CN117769614A - 包含脂族增塑剂的环境友好的热熔融粘合剂组合物 - Google Patents

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CN117769614A CN202280048945.3A CN202280048945A CN117769614A CN 117769614 A CN117769614 A CN 117769614A CN 202280048945 A CN202280048945 A CN 202280048945A CN 117769614 A CN117769614 A CN 117769614A
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周海英
A·米歇尔
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HB Fuller Co
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Abstract

本发明人已发现热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物可被配制成具有高百分比的环境友好组分并且仍在宽温度范围内提供性能。本发明的特征在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含5重量％至50重量％的苯乙烯嵌段共聚物、15重量％至75重量％的生物基增粘剂以及5重量％至40重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H‑NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％的环境友好组分含量。

Description

包含脂族增塑剂的环境友好的热熔融粘合剂组合物
背景技术
在工业粘合剂领域，热熔融粘合剂组合物通常用于将包括胶带、标签、箱子、纸盒和包含非织造基底的一次性吸收制品的多种制品粘结在一起，该一次性吸收制品例如成人失禁产品、一次性尿布、卫生巾、床垫、宠物垫、医用敷料等。
热熔融粘合剂组合物包含诸如聚合物、增粘剂、增塑剂和蜡之类的材料。此类材料通常衍生自石油基原料。近年来，需要衍生自生物基材料(诸如松香基增粘剂和萜烯基增粘剂)的热熔融粘合剂组合物。需要一种包含生物基增粘剂的热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物在宽温度范围内具有改进的功能性。
发明内容
在一个方面，本发明的特征在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包括5重量％至50重量％的苯乙烯嵌段共聚物、15重量％至75重量％的生物基增粘剂和8重量％至40重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试不大于1重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％的环境友好组分含量，或甚至至少50重量％的生物基组分含量。
在一个实施方案中，热熔融粘合剂组合物具有至少60重量％、55重量％至100重量％或甚至60重量％至100重量％的生物基组分含量。
在一个实施方案中，脂族增塑剂是生物基的。在另一个实施方案中，脂族增塑剂选自由脂族油、合成基础油、加工油、白矿物油、石蜡油、聚烯烃的合成液体寡聚物、烃流体、其官能化形式及它们的组合组成的组。在一个不同的实施方案中，脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试不大于0.5重量％的环脂族含量。
在一个实施方案中，生物基增粘剂选自由松香基增粘剂和萜烯基增粘剂组成的组。在一个实施方案中，生物基增粘剂具有由供应商所报告的80℃至120℃的环球法软化点(Ring and Ball softening point)在一个不同的实施方案中，生物基增粘剂具有0至4的纯熔融加德纳颜色(Gardner Color)。在一个实施方案中，生物基增粘剂是具有0至2的纯熔融加德纳颜色的松香基增粘剂。在另一个实施方案中，生物基增粘剂是萜烯基增粘剂。在一个实施方案中，70重量％至100重量％的生物基增粘剂是从可再生资源产生或衍生的。
在一个实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物选自由生物基聚合物和通过质量平衡方法被认为是可持续的热塑性聚合物组成的组。在另一个实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物选自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯及它们的组合组成的组。在一个不同的实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物是生物基的。在另一个实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物具有20重量％至70重量％或甚至20重量％至45重量％的平均苯乙烯含量。
在一个方面，本发明的特征在于一种选自由包含本发明的热熔融粘合剂组合物的胶带、标签和一次性吸收制品组成的组的制品。在一个实施方案中，制品选自由纸胶带和纸标签组成的组。在另一个实施方案中，本发明的特征在于包括第一基底、第二基底和本发明的热熔融粘合剂组合物的一次性吸收制品，其中热熔融粘合剂组合物设置在第一基底和第二基底中的至少一个基底上。在另一个实施方案中，至少一个基底是生物基的。在一个不同的实施方案中，生物基基底是棉。
本发明人已发现热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物可被配制成具有高百分比的环境友好组分并且仍在宽温度范围内提供性能。
具体实施方式
定义
“可再生资源”在本文中用于指通过天然过程以与其消耗速率相当的速率产生的资源。资源可以自然补充或通过工程化农业技术补充。可再生资源的示例包括但不限于植物(例如甘蔗、甜菜、玉米、马铃薯、柑橘类水果(例如橙)、木本植物、纤维素废物等)、动物、鱼、细菌、真菌和林业产品(例如松树和云杉树)。这些资源可以是天然存在的、杂交的或遗传工程化的生物体。天然资源(诸如原油、煤和天然气)不被认为是可再生的，因为它们衍生自将耗尽或将在数千年内或甚至数百万年内不会得到补充的材料。
“生物基”在本文中用于指至少部分地产生或部分地衍生自可再生资源的热熔融粘合剂的组分。
“环境友好的”在本文中用于指热熔融粘合剂组合物的组分，该组分具有至少一种选自由生物基组成的组的性质并且具有通过ISO-14040/14044评价的小于1.5kgCO2 e/kg的总的从摇篮到大门(total cradle to gate)CO2排放值(CO2总排放值是生物源和非生物源碳排放的总和)。
热熔融粘合剂组合物
本发明的特征在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含5重量％至50重量％的苯乙烯嵌段共聚物、15重量％至75重量％的生物基增粘剂和8重量％至40重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％、至少60重量％、55重量％至100重量％或甚至60重量％至100重量％的环境友好组分含量。
本发明的特征在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含5重量％至50重量％的苯乙烯嵌段共聚物、15重量％至75重量％的生物基增粘剂和8重量％至40重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％、至少60重量％、55重量％至100重量％或甚至60重量％至100重量％的生物基组分含量。
本发明的特征在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含10重量％至40重量％的苯乙烯嵌段共聚物、30重量％至75重量％的生物基增粘剂和10重量％至35重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试不大于0.5重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％、至少60重量％、55重量％至100重量％或甚至60重量％至100重量％的生物基组分含量。
本发明的特征还在于一种热熔融粘合剂组合物，该热熔融粘合剂组合物包含10重量％至25重量％的苯乙烯嵌段共聚物、45重量％至75重量％的生物基增粘剂和10重量％至30重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1.0重量％或甚至不大于0.5重量％的环脂族含量，其中该热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％、至少60重量％、55重量％至100重量％或甚至60重量％至100重量％的生物基组分含量。
热熔融粘合剂组合物可以不含石油衍生的增粘剂。热熔融粘合剂组合物可以不含石油衍生的增粘剂和石油衍生的增塑剂。
本发明的热熔融粘合剂组合物可以包含高重量百分比的环境友好组分。热熔融粘合剂组合物可以包含至少45重量％、至少50重量％、至少55重量％、至少60重量％、至少65重量％、至少70重量％、至少75％、至少80重量％、50重量％至95重量％、50重量％至100重量％、55重量％至100重量％、60重量％至100重量％、65重量％至100重量％、70重量％至100重量％、75重量％至100重量％、80重量％至100重量％或甚至100重量％的环境友好组分。
环境友好组分可具有小于1.5kgCO2 e/kg、小于1.0kg CO2 e/kg或甚至小于0kgCO2e/kg的总的从摇篮到大门CO2排放值。
环境友好组分可以是生物基的。本发明的热熔融粘合剂组合物可以包括高重量百分比的生物基组分。生物基组分从可再生资源产生或衍生。生物基组分可以至少25重量％、至少50重量％、至少75重量％、至少85重量％、至少90重量％、至少95重量％、60重量％至85重量％、60重量％至95重量％、60重量％至100重量％、65重量％至100重量％、75重量％至100重量％、80重量％至100重量％或甚至100重量％(即，完全)从可再生资源产生或衍生。
基于总碳含量，根据ASTM 6866-20，生物基组分可具有至少25％、至少30％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、25％至100％、50％至100％、70％至100％、90％至100％或甚至100％的生物基碳含量。
热熔融粘合剂组合物可以包含至少45重量％、至少50重量％、至少55重量％、至少60重量％、至少65重量％、至少70重量％、至少75％、至少80重量％、50重量％至95重量％、50重量％至100重量％、55重量％至100重量％、60重量％至100重量％、65重量％至100重量％、70重量％至100重量％、75重量％至100重量％、80重量％至100重量％或甚至100重量％的生物基组分。
本发明的热熔融粘合剂组合物在149℃下可具有小于15,000cP、小于10,000cP、500cP至20,000cP或甚至500cP至15,000cP的布氏粘度(Brookfield Viscosity)。
本发明的热熔融粘合剂组合物利用具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量的脂族增塑剂。本发明人已发现，当在包含生物基增粘剂的组合物中使用具有最小环脂族含量的脂族增塑剂时，可获得由提高的温坪范围所指示的在宽温度范围内具有改进的性能的热熔组合物。
温坪范围是热熔融粘合剂组合物具有一致内聚强度的温度范围的预测因子。此外，为了防止储存和运输期间的冷流，提高的温坪上限是有帮助的。
苯乙烯嵌段共聚物
热熔融粘合剂组合物包含苯乙烯嵌段共聚物。
苯乙烯嵌段共聚物可以是环境友好的，或甚至是生物基的。生物产生的单体可用于制备生物基苯乙烯嵌段共聚物。预期用生物产生的单体制备的苯乙烯嵌段共聚物将具有与用石油衍生的单体制备的那些苯乙烯嵌段共聚物类似的性质。生物产生的单体可选自由异戊二烯、丁二烯、苯乙烯、法尼烯等组成的组。然而，可用的生物产生的单体不限于该组。生物产生的单体可衍生自纤维素、淀粉、食品废物和糖，例如甘蔗、葡萄糖或任何其它可再生来源。
或者，即使当由于时间或稀释效应而不能通过放射性碳方法(ASTM 6866-20)检测到生物基来源，而是通过相关质量平衡方法(例如，国际可持续碳认证(ISCC)加质量平衡方法)证明了可持续性时，也可认为苯乙烯嵌段共聚物是可持续的。
或者，苯乙烯嵌段共聚物可衍生自石油基材料。根据成本和可用性，通过质量平衡方法被认为可持续的生物基聚合物和石油基热塑性聚合物可在本发明中以任何比率组合。如果使用石油基聚合物，则可限制苯乙烯嵌段共聚物的量以使生物基材料含量最大化。
苯乙烯嵌段共聚物具有至少一个A嵌段，该A嵌段包含苯乙烯；以及至少一个B嵌段，该B嵌段包含例如弹性体共轭双烯(例如，氢化共轭双烯和未经氢化的共轭双烯)、倍半萜烯(例如，氢化倍半萜烯和未经氢化的倍半萜烯)以及它们的组合。A嵌段和B嵌段以任何结合方式彼此结合，使得所得的共聚物表现出多种结构，包括例如无规的、直链的、支化的、放射状的、星形的、梳状的、锥形的以及它们的组合。嵌段共聚物可表现出任何形式，包括例如线性A-B嵌段、线性A-B-A嵌段、线性A-(B-A)n-B多嵌段、A-(B-A)n-A多嵌段和放射状(A-B)n-Y嵌段(其中Y为多价化合物并且n为至少3的整数)、四嵌段共聚物(例如A-B-A-B)以及具有结构A-B-A-B-A的五嵌段共聚物。粘合剂组合物可包含至少两种不同嵌段共聚物的共混物。
合适的苯乙烯A嵌段包括例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯以及它们的组合。
合适的嵌段弹性体共轭双烯B嵌段包括例如丁二烯(例如，聚丁二烯)、异戊二烯(例如，聚异戊二烯)、2,3-二甲基-l,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、苯乙烯丁二烯共聚物以及它们的组合和它们的氢化形式(包括例如乙烯、丙烯、丁烯以及它们的组合)。合适的B嵌段倍半萜烯包括例如β法尼烯。
可用的苯乙烯嵌段共聚物包括例如苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段(SI)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯(SBBS)以及它们的组合。特别可用的嵌段共聚物包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯以及它们的组合。
苯乙烯嵌段共聚物可包括多于一种的苯乙烯嵌段共聚物。当包括多于一种苯乙烯嵌段共聚物时，下文指定的苯乙烯含量、二嵌段含量和熔体流速范围是存在的所有等级的重量平均值。
例如，如果HMPSA组合物包含两种苯乙烯嵌段共聚物A和B。聚合物A以25重量％(wA)存在，其中苯乙烯含量为15％(sA)，并且聚合物B以25重量％存在(wB)，其中苯乙烯含量为20重量％(sB)。苯乙烯嵌段共聚物的平均苯乙烯含量按以下方式计算：
wA/(wA+wB)*sA+wB/(wA+wB)*sB＝0.5(15)+0.5(20)＝17.5重量％。
苯乙烯嵌段共聚物可具有20重量％至75重量％或甚至20重量％至45重量％的平均苯乙烯含量。
苯乙烯嵌段共聚物可包含0重量％至50重量％、5重量％至50重量％或甚至10重量％至40重量％的二嵌段。
苯乙烯嵌段共聚物可具有根据ASTM D 1238(200℃/5kg)的以g/10min为单位的0.5至40、4至35或甚至8至30的平均熔体流速(MFR)。
可用的嵌段共聚物可以VECTOR系列商品名购自台湾合成橡胶公司(TSRC)(中国台湾省台北市)，包括VECTOR 4211和DPX-660苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物；以KIBITON商品名购自奇美公司(Chi mei Corporation)(中国台湾省台北市)，包括KIBITONPB-5502；以GLOBALPRENE商品名购自LCY集团(中国台湾省台北市)，包括GLOBALPRENE3546；来自宁波金海晨光化学股份有限公司(Ningbo Jinhai Chenguang ChemicalCorporation)(中国)的JH-8151；以及以STYROLEX商品名购自英力士苯领(IneosStyrolyse)(德国法兰克福)，包括STYROLEX 2G66；S-TPE(具有热塑弹性体的性质的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)。
热熔融粘合剂组合物可包含5重量％至50重量％、10重量％至40重量％、10重量％至30重量％、10重量％至25重量％、12重量％至25重量％或甚至15重量％至25重量％的苯乙烯嵌段共聚物。
生物基增粘剂
热熔融粘合剂组合物包含生物基增粘剂。生物基增粘剂可包括一种或多种生物基增粘剂。生物基增粘剂可以是液体或固体，然而优选的是在室温(18℃至26℃)下为固体的生物基增粘剂。生物基增粘剂可具有如供应商所报告的至少80℃、至少90℃、80℃至140℃、80℃至120℃或甚至80℃至105℃的环球法软化点。
可用的生物基增粘剂可包括萜烯基增粘剂(例如，萜烯、改性的萜烯及它们的氢化形式)和松香基增粘剂(例如，天然松香、改性的松香、松香酯及它们的氢化形式)、蔗糖苯甲酸酯和衍生自其它生物来源的寡聚树脂(例如，异山梨醇、异甘露糖醇、木质素等)。
生物基增粘剂(例如萜烯基增粘剂、松香基增粘剂等)可以用诸如苯乙烯、苯酚、羧酸、酸酐(例如马来酸酐)及它们的组合的材料改性。
可用的萜烯和改性的萜烯的示例包括衍生自α-蒎烯、β-蒎烯、γ-柠檬烯、二戊烯或它们的混合物的那些萜烯和改性的萜烯。
可用的松香基增粘剂的示例包括天然和改性的松香(例如歧化松香)，包括脂松香、木松香、浮油松香、蒸馏松香、氢化的松香、二聚松香和聚合松香(例如松香酯)。可用的松香酯的示例包括例如浅色木松香的甘油酯、氢化的松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、天然和改性的松香的季戊四醇酯，该天然和改性的松香的季戊四醇酯包括浅色木松香的季戊四醇酯、氢化的松香的季戊四醇酯、妥尔油松香的季戊四醇酯和松香的酚改性的季戊四醇酯。
可用的松香基增粘剂包括通过US10611926B2和US2020199408A1中教导的方法获得的近水白色松香酯增粘剂，该专利以引用方式并入本文中。
优选具有相对低的纯熔融加德纳颜色的生物基增粘剂。生物基增粘剂可具有不大于4、不大于2、不大于1、0至4或甚至0至2的纯熔融加德纳颜色。
在一个实施方案中，生物基增粘剂是具有不大于4、不大于2、不大于1、0至4或甚至0至2的纯熔融加德纳颜色的松香基增粘剂。
热熔融粘合剂组合物可包含10重量％至80重量％、15重量％至75重量％、20重量％至75重量％、20重量％至70重量％、30重量％至70重量％、45重量％至70重量％或甚至50重量％至65重量％的生物基增粘剂。
可用的生物基增粘剂可以多种商品名商购获得，包括可以SYLVALITE商品名从美国科腾公司(Kraton Corporation(USA))购得的松香酯增粘剂，诸如例如SYLVALITE RE100L、SYLVALITE 9100和SYLVALITE RE 105L；以及可以KOMOTAC商品名从广东科茂林产化工股份有限公司(Guangdong Komo Co.Ltd.)购得的松香酯增粘剂，诸如例如KOMOTAC KM-100；以及可以SYLVALRES商品名从美国科腾公司购得的萜烯增粘剂，诸如例如SYLVARES6100、SYLVARES TR M1115和SYLVARES TP 2040；以及可以PICOLYTE商品名从DRT(法国)购得的萜烯增粘剂，诸如PICCOLYTE S85和PICCOLYTE F105IG。
脂族增塑剂
热熔融粘合剂组合物包含具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量的脂族增塑剂。脂族增塑剂可选自由直链烷烃、支链烷烃或它们的组合组成的组。脂族增塑剂的环脂族和芳族环结构较少。脂族增塑剂可包括一种或多种脂族增塑剂。
本发明人已发现，当与选自由松香基增粘剂、萜烯基增粘剂及它们的组合组成的组的生物基增粘剂组合使用时，可获得包含高百分比的生物基组分且在宽温度范围内具有如较宽温坪范围所见证的性能的组合物。
脂族增塑剂可具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％、不大于0.75重量％、不大于0.5重量％、不大于0.25重量％、0重量％至1重量％、0重量％至0.5重量％或甚至0重量％至0.25重量％的环脂族含量。
脂族增塑剂可选自由脂族油、白矿物油、合成基础油、加工油、石蜡油、气至液(GTL)油、聚烯烃(例如聚异丁烯、聚丁烯和聚丙烯等)的合成液体寡聚物、烃流体、它们的官能化形式、它们的氢化或加氢处理形式及它们的组合组成的组。
脂族增塑剂可以是环境友好的，或甚至是生物基的。生物基脂族增塑剂可选自由直链烷烃、支链烷烃或它们的组合组成的组。生物基脂族增塑剂可以是十八烷和十六烷的氢化反应产物。生物基脂族增塑剂的环脂族和芳族环结构较少。脂族增塑剂可衍生自可再生资源，例如细菌、发酵材料、动物油、植物油(例如菜籽油、玉米油、大豆油、环氧化大豆油、棕榈油、坚果油(例如花生油、腰果油等)、橄榄油、葵花油、菜籽油、麻风树油、椰子油、蓖麻油等)。
脂族增塑剂可具有25重量％至100重量％、50重量％至100重量％、75重量％至100重量％或甚至100重量％的生物基含量。
脂族增塑剂以8重量％至50重量％、8重量％至40重量％、8重量％至35重量％、10重量％至50重量％、10重量％至35重量％、8重量％至30重量％或甚至10重量％至30重量％存在。
可用的脂族增塑剂目前以各种商品名购得，包括以VIVASPES商品名从H&R集团美国公司(德克萨斯州休斯顿(Houston，Texas))购得的脂族油，包括例如VIVASPES10227和VIVASPES10229；以DURASYN商品名从英力士化学公司(英国伦敦(London，UK))购得的聚α烯烃，包括例如DURASYN 166；和TPC1160，一种可从TPC集团(德克萨斯州休斯顿)购得的聚异丁烯。
蜡
热熔融粘合剂组合物可不含蜡，或者热熔融粘合剂组合物可包含蜡。与聚合物一样，蜡可以是环境友好的，或者甚至是生物基的。
可用的蜡类别包括例如石蜡、微晶蜡、高密度低分子量聚乙烯蜡、副产物聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、费托蜡、氧化费托蜡、官能化蜡诸如酸、酸酐和羟基改性的蜡、动物蜡、植物蜡(例如，大豆蜡)以及它们的组合。
可用的蜡在室温下为固体，并且优选具有50℃至170℃的环球法软化点。
蜡可为基于丙烯的蜡，其具有大于130℃、大于140℃或甚至大于150℃的梅特勒软化点(Mettler Softening Point)。可用的蜡可从多个供应商商业上购得，包括以EPOLENEN和C系列商品名从美国西湖化学公司(Westlake Chemical Corporation)(德克萨斯州休斯顿)购得的聚丙烯和聚乙烯蜡，包括例如EPOLENE N-21、EPOLENE N-15；以LICOCENE系列商品名从科莱恩国际有限公司(Clariant International Ltd.)(瑞士穆滕茨(Muttenz，Switzerland))购得的聚丙烯和聚乙烯蜡，包括例如LICOCENE PP 6102、LICOCENE PP6502TP和LICOCENE PP 7502TP；以SARAWAX系列商品名从壳牌MDS(马来西亚)Sdn Bhd购得的费托蜡(Fischer-Tropsch wax)，包括GTL SARAWAX SX105。
热熔融粘合剂组合物可包含不大于10重量％、不大于5重量％、2重量％至10重量％或甚至3重量％至8重量％的蜡。
附加增粘剂
热熔融粘合剂组合物可包含附加增粘剂，包括衍生自石油基原料的那些增粘剂。可用的附加增粘剂的示例包括烃增粘剂。烃增粘剂包括例如芳族、脂族和环脂族烃树脂及它们的氢化形式、芳族改性的脂族或环脂族烃树脂、它们的氢化形式以及它们的组合。
可用的脂族和环脂族石油烃树脂的示例包括脂族和环脂族石油烃树脂(包括，例如支化或非支化的C9树脂和C10树脂)以及它们的氢化衍生物。
附加增粘剂以不大于20重量％、不大于15重量％、不大于10重量％、不大于5重量％、0重量％至20重量％或甚至5重量％至20重量％存在。
附加组分
热粘合剂组合物任选地包含附加组分，包括例如石油衍生的增粘剂、附加聚合物(例如烯烃聚合物(例如基于丙烯的烯烃聚合物、基于乙烯的烯烃聚合物等)、乙烯乙烯基共聚物(例如乙烯乙酸乙烯酯))、有限量的具有通过1H-NMR光谱法所测试的大于2重量％的环脂族含量的增塑剂(例如环烷油)、有限量的标准植物油等、稳定剂、抗氧化剂、粘合促进剂、紫外光稳定剂、着色剂(例如颜料和染料)、填料、表面活性剂、香料、洗剂、共挤出涂料、包装膜、润湿指示剂、超吸收剂及它们的组合。
热熔融粘合剂组合物可包含有限量的增塑剂，该增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的大于1重量％至不大于2重量％的环脂族含量，例如某些等级的白矿物油。
可用的脂族增塑剂例如包括以PURETOL商品名从加拿大石油润滑剂公司(Petro-Canada Lubricants Inc.)(安大略省米西索加(Mississauga，Ontario))出售的那些脂族增塑剂，包括例如PURETOL 35(环脂族含量为通过1H-NMR光谱法测试的1.7重量％)。热熔融粘合剂组合物可包含0重量％至20重量％或甚至0重量％至15重量％的脂族增塑剂，该脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的大于1重量％至不大于2重量％的环脂族含量。
可用的抗氧化剂包括例如季戊四醇四[3,(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、亚磷酸盐(包括例如三-(对-壬基苯基)-亚磷酸盐(TNPP)和双(2,4-二-叔丁基苯基)4,4’-二亚苯基-二膦酸盐)、二-硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯(DSTDP)以及它们的组合。可用的抗氧化剂可以多种商品名商业上购得，包括例如商品名IRGANOX系列，包括例如IRGANOX 1010、IRGANOX 565和IRGANOX 1076受阻酚抗氧化剂，和IRGAFOS168亚磷酸盐抗氧化剂(所有都可从巴斯夫公司(BASF Corporation)(新泽西州弗洛勒姆帕克(Florham Park,New Jersey)购得)，以及Ethyl 7024,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)。当存在时，粘合剂组合物优选包含0.1重量％至3重量％的抗氧化剂。
用途
本发明的热熔融粘合剂组合物可用于许多不同的应用和各种最终用途，包括压敏粘合剂(例如可移除和永久类型)、装订粘合剂、将插入物附接到公开材料上的粘合剂(例如杂志)、组装各种物品的粘合剂(例如过滤器)、用于包装构造的粘合剂(例如箱子、纸盒、托盘等)、用于胶带和标签的粘合剂、木材粘结(例如封边条、型材包裹等)和用于一次性制品的粘合剂。
胶带和标签
本发明的热熔融粘合剂组合物可用于制备粘合剂胶带，或者将标签粘附到各种物品(例如容器、杂志等)上。标签/胶带可选自多种材料，包括纸、非纸膜(例如聚丙烯(例如聚丙烯(PP)、取向聚丙烯(OP)和双轴取向聚丙烯(BOPP))、聚乙烯等)。容器可以是金属(例如铝或钢)或塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯。
标签可以是点标签，即不完全围绕容器延伸的标签。或者，标签可以是包裹式标签，即完全包裹整个容器的标签。
如果标签是包裹式标签，则其可以被卷进施加器中。或者，标签被预先切割并从堆叠中送入。在包裹式标签施加方法中，标签原料被送入标签站中。然后通常从同一胶罐将拾取粘合剂和搭接胶施加到标签上。拾取粘合剂将标签的前缘粘附到容器上。然后，搭接胶粘结包裹式标签自身重叠处的重叠部分。本发明的热熔融粘合剂组合物可以是拾取粘合剂和搭接胶两者。
一次性吸收制品
可将热熔融粘合剂组合物施加于(即，使得其直接接触)或结合到多种基底中，包括例如膜(例如，聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)膜)、生物基膜、释放衬垫、多孔基底、纤维素基底、片(例如，纸和纤维片)、纸产品、织造和非织造纤维网、纤维(例如，合成聚合物纤维和纤维素纤维)和胶带背衬。
热熔融粘合剂组合物还可用于多种应用和构造，包括例如一次性吸收制品，包括例如一次性尿布、成人失禁产品、卫生巾、医疗敷料(例如，伤口护理产品)、绷带、手术垫、宠物训练垫(例如，宠物垫)和肉类包装产品以及吸收制品的部件，包括例如吸收元件、吸收芯、不可渗透的层(例如，底片)、薄纸(例如，包裹薄纸)、集液层以及织造和非织造纤维网层(例如，顶片、吸收薄纸)和弹性材料。
热熔融粘合剂组合物可用于由各种纤维制成的基底，该纤维包括例如天然纤维素纤维(例如木浆、棉、粘胶、淀粉等)、丝、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基链烷酸酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)和羊毛；合成纤维，诸如尼龙、人造丝、聚酯、丙烯酸类、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯和玻璃；回收的纤维，以及它们的各种组合。
热熔融粘合剂组合物可用于多种膜，包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯共聚物、生物基膜(例如PLA、PHA、淀粉等)。
可使用多种施加技术将组合物施加于基底，这些技术包括例如槽式涂覆、喷涂(包括例如旋喷和随机喷涂)、丝网印刷、发泡、刻花辊、挤出和熔喷施加技术。
制作一次性吸收制品的方法
本发明的热熔融粘合剂组合物可用于一次性吸收制品内的多种应用。热熔融粘合剂组合物可用作构造粘合剂(例如用于将底片粘结到非织造材料和任选的吸收垫)、用作定位粘合剂(例如将一次性吸收制品粘附到内衣上)、用作弹性附接粘合剂(例如在例如腿部或腰部区域将弹性材料粘结到底片上)或将弹性材料附接到制品的任何其它部分上，以及用于芯稳定化(例如将热熔性组合物施加到吸收芯上以增加芯的强度)。
热熔融粘合剂组合物可用于构造应用。在一次性吸收制品的制造中的典型构造应用中，将体液不可渗透的底片粘结到非织造基底。热熔融粘合剂组合物也可用于粘结至少一个附加层或材料，该至少一个附加层或材料选自由吸收剂、薄纸、弹性体材料、超吸收聚合物以及它们的组合组成的组。例如，粘合剂还可用于底片层压，即其中将通常为膜(例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯共聚物、生物基等)的体液不可渗透的底片粘结到第二非织造材料以改善一次性制品的感觉。
热熔融粘合剂组合物可用于定位粘合剂。定位粘合剂设置在一次性吸收制品的至少一个基底表面上，并且可用于将吸收制品定位在衣服诸如内衣上。此类一次性吸收制品包括，例如女性卫生制品诸如卫生巾和卫生护垫、尿布、具有腰部开口和腿部开口的一次性衣服、以及成人失禁制品。在一种构造中，吸收制品(例如，女性卫生制品)包括面向衣服的表面和面向身体的表面、具有面向衣服的表面和面向身体的表面的顶片、具有面向衣服的表面和面向身体的表面的底片、以及设置在底片的面向身体的表面与顶片的面向衣服的表面之间的吸收芯。压敏粘合剂组合物设置在吸附制品的面向衣服的表面上，通常或甚至设置在底片的面向衣服的表面上。释放衬垫任选地设置在压敏热熔融粘合剂组合物上以保护压敏粘合剂组合物直至使用。吸收制品(例如，女性卫生制品)任选地包括附加层和粘合剂，并且吸收制品的部件任选地表现出附加功能性。附加层、功能性以及它们的组合的示例包括除尘、芯吸、采集、附加顶片、多个芯层、超吸收颗粒和组合物、润湿指示标记、以及它们的组合。
本发明现在将通过以下实施例加以描述。除非另外指明，否则实施例中所述的所有份数、比率、百分比和量均按重量计。
实施例
除非另外指明，否则用于实施例和整篇说明书的测试程序包括以下程序。
布氏粘度测试方法
根据标题为“粘合剂和涂覆材料的表观粘度的标准测试方法(Standard TestMethod for Apparent viscosity of Adhesives and Coating Materials)”(1988年10月31日)的ASTM D-3236，使用DV12型Brookfield Thermosel粘度计和27号转子来确定粘度。结果以厘泊(cP)报告。
玻璃化转变温度(Tg)测试方法
使用具有DHR-II仪器的动态力学分析(DMA)，使用以下条件确定样品的玻璃化转变温度(Tg)：将样品加热至150℃，在150℃下保持5分钟，以3℃/分钟和10弧度/秒冷却至-20℃，应变为10％。Tg是tanδ曲线在玻璃态区域与橡胶态区域之间的材料转变区表现出局部最大值时的温度，通常在-20℃与40℃之间。
温坪范围
使用具有DHR-II仪器的动态力学分析(DMA)，使用以下条件获得温坪范围：将样品加热至150℃，在150℃下保持5分钟，以3℃/分钟和10弧度/秒冷却至-20℃，应变为10％。
随着温度从150℃降低，储能模量G’和损耗模量G”增加。这两条曲线交叉的温度称为第一交叉温度(T1)。这是材料从熔融转变到橡胶态平稳区域的点。随着温度继续降低，当材料开始转变成玻璃态时，G’和G”曲线再次交叉。该温度称为第二交叉温度(T2)。T1和T2定义温坪范围。
环脂族含量
使用H-1核磁共振(1H-NMR)光谱法获得环脂族含量。将1.9ppm至2.5ppm的信号总和计算为相对于0.2ppm至3.7ppm的总脂族氢总和的百分比。如果油样品中存在抗氧化剂或其它添加剂，则从所定义的积分区域中省去这些添加剂的相应共振。
熔融加德纳颜色
测试粘合剂(在熔融状态下)，通过相对于ASTM D-1544中所述的加德纳颜色标准比较样品的颜色来确定加德纳颜色。该比较使用可得自Pacific Scientific(马里兰贝塞斯达(Bethesda,Maryland))的装配了照明设备的Gardner Delta比较仪进行。
动态剥离力测试样品制备方法
将1英寸(25.4mm)宽的槽式涂覆施加器和层压机设定为149℃的施加温度、103.4千帕(15psi)的辊隙压力，以及最小的回绕和退绕张力，以便不拉伸膜。将热熔融粘合剂组合物以3g/m2的涂覆重量连续施加到厚度为0.9密耳(0.023mm)的压花不透气的分层聚乙烯膜上，并与厚度为4密耳(0.1mm)且基重为0.45盎司/平方码(15.3g/m2)的取向聚丙烯非织造纤维网以约184m/min的速度层压。
动态剥离力测试方法
根据标题为“用于确定粘合剂的抗剥离性的测试方法(T-剥离测试方法)(TestMethod for Determining Peel Resistance of Adhesive(T-Peel Test Method))”的ASTM D1876-01来确定动态剥离力，不同的是在10秒的时间段内以30.5厘米/分钟(12in/min)运行测试并且运行6次重复。在IMASS Spec型测试仪器上运行样品。沿机器涂覆方向使样品剥离。记录10秒内剥离的平均剥离值，并且结果以克报告。初始动态剥离力值为在制备样品后24小时所测量的值。测试六次重复，平均值以克力/25mm(gf/25mm)为单位报告。
用于棉剥离力测试的样品制备方法
层压物通过以下方法制备：使用槽式施加器将样品组合物以一英寸宽的图案以20克/平方米(g/m2)(+/-3g/m2)的附加重量涂覆到硅氧烷涂覆的释放纸上，然后使粘合剂条与0.9密耳(0.023mm)厚的聚乙烯膜的经处理侧接触以形成硅氧烷涂覆的释放纸/粘合剂/聚乙烯膜层压物。然后从层压物切割在机器涂覆方向上长度为4英寸(in)(10.16cm)且机器横向上长度为2in(5.08cm)的测试样品，使得粘合剂图案在测试样品的机器横向上居中。
棉剥离力测试方法
对于棉粘结部而言，将124g/m2漂白的T恤棉织物测试织物公司(Testfabrics，Inc.)(宾夕法尼亚州西皮特斯顿(West Pittston，Pennsylvania))的片切割成在机器方向上长度为4in(10.16cm)且在机器横向上宽度为1.5in(3.81cm)的条，然后切割棉织物，检查织物缝合的网格图。当棉织物被拉伸时，样品在一个方向上比在另一个方向上表现出更大的伸长率。在具有较小伸长率的方向上纵向切割棉织物。所有棉织物条沿缝合网格图尽可能直地切割。如果棉织物条被歪斜地切割，则将导致棉织物测试样品的不一致的伸长率。
将释放膜从粘合剂上移除，并将每个测试样品的粘合剂侧轻轻地置于棉条的表面上，使得棉从粘合剂粘结部卷曲，以形成复合测试样品，注意不要将粘合剂向下按压到测试织物上。即，在剥离力测试中使用更容易粘结到棉织物的侧面上的材料。
然后将所得测试样本置于配备有4.5磅辊的机械滚落装置上，并且辊在样品上以约12in/min(305mm/min)的速率通过两次，即一次向前通过和一次向后通过，在每个纵向方向上一次，确保样品不含夹带的气泡。
然后启动计时器并将样品置于INSTRON型剥离力测试仪的夹具中。将聚乙烯膜置于移动的夹具中，并将织物附接到固定的夹具。在从滚落装置中取出样品后的一分钟内，根据标题为“用于确定粘合剂的抗剥离性的测试方法(T-剥离力测试方法)(Test Method forDetermining Peel Resistance of Adhesive(T-Peel Test Method))”的ASTM D1876-01测试样品，不同之处在于测试以305mm/min而不是250mm/min的速率在十秒的时间段内运行，并且运行至少五次重复而不是ASTM D1876中指定的十次重复。记录十秒内剥离的平均剥离力，结果以克报告。在制备测试样品后24小时，测量初始剥离力。
在实施例中使用以下等级的苯乙烯嵌段共聚物。
JH8151-SIS，16重量％苯乙烯，MFR＝10(200℃，5kg)
KIBITON PB 5502-SBS，36.5重量％苯乙烯，MFR＝8(190℃，2.16kg)
VECTOR 4211-SIS，30重量％苯乙烯，MFR＝13(200℃，2.16kg)
GLOBALPRENE 3546-SBS，40％苯乙烯，MFR＝6(200℃，2.16kg)
STYROFLEX 2G66-S-TPE-S，64％苯乙烯，MFR＝11(200℃，5kg)
表一
表二
*超出仪器低温限值
表三
NT＝(未测试)
通过以表1、表2和表3中所述的百分比在177℃下操作的西格马型桨式混合机中组合和混合各组分来制备粘合剂组合物。

Claims (15)

1.一种热熔融粘合剂组合物，所述热熔融粘合剂组合物包含：
a. 5重量％至50重量％的苯乙烯嵌段共聚物，
b. 15重量％至75重量％的生物基增粘剂，和
c. 8重量％至40重量％的脂族增塑剂，所述脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于1重量％的环脂族含量，
其中所述热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％的环境友好组分含量。
2.根据权利要求1所述的热熔融粘合剂组合物，所述热熔融粘合剂组合物具有至少50重量％的生物基组分含量。
3.根据权利要求2所述的热熔融粘合剂组合物，所述热熔融粘合剂组合物具有55重量％至100重量％的生物基组分含量。
4.根据权利要求1或2所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述脂族增塑剂是生物基的。
5.根据权利要求1或2所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述脂族增塑剂选自由脂族油、合成基础油、加工油、白矿物油、石蜡油、聚烯烃的合成液体寡聚物、烃流体、它们的官能化形式以及它们的组合组成的组。
6.根据权利要求1或2所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述脂族增塑剂具有通过1H-NMR光谱法所测试的不大于0.5重量％的环脂族含量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述生物基增粘剂选自由松香基增粘剂和萜烯基增粘剂组成的组。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述生物基增粘剂具有0至4的纯熔融加德纳颜色。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述生物基增粘剂是具有0至2的纯熔融加德纳颜色的松香基增粘剂。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物选自由生物基聚合物和通过质量平衡方法被认为可持续的热塑性聚合物组成的组。
11.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物选自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯及它们的组合组成的组。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物，所述热熔融粘合剂组合物包含：
10重量％至25重量％的所述苯乙烯嵌段共聚物，
45重量％至75重量％的所述生物基增粘剂和10重量％至30重量％的所述脂族增塑剂。
13.一种制品，所述制品选自由包含根据前述权利要求中任一项所述的热熔融粘合剂组合物的胶带、标签和一次性吸收制品组成的组。
14.一种一次性吸收制品，所述一次性吸收制品包括：
a.)第一基底，
b.)第二基底，和
c.)根据权利要求1至12中任一项所述的热熔融粘合剂组合物；
其中所述热熔融粘合剂组合物设置在所述第一基底和所述第二基底中的至少一个基底上。
15.根据权利要求14所述的一次性吸收制品，其中所述基底中的至少一个基底是生物基的。
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