TW202019712A - 用於形成層合物之方法 - Google Patents
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Abstract
本揭示案提供一種用於形成一層合物之方法。所述方法包含:(A)將異氰酸酯組分均勻施加至一第一基材,所述異氰酸酯組分含有異氰酸酯化合物;(B)將異氰酸酯反應性組分均勻施加至一第二基材,所述異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物;(C)將所述第一基材與所述第二基材合在一起,藉此使所述異氰酸酯組分與所述異氰酸酯反應性組分混合及反應以在所述第一基材與所述第二基材之間形成黏著劑組合物;(D)固化所述黏著劑組合物以黏合所述第一基材與所述第二基材;及(E)形成所述層合物。
Description
本發明係關於一種無溶劑黏著劑,及使用其於形成層合物之方法。
傳統上,用基於溶劑之黏著劑形成層合物,所述基於溶劑之黏著劑需額外乾燥步驟以移除溶劑形成黏著層。乾燥步驟傳統上藉由使基材及基於溶劑之黏著劑在高溫下通過烘箱來實現,此需要額外設備及加工成本。
已嘗試製造具有無溶劑黏著劑之層合物,所述無溶劑黏著劑含有預混合的且隨後施加至基材上的異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分。然而,在基材之間提供足夠黏著性的預混合無溶劑黏著劑呈現較短適用期。
此項技術認識到需要改良用於製造具有無溶劑黏著劑之層合物的方法。此項技術亦認識到需要改良用於製造具有無溶劑黏著劑之層合物的方法,所述無溶劑黏著劑比目前市場上可用之彼等黏著劑呈現更長適用期、更快黏合及更快固化特性。
本揭示案提供一種用於形成一層合物之方法。所述方法包含:(A)將異氰酸酯組分均勻施加至一第一基材,所述異氰酸酯組分含有異氰酸酯化合物;(B)將異氰酸酯反應性組分均勻施加至一第二基材,所述異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物;(C)將所述第一基材與所述第二基材合在一起,藉此使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合及反應以在所述第一基材與所述第二基材之間形成黏著劑組合物;(D)固化所述黏著劑組合物以黏合所述第一基材與所述第二基材;及(E)形成所述層合物。
本揭示案亦提供一種藉由所述方法形成之層合物。
本揭示案提供一種雙組分無溶劑黏著劑組合物。雙組分無溶劑黏著劑組合物含有(A)適於施加至第一基材之異氰酸酯組分,異氰酸酯組分含有異氰酸酯預聚物;(B)適於施加至第二基材的異氰酸酯反應性組分,異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物;異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比為1.0至5.0的雙組分無溶劑黏著劑組合物。
本揭示案提供一種層合物。層合物包含第一基材、第二基材以及在第一基材與第二基材之間的無溶劑黏著層。無溶劑黏著層含有(A)包括異氰酸酯預聚物之異氰酸酯組分及(B)包括胺封端化合物之異氰酸酯反應性組分。
定義
對元素週期表之任何參考為由CRC Press, Inc., 1990-1991所出版之元素週期表。藉由編號族群之新符號來參考此表中之元素族群。
出於美國專利實務之目的,任何所參考之專利、專利申請案或公開案之內容均以全文引用之方式併入(或其等效US版本如此以引用之方式併入),尤其在此項技術中之定義(在與本揭示案中特定提供之任何定義無不一致的程度上)及常識之揭示方面。
本文中所揭示之數值範圍包含來自下限值及上限值之所有值,且包含下限值及上限值。對於含有確切值之範圍(例如,1或2或3至5或6或7之範圍),包含任何兩個確切值之間的任何子範圍(例如,以上範圍1至7包含子範圍1至2;2至6;5至7;3至7;5至6;等)。
除非相反陳述、自上下文暗示或此項技術中慣用,否則所有份數及百分比均以重量計,且所有測試方法均為截至本揭示案之申請日為止之現行方法。
術語「組合物」係指包括組合物之材料混合物以及由組合物之材料形成的反應產物及分解產物。
術語「包括」、「包含」、「具有」以及其衍生詞不意欲排除任何額外組分、步驟或程序之存在,不論其是否特定地揭示。為避免任何疑問,除非相反陳述,否則經由使用術語「包括」所主張之所有組合物均可包含任何額外添加劑、佐劑或化合物,無論係聚合的或以其他形式的。相比之下,術語「基本上由……組成」自任何隨後列舉之範圍中排除任何其他組分、步驟或程序,除了對可操作性而言並非必不可少之彼等之外。術語「由……組成」排除未特定敍述或列出之任何組分、步驟或程序。除非另外說明,否則術語「或」係指單獨地以及以任何組合形式列出之成員。單數之使用包含使用複數,且反之亦然。
「基於乙烯之聚合物」、「乙烯聚合物」或「聚乙烯」為含有以聚合物之重量計的等於或大於50重量%或大部分量之聚合乙烯及視情況可包括一種或多種共聚單體之聚合物。因此,通用術語「基於乙烯之聚合物」包含乙烯均聚物與乙烯互聚物。適合的共聚單體為α-烯烴。「基於乙烯之聚合物」及術語「聚乙烯」可互換使用。適合的基於乙烯之聚合物(聚乙烯)之非限制性實例包含低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)及其組合。
「異氰酸酯」為在其結構中含有至少一個異氰酸酯基之化學物質。異氰酸酯基由下式表示:—N=C=O。含有超過一個或至少兩個異氰酸酯基之異氰酸酯係「聚異氰酸酯」。具有兩個異氰酸酯基之異氰酸酯係二異氰酸酯,而具有三個異氰酸酯基之異氰酸酯係三異氰酸酯等。異氰酸酯可係芳族或脂族的。
「低密度聚乙烯」 (或「LDPE」)為乙烯均聚物或乙烯/α-烯烴共聚物,所述乙烯/α-烯烴共聚物包括至少一種C3
-C10
α-烯烴,或C3
-C4
α-烯烴,其具有0.915 g/cc至0.925 g/cc的密度且含有具有寬MWD的長鏈支鏈。通常藉助於高壓自由基聚合(具有自由基引發劑之管狀反應器或高壓釜)製造LDPE。
「聚醚」係在相同的直鏈原子中含有兩個或更多個醚鍵之化合物。
「聚酯」係在相同的直鏈原子中含有兩個或更多個酯鍵之化合物。
「聚合物」為藉由使具有相同或不同類型之單體聚合來製備的聚合化合物。因此,通用術語聚合物涵蓋術語「均聚物」(用於指僅由一種類型之單體製備之聚合物,理解為可將痕量的雜質併入聚合物結構中),以及術語「互聚物」,其包含共聚物(用於指由兩種不同類型之單體製備之聚合物)、三聚物(用於指由三種不同類型之單體製備之聚合物),及由超過三種不同類型之單體製備之聚合物。痕量的雜質,例如,催化劑殘餘物可併入聚合物中及/或聚合物內。其亦涵蓋所有形式之共聚物,例如無規、嵌段等。應注意,儘管聚合物常被稱作「由」一種或多種特定單體「製成」、「基於」特定單體或單體類型,「含有」特定單體含量或其類似物,但在此情形下,術語「單體」應理解為指特定單體之聚合遺留物且並非指未經聚合之物種。一般而言,本文中之聚合物係指基於作為對應單體之聚合形式之「單元」。
「多元醇」係含有多個羥基(-OH)之有機化合物。換言之,多元醇含有至少兩個羥基。適合的多元醇之非限制性實例包含二醇(其含有兩個羥基)及三醇(其含有三個羥基)。
測試方法
胺基官能度係化合物中所存在之胺基(-NH2
基團)之數目。羥基官能度根據ASTM D2074量測。
羥基官能度係化合物中存在之羥基(-OH基團)之數目。羥基官能度根據ASTM D4274-16量測。
羥值(OH值)為可用於反應的反應性羥基量的量度。OH值根據ASTM D4274-D量測。
異氰酸酯基(NCO)含量(以重量計)根據ASTM D2572-97量測。
使用高溫凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)系統來量測重量平均分子量(molecular weight,Mw)。
異氰酸酯預聚物之黏度在25℃下根據ASTM D2196量測,並以厘泊(centipoise,cP)為單位報導。
黏合強度(90°T剝離測試)
黏合強度根據90°T剝離(T-Peel)測試量測。在23℃及50%相對濕度下固化90分鐘、24小時(1天)或7天之後,將層合物切割成15 mm寬的條帶以用於T剝離黏合強度測試。使用配備有50 N加載單元的Thwing Albert™ QC-3A剝離測試儀在室溫(23℃)下以4吋/分鐘之速度剝離第一基材及第二基材。當第一基材與第二基材分離(剝離)時,記錄牽拉期間力之平均值。在第一基材或第二基材拉伸或破裂時,記錄最大力或破裂時的力。測試三個樣品且報導平均「黏合強度」。平均黏合強度以每15公釐之牛頓數(N/15 mm)為單位報導。
在黏合強度測試期間以肉眼測定各樣品之失效模式(failure mode,FM)。膜拉伸(film stretch,FS)之失效模式;膜撕裂/破裂(film tear/break,FT)指示黏著層之黏合強度對於層合物應用而言足夠高。一種分層失效模式(failure mode of delaminated,DL),其中第一基材與第二基材分離;黏著劑轉移(adhesive transfer,AT),其中黏著層不能黏著至第一基材及轉移至第二基材;及黏著劑分開/內聚失效(adhesive split/cohesive failure,AS),其中黏著層破裂且出現在第一基材及第二基材兩者上,指示黏著層之黏合強度對於層合物應用而言不足。
蒸煮袋
將23 cm×30.5 cm之層合物摺疊至其上以提供23 cm×15.25 cm之結構,所述結構具有第一側及第二側。因此,第一側及第二面各自由同一層合物形成。第一側之第二基材(LDPE膜)與第二側之第二基材(LDPE膜)接觸。所述結構用造紙切割機切割成12.7 cm×17.8 cm之尺寸(維持摺疊分離第一側與第二側)。所述結構具有四條邊,包含一條摺疊邊及三條開口邊。兩條開口邊經熱封以形成小袋。在177℃下在276 kPa (40 Psi)液壓下進行熱封1秒。各實例製成兩個至三個小袋。
用100±5 mL醬(等份重量之番茄醬、醋及植物油的摻合物)經由剩餘開口邊填充各小袋。避免將所述醬噴濺至熱封區域上以防止熱封失效。在填充之後,以使密閉小袋內部之滯留空氣減至最少的方式熱封開口邊。各密閉小袋具有四條密閉邊及10.2 cm×15.2 cm 之內部空腔(填充有醬)。
目視檢查各熱封之完整性以確保在測試期間不存在將導致小袋滲漏之密封缺陷。捨棄且替換具有疑似缺陷之小袋。
鍋中填充有2/3滿的水,且使其達至滾沸。將沸騰的鍋蓋上蓋子以使水及蒸汽損失減至最小。在測試期間觀測鍋以確保存在足夠的水以維持沸騰。將小袋單獨置放於沸水中,且保持於沸水中30分鐘。隨後將小袋自沸水移除且目視檢查其是否開孔、起泡、分層及/或滲漏。
將小袋切開,清空醬且用肥皂及水沖洗。自小袋(排除熱封區域)切割層合物之一或多個條帶(寬度為2.54 cm)。如上文所描述,根據90°T剝離測試(但速度為10吋/分鐘)量測層合物之黏合強度。在清空小袋中之醬後儘快量測黏合強度。目視檢查小袋內部之缺陷。
異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比
本揭示案提供一種雙組分無溶劑黏著劑組合物及一種用於形成包括所述組合物之層合物的方法。所述方法包含:(A)將異氰酸酯組分均勻施加至一第一基材,所述異氰酸酯組分包含異氰酸酯化合物;(B)將異氰酸酯反應性組分均勻施加至一第二基材,所述異氰酸酯反應性組分包含胺封端化合物;(C)將所述第一基材與所述第二基材合在一起,藉此使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應以在所述第一基材與所述第二基材之間形成黏著劑組合物;(D)固化所述黏著劑組合物以黏合所述第一基材與所述第二基材;及(E)形成所述層合物。A. 將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材
所述方法包含將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材之步驟。
「均勻施加」為組分(諸如異氰酸酯組分)層連續(並非間斷)地分佈於基材表面且分佈於基材表面具有相同或實質上相同之厚度。換言之,均勻施加至基材之組分直接接觸基材表面,且組分與基材表面共同延伸。
均勻施加不包含離散及非連續施加。
i. 異氰酸酯組分
所述方法包含將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材之步驟,所述異氰酸酯組分包括異氰酸酯化合物。
適合的異氰酸酯化合物之非限制性實例包含異氰酸酯單體、異氰酸酯預聚物及其組合。
「異氰酸酯預聚物」為異氰酸酯單體與至少一種含有至少一羥基、至少一胺基、至少一硫基或其組合之異氰酸酯反應性化合物的反應產物。異氰酸酯預聚物為單體與最終聚合物之間的液體中間物。
異氰酸酯單體
在一實施例中,異氰酸酯化合物為異氰酸酯單體。
在一實施例中,異氰酸酯化合物為異氰酸酯預聚物,為異氰酸酯單體與至少一種異氰酸酯反應性化合物之反應產物。
「異氰酸酯單體」係含有至少兩個異氰酸酯基之分子。異氰酸酯單體可化學結合多元醇以形成預聚物。適合的異氰酸酯單體之非限制性實例包含芳族異氰酸酯、脂族異氰酸酯、碳化二亞胺改質之異氰酸酯單體以及其組合。
「芳族異氰酸酯單體」為含有一個或多個芳族環之異氰酸酯單體。適合的芳族異氰酸酯單體之非限制性實例包含亞甲基二苯基二聚異氰酸酯(MDI)之異構體,諸如4,4-MDI、4,4'-MDI、2,4-MDI、2,4'-MDI及2,2'-MDI;經改質之MDI,諸如碳化二亞胺改質之MDI或脲基甲酸酯改質之MDI;甲苯-二聚異氰酸酯(TDI)之異構體,諸如2,4-TDI、2,4'-TDI及2,6-TDI;萘-二聚異氰酸酯(NDI)之異構體,諸如1,5-NDI;伸苯基二聚異氰酸酯(PDI)之異構體,諸如1,3-PDI及1,4-PDI;及其組合。
「脂族異氰酸酯單體」係沒有或不含芳環之異氰酸酯單體。脂族異氰酸酯單體包含環脂族異氰酸酯單體,其中之化學鏈為環結構。在一實施例中,脂族異氰酸酯單體在直鏈、分支鏈或環狀伸烷基殘基中含有3個、或4個、或5個、或6個至7個、或8個、10個、12個、13個、或14個、或15個、或16個碳原子。合適之脂族及環脂族異氰酸酯包含環己烷二異氰酸酯;甲基環己烷二異氰酸酯;乙基環己烷二異氰酸酯;丙基環己烷二異氰酸酯;甲基二乙基環己烷二異氰酸酯;丙烷二異氰酸酯;丁烷二異氰酸酯;戊烷二異氰酸酯;己烷二異氰酸酯;庚烷二異氰酸酯;辛烷二異氰酸酯;壬烷二異氰酸酯;壬烷三異氰酸酯,諸如4-異氰酸酯基甲基-1,8-辛烷二異氰酸酯(TIN));癸烷二異氰酸酯及癸烷三異氰酸酯;十一烷二異氰酸酯及十一烷三異氰酸酯及十二烷二異氰酸酯及十二烷三異氰酸酯;異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI);六亞甲基二異氰酸酯(HDI);二異氰酸基二環己基甲烷(H12
MDI);2-甲基戊烷二異氰酸酯(MPDI);2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯;2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯;降冰片烷二異氰酸酯(NBDI);苯二甲二異氰酸酯(XDI);四甲基二甲苯二異氰酸酯;二聚體及/或其三聚體;及其組合。
額外適合的異氰酸酯單體之非限制性實例包含4-甲基-環己烷1,3-二異氰酸酯;2-丁基-2-乙基五亞甲基二異氰酸酯;3(4)-異氰酸酯基甲基-1-甲基環己基異氰酸酯;2-異氰酸酯基丙基環己基異氰酸酯;2,4'-亞甲基雙(環己基)二異氰酸酯;1,4-二異氰酸基-4-甲基-戊烷;及其組合。
在一實施例中,異氰酸酯單體選自二異氰酸酯單體、三異氰酸酯單體及其組合。在另一實施例中,異氰酸酯單體係二異氰酸酯單體。
在一實施例中,異氰酸酯單體係具有至少兩個異氰酸酯基或至少三個異氰酸酯基之多官能異氰酸酯單體。
異氰酸酯單體可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
異氰酸酯反應性化合物
異氰酸酯預聚物為異氰酸酯單體與至少一種含有至少一羥基、至少一胺基、至少一硫基或其組合之異氰酸酯反應性化合物的反應產物。
適合的異氰酸酯反應性化合物之非限制性實例包含聚酯、聚己內酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、多元醇及其組合。
在一實施例中,異氰酸酯反應性化合物為多元醇。適合的多元醇之非限制性實例包含聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、天然油基多元醇、其共聚物及其組合。在一實施例中,異氰酸酯反應性化合物係選自聚酯多元醇、聚醚多元醇及其組合。
在一實施例中,多元醇包含聚酯多元醇。「聚酯多元醇」係含有聚酯及多元醇之化合物。適合的聚酯多元醇之非限制性實例包含二醇、多元醇(例如三醇、四醇)、二羧酸、聚羧酸(例如三羧酸、四羧酸)、羥基羧酸、內酯以及其組合之聚縮合物。聚酯多元醇亦可衍生自相應的聚羧酸酐或相應的低級醇之聚羧酸酯,而並非游離聚羧酸。
適合的二醇之非限制性實例包含乙二醇;丁二醇;二乙二醇(DEG);三乙二醇;聚伸烷二醇,諸如聚乙二醇;1,2-丙二醇;1,3-丙二醇;1,3-丁二醇;1,4-丁二醇;1,6-己二醇;及新戊二醇(NPG)。
適合的二羧酸之非限制性實例包含脂族酸、芳族酸以及其組合。適合的芳族酸之實例包含鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸及四氫鄰苯二甲酸。適合的適合的脂族酸之實例包含六氫鄰苯二甲酸、環己二羧酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯鄰苯二甲酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基丁二酸、3,3-二乙基戊二酸、2,2-二甲基丁二酸及偏苯三甲酸。如本文所用,術語「酸」亦包含所述酸之任何酸酐。飽和脂族及/或芳族酸亦係適合的,諸如己二酸或間苯二甲酸。
聚酯多元醇可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
在一實施例中,自異氰酸酯組分中排除單羧酸,諸如苯甲酸及己烷羧酸。
在一實施例中,多元醇包含聚醚多元醇。「聚醚多元醇」係含有聚醚及多元醇之化合物。適合的聚醚多元醇之非限制性實例包含環氧乙烷、環氧丙烷、四氫呋喃、環氧丁烷之加聚產物,及其共加及接枝產物;藉由多元醇或其混合物縮合得到之聚醚多元醇;及其組合。
適合的聚醚多元醇之非限制性實例包含聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚丁二醇、聚四亞甲基醚二醇(PTMEG)及其組合。
聚醚多元醇可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分係羥值(OH值)為5 mg KOH/g、或10 mg KOH/g、或14 mg KOH/g或50 mg KOH/g、或56 mg KOH/g、或100 mg KOH/g、或110 mg KOH/g至450 mg KOH/g、或500 mg KOH/g、或850 mg KOH/g、或1000 mg KOH/g、或1500 mg KOH/g、或2000 mg KOH/g之多元醇。在一實施例中,多元醇之OH值為5 mg KOH/g至2,000 mg KOH/g、或14 mg KOH/g至850 mg KOH/g、或56 mg KOH/g至500 mg KOH/g、或110 mg KOH/g至450 mg KOH/g。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分係Mw為25 g/mol、或62 g/mol、或75 g/mol、或100 g/mol、或250 g/mol、或350 g/mol、或500 g/mol、或1000 g/mol至3000 g/mol、或5000 g/mol、或6000 g/mol、或10000 g/mol、或12000 g/mol、或15000 g/mol、或20000 g/mol之多元醇。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分係羥基官能度為1.0、或1.5、或2.0至3.0、或5.0、或8.0、或10.0、或12.0之多元醇。在另一實施例中,異氰酸酯反應性組分為羥基官能度為1.0至12.0、或1.0至10.0、或1.0至5.0、或1.0至3.0、或1.5至3.0之多元醇。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分係具有以下特性中之一者、一些或所有的多元醇:(i) OH值為5 mg KOH/g至2,000 mg KOH/g、或14 mg KOH/g至850 mg KOH/g、或56 mg KOH/g至500 mg KOH/g、或110 mg KOH/g至450 mg KOH/g;及/或(ii) Mw為25 g/mol、或62 g/mol、或75 g/mol、或100 g/mol、或350 g/mol、或500 g/mol、或1000 g/mol至3000 g/mol、或5000 g/mol、或10000 g/mol、或15000 g/mol、或20000 g/mol;及/或(iii)羥基官能度為1.0、或1.5、或2.0至3.0、或5.0、或10.0、或12.0。
異氰酸酯反應性組分可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
在一實施例中,異氰酸酯預聚物為異氰酸酯單體、至少異氰酸酯反應性組分及視情況選用之催化劑之反應產物。適合的催化劑之非限制性實例包含二月桂酸二丁基錫、乙酸鋅、2,2-二嗎啉基二乙醚及其組合。
在一實施例中,異氰酸酯組分或進一步地異氰酸酯預聚物之異氰酸酯(NCO)含量以重量計為3重量%、或8重量%、或9重量%、或10重量%、或11重量%、或12重量%、或13重量%至14重量%、或15重量%、或16重量%、或17重量%、或18重量%、或20重量%、或25重量%。在另一實施例中,異氰酸酯組分或進一步地異氰酸酯預聚物之NCO含量以重量計為3重量%至25重量%、或8重量%至18重量%、或12重量%至15重量%、或13重量%至14重量%。
在一實施例中,異氰酸酯組分或進一步地異氰酸酯預聚物在25℃下之黏度為5000 cP、或6000 cP、或7000 cP、或8,000 cP至9000 cP、或10,000 cP、或15,000 cP、或20,000 cP。在另一實施例中,異氰酸酯組分或進一步地異氰酸酯預聚物之黏度在25℃下為5,000 cP至20,000 cP、或5,000 cP至15,000 cP、或5,000 cP至12,000 cP、或8,000 cP至10,000 cP。
在一實施例中,異氰酸酯組分或進一步地異氰酸酯預聚物具有以下特性中之一或兩者:(i) NCO含量以重量計為3重量%、或8重量%、或9重量%、或10重量%、或11重量%、或12重量%、或13重量%至14重量%、或15重量%、或16重量%、或17重量%、或18重量%、或20重量%、或25重量%;及/或(ii)在25℃下之黏度為5000 cP、或6000 cP、或7000 cP、或8,000 cP至9000 cP、或10,000 cP、或15,000 cP、或20,000 cP;
異氰酸酯預聚物可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
異氰酸酯化合物可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
在一實施例中,異氰酸酯組分無溶劑。換言之,異氰酸酯組分沒有或實質上沒有溶劑。
在一實施例中,異氰酸酯組分沒有或實質上沒有游離異氰酸酯反應性組分。換言之,在將異氰酸酯組分施加至第一基材之前,形成異氰酸酯預聚物直至完成,且所有異氰酸酯反應性組分與異氰酸酯單體反應。異氰酸酯組分中不存在過量異氰酸酯反應性組分。
異氰酸酯組分可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
ii. 第一基材
所述方法包含將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材之步驟。
適合的第一基材之非限制性實例包含膜,諸如紙、編織及非編織織物、聚合物膜、金屬箔以及經金屬塗佈之(金屬化)聚合物膜。在一實施例中,膜具有於其上用油墨印刷有影像之表面,所述表面可與黏著劑組合物接觸。
在一實施例中,第一基材為膜。膜可為單層膜或多層膜。多層膜含有兩層或超過兩層。舉例而言,多層膜可具有兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個、十個、十一個或更多個層。在一實施例中,多層膜僅含有兩層,或僅含有三層。
在一實施例中,膜為具有一層且僅一層之單層膜。
在一實施例中,膜包含含有選自以下組分之層:基於乙烯之聚合物、基於丙烯之聚合物、聚醯胺(諸如耐綸)、聚酯、乙烯乙烯醇(EVOH)共聚物、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、乙烯丙烯酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸之離聚物、甲基丙烯酸之離聚物、順丁烯二酸酐接枝型基於乙烯之聚合物、聚苯乙烯、金屬箔、纖維素、塞璐芬(cellophane)、非編織織物及其組合。適合的金屬箔之非限制性實例為鋁箔。多層膜之各層可由相同組分或由不同組分形成。
在一實施例中,膜包含含有選自以下組分之層:PET、基於乙烯之聚合物、鋁箔及其組合。在另一實施例中,膜包含含有PET之層。
在一實施例中,膜為具有單層為PET層的單層膜。
在一實施例中,膜為具有3至5層、或3及僅三層之多層膜。多層膜包含PET層及鋁箔層。
在一實施例中,膜含有視情況選用之添加劑,諸如助滑劑。含有助滑劑之適合的膜的非限制性實例為可購自Berry Plastics的GF-19。
第一基材及進一步地膜為具有兩個相對表面之連續結構。
在一實施例中,第一基材之厚度為5 µm、或10 µm、或12 µm、或15 µm至20 µm、或21 µm至23 µm、或24 µm、或25 µm、或30 µm、或35 µm、或40 µm、或45 µm、或50 µm、或100 µm、或150 µm、或200 µm、或250 µm、或300 µm、或350 µm、或400 µm、或450 µm、或500 µm。
在一實施例中,第一基材為具有單層為PET層的單層膜。
在一實施例中,第一基材為多層膜,其具有3至5層,或3層及僅三層。多層膜包含PET層及鋁箔層。
膜可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
第一基材可包括兩個或更多個本文中所揭示之實施例。
所述方法包含將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材,所述異氰酸酯組分含有異氰酸酯。將異氰酸酯組分施加至第一基材之表面。異氰酸酯組分與第一基材彼此直接接觸。如本文所用,術語「直接接觸」係層組態,其中基材緊鄰組分、組分層或黏著層定位,並且在基材與組分、組分層或黏著層之間不存在介入層或不存在介入結構。異氰酸酯組分直接接觸第一基材之表面。
在一實施例中,異氰酸酯組分以0.1 g/m2
、或0.5 g/m2
、或1.0 g/m2
至1.5 g/m2
、或2.0 g/m2
、或3.0 g/m2
、或5.0 g/m2
、或10 g/m2
、或15 g/m2
、或20 g/m2
之塗層重量施加至第一基材。在另一實施例中,異氰酸酯組分以0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量施加至第一基材。施加至第一基材之異氰酸酯組分在第一基材上形成異氰酸酯組分層。異氰酸酯組分層及第一基材彼此直接接觸。在一實施例中,異氰酸酯組分層之塗層重量為0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
。
在一實施例中,異氰酸酯組分在20℃、或23℃至25℃、或30℃之溫度下施加至第一基材。
在一實施例中,所述方法包含以下步驟中之一者、一些或全部:(i)提供所述異氰酸酯組分,其包括NCO含量以重量計為3重量%、或5重量%、或8重量%、或9重量%、或10重量%、或11重量%、或12重量%、或13重量%至14重量%、或15重量%、或16重量%、或17重量%、或18重量%、或20重量%、或25重量%之異氰酸酯預聚物;及/或(ii)提供所述異氰酸酯組分,所述異氰酸酯組分包括黏度在25℃下為5000 cP、或6000 cP、或7000 cP、或8,000 cP至9000 cP、或10,000 cP、或15,000 cP、或20,000 cP之異氰酸酯預聚物;及/或(iii)提供所述異氰酸酯組分,其中所述異氰酸酯組分沒有溶劑或實質上沒有溶劑;及/或(iv)提供異氰酸酯組分,其中異氰酸酯組分沒有或實質上沒有無異氰酸酯反應性組分;及/或(v)提供第一基材,其為含有PET、基本上由PET組成或由PET組成之單層膜;及/或(vi)提供第一基材,其為含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成之多層膜:包含PET層及鋁箔層之3層;及/或(vii)提供厚度為5 µm、或9 µm、或10 µm、或12 µm、或15 µm、或20 µm、或21 µm至23 µm、或24 µm、或25 µm、或30 µm、或35 µm、或40 µm、或45 µm、或50 µm、或100 µm、或150 µm、或200 µm、或250 µm、或300 µm、或350 µm、或400 µm、或450 µm、或500 µm之第一基材;及/或(viii)在20℃、或23℃至25℃、或30℃之溫度下施加異氰酸酯組分;及/或(ix)在25℃下,黏度為5000 cP、或6000 cP、或7000 cP、或8,000 cP至9000 cP、或10,000 cP、或15,000 cP、或20,000 cP;及/或(x)在第一基材上形成具有0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量的異氰酸酯組分層。
在一實施例中,異氰酸酯組分包含視情況選用之添加劑。適合的視情況選用之添加劑之非限制性實例包含增黏劑、塑化劑、流變改質劑、黏著促進劑、抗氧化劑、填充劑、著色劑、界面活性劑、溶劑及其組合。
適合的施加方法之非限制性實例包含刷塗、澆注、噴塗、塗佈、輥塗、展佈及注射。
將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材步驟可包括兩個或更多個本文中所揭示之實施例。B. 將異氰酸酯反應性組分均勻施加至第二基材
所述方法包含將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材之步驟。
i. 異氰酸酯反應性組分
所述方法包含將異氰酸酯組分均勻施加至第二基材之步驟。「異氰酸酯反應性組分」為包含胺封端化合物的組合物。
「胺封端化合物」為含有末端(終端)胺基(-NH2
)基團的聚合物。異氰酸酯反應性組分可為支鏈聚合物結構,其中異氰酸酯反應性組分具有兩個、三個、四個、五個、六個或更多個末端胺基。
在一實施例中,胺封端化合物為二胺封端化合物,其含有2個及僅2個末端胺基。
在一實施例中,胺封端化合物為三胺封端化合物,其含有3個且僅3個末端胺基。
適合的胺封端化合物之非限制性實例包含衍生自基於烴原料之多元醇(諸如聚酯多元醇、聚醚聚縮合物、芳族烴多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、其共聚物以及其組合)及天然籽油(諸如大豆油、葵花油、蓖麻油、其他天然脂肪酸及其組合)的彼等化合物。
適合的胺封端化合物之非限制性實例包含多元胺聚烴,諸如多元胺聚二烯及多元胺聚伸烷;多元胺聚醚,諸如聚氧化乙烯二胺、聚氧化丙烯二胺;聚氧四亞甲基二胺,諸如可以JEFFAMINE及VERSALINK寡聚二胺之商標名獲得的彼等者;多元胺聚酯;多元胺聚碳酸酯;多元胺聚丙烯酸酯;多元胺聚聚矽氧烷;多元胺聚醚己內酯;多元胺聚醚碳酸酯;多元胺聚醚酯;多元胺脂肪酸多元醇;多元胺二聚物脂肪酸多元醇;及其組合。
具有結構(A)之二胺封端化合物為聚氧化四亞甲基二對胺基苯甲酸酯。具有結構(A)之適合的二胺封端化合物之非限制性實例包含VERSALINKTM
P 650、VERSALINKTM
P 1000及VERSALINKTM
P 250,各可購自Air Products Company。
具有結構(B)之二胺封端化合物為聚醚二胺。具有結構(B)之適合聚醚二胺之非限制性實例包含購自Huntsman Corporation之JEFFAMINE D系列二胺。
具有結構(C)之二胺封端化合物為聚醚二胺。具有結構(C)之適合聚醚二胺之非限制性實例包含購自Huntsman Corporation之JEFFAMINE ED系列二胺。
具有結構(D)之二胺封端化合物為聚醚二胺。具有結構(D)之適合聚醚二胺之非限制性實例包含購自Huntsman Corporation之JEFFAMINE EDR系列二胺。
具有結構(E)之三胺封端化合物為聚醚三胺。具有結構(E)之適合聚醚三胺之非限制性實例包含JEFFAMINE SD-2001、JEFFAMINE D-205及JEFFAMINE RFD- 270,各購自Huntsman Corporation。
在一實施例中,胺封端化合物選自具有結構(A)之二胺封端化合物、具有結構(B)之二胺封端化合物、具有結構(C)之二胺封端化合物、具有結構(D)之二胺封端化合物、具有結構(E)之三胺封端化合物及其組合。
在一實施例中,胺封端化合物具有2至3、或4、或5、或6之胺基官能度。
在一實施例中,胺封端化合物之Mw為200 g/mol、或400 g/mol、或500 g/mol、或700 g/mol、或710 g/mol至950 g/mol、或1000 g/mol、或1500 g/mol、或2000 g/mol、或3000 g/mol、或4000 g/mol、或12000 g/mol。
在一實施例中,胺封端化合物在25℃下之黏度為1000 cP、或1500 cP、或2000 cP、或2500 cP至3000 cP、或3500 cP、或4000 cP、或5000 cP、或10000 cP、或15000 cP、或20000 cP、或25000 cP、或30000 cP。在另一實施例中,胺封端化合物在25℃下之黏度為1000 cP至30000 cP、或1,000 cP至5,000 cP、或2,000 cP至5,000 cP、或2,500 cP至5,000 cP、或2,500 cP至3,000 cP。
在一實施例中,胺封端化合物為具有結構(A)之二胺封端化合物。二胺封端化合物具有以下特性中之一者或兩者:(i) Mw為400 g/mol、或500 g/mol、或700 g/mol、或710 g/mol至950 g/mol、或1000 g/mol、或1500 g/mol、或2000 g/mol、或3000 g/mol、或4000 g/mol、或12000 g/mol;及/或(ii)黏度在25℃下為2000 cP、或2500 cP至3000 cP、或3500 cP、或4000 cP、或5000 cP。
胺封端化合物可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物及多元醇化合物。多元醇化合物含有多元醇。
多元醇化合物之多元醇可為本文中所揭示之任何多元醇。在一實施例中,異氰酸酯反應性組分含有多元醇化合物,其包含聚醚多元醇、聚酯多元醇、多烴多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、其共聚物及其組合;及天然種子油,諸如大豆油、葵花油、蓖麻油、其他天然脂肪酸及其組合。
在另一實施例中,異氰酸酯反應性組分含有作為聚醚多元醇之多元醇化合物。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成:二胺封端聚醚及磷酸酯多元醇。在另一實施例中,異氰酸酯反應性組分含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成:二胺基封端之聚醚、磷酸酯多元醇及聚醚多元醇(諸如PTMEG)。
在一實施例中,以異氰酸酯反應性組分之總重量計,異氰酸酯反應性組分含有10重量%、或20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%至90重量%、或95重量%、或99重量%、或100重量%之胺封端化合物。在另一實施例中,以異氰酸酯反應性組分之總重量計,異氰酸酯反應性組分含有10重量%至100重量%、或50重量%至100重量%、或55重量%至100重量%、或50重量%至99重量%、或55重量%至99重量%、或55重量%至95重量%、或60重量%至90重量%之胺封端化合物。
在一實施例中,以異氰酸酯反應性組分之總重量計,異氰酸酯反應性組分含有自10重量%、或20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65wt%、或90重量%、或95重量%、或99重量%、或100重量%之胺封端化合物;及多元醇化合物之可逆量,或自0重量%、或1重量%、或5重量%、或10重量%至35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%、或70重量%、或75重量%、或80重量%、或90重量%之多元醇化合物。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分在25℃下之黏度為1000 cP、或1500 cP、或2000 cP、或2500 cP至3000 cP、或3500 cP、或4000 cP、或5000 cP。在另一實施例中,異氰酸酯反應性組分在25℃下之黏度為1,000 cP至5,000 cP、或2,000 cP至5,000 cP、或2,500 cP至5,000 cP、或2,500 cP至3,000 cP。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分包含視情況選用之添加劑。視情況選用之添加劑可為本文所揭示之任何添加劑。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分無溶劑。換言之,異氰酸酯反應性組分沒有或實質上沒有溶劑。
異氰酸酯反應性組分沒有或實質上沒有異氰酸酯組分。換言之,異氰酸酯反應性組分不包含含有異氰酸酯基之化學物質。
異氰酸酯反應性組分可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
ii. 第二基材
所述方法包含將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材之步驟。
第二基材可為本文中所揭示之任何基材。
第一基材與第二基材可相同或不同。在一實施例中,第一基材與第二基材相同。相同之第一基材及第二基材具有相同結構及相同組成。
適合的第二基材之非限制性實例為膜。膜可為本文中所揭示之任何膜。
在一實施例中,所述膜包含含有選自以下組分之層:PET、基於乙烯之聚合物、金屬箔以及其組合。在一實施例中,膜包含含有LDPE之層。
在一實施例中,膜為具有單層為LDPE層的單層膜。
在一實施例中,膜為具有3至5層、或3及僅三層之多層膜。多層膜包含PET層及鋁箔層。
第二基材及進一步地膜為具有兩個相對表面之連續結構。
在一實施例中,第二基材為具有單層為LDPE層之單層膜,所述。單層膜之厚度為10 µm、或12 µm、或15 µm、或20 µm、或21 µm至23 µm、或24 µm、或25 µm、或30 µm、或35 µm、或40 µm、或45 µm、或50 µm。
膜可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。
第二基材可包括兩個或更多個本文中所揭示之實施例。
所述方法包含將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材,所述異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物。將異氰酸酯反應性組分施加至第二基材表面。異氰酸酯反應性組分與第二基材彼此直接接觸。異氰酸酯反應性組分直接接觸第二基材表面。
在一實施例中,異氰酸酯反應性組分以0.1 g/m2
、或0.5 g/m2
、或1.0 g/m2
至1.5 g/m2
、或2.0 g/m2
、或3.0 g/m2
、或5.0 g/m2
、或10 g/m2
、或15 g/m2
、或20 g/m2
之塗層重量施加至第二基材。在另一實施例中,異氰酸酯反應性組分以0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量施加至第二基材。施加至第二基材之異氰酸酯反應性組分在第二基材上形成異氰酸酯反應性組分層。異氰酸酯反應性組分層及第二基材彼此直接接觸。在一實施例中,異氰酸酯反應性組分層之塗層重量為0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
。
在一實施例中,在20℃、或23℃至25℃、或30℃、或40℃、或50℃、或60℃、或70℃、或80℃之溫度下將異氰酸酯反應性組分施加至第二基材。在另一實施例中,在20℃至80℃、或20℃至30℃、或20℃至25℃之溫度下將異氰酸酯反應性組分施加至第二基材。
在一實施例中,所述方法包含以下步驟中之一者、一些或全部:(i)提供含有胺封端化合物的異氰酸酯反應性組分,所述胺封端化合物選自具有結構(A)之二胺封端化合物、具有結構(B)之二胺封端化合物、具有結構(C)之二胺封端化合物、具有結構(D)之二胺封端化合物、具有結構(E)之二胺封端化合物、具有結構(E)之三胺封端化合物及其組合;及/或(ii)提供含有胺封端化合物的異氰酸酯反應性組分,所述胺封端化合物為具有結構(A)之二胺封端化合物;及/或(iii)提供含有胺封端化合物的異氰酸酯反應性組分,所述胺封端化合物為二胺封端聚醚;及/或(iv)提供含有胺封端化合物的異氰酸酯反應性組分,所述胺封端化合物在25℃下之黏度為1000 cP、或1500 cP、或2000 cP、或2500 cP至3000 cP、或3500 cP、或4000、或5000 cP;及/或(v)提供以異氰酸酯基反應性之總重量計含有20重量%、或25重量%、或30重量%、或35重量%、或40重量%、或45重量%、或50重量%、或55重量%、或60重量%、或65重量%至90重量%、或95重量%、或99重量%、或100重量%胺封端化合物的異氰酸酯反應性組分;及/或(vi)提供含有胺封端化合物及多元醇化合物的異氰酸酯反應性組分;及/或(vii)提供含有胺封端化合物及選自聚醚多元醇、聚酯多元醇及其組合之多元醇化合物的異氰酸酯反應性組分;及/或(viii)提供在25℃下黏度為1000 cP、1500 cP、或2000 cP、或2500 cP至3000 cP、3500 cP、或4000 cP、或5000 cP的異氰酸酯反應性組分;及/或(ix)提供異氰酸酯反應性組分,其中異氰酸酯反應性組分沒有或實質上沒有溶劑;及/或(x)提供異氰酸酯反應性組分,其中異氰酸酯反應性組分沒有或實質上沒有異氰酸酯組分;及/或(xi)提供第二基材,其為含有PET、基本上由PET組成或由PET組成之單層膜;及/或(xii)提供第二基材,其為含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成之多層膜:包含PET層及鋁箔層之3層;及/或(xiii)提供第二基材,其厚度為5 μm、或9 μm、或10 μm、或12 μm、或15 μm、或20 μm、或21 μm至23 μm、或24 μm、或25 µm、或30 µm、或35 µm、或40 µm、或45 µm、或50 µm、或100 µm、或150 µm、或200 µm、或250 µm、或300 µm、或400 µm、或500 µm;及/或(xiv)在20℃、或23℃至25℃、或30℃之溫度下施加異氰酸酯反應性組分;及/或(xv)在25℃下在1000 cP、或1500 cP、或2000 cP、或2500 cP至3000 cP、或3500 cP、或4000 cP、或5000 cP之黏度下施加異氰酸酯反應性組分;及/或(xvi)在第二基材上形成具有0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量的異氰酸酯反應性組分層。
適合的施加方法之非限制性實例包含刷塗、澆注、噴塗、塗佈、輥塗、展佈及注射。
在一實施例中,所述方法包含藉由計算異氰酸酯組分中異氰酸酯基與異氰酸酯反應性組分中之胺基及(若存在)羥基之組合量的莫耳比來確定異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比(I:IR比率);且調節異氰酸酯塗層重量與胺封端塗層重量以獲得1.00、或1.10、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.50、或2.00、或2.50、或3.00、或3.50、或4.00、或4.50、或5.00之I:IR比率。
在一實施例中,異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分在25℃下各自為液體。
將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材之步驟可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。C. 將第一基材與第二基材合在一起
所述方法包含將第一基材與第二基材合在一起,藉此使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應以在第一基材與第二基材之間形成黏著劑組合物的步驟。
將第一基材與第二基材合在一起以使得異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分彼此直接接觸。換言之,異氰酸酯組分層及異氰酸酯封端組分層彼此直接接觸。
在一實施例中,將第一基材與第二基材在20℃、或23℃至25℃、或30℃、或40℃、或50℃、或60℃、或70℃、或80℃之溫度下合在一起。在另一實施例中,將第一基材與第二基材在20℃至80℃、或20℃至30℃、或20℃至25℃之溫度下合在一起。
在一實施例中,將第一基材與第二基材在20℃、或23℃至25℃、或30℃之溫度下合在一起。異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分彼此直接接觸。第一基材及第二基材穿過用於向第一基材及第二基材施加壓力之裝置,諸如軋輥。向第一基材及第二基材施加5 psi至100 psi之壓力。接觸及壓力使得異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分能夠混合且反應以形成黏著劑組合物。
第一基材及第二基材可視情況穿過各種其他輥且最終到達重繞輥。因為基材各自比穿過各輥比另一基材採取更長或更短路徑,所以異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分之進一步混合及反應隨著第一基材及第二基材穿過輥而進行。以此方式,第一基材與第二基材相對於彼此移動,在對應基材上混合組分。
異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分分開形成,且若需要,分開儲存直至需要形成層合物。異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分在將任一者施加至對應第一基材及第二基材之前不彼此預混合。換言之,異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分不彼此接觸直至第一基材與第二基材接觸為止。異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分並未預混合,此係因為兩種組分反應極快,使得黏著劑組合物經膠凝且不適用於施加至基材。因為異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分在其施加至對應第一基材及第二基材時未預混合,所以本發明黏著劑組合物直至施加且使基材彼此接觸之後才反應。當使第一基材與第二基材接觸時,異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應以形成黏著劑組合物,其可稱為「可固化組合物」。
在一實施例中,第一基材及第二基材在層合機中結合在一起。層合機(A)將異氰酸酯組分施加至第一基材表面,(B)將異氰酸酯反應性組分施加至第二基材表面,且(C)隨後將第一基材及第二基材合在一起,藉此使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應以在第一基材與第二基材之間形成黏著劑組合物。適合的層合機的非限制性實例為1次非機械層合機。
黏著劑組合物與第一基材及第二基材直接接觸。
在一實施例中,黏著劑組合物之I:IR比率為1.00、或1.10、或1.20、或1.25至1.30、或1.35、或1.40、或1.50、或2.00、或2.50、或3.00、或3.50、或4.00、或4.50、或5.00。在另一實施例中,黏著劑組合物之I:IR比率為1.00至5.00、或1.00至3.00、或1.00至2.00、或1.10至1.50、或1.20至1.30。
將第一基材與第二基材合在一起之步驟可包括兩個或更多個本文中所揭示之實施例。D. 固化黏著劑組合物
所述方法包含固化黏著劑組合物以黏合第一基材及第二基材之步驟。
黏著劑組合物固化以在第一基材與第二基材之間形成黏著層。
在一實施例中,黏著劑組合物在15℃、或20℃、或23℃至25℃、或30℃、或40℃、或50℃、或60℃之溫度下固化60分鐘(min)、或90分鐘至24小時、或48小時、或7天、或10天、或14天之時段。
固化黏著劑組合物,在第一基材與第二基材之間形成黏著層。黏著層與第一基材及第二基材直接接觸。
在一實施例中,黏著層之厚度為0.2 µm、或0.5 µm、或1 µm至5 µm、或10 µm、或20 µm、或30 µm、或40 µm。
在一實施例中,所述方法包含以下步驟中之一或兩者:(i)在20℃或23℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物60分鐘(min)或90分鐘至24小時或48小時或7天或10天之時段;及/或(ii)形成厚度為0.2 µm、或0.5 µm、或1 µm至5 µm、或10 µm、或20 µm、或30 µm、或40 µm之黏著層。
在一實施例中,將層合物在20℃至25℃之溫度下乾燥。固化層合物不包含在使第一基材與第二基材合在一起後,使第一基材、第二基材以及黏著劑組合物通過烘箱。
固化黏著劑組合物之步驟可包括兩個或更多個本文所揭示之實施例。E. 形成
層合物
所述方法包含形成層合物之步驟。
層合物具有以下結構(F):
第一基材/黏著層/第二基材 結構(F)
結構(F)之黏著層由固化黏著劑組合物形成。黏著劑組合物由將異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應形成。
層合物包含與黏著層直接接觸之第一基材及與黏著層直接接觸之第二基材。
層合物包含交替的基材層及黏著層。層合物包含至少3個總層,包含基材層及黏著層之總層。在一實施例中,層合物包含3至4個、或5個、或6個、或7個、或8個、或9個、或10個總層。
在一實施例中,在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘後,層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm。在另一實施例中,在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘後,層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm、或大於0.10 N/15 mm、或大於0.15 N/15 mm、或大於0.20 N/15 mm、或大於0.25 N/15 mm、或大於0.30 N/15 mm。在另一實施例中,在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘後,層合物之黏合強度為0.05 N/15 mm、或0.10 N/15 mm、或0.15 N/15 mm、或0.20 N/15 mm、或0.25 N/15 mm、0.30 N/15 mm至3.5 N/15 mm、或9.5 N/10 mm、或10 N/15 mm、或15 N/15 mm。
在一實施例中,在黏合強度測試期間,層合物呈現膜撕裂。換言之,黏合強度測試期間之失效發生在第一基材及/或第二基材之膜層中,且不在黏著層中。
在一實施例中,層合物之厚度為10 µm、或12 µm、或15 µm、或20 µm、或21 µm至23 µm、或24 µm、或25 µm、或30 µm、或35 µm、或40 µm、或45 µm、或50 µm、或100 µm、或150 µm、或200 µm、或250 µm、或300 µm、或350 µm、或400 µm、或500 µm、或750 µm、或1000 µm。
層合物具有兩個相對最外表面。在一實施例中,層合物最外側表面中之至少一者由基於乙烯之聚合物層(諸如LDPE層)形成。在另一實施例中,層合物最外側表面中之至少一者由PET層形成。
在一實施例中,層合物含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成:(i)第一基材,其為含有金屬箔層(諸如鋁箔層)之膜;(ii)由固化黏著劑組合物形成之黏著層,黏著層與鋁箔層之表面接觸;(iii)第二基材,其為含有基於乙烯之聚合物層(諸如LDPE)之膜,黏著層與基於乙烯之聚合物層之表面接觸;且層合物具有以下特性中之一個、一些或全部:(a)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘後,黏合強度大於0.05 N/15 mm,或自0.06 N/15 mm、或0.10 N/15 mm、或0.15 N/15 mm、或0.18 N/15 mm、或0.40 N/15 mm、或0.44 N/15 mm至3.48 N/15 mm、或3.50 N/15 mm、或3.80 N/15 mm、或4.00 N/15 mm、或5.00 N/15 mm;及/或(b)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物1天後,黏合強度大於4.0 N/15 mm、或大於5.0 N/15 mm、或5.0 N/15 mm、或6.0 N/15 mm、或7.0 N/15 mm、或8.0 N/15 mm至12.0 N/15 mm、或15.0 N/15 mm、或20.0 N/15 mm、或25.0 N/15 mm;及/或(c)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物7天後,黏合強度大於4.0 N/15 mm、或大於5.0 N/15 mm、或5.0 N/15 mm、或6.0 N/15 mm、或7.0 N/15 mm、或8.0 N/15 mm至13.0 N/15 mm、或15.0 N/15 mm、或20.0 N/15 mm、或25.0 N/15 mm;及/或(d)蒸煮袋黏合強度為430公克/吋、或431公克/吋、或1000公克/吋至1250公克/吋、或1300公克/吋、或1400公克/吋、或1500公克/吋、或2000公克/吋;及/或(e)在黏合強度測試期間呈現膜撕裂;及/或(f)厚度為10 µm、或15 µm、或20 µm至25 µm、或30 µm、或40 µm、或50 µm、或100 µm、或200 µm、或300 µm、或400 µm、或500 µm、或750 µm、或1000 µm。
在一實施例中,層合物含有以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成:(i)第一基材,其為含有PET層之膜;(ii)由固化黏著劑組合物形成之黏著層,黏著層與PET層之表面接觸;(iii)第二基材,其為含有基於乙烯之聚合物層(諸如LDPE)的膜,黏著層與基於乙烯之聚合物層的表面接觸;且層合物具有以下特性中之一個、一些或全部:(a)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘後,黏合強度大於0.05 N/15 mm、或0.06 N/15 mm、或0.10 N/15 mm、或0.15 N/15 mm、或0.16 N/15 mm、或0.30 N/15 mm、或0.40 N/15 mm至4.00 N/15 mm、或5.00 N/15 mm、或6.00 N/15 mm、或7.00 N/15 mm、或8.00 N/15 mm、或9.00 N/15 mm、或10.00 N/15 mm、或12.00 N/15 mm、或15.00 N/15 mm;及/或(b)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物1天後,黏合強度大於10.15 N/15 mm、或大於10.20 N/15 mm、或10.15 N/15 mm、或10.20 N/15 mm,或自10.50 N/15 mm、或10.90 N/15 mm至11.50 N/15 mm、或12.00 N/15 mm、或15.00 N/15 mm、或20.0 N/15 mm;及/或(c)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物7天後,黏合強度大於8.0 N/15 mm、或大於8.5 N/15 mm,或自8.5 N/15 mm、或9.0 N/15 mm、或10.0 N/15 mm、或11.0 N/15 mm、或12.0 N/15 mm至13.5 N/15 mm、或14.0 N/15 mm、或15.0 N/15 mm、或20.0 N/15 mm;及/或(d)蒸煮袋黏合強度為230公克/吋、或250公克/吋、或300公克/吋、或350公克/吋、或400公克/吋、或420公克/吋、或425公克/吋至550公克/吋、或600公克/吋、或650公克/吋、或700公克/吋、或750公克/吋、或800公克/吋、或900公克/吋、或1000公克/吋;及/或(e)在黏合強度測試期間呈現膜撕裂;及/或(f)厚度為10 µm、或15 µm、或20 µm至25 µm、或30 µm、或40 µm、或50 µm、或100 µm、或200 µm、或300 µm、或400 µm、或500 µm、或750 µm、或1000 µm。
在一實施例中,形成層合物不包含在將第一基材及第二基材合在一起之後使第一基材、第二基材以及黏著劑組合物穿過烘箱。
形成層合物的步驟可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
在一實施例中,所述方法包含以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成:(i)以塗層重量將異氰酸酯組分均勻施加至第一基材,異氰酸酯組分包含異氰酸酯化合物;(ii)以塗層重量將異氰酸酯反應性組分均勻施加至第二基材,異氰酸酯反應性組分包含胺封端化合物;(iii)藉由計算異氰酸酯組分中之異氰酸酯基與異氰酸酯反應性組分中之胺基及羥基之組合量的莫耳比來確定I:IR比率;(iv)調節異氰酸酯塗層重量與胺封端塗層重量以獲得1.0至5.0之I:IR比率;(v)將第一基材與第二基材合在一起,藉此使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應以形成第一基材與第二基材之間的黏著劑組合物;(vi)固化黏著劑組合物以黏合第一基材及第二基材;及(vii)形成層合物。
在一實施例中,所述方法包含在25℃下在5,000 cP至20,000 cP之黏度施加異氰酸酯組分;在第一基材上形成具有0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量的異氰酸酯組分層;在25℃下在1,000 cP至5,000 cP之黏度下施加異氰酸酯反應性組分;及在第二基材上形成具有0.1 g/m2
至20 g/m2
、或0.1 g/m2
至10 g/m2
、或0.1 g/m2
至5.0 g/m2
、或0.1 g/m2
至2.0 g/m2
、或0.5 g/m2
至1.5 g/m2
之塗層重量的異氰酸酯反應性組分層。
在一實施例中,所述方法包含(A)將異氰酸酯組分均勻地施加至第一基材,第一基材包含具有金屬箔層之第一膜;(B)將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材,第二基材含有包含基於乙烯之聚合物層(諸如LDPE層)的第二膜;(D)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘之時段;及形成層合物,層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm。
在一實施例中,所述方法包含(A)將異氰酸酯組分均勻地施加至第一基材,第一基材含有包含PET層之第一膜;(B)將異氰酸酯反應性組分均勻地施加至第二基材,第二基材含有具有基於乙烯之聚合物層(諸如LDPE層)之第二膜;(D)在20℃至25℃之溫度下固化黏著劑組合物90分鐘之時段;及(E)形成層合物,層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm。
所述方法可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
本揭示案亦提供利用本文所揭示之方法形成之層合物。
所述層合物可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
本揭示案亦提供含有層合物之製品。合適製品的非限制性實例包含包裝,袋子及小袋。
在一實施例中,所述方法包含使層合物與可共食用組合物接觸。「食物」為可食用食品。F. 黏著劑組合物
本揭示案提供一種雙組分無溶劑黏著劑組合物。雙組分無溶劑黏著劑組合物含有(A)適於施加至第一基材之異氰酸酯組分,異氰酸酯組分含有異氰酸酯預聚物;(B)適於施加至第二基材的異氰酸酯反應性組分,異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物;I:IR比率為1.0至5.0的雙組分無溶劑黏著劑組合物。
雙組分無溶劑黏著劑組合物可為藉由將第一基材及第二基材合在一起,藉此使本文所揭示之第一基材與第二基材之間的異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分混合且反應而形成的任何黏著劑組合物。G. 層合物
本揭示案提供一種層合物。層合物包含第一基材、第二基材以及在第一基材與第二基材之間的無溶劑黏著層。無溶劑黏著層含有(A)包括異氰酸酯預聚物之異氰酸酯組分及(B)包括胺封端化合物之異氰酸酯反應性組分。
無溶劑黏著層可由本文所揭示之任何黏著劑組合物形成。
層合物、第一基材及第二基材可為本文中所揭示之任何對應的層合物、第一基材及第二基材。
借助於實例且非限制,現將於以下實例中詳細地描述本揭示案之一些實施例。
實例
藉由在機械混合器中在60℃之溫度下在氮氣保護下混合表2之組分60分鐘之時段來製備異氰酸酯反應性組分實例A-C及多元醇比較樣品D。表2中所提供之量以對應組分之總重量計以重量百分比為單位。
表2.異氰酸酯反應性組分實例及多元醇比較樣品 B. 形成層合物 -Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜
提供一種異氰酸酯組分,其為異氰酸酯預聚物(一種NCO含量為13.5重量%且在25℃下黏度為13,000 cP之MDI預聚物)。異氰酸酯組分在23℃之溫度下均勻施加至Prelam AL結構之箔表面。各樣品之異氰酸酯塗層重量為1.0 g/m2
。
異氰酸酯反應性組分實例A-C及多元醇比較樣品D各自均勻地施加至LDPE膜(GF-10膜)之表面。各樣品之塗層重量為1.0 g/m2
。
施加至各基材之異氰酸酯組分、異氰酸酯反應性組分實例C及多元醇比較樣品D的量提供於表4中(以重量計)。
使Prelam AL及LDPE膜在50℃之溫度下且在40 psi之壓力下結合在一起,藉此使(i)對應異氰酸酯反應性組分實例A-C或多元醇比較樣品D與(ii)異氰酸酯組分混合且反應以在Prelam AL與LDPE膜之間形成黏著劑組合物。黏著劑組合物在室溫(23℃)及50%相對濕度下固化90分鐘、1天及7天以形成層合物。在固化7天後,對層合物進行蒸煮袋測試。結果提供於表4中。C. 形成層合物 -PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜
提供異氰酸酯組分,其為異氰酸酯預聚物(一種NCO含量為13.5重量%且黏度在25℃下為1,300 cP之MDI預聚物)。異氰酸酯組分在23℃下均勻施加至PET膜(92LBT PET膜)之表面。各樣品之塗層重量為1.0 g/m2
。
異氰酸酯反應性組分實例A-C及多元醇比較樣品D各自均勻地施加至LDPE膜(GF-10膜)之表面。各樣品之塗層重量為1.0 g/m2
。
施加至各基材之異氰酸酯組分、異氰酸酯反應性組分實例C及多元醇比較樣品D的量提供於表4中(以公克為單位)。
在50℃之溫度下在40 psi之壓力下使PET膜及LDPE膜結合在一起,藉此使(i)對應異氰酸酯反應性組分實例A-C或多元醇比較樣品D與(ii)異氰酸酯組分混合且反應以在PET膜與LDPE膜之間形成黏著劑組合物。
表4
AS=黏著劑分離或內聚失效(兩個基材上均有黏著劑)
AT=黏著劑轉移(黏著劑自第一基材轉移至第二基材)
FT=膜撕裂或破裂
FS=膜拉伸
黏著劑組合物在室溫(23℃)及50%相對濕度下固化90分鐘、1天及7天以形成層合物。在固化7天後,對層合物進行蒸煮袋測試。結果提供於表4中。D. 結果
比較樣品4包含由異氰酸酯組分及缺乏胺封端化合物之異氰酸酯反應性組分(多元醇比較樣品D)形成之黏著層。在Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜層合物
及PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜層合物
之各者中,比較樣品4在固化90分鐘之後呈現小於0.05 N/15 mm之黏合強度。因此,比較樣品4之Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜層合物
及PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜層合物
各自在固化前90分鐘內呈現黏合積累不足。
實例1-3各自包含由異氰酸酯組分及含有胺封端化合物及多元醇的異氰酸酯反應性組分(異氰酸酯反應性組分實例A-C)形成之黏著層。申請人發現,在Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜層合物
及PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜層合物
中之各者中,實例1-3在固化90分鐘後呈現大於0.05 N/15 mm之黏合強度。因此,實例1-3之Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜層合物
及PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜層合物
各自在固化前90分鐘內呈現足夠的黏合積累,從而實現快速再加工。
實施例1-2各自包含由異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分(異氰酸酯反應性組分實施例A-B)形成的黏著層,所述異氰酸酯反應性組分含有胺封端化合物、磷酸酯多元醇及聚醚多元醇(PTMEG)。申請人發現,在Prelam AL/ 黏著劑 /LDPE 膜層合物
及PET 膜 / 黏著劑 /LDPE 膜層合物
之各者中,實例1出乎意料地呈現大於1,000公克/吋之蒸煮袋黏合強度,且實例2呈現大於400公克/吋之蒸煮袋黏合強度。因此,實例1及實例2各自呈現經改良之耐熱性。
特別期望的為,本揭示案不限於本文中所含有之實施例及說明,但包含彼等實施例之修改形式,所述修改形式包含在以下申請專利範圍之範疇內出現的實施例之部分及不同實施例之要素的組合。
無
無
Claims (15)
- 一種用於形成一層合物之方法,其包括: (A) 將異氰酸酯組分均勻施加至一第一基材,所述異氰酸酯組分包括異氰酸酯化合物; (B) 將異氰酸酯反應性組分均勻施加至一第二基材,所述異氰酸酯反應性組分包括胺封端化合物; (C) 將所述第一基材與所述第二基材合在一起,藉此使所述異氰酸酯組分與所述異氰酸酯反應性組分混合及反應以在所述第一基材與所述第二基材之間形成黏著劑組合物; (D) 固化所述黏著劑組合物以黏合所述第一基材與所述第二基材;及 (E) 形成所述層合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其包括提供所述異氰酸酯反應性組分,所述異氰酸酯反應性組分包括二胺封端聚醚。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法,其包括提供所述異氰酸酯反應性組分,所述異氰酸酯反應性組分以其總重量計包括20重量%至100重量%所述胺封端化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之方法,其包括提供所述異氰酸酯反應性組分,所述異氰酸酯反應性組分包括所述胺封端化合物及多元醇化合物。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之方法,其包括提供所述異氰酸酯反應性組分,所述異氰酸酯反應性組分包括所述胺封端化合物、磷酸酯多元醇及聚醚多元醇。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之方法,其包括提供所述異氰酸酯組分,所述異氰酸酯組分包括以重量計異氰酸酯含量為3重量%至25重量%的異氰酸酯預聚物。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之方法,其包括 以異氰酸酯塗層重量將所述異氰酸酯組分施加至所述第一基材; 以異氰酸酯反應性塗層重量將所述異氰酸酯反應性組分施加至所述第二基材; 藉由計算所述異氰酸酯組分中的異氰酸酯基與所述異氰酸酯反應性組分中的胺基及羥基之組合量的莫耳比來確定異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比; 調節異氰酸酯塗層重量及胺封端塗層重量以獲得1.0至5.0之異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比。
- 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之方法,其包括 在25℃下以5,000 cP至20,000 cP之黏度施加所述異氰酸酯組分; 在所述第一基材上形成一塗層重量為0.1 g/m2 至20 g/m2 的異氰酸酯組分層; 在25℃下以1,000 cP至20,000 cP之黏度施加所述異氰酸酯反應性組分;及 在所述第二基材上形成一重量為0.1 g/m2 至20 g/m2 的異氰酸酯反應性組分層。
- 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之方法,其包括在20℃至25℃之溫度下固化所述黏著劑組合物60分鐘至10天之時段。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之方法,其包括 在20℃至30℃之溫度下將所述第一基材與所述第二基材合在一起; 使所述異氰酸酯組分與所述異氰酸酯反應性組分接觸;及 向所述第一基材及所述第二基材施加5 psi至100 psi之壓力。
- 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之方法,其包括 (A) 將所述異氰酸酯組分均勻施加至所述第一基材,所述第一基材包括一第一膜,所述第一膜包括一金屬箔層; (B) 將所述異氰酸酯反應性組分均勻施加至所述第二基材,所述第二基材包括一第二膜,所述第二膜包括一基於乙烯之聚合物層; (D) 在15℃至50℃之溫度下固化所述黏著劑組合物90分鐘之時段;及 (E) 形成所述層合物,所述層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm。
- 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之方法,其包括 (A) 將所述異氰酸酯組分均勻施加至所述第一基材,所述第一基材包括一第一膜,所述第一膜包括一聚對苯二甲酸伸乙酯層; (B) 將所述異氰酸酯反應性組分均勻施加至所述第二基材,所述第二基材包括一第二膜,所述第二膜包括一基於乙烯之聚合物層; (D) 在20℃至25℃之溫度下固化所述黏著劑組合物90分鐘之時段;及 (E) 形成所述層合物,所述層合物之黏合強度大於0.05 N/15 mm。
- 一種層合物,其藉由如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之方法形成。
- 一種雙組分無溶劑黏著劑組合物,其包括: (A) 適於施加至一第一基材之異氰酸酯組分,所述異氰酸酯組分包括異氰酸酯預聚物; (B) 適於施加至一第二基材之異氰酸酯反應性組分,所述異氰酸酯反應性組分包括胺封端化合物; 異氰酸酯:異氰酸酯反應性化學計量比為1.0至5.0的所述雙組分無溶劑黏著劑組合物。
- 一種層合物,其包括: 一第一基材; 一第二基材; 所述第一基材與所述第二基材之間的一無溶劑黏著層,所述無溶劑黏著層包括 (A) 包括異氰酸酯預聚物之異氰酸酯組分;及 (B) 包括胺封端化合物之異氰酸酯反應性組分。
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