸)单丁基锡以及2-乙基己酸亚锡。在钛酸盐化合物中,优选为四烷基钛酸盐;更优选为四(异丙基)钛酸盐和四(正丁基)钛酸盐。
对于羧酸基与羟基之间的反应,当存在催化剂时,优选量为按带有羧酸基的化合物加带有羟基的化合物的重量总和计0.0001重量%到0.05重量%。
本发明组合物含有一种或多种环氧基固化剂。环氧基固化剂为每一分子含有两个或更多个活性氢原子的化合物。活性氢原子为能够与如下环氧基封端的化合物反应的氢原子:
其中R23-和R24-独立地为任何化学基团。活性氢为连接到上述化学反应的左侧上的R23-的氢原子。优选地,R23-具有结构R25-Z-,其中R25-为化学基团并且-Z-为二价化学基团。优选地,-Z-为
其中R26-为化学基团。优选地,-Z-为XVI。优选地,R26-为氢原子或化学基团,在所述化学基团中R26-中的碳原子键结于XVI中所示的氮原子。当R26-不为氢时,优选R26-基团为烷基。认为当R26-为氢原子时,氢原子为活性氢原子。优选活性氢原子为伯氨基或仲氨基的部分。
优选环氧基固化剂选自酚醛胺、曼尼希碱(Mannich base)、酚醛酰胺、胺封端的酰胺树脂、氨基咪唑啉以及其混合物。更优选为曼尼希碱,胺官能性酰胺树脂以及其混合物。
优选曼尼希碱为曼尼希碱前驱体的反应产物。优选地,曼尼希碱前驱体包含一种或多种酚类化合物和一种或多种二胺。作为曼尼希碱前驱体,优选酚类化合物具有结构IX
其中R19-为脂肪族基团。优选地,R19-为烷基;更优选为分支链烷基。优选地,R19-具有7个或更少碳原子;更优选6个或更少碳原子;更优选5个或更少碳原子。优选地,R19-具有2个或更多碳原子;更优选3个或更多碳原子。
作为曼尼希碱前驱体,优选二胺选自结构XII或结构XIII或其混合物:
其中-R20-和-R21-和-R22-独立地为二价有机基团。优选地,-R20-为脂肪族的;更优选为烷基;更优选为分支链烷基。优选地,-R20-具有15个或更少碳原子;更优选12个或更少碳原子;更优选10个或更少碳原子。优选地,-R20-具有6个或更多碳原子;更优选8个或更多碳原子。优选地,-R21-和-R22-相同。优选地,-R21-为烷基。优选地,-R21-具有4个或更少碳原子;更优选1个碳原子。
优选胺封端的酰胺树脂为包括一种或多种二羧酸和一种或多种二胺的前驱体的反应产物。为了形成胺封端的酰胺树脂,优选二羧酸为二聚酸,其为两个分子的不饱和脂肪酸的反应产物。不饱和脂肪酸具有结构R25-COOH,其中R25-为具有八个或更多碳原子和一个或多个碳-碳双键的脂肪族基团。优选地,R25-具有12个或更多碳原子。为了形成胺封端的酰胺树脂,优选二胺为乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基三胺、四亚乙基五胺、哌嗪、氨基乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、二甲苯二胺以及其混合物;更优选为乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基三胺、四亚乙基五胺以及其混合物。
优选环氧基固化剂具有30或更高;更优选50或更高的活性氢当量。优选环氧基固化剂具有150或更低;更优选100或更低的活性氢当量。
优选环氧基固化剂在25℃下为液体。优选地,环氧基固化剂在25℃下的粘度为300mPa*s(300cp)或更高。优选地,环氧基固化剂在25℃下的粘度为55,000mpa*s(55,000cp)或更低;更优选在25℃下的粘度小于20,000mPa*s(20,000cp)。根据方法ASTMD2196-10(ASTM;美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯(West Conshohocken,PA,USA)),用布洛克菲尔德粘度计测量粘度。
优选地,环氧基固化剂的数目平均分子量为750或更高。优选地,按本发明的组合物中存在的全部环氧基固化剂的总重量计,存在于本发明的组合物中并且分子量小于500的环氧基固化剂的量为25%或更低。
环氧基封端的聚酯与环氧基固化剂的重量比在本文中表征为100∶X。优选地,X为2或更大;更优选为4或更大;更优选为6或更大。优选地,X为100或更小;更优选为75或更小;更优选为50或更小。
异氰酸酯化合物为分子含有基团-NCO的任何化合物。优选地,本发明组合物不含异氰酸酯化合物,或如果存在异氰酸酯化合物,那么按本发明的组合物的重量计,全部异氰酸酯化合物的总量为0.05重量%或更小。
本发明组合物可以用于多种目的。优选地,本发明组合物用作粘着剂组合物,所述粘着剂组合物用于将第一衬底粘合到第二衬底。优选地,使一种或多种环氧基封端的聚酯与一种或多种环氧基固化剂并且任选地与溶剂混合;所述混合物施用于第一衬底以在第一衬底上形成层;蒸发溶剂(如果存在)并且使其蒸发;使第二衬底与混合物层接触;并且所述混合物固化或使所述混合物固化。
优选地,当环氧基封端的聚酯与环氧基固化剂混合时,所得混合物为在25℃下粘度为25,000mPa*s(25,000cp)的液体。个别组分(环氧基封端的聚酯和环氧基固化剂)单独加热,且接着用静态混合器混合并且施用于涂布头/台并且在涂布工艺期间维持于设定施用温度。无溶剂环氧基粘合剂应能够在40℃到60℃的施用温度下施用,但可以在范围高达75℃的温度下使用。使用升高的施用温度允许降低施用粘度;在高温下可使用的施用粘度概括为在40℃和50℃的温度下使用,但不受这些操作参数限制。优选地,所得混合物的粘度为在40℃下10,000mpa*s(10,000cp)或更小;更优选在40℃下为6,000mPa*s(6,000cp)或更小的液体。优选地,所得混合物的粘度在50℃下为8,000mPa*s(8,000cp)或更小;更优选在50℃下为5,000mPa*s(5,000cp)或更小的液体。
如果粘度增加,那么在本文中认为组合物发生固化。优选地,当环氧基封端的聚酯与环氧基固化剂在25℃下混合时,在25℃下,在500分钟或更短时间;更优选200分钟或更短时间内,所得混合物的粘度增加5倍或更多。优选地,当环氧基封端的聚酯与环氧基固化剂在40℃下混合时,在40℃下,在200分钟或更短时间内;更优选为在100分钟或更短时间内,所得混合物的粘度增加20倍或更多。
优选衬底为聚合物膜、金属化聚合物膜、金属箔、聚合物衬背金属箔、陶瓷涂布的聚合物膜以及其组合。
以下为本发明的实例。
下文所采用的缩写如下:
AV=酸值,通过ASTM D3644-06(美国测试与材料协会(American Society forTesting and Materials),美国宾夕法尼亚州肯肖霍肯(Conshohocken,PA,USA))的方法测量。
OHN=羟基数,通过ASTM E1899-08的方法测量。
胺值=通过方法ASTM D2074-07测量,所述方法针对通过替代指示剂法测试脂肪胺的总胺、伯胺、仲胺以及叔胺值的方法(Total,Primary,Secondary,and Tertiary AmineValues of Fatty Amines by Alternative Indicator Method)。
Visc.=粘度,其通过采用带有恒温调节的小样品配接器和#27号转子的布洛克菲尔德RV DV-II+粘度计,且使温度以5℃的增量在25到70℃范围内变化,且在记录粘度之前使样品在温度下稳定20到30分钟来测量。粘度以毫帕斯卡*秒(mP*s)报道,其等于厘泊。
PO-DE1=二环氧丙烷和环氧氯丙烷的反应产物,含有包括以下的产物的混合物:
PO-DE2=二环氧丙烷和环氧氯丙烷的反应产物,含有包括以下的产物的混合物:
来自陶氏化学(Dow Chemcial)的DER 736具有流动特性:EEW为182.9(SEC分析Mn500,Mw 600,Mz 800,多分散性1.2,重量分数≤500道尔顿44.6%,重量分数≤1000道尔顿92.0%)。
FascatTM 9100=氧化羟丁基锡,来自阿科玛公司(Arkema,Inc.),商品级
UnidymeTM 22=二聚脂肪酸,来自亚利桑那化学公司(Arizona Chemical),AV=192.9。
CardoliteTM NC-541LV=酚醛胺固化剂,来自卡德莱公司(CardoliteCorporation.);胺值为340,活性氢当量为125。
PolypoxTM HO15=曼尼希碱固化剂,来自陶氏化学公司;胺值为375;活性氢当量为75。
PolypoxTM P370=环氧树脂的聚氨基咪唑啉硬化剂,来自陶氏化学公司;胺值为485,活性氢当量为95。
EpikureTM 3140=聚酰胺固化剂,二聚脂肪酸和多元胺的反应产物,来自迈图(Momentive);胺值为375;活性氢当量为95。
Coex PP(75SLP)=埃克森美孚毕克(Exxon Mobil Bicor)SLP定向聚丙烯,非热封,厚度19微米(0.75密耳)。
Coex PP(70SPW)=埃克森美孚毕克SPW共挤聚丙烯,厚度18微米(0.70密耳)。
PET=杜邦(DuPont),聚酯,聚(乙二醇-对苯二甲酸酯),厚度23微米(92量规)厚聚酯膜。
PE(GF-19)=贝里塑胶公司(Berry Plastics Corp.),高滑低密度聚乙烯膜,厚度25.4微米(1.0密耳)。
尼龙=Honeywell Capran Emblem 1500,双轴定向尼龙6膜,厚度15微米。
PET-Met=FILMTech Inc.,金属化聚酯膜,厚度25.4微米。
OPP-Met=AET膜,金属化定向聚丙烯膜,MT膜,可热封,厚度18微米。
背衬箔=在3.26g/m2(2.00lbs/ream)下层压到具有Adcote 550/共反应物F的0.00035mil Al箔的12μm(48量规)聚酯(PET)膜。
PET(92LBT)=杜邦,聚酯,聚(乙二醇-对苯二甲酸酯),厚度23微米(92量规)。
Mn=数量平均分子量
Mw=重量平均分子量
EEW=环氧当量,其为每摩尔环氧基的质量
活性氢当量=每摩尔活性氢的质量;活性氢为连接到胺基的氮原子的氢原子。
实例1:制备环氧树脂1
物品 | 单体/中间物 | 装载量 |
1 | 间苯二甲酸 | 1023.35 |
2 | 二乙二醇 | 572.30 |
3 | 乙二醇 | 315.60 |
4 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.5842 |
5 | 己二酸 | 1349.81 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-4装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约80。将树脂冷却到<125℃。添加物品5;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约200。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)199,Mn 650,Mw 1250,Mz 2050,重量分数≤500道尔顿22.3%,重量分数≤1000道尔顿49.5%,24.5℃下的粘度为515,000mPa*s。
实例2:聚酯制备
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | 间苯二甲酸 | 451.50 |
2 | 二乙二醇 | 1081.30 |
3 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.5543 |
4 | 己二酸 | 1600.78 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-3装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约75。将树脂冷却到<125℃。添加物品4;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下;按需要施加400mm下的真空以便将AV降到最终目标特性。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约155。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)149.73,Mn 950,Mw 1750,Mz 2550,重量分数≤500道尔顿10.6%,重量分数≤1000道尔顿32.1%,25℃下的粘度为29500mPa*s。
实例3:聚酯制备
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | 间苯二甲酸 | 451.94 |
2 | 二乙二醇 | 567.80 |
3 | 乙二醇 | 316.34 |
4 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.6028 |
5 | 己二酸 | 1601.83 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-4装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约75。将树脂冷却到<125℃。添加物品5;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下;按需要施加436mm下的真空以便将AV降到最终目标特性。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约155。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)157,Mn 750,Mw 1500,Mz2350,重量分数≤500道尔顿18.1%,重量分数≤1000道尔顿41.3%,25℃下的粘度为22,175mPa*s。
实例4:聚酯制备
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | 间苯二甲酸 | 940.17 |
2 | 二乙二醇 | 572.60 |
3 | 乙二醇 | 316.00 |
4 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.3169 |
5 | 己二酸 | 1238.98 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-4装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约80。将树脂冷却到<125℃。添加物品5;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约165。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)169,Mn 950,Mw 2000,Mz 3250,重量分数≤500道尔顿12.5%,重量分数≤1000道尔顿31.0%,25℃下的粘度为221,750mPa*s。
实例5:聚酯制备
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-3装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约75。将树脂冷却到<125℃。添加物品4;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下;按需要施加394mm下的真空以便将AV降到最终目标特性。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约135。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)158,Mn 1150,Mw 2350,Mz3750,重量分数≤500道尔顿8.5%,重量分数≤1000道尔顿23.6%,25℃下的粘度为175,000mPa*s。
实例6:聚酯制备
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | 间苯二甲酸 | 942.70 |
2 | 二乙二醇 | 654.60 |
3 | 乙二醇 | 362.20 |
4 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.3168 |
5 | 己二酸 | 1239.19 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-4装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约80。将树脂冷却到<125℃。添加物品5;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下;按需要施加327mm下的真空以便将AV降到最终目标特性。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约105。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)98,Mn 1200,Mw 2450,Mz3900,重量分数≤500道尔顿7.6%,重量分数≤1000道尔顿22.2%,25℃下的粘度为271,500mPa*s。
实例7:聚酯制备
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | 间苯二甲酸 | 1158.60 |
2 | 二乙二醇 | 720.90 |
3 | 乙二醇 | 398.30 |
4 | Fascat 9100(氧化羟丁基锡) | 0.4089 |
5 | 己二酸 | 1525.85 |
在环境温度(25-30℃)下,将物品1-4装入容器中。在氮气下在搅拌下将树脂加热到100℃。将树脂加热到225℃并且维持在225℃下,此时大约50%的理论水离开。监测AV和工序内粘度。维持在225℃下直到AV<大约80。将树脂冷却到<125℃。添加物品5;维持在125-135℃下0.50小时。使温度增加到225℃并且维持在225℃下;按需要施加435mm下的真空以便将AV降到最终目标特性。监测AV和Visc;维持在225℃下直到AV<大约160。将树脂冷却到约150℃;过滤并且包装。最终树脂具有以下特性:酸值(AV)153,Mn 650,Mw 1550,Mz2650,重量分数≤500道尔顿19.2%,重量分数≤1000道尔顿42.8%,25℃下的粘度为173,750mPa*s。
实例8-26:制备环氧封端的聚酯树脂
实例8-26中的制备为类似的。将二环氧化物、一种或多种二酸以及催化剂装入反应器中。缓慢加热至135-140℃。维持在135-140℃下大约0.50小时,且接着加热到150-155℃并且维持在150-155℃下大约1.5到2小时,且接着监测AV和粘度。维持在150-155℃下并且监测AV和Visc直到AV<1.0。转移树脂并且包装。
表1
(a)60℃下的粘度
表2
实例编号: | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
成分(g) | ||||||
DER 736 | 1953.00 | 1041.90 | 1002.17 | 1008.19 | 784.08 | 792.79 |
间苯二甲酸 | 427.40 | |||||
实例2的聚酯树脂 | 839.04 | 770.69 | ||||
实例3的聚酯树脂 | 753.53 | |||||
实例4的聚酯树脂 | 655.66 | |||||
实例5的聚酯树脂 | 780.42 | |||||
碘化乙基三苯基鏻 | 1.4638 | 0.5199 | 0.5067 | |||
氯化苯甲基三甲基铵 | 0.5630 | |||||
碳酸钠 | 0.5571 | |||||
乙酸钠 | 0.5346 | |||||
特性 | ||||||
EEW | 482.29 | 492.53 | 598.00 | 634.90 | 802.95 | 694.54 |
酸值 | 0.04 | 0.04 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.03 |
Mn | 1600 | 1500 | 1550 | 1550 | 2100 | 2000 |
Mw | 5500 | 4750 | 4800 | 4700 | 13400 | 10100 |
Mz | 14050 | 9000 | 8950 | 8700 | 44500 | 26900 |
重量分数≤500(%) | 7.5 | 10.9 | 10.5 | 10.4 | 6.9 | 7.6 |
重量分数≤1000(%) | 20.1 | 19.2 | 17.1 | 17.6 | 13.2 | 15.1 |
25℃下的粘度(mPa*s) | 18325 | 6512 | 6100 | 6000 | 23025 | 21800 |
70℃下的粘度(mPa*s) | 700.0(a) | 320.0 | 342.5 | 345.0 | 1025 | 890.0 |
(a)65℃下的粘度
表3
实例27:制备可固化的胺
物品 | 单体/中间物 | 装载量 |
1 | Unidyme 22 | 435.94 |
2 | 氨基乙基哌嗪 | 242.56 |
将物品1和2装入反应器中,缓慢加热到200℃。维持在200℃下2小时;监视水释放,将最终树脂转移并且包装。最终树脂具有以下特性:胺值为217.15,25℃下的粘度为51100mPa*s。
实例28:制备可固化的胺
物品 | 单体/中间物 | 装载量 |
1 | 实例6的可固化的胺 | 200.84 |
2 | POLYPOX P370 | 70.01 |
将物品1和2装入反应器中,缓慢加热到50℃,维持在50℃下4小时。将树脂转移并且包装。最终树脂具有以下特性:胺值为185.58,25℃下的粘度为10488mPa*s。
实例29:制备可固化的胺
物品 | 单体/中间物 | 装载量 |
1 | Epikure 3140 | 252.23 |
2 | POLYPOX P370 | 84.35 |
将物品1和2装入反应器中,缓慢加热到50℃,维持在50℃下4小时。将树脂转移并且包装。最终树脂具有以下特性:胺值为377.45,25℃下的粘度为4825mPa*s。
实例30:制备可固化的胺
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | Unidyme 22 | 877.12 |
2 | 氨基乙基哌嗪 | 488.24 |
将物品1和2装入反应器中,缓慢加热到200℃。维持在200℃下2小时;监视水释放,将最终树脂转移并且包装。最终树脂具有以下特性:胺值为238.9,25℃下的粘度为49000mPa*s。
实例31:制备可固化的胺
物品 | 成分 | 装载量(g) |
1 | Unidyme 22 | 810.77 |
2 | 三亚乙基四胺(TETA) | 488.71 |
将物品1和2装入反应器中,缓慢加热到200℃。维持在200℃下2小时;监视水释放,将最终树脂转移并且包装。最终树脂具有以下特性:胺值为169.64,25℃下的粘度为54625mPa*s。
使用一系列层合物构造使用基于胺的树脂评估聚酯多元醇和多元醇的粘着特性。这些两部分粘合剂系统通过溶剂手工浇铸方法和层压机评估。
使用以下缩写来描述测试结果:as:粘着剂分离;ftr:膜撕开;fstr:膜拉伸;fsl:膜裂缝;at:粘着剂转移;sec:二次;zip:拉链结合;pmt:部分金属转移。在Thwing-Albert拉力测试仪(型号QC-3A)上,用50牛顿测力计以10.0cm/min速率在15mm宽的层压物条带上测定粘着粘合强度。
实例32-61如下进行:在下文所示的混合比下,在乙酸乙酯中,在50重量%浓度下,混合环氧基封端的聚酯与固化剂。将溶液涂布于第一衬底上产生1.6276g/m2(1.0lb/ream)的干燥涂层重量。向干燥的涂层施加第二衬底并且在室温(大致25℃)下固化所得层压物。检查随固化时间而变的粘合强度,且报道在下文中。“混合比”为环氧树脂与固化剂的重量比,表示为100∶X。在标记为“层状结构”的栏中,列出第一衬底,随后为第二衬底。
作为一实例,在下表中,实例编号32为环氧树脂与固化剂的重量比为100∶13.8的实例8中制得的环氧树脂与固化剂POLYPOX H015混合的混合物。对于宽度为15mm而言,7天时衬底CoexPP(75SLP)/CoexPP(70SPW)上的粘合强度为3.19牛顿,并且失效模式为膜撕开
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
Claims (7)
1.一种两部分组合物,其包含
A)具有以下结构的环氧基封端的聚酯
其中R1-为
G-为
j为0到5,-R2-为
其中所述-R3-和-R4-和-R5-各自独立地为二价有机基团,且其中所述p为0到20,其中所述-R3-为-(CH2)q-或
其中q为1到8,
其中所述-R21-为二价烷基,并且-R22-为二价烷基,以及
B)一种或多种环氧基固化剂,其中每一分子包含两个或更多个各自能够与环氧基反应的活性氢原子。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述活性氢原子中的每一个为伯胺基和仲胺基的一部分。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述固化剂选自由以下组成的群组:酚醛胺、曼尼希碱、酚醛酰胺、胺封端的酰胺树脂、氨基咪唑啉以及其混合物。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述固化剂具有750或更大的数均分子量,且其中按所述固化剂的重量计分子量小于500的所述固化剂的量为25重量%或更小。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中所述-R21-具有3个碳原子并且每一-R22-具有3个碳原子。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中至少一个-R22-具有选自以下的结构:
7.根据权利要求1所述的组合物,其中所述-R4-为-CH2-CH2-或-CH2-CH2-O-CH2-CH2-。
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