CN106244059B - 水性粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种水性粘合剂组合物，其包含乙烯基聚合物，该聚合物包含(a)0‑0.4重量％羧基官能单体的聚合单元，以及(b)0.1‑10重量％磺酸官能单体的聚合单元，所述含量以所述乙烯基聚合物的重量为基准计。本文还提供了一种用所述组合物将基材进行粘结的方法以及由所述方法制备的粘结制品。

Description

水性粘合剂
以下是本发明的背景。
通常，在一种或多种基材包含滑爽剂(slip agent)的情况下需要使用粘合剂组合物将两种或更多种基材粘结在一起。例如，当基材中的一种或两种是由包含一种或多种脂肪酰胺作为滑爽剂的聚合物制成时，可通过将两种由聚合物制成的基材粘结在一起而形成粘结的制品。有时向聚合物中添加这种滑爽剂是为了使由该聚合物制成的基材的表面具有较低的摩擦系数。在这种体系中存在的一个问题是滑爽剂可能会从基材迁移至粘合剂中，从而消耗基材中滑爽剂的量并因此使该基材的摩擦系数增大。
过去用来减少基材中滑爽剂的消耗的一种方法是在与基材粘结之前将一些滑爽剂纳入粘合剂组合物中。例如，当粘合剂组合物是不含溶剂的粘合剂组合物时，或者当粘合剂组合物是其中粘合剂溶解在有机溶剂中的组合物时，通常可以在所述粘合剂组合物中溶解一些滑爽剂。则当在含滑爽剂的基材表面上形成粘合剂组合物的层时，该粘合剂层也包含一些滑爽剂，这层粘合剂组合物中的滑爽剂的存在将减少基材中滑爽剂消耗的趋势。因此，基材将保持其较低的摩擦系数。
通常需要使用水性的粘合剂组合物。通常，滑爽剂不溶于水，向水性组合物中添加滑爽剂常常使该混合物由于以下原因而不可接受：相分离、不稳定、或由于成分的不相容性而引起的其它不希望的结果。因此，当粘合剂组合物是水性的组合物时，上述通过向粘合剂组合物中添加滑爽剂来保持基材摩擦系数的方法将不奏效。
美国专利申请2009/0142610描述了一种包含脂肪酰胺的热熔粘合剂组合物。人们希望提供一种水性粘合剂组合物，该组合物不会引起包含滑爽剂的基材中摩擦系数的增大。
以下是本发明的内容。
本发明的第一方面是一种水性粘合剂组合物，其包含乙烯基聚合物，该聚合物包含(a)0-0.4重量％羧基官能单体的聚合单元，以及(b)0.1-10重量％磺酸官能单体的聚合单元，所述含量以所述乙烯基聚合物的重量为基准计。
本发明的第二方面是一种将第一基材与第二基材粘结的方法，其中所述方法包括(a)在所述第一基材的表面上施涂所述第一方面组合物的层；(b)使所述水性粘合剂组合物的层干燥以除去水；以及(c)使所述第二基材的表面与所述层接触，其中所述第一基材和所述第二基材中的一个或两个包含一种或多种滑爽剂。本发明的第三方面是由本发明第二方面的方法制成的经粘结的制品。
以下是本发明的详细说明。
在本文中，除非上下文明确有不同的说明，否则，以下术语具有所限定的含义。
在本文中，“聚合物”如FW Billmeyer,JR.在《聚合物科学教科书(Textbook ofPolymer Science)》(第二版,1971)中所定义，为由较小化学重复单元的反应产物构成的较大的分子。
聚合物分子量可以通过标准方法，例如采用尺寸排阻色谱法(SEC，也称为凝胶渗透色谱法或GPC)测量。通常，聚合物的重均分子量(Mw)等于或大于1,000。一些聚合物用Mn即数均分子量表征。
一些聚合物具有一个或多个玻璃化转变温度(Tg)。Tg是采用中点法使用差分扫描量热计测定的。
文中所用的“聚合物的重量”指聚合物的干重。
能互相反应形成聚合物的重复单元的分子在本文中被称为“单体”。乙烯基单体是具有至少一个碳-碳双键的单体，该双键不是芳环的一部分，并且该双键能够参与与其它碳-碳双键的聚合反应。乙烯基单体的分子量小于500。乙烯基单体包括例如苯乙烯、取代的苯乙烯、二烯、乙烯、乙烯衍生物，以及它们的混合物。乙烯衍生物包括例如以下物质的未取代和取代形式：乙酸乙烯酯,丙烯腈,(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸的烷基酯,(甲基)丙烯酸的酰胺,氯乙烯,卤代烯烃,以及它们的混合物。在本文中，“(甲基)丙烯酸类”表示丙烯酸类或甲基丙烯酸类；“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；“(甲基)丙烯酰胺”表示丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。“取代的”表示具有至少一个附加的化学基团，例如烷基、烯基、乙烯基、羟基、羧酸基、其它官能团和它们的组合。
芳族乙烯基单体是乙烯基单体，该单体分子包含一个或多个芳环。本文中不是芳族乙烯基单体的乙烯基单体，称为“非芳族乙烯基单体”。烯烃单体是乙烯基单体，该单体分子仅包含氢和氧。
在本文中，通过某种单体单独聚合或与其它单体共同聚合制得的聚合物包含作为聚合单元的该单体。
如本文所用，非离子型单体是这样的单体，当包含该单体聚合单元的聚合物存在于水中时，在pH 2.5-9范围内的任意pH条件下该单体的聚合物单元不是离子化的。本文中，离子化的聚合单元是指，以这些聚合单元的总摩尔为基准计，等于或大于50摩尔％的这种聚合单元处于非离子态。
如本文所用，“乙烯基聚合物”是这样一种聚合物，其中以聚合物的重量为基准计，等于或大于90重量％为一种或多种乙烯基单体的聚合单元。
如本文所用，“水性”组合物是以组合物的重量为基准计，含水量等于或大于30重量％的组合物。在水性组合物中，水形成连续介质，所有其它成分溶解和/或分散于水中。
如本文所用，水性组合物的“固体含量”是当向基材上施涂水性组合物的层再进行干燥或让其晾干后留下的材料的量。可通过以下方法测量固体含量：将1-2毫米厚的水性组合物层施涂于顶部开口的容器中，并将该容器置于空气循环烘箱中在100℃下放置30分钟。以百分数计的所述固体含量为100*(LB)/(IC)，其中LB是暴露于烘箱(oven exposure)后容器中残留的水性组合物的材料重量，IC是水性组合物的起始重量。在本文中，暴露于烘箱后容器中残留的水性组合物的材料称作组合物的“固体部分”。
在本文中，“粘合剂组合物”是这样一种组合物，在将该组合物与两种基材接触后(可能在对组合物进行干燥和/或加热后)，该组合物能够将这两种基材粘结在一起。
如本文所用，“多元醇”是其分子包含两个或更多个羟基的化合物。如本文所用，“多异氰酸酯”是其分子包含两个或更多个异氰酸酯基的化合物。
如本文所用，“水分散性”化合物是这样一种化合物，该化合物在25℃下含量为1-50％范围内的任意含量条件下在水中搅拌形成溶液或乳液。
如本文所用，“脂肪化合物”是其分子包含一个或多个脂肪基团的化合物。脂肪基团是仅包含碳和氢原子的基团，并且其包含8个或更多个非芳族碳原子(即，不是任意芳环的一部分的碳原子)。脂肪酰胺是其中脂肪基团中的一个碳原子与酰胺基相连的脂肪化合物。脂肪酰胺具有以下结构I：
Figure BDA0001068446990000041
其中R1是脂肪基团，R2和R3各自独立地是氢或有机基团。本文优选R1基团作为脂肪酰胺的“主”基团("principal"group)。
本发明的组合物是水性的。以所述组合物的重量为基准计，优选地，所述组合物中水的量等于或小于70重量％。以所述组合物的重量为基准计，优选地，所述组合物中水的量等于或大于35重量％。
在水性组合物中，表征连续相的化学组成十分有用。在本发明优选的组合物中，以连续相的重量为基准计，所述连续相中水的量等于或大于50重量％；更优选等于或大于75重量％；更优选等于或大于90重量％。
在本发明优选的组合物中，所述固体含量等于或大于30％。在本发明优选的组合物中，所述固体含量等于或小于65％。
本发明的组合物包含一种或多种乙烯基聚合物。优选的乙烯基聚合物包含一种或多种(甲基)丙烯酸酯的聚合单元。(甲基)丙烯酸酯是(甲基)丙烯酸的烷基酯；其中所述烷基可以是取代或未取代的。优选具有2个或更多个碳原子，更优选具有4个或更多个碳原子的取代或未取代的烷基。优选具有等于或小于20个碳原子，更优选具有等于或小于10个碳原子，更优选具有等于或小于8个碳原子的取代或未取代的烷基。在取代的烷基中，优选羟烷基。更优选(甲基)丙烯酸的未取代的烷基酯。更优选丙烯酸的未取代的烷基酯。
在本发明的聚合物中，以聚合物的重量为基准计，(甲基)丙烯酸酯聚合单元的的含量优选等于或大于20重量％，更优选等于或大于40重量％，更优选等于或大于50重量％。以聚合物的重量为基准计，(甲基)丙烯酸酯聚合物单元的含量优选等于或小于80重量％，更优选等于或小于70重量％。
包含一种或多种(甲基)丙烯酸酯聚合单元的聚合物任选地包含一种或多种其它乙烯基单体的聚合单元。
本发明的优选聚合物包含以下单体的聚合单元：一种或多种非离子型芳族乙烯基单体、一种或多种甲基丙烯酸的未取代的烷基酯、或其混合物。本发明的更优选的聚合物包含一种或多种非离子型芳族乙烯基单体的聚合单元。当使用非离子型芳族乙烯基单体时，优选的非离子型芳族乙烯基单体是苯乙烯和烷基取代的苯乙烯；更优选苯乙烯和α-甲基苯乙烯；更优选苯乙烯。当使用甲基丙烯酸的未取代的烷基酯时，优选的烷基具有等于或小于4个碳原子的烷基；更优选等于或小于2个碳原子的烷基；更优选甲基。
本发明的更优选的聚合物包含一种或多种丙烯酸的未取代的烷基酯的聚合单元，并且还包含以下单体的聚合单元：一种或多种非离子型芳族乙烯基单体、一种或多种甲基丙烯酸的未取代的烷基酯，或者它们的混合物。本发明更优选的聚合物包含一种或多种丙烯酸未取代的烷基酯的聚合单元，并且还包含一种或多种非离子型芳族乙烯基单体的聚合单元。
以聚合物的重量为基准计，非离子型芳族单体的含量优选为等于或大于5重量％，更优选为等于或大于10重量％，更优选为等于或大于20重量％。以聚合物的重量为基准计，非离子型芳族单体的含量优选为等于或小于60重量％，更优选为等于或小于50重量％，更优选为等于或小于40重量％。
羧基官能单体是包含羧基的单体，其可以是非离子态的或者可以是阴离子态的。所述羧基通常在聚合过程中保持完好，因而在聚合物上存在羧基。本发明的聚合物要么不包含任意羧基官能单体的聚合单体，要么在存在任意羧基官能单体的情况下，羧基官能单体的含量等于或小于0.4重量％，所述含量以聚合物的重量为基准计。如果存在任意羧基单体，以聚合物的重量为基准计，羧基官能单体的含量优选等于或小于0.1重量％，更优选等于或小于0.03重量％，更优选等于或小于0.01重量％，更优选为0。
本发明的聚合物包含一种或多种磺酸官能单体的聚合单元。磺酸单体是包含一个或多个磺基的单体。磺基是-SO2OH，其中硫原子与碳原子相连。所述磺基可以为非离子态或者可以是阴离子态；在本文中，认为包含磺基的化合物等同于其中磺基为阴离子态的相同化合物。例如，在本文中，认为苯乙烯磺酸等同于苯乙烯磺酸钠。磺酸官能单体优选为苯乙烯磺酸钠；2-丙烯酰氨-2-甲基丙磺酸；乙烯基磺酸钠；甲基丙烯酸-2-磺乙酯，及其混合物。更优选苯乙烯磺酸钠。
以聚合物的重量为基准计，本发明聚合物中磺酸官能单体的聚合单元的含量为0.1-10重量％。以聚合物的重量为基准计，磺酸官能单体的含量优选为等于或大于0.2重量％，更优选等于或大于0.5重量％，更优选等于或大于1重量％。以聚合物的重量为基准计，本发明聚合物中磺酸官能单体的含量优选等于或小于7重量％；更优选等于或小于5重量％。
本发明的聚合物任选地包含除以下单体之外的一种或多种单体的的聚合单元：一种或多种(甲基)丙烯酸酯；一种或多种非离子型芳族乙烯基单体；以及一种或多种磺酸官能单体。如果存在一种或多种所述其它单体，所述其它单体优选选自非离子型乙烯基单体。其它单体优选为(甲基)丙烯酸酰胺、(甲基)丙烯酸羟烷基酯，以及它们的混合物。(甲基)丙烯酸的酰胺优选为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；更优选丙烯酰胺。(甲基)丙烯酸的羟烷基酯优选为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯。
以聚合物的重量为基准计，本发明的聚合物优选包含0-10重量％任意烯烃单体的聚合单元。也就是说，以聚合物的重量为基准计，优选本发明的聚合物要么不包含任意烯烃单体的聚合单元，要么包含等于或小于10重量％的烯烃单体的聚合单元。聚合物中烯烃单体的聚合单元的量更优选为0-5％，更优选0-2％，更优选0-1％，更优选0％。
以聚合物的重量为基准计，用除以下单体之外的单体的聚合单元的总量(本文记作"M2")来表征本发明的聚合物的是有用的：一种或多种(甲基)丙烯酸酯、一种或多种非离子型芳族单体、一种或多种磺酸官能单体、以及一种或多种(甲基)丙烯酸酰胺。优选地，M2等于或小于50％；更优选等于或小于25％；更优选等于或小于10％；更优选等于或小于5％。聚合物优选不含除以下单体之外的任意单体的聚合单元：一种或多种(甲基)丙烯酸酯、一种或多种非离子型芳族单体、一种或多种磺酸官能单体、以及一种或多种(甲基)丙烯酸酰胺。
可以用聚合物固体含量来表征本发明的组合物，所述聚合物固体含量是以百分数计的组合物中所含聚合物的干重除以组合物总重量所得的值。优选地，所述聚合物固体含量等于或大于5％，更优选等于或大于20％，更优选等于或大于30％，更优选等于或大于40％。优选地，所述聚合物固体含量等于或小于70％，更优选等于或小于60％。
优选地，本发明聚合物的Tg等于或高于-50℃；更优选等于或高于-30℃。优选地，本发明聚合物的Tg等于或低于20℃。本发明聚合物的重均分子量优选5,000-2,000,000，更优选100,000-2,000,000。
优选地，本发明的聚合物以分散在水中的聚合物颗粒形式存在。优选的平均粒度为50-1,000纳米。本发明的聚合物优选通过乳液聚合形成；乳液聚合的产物为胶乳。胶乳包含一种或多种阴离子型表面活性剂、一种或多种非离子型表面活性剂或其混合物。优选地，与本发明聚合物连接的磺基在聚合过程中为阴离子态。优选地，聚合过程完成后，通过加入碱将所得胶乳中和至pH为6-8。
本发明的组合物可任选地包含一种或多种水分散性多元醇。如果使用一种或多种多元醇，优选以下多元醇。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。如果所述组合物中还包含异氰酸酯的话，优选多元醇具有足够的非挥发性，使得其在混合操作过程中完全或至少部分地能够与异氰酸酯反应。所述多元醇的数均分子量优选为100-7500，更优选150-5000，更优选200-1000。优选地，所述多元醇的分子量小于1500，更优选小于600。特别优选的多元醇的一个例子是聚丙二醇(PPG)，例如400MW聚丙二醇。
如果所述组合物包含一种或多种多元醇，多元醇的含量优选如下。优选地，多元醇的量占本发明组合物的固体部分的0.1-10％。优选地，多元醇的量不超过5％，更优选不超过3％，更优选不超过2％，最优选不超过1.5％。优选地，多元醇的量至少为0.3％，更优选至少0.4％，最优选至少0.6％。
本发明的组合物可任选地与固化组合物进行混合。固化组合物包含一种或多种固化剂。固化剂是这样一种化合物，该化合物的分子具有两个或更多个能够与组合物中的一个部分或多个部分(moiety)反应的活性基团，从而能够形成聚合物、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，或者另一种部分，例如多元醇或其组合。如果存在固化剂的话，该固化剂的优选特征如下。固化剂优选是一种或多种水分散性多异氰酸酯。使用的多异氰酸酯可以是任意合适的多异氰酸酯，但优选为脂族多异氰酸酯、芳族多异氰酸酯或其混合物。优选地，所述多异氰酸酯是二异氰酸酯。合适的多异氰酸酯的例子包括基于以下化合物的那些：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)，它们的异构体或它们的混合物。还可使用多异氰酸酯和多元醇的预聚物。特别优选脂族多异氰酸酯。
如果使用一种或多种多异氰酸酯的话，优选如下测定多异氰酸酯的量。异氰酸酯基团与异氰酸酯活性基团的相对比例可以根据需要在NCO/NCO活性基团的摩尔比为1:1至8:1的范围内变化。NCO活性基团包括，例如羟基、氨基和羧基。优选地，NCO/NCO活性基团的摩尔比至少为3:1。优选地，所述NCO/NCO活性基团的摩尔比不超过5:1。
所得全部混合物的pH优选为5-9，更优选6-8。最优选这样的pH值，在该pH值下等于或大于75摩尔％的与本发明聚合物相连的磺基被中和。
预期聚合物上存在的离子化磺基改进了本发明水性组合物的稳定性(即，减少了水性组合物由于以下应力条件而发生聚结的趋势，所述应力条件包括例如高剪切、温度等于或低于0℃等)。预期含有较少离子化基团或不含离子化基团的聚合物会使水性组合物的稳定性比本发明水性组合物的稳定性差。预期本发明的组合物提供至少两个优点：在水性状态具有改进的机械稳定性，以及施涂到基材上并干燥后能保持基材的COF。
考虑了其中本发明的组合物不包含任意多元醇的实施方式。还考虑了其中本发明的组合物不包含任意多异氰酸酯的实施方式。还考虑了其中本发明的组合物不包含多元醇或多异氰酸酯的实施方式。优选包含一种或多种多异氰酸酯的实施方式。
当实施其中使用了一种或多种多异氰酸酯的实施方式时，考虑在将本发明的组合物投入用作粘合剂组合物之前的较短时间向该组合物中添加所述多异氰酸酯。优选地，形成单一组合物与使该组合物与基材的表面接触的步骤之间的时间为等于或小于48小时，更优选等于或小于24小时，更优选等于或小于12小时，更优选等于或小于8小时，所述组合物包含多异氰酸酯和能够与所述多异氰酸酯反应的聚合部分。
本发明组合物的其它任选组分包括但不限于选自下组的试剂：助溶剂、聚结剂、颜料或其它着色剂、填料、增强剂(reinforcement)(例如纤维)、分散剂、湿润剂、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。这些任选的组分可以(根据需要)以任意添加顺序进行添加，只要不会引起组分之间的不相容即可。不溶于水性载体的组分(例如颜料和填料)可使用混合机(任选地高剪切混合机)分散在水性组合物或水性载体或助溶剂中。组合物的pH值可通过搅拌添加酸或碱来调节。碱的例子包括但不限于氨、二乙胺、三乙胺、二甲基-乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾和乙酸钠。酸的例子包括但不限于乙酸、甲酸、盐酸、硝酸和甲苯磺酸。
本发明的组合物优选要么不含脂肪化合物，要么包含的所有脂肪化合物的总量等于或小于0.5％。更优选所有脂肪化合物的总量为0-0.1％；更优选为0％。
可以采用常规的施涂技术将本发明的组合物施涂于所需的基材，例如可采用：轮转凹版印刷、苯胺印刷、常规喷涂或无空气喷涂、辊涂、刷涂、绕线棒刮涂、刮涂，或者例如幕涂、溢涂(flood-coating)、杯式涂覆、圆盘式涂覆(disc-coating)的涂布方法和浸涂法。使用粘合剂组合物进行的涂覆可以在整个表面上进行，或者可以仅在一部份表面上进行，例如沿一条边涂覆，或者在间隔的位置进行涂覆。涂覆到基材上后，例如通过施加热量和空气流或者其它合适的方式对组合物进行干燥，用来基本上除去所有残留的水。
本发明的粘合剂组合物可发现其它合适的应用，例如顶涂层或其它中间涂层，因而它们潜在地可用于油漆、油墨、塑料等。本发明的粘合剂组合物可以广泛地用在一种或多种合适基材上，
合适的基材包括例如聚合物、纸张、木材和再生木制品、聚合物涂覆的基材、蜡涂覆的纸板、纸板、颗粒板、织物、皮革和金属(例如铝箔)以及镀金属的塑料。
优选地，一种或多种基材是聚合物。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、聚亚苯基(polyphenylenes)、其共聚物及其掺混物。聚烯烃的分类包括烯烃单体的均聚物，还包括烯烃单体与其它单体的共聚物，所述烯烃单体包括例如乙烯、丙烯和丁烯，所述其它单体包括例如丙烯酸类单体(例如丙烯酸甲酯)、乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)及其混合物。认为此类聚合物包括与各种添加剂掺混的聚合物，所述添加剂包括例如抗冲改性剂、加工助剂、润滑剂、滑爽剂、稳定剂、其它添加剂、以及它们的混合物。更优选聚烯烃、聚酯和聚酰胺；更优选聚烯烃；更优选烯烃单体的均聚物。在烯烃单体的均聚物中，优选聚乙烯；更优选低密度聚乙烯，包括低密度乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和金属茂催化的线型低密度聚乙烯(mLLDPE)。优选地，一种或多种基材是包含滑爽剂的聚合物。
基材可以具有任意形状或形式。优选的基材是膜。膜是尺寸等于或小于250毫米(10密耳)的物体。本文中，将垂直于最小尺度的膜表面称作膜的“面部”。本发明组合物的一种优选用途是层压(即形成层合物)。当一层膜的面部与另一层膜的面部粘结时，形成层合物。两层膜可以彼此可以具有相同的组合物，或者它们可以具有不同的组合物。
尽管可以使用湿层压法，优选所述粘合剂组合物特别可用于多个基材的干法粘结层压，其中各基材是膜。在一个优选的实施方式中，将所述粘合剂组合物的层施涂于第一基材膜的面部，除去水(例如用热空气或其它方式)，用第二基材膜的面部覆盖所得的干燥粘合剂组合物层，形成层压制品，其中所述两种基材膜通过粘合剂组合物的干燥层粘结在一起。在一个优选的实施方式中，所述基材层以成卷的基材的形式提供。片材的厚度优选为12-250毫米(0.5-10密耳)；更优选的片材厚度为12-250毫米(0.5-5密耳)。厚度可以更大，也可以更小(例如约等于或大于1毫米)。
至少一种基材包含一种或多种滑爽剂。滑爽剂是这样一种组合物，当将其添加至基材中时，该组合物能够降低该基材的摩擦系数。优选能够降低聚合物膜的摩擦系数的滑爽剂。优选的滑爽剂是硅氧烷，包括有机改性的硅氧烷和脂肪化合物。优选脂肪化合物。更优选脂肪酰胺，其具有上述结构I。在优选的脂肪酰胺的R1基团中，非芳族碳原子的数量等于或大于12个，更优选等于或大于16个。在优选的脂肪酰胺的R1基团中，非芳族碳原子的数量等于或小于28个，更优选等于或小于24个。R1基团优选是线性的。R1基团优选为硬脂酰基、油酰基和芥酰基(erucyl)。R3优选是氢。R2优选为氢或具有16-18个碳原子的脂肪基团或者结构II：
Figure BDA0001068446990000101
其中R4是有机基团。R4优选选自与R1优选的组成相同的组成。当R2具有结构II时，优选R1与R4相同。在脂肪酰胺中，优选硬脂酰胺、芥酰胺、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酰胺及其混合物；更优选油酰胺、芥酰胺及其混合物。
优选的，本发明的水性粘合剂组合物几乎不含或完全不含脂肪酰胺。也就是说，本发明的水性粘合剂组合物要么不含脂肪酰胺，要么在存在任意脂肪酰胺的情况下，脂肪酰胺的量等于或小于0.1重量％，该含量是以水性粘合剂组合物的重量为基准计的。本发明的水性粘合剂组合物中脂肪酰胺的量更优选等于或小于0.03％，更优选等于或小于0.01％，更优选为0％。优选地，本发明的水性粘合剂组合物几乎不含或完全不含滑爽剂。也就是说，本发明的水性粘合剂组合物要么不含滑爽剂，要么在存在任意滑爽剂的情况下，滑爽剂的量等于或小于0.1重量％，该含量是以水性粘合剂组合物的重量为基准计的。本发明的水性粘合剂组合物中滑爽剂的量更优选等于或小于0.03％，更优选等于或小于0.01％，更优选为0％。
以下是本发明的实施例。
实施例1：聚合物和层合物的制备。本发明实施例中所述的各聚合物都是通过常规乳液聚合法制备的，得到水性胶乳。单体的总重量为300克。将100克胶乳样品与2克水分散性1,6-六亚甲基二异氰酸酯混合以形成粘合剂组合物，并将该混合物施涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的面部并进行干燥。干燥粘合剂组合物的量为2.44克/平方米(1.5磅/令(ream))。将干燥粘合剂组合物层与含有滑爽助剂(认为其是芥酰胺或油酰胺)的市售低密度聚乙烯膜的面部接触，以形成层合物。
在环境条件下(约25℃)将该层合物储存一周，测量摩擦系数(COF)。然后将该层合物置于烘箱中在50℃下放置一天，以模仿通常制造过程中发生的加热。然后在环境条件下将该层合物储存1天。1天后在环境条件下再次测量COF。
下文表征的各单体的量以份/重量(pbw)计。
比较聚合物CP1具有60pbw丙烯酸丁酯(BA)、38pbw苯乙烯(Sty)和2pbw丙烯酸(AA)。
实施例聚合物EP1具有60pbw BA、38pbw Sty和2pbw苯乙烯磺酸钠(NaSS)。
实施例聚合物EP2具有60.5pbw BA、37.75pbw Sty、0.25pbw NaSS和1.5pbw丙烯酰胺(AM)。
实施例2：COF结果如下。烘箱处理1天再进行1天环境储存之后，使用比较聚合物制备的层合物的COF升高到不希望的高水平，而用实施例聚合物制备的层合物的COF保持在可接受的水平。
Figure BDA0001068446990000111
实施例3：羧基单体水平的影响。为了测定羧基官能单体含量的影响，将包含羧基官能单体的比较聚合物("P3-1C")与实施例聚合物("P3-2")以各种比例进行掺混。按照上述实施1的方法制备聚合物和层合物，并进行测试。聚合物组合物(以pbw计)如下：
P3-1C＝60BA/38Sty/2AA
P3-2＝60BA/38Sty/2NaSS
按照实施例2的方法测试COF。结果如下。所述AA的量以重量百分数计，该量是以聚合物的混合物的重量为基准计的。
<u>重量比P3-1C/P3-2</u> <u>AA的量</u> <u>COF</u>
100/0 2％ 0.37
80/20 1.6％ 0.34
60/40 1.2％ 0.33
40/60 0.8％ 0.26
20/80 0.4％ 0.22
0 0 0.19
预期两种聚合物的掺混物中AA含量的效果与单一聚合物中AA含量的效果相同，所述单一聚合物具有与两种聚合物的掺混物相同的单体比例。含有等于或小于0.4％AA的样品具有可接受的约等于或低于0.2的COF，而其它样品具有不可接受的高COF。

Claims (3)

1.一种含有乙烯基聚合物的水性粘合剂组合物，所述聚合物包含：
(a)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0-0.4重量％羧基官能单体的聚合单元；
(b)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0.1-10重量％一种或多种选自下组单体的聚合单元：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及其混合物；
(c)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，20％或更多的一种或多种(甲基)丙烯酸的未取代的烷基酯的聚合单元；和
(d)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，5％-60％的一种或多种非离子芳族乙烯基单体的聚合单元；
(e)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0.1-10重量％磺酸官能单体的聚合单元；
其中，所述乙烯基聚合物不包含不同于一种或多种(甲基)丙烯酸的未取代的烷基酯、一种或多种非离子芳族单体、一种或多种磺酸官能单体和一种或多种(甲基)丙烯酸酰胺的任何单体的聚合单元。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，所述乙烯基聚合物包含5-40重量％的一种或多种非离子芳族乙烯基单体聚合单元。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，所述乙烯基聚合物包含20-80重量％的一种或多种丙烯酸未取代的烷基酯的聚合单元。
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