CN1324391A - 具有可控水溶性的热熔粘合剂 - Google Patents

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Abstract

用于如纸产品、一次性无纺产品、带材、标签和包装材料之类物件的基于亚烷基亚胺共聚物的一种水敏热熔粘合剂组合物。通过改变共聚物的链结构和其中可溶与不溶重复单元的比率及组合物所包含的共聚物的用量,可制成在水中溶解度为100%至0%可溶的和/或其它工作特性的粘合剂。粘合剂组合物包括约10%至约70重量%的亚烷基亚胺共聚物或一种或多种亚烷基亚胺共聚物的混合物;约0%至70重量%的增粘树脂;约10%至约70重量%的相容增塑剂和约0.1%至约3重量%的一种或多种抗氧剂。在正常使用过程中,粘合剂通过提供足够的粘合强度维持物件于组合状态,但有水存在时它是可溶的,从而使物件可回收或以与环境友好的方式进行其它处理。

Description

具有可控水溶性的热熔粘合剂
                发明背景
本发明涉及到热熔粘合剂，且更特别地，涉及到一种基于亚烷基亚胺共聚物的水敏热熔粘合剂组合物。
术语水敏热熔粘合剂指包括水溶性、水分散性、水可分离性和可回收的热熔粘合剂的一类粘合剂。本发明的粘合剂特别涉及到溶于水和分散于水的产品，通过与水的作用，这些产品可分解，从而使纸产品、一次性无纺产品、带材和标签及其它一次性产品更有效地回收。本发明的粘合剂可以是压敏或非压敏的。本发明也旨在对一次性无纺物件的组合制件特别有用的水敏粘合剂。
一般来说，热熔粘合剂在室温以固体物质的形式存在，受热可转变为可流动的液体态。在多种多样的一次性物品(其中各种基材的粘合总是必要的)的制造过程中，这些粘合剂是特别有用的。具体应用包括一次性尿布，卫生巾，护垫，外科服装，医用衬垫和成人失禁短裤；总起来说是一次性无纺产品。其它各种应用涉及到纸产品、包装材料、带材和标签。在这些应用中，热熔粘合剂加热至熔融态，然后涂布到基材上。第二种基材立即层压至第一种基材上，冷却粘合剂就固化形成强粘合。热熔粘合剂的主要优点在于没有应用基于水或基于溶剂的粘合剂时所用的液体载体，从而消除了应用过程中昂贵的干燥步骤。合适的热熔粘合剂必须具有恰当的粘合强度以粘着于所涉及的基材，而且也必须有足够的柔韧性、不着色或渗色、合适的粘度和以作用于商业设备的间隔时间、在存储条件下可接受的稳定性和在正常应用温度下可接受的热稳定性。
在用于构造一次性物品的热熔粘合剂中已使用了许多不同的聚合物。在这方面，传统的热熔粘合剂已使用了包括苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和无定形聚α烯烃(APAO)的聚合物。当完全混合时，这些聚合物在用于如尿布或包装材料之类的、普通一次性物品构造时、在大多数基材之间提供可接受的粘合力，它们也有降低它们有用性的几个缺点。
先前热熔粘合剂的一个最值得注意的缺点涉及到它们在水中的溶解性。传统的热熔粘合剂在水中不溶，从而难于回收。回收纸产品和其它一次性物品以节省原材料资源和掩埋空间是非常合乎需要的。因此在纸工业中，收集并再浆化废纸以回收纤维素纤维，并再制造成如卫生纸或纸板的其它有用的纸产品是通常做法。因为目前没有简易方便的回收方法或其它的将如一次性尿布之类的一次性物品的组分分离为组件(组件可回收或以与环境友好的方式进行处理)的方法以减少这些物质可能对环境产生的任何不利影响，考虑到这类物品一旦不能使用并以掩埋或类似方式处理所产生的环境后果，人们就有许多担忧。传统的热熔粘合剂的不溶性进一步恶化了这种回收问题。因此利用水敏热熔粘合剂帮助解决处理和回收问题是所希望的，因为通过在水中浸泡，这些粘合剂会失去它们的粘合力，从而使粘结在一起的物质分解成为易于分离和回收的组件。然而，必须理解在与湿气接触大多是不可避免的存储和使用过程中，任何这种水敏热熔粘合剂必须表现它的预定功能。因此，必须平衡热熔粘合剂的水敏性和提供足够粘合强度以维持产品的结构整体性(直至处理)的要求。
最普通的水敏或水溶热熔粘合剂是正如Colon等人在USP4,331,576和4,325,851中所述的基于含有乙烯吡咯烷酮或其它乙烯杂环单体的聚合物。这些粘合剂是由乙烯吡咯烷酮聚合物、乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物和其它基于乙烯吡咯烷酮的聚合物组成的。另一种水敏热熔粘合剂包括基于聚酯的粘合剂，它们含有一种聚酯或与增塑剂组合的共聚酯的混合物，在Morrison USP4,052,368和Harrington,Jr等人的USP4,172,824及Miller等人的USP5,543,488、5,552,511和5,605,764中公开了这些粘合剂。
一般来说，基于聚乙烯吡咯烷酮和聚酯的粘合剂从受热至150℃-200℃之间的容器或胶槽中以液体的形式涂布至基材上。基于聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯的水敏粘合剂具有差的热稳定性。在涂布过程中的升高的槽温度下，这种粘合剂配方物能快速降解。由于共聚酯与许多常用于制造有用的热熔粘合剂的其它成分间的化学反应作用，基于聚酯的粘合剂受配方宽容度的限制，从而易于失去水敏性和粘合强度间的平衡，因此进一步限制了它们的实用性。
其它的水敏热熔粘合剂是基于聚乙烯基甲基醚。它们含有溶于水的或不溶于水的增塑剂和大量不溶于水的增粘剂。聚乙烯基甲基醚在水中具有有限的溶解性，这限制了它在许多应用中的使用。而且这种聚合物有差的热稳定性、导致美观问题的深色彩和有浓烈有害气味的问题。
最后，Scholl等人的USP5,143,961和Bunnelle等人的USP5,459,184公开了基于取代的聚亚烷基亚胺(聚恶唑啉)均聚物的水溶性热熔粘合剂。然而这类粘合剂是脆性的，并具有有限的粘结强度。另外，这类粘合剂通常有限制它们在一次性物品中的应用的高粘度。
因此，需要一种大致是热稳定的、水敏的、能形成强粘合、能制成压敏性的热熔粘合剂组合物。
                    发明综述
本发明的一个目的是提供一种改善了的水敏热熔粘合剂组合物，这种组合物特别适于一次性物品，尤其是一次性无纺物件的制造。
本发明的另一个目的是提供一种水敏热熔粘合剂组合物(可以是压敏或非压敏的)，当用于制造一次性物品时，这种组合物有优异的干粘合强度，而当暴露于水中时，能诱使脱层，从而使一次性物件的组分物质能回收或以与环境友好的其它方式处理。本发明的另一个目的是提供一种水敏热熔粘合剂组合物，当暴露于水中时，这种组合物能以预定速率降解，而当掺入一次性物件时，尽管暴露于含水介质中其中的粘合剂仍能维持物件在正常使用过程中处于组合状态。
本发明的进一步的目的和优点是提供一种水敏热熔粘合剂组合物，在用于所述目的的相对低的粘度时，这种组合物具有优异的平衡粘合力、高温稳定性和合格的粘结强度，并且，它是耐久的、易于利用传统的制造工艺涂布，而且它没有由至今所用的现有的粘合剂产生的缺点。
因此，可按配方制造具有如下组分的热熔粘合剂：
(a)约10％至约80重量％的既含有溶于水的重复单元、又含有不溶于水的重复单元的亚烷基亚胺共聚物，或一种以上亚烷基亚胺共聚物的混合物，其中亚烷基亚胺共聚物的重复单元可无规或嵌段排列，优选的可溶重复单元是2-乙基-2-恶唑啉，优选的不溶重复单元是2-苯基-2-恶唑啉。
(b)约10％至约70重量％的一种或多种相容的增塑剂；
(c)约0％至约70重量％的一种或多种相容的增粘树脂；
(d)约0.1％至约3重量％的一种或多种抗氧剂；和
(e)约0％至约50重量％的填料；组合物组分总加和为100重量％。粘合剂组合物也含有能调整或增加上述基本粘合剂组合物的粘合特性的其它组分。
本发明有许多优点。例如，亚烷基亚胺共聚物的重复单元可无规或嵌段排列，以得到不同聚合物主链结构并得到任何所需的100％至0％溶于水的溶解度。通过改变共单体的比率和共聚物主链的分子结构也可改变如玻璃化温度(Tg)、存储模量(E＇)和损失模量(E″)等的其它物理性能。因此，使用亚烷基亚胺共聚物，通过改变组合物中包含的共聚物的量和改变主链结构及共聚物中可溶与不溶重复单元的比率，可制成在水中溶解度为100％至0％可溶的和/或其它工作特性的粘合剂。
          本发明的详细描述
正如上所述的，本发明的优选的热熔粘合剂组合物包括约10％至约80重量％的亚烷基亚胺共聚物或多于一种亚烷基亚胺共聚物的混合物；约0％至约70重量％的一种或多种相容的增粘树脂；约10％至约70重量％的合适的增塑剂；约0.1％至约30重量％的抗氧剂和约0％至约50重量％的填料；组合物组分总和为100重量％，其中当暴露于水中时，热熔粘合剂组合物以预定速率溶解。如上所述，本发明的热熔粘合剂包括约10％至80重量％的亚烷基亚胺共聚物。
本组合物中有用的亚烷基亚胺共聚物可由如下一般分子式表示：
Figure A9981245000101
其中p和q各自为约2-6,m和n各自为约20-10,000，优选50-5000,R1选自于能使与它们相连的重复单元基本溶于水的一组自由基(如甲基或乙基)，R2选自于能使与它们相连的重复单元基本不溶于水的一组自由基(如苄基或甲苯基)。因此，R1和R2可以各自选自于如烷基或烷基取代芳基的取代或非取代C1-15烃自由基，包括如甲基、乙基、丙基、异丁基、戊基、环己基、2-乙基己基、十二烷基、萘基、甲苯基、苄基、氯甲基、氟乙基、氯苯基、苯乙基的基团和如亚甲基、亚乙基、邻-、间-、对-亚苯基、亚甲苯基(C6H4CH2)，氯代亚乙基，氟代亚乙基和氯代亚苯基的亚烷基和亚芳基自由基。
亚烷基亚胺共聚物的重复单元可以无规或嵌段排列以得到不同的聚合物主链结构和100％至0％溶于水的所需的任何溶解度。因此使用亚烷基亚胺共聚物，通过改变共聚物的主链结构和其中可溶与不溶重复单元的比率及组合物所包含的共聚物的用量，可制成在水中溶解度为100％至0％可溶的和/或其它工作特性的热熔粘合剂。优选的可溶的重复单元是p为2,R1为C1-C5烷基。优选的不溶的重复单元是q为2,R2为芳香烃。在p和q都等于2的特殊实例中，一般通过N-取代恶唑啉单体的聚合制备共聚物，这样制得的共聚物一般称为N-取代恶唑啉共聚物或简称为恶唑啉共聚物。本发明的最优选的共聚物是含有2-乙基-2-恶唑啉作为水溶性重复单元和2-苯基-2-恶唑啉作为非水溶性重复单元的共聚物。共聚物的平均分子量(Mn)一般比20,000大，更一般地在40,000-200,000之间。通常选择分子量以获得所需的最终粘度。本粘合剂组合物中有用的N-取代恶唑啉共聚物在市场上可从Polymer Chemistry Innovations,Inc.of Tucsom,Arizona购得，商标名为“Aquazol”。
当R1、R2是相同的，且都是水溶性重复单元或都是非水溶性重复单元时，分别形成极溶于水或极不溶于水的均聚物。这些均聚物能用作上述共聚物或共聚物混合物的掺合剂，以调整它们的溶解特性，从而获得具有所需溶解度的混合物。
本发明的粘合剂中使用的增粘树脂是增加粘合剂性能并改善聚合物比粘合的树脂。本配方包括约0％至约70重量％的相容增粘树脂。这里所用的术语“增粘树脂”包括：
(a)天然的和改性的松香，例如，脂松香，木松香，松浆油松香，馏出松香，氢化松香，二聚松香和聚合松香；
(b)天然和改性松香的甘油及季戊四醇酯，如浅色木松香的甘油酯，氢化松香的甘油酯，聚合松香的甘油酯，浅色木松香的季戊四醇酯，氢化松香的季戊四醇酯，松浆油松香的季戊四醇酯和酚醛树脂改性的松香的季戊四醇酯。
(c)软化点(由ASTM法E28-58T测定的)为约20℃至约140℃的多萜树脂，软化点为140℃的多萜树脂通常是由如蒎烯的单萜的萜烯烃在温和的低温有Friedel-Crafts催化剂存在的条件下聚合而成的；氢化多萜树脂也包括在内；
(d)天然萜的共聚物和三元共聚物，如苯乙烯/萜烯，α甲基苯乙烯/萜烯和丁基甲苯/萜烯。
(e)酚改性的萜树脂，例如在酸性介质中，萜和酚的缩合产生的树脂产物。
(f)Ring和Ball软化点为约10℃至约140℃的脂肪族石油烃树脂，后者树脂是由主要由烯烃和二烯烃组成的单体聚合而成的；氢化脂肪族石油烃树脂也包括在内；这种类型的基于C5-烯烃馏分的市场上可得到的树脂的实例是“Goodyear Tire and Rubber Company”卖的“Wingtack95”和“Wingtack115”增粘树脂；
(g)芳香石油烃和它们的氢化衍生物；
(h)脂肪族/芳香族的石油衍生烃和它们的氢化衍生物。
一些配方中可能需要两种或更多种的如上所述增粘树脂的混合物。虽然可以使用0％-70重量％的增粘树脂，但优选15％至50％。对本发明有用的、市场上可得到的增粘树脂的实例包括与商标名Nirezv2040一致的树脂。这种树脂是由Arizona Chemical Company购得的萜烯酚醛树脂。
市场上可得到的聚合树脂可从Arizona Chemical Company购得，相应的商标名为Sylvatac295,RX,R85,95和140。另外，Hercules,Inc生产合适的二聚松香，商标名为Demerex。市场上可得到的合适的部分氢化树脂也可由Hercules,Inc购得，商标名为Foral AX和Stabelite。最后，二元改性松浆油松香的偏酯可以由Arizona Chemical Company购得，商标名为Sylvatac203和Beckacite4901。
水溶性的和非水溶性的增塑剂都能存在于本发明的组合物中，其用量为约10％至约70重量％，优选约20％至50重量％，使得在基本上不降低粘合剂的粘合强度或使用温度而提供所需的粘度控制和水溶性。液体和固体增塑剂都能应用于本发明的组合物中。
这里所用的水溶性的增塑剂包括低分子量的聚乙二醇、多官能乙醇和分子中既含有亲水基团又含有疏水基团的普通的表面活性剂。分子的亲水基一般(但并不局限于)包括聚乙二醇，聚丙二醇，单或双羟基化的氨基，乙氧基化的氨自由基，羧基的聚(亚烷基)二醇酯，取代或非取代的乙二醇，葡萄糖，蔗糖和脱水山梨糖基团。分子的疏水基一般含有(但不局限于)烃自由基如烷基酚基，二烷基酚基或线型或支化的脂肪族自由基。优选的可溶的增塑剂包括乙氧基化的烷基酚，乙氧基化的脂肪酸和HLB值在8.0-20.0范围内的乙氧基化的脂肪醇。由Union Carbide Corporation of Danbury,Connecticut可购得HLB值为13.5的乙氧基化的烷基酚，商标名为TritonX-100，水溶性乙氧基化的脂肪酸如聚乙二醇600单月桂酸酯(HLB=14.6)和聚乙二醇1000二月桂酸酯(HLB=14.2)可由Stepan Company of Northfield,Illionis购得，商标名分别为Kessco PEG600MC和Kessco PEG1000DL。
合适的不溶性增塑剂可选自于包括二苯甲酸二丙二醇酯，季戊四醇四苯甲酸酯，聚乙二醇400-二-2-乙基己酸酯，2-乙基己基二苯基磷酸酯，邻苯二甲酸丁苄酯，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯的基团。合适的二苯甲酸二丙二醇酯，季戊四醇四苯甲酸酯可由VelsicolChemical Company of chicago,Illinois购得，商标名各为Benzoflex9-88和S-552。而且，合适的聚乙二醇400-二-2-乙基己酸酯可由C.P HallCompany of Chicago,Illiois购得，商标名为Tegmer809。合适的2-乙基己基二苯基磷酸酯和邻苯二甲酸丁苄酯可由Monsanto IndustorialChemical Company of St.louis,Missouri购得，商标名分别为Santicizer142和160。
在本发明的粘合剂组合物中可以10％至70重量％的单独使用或组合使用两种或多种前面所述的增塑剂。
本发明包括0.1％至约3重量％，但优选约0.1％至1％的稳定剂或抗氧剂。掺入对本发明的热熔组合物有用的稳定剂以保护如上所述的聚合物乃至整个粘合剂体系免受热和氧化降解的影响，这种降解通常既在最终产品正常暴露于周围环境中发生，又在粘合剂的制造和应用过程中发生。这种降解一般由粘合剂的外观、物理性能和工作特性的变坏表现出来。可应用的稳定剂或抗氧剂是亚磷酸盐，硫酯，取代胺，巯基苯并咪唑衍生物，氢醌衍生物，受阻酚和多官能酚，例如含硫和磷的酚。特别有用的稳定剂或抗氧剂是受阻酚。受阻酚为本技术熟悉人员所熟知，其特点为是也含有与其酚羟基十分接近的、空间庞大的自由基的酚化合物。代表性的受阻酚包括：
1,3,5-三乙基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯；
正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸；
4,4＇-亚甲基双(4-甲基-6叔丁基酚)；
4,4＇-硫双(6-叔丁基-邻酚醛树脂)；
2,6-二叔丁基酚；
6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫)-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-3,5-二叔丁基苄基膦酸酯
2-(正辛基硫)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸，和
山梨醇六-(3,3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸。
特别优选的抗氧剂是Irganox1010,Ciba Geigy制造的四(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉癸酸))甲烷。
通过与如下物质联用，可进一步增强这些稳定剂的性能；(1)增效剂，如硫代二丙酸酯和亚磷酸酯，(2)螯合剂和金属去活化剂，如乙烯二胺四乙酸，它的盐和二水杨醛丙烯二胺。
可将填料和其它任选的添加剂掺入粘合剂组合物中以调节特殊的物理性能。这些添加剂包括如二氧化钛的色料，如滑石、碳酸钙的填料和粘土，如上所述它们能以0％至约50重量％存在。
利用本领域已知的任意工艺可配制本发明方法中有用的粘合剂组合物。现有方法的代表实例是将除亚烷基亚胺共聚物之外的所有组分置于装有转子的夹套式混合锅中。然后加热锅中物质至200至400°F之间，这时它们变为流体。随后在搅拌状态下将聚合物加入锅中，继续混合直至形成平滑、均匀的混合物。
本发明的粘合剂组合物可在多种应用中使用。例如可将所得的压敏粘合剂涂布于纸和塑料膜基材上形成可回收或可剥离的带材和标签料。当制造波纹纸盒，纸盒密封和粘书时，可使用非压敏粘合剂。
在制造卫生纸、纸巾、拭擦巾和其它消费品时，它们也可用作层压粘合剂，使多个基材层粘合。
本发明的水敏热熔粘合剂，不管是压敏还是非压敏形式的，在一次性无纺物件的组合或构造中都是特别有用的，它们使由无纺纤维、织物、吸收绒毛、高吸收材料、弹性条或类似物制成的基材与另一基材粘合在一起。第二中基材可以是另一种无纺纤维，织物，绒毛，高吸收材料或如聚乙烯或聚丙烯膜的塑性材料。
可用本领域已知的各种应用工艺涂布或应用本发明的水敏热熔粘合剂，这些工艺包括例如，缝形模头，螺旋喷射，熔体喷射，挤出，涂布轮或其它已知的涂布器械。
通过下面给出的实施例进一步说明了本发明。
实施例1
将107.3g乙氧基化的烷基苯酚增塑剂(Tritom X-100,UnionCarbide),79.9g萜烯酚醛增粘树脂(Nirez v2040,Arizona Chemical)和0.5g受阻酚抗氧剂(Irganox1010 Ciba Additives)加入装配有加热器和搅拌器的混合容器中，制备水敏热熔粘合剂。加热容器中物质至350°F以熔化增粘树脂。然后在搅拌状态下，慢慢加入62.3克总分子量近似为50,000的2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉嵌段共聚物和10重量％的2-苯基-2-恶唑啉共单体(Aquazol HVIS,10％的水溶液中运动粘度为9.8cSt,Polymer Chemistry Innovations,Inc)。在350°F的恒温下搅拌混合物直至得到平滑、均匀的化合物。粘合剂几乎无气味，为浅琥珀色。在325°F，其粘度为1800cps,Ring和Ball软化点为161°F。在一次性无纺物件的组合中粘合剂是有用的。
用螺旋喷射方法，将粘合剂从350°F的热熔涂布机(LH1型，Acumeter实验室)中以14g/m2的用量涂布至1密耳厚的聚乙烯薄膜上。立即将涂布过的聚乙烯薄膜在线层压至聚丙烯无纺基材上，形成在如尿布和卫生巾之类的一次性无纺物件上常见的组合件。在12"/分的横顶杆速度下由Instron tester测得的层压制件的180°剥离强度为约261g/cm涂布宽度。在室温下将样品浸入水中展示粘合剂的水敏性。浸泡两分钟后，粘合剂失去其粘合强度，样品脱层。
实施例2-4
这些实施例显示了具有可控水敏性的热熔粘合剂的配方。使用与实施例1相同的步骤制备了实施例2-4中的水敏热熔粘合剂，这些粘合剂含有如表1所示用量的2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉嵌段共聚物(Aquazol HVIS)，乙氧基化的烷基苯酚增塑剂(Triton X-100)，萜-酚增粘树脂(Nirez v2040)和受阻酚抗氧剂(Irganox1010)。
表1
实施例
组分，  2  3  4
共聚物，Aquazol HVIS  85  44  57.9
增塑剂，Triton X-100  106.3  121  72.4
增粘树脂，Nirez V2040  85  110  114.7
抗氧剂，Irganox 1010  2.75  2.75  2.75
软化点(°F) 105  166  207
颜色 琥珀色 琥珀色 琥珀色
325°F时的粘度(cPs) 1,150  2,500  4,050
实施例2-4中的粘合剂都是溶解/分散于水中。
在250°F和300°F之间的涂布温度下，用与实施例1所述相同的涂布设备通过缝形模头涂布法，在与实施例1所述相同的聚乙烯薄膜上各自涂布约1.0密耳厚的实施例2-4的粘合剂。立即将涂布过的聚乙烯薄膜在线层压至如上所述的无纺基材上形成层压制件。当干燥时每个层压制件显示出基材破坏性的粘合。然而当以与实施例1相同的方式在水中浸泡时，每种粘合剂需要不同的脱层时间。表2显示了脱层所需的浸泡时间。
表2
    实施例     脱层的时间(分)
    2     3
    3     6
    4     15
实施例5
将107.3g乙氧基化的烷基苯酚增塑剂(Triton X-40,Union CarbideCorporation),79.9g萜烯酚醛增粘树脂(Nirez v2040)和1.25g受阻酚抗氧剂(Irganox1010)加入装配有加热器和搅拌器的混合容器中，随后加热容器内物质至325°F，制备压敏粘合剂。在搅拌状态下，慢慢加入62.3克在10％的水溶液(平均分子量为150,000)中运动粘度为30cSt的2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉无规共聚物和10重量％的2-苯基-2-恶唑啉共单体。在325°F持续搅拌容器中物质，直至得的平滑、均匀的化合物。粘合剂为琥珀色，275°F时Broolfield粘度为2530cps,Ring和Ball软化点为166°F。用刮板在8″×11″的白色照相复印纸上涂布粘合剂熔化物至约1.5密耳厚，得到压敏片材。在片材上切掉2″×4″大小的小条，粘到玻璃缸上。干燥时，纤维粘合裂开。在室温下自来水中浸泡10分钟后，可剥离掉纸基材并能容易地从玻璃缸上取下。
实施例6
用如下组分重复实施例5的步骤：50.0g二苯甲酸二丙二醇酯增塑剂(Benzoflex9-88),111.25g氢化松香(Foral AX,HerculesCorporation),1.25g受阻酚抗氧剂(Irganox 1010)和87.5g 2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉嵌段共聚物(Aquazol HVIS)。所得的粘合剂为浅棕色，325°F时熔融粘度为2100cps,Ring和Ball软化点为180°F，室内条件下可分散于自来水中。对织物层压，无纺粘合和纸盒密封来说，粘合剂是有用的。
实施例7
在如上所述的混合容器中加入148.0g甘油(Aldrich Chemicals,Milwaukee,Wisconsin)和2.0g受阻酚抗氧剂(Irganox1010)，制备压敏热熔粘合剂。然后一边搅拌，一边将容器中物质加热至325°F。接下来，在搅拌状态下缓慢加入50g平均分子量为50,000的2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉嵌段共聚物和10％的2-苯基-2-恶唑啉共单体(Aquazol HVIS)及50.0g近似相等分子量的无规共聚物(AquazolHP)和共单体物质。在325°F持续搅拌混合物，直至形成平滑、均匀的混合物。粘合剂在水中完全溶解，为浅琥珀色，250°F时熔融粘度为2300cps。对可回收带材和标签应用来说，它是有用的。
实施例8
将98.75g乙氧基化的烷基苯酚增塑剂(Triton X-40),100.0g二聚松香(Dymerex,Hercules Corporation)和1.25g受阻酚抗氧剂(Irganox1010)加入装配有加热器和搅拌器的混合容器中。然后加热容器中物质至325°F。接下来，加入25.0g碳酸钙，搅拌混合物，直至碳酸钙均匀分散。最后，慢慢加入33.0g2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉无规共聚物(Aquazol HP，在10％的水溶液中运动粘度为13.0，平均分子量为50,000,10重量％的2-苯基-2-恶唑啉共单体，PolymerChemistry Innovations,Inc)。在325°F持续搅拌容器中物质，直至形成平滑、均匀的混合物。275°F时，粘合剂熔融粘度为1035cps,Ring和Ball软化点为108°F。
以珠状将粘合剂涂至波纹纸盒上，盒子立即密封。干燥时，粘合剂迅速固化，纤维粘合。然而在室温下自来水浸泡2分钟后，粘合丧失其强度，密封处开口。
实施例9
本实施例说明了本发明粘合剂组合物的热稳定性。将200克实施例1-8的粘合剂样品各单独移入玻璃缸中，在325°F的空气循环炉中放置48小时。分别检查粘合剂的热降解迹象如结皮、胶凝、发黑、成环。表3中列举了所得结论。
表3
结皮 胶凝 发黑 成环
实施例1 无 无 无 无
实施例2 无 无 无 无
实施例3 无 无 无 无
实施例4 无 无 无 无
实施例5 无 无 无 无
实施例6 无 无 轻微 无
实施例7 无 无 轻微 轻微
实施例8 无 无 无 轻微
所有的粘合剂没有表现出热降解的迹象。
实施例10
将实施例5和8的粘合剂分别以熔融物涂布在76磅/令基重的未漂白的牛皮纸板上至近似1.0密耳厚。然后将涂布过的衬垫切成1″×1″的方块。将近似10g的切纸放入装有约490g接近中性PH值的自来水的Waring掺和机中。室温浸泡120分钟后，在3500rpm下搅拌掺和机中物质约30分，得到2％稠度的第二液体浆。浆化后，从Waring掺和机中移出200g等份的浆，用自来水稀释至0.5％稠度。然后将稀释过的浆倒入网眼为150mm大小的布氏漏斗中。短时间内抽真空，直至水从漏斗中排出，形成手抄纸。从漏斗中移出手抄纸，用Whatman 4滤纸吸水。然后在热盘中干燥手抄纸。随后检查干燥的手抄纸是否有粘合剂玷污或胶粘。发现这样得到的手抄纸没有任何粘合剂玷污或胶化现象，表明涂布在纸上的粘合剂溶解或分散于水中，因此，能很容易地与浆分离。此测试表明实施例中的粘合剂是完全可回收的。
不背离本发明的精神和实质，利用如上所公开的组分可进行许多修改和变化。

Claims (29)

1、一种热稳定水敏热熔粘合剂组合物，其包括：
(a)约10％至约80重量％的N-取代亚烷基亚胺共聚物，
(b)约0％至约70重量％的相容增粘树脂；
(c)约10％至约70重量％的增塑剂；组合物组分总和为100重量％，其中粘合剂组合物维持一次性物件在正常使用过程中的整体性，但在有水存在时分解，从而使一次性物件易于分解和随后回收。
2、如权利要求1所述的组合物，其中N-取代亚烷基亚胺共聚物是分子式为(Ⅰ)的嵌段共聚物；
Figure A9981245000021
其中每个单体以单独的嵌段排列，p和q各自约为2-6,m和n各自为约20-10,000,R1选自于能使与它们相连的重复单元基本溶于水的一组自由基，R2选自于能使与它们相连的重复单元基本不溶于水的一组自由基。
3、如权利要求2所述的组合物，其中m和n各自为约50-5,000。
4、如权利要求2所述的组合物，其中R1和R2各选自于取代或非取代的C1-C15烃自由基。
5、如权利要求4所述的组合物，其中所述的烃自由基是烷基、烷基取代芳基、亚烷基和亚芳基。
6、如权利要求5所述的组合物，其中所述的烃自由基选自于甲基、乙基、丙基、异丁基、戊基、环己基、2-乙基己基、十二烷基、萘基、甲苯基、苄基、氯甲基、氟乙基、氯苯基、苯乙基和亚甲基、亚乙基、邻-、间-、对-亚苯基，亚甲苯基，氯代亚乙基，氟代亚乙基和氯代亚苯基。
7、如权利要求2所述的组合物，其中含有R2的单体的用量是约5％至约50重量％。
8、如权利要求2所述的组合物，其中N-取代亚烷基亚胺嵌段共聚物包括分子式为(Ⅰ)的2-乙基-2-恶唑啉/2-苯基-2-恶唑啉嵌段共聚物，其中R1是乙基，R2是苯基，p和q都等于2,n和m各为约50-5000。
9、如权利要求1所述的组合物，其中N-取代亚烷基亚胺共聚物包括分子式为(Ⅰ)的无规共聚物，
其中p和q各自为约2-6,m和n各自为约20-10,000,R1选自于能使与它们相连的重复单元基本溶于水的一组自由基，R2选自于能使与它们相连的重复单元基本不溶于水的一组自由基。
10、如权利要求9所述的组合物，其中m和n各自为约50-5000。
11、如权利要求9所述的组合物，其中R1和R2各选自于取代或非取代的C1-C15烃自由基。
12、如权利要求11所述的组合物，其中所述烃自由基是烷基、烷基取代芳基、亚烷基或亚芳基。
13、如权利要求12所述的组合物，其中烃自由基选自于甲基、乙基、丙基、异丁基、戊基、环己基、2-乙基己基、十二烷基、萘基、甲苯基、苄基、氯甲基、氟乙基、氯苯基、苯乙基和亚甲基、亚乙基、邻-、间-、对-亚苯基，亚甲苯基，氯代亚乙基，氟代亚乙基和氯代亚苯基。
14、如权利要求9所述的组合物，其中含有R2的单体的用量为约5％至约50重量％。
15、如权利要求9所述的组合物，其中N-取代的亚烷基亚胺无规共聚物包括平均分子量为20,000至1,000,000的2-乙基-2-恶唑啉和2-苯基-2-恶唑啉共聚物，2-苯基-2-恶唑啉非水溶性单体为5％至50重量％。
16、如权利要求1所述的组合物，其中相容的增粘树脂选自于聚合松香，氢化和部分氢化松香，萜烯酚醛树脂，松香酸，松香酯，多萜树脂和苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丁基甲苯改性的萜烯树脂及合成烃树脂。
17、如权利要求1所述的组合物，其中增塑剂是溶于水的，选自于分子量为200-2000的聚乙二醇，甘油和既有亲水部分又有疏水部分的表面活性剂。
18、如权利要求17所述的组合物，其中所述的表面活性剂的亲水部分选自于乙二醇，聚丙二醇，单或双羟基化的氨基，乙氧基化的氨自由基，羧基的聚(亚烷基)二醇酯，取代或非取代的甘油，葡萄糖，蔗糖和脱水山梨糖基团。
19、如权利要求17所述的组合物，其中所述的表面活性剂的疏水部分选自于烷基酚基，二烷基酚基和线型或支化的脂肪族自由基。
20、如权利要求17所述的组合物，其中增塑剂选自于聚氧乙烯芳基醚、乙氧基化的脂肪酸和HLB值在8.0-20.0范围内的乙氧基化的脂肪醇。
21、如权利要求17所述的组合物，其中水溶性增塑剂包括固体和液体增塑剂。
22、如权利要求21所述的组合物，其中水溶性增塑剂选自于脂肪酸的聚乙二醇酯，脂肪醇的聚乙二醇醚，乙氧基化的烷基酚和甘油偏酯。
23、如权利要求1所述的组合物，其中增塑剂是非水溶性的，选自于二甘醇二苯甲酸酯，二苯甲酸二丙二醇酯，季戊四醇四苯甲酸酯，聚乙二醇400-二-2-乙基己酸酯，三甘醇二苯甲酸酯，双(2-乙基己基)己二酸酯，2-乙基己基二苯基磷酸酯，邻苯二甲酸丁基苄酯，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯。
24、如权利要求11所述的组合物，其中粘合剂组合物进一步含有约0.1％至约3重量％的抗氧剂。
25、如权利要求21所述的组合物，其中粘合剂组合物进一步含有0％至50重量％的填料。
26、如权利要求25所述的组合物，其中所述填料包括滑石、碳酸钙、粘土、硅石、云母、硅灰石、长石、硅酸铝、矾土、氢氧化铝、玻璃微球、陶瓷微球、热塑性微球、重晶石和木粉。
27、如权利要求1所述的组合物，其中粘合剂组合物进一步包括进一步调整组合物的物理性能或工作特性的色料和/或其它添加剂。
28、如权利要求1所述的组合物，其中所述的聚合物包括N-取代亚烷基亚胺嵌段共聚物和N-取代亚烷基亚胺无规共聚物的混合物。
29、含有纤维素材料和如权利要求1所述的粘合剂组合物的可回收和水敏性的压敏粘合剂片材。
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