TW201900815A - 水基黏著劑組合物 - Google Patents

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Abstract

揭示水基黏著劑組合物，所述組合物包括丙烯酸分散液、併入至所述丙烯酸分散液中之環氧基封端的聚酯以及水分散性異氰酸酯。亦揭示用於將第一基板層壓至第二基板之方法，所述方法包括（a）提供丙烯酸分散液，（b）提供環氧基封端的聚酯，（c）混合所述丙烯酸分散液及所述環氧基封端的聚酯，（d）混合（c）的所述混合物與水分散性異氰酸酯以形成黏著劑組合物，（e）將（d）的所述黏著劑組合物塗佈於所述第一基板表面上，（f）乾燥所述第一基板上的所述黏著劑組合物以移除水，及（g）使所述第一基板之所述表面上的所述黏著劑組合物與第二基板的表面接觸，由此將所述第一基板層壓至所述第二基板。亦揭示包括所述水基黏著劑且根據所揭示之所述方法製備的層製品。

Description

水基黏著劑組合物
本發明係關於水基黏著劑組合物。更特定言之，本發明係關於用於例如層壓黏著劑應用之雙組分丙烯酸/胺基甲酸酯水基黏著劑組合物，所述組合物呈現對金屬結構（諸如箔）改良的黏著力，及改良的耐熱性及耐化學性。本發明進一步係關於使用此類雙組分丙烯酸/胺基甲酸酯黏著劑組合物形成層製品的方法。
黏著劑組合物適用於各種目的。舉例而言，一些黏著劑用以將基板的層黏附在一起，由此形成包括兩個或更多個基板層的層狀結構。將可撓性封裝層壓黏著劑塗覆於層壓膜之間用於封裝食品、藥劑及工業消費品。層壓黏著劑通常可分為三個類別：（1）溶劑基層壓黏著劑，（2）無溶劑層壓黏著劑，及（3）水基層壓黏著劑。在溶劑基類別內，溶劑基聚胺基甲酸酯已廣泛用於達成相對良好的耐熱性、耐潮濕性及耐化學性。然而，近年來，對減少化學溶劑排放及改良操作簡易性的需求驅使對改良的無溶劑及水基系統的需要。
根據化學觀點，在水基類別內，黏著劑可為基於丙烯酸、基於聚胺基甲酸酯、或基於環氧化物的。市場上可獲得的商業的水基產品通常為基於丙烯酸樹脂的單組分系統，或基於丙烯酸/聚胺基甲酸酯混雜材料的雙組分系統。其中，基於丙烯酸/聚胺基甲酸酯混雜化學物質之雙組分系統相比於單組分系統提供較好的耐熱性、耐潮濕性及耐化學性。雙組分丙烯酸/聚胺基甲酸酯系統通常由經由少量低分子量多元醇及水可乳化異氰酸酯改質的丙烯酸分散液構成。兩種組分在塗覆至基板用於層壓之前組合或混合。儘管當前雙組分丙烯酸/聚胺基甲酸酯系統提供效能益處，但其仍展現有限的對金屬結構（諸如箔）的黏著力，及不足的耐熱性及耐化學性，其對於更加苛刻的封裝應用（例如殺菌釜）具有有限用途。
因此，期望呈現改良的對金屬結構（諸如箔）的黏著力，及改良的耐熱性及耐化學性的雙組分丙烯酸/聚胺基甲酸酯水基黏著劑組合物。
本文揭示雙組分水基黏著劑組合物。在一些實施例中，水基黏著劑組合物包含第一部分，其包括丙烯酸分散液及併入至丙烯酸分散液中的環氧基封端的聚酯；及第二部分，其包括水分散性異氰酸酯。在一些實施例中，水分散性異氰酸酯為脂族多異氰酸酯。在一些實施例中，環氧基封端的聚酯包括具有結構（I）之環氧基封端的聚酯：， （I） 其中R1 -如結構（II）：， （II） 其中G-具有結構（III）：，且 （III） 其中j為0至5，-R2 -為二價有機基團，-R21 -為二價烷基，且-R22 -為二價烷基。
亦揭示用於將第一基板層壓至第二基板之方法。在一些實施例中，所述方法包括（a）提供丙烯酸分散液，（b）提供環氧基封端的聚酯，（c）混合所述丙烯酸分散液及所述環氧基封端的聚酯，（d）混合（c）的混合物與水分散性異氰酸酯以形成黏著劑組合物，（e）將（d）的所述黏著劑組合物塗佈於所述第一基板表面上，及（f）乾燥所述第一基板上的所述黏著劑組合物以移除水，（g）使所述第一基板之所述表面上的所述黏著劑組合物與第二基板的表面接觸，由此將所述第一基板層壓至所述第二基板。
不同於混合丙烯酸分散液與多元醇且隨後與異氰酸酯交聯之傳統丙烯酸/聚胺基甲酸酯方法，本發明教示藉由環氧基封端的聚酯使丙烯酸分散液改質，其隨後與水可乳化異氰酸酯交聯。所揭示之組合物相較於傳統丙烯酸/聚胺基甲酸酯黏著劑展現效能益處，包含改良的對金屬基板的黏著力，及改良的耐熱性及耐化學性。
本文揭示之組合物及方法允許層壓兩個或更多個可撓性的或硬質的基板。在一些實施例中，水基黏著劑組合物包含第一部分，其包括丙烯酸分散液及併入至丙烯酸分散液中的環氧基封端的聚酯；及第二部分，其包括水分散性異氰酸酯。
將兩個部分在接觸基板（諸如在塗覆於層壓機器上時）之前混合。將混合的黏著劑塗覆至一個基板且視情況在塗覆基板的另一層之前藉由烘箱乾燥。層製品可隨後在環境溫度或高溫下固化。第一部分 （ A ）： 丙烯酸分散液
在一些實施例中，丙烯酸分散液為由烯系不飽和單體製備之聚合物粒子的水基分散液。在一些實施例中，適合之烯系不飽和單體包含丙烯酸單體及/或苯乙烯單體。如本文所用，「丙烯酸單體」意謂丙烯腈（「AN」）；丙烯醯胺（「AM」）及其N取代之衍生物；丙烯酸（「AA」）、甲基丙烯酸（「MAA」）及其酯；及衣康酸（「IA」）。AA及MAA之酯包含但不限於甲基丙烯酸甲酯（「MMA」）、甲基丙烯酸乙酯（「EMA」）、甲基丙烯酸丁酯（「BMA」）、甲基丙烯酸乙基己酯（「EHMA」）、甲基丙烯酸十二烷酯（「LMA」）、甲基丙烯酸羥基乙酯（「HEMA」）、丙烯酸甲酯（「MA」）、丙烯酸乙酯（「EA」）、丙烯酸丁酯（「BA」）、丙烯酸異丁酯（「IBA」）、丙烯酸乙基己酯（「EHA」）及丙烯酸羥乙酯（「HEA」），以及AA或MAA之其他酯。術語「苯乙烯單體」意謂經芳族基、較佳苯乙烯（「Sty」）及經取代苯乙烯（例如α-甲基苯乙烯（「AMS」））取代之烯系不飽和單體。在一些實施例中，烯系不飽和單體包含丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、酸官能化單體、苯乙烯單體及其組合。在一些實施例中，丙烯酸酯單體包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸縮水甘油酯及其組合。在一些實施例中，甲基丙烯酸酯單體包含甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯及其組合。在一些實施例中，酸官能化單體包含丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸磷醯基乙酯、苯乙烯磺酸鈉、丙烯醯胺-甲基-丙烷磺酸酯及其組合。在一些實施例中，丙烯酸分散液為由本文所述之例示性單體中之任何一或多者製備之聚合物粒子的水基分散液。
除丙烯酸及苯乙烯單體之外，適合之單體可包含例如乙烯基（例如乙酸酯，諸如乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯；醇；氯化物，諸如聚二氯乙烯、聚氯乙烯；或類似者）。丙烯酸分散液將通常展現約10至1,000 cp或20至500 cp的黏度範圍。丙烯酸分散液中之固體含量可在5%至95%、或20%至80%、或30%至70%、或40%至60%範圍內。在一些實施例中，丙烯酸分散液之聚合物具有5,000與2,000,000之間或100,000與2,000,000之間的重量平均分子量。
在一些實施例中，丙烯酸分散液之聚合物具有至少一種苯乙烯單體之20%至60%殘基。在一些實施例中，聚合物具有至少一種苯乙烯單體（例如苯乙烯）之35%至45%殘基。在一些實施例中，聚合物具有至少一種Tg小於0℃之丙烯酸單體的40%至80%殘基。在一些實施例中，聚合物具有至少一種C4 至C12 丙烯酸烷酯單體的50%至80%殘基。在一些實施例中，C4 至C12 丙烯酸烷酯單體為BA、EHA、IBA、LMA或其組合。在一些實施例中，聚合物具有（甲基）丙烯酸的1%至4%殘基。在一些實施例中，聚合物具有（甲基）丙烯酸的1%至3%或1.5%至2.5%殘基。在一些實施例中，聚合物中之（甲基）丙烯酸殘基為丙烯酸之殘基。第一部分（ A ）：環氧基封端的聚酯
在一些實施例中，環氧基封端的聚酯在與上文所述的丙烯酸分散液混合（亦即併入至其中）之前乳化。在不受理論束縛情況下，認為將環氧基封端的聚酯引入至丙烯酸分散液中有益於促進對金屬基板的黏合且改良耐熱性及耐化學性。環氧基封端的聚酯的環氧官能基與金屬膜、金屬氧化物或塑膠膜上的反應性位點反應/錯合，及/或與黏著劑組合物中存在的胺、羥基及/或羧酸基進行二次反應。
在一些實施例中，環氧基封端的聚酯乳液包括乳化的具有結構（I）的環氧基封端的聚酯：。 （I）
在結構（I）中，兩個-R1 基團可相同或不同。各個R1 基團具有結構（II）：。 （II）
基團-R2 -為具有少於50個碳原子之二價有機基團。基團G-具有結構III：。 （III）
數字j為0至5。基團-R21 -為二價烷基。基團-R22 -為二價烷基。
在一些實施例中，除一或多種具有結構I之化合物以外，環氧基封端的聚酯亦可含有一或多種具有結構（IV）的化合物：。 IV
在結構IV中，-B1 -具有結構（V）：， V -B2 -具有結構（VI），且 （VI） -Q-具有結構（VII）：， （VII） 其中j為0至5，且n為1至6。基團-R21 -為二價烷基。基團-R22 -為二價烷基。
在一些實施例中，-R2 -為具有結構（VIII）之基團：。 （VIII）
在一些實施例中，p為0至20、或0至10或0至5。各個-R3 -、各個-R4 -及各個-R5 -獨立於其他者為二價有機基團。在單個-R2 -基團內，若p為2或大於2，則各個-R3 -基團可與彼此相同或彼此不同。在單個-R2 -基團內，若p為2或大於2，則各個-R4 -基團可與彼此相同或彼此不同。
在一些實施例中，-R3 -係選自一或多個二價脂族基、一或多個二價芳族烴基或其混合物。適合之脂族基包含但不限於烷基，包含直鏈或分支鏈烷基，進一步包含直鏈烷基。在脂族基中，較佳為具有1個或多於1個碳原子之彼等者；更佳為具有2個或多於2個碳原子之彼等者；更佳為具有3個或多於3個碳原子之彼等者。在脂族基中，較佳為具有12個或少於12個碳原子之彼等者；更佳為具有8個或少於8個碳原子之彼等者；更佳為具有6個或少於6個碳原子之彼等者。在脂族基中，較佳為-CH2 CH2 CH2 CH2 -。在芳基中，較佳為具有結構（IX）之彼等者：， （IX） 包含異構體之混合物，包含結構（X）之芳基：。 （X）
對於-R5 -適合且較佳的基團與針對-R3 -的彼等者相同。基團-R5 -可不同於所有-R3 -基團，或-R5 -可與-R3 -基團中之一者或全部相同。
在一些實施例中，-R4 -為脂族基團或脂族醚基。脂族醚基具有結構（XI）：， （XI） 其中-R8 -及-R9 -（若存在）及-R10 -為脂族基，且其中r為0至10。基團-R8 -及-R9 -（若存在）及-R10 -可相同或可與彼此不同。當-R4 -為脂族醚基時，以下偏好應用於-R8 -、-R9 -（若存在）、-R10 -及r。在一些實施例中，-R8 -及-R9 -（若存在）及-R10 -相同。在一些實施例中，-R8 -及-R9 -（若存在）及-R10 -為直鏈或分支鏈烷基。在一些實施例中，-R8 -及-R9 -（若存在）及-R10 -各自具有4個或少於4個碳原子、或3個或少於3個碳原子或恰好2個碳原子。在一些實施例中，r為0至10、或0至5、或0至2或0。當-R4 -為脂族基時，-R4 -較佳為烷基；更佳為直鏈烷基。當-R4 -為脂族基時，-R4 -具有1個或多於1個碳原子。當-R4 -為脂族基時，-R4 -較佳具有6個或少於6個碳原子、或4個或少於4個碳原子、或3個或少於3個碳原子或恰好2個碳原子。
在結構II之一些實施例中，j為0或大於0。在結構II之一些實施例中，j為5或小於5、或4或小於4、或3或小於3、或2或小於2、或1或小於1。
在結構II之一些實施例中，-R21 -為二價烷基。在結構II之一些實施例中，-R21 -具有2個或多於2個碳原子、或3個或多於3個碳原子。在結構II之一些實施例中，-R21 -具有6個或少於6個碳原子、或5個或少於5個碳原子、或4個或少於4個碳原子。在結構II之一些實施例中，-R21 -具有恰好4個碳原子。
在結構II之一些實施例中，若j為1或大於1，則-R22 -之適合之結構與-R21 -之結構相同。基團-R22 -可與-R21 -相同或與-R21 -不同。
關於環氧基封端的聚酯的其他資訊及其製備可發現於PCT公開案第WO/2015/073965號，其全文以引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，環氧封端的聚酯具有275或高於275、或350或高於350、或400或高於400的環氧當量（「EEW」）。在一些實施例中，環氧封端的聚酯具有3,500或低於3,500、或2,500或低於2,500、或2,000或低於2,000的EEW。在一些實施例中，環氧基封端的聚酯的數目平均分子量為500或高於500，或1,000或高於1,000。在一些實施例中，環氧基封端的聚酯的數目平均分子量8,000或低於8,000，或6,000或低於6,000，或3,500或低於3,500。第二部分 （ B ）： 水分散性異氰酸酯
丙烯酸乳液與環氧基封端的聚酯的混合物與水分散性異氰酸酯交聯。所採用水分散性異氰酸酯可為任何適合之多異氰酸酯。在一些實施例中，水分散性異氰酸酯為脂族多異氰酸酯、芳族多異氰酸酯、環脂族多異氰酸酯或其組合。在一些實施例中，水分散性異氰酸酯為二異氰酸酯。適合之水分散性異氰酸酯包含但不限於基於以下之彼等者：甲苯二異氰酸酯（「TDI」）、異佛酮二異氰酸酯（「IPDI」）、二異氰酸六亞甲酯（「HDI」）、二苯基甲烷二異氰酸酯（「MDI」）、二環己基甲烷二異氰酸酯（「HMDI」）、其異構體及其組合。在一些實施例中，水分散性異氰酸酯為脂族多異氰酸酯。水分散性異氰酸酯為水溶性或可分散性的，亦即其在室溫下在水中在攪拌下將以1%至50%範圍內的任何量形成溶液或乳液。黏著劑組合物
第一部分（亦即丙烯酸分散液與環氧基封端的聚酯部分的混合物）與第二部分（亦即含有水分散性異氰酸酯的部分）的混合比可視需要變化，在100:5至100:1重量比內。所得總混合物之pH較佳地為5至9，且更佳地為6至8。
在一些實施例中，所揭示之水基黏著劑組合物進一步包括添加劑。適合之添加劑包含但不限於共溶劑、聚結劑、顏料或其他著色劑、填充劑、強化物（例如纖維）、分散劑、潤濕劑、蠟、催化劑、起泡劑、消泡劑、UV吸收劑、阻燃劑、助黏劑、抗氧化劑、殺生物劑、聚結劑及/或穩定劑。添加劑（視需要）的添加可以任何不造成組分之間不相容性的添加次序進行。使用混合器（視情況高剪切混合器）可將不溶解於水性載劑中之組分（諸如顏料及填充劑）分散於丙烯酸分散液或水性載劑或共溶劑中。組合物之pH可藉由在攪拌下添加酸或鹼來調整。鹼之實例包含但不限於氨、二乙胺、三乙胺、二甲基-乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀及乙酸鈉。酸之實例包括但不限於乙酸、甲酸、鹽酸、硝酸及甲苯磺酸。
如自前述收集，本發明系統預期採用兩個部分，其較佳地在塗覆至基板之前或期間使用適合之混合器（例如電動、氣動或以其他方式提供動力之機械混合器）混合以形成黏著劑組合物。混合可在製程中任何適合之時間進行，諸如在塗覆製程之前、期間或作為塗覆製程之結果。所有本發明步驟可在環境室溫條件下進行。視需要可採用加熱或冷卻。
所揭示之黏著劑組合物適用於將基板黏合在一起。基板可為類似材料或不同材料。複數個基板層之濕式及乾式黏合層壓為可能的。本文揭示用於將第一基板層壓至第二基板之方法。在一些實施例中，提供丙烯酸分散液及環氧基封端的聚酯。將丙烯酸分散液及環氧基封端的聚酯混合以形成丙烯酸/環氧基封端的混雜材料。混雜材料隨後與水分散性異氰酸酯交聯以形成黏著劑組合物。黏著劑組合物隨後塗佈於第一基板之表面上，且自黏著劑組合物移除水，隨後使第一基板表面上之黏著劑組合物與第二基板表面接觸。兩個基板藉由黏著劑組合物層黏合在一起。在一些實施例中，丙烯酸/環氧基封端的混雜材料以重量計以100:5至100:1的混合比與水分散性異氰酸酯混合。在一些實施例中，基板層以基板材料之輥的形式提供。薄片可為約1至10密耳厚度。較大厚度亦為可能的，較小厚度同樣可能（例如約1或大於1微米）。
所揭示之黏著劑組合物可使用習知塗覆技術塗覆至所期望的基板，所述塗覆技術諸如輪轉凹版印刷、彈性凸版印刷、習知或無空氣噴塗、滾塗法、刷塗、繞線棒塗、刮刀塗法或塗佈製程，諸如幕塗、溢流塗佈、鐘塗佈、碟塗佈及浸塗製程。用黏著劑組合物塗佈可在整個表面上或僅其之一部分（諸如沿邊緣或在間斷的位置）上進行。一旦塗覆至基板，組合物諸如藉由施加熱及空氣流或一些其他適合之方法來乾燥，用於移除大體上所有剩餘的水。
黏著劑組合物可發現其他適合之塗覆，如表塗層或其他中間塗層，由此使得其潛在地可用於油漆、油墨、塑膠或其類似者。所揭示之黏著劑組合物可在廣泛多種的一個或複數個適合的基板上使用，所述基板諸如高、低或中密度塑膠（例如選自以下之類型：聚苯乙烯、聚乙烯、ABS、聚胺基甲酸酯、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸伸丁酯、聚丙烯、聚苯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚碸或其混合物）、紙張、木材及經復原木材產品、經聚合物塗佈之基板、經蠟塗佈之紙板、卡紙板、粒子板、織物、皮革及金屬（例如鋁、二價鐵以及其他非二價鐵）、金屬化塑膠（例如金屬化塑膠膜）或其類似者。黏著劑組合物尤其對於封裝及密封應用具有吸引力。舉例而言，塑膠膜、金屬膜或金屬化塑膠膜可用本發明之黏著劑組合物層壓（例如在其表面之全部或至少一部分上，諸如沿其邊緣或在間斷的位置處）。在一些實施例中，食品可經封裝用於可煮袋製備，或所得層製品可用於密封或封裝一些其他製品。
現將藉由論述說明性實例（「IE」）及比較實例（「CE」）（統稱「實例」）進一步詳細描述本發明。然而，本發明之範疇當然不限於IE。 使用表1中鑑別之相關原料製備實例： 製備丙烯酸分散液
丙烯酸分散液1（「AD1」），以分散於AD1中之共聚物之乾重計，包含60重量百分比丙烯酸丁酯、38重量百分比苯乙烯、2重量百分比丙烯酸，根據以下方法製備：
首先，將5.25 g RHODACAL™ DS-4界面活性劑溶解於238公克去離子水中。藉由將15.8公克冰丙烯酸、474.7公克丙烯酸丁酯、300.7公克苯乙烯緩慢添加至攪拌水/界面活性劑溶液中來製備乳化單體混合物。
隨後，將406.7公克去離子水置於配備有熱電偶、冷卻冷凝器及攪拌器之5頸3公升圓底燒瓶中。水在氮氣下加熱至86℃。將1.74公克過硫酸銨（「APS」）引發劑於11.2公克去離子水中饋入鍋中，隨後添加15.7公克PRIMAL™ E-2086。隨後歷經230分鐘將乳化單體混合物饋入具有APS（1.74公克於80.9公克去離子水中）溶液之鍋中。將鍋內容物之溫度保持在約85至約87℃。在完成添加乳化單體混合物後，用45公克去離子水淋洗含有乳化單體混合物之容器及進料至鍋中的管道，且將淋洗液添加回至燒瓶。隨後將鍋內容物溫度保持在約86℃持續30分鐘。隨後，歷經45分鐘將t-BHP（70%，1.67公克於15.5公克去離子水中）及甲醛次硫酸鹽（0.96公克於15.5公克去離子水中）之溶液進料至鍋中。隨後將鍋內容物冷卻至室溫，隨後歷經30分鐘添加7.7公克氨溶液。所獲得丙烯酸分散液之固體含量為約45%。製備環氧基封端的聚酯
環氧基封端的聚酯在兩個步驟中合成。在第一步中，合成羧酸封端的聚酯。在第二步中，用環氧基封端所形成酸封端的聚酯。
首先，藉由提供配備有機械攪拌器的乾的5公升單件式反應器合成羧酸封端的聚酯，所述反應器具有0.25"不鏽鋼攪拌組件、乙二醇管柱、蒸餾頭、冷凝器、接收器、氮淨化及熱電偶。向反應器裝入1,158.6公克間苯二甲酸、720.9公克二乙二醇、398.3公克乙二醇及0.409公克FASCAT™ 9100。對反應器內容物真空脫氣且氮氣吹掃三次，且隨後緩慢加熱至約100℃。隨後，將溫度升高至225℃。當約50%的理論量的水逸出時，監測內容物的酸值。當酸值低於80時，將樹脂冷卻至約150℃且將1,525.85公克己二酸單體添加至反應器且保持約135至約145℃ 30分鐘。隨後將反應溫度升高至約225℃，同時監測酸值。將反應溫度保持在約225℃直至酸值低於160，視需要施加真空。當酸值小於或等於160時，將反應溫度冷卻至約160℃。隨後封裝所生成的酸封端聚酯樹脂用於後續使用。
第二，用環氧基封端酸封端的聚酯。在第二步中，提供配備有機械攪拌器、冷凝器、氮淨化及熱電偶之乾的2公升兩件式鍋反應器。向鍋裝入931.6公克酸封端的聚酯樹脂、696.7公克D.E.R.TM 731及0.603公克乙酸鈉催化劑。緩慢加熱樹脂混合物且隨後保持約135至約140℃ 30分鐘。隨後將溫度增加至約150至約155℃。當反應放熱時，不允許溫度超過約160至約165℃，且移除加熱套並視需要臨時施加外部冷卻。將樹脂保持在約150至約155℃持續1.5至2小時，且監測酸值。將樹脂保持在約150至約155℃，直至酸值低於1，隨後將樹脂冷卻至約60至約65℃，且將837.9公克乙酸乙酯緩慢添加至樹脂。將混合物保持在約60至約65℃另外30分鐘，隨後排出所形成樹脂。最後，在玻璃瓶中將99.95公克所形成樹脂與0.05公克辛酸亞錫催化劑混合，以獲得最終的環氧基封端的聚酯。製備丙烯酸分散液 / 環氧基封端的聚酯混合物
丙烯酸分散液/環氧基封端的聚酯混雜混合物（「AEH1」）在兩個步驟中製備。在第一步中，在高剪切下製備環氧基封端的聚酯乳液。在第二步中，預乳化環氧基封端的聚酯在高溫下在過熱攪拌下與丙烯酸分散液混合。
首先，在設定在約60℃的烘箱中使環氧基封端的聚酯（其中移除溶劑）升溫。在金屬容器中使8公克TRITON™ X-405及20公克去離子水混合若干分鐘，直至形成均質界面活性劑溶液。隨後，在過熱攪拌下將40公克經預加熱的環氧基封端的聚酯添加至界面活性劑溶液。攪拌混合物直至沒有環氧基封端的聚酯液滴黏附於金屬容器壁。混合物隨後用頂置式高速混合器在高剪切條件下混合20分鐘，同時將混合物保持在約40至約50℃。最後，將6.8公克所形成的環氧基封端的聚酯乳液添加至含有175公克AD1且經預加熱至約60℃的燒瓶。AD1與環氧基封端的聚酯乳液的混合物在約60℃下攪拌4小時以獲得AEH1，將其樣品排出至玻璃瓶中並儲存在室溫下。層製品之製備及測試
AEH1樣品在層壓前在過熱攪拌下與水分散性異氰酸酯（CR9-101）混合。各比較實例（「CE」）及說明性實例（「IE」）之組合物中的相關材料在表2中鑑別。
塑膠膜在層壓前在約0.10至0.12 KW之較低層級下電暈處理。通常，將各樣品人工塗佈至第一膜上，其中塗層重量調整至約1.7至1.9 lb/rm，隨後在溫度設定於約80℃之烘箱中乾燥1分鐘。隨後在油基層壓機上用設定為約82℃之夾壓溫度將第一膜層壓至第二膜。針對各調配物製備至少五個層製品（8吋 × 11吋），其中層製品內具有黏結條帶，以有助於黏合強度測試。將層製品置於1至2 lb重量下以便對整個層製品樣品施加等效壓力，且隨後在室溫下使層製品固化1週或在50℃下固化1天。針對各層製品樣品在具有50 N測力計之INSTRON™拉伸測試器上以10吋/分鐘之速率對1吋條帶量測T剝離黏合強度。對各層製品樣品測試三個條帶，且記錄高及平均強度以及失效模式。 層壓結構之黏合強度量測
針對各層製品樣品在具有50 N測力計之INSTRON™拉伸測試器上以10吋/分鐘之速率對1吋條帶量測T剝離黏合強度。對各層製品樣品測試三個條帶，且記錄高及平均強度以及失效模式。在膜撕裂及膜拉伸失效模式之情況下，報導高黏合強度值，且在其他失效模式中，報導平均T剝離黏合強度。典型失效模式包含：「AF」-黏著失效，其中黏著劑保留於第一基板；「AT」-黏著劑轉移，其中黏著劑轉移至第二基板；「AS」-黏著劑分離，其中黏著劑經歷內聚失效；「FT」-膜撕裂（破壞黏合）；及「FS」-膜拉伸（破壞黏合）。層製品之可煮袋測試
將固化層製品樣品中之一者（8吋 × 11吋）摺疊以提供雙層。邊緣在切紙機上修整成約5吋 × 7吋摺疊件。隨後熱密封邊緣，得到內部尺寸為約4吋 × 6吋的小袋。隨後經由開口邊緣向小袋填充100 mL 1/1/1醬（亦即等重量份番茄醬、醋及植物油之摻合物）。填充之後，以使小袋內部之滯留空氣降至最低的方式密封小袋。隨後小心地將填充小袋置於沸水中且在其中保持30分鐘，採取措施以確保袋子在整個方法期間始終浸沒於水中。當完成時，將隧穿、分層及/或洩漏之程度與經標記的預先存在的缺陷進行比較。隨後清空袋，且自小袋切割至少兩個1吋條帶，且隨後儘快量測T剝離黏合強度。結果及討論
基於丙烯酸/ET-聚酯之新調配物之黏著力效能在金屬結構（PET-箔/PE）上評估。如表3中所示，比較C1（亦即市售雙組分水基黏著劑）及CE2（亦即與聚醚多元醇混合之丙烯酸分散液）與基於丙烯酸分散液/環氧基封端的聚酯混合物的新調配物（IE1及IE2），當黏著劑在室溫下固化時展示較好的乾式黏合，且在具有1/1/1醬作為食品模擬之可煮袋測試在約100℃下持續30分鐘後，亦具有較好的黏著力，表明IE1及IE2展現相對良好的耐熱性及耐化學性。
除了上文所述之實施例及實例中所闡述之實施例之外，特定組合之許多實例屬於本發明之範疇內，下文描述其中一些：
實例1：一種水基黏著劑組合物，其包括： 丙烯酸分散液； 併入至所述丙烯酸分散液中的環氧基封端的聚酯；及 水分散性異氰酸酯。
實例2：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述丙烯酸分散液由選自由以下組成之群的單體製備：丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、酸官能化單體、苯乙烯單體及其組合。
實例3：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述丙烯酸酯單體選自由以下組成之群：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸縮水甘油酯及其組合。
實例4：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述甲基丙烯酸酯單體選自由以下組成之群：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯及其組合。
實例5：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述酸官能化單體選自由以下組成之群：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸磷醯基乙酯、苯乙烯磺酸鈉、丙烯醯胺-甲基-丙烷磺酸酯及其組合。
實例6：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述環氧基封端的聚酯具有以下結構：， 其中R1 -為：， 其中G-為：，且 其中j為0至5，-R2 -為二價有機基團，-R21 -為二價烷基，且-R22 -為二價烷基。
實例7：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中R21 具有4個碳原子且每個R22 具有4個碳原子。
實例8：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中-R2 -為， 其中-R3 -及-R4 -及-R5 -各自獨立地為二價有機基團，且p為0至20。
實例9：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中-R4 -為-CH2 -CH2 -或-CH2 -CH2 -O-CH2 -CH2 -。
實例10：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯選自由以下組成之群：甲苯二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二異氰酸六亞甲酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、其異構體及其組合。
實例11：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯選自由以下組成之群：脂族多異氰酸酯、芳族多異氰酸酯、環脂族多異氰酸酯及其組合。
實例12：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯為脂族多異氰酸酯。
實例13：如任何前述或後續實例所述的水基黏著劑組合物，其進一步包括選自由以下組成之群的添加劑：催化劑、消泡劑、調平劑、聚結劑、助黏劑及其組合。
實例14：一種用於將第一基板層壓至第二基板之方法，其包括： （a）提供丙烯酸分散液； （b）提供環氧基封端的聚酯； （c）混合所述丙烯酸分散液及所述環氧基封端的聚酯； （d）混合（c）的混合物與水分散性異氰酸酯以形成黏著劑組合物； （e）將（d）的所述黏著劑組合物塗佈於所述第一基板的表面上； （f）乾燥所述第一基板上的黏著劑組合物以移除水；及 （g）使所述第一基板之所述表面上的所述黏著劑組合物與第二基板的表面接觸，由此將所述第一基板層壓至所述第二基板。
實例15：如任何前述或後續實例所述的方法，其中混合（c）的所述混合物與水分散性異氰酸酯以重量份混合物（c）比重量份水分散性異氰酸酯100:5至100:1的混合比進行。
實例16：如任何前述或後續實例所述的方法，其中所述環氧基封端的聚酯具有以下結構：， 其中R1 -為：， 其中G-為：，且 其中j為0至5，-R2 -為二價有機基團，-R21 -為二價烷基，且-R22 -為二價烷基。
實例17：如任何前述或後續實例所述的方法，其中R21 具有4個碳原子且每個R22 具有4個碳原子。
實例18：如任何前述或後續實例所述的方法，其中-R2-為， 其中-R3 -及-R4 -及-R5 -各自獨立地為二價有機基團，且p為0至20。
實例19：如任何前述或後續實例所述的方法，其中-R4 -為-CH2 -CH2 -或-CH2 -CH2 -O-CH2 -CH2 -。
實例20：一種層狀結構，其包括任何前述或後續技術方案所述的水基黏著劑組合物。
實例21：一種層狀結構，其根據任何前述或後續技術方案所述的方法形成。
如上文所述，在本發明之各個實施例中，實例1至實例21中之任一者的任何要素可與實例1至實例21中之任何其他者的任何要素組合。

Claims (16)

  1. 一種水基黏著劑組合物，其包括： 丙烯酸分散液； 併入至所述丙烯酸分散液中的環氧基封端的聚酯；及 水分散性異氰酸酯。
  2. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述丙烯酸分散液由選自由以下組成之群的單體製備：丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、酸官能化單體、苯乙烯單體及其組合。
  3. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述丙烯酸酯單體選自由以下組成之群：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸縮水甘油酯及其組合。
  4. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述甲基丙烯酸酯單體選自由以下組成之群：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯及其組合。
  5. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述酸官能化單體選自由以下組成之群：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸磷醯基乙酯、苯乙烯磺酸鈉、丙烯醯胺-甲基-丙烷磺酸酯及其組合。
  6. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述環氧基封端的聚酯具有以下結構：， 其中R1 -為：， 其中G-為：，及 其中j為0至5，-R2 -為二價有機基團，-R21 -為二價烷基，且-R22 -為二價烷基。
  7. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述丙烯酸分散液以90至99.5重量百分比範圍內的量存在，且所述環氧基封端的聚酯以0.5至10重量百分比範圍內的量存在，各自以所述丙烯酸分散液及所述環氧基封端的聚酯的總重量計。
  8. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯選自由以下組成之群：甲苯二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二異氰酸六亞甲酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、其異構體及其組合。
  9. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯選自由以下組成之群：脂族多異氰酸酯、芳族多異氰酸酯、環脂族多異氰酸酯及其組合。
  10. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其中所述水分散性多異氰酸酯為脂族多異氰酸酯。
  11. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物，其進一步包括選自由以下組成之群的添加劑：催化劑、消泡劑、調平劑、聚結劑、助黏劑及其組合。
  12. 一種用於將第一基板層壓至第二基板之方法，其包括： （a）提供丙烯酸分散液； （b）提供環氧基封端的聚酯； （c）混合所述丙烯酸分散液及所述環氧基封端的聚酯； （d）混合（c）的混合物與水分散性異氰酸酯以形成黏著劑組合物； （e）將（d）的所述黏著劑組合物塗佈於所述第一基板的表面上； （f）乾燥所述第一基板上的所述黏著劑組合物以移除水；及 （g）使所述第一基板之所述表面上的所述黏著劑組合物與第二基板的表面接觸，由此將所述第一基板層壓至所述第二基板。
  13. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的方法，其中混合（c）的所述混合物與水分散性異氰酸酯以重量份混合物（c）比重量份水分散性異氰酸酯100:5至100:1的混合比進行。
  14. 如任何前述或後續申請專利範圍所述的方法，其中所述環氧基封端的聚酯具有以下結構：， 其中R1 -為：， 其中G-為：，且 其中j為0至5，-R2 -為二價有機基團，-R21 -為二價烷基，且-R22 -為二價烷基。
  15. 一種層狀結構，其包括任何前述或後續申請專利範圍所述的水基黏著劑組合物。
  16. 一種層狀結構，其根據任何前述或後續申請專利範圍所述的方法形成。
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