DE112015003392T5

DE112015003392T5 - Verfahren zur Herstellung von Polyester-Heissschmelzkleber mit hoher Viskosität und lokal empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften

Info

Publication number: DE112015003392T5
Application number: DE112015003392.0T
Authority: DE
Inventors: Zhelong Li; Wanyu Zhu; Heji Lei; Wu Fangqun; Zuoxiang Zeng
Original assignee: Kunshan tianyang hot melt adhesive co Ltd; Shanghai tianyang hot melt adhesive co Ltd; East China University of Science and Technology
Current assignee: Kunshan tianyang hot melt adhesive co Ltd; Shanghai tianyang hot melt adhesive co Ltd; East China University of Science and Technology
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US10301516B2; KR101937385B1; CN104119829A; KR20170032398A; CH711540B1; CN104119829B; DE112015003392T8; JP6325167B2; JP2017526770A; US20170204309A1; WO2016011923A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit teilweise empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften offenbart, umfassend die Schritte: i) Veresterung von Terephthalsäure, Isophthalsäure, Dodecandisäure, Adipinsäure, Butandiol, Dipropylenglycol und Hexandiol in Gegenwart von Tetrabutyltitanat, das als Katalysator dient, und ii) Zusatz eines Antioxidans zu einem Produkt, das aus Schritt i) resultiert, und Polykondensation bei verringertem Druck, gefolgt von Erhalt des Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit niedrigem Schmelzpunkt, der einen Schmelzpunkt von 130°C–135°C und teilweise empfindliche Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften hat.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Polyester-Heißschmelzklebern und insbesondere ein Verfahren für die Herstellung eines Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit niedrigem Schmelzpunkt, wobei die Viskosität innerhalb eines spezifischen Temperaturbereichs eine deutliche Verringerung erfährt.
HINTERGRUNG
Die Herstellung eines Hochviskositäts-Polyesters durch sekundäre Verarbeitung eines entsprechenden Niedrigviskositäts-Polyesters hat die Tendenz, ein kompliziertes Verfahren zu erfordern. Beispielsweise beschreibt die chinesische Patentveröffentlichung Nr. CN 1317030 A ein Verfahren, in dem ein Niedrigviskositäts-Polyester produziert wird und mit Oxazolin gemischt wird, um eine Matrix zu bilden, welche dann mit einem Hochviskositäts-Polyester zur anschließenden Verarbeitung gemischt wird. Dieses Verfahren ist aufwendig und das verwendete Oxazolin ist biologisch gefährlich und für die Umwelt gefährlich. Um solche Mängel des Standes der Technik zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyester-Heißschmelzklebers bereit, der einen niedrigen Schmelzpunkt von 130°C–135°C, eine hohe Viskosität von 700–750 Pa·s (bei 160°C) und teilweise empfindliche Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit teilweise empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften bereit, umfassend die Schritte:

1) Verestern in einem Veresterungsreaktor einer zweibasigen Säure, eines zweiwertigen Alkohols und eines Katalysators in einem vorbestimmten Verhältnis bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C und Vervollständigung der Veresterung, wenn eine Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr der theoretischen Menge an destilliertem Wasser erreicht, und
2) Zusatz eines Antioxidans zu einem aus Schritt 1) erhaltenen Produkt, Polykondensation bei verringertem Druck bei 240°C–245°C und 50 Pa–80 Pa für 1,0 Stunde unter Erhalt des Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit teilweise empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften, bei dem die Viskosität um 75%–80% abnimmt, wenn die Temperatur von 160°C auf 170°C erhöht wird, Die zweibasige Säure ist ein Gemisch aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, Butandisäure, Dodecandisäure und Adipinsäure.

Der zweiwertige Alkohol ist ein Gemisch aus Butandiol, Dipropylenglycol und Hexandiol.
Die zweibasige Säure und der zweiwertige Alkohol liegen in einem Molverhältnis von 1:1,50 vor.
Die Terephthalsäure und die Isophthalsäure liegen in einem Molverhältnis von 1:0,10 bis 1:0,15 vor.
Die Terephthalsäure und die Butandisäure liegen in einem Molverhältnis von 1:0,20 bis 1:0,30 vor.
Die Terephthalsäure und die Dodecandisäure liegen in einem Molverhältnis von 1:0,1 bis 1:0,25 vor.
Die Terephthalsäure und die Adipinsäure liegen in einem Molverhältnis von 1:0,40 bis 1:0,50 vor.
Das Butandiol und das Dipropylenglycol liegen in einem Molverhältnis von 1:0,20 bis 1:0,60 vor.
Das Butandiol und das Hexandiol liegen in einem Molverhältnis von 1:0,30 bis 1:0,70 vor.
Das Antioxidans ist eines, das aus der Gruppe, bestehend aus Trimethylphosphat, Antioxidans 168 und Antioxidans 1010, ausgewählt ist.
Der Katalysator kann Tetrabutyltitanat sein, das in einem Gewichtsverhältnisanteil von 0,03%–0,06% der zweibasigen Säure vorliegt.
Das Antioxidans kann in einem Gewichtsverhältnisanteil von 0,5%–0,8% der zweibasigen Säure vorliegen.
Die vorliegende Erfindung ist dahingehend erfinderisch, dass ein Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzkleber, der einen Schmelzpunkt von 130°C–135°C und teilweise empfindliche Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften hat, aus einer bestimmten Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien unter Verwendung des einfachen Veresterungsverfahrens erhalten werden kann.
Leistungstests: Die Leistung der Produkte, die in den folgenden Ausführungs- und Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wurden nach den folgenden Standards getestet: Schmelzpunkte – ISO 11357; und Viskositäten – GB/T 7193.1-1987.
Der Polyester-Heißschmelzkleber gemäß der vorliegenden Erfindung hat gute Fluiditäts- und Egalisier-Eigenschaften, wenn er bei einer Temperatur von 170°C oder höher aufgetragen wird. Während der Abkühlung wird seine Viskosität eine sofortige Zunahme bei einer Temperatur von etwa 160°C erfahren, wodurch entsprechend eine sofort erhöhte Adhäsion zwischen den Objekten, auf die er aufgetragen wurde, bereitgestellt wird und eine Verschiebung zwischen diesen unter der Wirkung einer äußeren Kraft verhindert wird. Der Polyester-Heißschmelzkleber gemäß der vorliegenden Erfindung kann direkt verwendet werden für oder eingesetzt werden zur Herstellung von Filme/n, die beim Kleben auf den Gebieten Kleidung, Schuhmaterialien, Wärmetransferdrucken, Handelsmarken, Teppiche, Holz und dergleichen, nützlich sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in weiteren Einzelheiten anhand der folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben, welche jedoch die Erfindung in keiner Weise beschränken.
BEISPIEL 1
In einen 1 L-Reaktor, der mit einem Rührer, einem Temperaturmesssystem, einer Rektifiziersäule und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurden 166,000 g (1,000 mol) Terephthalsäure, 19,920 g (0,120 mol) Isophthalsäure, 65,700 g (0,450 mol) Adipinsäure, 34,500 g (0,150 mol) Dodecandisäure, 33,040 g (0,280 mol) Butandisäure, 135,000 g (1,500 mol) Butandiol, 120,600 g (0,900 mol) Dipropylenglycol, 70,800 g (0,600 mol) Hexandiol und 0,115 g Tetrabutyltitanat gegeben und es wurde schrittweise auf 90°C erwärmt, gefolgt von einer Initialisierung eines Rührens. Als die Temperatur sich 140°C näherte, begann die Destillation bei einer Temperatur von 98°C–102°C. Die Temperatur wurde weiter erhöht, bis etwa 200°C, und die Veresterung war beendet, als die Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr der theoretischen Menge erreichte.
Danach wurden außerdem 1,717 g Antioxidans 168 zugesetzt, um eine Polykondensation zu induzieren, und die Temperatur wurde schrittweise auf 242°C erhöht und bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde der Druck in dem Reaktor verringert und bei 60 Pa für 1,0 Stunde gehalten, wodurch die Polykondensation vollendet wurde. Danach wurde Stickstoff eingeleitet, um das Vakuum aufzuheben, gefolgt von einer heißen Entladung in kaltes Wasser, wodurch weiße gelartige Stäbe erhalten wurden, welche anschließend unter Erhalt von Produkt 2 pelletisiert wurden. Es wurde bestimmt, dass das Produkt einen DSC-Schmelzpunkt von 132°C, eine Viskosität von 709 Pa·s bei 160°C und eine Viskosität von 146 Pa·s bei 170°C besitzt, womit es dem oben genannten Standard genügt.
BEISPIEL 2
In einen 1 L-Reaktor, der mit einem Rührer, einem Temperaturmesssystem, einer Rektifiziersäule und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurden 166,000 g (1,000 mol) Terephthalsäure, 16,600 g (0,100 mol) Isophthalsäure, 65,700 g (0,450 mol) Adipinsäure, 57,500 g (0,250 mol) Dodecandisäure, 29,500 g (0,250 mol) Butandisäure, 135,000 g (1,500 mol) Butandiol, 110,550 g (0,825 mol) Dipropylenglycol, 88,500 g (0,750 mol) Hexandiol und 0,123 g Tetrabutyltitanat gegeben, und es wurde schrittweise auf 90°C erwärmt, gefolgt von einer Initialisierung eines Rührens. Als die Temperatur sich 140°C näherte, begann eine Destillation bei einer Temperatur von 98°C–102°C. Die Temperatur wurde weiter auf etwa 200°C erhöht, und die Veresterung war beendet, als die Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr des theoretischen Wertes erreichte.
Danach wurden außerdem 2,141 g Antioxidans 168 zugesetzt, um eine Polykondensation zu induzieren, und die Temperatur wurde allmählich auf 240°C erhöht und bei dieser Temperatur gehalten. Der Druck in dem Reaktor wurde dann auf 60 Pa reduziert und für 1,0 Stunde gehalten, wodurch die Polykondensation vervollständigt wurde. Danach wurde Stickstoff eingeleitet, um das Vakuum aufzuheben, gefolgt von einer heißen Entladung in kaltes Wasser, wodurch weiße gelartige Stäbe erhalten wurden, die anschließend unter Erhalt von Produkt 3 pelletisiert wurden. Es wurde bestimmt, dass das Produkt einen DSC-Schmelzpunkt von 130°C, eine Viskosität von 730 Pa·s bei 160°C und eine Viskosität von 151 Pa·s bei 170°C besitzt, womit es dem oben genannten Standard genügt.
BEISPIEL 3
In einen 1 L-Reaktor, der mit einem Rührer, einem Temperaturmesssystem, einer Rektifiziersäule und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurden 166,000 g (1,000 mol) Terephthalsäure, 21,580 g (0,130 mol) Isophthalsäure, 58,400 g (0,400 mol) Adipinsäure, 39,100 g (0,170 mol) Dodecandisäure, 23,600 g (0,200 mol) Butandisäure, 135,000 g (1,500 mol) Butandiol, 40,200 g (0,300 mol) Dipropylenglycol, 123,900 g (1,050 mol) Hexandiol und 0,143 g Tetrabutyltitanat gegeben, und es wurde schrittweise auf 90°C erwärmt, gefolgt von einer Initialisierung eines Rührens. Als die Temperatur sich 140°C näherte, begann eine Destillation bei einer Temperatur von 98°C–102°C. Die Temperatur wurde weiter auf etwa 200°C erhöht, und die Veresterung war beendet, als die Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr des theoretischen Wertes erreichte.
Danach wurden außerdem 1,853 g Antioxidans 168 zugesetzt, um eine Polykondensation zu induzieren, und die Temperatur wurde allmählich auf 244°C erhöht und bei dieser Temperatur gehalten. Der Druck in dem Reaktor wurde dann auf 60 Pa reduziert und für 1,0 Stunde gehalten, wodurch die Polykondensation vervollständigt wurde. Danach wurde Stickstoff eingeleitet, um das Vakuum aufzuheben, gefolgt von einer heißen Entladung in kaltes Wasser, wodurch weiße gelartige Stäbe erhalten wurden, die anschließend unter Erhalt von Produkt 4 pelletisiert wurden. Es wurde bestimmt, dass das Produkt einen DSC-Schmelzpunkt von 133°C, eine Viskosität von 740 Pa·s bei 160°C und eine Viskosität von 161 Pa·s bei 170°C besitzt, womit es dem oben genannten Standard genügt.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
In einen 1 L-Reaktor, der mit einem Rührer, einem Temperaturmesssystem, einer Rektifiziersäule und einem Rückflusskühler ausgestattet war, wurden 166,000 g (1,000 mol) Terephthalsäure, 58,100 g (0,350 mol) Isophthalsäure, 87,600 g (0,600 mol) Adipinsäure, 46,000 g (0,200 mol) Dodecandisäure, 29,500 g (0,250 mol) Butandisäure, 135,000 g (1,500 mol) Butandiol, 140,700 g (1,050 mol) Dipropylenglycol, 123,900 g (1,050 mol) Hexandiol und 0,107 g Tetrabutyltitanat gegeben, und es wurde schrittweise auf 90°C erwärmt, gefolgt von einer Initialisierung eines Rührens. Als die Temperatur sich 140°C näherte, begann eine Destillation bei einer Temperatur von 98°C–102°C. Die Temperatur wurde weiter auf etwa 200°C erhöht, und die Veresterung war beendet, als die Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr des theoretischen Wertes erreichte.
Danach wurden außerdem 2,861 g Antioxidans 168 zugesetzt, um eine Polykondensation zu induzieren, und die Temperatur wurde allmählich auf 240°C erhöht und bei dieser Temperatur gehalten. Der Druck in dem Reaktor wurde dann auf 60 Pa reduziert und für 1,0 Stunde gehalten, wodurch die Polykondensation vervollständigt wurde. Danach wurde Stickstoff eingeleitet, um das Vakuum aufzuheben, gefolgt von einer heißen Entladung in kaltes Wasser, wodurch weiße gelartige Stäbe erhalten wurden, die anschließend unter Erhalt von Produkt C1 pelletisiert wurden. Es wurde bestimmt, dass das Produkt einen DSC-Schmelzpunkt von 148°C, eine Viskosität von 210 Pa·s bei 160°C und eine Viskosität von 181 Pa·s bei 170°C besitzt, womit es dem oben genannten Standard genügt.
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich eine grundlegende Veranschaulichung, die auf dem Konzept der vorliegenden Erfindung basiert und jegliche äquivalente Variationen, die gemäß dem Gegenstand der Erfindung durchgeführt wurden, werden als in den Rahmen derselben fallend angesehen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit teilweise empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften, umfassend die Schritte: 1) Verestern in einem Veresterungsreaktor einer zweibasigen Säure, eines zweiwertigen Alkohols und eines Katalysators in einem vorbestimmten Verhältnis bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C und Vervollständigung der Veresterung, wenn eine Menge an destilliertem Wasser 93% oder mehr der theoretischen Menge an destilliertem Wasser erreicht, und 2) Zusatz eines Antioxidans zu einem aus Schritt 1) erhaltenen Produkt, Polykondensation bei verringertem Druck bei 240°C–245°C und 50 Pa–80 Pa für 1,0 Stunde unter Erhalt des Hochviskositäts-Polyester-Heißschmelzklebers mit teilweise empfindlichen Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften, bei dem die Viskosität um 75%–80% abnimmt, wenn die Temperatur von 160°C auf 170°C erhöht wird, wobei: die zweibasige Säure ein Gemisch aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, Butandisäure, Dodecandisäure und Adipinsäure ist; der zweiwertige Alkohol ein Gemisch aus Butandiol, Dipropylenglycol und Hexandiol ist; die zweibasige Säure und der zweiwertige Alkohol in einem Molverhältnis von 1:1,50 vorliegen; die Terephthalsäure und die Isophthalsäure in einem Molverhältnis von 1:0,10 bis 1:0,15 vorliegen; die Terephthalsäure und die Butandisäure in einem Molverhältnis von 1:0,20 bis 1:0,30 vorliegen; die Terephthalsäure und die Dodecandisäure in einem Molverhältnis von 1:0,1 bis 1:0,25 vorliegen; die Terephthalsäure und die Adipinsäure in einem Molverhältnis von 1:0,40 bis 1:0,50 vorliegen; das Butandiol und das Dipropylenglycol in einem Molverhältnis von 1:0,20 bis 1:0,60 vorliegen; das Butandiol und das Hexandiol in einem Molverhältnis von 1:0,30 bis 1:0,70 vorliegen; und das Antioxidans eins ist, das aus der Gruppe, bestehend aus Trimethylphosphat, Antioxidans 168 und Antioxidans 1010, ausgewählt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Katalysator Tetrabutyltitanat ist, der in einem Gewichtsverhältnis von 0,03%–0,06% der zweibasigen Säure vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Antioxidans in einem Gewichtsverhältnis von 0,5%–0,8% der zweibasigen Säure vorliegt.