CN1468926A - 具有改进原始强度的反应性热熔粘合剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用作粘合剂的水分热熔组合物，它具有改进的露置时间和原始强度的均衡性。尤其，该组合物由多元醇、多异氰酸酯和丙烯酸类聚合物制备。还提供了制备这些组合物的方法和使用这些组合物用于粘结基材的方法。

Description

具有改进原始强度的反应性热熔粘合剂组合物
技术领域
本发明涉及聚氨酯聚合物组合物，尤其用作粘合剂的水分反应性热熔聚氨酯聚合物组合物，制备这些组合物的方法，以及用这些组合物粘结基材的方法。
背景技术
一些水分反应性热熔聚合物组合物可用作反应性热熔粘合剂。这些粘合剂的一些所需性能是高原始强度、高极限强度和长露置时间(open time)。原始强度是在与水分反应完成之前的粘结强度；极限强度是在与水分反应基本完成后的粘合强度；露置时间是在将热熔粘合剂施涂于一件或多件基材之后的时间，在该时间内，随后基材可以与粘合剂接触，但不损失极限强度。
US专利5021507公开了聚氨酯反应性热熔体用特定分子量的丙烯酸类共聚物的改性，其中该聚合物不含带有活性氢的单体。US专利5827926公开了不含活性氢的结晶丙烯酸类聚合物的用途。
在过去采取的方法已获得了良好的原始强度，但也有不理想的短露置时间。本发明人面临的问题是提供获得理想的长露置时间，同时保持有用的高原始强度的水分反应性热熔粘合剂组合物。令人惊奇的是，发明人发现，引入具有叔烷基酰胺官能团的某些丙烯酸类聚合物提供了所需的性能均衡。
发明内容
在本发明的第一个方面，提供了通过将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合形成的水分反应性热熔聚合物组合物。
在本发明的第二个方面，提供了制备水分反应性热熔组合物的方法，包括将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合。
在本发明的第三个方面，提供了粘结基材的方法，包括：
(a)制备水分反应性热熔组合物，包括将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合；
(b)加热所述热熔组合物；
(c)将所述加热的热熔组合物施涂于第一基材上；
(d)让所述施涂的加热的热熔组合物与第二基材接触；和
(e)冷却所述热熔组合物，或让其冷却。
具体实施方式
本发明的组合物是用作粘合剂的水分反应性热熔组合物。所谓“水分反应性”这里是指该组合物含有能够与水理想地反应的异氰酸酯基，以增加组合物的分子量和/或使组合物交联，从而在与水接触后增加组合物的强度性能。所谓“热熔”这里是指能够有利地加热可以是固体、半固体或粘性物质的该组合物，以提供适合于施涂和粘合于基材上的粘度的流体粘合剂。
本发明的水分反应性热熔组合物通过混合含有至少一种多异氰酸酯，即携带至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯的组分来形成。可以使用的多异氰酸酯包括例如芳族多异氰酸酯，脂族多异氰酸酯，环脂族多异氰酸酯，和它们的结合物。适合的多异氰酸酯例如包括间亚苯基二异氰酸酯，2，4-甲苯二异氰酸酯，2，6-甲苯二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，四亚甲基二异氰酸酯，1，4-环己烷二异氰酸酯，六氢甲苯二异氰酸酯，1，5-亚萘基二异氰酸酯，1-甲氧基-2，4-亚苯基二异氰酸酯，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，4，4’-亚联苯基二异氰酸酯，3，3’-二甲氧基-4，4’-联苯基二异氰酸酯，3，3’-二甲基-4，4’-联苯基二异氰酸酯，3，3’-二甲基-4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，4，4’，4”-三苯基甲烷三异氰酸酯，多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯，2，4，6-甲苯三异氰酸酯，4，4’-二甲基-二苯基甲烷四异氰酸酯，具有低于2000并携带至少两个异氰酸酯基的预聚物，和它们的混合物。优选的是4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(还称之为4，4’-MDI)，2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(还称之为2，4’-MDI)，以及它们的混合物；更优选的是4，4’-MDI。
本发明的水分反应性热熔组合物通过将含有至少一种多元醇的组分混合来形成。多元醇是具有两个或多个羟基官能团的化合物。适合的多元醇包括大量不同的化合物，它们的一些描述在G.Oertel编写的 Polyurethane Handbook，第二版，Hanser Publishers，1994中。除了羟基官能以外，适合的多元醇可以含有其它官能团，例如羰基，羧基，酸酐，不饱和键，或其它官能团。适合的多元醇例如包括聚醚多元醇，聚酯多元醇，聚醚酯多元醇(有时候称之为聚醚酯多元醇和/或聚酯醚多元醇)，脂肪多元醇，和它们的混合物。适合的多元醇可以独立选自结晶、半结晶或非晶形多元醇。
适合用于本发明的聚酯多元醇包括由二酸，或它们的单酯，二酯或酸酐对应物和二醇形成的那些。二酸可以是饱和C4-C12脂族酸，包括支化、非支化、或环状物质，和/或C8-C15芳族酸。适合的脂族酸的实例包括例如丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，1，12-十二烷二酸，1，4-环己烷二羧酸和2-甲基戊烷二酸。适合的芳族酸的实例包括例如对苯二甲酸，间苯二甲酸，邻苯二甲酸，4，4’-二苯甲酮二羧酸，4，4'-二苯基酰胺二羧酸，和它们的混合物。二醇可以是C2-C12支化，非支化，或环状脂族二醇。适合二醇的实例包括例如乙二醇，1，3-丙二醇，1，2-丙二醇，1，4-丁二醇，新戊二醇，1，3-丁二醇，己二醇，2-甲基-2，4-戊二醇，环己烷-1，4-二甲醇，1，12-十二烷二醇，二甘醇，和它们的混合物。各种适合的聚酯多元醇的混合物也适合用于本发明。优选的聚酯多元醇是己二酸1，6-己二醇酯；己二酸1，6-己二醇新戊二醇酯；己二酸新戊二醇酯和它们的混合物。聚酯多元醇优选具有250-8,000，更优选300-6,000，还更优选400-5,000，和最优选500-4,000的重均分子量(根据凝胶渗透色谱法测定的“Mw”)。
适合用于本发明的聚醚多元醇包括聚氧化-C2-C6-亚烷基二醇，包括支化和非支化亚烷基。适合的聚醚多元醇的实例包括例如聚乙二醇，聚丙二醇，聚四亚甲基二醇或这些聚醚的无规或嵌段共聚物，以及它们的混合物。各种适合的聚醚二醇的混合物也适合在本发明中使用。优选的聚醚多元醇是聚丙二醇，还称之为聚环氧丙烷。聚醚多元醇优选具有800-8,000，更优选900-4,000的重均分子量(根据凝胶渗透色谱法测定的“Mw”)。
在本发明的一些实施方案中，各组分包括至少一种脂肪多元醇。“脂肪”这里是指含有一个或多个脂肪酸残基的任意化合物。脂肪酸在本领域中是公知的。它们例如描述由R.A.Burns描述在Fundamentals of Chemistry，第三版(Prentice Hal]，1999)中。脂肪酸是长链羧酸，具有至少4个碳原子的链长。典型脂肪酸具有4-18个碳原子的链长，尽管一些具有更长的链。直链、支化或环状脂族基团可以连接于长链。脂肪酸残基可以是饱和或不饱和的，并且它们可以含有天然存在或添加的官能团，例如包括烷基，环氧基，卤素，磺酸酯基，或羟基。适合的脂肪多元醇例如包括脂肪酸，脂肪酸的酯，脂肪酸的酰胺，和它们的混合物，只要该化合物是多元醇。适合的脂肪多元醇的其它实例包括例如脂肪酸的二聚体、三聚体、低聚物或聚合物；脂肪酸的酯的二聚体、三聚体、低聚物或聚合物；脂肪酸的酰胺的二聚体、三聚体、低聚物或聚合物；脂肪酸、脂肪酸的酯和脂肪酸的酰胺的混合物的二聚体、三聚体、低聚物或聚合物；或这些二聚体、三聚体、低聚物或聚合物的混合物，只要该脂肪化合物是多元醇。适合的脂肪多元醇的羟基官能可以存在于脂肪酸残基上、该分子的其它部分、或存在于二者上。
在其中使用脂肪多元醇的本发明的实施方案中，一些优选的脂肪多元醇是蓖麻油，不饱和或多不饱和天然油的羟基化产物，不饱和或多不饱和多羟基天然油的氢化产物，烷基羟基脂肪酸的多羟基酯，聚合天然油，和脂肪酸的烷基羟基化酰胺。更优选的是蓖麻油，羟基化大豆油，氢化蓖麻油，聚合蓖麻油，蓖麻油酸羟乙酯，和羟乙基蓖麻油酸酰胺。最优选的是蓖麻油。
在本发明的实施中，优选的多元醇是聚醚多元醇，聚酯多元醇，脂肪多元醇，和它们的混合物。更优选的是含有至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物。还更优选的是含有至少一种聚醚多元醇，至少一种聚酯多元醇和至少一种脂肪多元醇的混合物。当同时使用聚醚多元醇和聚酯多元醇时，聚醚多元醇与聚酯多元醇的优选重量比是0.5∶1到12∶1，更优选的是0.6∶1到10∶1；还更优选的是0.7∶1到8∶1；最优选的是0.8∶1到5∶1。当除了其它多元醇以外还使用脂肪多元醇时，脂肪多元醇和所有其它多元醇的优选重量比是0.005∶1到5∶1；更优选的是0.008∶1到1∶1，还更优选的是0.01∶1到0.5∶1，和最优选的是0.02∶1到0.1∶1。
本发明的水分反应性热熔组合物通过将包含至少一种带有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合来形成。丙烯酸类聚合物是通过将一种或多种(甲基)丙烯酸类单体的聚合形成的聚合物。这些单体包括丙烯酸，甲基丙烯酸，它们的酯，酰胺，和衍生物。通过单体混合物的聚合制备的聚合物据信包含了那些单体的每一种。这里，“(甲基)丙烯酸类”意指“丙烯酸或甲基丙烯酸类”；和“(甲基)丙烯酸酯类”是指“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类”。适合于包括在本发明的丙烯酸类聚合物中的一些丙烯酸类单体例如是(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸烷基酯，其中酯基由具有1-70个碳原子的直链、支化或环烷基组成。还适合的是(甲基)丙烯酸芳基酯，(甲基)丙烯酸卤化烷基或芳基酯，其它(甲基)丙烯酸酯，在氮原子上具有两个取代基的N-取代(甲基)丙烯酰胺，它们的衍生物，或它们的混合物。丙烯酸类聚合物可以包括除了丙烯酸类单体以外的单体，如苯乙烯，取代苯乙烯，乙酸乙烯酯，或乙烯。
含有本发明的叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的某些实施方案是包括一种或多种甲基丙烯酸烷基酯的丙烯酸类聚合物；当使用甲基丙烯酸烷基酯时，优选的是其中酯基由具有1-70个碳原子的直链、支化或环烷基组成的酯；更优选的是1-10个碳原子；和最优选的是1-4个碳原子。还优选的是包括一种或多种酸官能化单体，例如丙烯酸，甲基丙烯酸，巴豆酸，衣康酸，富马酸，马来酸，衣康酸单甲酯，马来酸单甲酯，马来酸单丁酯，马来酸酐，或它们的混合物的丙烯酸类聚合物；当使用酸官能化单体时，优选的是丙烯酸，甲基丙烯酸，和它们的混合物。优选的是含有很少或没有羟基官能团的丙烯酸类聚合物；即，不属于酸基一部分的羟基被认为是在丙烯酸类聚合物上的不希望有的官能团。
具有本发明的叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物是具有连接于聚合物链的至少一个具有下式的官能团的丙烯酸类聚合物：
其中R1具有以下结构式：
Figure A0314651100092
其中R2-R10独立是氢，或有机基团。连接于酰胺氮的R1的碳原子是叔烷基碳原子，所以该官能团被说成具有“叔烷基酰胺官能团”。如果任何的R2-R10是有机基团，那么它们可以独立是不饱和和/或被一个或多个卤素，酰胺，磺酸，羰基或其它基团取代的烷基，环烷基，芳基，烷芳基。任何取代基团是适合的，只要所得聚合物不会不理想地干扰热熔组合物的水分固化反应。
虽然本发明不限于任何特定理论或机理，但叔烷基酰胺官能团据信是理想的，因为连接于酰胺氮的氢原子据信具有反应性，但它的反应活性据信受酰胺氮上的叔烷基限制。叔烷基据信提供了位阻，这使酰胺氮上的氢原子具有理想的反应性，但没有过度的反应性。
本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物可以用本领域中已知任何方式来制备，例如包括制备丙烯酸类共聚物和然后进行化学反应，将所需的叔烷基酰胺官能团加成到聚合物链上。作为替代方案，或另外，本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物可以通过让包括至少一种具有叔烷基酰胺官能团单体的单体聚合来制备。一组适合的具有叔烷基酰胺官能团单体是具有下式的取代(甲基)丙烯酰胺组：
其中R11是氢或甲基，和R1如以上所定义。具有叔烷基酰胺官能团的优选单体是2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸，二丙酮(甲基)丙烯酰胺，N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺，N-叔辛基(甲基)丙烯酰胺，和它们的混合物；更优选的是N-叔丁基甲基丙烯酰胺，N-叔丁基丙烯酰胺，和它们的混合物；和最优选的是N-叔丁基丙烯酰胺。
当本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物通过引入叔烷基酰胺官能化单体来制备时，适合于在聚合物中引入的这些单体的量是0.1-20wt％，基于聚合物的重量。优选的是1-10wt％；更优选的是2-7wt％；最优选的是4-6wt％。
本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物可以通过任何方法来制备，包括例如本体聚合，溶液聚合，悬浮液聚合，或乳液聚合，如由K.J.Sunders在 Organic Polymer Chemistry，Chapmanand Hall，London，1973中教导的那样。如果在聚合中使用水(如在水性悬浮液或乳液聚合中)，在本发明的水分反应性组合物中引入丙烯酸类聚合物之前必须从该丙烯酸类聚合物中除去大多数或全部的水。如果使用溶液聚合，该溶剂可以是与该一种或多种单体和与所得聚合物具有适宜相容性的任何溶剂。已知甲苯是适合的。如果本发明的其它组分的任何一种，例如液体多元醇与丙烯酸类单体和丙烯酸类聚合物具有适合的相容性，该组分可以用作丙烯酸类聚合物的聚合溶剂。
本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物可以是无定形的，结晶的，或无定形和结晶的混合物；优选的是无定形聚合物。结晶聚合物是具有可测量的熔点的那些，无定形聚合物是不结晶的那些，如由L.H.Sperling在 Introduction to Physical Polymer Science，第二版，Wiley 1992中教导的那样。
优选用于本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的量是1-95wt％，基于热熔组合物的重量；更优选的是1-90wt％；还更优选的是10-60wt％；最优选的是20-30wt％。丙烯酸类聚合物(数均分子量，或Mn，通过凝胶渗透色谱法测定)的优选分子量是10,000到100,000；更优选的是15,000到80,000；最优选的是30,000到40,000。丙烯酸类聚合物的优选玻璃化转变温度(Tg，通过动态扫描量热法测定)是20-120℃；更优选的是30-90℃；还更优选的是40-80℃；最优选的是50-70℃。
当本发明的具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物通过在不属于本发明的组分之一的溶剂中的溶液聚合来制备时，如果需要，在将聚合物加入到本发明的另一组分中之前可以脱除溶剂。另外，如果需要，通过本领域中已知的方式例如施加完全或部分真空和/或通过加热可以将含有丙烯酸类聚合物的溶液加入到本发明的一种或多种组分中和可以从混合物中脱除溶剂。
本发明的组分优选含有低于1wt％的水，更优选低于0.2wt％的水，还更优选低于0.1wt％，基于组分的总重量。
各组分可以通过普通或其它方式，优选在惰性、干燥气氛中来混合。各组分可以一起全部一次混合(在“一段”法中)；另外，一些组分和/或组分的一部分可以在一次操作(或‘段(stage)”)中与在其它一个或多个阶段添加的其它组分和/或组分的一部分一起混合。通常，各组分在室温以上加热。各组分可以在混合过程之前、之中或之后加热。如果使用一个以上的组分添加和/或混合和/或加热阶段，一段的混合物可以在添加下一段之前加热一定时间。优选的加热温度是50-130℃。如果使用一个以上的段，那么可以独立选择各段的温度。在任何混合和/或加热阶段期间，可以施加完全或部分真空；还可以使用氮气或其它干燥和/或惰性气体来笼罩混合物的表面。
在本发明的各组分的混合和/或加热期间，可以将具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物加入到任何阶段。在一个实施方案中，将具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的溶液加入到一种或多种聚醚多元醇中，以及在真空下加热该混合物；然后在一个或多个段中添加其它组分。如果所要加到反应混合物中的任何物质是固体，它优选在与多异氰酸酯混合之前通过加热和与不含异氰酸酯的组分的至少一种混合来溶解。另外，催化剂，例如叔胺或锡型催化剂任选可以与各组分在混合各组分的任何一个或多个阶段之前、之中或之后混合。当使用这种任选的催化剂时，通常用量少于0.3wt％，基于混合组分的总重量。属于NCO官能化组合物的本发明的粘合剂组合物优选在惰性、干燥气氛下储存，直到使用为止。
热熔组合物可以通过混合其它普通成分如填料、颜料、增粘剂、增塑剂、流变学改性剂、热塑性丙烯酸类树脂等来配制，但应该注意NCO官能团的反应活性，该活性希望得到保持。
在粘结基材的本发明的方法中，加热水分反应性热熔组合物，以便获得适于将粘合剂运输到(如通过泵送或重力自动加料)施涂设备中和适于在水分的存在下将粘合剂施涂于第一基材上的粘度。温度应该足够高，以便获得适合的粘度，但温度也应足够低以避免出现过度降解或对粘合剂的其它不希望有的效应。典型有效温度是在40℃到160℃，优选50-150℃，和更优选100-140℃的范围内。
粘合剂的施涂可以用普通方式，例如加热喷涂器，加热珠状施涂器(heated bead applicator)，加热喷嘴和加热辊涂器来进行，根据需要，以形成连续或半连续粘合剂薄膜。粘合剂还可以通过手工，例如用手持工具如刮刀或其它施涂器来施涂于基材上。粘合剂一般可以50-250g/m2(4-20g/ft2)的水平施涂，尽管在基材之一为织物的情况下，可以低至1-50g/m2的水平施涂。
然后，施涂的粘合剂与第二基材接触，以提供复合结构。优选的是，在粘合剂具有显著在室温以上的温度时将该粘合剂与第二基材接触。这样形成的复合结构任选经受施加的压力，如让它在辊之间通过，以便增加基材与粘合剂的接触，然后冷却复合结构或让其冷却。在另一个实施方案中，粘合剂可以同时或按序施涂于第一基材的两个表面，该粘合剂涂布的表面然后同时或按序粘结于两个其它基材，它们可以是相同或不同的。此外可以预期，该复合结构可以随后使用相同或不同的粘合剂在上述方法之前或之后粘结于其它基材。在本发明的方法中所要粘结的基材可以是相同或不同的，例如包括金属，木材，加固木材产品，纸，弹性体，纺织或无纺织物，和塑料，它们可以具有平滑和结构化表面，以及可以卷材、片材、薄膜、箔片等形式提供。在本发明的方法中所要粘结的基材包括例如柳安木桃花心木胶合板，浸渍纸，挤出的聚苯乙烯泡沫塑料，发泡聚苯乙烯泡沫塑料，纤维玻璃增强聚酯，聚酯织物，高或低压层压件，胶合板，铝，钢，聚氯乙烯，合成橡胶，聚合物共混物和工程塑料。
可以设想，参与与NCO官能团的反应，从而增加所施涂的粘合剂的极限粘接(cohesive)强度的水分(即水)可以本领域中已知各种方式的任意一种接触本发明的水分反应性热熔组合物。例如，在将热熔组合物施涂于一件基材上之后，但在它与第二件基材接触之前，该热熔组合物可以以各种方式接触水分，例如包括环境湿气、人工增加或控制的调湿气体、水滴的雾、接触所施涂的粘合剂的液体水的喷雾，或它们的组合。作为选择方案，或另外，在第二件基材与热熔组合物接触之后，基材和热熔组合物的复合结构可以以任意一种或多种或全部的以上方式接触水分。当一件或多件基材是可透过水蒸气的材料，例如木材，纸或纺织品时，让该复合结构与水分接触的方法尤其是有用的。
此外预期，水分可以用参与、催化或另外促进NCO官能团彼此的反应的其它成分来增进作用。这种成分可以在固化过程的任何时段或整个期间与水分合并。这些成分的实例是某些胺类，它们已知通过形成缩二脲键来将NCO官能团连接在一起。还有，一些催化剂已知可促进NCO官能团彼此的反应。不管机理如何，在本发明中可以想到使用这些组分来增进水分固化反应。
在本发明的一些实施方案中，所要粘结的基材是相对薄而平的，以及在这些情况下，该复合制品被称为层压件或层压结构。
应该理解的是，对于本说明书和权利要求书来说，这里列举的范围和比率界限能够进行组合。例如，如果对特定参数列举了60-120和80-110的范围，那么理解为60-110和80-120的范围也在计划内。
在以下实施例中，使用以下试验工序。
原始强度：
将粘合剂加热到120℃的平衡状态。然后以0.004英寸(0.10mm)的厚度将它施涂于0.125英寸(3.2mm)厚桦木层压胶合板上。将第二件相同的胶合板层压于该第一件上，重叠面积为1英寸2(645mm2)。该层压件在10psi(69kPa)的压力下夹紧。在一段间歇时间后，用搭接剪切(lap shear)方式，使用0.05英寸/min(1.3mm/min)的牵引速度用拉伸试验仪测量层压件的强度。所记录的量是最大力除以重叠面积的值。生产足够的层压件，使得在5、10、30和60分钟的各间歇时间进行三重测量。
原始强度在5分钟时理想地为至少0.3psi(2.1kPa)，当在更长的间歇时间测试时，它理想地增加。
露置时间
在本工序中的木材件是3英寸×6英寸×0.125英寸(76mm×152mm×3.2mm)的桦木层压胶合板。将粘合剂加热到120℃的平衡状态，然后以0.004英寸(0.1mm)的厚度施涂于一件木材上。在10psi(69kPa)的压力下，在1、3、5、7和9分钟的时间间隔下，将其它木材件层压到第一件木材上。各件木材的的重叠面积为1英寸2(645mm2)。层压件在恒定温度(25℃)和湿度(50％RH)下储存1天或7天，以及用搭接剪切方式，使用0.05英寸/min(1.3mm/min)的牵引速度用拉伸试验仪测试。露置时间作为在拉伸试验后发现可接触性(contactability)或木材撕裂少于75％时的时间间隔而任意选择。
对Surlyn TM 树脂的粘合力
将粘合剂加热到120℃的平衡状态，再以130g/m2的量施涂于聚碳酸酯/ABS基础材料上，随后在5分钟的露置时间后与由SurlynTM离聚物树脂构成的第二件基材层压(购自E.I.DuPont de Nemoursand Company)。样品然后在25℃和50％相对湿度下固化5天。然后在50mm/min下用拉伸试验仪以90°剥离方式分离基材。所记录的量是最大力除以样品宽度的值。
薄膜性能
以0.006英寸(0.15mm)的厚度将粘合剂薄膜流延到硅氧烷防粘衬料上。将薄膜固化7天，然后用拉伸试验仪进行拉伸测试。所记录的量是(1)T100，100％伸长率下的力除以样品截面积的值；(2)T断裂，断裂时的力除以样品的截面积的值；和(3)E最大，断裂伸长率。
实施例
实施例1(对比)
各成分如下所示：
(1)聚丙二醇(Mw2000)                168.58g
(2)蓖麻油                          9.72g
(3)丙烯酸类聚合物                  155.00g
(60℃的Tg；不包含叔烷基酰胺官能化单体)
(4)亚甲基双苯基二异氰酸酯        51.63g
(5)1，6-己二醇己二酸酯(Mw3500)   115.07g
(6)2，2’-二吗啉基乙基醚         0.30g
向1L树脂釜添加原料(1)到(3)。添加作为在甲苯中的60wt％溶液的丙烯酸类聚合物。在釜中安装机械搅拌器和反应器盖(reactor head)之后，加热该釜，使温度上升到85℃。在此时，对树脂釜施加20in.Hg(67kPa)的真空，以除去甲苯。在除去大多数溶剂后，温度缓慢上升到110℃和真空增加到27in.Hg(91kPa)，以除去残留溶剂和水分。在这些条件下30分钟后，将温度降低到100℃和用干燥氮气解除真空。然后添加物质(4)和将真空复原。让温度再平衡到100℃，在该温度下，让反应维持90分钟。真空再次用干燥氮气解除，此时添加物质(5)。在重新施加真空后，让反应在100℃下持续30分钟。然后添加物质(6)，将混合物加热另外30分钟。将反应性热熔体加热到115℃，再倾倒入1品脱(0.47L)塑料容器中，在该容器中，该熔体被氮气覆盖并密封。
实施例2
除了丙烯酸类聚合物包括基于丙烯酸类聚合物重量的0.5wt％量的N-叔丁基丙烯酰胺以外，其它与实施例1相同。
实施例3(对比)
各成分如下所示：
(1)聚丙二醇(Mw1000)             106.61g
(2)聚丙二醇(Mw2000)             137.62g
(3)蓖麻油                       15.74g
(4)丙烯酸类聚合物(如实施例1)    132.00g
(5)亚甲基双苯基二异氰酸酯       92.03g
(6)1，6-己二醇己二酸酯(Mw2000)  65.99g
(7)2，2’-二吗啉基乙基醚        0.33g
向1L树脂釜添加原料(1)到(4)。在釜中安装机械搅拌器和反应器盖之后，加热该釜，使温度上升到85℃。在此时，对树脂釜施加20in.Hg(68kPa)的真空，以除去甲苯。在除去大多数溶剂后，温度缓慢上升到110℃和真空增加到27in.Hg(91kPa)，以除去残留溶剂和水分。在这些条件下30分钟后，将温度降低到100℃和用干燥氮气解除真空。然后添加物质(5)和将真空复原。让温度再平衡到100℃，在该温度下，让反应维持90分钟。真空再次用干燥氮气解除，此时添加物质(6)。在重新施加真空后，让反应在100℃下持续30分钟。然后添加物质(7)，将混合物加热另外30分钟。将反应性热熔体加热到115℃，再倾倒入1品脱(0.47L)塑料容器中，在该容器中，该熔体被氮气覆盖并密封。
实施例4
与实施例3相同，不同的是丙烯酸类聚合物与在实施例2中所用的丙烯酸类聚合物相同。
实施例5(对比)
各成分如下所示：
(1)聚丙二醇(Mw2000)                       116.90g
(2)蓖麻油                                 9.65g
(3)丙烯酸类聚合物(如实施例1)              112.00g
(4)亚甲基双苯基二异氰酸酯                 49.68g
(5)1，6-己二醇新戊二醇己二酸酯(Mw2000)    111.76g
(6)2，2’-二吗啉基乙基醚                  0.24g
用于混合和加热各成分的工序与实施例1相同。
实施例6
与实施例5相同，不同的是丙烯酸类聚合物与在实施例2中使用的丙烯酸类聚合物相同。
实施例7
原始强度和露置时间试验的结果如下所示：
                     原始强度，psi(kPa)
实施例 5min. 10min. 30min. 60min. 露置时间(min.)
1(对比) 77(531) 77(531) 100(690) 103(710) ＜1
2 3.0(21) 4.7(32) 90(617) 110(758) 6
3(对比) 0.8(5.5) 1.5(10.3) 12.7(87.6) 14.7(101) ＜30
4 0.4(2.8) 0.6(4.1) 0.7(4.8) 3.5(24.1) ＞30
5(对比) 9.0(62) 14.7(101) 14.6(101) 16.3(112) ＜1
6 1.5(10.3) 1.5(10.3) 2.4(15.5) 4.4(30.3) ＞9
本发明各实施例(2，4和6)显示对它的相应对比实施例(分别为1，3和5)更长的露置时间，同时它表现出有用的高原始强度。
实施例8
拉伸性能试验的结果如下所示：
实施例 T100，psi(Pa) T断裂psi(Pa) E最大，％
3(对比) 819(5.65) 2129(14.7) 602
4 667(4.60) 2136(14.7) 642
5(对比) 365(2.52) 1011(6.97) 630
6 354(2.44) 1234(8.51) 762
本发明的各实施例(实施例4和6)显示了与它的相应对比实施例(分别为实施例3和5)相等的拉伸性能。
实施例9
对SurlynTM的粘合力试验的结果如下所示：
实施例 对SurlynTM的粘合力，1bf/inch(N/m)
3(对比) 4.7(0.21)
4 13(0.57)
本发明的实施例4显示了比相应对比实施例3更好的对SurlynTM的粘合力。

Claims (9)

1、通过将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合形成的水分反应性热熔聚合物组合物。
2、权利要求1的组合物，其中所述丙烯酸类聚合物为所述组合物的1-90wt％，基于所述组合物的总重量。
3、权利要求1的组合物，其中所述丙烯酸类聚合物包括选自N-叔丁基丙烯酰胺，N-叔丁基甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸，二丙酮丙烯酰胺，二丙酮甲基丙烯酰胺，N-叔辛基丙烯酰胺，N-叔辛基甲基丙烯酰胺，和它们的混合物中的至少一种叔烷基酰胺官能化单体。
4、权利要求1的组合物，其中所述多元醇包括至少一种聚酯多元醇和至少一种聚醚多元醇。
5、权利要求1的组合物，其中所述丙烯酸类聚合物为所述组合物的1-90wt％，基于所述组合物的总重量；其中所述丙烯酸类聚合物包括选自N-叔丁基丙烯酰胺，N-叔丁基甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸，二丙酮丙烯酰胺，二丙酮甲基丙烯酰胺，N-叔辛基丙烯酰胺，N-叔辛基甲基丙烯酰胺，和它们的混合物中的至少一种叔烷基酰胺官能化单体；和其中所述多元醇包括至少一种聚酯多元醇和至少一种聚醚多元醇。
6、制备水分反应性热熔组合物的方法，包括将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合。
7、权利要求6的方法，其中所述丙烯酸类聚合物为所述组合物的1-90wt％，基于所述组合物的总重量；其中所述丙烯酸类聚合物包括选自N-叔丁基丙烯酰胺，N-叔丁基甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸，二丙酮丙烯酰胺，二丙酮甲基丙烯酰胺，N-叔辛基丙烯酰胺，N-叔辛基甲基丙烯酰胺，和它们的混合物中的至少一种叔烷基酰胺官能化单体；和其中所述多元醇包括至少一种聚酯多元醇和至少一种聚醚多元醇。
8、粘结基材的方法，包括：
(a)制备水分反应性热熔组合物，包括将含有至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯，和至少一种具有叔烷基酰胺官能团的丙烯酸类聚合物的组分混合；
(b)加热所述热熔组合物；
(c)将所述加热的热熔组合物施涂于第一件基材上；
(d)让所述施涂的加热的热熔组合物与第二件基材接触；和
(e)冷却所述热熔组合物，或让其冷却。
9、权利要求8的方法，其中所述丙烯酸类聚合物为所述组合物的1-90wt％，基于所述组合物的总重量；其中所述丙烯酸类聚合物包括选自N-叔丁基丙烯酰胺，N-叔丁基甲基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基2-甲基丙烷磺酸，二丙酮丙烯酰胺，二丙酮甲基丙烯酰胺，N-叔辛基丙烯酰胺，N-叔辛基甲基丙烯酰胺，和它们的混合物中的至少一种叔烷基酰胺官能化单体；和其中所述多元醇包括至少一种聚酯多元醇和至少一种聚醚多元醇。
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