CN109642005A - 双组分粘着剂组合物和其制备方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种溶剂类双组分粘着剂组合物。所述粘着剂组合物包含异氰酸酯组分和多元醇组分。所述异氰酸酯组分和多元醇组分中的一者或两者包含至少一种氧化丁烯类多元醇。所述至少一种氧化丁烯类多元醇可选自由以下组成的群组:聚氧化丁烯多元醇、聚氧化丁烯‑氧化丙烯共聚物多元醇、聚氧化丁烯‑聚氧化乙烯共聚物多元醇和其两者或多于两者的组合。还公开一种用于形成层状物的方法。所述方法包含形成粘着剂组合物,所述组合物包含至少一种多元醇,所述至少一种多元醇包含至少一种氧化丁烯类多元醇;将一层所述粘着剂组合物涂覆到膜的表面;使所述层与另一膜的表面接触以形成层状物;和固化所述粘着剂组合物。还公开一种由此方法形成的层状物。
Description
相关申请的引用
本申请主张2016年7月11日提交的美国临时申请第62/360,686号的权益。
技术领域
本公开涉及粘着剂组合物。更明确而言,本公开涉及供与层压膜一起使用的双组分粘着剂组合物,所述组合物具有改进的耐化学性和耐热性以及水解稳定性;和制备所述组合物的方法。
背景技术
粘着剂组合物适用于各种目的。举例来说,粘着剂组合物用于将衬底,例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、金属、纸或塞璐芬(cellophane)粘结在一起以形成复合膜,即层状物。粘着剂在不同的层压最终用途应用中的用途为一般已知的。举例来说,粘着剂可用于制造用于封装行业,尤其用于食品封装的膜/膜和膜/箔层状物。用于层压应用中的粘着剂或“层压粘着剂”一般可分为三种类别:溶剂类、水类和无溶剂。粘着剂的性能视类别和涂覆粘着剂的应用而改变。
在溶剂类层压粘着剂的类别内,存在诸多种类。一种特定种类包括双组分聚氨基甲酸酯类层压粘着剂。通常,双组分聚氨基甲酸酯类层压粘着剂包括第一组分,所述第一组分包含异氰酸酯和/或聚氨基甲酸酯预聚物;和第二组分,所述第二组分包含一种或多种多元醇。聚氨基甲酸酯预聚物可由聚异氰酸酯与聚醚多元醇和/或聚酯多元醇的反应获得。第二组分为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。各组分可任选地包括一种或多种添加剂。此类系统中所常用的溶剂包括甲基乙基酮、乙酸乙酯、甲苯和其类似物,其皆必须为无湿气的以防止聚氨基甲酸酯的异氰酸酯基过早反应。
两种组分以预定比率合并,借此形成粘着剂组合物。随后将溶剂中所携载的粘着剂组合物涂覆于膜/箔衬底上。溶剂从所涂覆的粘着剂组合物蒸发。随后使另一膜/箔衬底与另一衬底接触,形成可固化层状结构。层状结构随后经固化以将两个衬底粘结在一起。溶剂类层压粘着剂归因于干燥但尚未固化的粘着剂组合物的高粘度而倾向于呈现良好的早期粘结强度,在所属领域中称为“湿强度”。
针对溶剂类粘着剂的关键考虑包括耐化学性和耐热性以和水解稳定性。当粘着剂用于食品封装(例如热填充和杀菌釜应用)中时,这些考虑为尤其重要的。常规聚醚和/或聚酯类聚氨基甲酸酯粘着剂由于聚醚和聚酯主链的固有缺陷而在这些应用中呈现较不期望性能。尽管聚醚键与聚酯键相比对湿气更具耐受性,但聚醚多元醇通常具有弱的耐化学性和耐热性。另一方面,尽管聚酯多元醇展现较大耐化学性和耐热性,但其通常具有弱的耐水解性,尤其在高温下。
因此,具有改进的耐化学性和耐热性以及水解稳定性的双组分聚氨基甲酸酯类层压粘着剂组合物和其制备方法为所期望的。
发明内容
公开一种溶剂类双组分粘着剂组合物。粘着剂组合物包含异氰酸酯组分,所述异氰酸酯组分包含至少一种异氰酸酯。所述至少一种异氰酸酯可选自由以下组成的群组:异氰酸酯预聚物、异氰酸酯单体、聚异氰酸酯(例如,二聚体、三聚体等)和其两者或多于两者的组合。
粘着剂组合物进一步包含多元醇组分,所述多元醇组分包含至少一种氧化丁烯类多元醇。所述至少一种氧化丁烯类多元醇可选自由以下组成的群组:聚氧化丁烯多元醇、聚氧化丁烯-氧化丙烯共聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化乙烯共聚物多元醇和其两者或多于两者的组合。包括至少一种氧化丁烯类多元醇相对于现有双组分粘着剂组合物改进所公开的粘着剂组合物的耐化学性和耐热性以及水解稳定性。
还公开一种用于形成层状物的方法。所述方法包含形成粘着剂组合物,所述组合物包含至少一种多元醇,所述至少一种多元醇包含至少一种氧化丁烯类多元醇;将粘着剂组合物的层涂覆到膜的表面;使所述层与另一膜的表面接触以形成层状物;和固化粘着剂组合物。还公开一种由此方法形成的层状物。
具体实施方式
根据本公开的双组分粘着剂组合物包含异氰酸酯组分和多元醇组分。组分可经混合以形成粘着剂组合物。
异氰酸酯组分
异氰酸酯组分包含至少一种异氰酸酯。异氰酸酯可选自由以下组成的群组:异氰酸酯预聚物、异氰酸酯单体、聚异氰酸酯(例如,二聚体、三聚体等)和其两者或多于两者的组合。如本文所使用,“聚异氰酸酯”为任何含有两个或多于两个异氰酸酯基团的化合物。
此外,所述至少一种异氰酸酯可选自由以下组成的群组:芳香族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯、环脂肪族聚异氰酸酯和其两者或多于两者的组合。“芳香族聚异氰酸酯”为含有一个或多个芳环的聚异氰酸酯。“脂肪族聚异氰酸酯”不含芳环。“环脂肪族聚异氰酸酯”为脂肪族聚异氰酸酯的子集,其中化学链为环结构。
适合的芳香族聚异氰酸酯包括(但不限于)二异氰酸1,3-亚苯酯和二异氰酸1,4-亚苯酯、二异氰酸1,5-亚萘酯、二异氰酸2,6-甲苯酯、二异氰酸2,4-甲苯酯(2,4-TDI)、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯(TODI)、聚合异氰酸酯和其两者或多于两者的组合。
适合的脂肪族聚异氰酸酯在直链或分支链亚烷基残基中具有3到16个碳原子或4到12个碳原子。适合的环脂肪族或环脂肪族二异氰酸酯在亚环烷基残基中宜具有4到18个碳原子,优选6到15个碳原子。所属领域中熟习此项技术者充分理解环脂肪族二异氰酸酯同时意谓环和脂肪族键结NCO基团,例如异佛酮二异氰酸酯。与此相对比,应理解,环脂肪族二异氰酸酯意谓仅具有直接键结到环脂肪族环的NCO基的环脂肪族二异氰酸酯,例如H12MDI。
脂肪族聚异氰酸酯和环脂肪族聚异氰酸酯的实例包括环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、乙基环己烷二异氰酸酯、丙基环己烷二异氰酸酯、甲基二乙基环己烷二异氰酸酯、丙烷二异氰酸酯、丁烷二异氰酸酯、戊烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、庚烷二异氰酸酯、辛烷二异氰酸酯、壬烷二异氰酸酯、壬烷三异氰酸酯(例如4-异氰酸酯基甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(TIN))、癸烷二异氰酸酯和癸烷三异氰酸酯、十一烷二异氰酸酯和十一烷三异氰酸酯和十二烷二异氰酸酯和十二烷三异氰酸酯、异佛酮二异氰酸酯(IPDI)、二异氰酸六亚甲酯(HDI)、二异氰酸基二环己基甲烷(H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯(MPDI)、二异氰酸2,2,4-三甲基六亚甲酯/二异氰酸2,4,4-三甲基六亚甲酯(TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、二异氰酸苯二甲酯(XDI)、二异氰酸四甲基苯二甲酯和二聚体、三聚体和上文的混合物。
根据本公开,其它异氰酸酯,例如4-甲基-环己烷1,3-二异氰酸酯、二异氰酸2-丁基-2-乙基亚戊酯、异氰酸3(4)-异氰酸基甲基-1-甲基环己酯、异氰酸2-异氰酸基丙基环己酯、2,4'-亚甲基双(环己基)二异氰酸酯和1,4-二异氰酸基-4-甲基-戊烷也适用。
根据本公开使用的聚氨基甲酸酯预聚物由以大于1.5、或2到6之间或2.5到4之间的化学计量比(NCO/OH)的聚异氰酸酯与异氰酸酯反应性组分的反应产物组成。聚异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯和环脂肪族异氰酸酯。可与聚异氰酸酯反应形成聚氨基甲酸酯预聚物的适合的化合物包括具有羟基、氨基和硫基的化合物。以异氰酸酯反应性组分的总重量计,异氰酸酯反应性组分可包含5到100重量%的一种或多种氧化丁烯类多元醇。化合物的实例包括聚酯、聚己内酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、多元醇和其两者或多于两者的组合。异氰酸酯反应性组分的平均羟基数可为5到2,000mg KOH/g且平均摩尔质量为62到20,000g/mol。优选地,异氰酸酯反应性组分的平均OH数为14到850mg KOH/g,且更优选56到500mg KOH/g,最优选110到450。异氰酸酯反应性组分的平均官能度可为1到6,或1.8到4,或2到3。多元醇组分的平均分子量可为25到12,000g/mol,或250到6,000g/mol,或350到3,000g/mol。
具有聚异氰酸酯基团,例如异氰酸酯组分的异氰酸酯预聚物的化合物可通过参数“NCO%”表征,所述参数为以化合物的重量计,聚异氰酸酯基团按重量计的量。参数NCO%通过ASTM D 2572-97(2010)的方法测量。所公开异氰酸酯组分的NCO%为至少3wt%、或至少5wt%、或至少7wt%。在一些实施例中,异氰酸酯组分的NCO%不超过30wt%、或25wt%、或22wt%、或19wt%。
在一些实施例中,异氰酸酯组分的粘度如通过ASTM D2196的方法所测量在25℃下为300mPa-s到20,000mPa-s。
异氰酸酯组分可任选地包含一种或多种催化剂。根据本公开,适用的至少一种催化剂的实例包括(但不限于)二月桂酸二丁锡、乙酸锌、2,2-二吗啉基二乙基醚和其组合。
多元醇组分
粘着剂组合物进一步包含多元醇组分,所述多元醇组分包含至少一种氧化丁烯类多元醇。所述至少一种氧化丁烯类多元醇可选自由以下组成的群组:聚氧化丁烯均聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化丙烯共聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化乙烯共聚物多元醇和其两者或多于两者的组合。
根据本公开,适用的聚氧化丁烯类多元醇包括(但不限于)具有150g/mol到12,000g/mol的分子量和1.0到6.0的官能度、优选具有250到4000g/mol的分子量和2.0到4.0的官能度且最优选具有350到2000的分子量和2.0到3.0的官能度的聚氧化丁烯均聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化丙烯共聚物多元醇和聚氧化丁烯-聚氧化乙烯共聚物多元醇。基于聚氧化丁烯和聚氧化丙烯和聚丁烯-聚氧化乙烯的共聚物可含有10%到100%的聚氧化丁烯,优选30%到100%聚氧化丁烯且最优选50%到100wt%的聚氧化丁烯。
在一些实施例中,至少一种氧化丁烯类多元醇可仅在异氰酸酯组分中,例如,作为用于产生如上文所论述的预聚物的反应物。在其它实施例中,至少一种氧化丁烯类多元醇可仅在如上文所论述的多元醇组分中。在另外其它实施例中,至少一种氧化丁烯类多元醇可在异氰酸酯组分和多元醇组分两者中。当在两种组分中时,各相应组分中的氧化丁烯类多元醇可为相同类型氧化丁烯类多元醇或不同类型氧化丁烯类多元醇。
在一些实施例中,异氰酸酯组分与多元醇组分的化学计量比为1:1或高于1:1,例如1.2:1或高于1.2:1,或例如1.4:1或高于1.4:1。在其它实施例中,异氰酸酯组分与多元醇组分的化学计量比为2.5:1或低于2.5:1,例如2:1或低于2:1,或例如1.8:1或低于1.8:1。一般来说,工业应用(例如,管道)的异氰酸酯组分与多元醇组分的比率可相对高于消费型商品应用(例如,食品封装)的比率,在所述消费型商品应用中,异氰酸酯从粘着剂转移到食品为一个安全问题。
在一些实施例中,溶剂可并入到粘着剂组合物中以形成溶剂类粘着剂。根据本公开,适用的溶剂的实例包括乙酸乙酯、甲基乙基酮、甲苯和其两者或多于两者的组合。
在一些实施例中,一种或多种添加剂可任选地包括于粘着剂组合物中。所述添加剂的实例包括(但不限于)增粘剂、塑化剂、流变改质剂、助粘剂、抗氧化剂、填充剂、着色剂、表面活性剂、催化剂、溶剂和其两者或多于两者的组合。
在一些实施例中,一种或多种催化剂可任选地包括于粘着剂组合物中。
粘着剂组合物调配物
预期所公开粘着剂组合物的异氰酸酯组分和多元醇组分可分开制造,且如果需要,加以存储直到需要使用粘着剂组合物为止。在一些实施例中,异氰酸酯组分与多元醇组分在25℃下各为液体。当需要使用粘着剂组合物时,使异氰酸酯组分和多元醇组分彼此接触且混合在一起。预期当使这些两种组分接触时,开始固化反应,其中异氰酸酯基团与羟基反应以形成氨基甲酸酯键联。通过使两种组分接触形成的粘着剂组合物可称作“可固化混合物”。
还公开一种使用粘着剂组合物形成层状物的方法。在一些实施例中,粘着剂组合物,例如如上文所述的粘着剂组合物呈液态。在一些实施例中,组合物在25℃下为液体。即使组合物在25℃下为固体,但视需要仍可接受加热组合物以使其处于液态。将一层组合物涂覆到膜表面。“膜”为在一个维度中为0.5mm或小于0.5mm且在其它两个维度中均为1cm或大于1cm的任何结构。聚合物膜为由聚合物或聚合物的混合物制成的膜。聚合物膜的组成通常为80重量%或大于80重量%一种或多种聚合物。在一些实施例中,可固化混合物层的厚度为1到5μm。
在一些实施例中,使另一膜的表面与可固化混合物层接触以形成未固化层状物。在一些实施例中,当相比于在与多元醇组分接触之前异氰酸酯组分中存在的聚异氰酸酯基团的量,粘着剂组合物中存在的未反应聚异氰酸酯基团的量以摩尔计为至少50%、或至少75%、或至少90%时,制得未固化层状物。当可固化混合物中存在的未反应聚异氰酸酯基团的量小于100%、或小于97%、或小于95%时,进一步制得未固化层状物。
可固化混合物随后经固化或允许其固化。未固化层状物可经受压力,例如通过穿过可经或可未经加热的轧辊。未固化层状物可经加热以加速固化反应。
适合的膜包括纸、编织和非编织织物、金属箔、聚合物和金属化聚合物膜。膜任选地具有在其上用油墨印刷图像的表面。油墨可与粘着剂组合物接触。在一些实施例中,膜为聚合物膜和金属涂布的聚合物膜,更优选为聚合物膜。
本公开的实例
本公开现将通过说明性实例和比较实例(统称为“实例”)进一步详细解释。然而,本公开的范围当然不限于实例中所阐述的调配物。确切而言,实例对本公开而言仅为说明性的。
粘结强度测量
对切割成15mm或25.4mm(1英寸)宽条带且在配备有50N测力计的Thwing AlbertTMQC-3A剥离测试仪上以10英寸/分钟的速率对1英寸条带进行牵拉的层状物样品进行90°T-剥离测试。当形成层状物的两个膜分离,即剥离时,记录牵拉期间的平均力。如果膜中的一者伸长或断裂,那么记录最大力或断裂时的力。所记录值为对三个独立层状物样品所进行的测试的平均值。
失效模式(“FM(failure mode)”)或失效模式(“MOF(mode of failure)”)记录如下:“FS”指示拉伸膜;“FT”指示撕裂或断裂的膜;“AF”指示粘着失效,其中第一膜上的粘着剂无法粘着于第二膜;“AT”指示粘着剂转移,其中粘着剂无法粘着于第一膜且转移到第二膜;“AS”指示粘着剂分解或内聚失效,其中发现粘着剂处于第一膜和第二膜两者上;“MT”指示金属从金属化膜转移到第二膜(“PMT”指示部分金属转移)。
制成层状物之后尽快测试初始粘结或“湿(green)”粘结。以如下文所指示的时间间隔,例如一天之后和七天之后进行额外T-剥离测试。
蒸煮袋测试程序
层状物由如上文所述的“prelam”膜,Prelam Al和GF-19以和92-LBT和GF-19制备。折叠9"×12"(23cm×30.5cm)层状物薄片以得到约9"×6"(23cm×15.25cm)的双层,使得一个层的聚乙烯膜与另一层的聚乙烯膜接触。在切纸机上修整边缘以得到约5"×7"(12.7cm×17.8cm)折叠件。在边缘处热封两个长边和一个短边以得到内部尺寸为4"×6"(10.2cm×15.2cm)的成品小袋。在276kPa(40psi)的液压下在177℃(350℉)下进行热封持续一秒。针对各测试制备多于一个小袋。
经由开口侧用100±5ml的“1:1:1酱”(相等重量份的西红柿酱、醋和植物油的掺合物)填充小袋。在填充期间,避免将所述酱喷溅到热封区域上,因为此可导致测试期间热封失败。填充之后,以使小袋内部的滞留空气降到最低的方式密封小袋顶部。
对各小袋的全部四边的密封完整性进行检查以确保不存在可导致小袋在测试期间发生泄漏的密封缺陷。丢弃任何可疑小袋且用测试可接受的小袋加以替代。在一些情况下,标记层状物中的缺陷以鉴别在测试期间是否会有新的额外缺陷产生。
用水将锅填充到三分之二满,将其加热到滚沸。达成沸腾之后,用盖子覆盖所述锅以将水和蒸汽损失降到最低。在测试期间观测所述锅以确保存在足够的水来保持沸腾。将小袋放置于沸水中且使沸腾保持30分钟。去除小袋且将(若存在)穿隧、起泡、脱层和/或漏泄的程度与经标记的先前存在的缺陷进行比较。记录观测结果。随后将小袋切开,清空且用肥皂和水冲洗。从小袋切割出一个或多个1"(2.54cm)条带且根据先前所述的标准粘结强度测试测量层状物粘结强度。此尽快在去除小袋内含物之后完成。检查小袋内部且记录下任何其它可见缺陷。
软化剂测试程序
层状物由如上文所述的“prelam”膜,Prelam Al和GF-19以及92-LBT和GF-19制备。折叠9"×12"(23cm×30.5cm)层状物薄片中的一者产生约9"×6"(23cm×15.25cm)的双层,以使得一个层的聚乙烯膜与另一层的聚乙烯膜接触。在切纸机上修整边缘以得到约5"×7"(12.7×17.8cm)折叠件。在边缘处热封两个长边和一个短边以得到内部尺寸为4"×6"(10.2cm×15.2cm)的成品小袋。在276kPa(40psi)的液压下在177℃(350℉)下进行热封持续一秒。针对各测试制备多于一个小袋。
经由开口侧用100±5ml购自超级市场的软化剂(此情况为由The DialCorporation,Henkel Company制备的Purex Mountain Breeze Ultra)填充小袋。填充之后,以使小袋内部的滞留空气降到最低的方式密封小袋顶部。
对小袋的全部四边的密封完整性进行检查以确保不存在可能会导致小袋在测试期间发生漏泄的密封缺陷。丢弃任何可疑小袋且用测试可接受的小袋加以替代。在一些情况下,标记层状物中的缺陷以鉴别在测试期间是否会有新的额外缺陷产生。
随后将小袋放置于默认在65℃的对流烘箱中。在所述温度下老化30天之后,去除小袋且将(如果存在)穿隧、起泡、脱层和/或漏泄的程度与经标记的先前存在的缺陷进行比较。记录观测结果。随后将小袋切开,清空且用肥皂和水冲洗。从小袋切割出一个或多个1"(2.54cm)条带且根据先前所述的标准粘结强度测试测量层状物粘结强度。此尽快在去除小袋内含物之后完成。检查小袋内部且记录下任何其它可见缺陷。
组合物制备
用于制备实例的原料中的一部分在下文表1中通过名称和商业供货商鉴别。
表1:原料
实例IE1、IE2和CE1通过将异氰酸酯组分(例如,异氰酸酯预聚物)以及多元醇组分(例如,具有羟基的化合物)一起合并于溶剂中来调配。这些实例根据表2中所列的配方制备。表2中的配方以克为单位展示各组分。
表2:IE1、IE2和CE1组合物(g)
原料 | IE1 | IE2 | CE1 |
ADCOTE<sup>TM</sup> L76-205 | 100 | 100 | 100 |
VORAPEL<sup>TM</sup> T5001 | 10 | 10 | - |
VORANOL<sup>TM</sup> CP 450 | - | - | 7.5 |
乙酸乙酯 | 60 | 60 | 57.5 |
衬底 | Prelam AL/GF-19 | 92-LBT/GF-19 | Prelam AL/GF-19 |
说明性实例1(“IE1”)
将100克ADCOTETM L76-205、10克VORAPELTM T5001和60克乙酸乙酯混合以获得50%固体溶液。溶液随后以1.7磅/令(lb/ream)的涂布重量涂覆于预层压铝箔膜(PrelamAL),且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机(pilot laminator)对其层压低密度聚乙烯膜(GF-19)。层状结构的粘结强度紧接在层压之后(湿粘结)和以层压后1天、7天和14天的时间间隔根据先前所描述的测试流程测量。14天之后,使用层状结构制备小袋。小袋填充有由1份油、1份西红柿酱和1份醋组成的混合物。小袋随后在100℃的水中沸腾30分钟(蒸煮袋),随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录蒸煮袋处理之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表3中。
说明性实例2(“IE2”)
将100克ADCOTETM L76-205、10克VORAPELTM T5001和60克乙酸乙酯混合以获得50%固体溶液。溶液随后以1.7磅/令的涂布重量涂覆于聚对苯二甲酸亚乙酯膜(92-LBT),并且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机对其层压低密度聚乙烯膜(GF-19)。层状结构的粘结强度紧接在层压之后(湿粘结)和以层压后1天、7天和14天的时间间隔根据先前所描述的测试流程测量。14天之后,使用层状结构制备小袋。小袋填充有由1份油、1份西红柿酱和1份醋组成的混合物。小袋随后在100℃的水中沸腾30分钟(蒸煮袋),随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录蒸煮袋处理之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表3中。
比较实例1(“CE1”)
将100克ADCOTETM L76-205、7.5克VORANOLTM CP 450和57.5克乙酸乙酯混合以获得50%固体溶液。溶液随后以1.7磅/令的涂布重量涂覆于预层压铝箔膜(Prelam AL),且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机对其层压低密度聚乙烯膜(GF-19)。层状结构的粘结强度紧接在层压之后(湿粘结)和以层压后1天、7天和14天的时间间隔根据先前所描述的测试流程测量。14天之后,使用层状结构制备小袋。小袋填充有由1份油、1份西红柿酱和1份醋组成的混合物。小袋随后在100℃的水中沸腾30分钟(蒸煮袋),随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录蒸煮袋处理之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表3中。
表3:IE1、IE2和CE1的性能结果
如表3中所指示,IE1、IE2和CE1均呈现类似粘结强度。然而,各实例的失效模式不同。此外,含有包含至少一种氧化丁烯类多元醇的多元醇组分的IE1和IE2出人意料地在蒸煮袋测试之后呈现无穿隧。此与蒸煮袋测试之后在CE1中观测到的穿隧相反,所述CE1不含有氧化丁烯类多元醇。
表4:IE3、IE4和CE2组合物
原料 | IE3 | IE4 | CE2 |
ADCOTE<sup>TM</sup> L76-205 | 100 | ||
ADCOTE<sup>TM</sup> 88X102 | 40 | 40 | |
ADCOTE<sup>TM</sup> 88X116 | 60 | 60 | |
ADCOTE<sup>TM</sup> 796 | 32 | ||
预聚物* | 33 | ||
VORAPEL<sup>TM</sup> T5001 | 10 | ||
乙酸乙酯 | 60 | 23 | 27.8 |
衬底 | mPET/聚酰胺 | Prelam AL/GF-19 | 92-LBT/GF-19 |
说明性实例3(“IE3”)
将100克ADCOTETM L76-205、10克VORAPELTM T5001和60克乙酸乙酯混合以获得50%固体溶液。溶液随后以1.7磅/令的涂布重量涂覆于金属化聚对苯二甲酸亚乙酯膜,且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机对其层压聚酰胺膜。将所得层状物保持于60℃烘箱中一小时,随后将其用作第一衬底,且相同粘着剂使用NORDMECCANICATM LABOCOMBITM涂覆于层状物的聚对苯二甲酸亚乙酯侧,随后用4mil低密度聚乙烯膜层压。聚乙烯与聚对苯二甲酸亚乙酯之间的粘结强度紧接在层压之后和以层压后1天、7天和14天的时间间隔测量。14天之后,使用层压结构制备小袋,且用商购软化剂加以填充。小袋随后放置于默认在65℃的烘箱中30天,随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录老化测试之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表5中。
说明性实例4(“IE4”)
首先根据以下程序制备用于IE 4中的预聚物。使用由配备有机械搅拌器的4颈烧瓶和温度控制器组成的实验室玻璃反应器来制造预聚物预聚物是基于VORAPELTM D3201和VORAPELTM T5001,均为氧化丁烯类多元醇。在氮气吹扫下,首先将1068.8克在45℃下预熔融的ISONATE VORAPELTM 125M装入烧瓶中。反应器温度设定成50℃。在搅拌下将584.8克VORAPELTM T5001装入反应器中,随后添加146.2克VORAPELTM D3201。若反应器温度超过85℃则通过冰水浴施加冷却。在80℃下反应4小时之后,获得NCO含量为12.15%的预聚物。
随后,首先将33克通过上文所述的方法生成的预聚物、40克ADCOTETM 88X102、60克ADCOTETM 86X116和23克乙酸乙酯混合以获得50%固体溶液。溶液随后以1.7磅/令的涂布重量涂覆于金属化聚对苯二甲酸亚乙酯膜,且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机对其层压聚酰胺膜。将所得层状物保持于60℃烘箱中一小时,随后将其用作第一衬底。相同粘着剂使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM涂覆于层状物的PET侧,随后对其层压4mil低密度聚乙烯膜。聚乙烯与聚对苯二甲酸亚乙酯之间的粘结强度紧接在层压之后和以层压后1天、7天和14天的时间间隔测量。14天之后,使用层压结构制备小袋,且用商购软化剂加以填充。小袋随后放置于默认在65℃的烘箱中30天,随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录老化测试之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表5中。
比较实例2(“CE2”)
溶液随后以1.7磅/令的涂布重量涂覆于金属化聚对苯二甲酸亚乙酯膜,且随后使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM前导层压机对其层压聚酰胺膜。将所得层状物保持于60℃烘箱中一小时,随后将其用作第一衬底。相同粘着剂使用NORDMECCANICATM LABO COMBITM涂覆于层状物的PET侧,随后对其层压4mil低密度聚乙烯膜。聚乙烯与聚对苯二甲酸亚乙酯之间的粘结强度紧接在层压之后和以层压后1天、7天和14天的时间间隔测量。14天之后,使用层压结构制备小袋,且用商购软化剂加以填充。小袋随后放置于默认在65℃的烘箱中30天,随后将其切开,清洗干净,且检验失效模式。测量且记录老化测试之后层状物的粘结强度。关于层状结构的粘结强度和失效模式的结果概述于表5中。
表5:IE3、IE4和CE2的性能结果
如表5中所指示,IE3呈现良好粘结强度且在软化剂测试之后无穿隧。IE4和CE2呈现类似的粘结强度数据和失效模式。IE4在高温软化剂测试之后呈现无穿隧和与CE2相比的显著优选的粘结强度。根据此数据,出人意料地发现在双组分溶剂类粘着剂组合物的异氰酸酯组分和多元醇组分中的一者或两者中包括氧化丁烯类聚合物改进粘着剂的耐化学性和耐热性以及水解稳定性。
Claims (16)
1.一种双组分粘着剂组合物,其包含:
异氰酸酯组分,其包含至少一种异氰酸酯;和
多元醇组分,其包含至少一种氧化丁烯类多元醇。
2.根据权利要求第1项所述的组合物,其中所述至少一种异氰酸酯选自由以下组成的群组:芳香族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯、环脂肪族聚异氰酸酯、异氰酸酯预聚物和其两者或多于两者的组合。
3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种异氰酸酯选自由以下组成的群组:二异氰酸1,3-亚苯酯和二异氰酸1,4-亚苯酯、二异氰酸1,5-亚萘酯、二异氰酸2,6-甲苯酯、二异氰酸2,4-甲苯酯(2,4-TDI)、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯(TODI)、聚合异氰酸酯和其两者或多于两者的组合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种异氰酸酯选自由以下组成的群组:环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、乙基环己烷二异氰酸酯、丙基环己烷二异氰酸酯、甲基二乙基环己烷二异氰酸酯、丙烷二异氰酸酯、丁烷二异氰酸酯、戊烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、庚烷二异氰酸酯、辛烷二异氰酸酯、壬烷二异氰酸酯、壬烷三异氰酸酯,例如4-异氰酸酯基甲基-1,8-辛烷二异氰酸酯(TIN)、癸烷二异氰酸酯和癸烷三异氰酸酯、十一烷二异氰酸酯和十一烷三异氰酸酯和十二烷二异氰酸酯和十二烷三异氰酸酯、异佛酮二异氰酸酯(IPDI)、二异氰酸六亚甲酯(HDI)、二异氰酸基二环己基甲烷(H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯(MPDI)、二异氰酸2,2,4-三甲基六亚甲酯/二异氰酸2,4,4-三甲基六亚甲酯(TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、二异氰酸苯二甲酯(XDI)、二异氰酸四甲基苯二甲酯和二聚体、三聚体和其两者或多于两者的组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种异氰酸酯选自由以下组成的群组:4-甲基-环己烷1,3-二异氰酸酯、二异氰酸2-丁基-2-乙基亚戊酯、异氰酸3(4)-异氰酸基甲基-1-甲基环己酯、异氰酸2-异氰酸基丙基环己酯、2,4'-亚甲基双(环己基)二异氰酸酯、1,4-二异氰酸基-4-甲基-戊烷和其两者或多于两者的组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种异氰酸酯包含预聚物,所述预聚物为聚异氰酸酯与异氰酸酯反应性组分的反应产物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述异氰酸酯反应性组分包含以下中的至少一者:羟基、氨基、硫基和其两者或多于两者的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述氧化丁烯类多元醇选自由以下组成的群组:聚氧化丁烯均聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化丙烯共聚物多元醇、聚氧化丁烯-聚氧化乙烯共聚物多元醇和其两者或多于两者的组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述氧化丁烯类多元醇包含150g/mol到12,000g/mol的分子量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述氧化丁烯类多元醇包含1到6的官能度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其进一步包含选自由以下组成的群组的添加剂:增粘剂、塑化剂、流变改质剂、助粘剂、抗氧化剂、填充剂、着色剂、表面活性剂、催化剂、溶剂和其两者或多于两者的组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其进一步包含选自由以下组成的群组的溶剂:甲基乙基酮、乙酸乙酯、甲苯和其两者或多于两者的组合。
13.一种双组分粘着剂组合物,其包含:
异氰酸酯组分,所述异氰酸酯组分包含至少一种预聚物,所述预聚物为至少一种异氰酸酯与至少一种氧化丁烯类多元醇的反应产物;和
多元醇组分,其包含至少一种多元醇。
14.根据权利要求第13项所述的组合物,其中以所述异氰酸酯反应性组分的总重量计,所述异氰酸酯反应性组分包含5到100重量%的氧化丁烯类多元醇。
15.一种用于形成层状物的方法,其包含:
通过使包含以下的反应物接触形成粘着剂组合物:
异氰酸酯组分,其包含至少一种异氰酸酯;和
多元醇组分,其包含至少一种丁烯类多元醇;
将一层所述粘着剂组合物涂覆到膜表面;
使所述层与另一膜的表面接触以形成层状物;和
固化所述粘着剂组合物。
16.一种层状物,其由根据权利要求第15项所述的方法形成。
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