CN1172839A - 基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂,其在一次性纺织品中的应用以及其中所含的增粘树脂 - Google Patents
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Abstract
公开了适用于纺织品制造的热熔粘合剂组合物。它们在120℃下的熔体粘度为60,000mPa,s,或小些,包含(a)50—150重量份苯乙烯嵌段共聚物或其混合物和/或其改性的和/或氢化的衍生物;(b)20—450重量份增粘树脂,当它被加至参比组合物中时,导致下列性能:(a)tanδ值3.5或小些,其中tanδ定义为该组合物损耗模量与储能模量之间的比值;及在弹力纤维(300%)或天然胶乳橡胶(200%)上于40℃4小时后的弹性保留为70%或大些,以及横跨温度为95℃或低些。还公开了可用作增粘树脂并具有下列性能的新的部分氢化烃树脂:(a)环球软化点(R&B)为50℃—150℃;(b)混合的甲基环己烷苯胺浊点(MMAP)为10℃—75℃;(c)二丙酮醇浊点(DACP)为35℃或低些;(d)分子量(Mz)为10,000道尔顿或小些;及(e)在268nm处的UV吸收范围为2.0—5.0。
Description
本发明涉及设计为粘合剂,特别是多用途热熔粘合剂的热塑性组合物。具体地说,本发明涉及可喷涂的热熔粘合剂组合物,它们能在制造一次性纺织品例如尿布、妇女卫生巾等等时用于粘接或构成物品。
热熔粘合剂是在室温下为固体的热塑性组合物。当加热成液态或熔融状态时,热熔粘合剂能涂到基片上。如果在热熔粘合剂被冷却回到固体之前在其上面放上第二基片,则能形成粘结把两基片连到一起。
基于苯乙烯嵌段共聚物,增粘树脂和增塑油的特种热熔组合物已用于多种产品装配中,主要用于为制造一次性纺织品而生产尿布和妇女卫生巾的工序之中。特别优选的应用是用于粘接轻材料例如(但不限于)将聚乙烯或聚丙烯基片粘到纸,织物,薄纸,无纺布,聚乙烯或聚丙烯基片或粘到自身上。这种现有技术粘合剂的特殊应用包括妇女卫生巾,一次性尿布,外科手术的布帘,成人即用产品,医院垫子和其他类似产品。
多用途粘合剂组合物是能用于多于一种用途的那些粘合剂。应该明白,今天,在例如制造大多数一次性尿布时,以若干不同方式使用粘合剂。粘合剂的这些应用包括:1)粘合剂用于结构,即将聚乙烯粘到无纺布和吸附垫上;2)粘合剂用于固定带,即在带片的反面区域将聚烯烃膜加强层粘到聚乙烯上;3)粘合剂用于弹性连接,即在腿部和/或腰部区域把弹性材料粘到聚乙烯上;及4)使用芯粘合剂,即把粘合剂涂到吸附芯上以提高芯的强度;5)把无纺材料粘到尿布的底片上;及6)作为多用途粘合剂。
使用这些现有技术粘合剂的方法包括(但不限于)喷涂体系或滚动涂布体系或(多缘条或多缝)挤出法。在涂敷热熔粘合剂过程中最重要的一个参数是粘合剂的“露置时间”。“露置时间”是这样一段时间,在此期间,将粘合剂涂到第一基片上并保持足够的熔融状态以便在第一基片和第二基片之间进行粘接。
一旦露置时间超过了,则第二基片不能容易地粘到第一基片上,除非此粘合剂很粘或高度压敏,然而这表明它本身的粘结强度很差。因为粘合剂的足够粘结强度是重要性能之一,所以这种粘合剂不能配制成多用途粘合剂组合物。粘合剂必须具有足够的粘结强度,以便当在环境温度或高温下经受应力时提供高的粘合强度,从而已粘结的部分不易分开。例如对于一次性纺织品的结构粘合剂不仅在室温而且在高温即38℃(100°F)下维持其粘接这一点是很重要的。这种耐高温性是重要的,因为没有这一性能,如果粘合剂的粘接处与使用者皮肤接触,则最终产物的裂开将会发生。除了强的粘结之外,对多用途粘合剂来说,长的露置时间通常是优选的,因为该体系朝向基片的润湿性因此得到了改进。即,这使得熔融粘合剂以长时间分散在基片上,这将改进它对基片的粘合。
作为另一指标,需要粘合剂在使用时不被吸附进真正的一次性结构中,也需要粘合剂的粘结不仅保持安全,而且甚至在长时间贮存后仍柔软。除了要求在老化时耐热和抗氧化之外,它们也应具有足够的粘结范围,而且必须是浅色的或透明的。此外,因为在高温下使用粘合剂,故要求有好的气味,而且极重要的是,最终的复合物对人的皮肤没有任何程度的刺激或敏感。
近来,很多一次性服装制造者已开始用喷涂法。喷涂使得能够接触而且容易涂到不均匀和不规则表面上。因为喷涂也使得能不涂敷整个表面,因此喷涂能减少所用材料的数量。喷涂特别适用于需要空气或水份渗透的场合。此外,对基片来说,比起其他涂敷法来,其热伤害危险较少。
尿布制法的改变已经导致新型热熔粘合剂的开发。尿布制造者现在使用较薄厚度的聚乙烯来制造尿布。较薄厚度的聚乙烯不仅制成更具美感的尿布,而且也明显降低了成本。然而,当聚乙烯的厚度降低时,透过这些薄层发生烧毁的可能性增大了。过去,操作温度的下限由这样一个温度来确定,在此温度下,此热熔粘合剂能以足够低粘度来进行一致的和合适的涂敷应用。此温度通常在150-180℃的范围内,如果热熔粘合剂能在120-150℃的温度使用,则将是有好处的。
因此,本发明的一个目的是提供一种能在这种低温下喷涂的热熔粘合剂组合物。
苯乙烯嵌段共聚物广泛用于制造具有各种用途包括尿布组件的热熔粘合剂。这些苯乙烯嵌段共聚物包括未硫化弹性嵌段共聚物,其中各个单体部份以交替顺序排列,具有通常的构型A-B-A。
在这种构型中,A是由苯乙烯衍生的非弹性嵌段,通常称为苯乙烯“端嵌段”,而B是由例如异戊二烯和/或丁二烯衍生的弹性聚合物嵌段,通常称作例如异戊二烯或丁二烯“中间嵌段”。这类嵌段共聚物也可被描述为具有例如从异戊二烯或丁二烯衍生的支化聚合中间嵌段,而在每个支链的端部有聚苯乙烯端嵌段。
在175℃或更高温度下,基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔体系通常以均匀熔体起作用。该体系处于所谓“无序”状态。然而,随着温度降低,聚合物端嵌段(虽然它被连接到弹性中间嵌段)具有从中间嵌段相分离的强烈倾向,这是因为它们固有的热力学不相容性导致的。中间嵌段和端嵌段仅在很高的温度例如175℃才彼此相容。因为这一点,在粘合剂的冷却循环中,聚合的中间嵌段和端嵌段开始分离为两个分开的相,因而导致粘合剂的粘合,平稳模数(plateaumodulus)和粘结性的逐渐但明显的增大,与在冷却时保持均匀的体系相比,这一点变得更明显。
然而,应该明白,苯乙烯嵌段共聚物的中间嵌段和端嵌段在整个温度范围内保持彼此连接。
因此端嵌段的分离较好以这样一种现象进行描述,即玻璃态聚苯乙烯端嵌段开始伴生为分开的“硬”区域结构(通常称作端嵌段区)中去。
因为它们固有的与中间嵌段相的热力学不相容性,就出现了分离过程。这些端嵌段区域结构的作用似物理交联,因而减小了粘合剂的移动性,即它们增大了体系粘度、平稳模数和粘结强度。这一过程是温度可逆的,即当温度升高时,这些区域结构又将逐渐消失。在热和剪切力下这些玻璃状苯乙烯区域将软化和流动,暂时中断这种物理交联,并使得能进行热塑性混合和制造;冷却时,这些区域结构再形成,弹性特点被恢复。该区域结构形成过程通常称为苯乙烯嵌段共聚物的“有序-无序转变”。它开始于一个特殊温度,在这一温度下,聚合物中间嵌段与端嵌段之间的不相容性第一个信号出现了。
在体系的冷却循环中聚合物的有序-无序转变逐渐完成,并当所有苯乙烯端嵌段均已附聚进入区域结构,即整个粘合剂均已聚集入有序态后即结束。作为整个混合物总体的含有较高百分数苯乙烯的粘合剂,通常显示较高的有序-无序转变温度。
在某些情况下,某些增粘树脂能够延迟有序-无序转变过程,特别是那些含有一定量极性或芳族组份的增粘树脂,例如松香酯,芳香改性脂族树脂或部分氢化芳族树脂。
延迟有序-无序转变过程的增粘树脂看来似乎推迟因中间嵌段和端嵌段相分离引起的粘结性及粘度的明显增大。人们相信,较大量的苯乙烯端嵌段在体系中保持移动,或大概仍与中间嵌段相部分相容。这对于延长基于苯乙烯嵌段共聚物粘合剂的露置时间是很有益的。对包含仅含有限量极性或芳族组份的树脂的体系来说,有序-无序转变过程通常在低于约45℃-50℃的温度下完成。在这一情况下,人们认为,在这些温度下与中间嵌段相不相容的苯乙烯端嵌段均被附聚到已分开的刚性区域结构中,起着把聚合物中间嵌段连接的类似物理交联的作用,从而提高了粘结强度和增大了此体系的平稳模数。
应该认识到,体系中苯乙烯端嵌段区域结构的百分数较高,则将提高粘合剂的粘结强度,将增大它的平稳模数,并将改进它的耐高温性能。
然而,随着试验,人们明白,把含大量极性或芳族组份的增粘树脂和/或增塑油加至基于热熔粘合剂的苯乙烯嵌段共聚物中,常常导致明显降低粘合剂的粘结强度和耐高温性。这一影响好象适于所有类型的苯乙烯嵌段共聚物,例如S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯),(S-B)n(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯);S-I-S(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯);S-V-S(苯乙烯-乙烯基丁二烯-苯乙烯);S-EB-S(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯);和S-EP-S(苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯)共聚物。
虽然发现用含大量极性的或芳族组份的增粘树脂所配制的体系,在一些情况下具有合适的粘合性能,但是因为它们耐高温蠕变性差和粘结强度相当低,所以它们显示出一个缺点。作为上述的结果,人们相信,基于苯乙烯嵌段共聚物与这种增粘树脂的混合的粘合剂组合物,并不很适合于用作多用途粘合剂。
因此,本发明的另一目的是鉴别用作基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂组合物的增粘树脂的树脂,这种树脂保留或改进了体系的粘合性,润湿性和露置时间,而又不明显降低此粘合剂的粘结强度和耐高温性能。
据说基于苯乙烯嵌段共聚物例如“Kraton”热塑性橡胶的热熔粘合剂对非极性基片例如常用于制造尿布的聚乙烯具有优异的粘合性。此外,据说这些粘合剂在对弹性有要求的应用如一次性尿布中保持粘合性,据说相当低苯乙烯含量(15-24%)的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(S-I-S)嵌段共聚物适用于这类应用的粘合剂中。
除了以上讨论过的粘合剂之外,已推荐将基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物例如S-B-S或(S-B)n共聚物用于一次性纺织品的构成中。据说相当高苯乙烯含量(25%-50%)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物适用于这类应用的粘合剂中。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,特别是S-B-S或(S-B)n嵌段共聚或它们的混合物以后缩写为一般名称S-B-S嵌段共聚物。
业已证明,在粘合剂工业中,在鉴别合适增粘树脂方面,使用S-B-S嵌段共聚物是特别麻烦的。众所周知,在用S-I-S嵌段共聚物制造粘合剂时,使用脂族增粘树脂获得了成功。不幸的是,脂族树脂尽管适合浅色粘合剂的要求时,它与S-B-S共聚物不具有合适的相容性以形成可接受的粘合剂。
业已发现,在S-B-S体系中使用脂族增粘树脂不出现所需粘合性能,这是因为与S-I-S共聚物相反,S-B-S共聚物有较高的中间嵌段溶度参数组份。尽管具有相当低溶度参数的脂族增粘树脂与S-I-S嵌段共聚物的中间嵌段是相容的,但它们与具有较高溶度参数的S-B-S共聚物中间嵌段的相容性是有限的。在很多配方中,使用油使得这一问题甚至变得更糟。如果使用更多芳族增粘树脂,则与S-B-S中间嵌段形成更多相容掺合物,特别是在存在油类时。为了维持对聚烯烃基片足够的润湿性,使用市场供应的S-B-S共聚物的粘合剂组合物与具有低至中等官能度的增粘树脂(例如部分氢化芳族树脂,芳族改性的脂族C-5树脂或芳族改性聚萜树脂)进行配制,因而树脂显示合适的丁二烯中间嵌段相容性,这些基于S-B-S的粘合剂组合物在若干重要方面比先前使用的粘合剂有所改进,但它们也具有若干降低其用途的缺点。
例如,业已发现,当基于S-B-S的粘合剂组合物留在粘合剂涂板器中一段长时间时,它会在粘度方面迅速增大,并最终凝胶化,因而使它的移动极其困难。此外,与基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(S-I-S)嵌段共聚物的粘合剂组合物相比,基于S-B-S共聚物的粘合剂组合常常显示差的粘合性能,不具有足够的抗高温蠕变性以便很好地起着弹性粘接粘合剂的作用,或把漫游弹性腰带粘到一次性尿布上。那些现有技术熟练人员将认识到,粘着S-B-S共聚物比S-I-S共聚物更困难。在这方面,当与S-I-S粘合剂比较时,人们认为S-B-S体系具有差的粘合性。
考虑到在配制合适的多用途S-B-S粘合剂时现有技术的困难,人们会想到,与高极性树脂例如松香酯配制的基于S-B-S共聚物的粘合剂组合物会适合这种使用。松香是一种固态物质,天然存在于松树的松脂中,典型地得自活树的含油树脂状渗出物,得自老树桩,及得自牛皮纸制造的付产品中生成的尾油。在获得它以后,松香可通过氢化,脱氢,聚合,酯化和其他后处理加工进行处理。根据其来源,松香典型地分为脂松香,木松香或尾油松香。此材料可不改性而使用,可以以其多羟基醇的酯的形式使用,或可通过其分子中内在的不饱和性而被聚合。这些强极性材料是市场可买到的,并可用标准掺合方法掺进粘合剂中。
这类现有技术松香衍生物的代表性例子包括尾油松香,脂松香,木松香的季戊四醇酯,或它们的混合物。含这种强极性松香酯的粘合剂组合物在若干重要方面改进了所用的粘合剂,但它们也有若干缺点,这贬低了它们的用途。例如,从下面的实施例变得很明白,含大量极性或芳香性组份的树脂倾向于显示较弱的粘结强度和较差的耐高温性。其结果是,人们认为含现有技术松香酯的粘合剂组合物不会真正适用作多用途粘合剂。
因此本发明的又一目的,是确定一种适用的增粘树脂,并提供一种含这种增粘树脂的热熔粘合剂组合物,其中,即使基于S-B-S体系,粘合性,润湿性和露置时间也得以维持或改进,而不明显降低粘结强度。
正如前面讨论的,当热熔粘合剂涂到基片上时,长的露置时间是优选的。特别是对于例如粘合剂喷涂技术这种涂敷技术,长的露置时间是非常重要的。当熔融的粘合剂被喷涂时,应该明白,在粘合剂组合物刚被挤出通过喷嘴之后,它被将粘合剂组合物送到所需基片的空气流拾起。
比起其他涂敷体系来,甚至将空气流加热时,这种涂敷粘合剂的方法也倾向降低粘合剂组合物的温度。这种快速冷却效应通常导致热熔粘合剂的润湿性和露置时间的显著降低。其结果是,这种特别的涂敷方法对于粘度和露置时间是更关键的。
此外,此粘合剂组合物被这涂敷法大大拉长了,这进一步增大了冷却效果,因为粘合剂组合物的全部表面积增大了。由于这一冷却效果,粘合剂的露置时间明显缩短了,因而粘合剂的润湿性,接着是它对基片的粘合性,被明显降低了。
因此本发明的一个目的是提供一种比现在公知的主要基于脂族树脂的粘合剂具有更长露置时间的热熔粘合剂组合物,特别是当用喷涂法进行涂敷时。
在一种改进基于S-I-S的组合物在体温下的粘结性的努力中,将端嵌段增强树脂例如Endex155烃树脂,掺合到该体系中。然而,这些树脂表现出降低此粘合剂组合物对聚烯烃基片的特殊粘合性,并提高最终的粘合剂组合物的原料成本,因为这些增强树脂通常是很昂贵的。
现有技术的含端嵌段增强树脂的粘合剂也具有体系的粘度太高,润湿性低和露置时间短的明显缺陷,这导致这些体系不适于喷涂。这一点在下面的实施例22-25中可见。
因此本发明的另一目的是提供增粘树脂和端嵌段相容树脂,以便在基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂体系中赋予改进的粘合性能和露置时间,此外还赋予在室温和体温下的高粘结强度。
除了上面讨论的粘合剂,业已提出,基于高苯乙烯S-I-S共聚物、用苯乙烯化多萜树脂和/或高极性树脂(例如松香酯类)配制的粘合剂组合物适用作多用途粘合剂。特别优选的是尾油松香、木松香和脂松香的季戊四醇酯,或它们的混合物。据说相当高苯乙烯含量(25-50%)的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物适用这种用途的粘合剂。这类粘合剂组合物在若干重要方面对现用粘合剂作了改进,但它们也具有若干缺陷,这使得它们的用途被贬低了。
此即,从下面的实验就可明白,含大量极性或芳族组份的树脂倾向于明显降低最终混合物耐高温性能。此外,这些树脂只能获得低的粘合剂连续相粘结强度,其中该连续相包括聚合物中间嵌段,增粘树脂和增塑油。因此,虽然这些体系也具有合适的粘合性能,但它们通常显示相当差的耐高温性能和相当低的粘结强度。
此外,基于高极性树脂的热熔粘合剂,特别是基于常用松香酯的那些粘合剂,与基于氢化树脂的体系相比,倾向于具有差的气味。此外,人们推测,某些基于常用松香酯的体系可能在某种程度上对人类皮肤过敏。应该认识到,基于松香酯的体系具有长的露置时间和对聚烯烃基片的优异粘合性,但上述的贬低其用途的缺点已迫使粘合剂工业寻找可代替其粘合剂配方中的常用松香酯的树脂。
因此本发明的一个目的,是用增粘树脂置换苯乙烯嵌段共聚物粘合剂组合物例如S-I-S配方中的常用松香酯和苯乙烯化多萜树脂,这种增粘树脂赋予S-I-S体系可比较的粘合性和露置时间,另外还提高在室温和人体温度下的粘结强度。此外,这些热熔粘合剂组合物应显示优异的气味特性和不应对人类皮肤有任何程度的刺激和敏感。
本发明的又一目的是提供一种特别适用于一次性纺织品制造的改进的热熔粘合剂组合物,特别是用于一次性尿布,妇女卫生巾及类似物的多用途热熔粘合剂。它们还应特别适用于甚至在低温下进行喷涂。
本发明的另一目的是提供一种基于苯乙烯嵌段共聚物或它们的混合物的热熔结构粘合剂,它们具有高的特殊粘合性而同时又不丧失它们在环境温度或高温下的粘结强度。此外,此粘合剂应具有足够的耐高温性能,良好的润湿性,长的露置时间,而且甚至在应用温度下长期热老化后也不产生粘度增大或凝胶化的倾向。
本发明的又一目的是提供一种配制成单用途或多用途粘合剂产品的热熔粘合剂,而又不需要使用增强树脂,而后者在先前总被认为是必须的。此粘合剂应与聚烯烃基片,弹性材料(即天然胶乳,Lyera或聚乙烯弹性体)和织物及无纺布基片产生强的粘合。此外,与现有使用的基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂相比,它应具有改进的抗蠕变性。
其他目的是提供上述用途的热熔粘合剂,而这种粘合剂是耐用的,用常用制造技术易于涂敷,而且它们还不具有现在使用的现有技术结构粘合剂常用的众多缺点。
本发明的再一目的是提供增粘树脂,它们赋予基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂高的特殊粘合性,还赋予在环境温度和高温下的长露置时间和高粘结强度。此增粘树脂应赋予任何基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂组合物,特别是基于S-I-S,S-B-S,S-V-S和(S-B)n嵌段共聚物的体系上述这些优良性能。
上述目的通过一种热熔粘合剂组合物达到了,后者包含:a)50-150重量份的苯乙烯嵌段共聚物或混合物和/或它们的改性的和/或氢化的衍生物;(b)20-450重量份的增粘树脂,当将其加至由100重量份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(其苯乙烯含量为20-30%重量),250重量份该增粘树脂,50重量份石蜡/环烷(70/30)增量油,以及2重量份主要含季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯]的稳定剂的参比组合物中时,会导致此参比组合物下列性能:在120℃的温度下熔体粘度为60,000mPa.s或小些;tanδ值为3.5或小些,其中tanδ定义为该组合物的损耗模量与储能模量的比值;在40℃4小时后在弹力纤维(300%)或天然胶乳橡胶(200%)上的弹性保留为70%或更大;而横跨温度为95℃或小些。
弹力纤维包含嵌段聚氨酯,后者含有线型嵌段共聚物(Lycra R纤维,由E.I.du Pont de Nemours & Company,Incorporated供应)。
在一个具体实施方案中,本发明的粘合剂组合物含有一种增粘树脂,后者是一种部分氢化烃树脂,具有下列性质:(a)环球软化点(R&B)为50℃-150℃;(b)混合的甲基环己烷苯胺浊点(MMAP)为10℃-75℃;(c)二丙酮醇浊点(DACP)为35℃或低些;(d)z均分子量(Mz)为
10000道尔顿或小些;及(e)在268nm范围的UV吸收为2.0-5.0。
最优选的是,此增粘树脂是部分氢化芳族C9烃树脂。
在另一具体实施例中,本发明的热熔粘合剂组合物还含有粘度调节芳族树脂,后者具有下列性质:R&B软化点50℃-150℃;MMAP浊点20℃或低些;DACP浊点0℃或低些;而Mz值为15,000道尔顿或小些。
上述表示各个组份的重量份和表示其他参数的数量范围,在一些情况下可超出一个有限范围(通常为±10%,在某些情况下甚至为±20%或更大)而仍能达到本发明的全部效果。应把本发明解释为覆盖这些偏差。
在下列的描述和实施例中,所有的份和百分数均指重量,除非另外指出。
现在参考它们的组成和它们的性能详细描述本发明的热熔粘合剂。
最通常的是,本发明的热熔粘合剂组合物包含:(a)苯乙烯嵌段共聚物组份;(b)增粘树脂;(c)任选地,增塑油;(d)任选地,稳定剂;及(e)任选地,粘度调节树脂。
在本发明热熔粘合剂组合物中,各单独组份的数量(重量份)是:(a)50-150,优选为70-125,最优选为约100;(b)20-450,优选为150-300,最优选为约250;(c)150或小些,例如5-150,优选为30-100,最优选为约50;(d)4或小些,例如0.1-4,优选为0.5-3,最优选为约2;(e)100或小些,优选为50或小些,最优选为约25。
苯乙烯嵌段共聚物组份(a)
用于本发明热熔粘合剂组合物的苯乙烯嵌段共聚物是任何含苯乙烯的嵌段共聚物或其混合物,包括它们的已改性的和/或氢化的衍生物。其例子是S-I-S,S-B-S,S-V-S或(S-B)n嵌段共聚物,或其混合物,包括它们的已改性的和/或氢化的衍生物,式中S为苯乙烯,I是异戊二烯,B为丁二烯,V为乙烯基异戊二烯或乙烯基丁二烯。苯乙烯的含量优选介于嵌段共聚物总重的10%-80%之间,共聚物的端嵌段由苯乙烯衍生的(=苯乙烯的)部分组成。最优选苯乙烯嵌段共聚物是S-I-S嵌段共聚物及S-B-S嵌段共聚物。然而,本发明不限于这些类型的苯乙烯共聚物。
S-I-S嵌段共聚物
本发明的优选多用途粘合剂组合物含100份含20-28%,优选含25%苯乙烯(以全部嵌段共聚物的重量计)的S-I-S嵌段共聚物,包括它们的已改性和/或氢化衍生物;250份相容的增粘树脂;50重量份环烷/石蜡矿物油;及0.5-4.0重量份合适的抗氧剂。
本发明热熔粘合剂的S-I-S嵌段共聚物组分可以是下面两特殊类别中的一种:
(a′)未硫化弹性嵌段共聚物,其中各个单体部分以交替顺序排列,具有下列一般构型A-B-A-B-A-B-或A-B-A。
(a″)包含具有至少三个支链分子的远嵌段共聚物,支链自中心轴径向分支出来,每个所说支链具有聚苯乙烯端嵌段,而在中心有一个异戊二烯片段。
对这两类进一步描述如下:
在(a′)类中,A优选是得自苯乙烯的非弹性嵌段,而B优选是得自异戊二烯或乙烯基异戊二烯的弹性聚合物嵌段。
在共聚物类别(a′)和(a″)中,所称的非弹性嵌段(它优选占嵌段共聚物重量的10%-80%)可含乙烯基单体(例如乙烯基芳烃类,乙烯基吡啶类,卤化乙烯类和羧酸乙烯酯类)和丙烯酸单体(例如丙烯腈,甲基丙烯腈,丙烯酸酯类,等等)的均聚物或共聚物。单乙烯基芳烃特别包括苯系列(例如苯乙烯,乙烯基甲苯,α-甲基苯乙烯,乙烯基二甲苯,乙基乙烯基苯)以及双环单乙烯基化合物(例如乙烯基萘及类似物)。其他非弹性聚合物嵌段可得自α-烯烃,烯化氧类,缩醛类,氨酯类,等等。苯乙烯通常被优选作为非弹性嵌段。
在共聚物类别(a′)和(a″)中所称的弹性嵌段组份(它们构成共聚物的其余部分)优选为异戊二烯或乙烯基异戊二烯,它们可以是或不是部分地或者是基本上完全地被改性或被氢化的。可采用所选择的条件例如将弹性异戊二烯嵌段氢化而又不如此将乙烯基芳烃聚合物嵌段改性。
可选择其他条件以便沿着聚合物链进行实际上均匀的氢化,将它们的弹性和非弹性的嵌段氢化到实际上相同的程度,这可以是部分的或基本上完全的。
在本发明中,苯乙烯在嵌段共聚物中的总浓度可以是共聚物总重的例如10%-80%。更优选的范围是20%-60%,适于在此应用的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物是从Enichem Americas以商品名“EuropreneSol T”供应的。
用于本发明组合物的优选嵌段共聚物是“EuropreneSol T 193B”。其他的市面供应的聚合物包括例如以商标“EuropreneSol TE 9407”,“KratonD-KX 602CS”,“KratonD-1125”,“Vector4211”和“Vector4411”生产的那些聚合物。Shell Chemical Company生产了“Kraton”聚合物,Dexco Chemical Company生产了“Vector聚合物。所有这些工业聚合物在下面的材料与方法部份作了进一步的表征。
(a″)类的远嵌段共聚物也可以描述成具有支化聚合的异戊二烯中间嵌段,在每个支链的端部带有聚苯乙烯端嵌段,径向嵌段共聚物含有10-60%(最优选为25-35%)的得自苯乙烯的共聚物单元。优选径向嵌段共聚物的数均分子量(用GPC测得)为50000-500,000,更优选为90,000-350,000,最优选为大于160,000。特别优选的径向嵌段共聚物是基于异戊二烯和苯乙烯的共聚物,其中聚苯乙烯嵌段分子量大于12,000,而聚苯乙烯含量以共聚物总重计为35%或小些。
上述嵌段共聚物(包括它们的改性和/或氢化衍生物)的混合物也可用作制造一次性纺织品粘合剂的基本共聚物组份。然而应该了解,调整苯乙烯的范围(即与S-I-S共聚物总重量相比的苯乙烯重量百分数)至本文所说的低于20%或高于28%,虽然它仍在本发明的范围之内,但会产生比上述建议优选配方较差的结果。在这一情况下,调整增粘树脂或增塑油的百分数,对获得改进的性能是有益的。
正如以后所示的,当本发明人采用苯乙烯含量(作为占共聚物总重量的百分数)为20%或更高的S-I-S共聚物时,获得了特别惊人的好处。
特别是,人们发现,用下述特种增粘树脂配制的本发明的热熔粘合剂组合物,与基于市场供应的无官能脂族C5树脂,部分或全部氢化树脂,芳族改性脂族树脂,苯乙烯化多萜树脂及甚至松香酯的现有技术组合物相比,显示了使用高苯乙烯含量嵌段共聚物时的不同寻常的所需要的粘结性能。不管在环境温度或高温下均能获得这些优点而同时不降低粘结强度。这可从实施例1-8而看到。
下面将更详细讨论这些对比试验结果。为了更正确评价本发明所取得的惊人结果,应该知道,到目前为止,不认为现有技术的苯乙烯嵌段共聚物对于软物用热熔粘合剂组合物是特别有用的,因为它们不论在环境温度或高温均显示不寻常的高粘度,和/或低的粘结强度。因此,在制造粘合剂组合物中,在尝试使用这些相同物质时,熟练技术人员使用双嵌段物质,例如S-I(苯乙烯-异戊二烯)或S-B(苯乙烯-丁二烯)双嵌段,特别是(但不限于)S-I-S或S-B-S组合物,以降低粘度到可接受的水平。
虽然本发明的组合物也可含有最高达30%的双嵌段物质例如S-I或S-B双嵌段,但这些双嵌段对获得本发明的效果不是必要的,而且高含量三嵌段共聚物是优选的。在制造苯乙烯嵌段共聚物中,双嵌段可能作为杂质存在,或者可以与苯乙烯嵌段共聚物分开掺和,以作为取得目标聚苯乙烯含量或改进组合物粘合性质的进一步方法。
虽然在现有技术粘合剂组合物中,使用双嵌段确实降低了粘度,但它有若干缺点,这贬低了它的用途,即它产生了其他问题,例如从耐高温性能的观点看,它使得粘合剂组合物不够理想。本发明使得能够不使用双嵌段而获得所需粘结强度,润湿性和露置时间。
S-B-S,S-V-S和(S-B)n嵌段共聚物
本发明的优选的S-B-S,S-V-S和(S-B)n多用途粘合剂组合物含100份S-B-S,S-V-S或(S-B)n嵌段共聚物或它们的混合物(包括改性的或氢化的衍生物),其苯乙烯含量为整个嵌段共聚物重量的28-45%,优选为43%;220份本发明的相容的增粘树脂;80份环烷/石蜡矿物油;以及0.5-4.0份合适的抗氧剂。本发明的热熔粘合剂的S-B-S,S-V-S和(S-B)n嵌段共聚物组份可包括:
一般构型为A-B-A或A-B-A-B-A-B-的嵌段或多嵌段共聚物,式中弹性嵌段(B)是例如丁二烯或乙烯基丁二烯,而非弹性嵌段(A)是例如苯乙烯。此外,它们可以是直链的或支化的。典型支化结构含有带至少三个支链的弹性部份,它们可以从中心轴放射出去,或者相反可以彼此偶联到一起。占嵌段共聚物的10%-80%(重量)的非弹性嵌段可以含乙烯基单体类(例如乙烯基芳烃类,乙烯基吡啶类,卤化乙烯类和羧酸乙烯酯类)以及丙烯酸单体类(如丙烯腈,甲基丙烯腈,丙烯酸酯类等)的均聚物或共聚物。单乙烯基芳烃特别包括苯系列,如苯乙烯,乙烯基甲苯,α-甲基苯乙烯,乙烯基二甲苯,乙基乙烯基苯以及双环单乙烯基化合物如乙烯基萘等等。其他非弹性聚合物嵌段可得自α-烯烃类,烯化氧类,缩醛类,氨酯类等等。苯乙烯通常被优选作为非弹性嵌段。
构成共聚物其余部分的弹性嵌段组份优选为丁二烯或乙烯基丁二烯,它们可以是或不是部份地或者基本上完全地被改性或被氢化的。例如可采用选择的条件以氢化此弹性嵌段,而不如此改性乙烯基芳烃聚合物嵌段。可选择其他条件以便沿着聚合物链来进行基本均匀的氢化。其弹性和非弹性嵌段均被氢化至实际上相同的程度。这可以是部分的或基本上完全的。
在一种具体实施例中,在嵌段共聚物中苯乙烯的总浓度为共聚物总重的10%-80%,这里所用的合适苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物是可从Firestone Rubber & Latex Company以商品名“Stereon”购买的。
用于本发明组合物的一嵌段共聚物是“Stereon840A”,其他的市场供应聚合物包括例如以商标“Stereon857”,“KratonD-1102CU”,“Finaprene602”,“Finaprene417”,“Vector4261”,“Vector4461”,“EuropreneSol T 168”和“EuropreneSol TE 6414”。“Kraton”共聚物是Shell Chemical Company生产的,“finapsene”共聚物是Fina oil & Chemical Company生产的,“Vector”共聚物是DexcoChemical Company生产的;而“EuropseneSol T或TE”共聚物是EnichemChemical Company生产的。
也应认识到,上述嵌段共聚物的混合物,包括S-B-S,S-V-S,(S-B)n和S-I-S嵌段共聚物的混合物,也包括它们的任何改性和/或氢化衍生物,也可用作制造一次性纺织品的粘合剂的基本共聚物组份。
然而应该明白,对S-B-S体系来说,调整苯乙烯的范围,即与S-B-S共聚物总重相比的苯乙烯重量百分数如这里所说的小于28%或大于45%,在上述优选配制物中会产生较差结果。在这一情况下,调整增粘树脂或增塑油的百分数对获得较好性能可能是理想的。
正如以后将清楚的,当本发明人使用苯乙烯含量为共聚物总重的40%或更大的S-B-S共聚物时,它们发现了特别惊奇的结果。特别是,发明人已发现,用本发明的增粘树脂配制的热熔结构粘合剂组合物,与现有技术的基于市场供应的苯乙烯化多萜树脂的组合物,特别是基于松香酯的组合物相比,显示了具有较高含量苯乙烯嵌段共聚物中的高粘结值与低粘度值的不寻常结合。这一点从实施例9-21可以见到。
这些对比试验结果后面将更详细地讨论。
用于本发明热熔结构粘合剂的增粘树脂具有独特的化学结构,并附以特别的芳族/脂族平衡和/或相当高的极性。在温度低于约45℃-50℃,它们是确实延迟基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂体系有序-无序转变的增粘树脂,但它们不(或仅在一定程度上)与聚合物的苯乙烯端嵌段有关。除此,本发明的增粘树脂与苯乙烯嵌段共聚物的中间嵌段相有有限的相容性,因而降低了粘合剂连续相的流动性,这导致生成在温度低于45℃-50℃下具有较少粘性但较高水平粘结强度的较硬粘合剂。
正如应该明白的,使用所有类型的苯乙烯嵌段共聚物,例如(但不限于)S-I-S,S-B-S,S-V-S和(S-B)n嵌段共聚物,包括它们的混合物,也包括它们的改性和/或氢化衍生物,均能表现本发明的优越效果。
增粘树脂组份(b)
用于本发明的增粘树脂数量,为每100份苯乙烯嵌段共聚物优选加20-450重量份(phr),更优选为60-300phr,最优选为80-250phr。
本发明的适用增粘树脂可采用S-I-S参比组合物来判定。此参比组合物由100重量份苯乙烯含量为20%-30%重量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物,250重量份该增粘树脂,50重量份石蜡/环烷(70/30)增量油(Ondina7047)和2重量份主要含季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯](Irganox1010)所组成。
当根据本发明的增粘树脂以上述数量加入到此参比组合物中时,则此参比组合物显示下列性能:其Tanδ值为3.5或小些,其中Tanδ定义为该组合物的损耗模量与保存模数之间的比值;它在弹力纤维(300%)或天然胶乳橡胶(200%)上在40℃下4小时后的弹性保留为70%或更大;其横跨温度为95℃或小些;它120℃下的熔体粘度为60,000mPa.s或小些。
本发明是基于下列发现:任何如此可鉴定的增粘树脂均可在如上所述的基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂组合物中产生惊人的优越效果,而不管苯乙烯嵌段共聚物组份(a)和其他组份(c)-(e)的真实本质。换句话说,本发明的增粘树脂可以成功地普遍用于任何基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂组合物。
测定Tanδ,弹性保留,粘合剂粘度和横跨温度的方法将在实施例及下面的“材料及方法”部份作描述。
本发明的增粘树脂的环球软化点优选为50℃-150℃,更优选为60℃-140℃,最优选为95℃-105℃。
说到它的化学性质,本发明的“增粘树脂”可包括:(a)天然或改性松香,例如脂松香,木松香,尾油松香,蒸馏松香,氢化松香,脱氢松香,二聚松香,聚合松香,松香的多羟基醇酯衍生物,包括极性或非极性改性松香;(b)通常由萜烃例如称作蒎烯的单萜,在弗瑞德-克来福特催化剂存在下,于中等低温下聚合而得到的多萜树脂;(c)天然萜的共聚物或三聚物,例如苯乙烯/萜,α-甲基苯乙烯/萜,和乙烯基甲基/萜;(d)极性的或非极性的改性萜树脂,例如苯酚改性的萜树脂如由在酸性介质中萜与苯酚的缩合而得的树脂产物;(e)脂族石油烃树脂,这后一树脂由主要含烯烃或二烯烃的单体聚合而得;(f)芳族石油烃;(g)脂族/芳族石油衍生的烃类;(h)极性的或非极性改性脂族和/或芳族石油烃树脂,例如石油烃树脂与乙烯基单体的共聚物和三聚物,或它们的混合物例如乙烯基芳烃,乙烯基吡啶,卤化乙烯和羧酸乙烯酯,特别包括那些苯系列单乙烯基芳烃类,例如苯乙烯,乙烯基甲苯,α-甲基苯乙烯,乙烯基二甲苯,乙基乙烯基苯,以及双环单乙烯基化合物,例如乙烯基萘等等,以及丙烯酸单体例如丙烯腈,甲基丙烯腈,丙烯酸的酯类,等等。其他改性成份可以得自α-烯烃类,烯化氧类,缩醛类,氨酯类,天然松香类,酚类,等等。
对某些配方来说,上述增粘树脂的两种或多种的混合物可能是需要的或有好处的。也包括上述树脂的(最好是部分)氢化或加氢处理的衍生物,以及它们与其他(氢化的或不氢化的,改性的或未改性的)树脂的任何混合物。氢化衍生物是经受如在Daughenbaugh等人的美国专利No.5491214中所描述的催化处理的衍生物。
在本发明中,部分氢化芳族树脂被优选作为增粘树脂。更优选的是部分氢化C9芳族树脂。这些树脂可从Herculeo B.V.Chemical Company以商品名“Regalite氢化烃树脂”和“HerculesMBG氢化烃树脂”购买。如果需要,可加入改进此混合物耐高温性能的树脂。这些树脂应具有与聚合物的苯乙烯部分相缔合的倾向。
特别适合于获得本发明有益效果的,是具有下列性能的部分氢化芳烃树脂:(a)环球软化点为50℃-150℃,更优选为60℃-140℃,最优选为75℃-135℃;(b)MMAP浊点为10℃-75℃,更优选为20℃-70℃;(c)DACP浊点最大为35℃,更优选为最大25℃,最优选为最大15℃;(d)Mz值为10,000道尔顿或小些,更优选为最大5,000道尔顿,最优选为最大3,000道尔顿;及(e)在268nm的UV吸收(UVα)为2.0-5.0,优选为2.7-3.1。
因此,本发明热熔粘合剂组合物的一种具体实施例中应包括一种增粘树脂,其R&B值为60℃-140℃,MMAP值为20℃-70℃,DACP值为25℃或低些;Mz为5000道尔顿或小些,在268nm处的UV吸收为2.7-3.1。本发明的更优选增粘树脂的R&B值为75℃-135℃,MMAP值为20℃-70℃,DACP值为150℃或低些,Mz为3000道尔顿或小些,以及在268nm处的UV吸收(UVα)为2.7-3.1。
本发明的另一实施例是具有下列性能的部分氢化芳族C9烃树脂:
R&B软化点(℃): 100±5℃,例如102℃
MMAP(℃): 52±5℃
DACP(℃): 2±5℃
UV-α268nm: 2.9±0.2
Mz(道尔顿): 1500±30%
下面,将把具有以上性能的部分氢化芳族C9烃树脂称之为发明树脂,缩写为树脂I。
能用于本发明热熔粘合剂的上述部分氢化芳族增粘树脂可通过不饱和芳族料流的聚合及随后氢化而制得。制造树脂的料流主要含有含7-10个碳原子的单体,该树脂料流典型地包括作为反应化合物的苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙烯基甲苯,茚和烷基取代的茚,并用合适的弗瑞德-克来福特催化剂体系进行聚合。使用以石油裂解工厂副产物而制得的烃料流可能是经济上有利的。优选的典型的C9料流可含有下列主要成分:
苯乙烯 3%
α-甲基苯乙烯 4%
乙烯基甲苯 20%
茚 22%
烷基取代的茚 6%
相关同系物 3%
三甲基苯 10%
乙基甲苯 15%
萘 2-5%
双环戊二烯(DCPD) <1%
聚合催化剂可以是一种合适的弗瑞值-克来福特催化剂而且不特别严格。可以用BF3、AlBr3、AlF3和AlCl3及其络合物作为催化组份。氯化铝和/或其络合物是最优选的。
我们已发现,通过将上述芳族料流聚合而制得的石油树脂进行氢化,可得到具有上述所需性能相组合的树脂。本发明的上述实施例特别是基于下列发现:芳环的氢化度对取得与粘合剂体系其他组份的所需相容性是重要的。通常,如通常采用的,较低氢化度则带来优越效果。氢化可以以间歇方式或连续方式进行。
氢化催化剂可选自周期表VIII,VIB,IB和IIB族金属及其氧化物。这些金属或其氧化物可单独使用或合并使用。这些金属或金属氧化物可直接使用或载在合适载体如二氧化硅,氧化铝或碳上。最优选的是载在二氧化硅上的镍/氧化锌。
氢化步骤发生在树脂溶在合适烃溶剂的溶液中。氢化在氢压20-300巴,优选75-175巴下进行。合适反应温度范围为200-300℃,优选为250-280℃。氢化时间通常为1/4-2小时,优选为20分钟至1小时。
最优选的条件包括采用:Ni/ZnO催化剂,氢压75-175巴,温度250-270℃,时间20分钟至1小时。
当被氢化树脂在含氯催化剂存在下通过将单体聚合而制得时,将树脂脱氯以防止氢化催化剂失活。
树脂料流被氢化至这样一个程度,使所制得的树脂在268nm处的UV-α值为2.0-5.0,优选为2.7-3.1,具有合适的MMAP和DACP值,以获得所需性能。因此,在这一优选实施例中,氢化度是控制所得增粘树脂及含此树脂粘合剂的性能的手段。
氢化之后,用通常的汽提方法随后再喷以蒸汽,以离析此树脂。
以GPC测得的所得树脂的分子量(Mz)为10,000或小些,优选为3,000或小些。
增塑油组份(c)
在本发明的粘合剂组合物中可存在各种增塑油或增量油,其数量为0-150份,优选为5-150份,最优选为25-100份,以便提供或改进润湿作用和/或粘度控制,市场供应的增塑油包括例如以商标″Shellflex″,″Ondina”(均产自Shell Chemical Company),“Primol”,“Flexon”(EXXONChemical Company),或“Kaydol”(Witco Chemical Company)制造的那些增塑油。
增塑油不仅包括通常的增塑油,也包括环烷/石蜡油,烯烃齐聚物和低分子量聚合物,以及植物油和动物油及这类油的衍生物。增塑油也包括液态树脂,及它们与烯烃齐聚物和/或低分子量聚合物的混合物。增塑剂油也可被氢化转变。可采用的得自石油的油是仅含有少量芳烃的沸点相当高的物质。在这点上,芳烃应优选小于30%,更特别小于油重量的15%。另一方面,此油可以全部是非芳族的。
在本发明中所用的液态树脂可以是任何其R&B软化点低于本发明增粘树脂的R&B软化点的树脂。优选的液体树脂具有低于50C的R&B软化点,最优选的是此液态树脂的R&B软化点低于环境温度(21℃)。
齐聚物是平均分子量为350道尔顿至10,000道尔顿之间的聚丙烯,聚丁烯,氢化聚异戊二烯,氢化聚丁二烯等等。市场可买到的增塑齐聚物包括例如商标为“Napvis”,“Hyvis”由BP Chemical Company制造的那些或是商标为“Amoco Polybutenes”,由Amoco Chemical Specialities Company生产的那些。合适的植物油或动物油包括通常的脂肪酸甘油酯及其聚合产物。
也可用少量石油衍生的蜡去控制或降低热熔结构粘合剂的熔体粘度,而不明显降低它们的粘结性能。正如应该明白的,在室温下,这些蜡中的每一种均是固体。在这些有用的蜡中,树脂稀释剂是:有:(1)低分子量(即1000-6000道尔顿),硬度值(按ASTM方法,D-1321测得)为0.1-120,ASTM软化点为65℃-125℃的聚乙烯,(2)石油蜡,例如熔点为55-100℃的石蜡,以及熔点为55-100℃的微晶蜡,后-熔点是按ASTM方法D127-60测得的;(3)环球软化点为120℃-160℃的无规聚丙烯;(4)由一氧化碳和氢气聚合得到的合成蜡,如Fischer-Tropsch蜡。
市场上可买到的蜡包括例如商标为“Polywax”和“Ultraflex”,二者均制自Petrolite Polymers Chemical Company;“Sasolwaks”,制自Schumann Sasol Chemical Company;“Epolene”,制自Eastman ChemicalCompany;以及“Escomer”制自Exxon Chemical Company的那些蜡。其他有用物质包括氢化动物油脂,鱼油脂,和植物油脂和例如氢化的牛油,猪油,豆油,棉籽油,蓖麻油,步鱼油,鱼肝油,等等这些油,而借助于将它们氢化,它们在环境温度下是固体。也已发现它们在作为蜡稀释剂等同物这方面是有用的。
在粘合剂工业中,这些氢化物质常被称为“动物蜡或植物蜡”。此外,烃油特别是环烷或石蜡加工油在此也可用作蜡稀释剂。可选择地将这些物质以涂层形式加至本发明的粘合剂组合物中,以改善粘合剂组合物的使用性能。
稳定剂组份(d)
本发明的任选的组份是稳定剂,它们抑制或延迟热降解,氧化,成皮或生色。稳定剂被典型地加到市场可买到的化合物中,以防止在制造和高温贮存此粘合剂组合物的过程中的热降解和氧化。现有技术中已知的其他稳定剂也可加至粘合剂组合物中,这些物质在一次性物品的使用期可以防止例如氧,臭氧及紫外辐射的伤害。
将能在本发明热熔粘合剂组合物中使用的稳定剂加入,以帮助保护脆弱的苯乙烯嵌段共聚物,并因而使整个粘合剂组合物避免有害的热降解及氧化降解,而这种降解是其他相似共聚物在用来制造粘合剂组合物和应用时,以及最终制造的产物的一般使用时经常体验的。正如应明白的,这种降解通常以粘合剂组合物在外观、物理性质及性能方面的变劣而表现出来。
高分子量受阻酚类及多官能酚类,例如含硫和含磷的酚类,是最有用的稳定剂。在这方面,受阻酚类对本领域技术熟练人员来说是公知的,并表征为在其酚羟基的近处还含有立体宠大基团的酚类化合物。
特别是,叔丁基通常在苯环上相对于酚羟基的至少一个邻位上进行取代。这些立体庞大取代基在羟基邻近的存在据信可减慢它的拉伸频率,因而妨碍它的反应性。据信此位阻使这种酚类化合物具有稳定性能。代表性的受阻酚包括:
1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯;
季戊四醇四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯];
n-十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯;
4,4-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基酚);
4,4′-硫代双(6-叔丁基-邻-甲酚);
6-(4-羟苯氧基)-2,4-二(正-辛基硫代)-1,3,5-三嗪;
2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基)-1,3,5-三嗪;
二-正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟苄基膦酸酯;
2-(正-辛基硫代)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸酯;以及
山梨醇六-[3,3,5-二叔丁基-4-羟苯基]丙酸酯。
作为稳定剂,特别优选的是季戊四醇四-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]。
这些稳定剂的性能可以通过使它们与下列物质混合而进一步提高:(1)协合剂,例如硫代二丙酸酯及亚磷酸酯;及(2)螯合剂和金属失活剂,例如乙二胺四乙酸,它们的盐,以及二水杨基丙二胺。
市场供应的稳定剂包括例如以商标″Irganox”,″Naugard″″Anox″,和“Ultranox”制造的那些。这些稳定剂分别是由Ciba-Geigy Chemical Co.;Uniroyal Chemical Co.;Enichem Chemical Co.;和General ElecricChemical Co.生产的。
如果使用,则这些稳定剂的使用量一般为>0%-4%,优选为0.1%-4%,更优选为0.2%-1.5%,而最优选为0.25%-1.0%。
本发明粘合剂组合物的制备:
所有的本发明粘合剂组合物可通过将各组份在高温(优选为130℃-200℃)下掺合,直到得到均匀掺合物(通常小于3小时)而制得。各种掺合方法都是已知的,而任何生成均匀掺合物的方法均是令人满意的。
这种制法的代表性例子包括:将所有油和稳定剂物质放入一个带夹套的混合罐(优选放在一个Baker-Perkins型或Day型大容量混合器)中,此混合罐安装有一个转动器,将混合物的温度升至120℃-180℃。正如应该知道的,在这一步骤中,采用的精确温度将取决于特殊组份的熔点。当上述起始混合物被加热时,此混合物用缓慢流动的CO2进行覆盖,并慢慢加入上述树脂。当树脂熔化,并达到所需温度,往此混合物中加入嵌段共聚物。搅拌所得的粘合剂组合物的混合物,直到嵌段共聚物完全溶解为止。然后施以真空以除去任何进入的空气。可选择添加剂加至此热熔结构粘合剂组合物中以改进特殊物理性能。这些添加剂可包括着色剂如二氧化钛;以及填料例如滑石和粘土,等等。
本发明粘合剂的性能和用法
使用本发明增粘树脂的基于苯乙烯嵌段共聚物的热熔粘合剂具有低粘度,优异应用性能,作为结构粘合剂或弹性粘接粘合剂或同时作为二者使用很适用于多用途。
因此所得的粘合剂能用于多种产品装配,主要用于尿布或妇女卫生巾的生产。特别优选的应用是它们用于把轻质材料例如(但不限于)聚乙烯或聚丙烯基片粘至纸,织物,薄纸,无纺布,聚乙烯或聚丙烯基片,或粘至自身。本发明粘合剂的另一优点是它能有效地用喷涂体系或滚涂体系或者多缘条或缝型挤塑法进行涂敷。热熔粘合剂组合物特别适用于喷涂。
本发明的热熔粘合剂组合物含有增粘树脂,后者延迟基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂体系的有序-无序转变,但在低于约45℃-50℃的温度下,不(或仅在有限程度上)与聚合物的苯乙烯端嵌段缔合。除此,本发明的增粘树脂与苯乙烯嵌段共聚物的中间嵌段相只有有限的相容性。因此,它能赋予含如上所述的相同物的热熔粘合剂组合物优越的粘合性和粘结性。
本发明用下面的实施例进一步进行解释。
实施例
所有含有基于S-I-S嵌段共聚物的组合物的例子均按照普通组合物进行配制:
S-I-S共聚物 100份
增粘树脂 250份
Ondina7047(石蜡/环烷油) 50份
Irganox1010(稳定剂) 2份
这一普通组合物也用作参考组合物以判断根据本发明的有用增粘树脂,其前提是其苯乙烯含量为20-30%。
所有含基于S-B-S,S-V-S或(S-B)n嵌段共聚物的组合物的例子根据下列普通组合物进行配制:
聚合物 100份
增粘树脂 220份
Ondina7047(石蜡/环烷油) 80份
Irganox1010(稳定剂) 2份
实施例1-8说明改变增粘树脂的性质对于标准的基于S-I-S的热熔粘合剂的粘合性和流变行为的影响。实施例9-21说明改变增粘树脂的性质对于标准的基于S-B-S,S-V-S或(S-B)n的热熔粘合剂的粘合性和流变行为的影响。
根据本发明开发的树脂通常称为如上述的树脂工。此外,列于表中的缩写和材料以及测量性能的方法将在下面“材料与方法”部分作出解释。
在表1-21中,表的第一部分涉及所用增粘树脂的一些性质(如R&B,MMAP,DCAP,等等),而其余部分涉及在最终的热熔粘合剂组合物中测得的性能。
实施例1
表1表示一组优选增粘树脂的氢化度对树脂性质及对含EuropreneSol T193B作为唯一聚合物的/以S-I-S为基础的热熔粘合剂性能的影响。树脂的氢化度降低,则其以提高UV-α值和降低MMAP浊点所表示的芳香结构含量增大。结果表明,随着氢化度降低,以低DACP浊点表示的树脂官能度增大了。
如以前所指出的,某些增粘树脂可以延迟聚合物特别是那些含有一定数量极性或芳香组份的聚合物的有序-无序转变过程。表1的结果清楚表明,氢化度低的树脂,因为中间嵌段及端嵌段相分离,延缓了粘合剂粘度的明显增大。聚合物苯乙烯端嵌段的有序-无序转变的延迟,对含有具有低MMAP浊点及高UV-α值树脂的组合物来说,已被证明是由于粘合剂粘度明显降低所致,特别是在低温如120℃时;以及,也证明是低的SAFT和70℃剪切值(它们表示在温度高于45℃-50℃时端嵌段的移动性提高)所致。随着表1的实验,下面这一点也变得明显:所选择的氢化C9树脂样品在低于约45℃-50℃的低温下,不与嵌段共聚物的苯乙烯端嵌缔合,即,在这些温度,化度的降低,硬度增大,因而粘合剂的移动性降低。树脂与聚合物端嵌段区的缔合会增大该体系的移动性。对于高UV-α树脂的低剥离性,低的环粘结性和低的针入值,证明了粘合剂组合物的硬度提高。树脂氢化度降低也降低了树脂与聚合物异戊二烯中间嵌段的相容性,这导致混合的S-I-S粘合剂体系连续相的高粘合强度。在室温和40℃下高UV-α树脂的剪切值提高清楚表明了这一行为。
实施例2
因为现有技术中所述的对无纺热熔粘合剂的需求,并根据表1的结果,具有UV-α值约为3、在120℃具有最低粘度的实验样品C,被认为具有最好的平衡性能。根据这一优选样品C的性能的新颖开发的树脂以更大(即工厂级试验)规模进行了生产。这就是树脂I。
表2表示了与若干市场供应增稠树脂相比较,具有低官能度的树脂I,对含有KratonD-KX 602 CS作为唯一聚合物的基于S-I-S的热熔粘合剂性能的影响。
结果清楚表明了基于树脂I的体系在高温和低温下的最好的平衡粘合性能。为了获得具有优越的润湿性,粘合性和长的露置时间的热熔粘合剂,此体系在高于45℃-50℃的温度即特别在形成粘结键的温度:80-120℃应具有高的移动性。低的粘合剂粘度(特别是在120℃),低的SAFT和剪切性(即温度高于45℃-50℃),以及低的粘合剂软化点,通常表示在上述温度下此体系高移动性。在这一方面,表2的结果表示了基于树脂I或ECR179A的体系的最好性能。
在低于约45℃-50℃的温度下,增粘树脂最好不应再与嵌段共聚物的苯乙烯端嵌段相缔合,即当此树脂在这些温度下仅与嵌段共聚物的异戊二烯中间嵌段相缔合时,它对此体系的粘结性能很有利。此外,当树脂与聚合物中间嵌段的相容性被降低到一定程度时,此体系的粘结性将增大,这导致降低粘合剂连续相的移动性。低的剥离值、环状粘结值及针入值表明高的硬度,因而表明在室温下的低的粘合剂体系移动性。在低于约45℃-50℃的温度下,体系的粘结性越高,则说明在23℃,40℃和45℃下剪切值越高。
在这方面,表2的检测结果清楚表明了基于树脂I和RegaliteS260氢化烃树脂的体系的优越性能。虽然ECR179A在高温时显示了良好性能,但它比例如RegaliteS260氢化烃树脂,特别是树脂I,在低于45℃-50℃的温度时,使体系的移动性升至高得多的程度,根据这些检测结果,树脂I看来是降低采用S-I-S嵌段共聚物或其混合物的热熔粘合剂组合物粘度的最好树脂,而在环境温度或高温即高至45℃-50℃,并不同时丧失其粘结强度。
实施例3
表3表示了与若干市场供应的具有低官能度增粘树脂相比,树脂I对含有Europrene R Sol T 193B作为唯一聚合物的基于S-I-S的热熔性粘合剂性能的影响。与实施例2相似,结果清楚表明了基于树脂I的体系在低温和高温下最好的平衡粘合性能。
实施例4
表4表示了与若干市场供应的具有低官能度增粘树脂及与一种具有高官能度的实验树脂样品(样品F)相比,树脂I在含有Kraton D-KX602CS作为唯一聚合物的基于S-I-S的热熔粘合剂应用性能的影响。使用Nordson控制的成纤单元,将粘合剂都喷涂到PE上(喷涂量为约20g/cm2),并粘结到标准无纺布材料上,用相同的方法制造Lycra和天然橡胶胶乳弹性附件。
优越的粘合性能以高PE-无纺布剥离值及低的蠕变百分数即高的弹性保留值百分数为其象征。结果确实表明了基于具有高官能度的树脂例如树脂I及样品F的体系的优越蠕变性能。基于树脂I的粘合剂清楚显示了最好的剥离结果。PE-无纺布之间的粘结是如此强(>9),使得两个基片均被彻底破坏。
实施例5
表5表示了与若干市场供应的具有低的、相等的或高的官能度的增粘树脂相比,树脂I对于含有EuropreneSol T 193B作为唯一聚合物的基于S-I-S的热熔粘合剂性能的影响。虽然与树脂I相比,基于PiccolyteHMl06合成树脂和Permalyn6110松香酯的体系分别显示了相等的或更高的官能度,但这些结果清楚证明了基于树脂I的体系在低温和高温下的最好平衡粘合性能。
基于PiccolyteHM 106合成树脂的体系在120℃时显示太高的粘度,以致不能保证完美的润湿性。基于Permalyn6110松香酯的组合物在高温时显示低的粘度和良好润湿性,但与基于树脂I的粘合剂相比,它们在低于45℃-50℃温度时的粘结性能明显地不好。与其他树脂相比,该结果也清楚表明了基于树脂I的体系的优越粘合性能。
实施例6
表6说明了与官能度稍低的RegaliteS260氢化烃树脂相比,树脂I对基于四种不同S-I-S嵌段共聚物(它们主要在苯乙烯的百分数方面有所不同)的热熔粘合剂性能的影响。由于其独特的化学结构,树脂I更易于延迟聚合物的苯乙烯端嵌段的有序-无序转变,次之的是RegaliteS260氢化烃树脂。这一影响更清楚地被基于树脂I体系的低的SAFT值,70℃下的低的剪切值,特别是在120℃时明显低的粘度所说明。
上述的差别对基于高苯乙烯含量的聚合物的体系来说更明显。表6的结果显示了基于树脂I的体系的优越粘合性能。基于树脂I的体系的低剥离值、环粘结值和针入值表示了一种更硬的粘合剂,它在低于45℃-50℃的温度下具有低的移动性,因而具有较高的粘结性。
实施例7和8
流变性评估
动态力学分析(DMA)是以热熔粘合剂的粘弹行为对移动性和端嵌段固态进行定量分析的方便方法。热熔粘合剂的动态力学分析结果能以流变图来表示,流变图能以三种不同曲线(G′,G″和tanδ)来帮助说明此体系的粘-弹行为。
tanδ是G″(体系的损耗模量,即粘性强度的度量,或以粘性移动进行的消散变形的能力)与G′-(体系的储能模量,即表明强度、硬度和弹性记忆)之间的比值,它反映粘-弹行为的平衡。采用这一技术,可获得在宽温度范围内树脂与弹性体之间的相互反应的概念。
特别是在最终粘结必须完好实现的那些温度,即从0℃高至45℃-50℃的温度下,人们发现,较高的G′值和较低的tanδ峰值相应于低的移动性,这象征着较硬的粘合剂,显示着较低的粘着程度和较高的粘结强度。人们还发现,介于G′和G″之间的横跨温度(tanδ=1)可用于评估高温下的粘合剂粘度。较低的模跨温度表示较长的露置时间和较好的润湿特性。
表7和表8表示的是与基于若干种市场供应的官能度较低、相等和较高的增粘树脂的体系相比,对基于树脂I的粘合剂的流变性能的影响。
在分别含有KratonD-KX 602CS和Europsene Sol T 193B作为唯一聚合物的基于两种不同的S-I-S的热熔粘合剂中,对这些树脂的流变性能作了比较。
虽然基于Piccolyte HM106合成树脂,Permalyn6110松香酯,ECR368LC的体系与树脂I相比,分别显示相似或较高的官能度,但结果清楚表明了基于树脂I的体系在低温和高温下最好的平衡粘合性能。
基于PiccolyteHM106合成树脂,ECR 368 LC和Regalite氢化烃树脂的粘合剂,与基于树脂I的粘合剂相比,显示较高的横跨温度,而且在低于45℃-50℃时它们的G′值明显地较低。在基于Permalyn6110松香酯和ECR179A的体系中人们也发现了较低的G′值。
树脂I体系的明显低tanδ峰值,以及其较高的tanδ峰值温度,也导致此树脂的较低中间嵌段的相容性,即此粘合剂连续相的低移动性,它经表明此体系本身较高的粘结强度。
此外,与其他树脂相比较,结果清楚表明了基于树脂I的热熔体系的优越的和最好的平衡粘合性能。
实施例9
表9表示了与若干种市场购到的具有较低相等或较高官能度的增粘树脂相比较,树脂I对含有Stereon840A作为唯一聚合物的基于(S-B)n的热熔粘合剂性能的影响。
虽然基于PiccolyteHM106合成树脂和Permalyn6110松香酯的体系与树脂I相比,分别显示相似的或较高的官能度,但结果清楚表示了基于树脂I的体系在低温和高温下的优选粘合性能。
基于PiccolyteHM106合成树脂的组合物在120℃显示太高的粘度,以致不能保证优越的润湿性。基于Permalyn6110松香酯的体系在高温下显示低的粘度和良好的润湿性,但与基于树脂I的粘合剂相比,在低于45℃-50℃的温度,它的粘结性能是低的。此外,基于树脂I的粘合剂的较低针入度值表明了一种在低于45℃-50℃温度下粘结性较高的较硬粘合剂。与其他树脂相比较,这些结果也清楚表明了基于树脂I的体系的最好平衡粘合性能。
实施例10
表10表示与若干种市场可购到的具有较低官能度的增粘树脂相比较,树脂I对含有Stereon857作为唯一聚合物的基于S-V-S热熔粘合剂性能的影响。在Stereon857体系中,树脂I与具有相等和较高官能度树脂的性能比较列于表16中。
基于树脂I的体系显示最低的粘度,这表明在高温下的良好润湿性,而它的在低于45℃-50℃下的以较高剪切值所说的粘结性能,与基于其他Regalite氢化烃树脂的粘合剂相比,多半是高的。基于树脂I的粘合剂也显示最低的针入度值,这表明在室温下的一种较硬粘合剂,它具有更高的粘结强度。
这些结果清楚表明基于树脂I体系的最好的平衡粘合性能。
实施例11
表11表示与若干种市场可购买的具有较低、相等或较高官能度的增粘树脂相比较,树脂I对基于S-B-S、含有EuropseneSE TE6414作为唯一聚合物的热熔粘合剂性能的影响。
虽然基于PiccolyteHM106合成树脂和Permalyn6110松香酯的体系与树脂I相比分别显示相等或较高的官能度,但是,这些结果清楚表明基于树脂I体系的最好平衡粘合性能,即在低温和高温下的粘合性能。
基于PiccolyteHM 106合成树脂的体系在120℃具有明显高的粘度和低润湿性。其他组合物在高温下显示低粘度和良好润湿性,但PiccolyteHM106合成树脂除外,与基于树脂I的粘合剂相比,在低于45℃-50℃的温度下的粘结性能明显较低。基于树脂I的粘合剂组合物再次显示了最低的针入度值。
与其他树脂相比,这些结果清楚表明基于树脂I体系的最好的平衡粘合性能。
实施例12
表12说明了与ReqaliteS260氢化烃树脂相比,官能度稍低的树脂I对基于四种其苯乙烯百分数大体有差异的不同S-B-S嵌段共聚物热熔粘合剂性能的影响。
由于树脂I独特的化学结构,比起ReqaliteS260氢化烃树脂,它更能够延迟聚合物苯乙烯端嵌段的有序-无序转变。这一影响被基于树脂I的体系的较低SAFT值,在70℃下的较低剪切值和在120℃下的多半较低粘度所证实。在低于约45℃-50℃的温度下,树脂I也显现优越粘合性能。这一点已被基于树脂I体系在23℃和40℃下的较低的环粘值和较高剪切值所证实。上面提到的差别对基于较高苯乙烯含量的聚合物体系来说显得更清楚。表12的结果表明了基于树脂I体系最好的平衡粘合性能。
实施例13,14,15和16
流变学评价
表13,14,15和16显示与基于若干种市场供应的、具有较低、相等或较高官能度的增粘树脂的体系相比,基于树脂I的粘合剂的流变学性能。这些树脂的流变学性能与分别含有Stereon840A,Europsene R Sol T 168,Finapsene417及Stereon857作为唯一聚合物的基于三种不同S-B-S热熔粘合剂和一种S-V-S组合物,进行了比较。
虽然基于PiccolyteHM106合成树脂和Permalyn6110松香酯的体系与树脂I相比,分别显示相似或较高官能度,但这些结果清楚表明基于树脂I的体系在低温和高温下,最好的平均粘合性能。
与基于树脂I的粘合剂相比,基于Piccolyte HM106合成树脂和Regalite氢化烃树脂的粘合剂显示较高的横跨温度,且在低于45℃-50℃温度下的G′值明显较低。在基于Permalyn6110松香树脂的体系中也能发现较低的G′值。
由于具有明显低的tanδ峰值,树脂I体系显示粘合剂连续相的低移动性,它表示此体系本身的较高粘结强度。此外,与其他树脂相比,这些结果清楚表明了基于树脂I的热熔体系的优越的和最好的平衡粘合性能。
表1
氢化度的影响
(S-I-S聚合物:EuropreneSol T 193B)
供料:部分氢化的芳族C9树脂样品 A B C D DMDSP(℃) 105.4 105.9 106.4 106.0 106.8R&B spt(℃) 98.6 99.0 99.5 99.1 99.9UV-alpha 268nm 1.03 1.99 3.17 4.02 5.06MMAP (℃) 70 61 51 40 30DACP (℃) 30 14 -2 -18 -24Color(Gardner) 0.1 0.1 0.3 1.1 2.6---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 30.4 33.3 10.0 2.6 #对PE(23℃) 6.3 7.0 1.1 0.1 #环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 45.4 38.5 12.2 0 #对PE(23℃) 20.2 6.9 3.0 0针入值 105 98 65 23 11(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 2,142 6,926 18,192 >20,000 #(40℃,2.5kg) 106.5 247.2 301.2 118.8 #(70℃,0.5kg) 96 51 23 27 #对PE剪切(分) 2,585 2,080 9,323 7,457 #(40℃,1kg)SAFT(0.5kg,℃) 83 78 72 71 #粘度(mPa.s),于:180℃ 1,890 2,060 2,150 2,240 2,180160℃ 4,050 4,100 4,550 4,590 4,410140℃ 13,800 10,700 11,250 11,280 11,300120℃ 57,000 39,600 37, 850 39,800 40,200#不涂粘合剂,不能像带一样进行检测,因为粘合剂组合物太硬以及在室温下不足以粘接。
表2
五种不同树脂的粘合性能
(S-I-S聚合物:KratonD-KX 602CS)增粘树脂R101 Regalite Regalite Regalilte 树脂I ECR
S101 S260 179AR&B软化点(℃) 98.9 99.1 100.4 102.8 101.5UV-alpha 268nm 0.35 0.68 2.30 2.87 1.66MMAP(℃) 79 73 66 54 49DACP(℃) 42 38 17 2 33
---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 32.8 34.3 36.2 17.3 33.6对PE(23℃) 7.8 6.9 7.0 4.1 9.1环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 43.2 43.2 21.1 17.8 23.0对PE(23℃) 12.1 9.0 7.8 1.4 11.4针入值 104 102 97 73 97(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 2,406 2,521 >81.500 >88,000 8,202(40℃,2.5kg) 137 125 269 651 145(45℃,1.0kg) 2,459 6,237 >50,000 33,201 12,515(50℃,1.0kg) 1,466 1,834 10,574 975 676(60℃,0.5kg) 7,953 >20,000 1,562 206 132(70℃,0.5kg) 290 206 62 37 31对PE剪切(分) 4,304 10,855 39,617 44,664 41,000(40℃,1kg)SAFT(0.5kg,℃) 88 86 80 77 70R&B软化点 (℃) 108.4 103.8 94.1 90.1 90.4(粘合剂的)粘度(mPa.s),于:180℃ 2,020 2,050 2,290 2,280 2,580160℃ 4,350 4,360 4,730 4,850 5,040140℃ 13,900 12,540 12,980 13,000 12,360120℃ 126,000 76,400 49,400 46,500 38,500
表3
四种不同树脂的粘合性能
(S-I-S聚合物:EuropreneSol T 193B)增粘树脂R101 Regalite Regalite Regalite 树脂I
S101 S260R&B软化点(℃) 300.5 101.0 101.7 102.8UV-alpha 268nm 0.32 0.65 2.29 2.87MMAP (℃) 80 74 61 54DACP (℃) 47 38 18 2
---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 26.5 29.8 23.4 6.5对PE(23℃) 6.4 6.6 4.2 0.9环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 53.0 28.3 31.2 8.6对PE(23℃) 1.8 2.4 6.1 0.2针入值 - - 85 69(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 3,480 3,530 >10,000 >10,000(40℃,2.5kg) 94 92 377 225(70℃,0.5kg) 264 149 57 45对PE剪切(分) - - 4,309 6,699(40℃,1kg)SAFT(0.5kg,℃) 83 85 78 73粘度(mPa.s),于:180℃ 2,080 2,130 2,290 1,990160℃ 4,540 4,420 4,800 4,320140℃ 19,250 13,860 13,300 11,000120℃ 218,800 110,600 47,100 38,700
表4
喷涂基于四种不同树脂的组合物的涂敷数据
(S-I-S聚合物:Kraton D-KX 602CS)增粘树脂S101 Regalite Regalite 树脂I 样品F
S260
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 3.5MMAP (℃) 76 66 54 47DACP (℃) 39 17 2 -4
---------------------------------------------螺旋喷涂键合强度:剥离粘合(PE-无纺布,N/25mm)剥离平均值 4.1 4.8 5.8 5.1剥离最大值 6.0 7.4 >9 7.8注释 15%FT/NW 5%FT/NW 总数 10%FT/NW
85%AF/NW 95%AF/PE 基片 45%AF/NW
失效 45%AF/PEFT/NW=纤维自无纺布撕开AF/NW=粘合自无纺布失效AF/PE=粘合自聚乙烯失效R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 3.5MMAP(℃) 76 66 54 47DACP(℃) 39 17 2 -4
---------------------------------------------在Lycra上螺旋喷涂弹性保留(以%计)(抗蠕变性PE-Lyera-无纺布300%)(40℃,1小时) 80 89 93 95(40℃,2小时) 72 81 89 91(40℃,3小时) 65 74 87 90(40℃,4小时) 61 68 86 88在胶乳上螺旋喷涂弹性保留(以%计)(抗蠕变性PE-胶乳-无纺布200%)(40℃,1小时) 71 76 81 85(40℃,2小时) 66 73 80 82(40℃,3小时) 62 73 79 80(40℃,4小时) 60 72 79 80在胶乳上螺旋喷涂弹性保留(以%计)(抗蠕变性PE-胶乳-无纺布300%)(40℃,1小时) 42 59 71 74(40℃,2小时) 41 52 70 72(40℃,3小时) 40 49 69 71(40℃,4小时) 40 46 68 71
表5
五种不同树脂的粘合性能
(S-I-S聚合物:EuropreneSol T 193B)增粘树脂S260 Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn ECR
HM 106 6110 368LC
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 101.7 102.8 107.1 101.8 102.1UV-alpha 268nm 2.29 2.87 1.83 1.69 -MMAP (℃) 61 54 53 3 62DACP (℃) 18 3 10 -97 17剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 23.4 6.5 38.2 34.1 33.5对PE(23℃) 4.2 0.9 1.2 0.9 8.3环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 31.2 8.6 30.1 35.2 53.1对PE(23℃) 6.1 0.2 1.0 1.5 1.8针入值 85 69 81 97 -(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) >10,000 >10,000 4,723 5,274 4,051(40℃,2.5kg) 377 225 184 92 90(70℃,0.5kg) 57 45 69 23 91对PE剪切(分) 4,309 6,699 6,729 5,486 -(40℃,1kg)SAFT(0.5kg,℃) 78 73 78 65 78粘度(mPa.s),于:180℃ 2,290 1,190 2,590 1,720 2,270160℃ 4,800 4,320 5,150 3,340 4,740140℃ 13,300 11,000 13,600 7,740 12,700120℃ 47,100 38,700 61,400 23,650 74,000
表6
在四种不同S-I-S共聚物中两种不同树脂的粘合性能增粘树脂S260 Regalite 树脂I Regalite 树脂I
S260
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 100.4 102.8 100.4 102.8UV-alpha 268nm 2.30 2.87 2.30 2.87MMAP (℃) 66 54 66 54DACP (℃) 17 2 17 2
---------------------------------------------聚合物: Europrene Sol TE 9407 Kraton D-KX602cs
(35%苯乙烯) (23%苯乙烯)环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 24.2 4.8 21.1 17.8针入值 - 55 97 73(23℃,dmm)对钢剪切(分)(70℃,0.5kg) 247 41 62 37SAFT(0.5kg,℃) 85 77 78 74粘度 160℃ 3,080 2,900 4,730 4,850(mPa.s)140℃ 9,900 8,900 12,900 13,000于: 120℃ 62,000 39,300 49,400 46,500---------------------------------------------聚合物: Vector4211 Vector4411
(29%苯乙烯) (44%苯乙烯)环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 19.4 7.0 2.6 0.1针入值 - 63 - 27(23℃,dmm)对钢剪切(分)(70℃,0.5kg) 143 19 620 88SAFT(0.5kg,℃) 82 75 87 81粘度 160℃ 3,870 4,020 2,425 2,550(mPa.s)140℃ 11,100 10,600 7,960 7,840于: 120℃ 52,600 42,900 54,000 39,600
表7
五种不同树脂的流变学数据
(S-I-S聚合物:KratonD-KX 602CS)
Regalite Regalite Regalite 树脂I ECR增粘树脂R101 S101 S260 179A
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 98.9 99.1 100.4 102.8 101.5UV-alpha 268nm 0.35 0.68 2.30 2.87 1.66MMAP(℃) 79 73 66 54 49DACP(℃) 42 38 17 2 33
---------------------------------------------tanδ峰温度(℃) 20.2 21.2 22.2 26.7 21.9值4.78 4.68 3.79 2.56 3.91G′于23℃(kPa) 99.2 107.0 156.0 450.0 126.0G′于38℃(kPa) 34.1 34.2 41.5 62.0 37.0G′于49℃(kPa) 26.4 26.4 31.2 40.0 28.1G′于70℃(kPa) 23.0 22.6 23.9 24.5 20.9横跨温度(℃) 106.5 102.8 92.4 87.3 85.3
表8
五种不同树脂的流变学数据
(S-I-S聚合物:EuropreneSol T 193B)
Regalite 树脂I Regalite Permalyn ECR增粘树脂S260 HM 106 6110 368LC
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 101.7 102.8 107.1 101.8 102.1UV-alpha 268nm 2.29 2.87 1.83 1.69 -MMAP(℃) 61 54 53 3 62DACP(℃) 18 2 10 -97 17
---------------------------------------------tanδ峰温度(℃) 22.9 28.4 25.5 26.5 20.9值3.91 2.53 4.51 4.57 4.86c′于23℃(kPa) 210.5 602.0 126.9 34.3 109.7c′于38℃(kPa) 44.8 70.1 40.3 25.5 36.3c′于49℃(kPa) 33.4 39.2 28.4 22.9 27.9c′于70℃(kPa) 24.6 22.4 21.3 11.7 21.6横跨温度(℃) 93.0 88.2 97.6 79.1 97.1
表9
五种不同树脂的粘合性能
(S-B-S聚合物:Stereon840A)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM 106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97
---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 20.8 21.2 15.6 27.6 20.5对PE(23℃) 3.2 9.6 8.7 10.1 9.1环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 17.3 35.1 30.6 35.1 29.9对PE(23℃) 4.8 16.9 15.3 11.2 8.2针入度(23℃,dmm) 133 121 105 127 126对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 413 533 670 700 524(40℃,2.5kg) 28 43 64 90 46(70℃,0.5kg) 19 37 37 50 30对PE剪切(分)(40℃,1kg) 238 224 593 1,736 575SAFT(0.5kg,℃) 57 71 70 73 67粘度(mPa.s),于:180℃ 1,930 1,880 1,910 2,190 1,810160℃ 3,780 3,470 3,620 4,500 3,340140℃ 12,040 8,550 8,150 14,000 7,160120℃ 82,600 31,100 26,350 59,800 19,050
表10
四种不同树脂的粘合性能
(S-V-S聚合物:Stereon857A)
Regalite Regalite Regalite 树脂I增粘树脂S101 S101 S260
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 101.5 102.6 102.3 102.8UV-alpha 268nm 0.30 0.66 2.16 2.87MMAP(℃) 81 76 66 54DACP(℃) 44 39 17 2
---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 23.1 27.3 17.2 7.9对PE(23℃) 1.1 2.3 1.7 0.8环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 21.5 32.7 8.9 4.1对PE(23℃) 10.8 11.0 7.0 1.3针入度(23℃,dmm) 106 113 101 80对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 1,664 2,870 4,515 3,428(40℃,2.5kg) 90 163 277 318(70℃,0.5kg) 34 48 72 56对PE剪切(分)(40℃,1kg) 3,471 3,320 1,891 8,387SAFT(0.5kg,℃)76 78 83 79粘度(mPa.s),于:180℃ 1,140 1,090 1,160 1,100160℃ 3,140 2,520 2,220 2,100140℃ 21,200 11,650 6,680 5,580120℃ 340,000 145,400 36,800 25,200
表11
四种不同树脂的粘合性能
(S-B-S聚合物:EuropreneSol TE 6414)
Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S260 HM 106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 66 54 53 3DACP(℃) 17 2 10 -97剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 13.6 13.0 21.5 18.7对PE(23℃) 9.0 7.5 4.0 7.9环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 23.7 21.5 20.4 28.6对PE(23℃) 24.2 12.8 7.6 9.2针入度(23℃,dmm) 80 74 86 89对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 794 7,247 4,264 10,153(40℃,2.5kg) 64 291 344 170(70℃,0.5kg) 47 39 72 23对PE剪切(分)(40℃,1kg) 749 911 2,968 716SAFT(0.5kg,℃) 78 77 80 75粘度(mPa.s),于:180℃ 1,120 1,210 1,320 1,120160℃ 2,240 2,330 2,660 2,130140℃ 5,080 5,530 6,730 4,880120℃ 18,750 18,350 30,750 13,920
表12
在四种不同S-B-S共聚物中两种不树脂的粘合性能
Regalite 树脂I Regalite 树脂I增粘树脂S260 S260
----------------------------------------R&B软化点(℃) 100.4 102.8 100.4 102.8UV-alpha 268nm 2.30 2.87 2.30 2.87MMAP(℃) 66 54 66 54DACP(℃) 17 2 17 2聚合物: Europrene Sol TE 6414 Finaprene602
(40%苯乙烯) (40%苯乙烯)
---------------------------------------------环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 26.5 23.0 33.7 23.6对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 412 3,464 516 3,111(40℃,2.5kg) 48 174 45 504(70℃,0.5kg) 50 12 15 27SAFT(0.5kg,℃) 75 74 74 69粘度 160℃ 2,225 2,460 3,140 3,420(mpa.s)140℃ 5,430 5,840 8,890 8,470于: 120℃ 21,400 20,400 38,000 30,600
---------------------------------------------聚合物: Vector4261 Vector4461
(29%苯乙烯) (43%苯乙烯)
---------------------------------------------环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 23.9 18.7 25.5 23.2对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 3,464 >10,000 547 >10,000(40℃,2.5kg) 47 53 25 305(70℃,0.5kg) 15 4 18 6SAFT(0.5kg,℃) 72 69 72 73粘度 160℃ 5,740 6,210 2,620 2,870(mPa.s)140℃ 12,880 14,200 6,680 6,850于: 120℃ 38,400 40,600 24,850 24,500
表13
五种不同树脂的流变学数据
(S-B-S聚合物:Stereon840A)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97tanδ峰温度(℃) 13.3 8.2 11.2 11.8 12.1值3.31 4.13 2.87 4.10 4.11G′于23℃(kPa) 52.2 41.8 65.0 48.3 45.0G′于38℃(kPa) 22.2 27.9 35.6 25.8 26.6G′于49℃(kPa) 17.9 23.4 27.4 21.2 20.9G′于70℃(kPa) 13.6 15.4 15.2 14.9 10.5横跨温度(℃) 104.1 91.9 85.4 99.7 81.2
表14
五种不同树脂的流变学数据
(S-B-S聚合物:EuropreneSol T 168)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97tanδ峰温度 (℃) 16.7 11.3 14.9 14.6 15.2值3.51 3.87 2.31 4.14 3.67G′于23℃(kPa) 75.0 58.3 125.0 65.6 74.0G′于38℃(kPa) 27.5 35.3 48.5 30.9 37.0G′于49℃(kPa) 22.4 30.4 35.6 26.3 29.0G′于70℃(kPa) 19.9 23.7 22.1 22.2 16.7横跨温度(℃) 105.3 91.2 87.2 99.2 82.3
表15
五种不同树脂的流变学数据
(S-B-S聚合物:Finaprene417)
Regalite Recalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97tanδ峰温度 (℃) 9.5 5.8 6.9 8.5 9.1值2.62 3.27 2.42 3.31 2.80G′于23℃(kPa) 77.6 76.0 96.7 73.4 89.4G′于38℃(kPa) 48.5 61.0 66.5 51.0 60.7G′于49℃(kPa) 43.6 54.1 56.2 44.9 49.8G′于70℃(kPa) 32.5 33.2 30.0 29.6 20.9横跨温度(℃) 95.6 85.6 80.7 90.5 74.7
表16
五种不同树脂的流变学数据
(S-V-S聚合物:Stereon857)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97
------------------------------------------tanδ峰温度(℃) 17.3 17.1 21.4 19.9 21.5值4.67 4.08 2.43 4.76 4.47c′于23℃(kPa) 61.5 86.7 250.0 95.8 108.6c′于38℃(kPa) 21.4 32.4 54.4 26.5 31.8c′于49℃(kPa) 17.2 24.6 34.7 19.1 22.5c′于70℃(kPa) 14.0 17.7 19.1 14.1 13.5横跨温度(℃) 1126 99.2 92.4 105.2 89.7实施例17-21母炼胶评估
在表17-21中,表示了与基于几个市场供应的,官能度较低、相等或较高的增粘树脂的体系相比,基于S-B-S粘合剂的树脂I针入度和粘度的检测结果。在基于5种不同S-B-S共聚物的粘合剂中比较了5种不同树脂。实施例1-16的粘合剂组合物已全部分开用Z浆混合器进行混合。在Z浆混合器中高温掺合期间,产生相当高的剪切力,后者会使苯乙烯嵌段共聚物产生有限的裂解。然而,应该了解,因聚合物裂解引起的粘合性能差异通常很小。不过,为减少因在粘合剂组合物混合期间聚合物不同程度裂解所引起的粘合性能的可能微小差异,可首先将聚合物和增塑油组份单独混合到一起。这种聚合物/油掺合物通常称作母炼胶。为制成粘合剂组合物,随后将增粘树脂用低剪切混合设备,在明显低的温度下进行掺合。在这种制法中,由特别母炼胶制的最终粘合剂组合物均将具有相等程度的聚合物裂解。在这种情况下,标准S-B-S粘合剂配制物用于评估实施例17-21的粘合剂组合物,母炼胶包含100份S-B-S共聚物,80份Ondina7047增塑油,及2份Irganox1010稳定剂。如上所指出的,随后用低剪切混合设备将220份增粘树脂加至该组合物中。
从检测结果,人们得出结论:虽然基于Piccolyte HM 106合成树脂和Permalyn6110松香酯的体系,与树脂I相比,分别显示相似的或更高的官能度,但基于树脂I的组合物在低温和高温均清楚表明了优越的粘合性能。
由于其独特化学结构,树脂I比起大多数其他树脂来,更能延迟聚合物苯乙烯端嵌段的有序-无序转变,但Permalyn 6110松香酯组合物例外。基于RegaliteS101氢化烃树脂和Piccolyte HM 106合成树脂的组合物在120℃大多数显示太高的粘度,以致不能保证好的润湿性。基于Permalyn 6110松香酯的体系显示低粘度和高温下的优越润湿性,但与基于树脂I的粘合剂相比,它在低于45℃-50℃温度的粘结性能较差。这一点从基于Permalyn6110松香酯的组合物的高针入值已清楚表明,它表明较软粘合剂具有较低的粘结强度。在这方面,在所有5种S-B-S共聚物中,树脂I显示最低针入度值。树脂I组合物的优越粘结强度被很完美地表示了,对于根据母炼胶法制的组合物树脂I也提供最好的平衡粘合性能。
表17
五种不同树脂的母炼胶性能
(S-B-S聚合物:EuropreneSol T 168)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97针入度(23℃,dmm) 95 98 87 108 99粘度(mPa.s)于:180℃ 2,930 2,780 2,910 3,260 3,500160℃ 5,810 5,360 5,620 6,480 6,380140℃ 17,620 13,600 12,850 19,200 14,350120℃ 121,400 51,200 43,100 93,000 39,000
表18
五种不同树脂的母炼胶性能
(S-B-S聚合物:Stereon840A)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HMl06 6110
-------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107-1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97
--------------------------------------------针入度(23℃,dmm) 93 103 91 112 119粘度(mPa.s)于:180℃ 1,910 1,950 1,900 2,290 1,940160℃ 3,740 3,800 3,620 5,000 3,830140℃ 11,220 8,800 8,620 12,500 8,320120℃ 75,800 32,650 27,800 60,300 24,150
表19
五种不同树脂的母炼胶性能
(S-B-S聚合物:Finaprene417)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97针入度(23℃,dmm) 86 73 66 84 81粘度(mPa.s)于:180℃ 3,420 3,220 3,640 3,750 3,950160℃ 5,780 5,920 6,850 6,750 6,810140℃ 15,100 14,350 15,550 16,100 16,100120℃ 61,800 40,350 46,000 47,400 40,250
表20
五种不同树脂的母炼胶性能
(S-B-S聚合物:Vector4261)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97针入度(23℃,dmm) 97 85 79 89 97粘度(mPa.s)于:180℃ 2,860 3,380 3,340 3,400 3,330160℃ 5,320 5,880 6,100 6,370 6,180140℃ 12,350 15,250 13,020 14,000 13,000120℃ 46,200 38,700 37,350 44,000 33,250
表21
五种不同树脂的母炼胶性能
(S-B-S聚合物:Vector4461)
Regalite Regalite 树脂I Piccolyte Permalyn增粘树脂S101 S260 HM106 6110
---------------------------------------------R&B软化点(℃) 102.6 102.3 102.8 107.1 101.8UV-alpha 268nm 0.66 2.16 2.87 1.83 1.69MMAP(℃) 76 66 54 53 3DACP(℃) 39 17 2 10 -97
---------------------------------------------针入度(23℃,dmm) 79 74 58 77 80粘度(mPa.s)于:180℃ 1,360 1,370 1,480 1,840 1,460160℃ 2,650 2,700 2,890 3,620 3,080140℃ 7,450 6,930 7,320 9,620 6,850120℃ 48,400 25,350 24,200 38,750 22,000
用芳族树脂调整粘合剂粘度
在本发明的另一优选具体实施中,描述了使用芳族烃树脂末降低基于苯乙烯嵌段共聚物例如(但不限于)S-I-S,S-B-S,S-V-S和(S-B)n嵌段共聚物(包括它们的混合物,也包括它们的改性和/或氢化衍生物)的热熔粘合剂的粘度。这一点参考实施例22和23可以见到。
在为了降低基于各种苯乙烯嵌段共聚物的组合物的粘合剂粘度的尝试中,将端嵌段相容树脂例如Kristalex合成烃树脂与相同物相掺合。人们发现,这种树脂占优势地与苯乙烯共聚物的端嵌段反应,因而延迟聚合物端嵌段的有序-无序转变,而这将导致较低的粘合剂粘度。
在这一单独具体实施中,优选的端嵌段相容增粘树脂包括:(a)芳族石油烃;和(b)极性的或非极性的改性芳族石油烃树脂例如芳族石油烃树脂与乙烯基单体或其混合物的共聚物和三聚物,这些乙烯基单体或其混合物例如是:乙烯基芳烃,乙烯基吡啶,卤乙稀,和羧酸乙烯酯,特别包括那些苯系列的单乙烯芳烃例如苯乙烯,乙烯基甲苯,α-甲基苯乙烯,乙烯基二甲苯,乙基乙烯基甲苯,以及双环单乙烯基化合物例如乙烯基萘等等,以及丙烯酸单体例如丙烯腈,甲基丙烯腈,丙烯酸的酯类,等等。其他改性成份可来自α-烯烃类,烯化氧类,缩醛类,氨酯类,天然松香类,酚类,等等。
对某些配方来说,可能需要两种或多种上述端嵌段相容树脂的混合物。特别优选的是苯乙烯,乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯的共聚物和三聚物。
为了最适于本发明目的,本发明端嵌段相容树脂应优选具有:(a)环球软化点为50℃-150℃,更优选为60℃-130℃,最优选为70℃-120℃;(b)MMAP浊点为20℃或低些,更优选为10℃或低些;(c)DACP浊点为0℃或低些,更优选为-20℃或低些,最优选为-40℃或低些;及(d)Mz值为15,000道尔顿或小些,更优选为10,000道尔顿或小些,最优选为5,000道尔顿或小些
更具体地说,本发明的优选粘度调节芳族树脂具有下列性能:(a)R&B软化点为60℃-130℃;(b)MMAP浊点为10℃或低些;(c)DACP浊点为低于-20℃;及(d)Mz值为10,000道尔顿或小些。
本发明的甚至更优选粘度控制芳族树脂具有下列性质:(a)R&B软化点为70℃-120℃;(b)MMAP浊点为10℃或低些;(c)DACP浊点为低于-40℃;及(d)Mz值为5,000道尔顿或小些。
用于本发明热熔粘合剂组合物的特别优选的端嵌段相容树脂例子具有下述典型性能:
R&B软化点(℃): 100
MMAP (℃): 2
DACP (℃): -70
Mn(道尔顿) : 800
Mw(道尔顿) : 1300
Mz(道尔顿) : 2100
应该明白,不把这些端嵌段相容树脂设计成端嵌段增强树脂。端嵌段增强树脂,即高软化点和/或高分子量芳烃树脂,例如Endex155烃树脂或Kristalex3115烃树脂通常不延迟苯乙烯嵌段共聚物的有序-无序转变,实施例22和23的结果清楚表明,掺和这种端嵌段增强树脂的热熔粘合剂具有不期望高粘度的明显缺点,这将降低体系的润湿性和露置时间,因而使这些体系不适用于喷涂。当此体系与低分子量端嵌段相容树脂掺合时,则能观察到粘度降低。然而,与低分子量端嵌段相容树脂例如Kristalex烃树脂即特别是环球软化点低于115℃的那些树脂掺合,也出现苯乙烯嵌段共聚物的端嵌段区域结构变软,这导致粘合剂在环境温度或高温下的明显低粘结强度。因为这对于热熔粘合剂的最终性能通常是不期望的,因此认为加入这种低软化点端嵌段相容树脂是不好的,因而仅当粘合剂粘结强度已更合适时才考虑如此做。
然而,应该明白,本发明的热熔粘合剂体系显示优越粘合性能,因为它们具有足够的粘结性。这一点被基于树脂工作为唯一树脂的体系在23℃和40℃下的较低粘度及较高剪切值清楚说明了。这种树脂对基于S-I-S热熔结构粘合剂的粘合性能和流变行为的影响用下面的实施例22-25进一步说明。
实施例22和23
表22和23说明掺和各种端嵌段相容芳烃树脂对基于KratonD-KX602 CS作为唯一聚合物和用RegaliteR101氢化烃树脂或树脂I进行增粘的热熔粘合剂体系粘合性能的影响。结果清楚表明,环球软化点低于115℃,Mz值最大为3,000的Kristalex烃树脂可以延迟共聚物的苯乙烯端嵌段的有序-无序转变。这一影响被掺有这种低软化点端嵌段相容树脂的体系的较低SAFT值,在70℃下的较低剪切值和在120℃下的通常低粘度说明了。上述的不同对于基于具有低软化点Kristalex烃树脂的体系甚至变得更明显了。
表22
用芳族树脂掺和的效果
(S-I-S聚合物:KratonD-KX 602CS)基本树脂:225份(90%)/掺合树脂:25份(10%)
--------------------------------------------树脂掺合: 100/0 90/10 90/10 90/10 90/10基本树脂: 树脂I Regalite 树脂I Regalite 树脂I
R101 R101
--------------------------------------------掺合树脂: 不掺合 Endex Endex Kristalex Kristalex
(250份) 155 155 F100 F100R&B软化点(℃) - 155.3 155.3 98.7 98.7MMAP (℃) - 14 14 1 1DACP (℃) - -7 -7 -73 -73Mz(道尔顿) - 12,000 12,000 2,250 2,250
---------------------------------------------剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 17.3 35.8 5.0 34.7 8.5对PE(23℃) 4.1 8.2 0.3 9.2 1.0环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 17.8 46.4 1.3 49.5 13.9对PE(23℃) 1.4 22.7 0.3 19.1 1.6针入值 73 99 29 112 50(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) >88,000 25,537 >88,000 4,744 78,421(40℃,2.5kg) 651 231 72 173 338(45℃,1.0kg) 33,201 33,777 >50,000 14,679 12,894(50℃,1.0kg) 975 7,792 4,707 1,601 568(60℃,0.5kg) 206 >20,000 1,935 15,017 135(70℃,0.5kg) 37 669 54 159 22R&B软化点(℃) - 155.3 155.3 98.7 98.7MMAP(℃) - 14 14 1 1DACP(℃) - -7 -7 -73 -73Mz(道尔顿) - 12,000 12,000 2,250 2,250-----------------------------------------------对PE剪切(分)(40℃,1kg) 44,644 >70,000 59,958 5,283 53,126SAFT(0.5kg,℃) 77 90 79 84 72粘度 180℃ 2,280 2,460 2,900 1,860 2,550(mpa.s) 160℃ 4,850 5,620 6,020 3,840 4,840于: 140℃ 13,000 21,100 20,000 11,800 13,250
120℃ 46,500 208,800 70,600 73,700 48,200
表23
用芳族树脂掺和的效果
(S-I-S聚合物:KratonD-KX 602CS)基本树脂:Regalite R R101-225份(90%)/掺合树脂:25份(10%)
---------------------------------------------树脂掺合: 100/0 90/10 90/10 90/10 90/10
---------------------------------------------掺合树脂: 不掺合 Kristalex Kristalex Kristalex Kristalex
(250份) 3115 F100 F85 3070R&B软化点(℃) - 118.2 98.7 86.0 76.3MMAP(℃) - 4 1 0 1DACP(℃) - -49 -73 -88 -112Mz(道尔顿) - 3,265 2,250 1,660 1,171剥离粘合(N/25mm)对钢(23℃) 32.8 31.7 34.7 31.6 32.5对PE(23℃) 7.8 8.5 9.2 9.0 12.7环粘结(N/25mm)对钢(23℃) 43.2 52.0 49.5 48.0 47.8对PE(23℃) 12.1 19.1 19.1 14.0 16.4针入度 104 101 112 105 108(23℃,dmm)对钢剪切(分)(23℃,2.5kg) 2,406 8,383 4,744 3,358 2,688(40℃,2.5kg) 137 144 173 109 91(45℃,1.0kg) 2,459 28,988 14,679 39,171 4,943(50℃,1.0kg) 1,466 3,802 1,601 2,645 2,454(60℃,0.5kg) 7,953 >20,000 15,017 3,409 2,514(70℃,0.5kg) 290 390 159 62 92R&B软化点(℃) - 118.2 98.7 86.0 76.3MMAP(℃) - 4 1 0 1DACP(℃) - -49 -73 -88 -112Mz(道尔顿) - 3,265 2,250 1,660 1,171对PE剪切(分)(40℃,1kg) 4,304 10,671 5,283 5,185 2,330SAFT(0.5kg,℃) 88 86 84 80 81SAFT(0.5kg,℃) 88 86 84 80 81粘度(mPa.s),于:180℃ 2,020 2,400 1,860 1,920 1,940160℃ 4,350 4,820 3,840 3,840 3,790140℃ 13,900 15,000 11,800 12,450 11,200120℃ 126,000 136,000 73,700 73,600 67,800
实施例24-25
流变性评估
表24和25说明了掺和各种端嵌段相容芳烃树脂对表22和23的用RegaliteR101氢化烃树脂或树脂I增粘的S-I-S热熔粘合剂体系流变学行为的影响。
结果清楚表明,环球软化点低于115℃的Kristaler烃树脂可以延迟聚合物苯乙烯端嵌段的有序-无序转变。
然而,基于环球软化点低于115℃的RegaliteR101氢化烃树脂与Kristalex烃树脂的掺合物的粘合剂不能导致根据本发明的可接受的横跨温度。与特别是基于树脂I的粘合剂相比,它们在低于45℃-50℃下的G′值也明显低些。此外,基于树脂I的组合物产生较低的横跨温度和较低的tanδ峰值。
另一方面,与KristalexF100烃树脂及Endex155树脂相配合的树脂I体系,产生良好的tanδ峰值和较高tanδ峰温度,这表明这一树脂的较低中嵌段相容性,即粘合剂连续相的低移动性,这显示此体系本身更高的粘结强度。此外,与其他体系相比,这些结果清楚表明了基于树脂I作为唯一树脂的热熔体系的优越的和最好的平衡粘合性能。
表24
从表22的已掺合组合物的流变学数据基本树脂:225份(90%)/掺合树脂:25份(10%)
---------------------------------------------基本掺合: 树脂I Regalite 树脂I Regalite 树脂I
R101 R101掺合树脂: 不掺合 Endex Endex Kristalex Kristalex
(250份) 155 155 F100 F100
---------------------------------------------tanδ峰温度(℃) 26.7 19.3 35.5 18.7 27.5值 2.56 4.27 1.10 4.90 1.87G″于23℃(kPa) 450.0 94.0 3,000.0 78.0 810.0G″于38℃(kPa) 62.0 37.5 420.0 32.1 91.0G″于49℃(kPa) 40.0 30.9 140.0 26.3 48.2G″于70℃(kPa) 24.5 27.1 47.0 23.0 24.9横跨温度(℃) 87.3 107.5 92.3 101.6 86.5
表25
表23的已掺合组合物的流变学数据基本树脂: RegaliteR101-225份(90%)/掺合树脂-25份(10%)
---------------------------------------------树脂掺合: 100/0 90/10 90/10 90/10 90/10掺合树脂: 不掺合 Endex Endex Kristalex Kristalex
(250份) 3115 F100 F85 3070
---------------------------------------------tanδ峰温度(℃) 20.2 19.3 18.7 18.1 17.4值 4.78 4.57 4.90 4.83 4.83G″于23℃(kPa) 99.2 100.5 78.0 72.3 66.1G″于38℃(kPa) 34.1 37.4 32.0 31.5 31.4G″于49℃(kPa) 26.4 30.0 26.3 26.2 26.3G″于70℃(kPa) 23.0 27.5 23.0 22.9 22.9横跨温度(℃) 106.5 104.7 101.6 101.0 99.5材料与方法
缩写
在上述实施例和表中,用了下列的缩写:R&B spt. 环球软化点UV-α268nm 在268nm处的UV吸收MDSP(℃) Mettler滴落软化点MMAP(℃) 混合的甲基环己烷-苯胺浊点DACP(℃) 二丙酮醇浊点dmm 丝米(10-4米)SAFT 剪切粘合失效温度PE 聚乙烯BOPP 双轴拉伸聚丙烯膜PSTC 压敏胶带协会Mz 树脂的高分子级分(这里也称作Z均分子量)FINAT 纸和其他载体的粘合剂和热粘结剂的制造者和
加工者国际协会
实施例中的粘合剂的制法
在一个Werner & pfleiderer LUK 2,5K3,Z浆混合器中,于大约170℃的温度下,将粘合剂最多混合2小时,并用Nordson Meltex CL170实验室涂敷器涂敷在松驰的DOPP上,涂层重量为约40g/m2。将已涂的带子切成宽度5厘米的卷,并在23℃和50%相对湿度的气候室中贮存过夜。为测定螺旋喷涂粘合强度,不将粘合剂涂到松驰的BOPP上,而是用NordsonCF 1控制的成纤螺旋喷头喷到聚乙烯膜上,涂层重量为20g/m2。
为评估粘合性能,所有已涂的BOPP样品均主要根据PSTC带检测法,像带一样进行检测。为进行这种检测,粘合剂的粘合在温度为23℃及相对湿度为50%的气候室中进行。
按照上面总结的粘合剂组合物配方,进行下面的检测:
测定环球软化点的方法:
使用Walter Herzog R&B,MC-735型设备,按照ASTM D-36-70测定R&B软化点。
测定树脂MMAP浊点的方法:
采用修改的ASTM D-611-82方法,测定MMAP(混合的甲基环己烷浊点)。以在标准检测法中采用的庚烷取代甲基环己烷。此测定方法采用比例为1/2/1(5g/10ml/5ml)的树脂/苯胺/甲基环己烷,将此三种组份的热的清亮掺合物冷却至正好发生完全混浊,即测出此浊点。
测定树脂DACP浊点的方法:
采用修改的ASTM D-611-82方法,测定DACP(二丙酮醇浊点)。在这一方法中,用二甲苯与二丙酮醇的1∶1(体积比)掺合物代替标准检测法中所用的溶剂混合物。此测定方法采用比例为1/1/1(5g/5ml/5ml)的树脂/二甲苯/二丙酮醇,将此三种组份的热的清亮掺合物冷却至正好发生完全混浊,即测出浊点。
测定树脂分子量的方法
采用聚苯乙烯作为比较标准通过尺寸排斥色谱法及折射指数检测器测定分子量Mn,Mw,Mz及多分散性(=Mw/Mn)。为详尽起见,请参考小册子“Selection Guide for Hercules Hydrsocasbon Sesins”,1993年10月出版,No.25.029 E2,第14,15和20页。
测定树脂颜色及颜色稳定性的方法:
为测定Gardner颜色,将树脂与试剂级甲苯在室温下以1∶1掺合(5g/ml)进行混合,直至所有树脂均溶解为止。使用Dr.Lange LICO 200仪,用分光光度法测定此颜色,按照同样方法测定树脂的颜色稳定性,即在树脂被溶解于甲苯之前,将它贮存在温度为175℃的空气循环炉中24小时。
测定树脂的UV-α268nm值的方法
树脂在268nm处的紫外吸收(这里缩写为UVα268nm)用Beckman DU-40分光光度计进行测定。将约50mg树脂样品溶在试剂级环己烷中并稀释至50ml烧瓶的刻度。在1个1cm石英小池中分别在268nm和400nm波长处测定树脂溶液的UV吸收,测定作为参比样品的试剂及环己烷。
计算:
UV-α268nm=(Ext268nm-Ext400nm)/(树脂重×20)
测定粘合剂组合物剪切粘合
失效温度(SAFT)的方法
按照与PSTC-7剪切检测法,以相同的形式以℃测定剪切粘度失效温度(SAFT),尽管在这一情况下,不在恒温下测定样品的剪切粘合性能和以分钟的形式进行测量,但要测定发生剪切粘合失效时的温度。为测定SAFT温度,将开始时为30℃的炉温以每分钟0.37℃的恒定速率升温。
检测在机械对流循环炉中进行。在这方面,每个样品重复两个进行检测,报出平均值。
测定粘合剂组合物针入度值的方法
这是每个粘合剂材料硬度的检测。概括地说,是将每种按上述配制的粘合剂材料样品,暴露于负载有200g负荷的针之下。将此针及所附的200g重物放到每一粘合剂的表面之上,然后在大约5秒的检测期间让针自由落下。
然后测定此针的针入深度并以丝米(dmm)表示。硬度检测在温度为23℃,相对湿度为50%的气候室中进行。硬度检测按照ASTM方法D-5,但改为200克重而进行。
检测粘合剂组合物的PE-无纺布螺旋
喷涂粘结强度和耐螺旋喷涂高温的方法:
在这两种检测中,将螺旋喷涂头安在Nordson热熔粘合剂涂敷器上。在约160℃的涂敷温度下通过一个0.025″喷嘴把被检测的粘合剂进行涂敷。此外,在涂敷此粘合剂时,使用在喷嘴内被加热到约160℃的空气源。然后将被检测的粘合剂喷涂到聚乙烯基片上,并在约0.5秒的露置时间之后把粘合剂与无纺布基片合并。在这一过程之后,把此叠层物在钢板和橡胶辊之间进行挤压,此叠层接受的压力为约1.5巴。所施加的程度约为每平方米20克。在这过程之后,将此叠层结构用一个Instron张力检测仪在十字头速度为5厘米/分钟下进行180°剥离,并用100克重物,在40℃下于一个机械通风循环炉中进行检测。在这方面,每一叠层物重复六个进行检测,以平均值报导。
测定用螺旋喷涂热熔粘合剂
构成的弹性连接的百分弹性
保留或蠕变性能的方法
再次将螺旋喷涂头安在Nordson热熔粘合剂涂布器上。在约160℃的涂布温度下将被检测的粘合剂通过一个0.025″喷嘴进行涂布。此外,在涂布粘合剂时,使用在喷嘴内被加热到约160℃的空气源。然后,将被检测的粘合剂喷在已用聚乙烯基片封底的四股弹性体上。在露置时间为约0.3秒后,将弹性体在聚乙烯基片与无纺布之间进行挤压。在前述的包括钢和橡胶的压辊之间将叠层物进行挤压。叠层物受到1.5巴的挤压。附加上的量是20克/米2。先将弹性体拉伸到300%(Lycra)或200%和300%(胶乳)。在这一些步骤后,测定叠层物抗蠕变性。在此检测中,切割出长25cm的叠层结构片,而此叠层结构先前已拉伸到聚乙烯基片的原长。切割之后,再将叠层结构拉伸到原长,然后贴到瓦楞材料片材例如纸板或类似物上。之后,将无纺材料和弹性带均以45°角进行切割,但不切及聚乙烯基片,以获得长20cm的已拉伸和已粘结的叠层结构。然后将该组件放入40℃的机械通风循环炉中。在此步骤之后,在60,120,180和240分的间隔内,测定粘结长度及以原长的%表示的分层数。在这方面,检测每一叠层的六个同样样品,报出平均值。独立地将每一叠层的三个同样样品,贮存在温度23℃,相对温度50%的气候室中,然后测其分层的平均数。
测定粘合剂组合物剥离强度的方法
按PSTC-1检测法测定剥离强度
测定粘合剂组合物环状粘接的方法
按FINAT-9检测法测定环状粘接。
测定粘合剂组合物剪切强度的方法
按PSTC-7检测法测定剪切强度
测定粘合剂粘度的方法
采用通常方法测定这一性质。在这方面,在不同温度例如120℃,140℃,160℃和180℃下测定每一粘合剂配制物的粘度,并以毫帕斯卡秒(mPa.s)表示之。
使用Brookfield Thermosel来测定粘度。按照ASTM方法D3236-73进行此粘度测定。
测定粘合剂组合物DMA性质的方法
用流变力学谱仪(RDS-II),使用间距2mm的8mm环形平行板,在-60℃~140℃的温度范围测定粘合剂组合物的动力学模数G′和G″。频率保持固定在10弧度/秒。把应力保持足够高以使变频器获得足够的力矩。
材 料
上述商标涉及的材料可更详述如下:
聚合物
KratonD-KX602CS,是Shell Chemical Company生产的线型聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯(S-I-S)三嵌段共聚物,其苯乙烯含量为23重量%,二嵌段(S-I)含量为20重量%。
EuropreneSol T 193B,是Enichem Chemical Co.生产的聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯(S-I-S)三嵌段共聚物,苯乙烯含量为25重量%,熔体流速为8克/10分钟。
EuropreneSol TE 9407,是Enichem Chemical Co.生产的聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯(S-I-S)三嵌段共聚物,苯乙烯含量为35重量%,熔体流速为8克/10分钟。
Vector4211,是Dexco Polymers供应的线型聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯(S-I-S)三嵌段共聚物,其苯乙烯含量为29重量%,熔体流速为12克/10分钟,二嵌段(S-I)量为0重量%。
Vector4411,是Dexco Polymers供应的线型聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物,其苯乙烯含量为44重量%,熔体流速为40克/10分钟,二嵌段(S-I)量为0重量%。
Stereon840A,是Firestone Synthetic Rubber & latex Company产的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B)n多嵌段共聚物,其苯乙烯含量为445重量%,熔体流速为11.5克/10分钟。
Stereon857,是Firestone Synthetic Rubber & latex Company产的聚苯乙烯-聚乙烯基丁二烯-聚苯乙烯(S-V-S)嵌段共聚物,其苯乙烯含量为44重量%,乙烯基含量57%,熔体流速为13克/10分钟。
EuropreneSol T 168,是Enichem Chemical Co生产的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)嵌段共聚物,其苯乙烯含量为44重量%,熔体流速为9克/10分钟。
EuropreneSol TE 6414,是Enichem Chemical Co生产的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)嵌段共聚物,其苯乙烯含量为40重量%,熔体流速为12克/10分钟。
Finaprene602,是Fina Oil & Chemical Company生产的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)径向嵌段共聚物,其苯乙稀含量为40重量%,熔体流速为8克/10分钟。
Finaprene417,是Fina Oil & Chemical Company生产的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)径向嵌段共聚物,其苯乙烯含量为29重量%。
Vector4261,是Dexco Polymers供应的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)嵌段共聚物,其苯乙烯含量为29重量%,熔体流速为40克/10分钟,双嵌段(S-B)量为0重量%。
Vector4461,是Dexco Polymers供应的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(S-B-S)三嵌段共聚物,其苯乙烯含量为43%,熔体流动速度为23克/10分钟,二嵌段(S-B)量为0重量%。
增粘树脂
ReqaliteR101氢化烃树脂,一种完全氢化的C9-芳族石油树脂,由HERCULES B.V.供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为75℃,DACP浊点为45℃,而Mz值为1200道尔顿。
ReqaliteS 101氢化烃树脂,一种部份氢化的C9-芳族石油树脂,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为100℃,MMP浊点为70℃,DACP浊点为35℃,而Mz值为1300道尔顿。
ReqaliteS260氢化烃树脂,一种部份氢化的C9芳族石油树脂,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为60℃,DACP浊点为17℃,而Mz值为1500道尔顿。
Permalyn6110松香酯,一种稳定化的脂松香的季戊四醇酯,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为3℃,DACP浊点为-97℃,而Mz值为1200道尔顿。
PiccolyteHM 106烃树脂,一种苯乙烯化聚萜树脂,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为105℃,MMAP浊点为53℃,DACP浊点为10℃,UVα为1.8-1.9,而Mz值为1500道尔道。
ECR368LC,一种氢化树脂,由Exxon Chemical Company供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为62℃,DACP浊点为17℃,而Mz值为2000道尔顿。
ECR179A.一种氢化树脂,由Exxon Chemical Company供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为50℃,DACP浊点为35℃,而Mz值为1600道尔顿。
其他改性树脂
Endex155合成烃树脂,一种纯单体芳族石油树脂,由HerculesIncorporated供应,其环球软化点为155℃,MMAP浊点为14℃,DACP浊点为-7℃,而Mz值为12,000道尔顿。
Kristalex3115合成烃树脂,一种纯单体芳族石油树脂,由HerculesIncorporated供应,其环球软化点为120℃,MMAP浊点为4℃,DACP浊点为-50℃,而Mz值为3200道尔顿。
KristalexF 100合成烃树脂,一种纯单体芳族石油树脂,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为100℃,MMAP浊点为2℃,DACP浊点为-75℃,而Mz值为2200道尔顿。
KristalexF 85合成烃树脂,一种纯单体芳族石油树脂,由Hercules B.V.供应,其环球软化点为85℃,MMAP浊点为1℃,DACP浊点为-90℃,而Mz值为1800道尔顿。
Kristalex3070合成烃树脂,一种纯单体芳族石油树脂,由HerculesIncorporated供应,其环球软化点为70℃,MMAP浊点为1℃,DACP浊点为-110℃,而Mz值为1200道尔顿。
Ondina7047,其他成份:一种石蜡/环烷(70/30)增量油,由ShellChemical Company供应
Irqanox1010,一种抗氧剂,主要是季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯],是Ciba-Geigy Chemical Company的商业样品。
Claims (25)
1、一种热熔粘合剂组合物,它包含:(a)50-150重量份苯乙烯嵌段共聚物或其混合物和/或其改性的和/或氢化的衍生物;(b)20-450重量份增粘树脂,当将它加至由100重量份苯乙烯含量为20-30重量%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物,250重量份所说的增粘树脂,50重量份石蜡/环烷(70/30)增量油和2重量份主要含异戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯]的稳定剂组成的参比组合物中时,其导致所说的参比组合物具有下列性能:在120℃温度下的熔体粘度为60,000mPa.s或小些;tanδ值为3.5或小些,其中tanδ定义为该组合物的损耗模量与储能模量的比值;在弹力纤维(300%)或天然胶乳橡胶(200%)上于40℃下4小时后的弹性保留为70%或大些;而横跨温度为95℃或低些。
2、根据权利要求1的热熔粘合剂组合物,其中增粘树脂(b)环球软化点为50-150℃,是一种树脂或树脂混合物,选自(a)天然的或二聚的、聚合的或其他改性松香;(b)多萜树脂;(c)天然萜的共聚物或三聚物;(d)极性的或非极性改性萜树脂;(e)脂族石油烃树脂;(f)芳族石油烃;(g)脂族/芳族石油衍生的烃;(h)极性的或非极性改性脂族和/或芳族石油烃树脂;及它们的氢化或加氢处理衍生物,包括任何它们的混合物。
3、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,其中增粘树脂(b)是具有下列性能的部分氢化芳族烃树脂:(i)环球软化点(R & B)为50℃-150℃;(ii)混合的甲基环己烷苯胺浊点(MMAP)为10℃-75℃;(iii)二丙酮醇浊点(DACP)为35℃或低些;(iv)z均分子量(Mz)为10,000道尔顿或小些;及(v)在268nm处的UV吸收(UVα)为2.0-5.0的范围。
4、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,其中增粘树脂(b)是具有下列性能的部分氢化芳族C9烃树脂:
R&B软化点(℃): 100±5℃
MMAP(℃): 52±5℃
DACP(℃): 2±5℃
UVα268nm 2.9±0.2
Mz(道尔顿): 1500±30%
5、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,其特征在于,苯乙烯嵌段共聚物(a)选自:(a′)共聚物,其中各个单体成份以通式顺序A-B-A或A-B-A-B-A-B-交替排列:和/或(a″)远嵌段共聚物,其中至少三个支链自中心轴径向向外伸出,而且其中每个支链具有端嵌段“A”和在中心有弹性链段“B”,其中“A”代表基于聚苯乙烯,乙烯基单体的均聚物或共聚物、α-烯烃、烯化氧、缩醛和氨酯的非弹性嵌段,而“B”代表得自异戊二烯、丁二烯、乙烯基异戊二烯、或乙烯基丁二烯的未硫化弹性嵌段,以及它们的改性的和/或氢化转变物。
6、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,它还包含>0至150重量份的增塑油(c)。
7、根据权利要求6的热熔粘合剂组合物,其中增塑油(c)选自环烷/石蜡油、烯烃齐聚物、低分子量聚合物、植物油和动物油、液态树脂及上述化合物的氢化转变物这一组中的一个或多个化合物,而植物油和动物油包括脂肪酸甘油酯及其聚合产物。
8、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,它还包含>0至4重量份稳定剂(d)。
9、根据前述任一权利要求的热熔粘合剂组合物,它还包含100重量份或小些具有下列性能的粘度调节芳族树脂:R&B软化点50℃-150℃;MMAP浊点20℃或低些;DACP浊点0℃或低些;而Mz值为15000道尔顿或小些。
10、根据权利要求9的热熔粘合剂组合物,其中,粘度调节芳族树脂(e)选自(e′)芳族石油烃;和(e″)极性的或非极性的改性芳族石油烃树脂,包括芳族石油烃树脂与乙烯基单体和/或丙烯酸单体的共聚物和三聚物,以及它们的混合物。
11、根据权利要求10的热熔粘合剂组合物,其中粘度调节芳族树脂(e)选自苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯的共聚物和三聚物。
12、根据权利要求9-11任一个中所述的芳族烃树脂作为热熔粘合剂组合物中的粘度调节剂的应用。
13、根据权利要求1-11任一个热熔粘合剂组合物在制造一次性纺织品和/或轻质材料的叠层物或复合物方面的应用。
14、根据权利要求13的用途,其中热熔粘合剂组合物用作把聚乙稀粘到无纺布或吸收垫上的结构粘合剂;和/或作为用于附着固定带的粘合剂;和/或作为弹性材料粘到腿部或腰部区域的聚烯烃背片的粘合剂;和/或作为提高芯强度的芯粘合剂,和/或为了把无纺材料粘到尿布的背片,和/或作为多用途粘合剂。
15、根据权利要求1-11任一个的热熔粘合剂组合物通过挤出或喷涂技术而应用的用途。
16、一种具有下述性能的部分氢化烃树脂:(a)环球软化点(R&B)为50℃-150℃;(b)混合的甲基环己烷苯胺浊点(MMAP)为10℃-75℃;(c)二丙酮醇浊点(DACP)为35℃或低些;(d)Z均分子量(Mz)为10,000道尔顿或小些;及(e)在268nm处的UV吸收在2.0-5.0的范围内。
17、根据权利要求16的树脂,其中R&B值范围为60℃-140℃,MMAP范围为20℃-70℃,DACP为25℃或低些;Mz为5000道尔顿或小些;在268nm处的紫外线吸收为2.7-3.1。
18、根据权利要求16或17的树脂,其中R&B值范围为75℃-135℃;DACP值为15℃或低些;而Mz值为3000道尔顿或小些。
19、根据权利要求16-18任一个的树脂,它是部分氢化芳族C9烃树脂,具有下列性能:
R&B软化点(℃): 100±5℃
MMAP (℃): 52±5℃
DACP (℃): 2±5℃
UV-α268nm: 2.9±0.2
Mz(道尔顿): 1500±30%
20、根据权利要求16-19任一个的部分氢化烃树脂作为热熔粘合剂组合物中的增粘树脂的应用。
21、根据权利要求16-19任一个的部分氢化烃树脂在制备喷涂用热熔粘合剂组合物方面的应用。
22、根据权利要求16-19任一个的部分氢化烃树脂在制备用于一次性纺织品和/或轻质材料叠层物或复合物的热熔粘合剂组合物的应用。
23、根据权利要求20-22的用途,其中热熔粘合剂组合物用作把聚乙烯粘到无纺布和吸收垫上的结构粘合剂;和/或作为用于附着固定带的粘合剂;和/或把弹性材料粘到腿部和/或腰部区域的聚乙烯的粘合剂;和/或作为提高芯强度的芯粘合剂;和/或把无纺材料粘到尿布背片上的粘合剂;和/或作为多用途粘合剂。
24、根据权利要求16-19任一个的部分氢化烃树脂在赋予含苯乙烯热熔粘合剂组合物一或多个下列性能中的应用:在120℃下的粘度60,000mPa.s或小些;和/或tanδ值为3.5或小些,其中tanδ定义为该组合物的损耗模量与储能模量之间的比值;和/或在弹力纤维(300%)或天然胶乳橡胶(200%)上于40℃下4小时后的弹性保留为70%或大些;和/或横跨温度为95℃或低些。
25、制造根据权利要求16-19任一个的部分氢化烃树脂的方法,它包括下列步骤:(a)将主要含有带7-10个碳原子单体的不饱和芳族料流进行弗瑞德-克来福特聚合反应;(b)在催化剂存在下把己聚合料流进行部分氢化以获得所需的MMAP,DACP和UV吸收值;和(c)如果必要把部分氢化聚合物流进行汽提以调节R&B软化点。
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