TW202024172A - 雙組分溶劑基黏著劑組合物 - Google Patents
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Abstract
本揭示案提供一種雙組分黏著劑組合物。所述雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)含有反應混合物之反應產物的二聚酸聚酯多元醇組分,所述反應混合物包含(i)按所述二聚酸聚酯多元醇組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸、(ii)二羧酸及(iii)多元醇;與(C)溶劑。
Description
本發明係關於雙組分溶劑基黏著劑組合物。
傳統上,層壓物係用溶劑基黏著劑形成,所述溶劑基黏著劑在化學老化之後及/或在高溫測試(諸如袋裝沸騰測試)之後展現較差黏著性。此等層壓物不適用於許多層壓物應用,諸如食品包裝,其在曝露於熱及/或化學物質之後一段時間內需要足夠黏著性。黏著性不足導致層壓結構中之缺陷,諸如鼓泡及分層。
本領域認識到需要溶劑基黏著劑,所述溶劑基黏著劑在暴露於熱及/或化學物質之後在基板之間展現足夠的黏著性。
本揭示案提供雙組分溶劑基黏著劑組合物。雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)含有反應混合物之反應產物的二聚酸聚酯多元醇組分,所述反應混合物包含(i)按二聚酸聚酯多元醇組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸、(ii)二羧酸及(iii)多元醇;與(C)溶劑。
本揭示案亦提供一種形成雙組分溶劑基黏著劑組合物之方法。所述方法包含(i)提供二聚酸聚酯多元醇組分,其含有按二聚酸聚酯多元醇組分之總重量計20 wt%至60 wt%來源於二聚酸之單元;(ii)提供異氰酸酯組分;及(iii)使二聚酸聚酯多元醇組分與異氰酸酯組分反應以形成雙組分溶劑基黏著劑組合物。
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。對此表中之元素族之參考藉由對族編號的新符號來進行。
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),尤其在本領域中之定義(在與本發明中特定提供之任何定義不一致的程度上)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、從上下文暗示或在本領域中慣用,否則所有份數及百分比均按重量計,且所有測試方法均為截至本發明之申請日為止的現行方法。
術語「組合物」係指包括組合物之材料之混合物以及由組合物之材料形成之反應產物及分解產物。
術語「包括(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」及其衍生詞不意欲排除任何額外組分、步驟或程序之存在,無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,無論聚合或以其他方式。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」排除並未特定敍述或列出的任何組分、步驟或程序。除非另外說明,否則術語「或」係指個別地以及呈任何組合形式之所列舉成員。單數之使用包含使用複數,且反之亦然。
「二羧酸」為含有兩個羧基(-COOH)之化合物。
「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為「聚異氰酸酯」或「多官能異氰酸酯」。具有兩個異氰酸酯基之異氰酸酯為二異氰酸酯,且具有三個異氰酸酯基之異氰酸酯為三異氰酸酯等。異氰酸酯可為芳族或脂族。
「聚酯」為在相同原子直鏈中含有兩個或更多個酯鍵之化合物。
「聚酯多元醇」為聚酯及多元醇之化合物。適合之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、多羧酸(例如三羧酸、四羧酸)、羥基羧酸、內酯及其組合之聚縮合物。聚酯多元醇亦可來源於對應多羧酸酐或低級醇之對應多羧酸酯,而非游離多羧酸。
「聚合物」為藉由使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」(用於指代僅由一種類型的單體製備之聚合物,理解為可以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(用於指代由兩種不同類型的單體製備之聚合物)、三聚物(用於指代由三種不同類型的單體製備之聚合物),及由三種以上不同類型的單體製備之聚合物。聚合物中及/或聚合物內可併入痕量之雜質,例如催化劑殘餘物。其亦涵蓋共聚物之所有形式,例如無規、嵌段等。應注意,儘管聚合物通常稱為「由」一或多種指定單體「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者,但在此情形下,術語「單體」應理解為指代特定單體之聚合遺留物且不指代未聚合物質。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的「單元」。
「多元醇」為含有多個羥基(-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
根據ASTM D 1386/7量測酸值(或酸價)。酸值為對組分或組合物中存在之羧酸量的量度。酸值為中和一公克物質(例如乙烯基聚合物或分散劑)中存在之游離羧酸所需要之氫氧化鉀的毫克數。酸值之單位為mg KOH/g。
基於可再生含量,根據ASTM D6866量測二聚酸聚酯多元醇之二聚酸含量。
羥基數(或羥基值)為對組分或組合物中存在之羥基數之量度。羥基數為中和一公克物質中之羥基所需要之氫氧化鉀的毫克數(mg KOH/g)。羥基數係根據DIN 53240測定。
按重量計之異氰酸酯基(NCO)含量根據ASTM D2572-97量測。
使用凝膠滲透層析法(GPC)系統來量測重量平均分子量(Mw)。
黏合強度(90°T剝離測試)
黏合強度為根據90°手動輔助T剝離測試量測。在50℃之烘箱中固化之後,將層壓物切割成「175 mm×15 mm」條帶(各條帶之黏合面積為「175 mm×15 mm」),且進行兩天之初始T剝離黏合強度測試。Instron 5943剝離測試儀之十字頭速度設定為250 mm/min。在測試期間,由手指輕微拉動條帶尾部以確保尾部保持與剝離方向成90°之方向。平均黏合強度(牛頓每15毫米(N/15mm))由力與距離之曲線來判定。測試三個樣品且報導平均「黏合強度」。
在化學老化及袋裝沸騰測試之後亦量測黏合強度。
熱封強度
將層壓物在可購自Brugger Company之HSG-C熱封機器中在140℃之密封溫度及300 N之壓力下熱封1秒,且隨後冷卻至室溫(23℃)並切割成「175 mm×15 mm」之條帶(各條帶之熱封面積為「175 mm×15 mm」)。
將可購自Instron Corporation之5940系列單柱台式系統(十字頭速度設定為250 mm/min)用於量測條帶之熱封強度。測試三個樣品且以牛頓每15毫米(N/15 mm)報導平均「熱封強度」。
袋裝沸騰
將8吋(20.32 cm)×12吋(30.48 cm)之層壓物摺疊至其自身上以提供20.32 cm×15.24 cm之結構,所述結構具有第一側面及第二側面。因此,第一側面及第二側面各由同一層壓物形成。第一側面之第一基板(PE膜)與第二側面之第一基板(PE膜)接觸。所述結構具有四個邊緣,其包含摺疊邊緣及三個開口邊緣。將兩個開口邊緣熱封以形成小袋。在300 N/15 mm之壓力下於140℃進行熱封1秒。各實例製得兩至三個小袋。
各小袋經由剩餘開口邊緣填充180 mL之湯(莫頓(Morton)湯,其為豆油、番茄醬及醋之混合物,混合比率為1:1:1)。避免將湯飛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空氣滯留降至最低的方式熱封開口邊緣。各密閉小袋具有四個密閉邊緣及18.82 cm×13.74 cm之內部空隙(填充有湯)。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漏泄之密封缺陷。捨棄且替換具有疑似缺陷之小袋。
將鍋中填充2/3的水且使其滾沸。將沸騰之鍋蓋上蓋子,以最小化水及蒸汽損失。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,且在沸水中保持30分鐘。隨後將小袋自沸水移除且目視檢查其是否開孔、鼓泡、起泡、分層及/或洩漏。
將小袋切開,清空湯且用肥皂及水沖洗。自小袋切下層壓物之一或多個條帶(15 mm×175 mm)(除熱封區域之外)。如上文所描述,根據90°T剝離測試量測層壓物之黏合強度。根據上文描述之熱封強度測試量測層壓物之熱封強度。在清空小袋中之湯後儘快量測黏合強度及熱封強度。目視檢查小袋內部之缺陷。
化學老化
將8吋(20.32 cm)×12吋(30.48 cm)之層壓物摺疊至其自身上以提供20.32 cm×15.24 cm之結構,所述結構具有第一側面及第二側面。因此,第一側面及第二側面各由同一層壓物形成。第一側面之第一基板(PE膜)與第二側面之第一基板(PE膜)接觸。所述結構具有四個邊緣,其包含摺疊邊緣及三個開口邊緣。將兩個開口邊緣熱封以形成小袋。在300 N/15 mm之壓力下於140℃進行熱封1秒。各實例製得兩至三個小袋。
各小袋經由剩餘開口邊緣填充180 mL之織物軟化劑(ComfortTM
軟化劑,購自UnileverTM
)。避免將織物軟化劑飛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空氣滯留降至最低的方式熱封開口邊緣。各密閉小袋具有四個密閉邊緣及18.82 cm×13.74 cm之內部空隙(填充有織物軟化劑)。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漏泄之密封缺陷。捨棄且替換具有疑似缺陷之小袋。
將填充有織物軟化劑之小袋置於溫度為60℃之烘箱中1週之時間段。隨後將小袋自烘箱移除,冷卻至室溫,且目視檢查開孔、鼓泡、起泡、分層及/或洩漏。
將小袋切開,清空織物軟化劑,且用水淋洗。自小袋切下層壓物之一或多個條帶(15 mm×175 mm)(除熱封區域之外)。如上文所描述,根據90°T剝離測試量測層壓物之黏合強度。根據上文描述之熱封強度測試量測層壓物之熱封強度。在清空小袋中之織物軟化劑後儘快量測黏合強度及熱封強度。目視檢查小袋內部之缺陷。
本揭示案提供雙組分溶劑基黏著劑組合物。雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)含有反應混合物之反應產物的二聚酸聚酯多元醇組分,所述反應混合物包含(i)按二聚酸聚酯多元醇組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸、(ii)二羧酸及(iii)多元醇;與(C)溶劑。A. 異氰酸酯組分
雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)二聚酸聚酯多元醇組分;與(C)溶劑。
適合之異氰酸酯組分之非限制性實例包含芳族異氰酸酯、脂族異氰酸酯、經碳化二亞胺改質之異氰酸酯、聚異氰酸酯加合物、聚異氰酸酯三聚體及其組合。
「芳族異氰酸酯」為含有一或多個芳環之異氰酸酯。適合之芳族異氰酸酯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、2,4'-MDI及2,2'-MDI;經改質之MDI,諸如經碳化二亞胺改質之MDI或經脲基甲酸酯改質之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;以及其組合。
鍵合在一實施例中,脂族異氰酸酯缺乏或不含有芳環。脂族異氰酸酯包含其中化學鏈為環結構之環脂族異氰酸酯。在一實施例中,脂族異氰酸酯在直鏈、分支鏈或環狀伸烷基殘基中含有3、或4、或5、或6至7、或8、10、12、13、或14、或15、或16個碳原子。適合之脂族異氰酸酯之非限制性實例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;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);二異氰酸己二酯(HDI);二異氰酸基二環己基甲烷(H12MDI);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;其異構體、二聚體及/或三聚體;及其組合。
其他適合之異氰酸酯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-4-甲基-戊烷;及其組合。
在一實施例中,異氰酸酯為低聚異氰酸酯,其為異氰酸酯與多元醇之低聚反應產物。
「聚異氰酸酯加合物」為過量二異氰酸酯與低分子量二醇及分子量小於400 g/mol之多元醇(諸如三羥甲基丙烷、丙三醇、1,2-二羥基丙烷及其組合)之反應產物。適合之聚異氰酸酯加合物之非限制性實例為甲苯二異氰酸酯(TDI)、2,2'-氧基二乙醇與亞丙基三甲醇(所述低聚異氰酸酯可以CAS 53317-61-6獲得)之低聚反應產物。
「聚異氰酸酯計時器」為在催化劑存在下由二異氰酸酯之三聚製備的反應產物。聚異氰酸酯三聚體之非限制性實例為2,4-TDI三聚體(所述聚異氰酸酯三聚體可以CAS 26603-40-7獲得)。
在一實施例中,異氰酸酯為多官能異氰酸酯。在另一實施例中,多官能異氰酸酯係選自二異氰酸酯、三異氰酸酯及其組合。在另一實施例中,多官能異氰酸酯為二異氰酸酯。
在一實施例中,異氰酸酯為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。
在一實施例中,異氰酸酯為具有2.2至5.0之平均異氰酸酯(NCO)官能度的多官能異氰酸酯。
異氰酸酯組分可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。B. 二聚酸聚酯多元醇組分
雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)二聚酸聚酯多元醇組分;與(C)溶劑。二聚酸聚酯多元醇組分(本文稱為「DAPP組分」)含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸;(ii)二羧酸;及(iii)多元醇。
二聚酸
DAPP組分含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸;(ii)二羧酸;及(iii)多元醇。
「二聚酸」為藉由使具有兩個至四個烯系雙鍵且具有14至22個碳原子之脂肪酸(下文稱為「不飽和脂肪酸A」)及具有一個至四個烯系雙鍵且具有14至22個碳原子之脂肪酸(下文稱為「不飽和脂肪酸B」)在雙鍵上反應以二聚反應形式來獲得之二羧酸化合物。在一實施例中,不飽和脂肪酸A具有兩個烯系雙鍵且具有14至22個碳原子,及不飽和脂肪酸B具有一個或兩個烯系雙鍵且具有14至22個碳原子。適合之不飽和脂肪酸A之非限制性實例包含十四碳二烯酸、十六碳二烯酸、十八碳二烯酸(諸如亞麻油酸)、二十碳二烯酸、二十二碳二烯酸、十八碳三烯酸(諸如次亞麻油酸)、二十碳四烯酸(諸如花生四烯酸)及其組合。適合之不飽和脂肪酸B之非限制性實例包含上文之實例,以及十四碳烯酸(十二烷酸、抹香鯨酸、肉豆蔻油酸)、十六碳烯酸(諸如棕櫚油酸)、十八碳烯酸(諸如油酸、反油酸及異油酸)、二十碳烯酸(諸如鱈油酸)及二十二碳烯酸(諸如芥子酸、芥酸及芸苔酸)及其組合。
在一實施例中,二聚酸為C36
二聚酸。在另一實施例中,C36
二聚酸具有結構(A)。
在一實施例中,所獲得之二聚酸包含0 wt%至2 wt%、或4 wt%、或6 wt%之單體酸及/或0 wt%至2 wt%、或4 wt%、或6 wt%之聚合度大於或等於三聚酸之聚合度的聚合物酸。
在一實施例中,二聚酸為不飽和的。「不飽和二聚酸」包含至少一個碳碳雙鍵。結構(A)為不飽和二聚酸。適合之二聚酸之非限制性實例為購自Aturex Group之ATUREXTM
1001(CAS 61788-89-4)。
在一實施例中,二聚酸之酸值為150 mg KOH/g、或160 mg KOH/g、或170 mg KOH/g、或180 mg KOH/g、或190 mg KOH/g、或194 mg KOH/g至200 mg KOH/g、或210 mg KOH/g、或220 mg KOH/g、或230 mg KOH/g、或240 mg KOH/g、或250 mg KOH/g。在另一實施例中,二聚酸之酸值為150 mg KOH/g至250 mg KOH/g、或180 mg KOH/g至220 mg KOH/g、或190 mg KOH/g至200 mg KOH/g。
在一實施例中,二聚酸具有結構(A)且酸值為150 mg KOH/g至250 mg KOH/g、或180 mg KOH/g至220 mg KOH/g、或190 mg KOH/g至200 mg KOH/g。在另一實施例中,二聚酸為購自Aturex Group之ATUREXTM
1001(CAS 61788-89-4)。
二聚酸可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
二羧酸
DAPP組分含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)二聚酸;(ii)二羧酸;及(iii)多元醇。
(ii)二羧酸不為二聚酸。換言之,(ii)二羧酸與反應混合物中之(i)二聚酸在結構上不同及/或組成上不同。
適合之二羧酸之非限制性實例包含脂族酸、芳族酸及其組合。適合之芳族二羧酸之非限制性實例包含鄰苯二甲酸、間苯二甲酸及對苯二甲酸。適合之脂族二羧酸之非限制性實例包含六氫鄰苯二甲酸、環己二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、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。飽和脂族酸及/或芳族酸,諸如己二酸或間苯二甲酸亦為適用的。
在一實施例中,二羧酸具有四個、或五個、或六個至七個、或八個、或九個、或十個碳原子。在另一實施例中,二羧酸具有四個至十個碳原子、或六個至八個碳原子。在另一實施例中,二羧酸具有八個碳原子。
在一實施例中,二羧酸係選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、己二酸及其組合。在另一實施例中,二羧酸係選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸及其組合。在另一實施例中,二羧酸為鄰苯二甲酸。
二羧酸可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
多元醇
DAPP組分含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)二聚酸;(ii)二羧酸;及(iii)多元醇。
適合之多元醇之非限制性實例包含二醇(其含有兩個羥基)、三醇(其含有三個羥基)及其組合。在一實施例中,多元醇包含二醇及三醇。
適合之二醇之非限制性實例包含2-甲基-1,3-丙二醇(MPG);3-甲基-1,5-戊二醇(MPD);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)。
適合之三醇之非限制性實例為三羥甲基丙烷(TMP)。
在一實施例中,多元醇係選自2-甲基-1,3-丙二醇(MPG)、三羥甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇、1,6-己二醇及新戊二醇(NPG)及其組合。
在一實施例中,多元醇包含按反應混合物中的多元醇之總重量計96.0 wt%、或98.0 wt%、或98.4 wt%至98.7 wt%、或99.0 wt%二醇;及可逆量之三醇;或1.0 wt%、或1.3 wt%至1.6 wt%、或2.0 wt%、或4.0 wt%之三醇。
在一實施例中,多元醇包含按反應混合物中的多元醇之總重量計98.0 wt%、或98.4 wt%至98.7 wt%、或99.0 wt%MPG;及可逆量之TMP;或1.0 wt%、或1.3 wt%至1.6 wt%、或2.0 wt% TMP。
在一實施例中,多元醇包含三醇及二醇,以三醇:二醇重量比為0.010:1、或0.013:1至0.016:1、或0.020:1、或0.040:1。在另一實施例中,多元醇包含三醇及二醇,以三醇:二醇重量比為0.010:1至0.040:1、或0.010:1至0.020:1、或0.013:1至0.016:1。
在一實施例中,多元醇不包含聚伸烷二醇,諸如聚乙二醇(亦稱為聚醚二醇)。
多元醇可包括本文揭示之兩個或更多個實施例。
視情況選用之反應混合物添加劑
在一實施例中,DAPP組分含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)20 wt%至60 wt%二聚酸;(ii)二羧酸;(iii)多元醇;及(iv)視情況選用之添加劑。
適合之視情況選用的添加劑之非限制性實例包含黏著促進劑、增鏈劑、催化劑及其組合。
適合之黏著促進劑之非限制性實例包含胺基矽烷、環氧矽烷、磷酸酯、環氧樹脂及其組合。
適合之增鏈劑之非限制性實例包含丙三醇;三羥甲基丙烷;二乙二醇;丙二醇;2-甲基-1,3-丙二醇;3-甲基-1,5-戊二醇;及其組合。
適合之催化劑之非限制性實例包含鈦酸四正丁酯、硫酸鋅、有機錫催化劑及其組合。
在一實施例中,反應混合物不包含增鏈劑。
視情況選用之添加劑可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
反應混合物
DAPP組分含有反應混合物之反應產物,所述反應混合物包含(i)按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%二聚酸;(ii)二羧酸;(iii)多元醇;及視情況選用之添加劑。
在一實施例中,反應混合物包含按反應混合物之總重量計20 wt%、或25 wt%、或30 wt%、或35 wt%、或40 wt%、或41 wt%至52 wt%、或55 wt%、或60 wt%二聚酸。在另一實施例中,反應混合物包含按反應混合物之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸。
在一實施例中,反應混合物包含按反應混合物之總重量計10 wt%、或15 wt%至25 wt%、或30 wt%、或35 wt%、或40 wt%、或45 wt%、或50 wt%二羧酸。在另一實施例中,反應混合物包含按反應混合物之總重量計10 wt%至50 wt%、或10 wt%至40 wt%、或10 wt%至25 wt%二羧酸。
在一實施例中,反應混合物包含按反應混合物之總重量計15 wt%、或20 wt%至35 wt%、或40 wt%、或45 wt%、或50 wt%多元醇。在另一實施例中,反應混合物按反應混合物之總重量計包含15 wt%至50 wt%、或15 wt%至40 wt%、或15 wt%至35 wt%多元醇。
在一實施例中,反應混合物按反應混合物之總重量計包含15 wt%、或20 wt%至35 wt%、或40 wt%、或49 wt%二醇;及0.1 wt%、或0.5 wt%至1.0 wt%、或2.0 wt%、或5.0 wt%三醇。
在一實施例中,反應混合物包含以下、主要由以下組成或由以下組成,按反應混合物之總重量計:(i)按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸;(ii)10 wt%至50 wt%、或10 wt%至40 wt%、或10 wt%至25 wt%二羧酸;(iii)15 wt%至50 wt%、或15 wt%至40 wt%、或15 wt%至35 wt%多元醇;及(iv)視情況,0 wt%、或0.001 wt%至0.1 wt%催化劑,諸如鈦酸四正丁酯。
應理解,本文所揭示之各組分、混合物、組合物及層中之組分總和,包含前述反應混合物,按各別組分、混合物、組合物或層之總重量計,產生100重量百分比(wt%)。
使反應混合物反應以形成包含二聚酸聚酯多元醇(「DAPP」)之反應產物。DAPP為反應混合物之縮聚反應產物。在縮聚反應中,二聚酸及二羧酸之羧基與多元醇之羥基反應。在一實施例中,反應混合物包含催化劑,諸如鈦酸四正丁酯。DAPP反應產物為具有衍生自二聚酸之單元的羥基封端之聚酯。
在一實施例中,DAPP組分包含按DAPP組分之總重量計20 wt%、或25 wt%、或30 wt%、或35 wt%、或40 wt%、或41 wt%至52 wt%、或55 wt%、或60 wt%二聚酸。在另一實施例中,DAPP組分包含按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸。不希望受任何特定理論的束縛,據信包含大於60重量%的二聚酸的DAPP組分將表現出(i)不相容性,(ii)重均分子量(Mw)和/或(iii)a不適合層壓物應用的黏度。相比之下,具有由雙組分黏著劑組合物形成之黏著劑層的層壓物在袋裝沸騰測試之後將不展現適合之黏著性,所述雙組分黏著劑組合物為異氰酸酯組分與含有少於20 wt%二聚酸之DAPP組分的反應產物。
在一實施例中,DAPP之重量平均分子量(Mw)為5000 g/mol、或10000 g/mol、或20000 g/mol至30000 g/mol、或40000 g/mol、或50000 g/mol。
在一實施例中,DAPP之酸值為0 mg KOH/g、或0.01 mg KOH/g至小於5.0 mg KOH/g。
在一實施例中,DAPP之羥基數為5 mg KOH/g、或10 mg KOH/g、或13 mg KOH/g、或13.5 mg KOH/g至14 mg KOH/g、或15 mg KOH/g、或20 mg KOH/g。在另一實施例中,DAPP之羥基數為5 mg KOH/g至20 mg KOH/g、或10 mg KOH/g至15 mg KOH/g、或13.5 mg KOH/g至15 mg KOH/g。
在一實施例中,DAPP具有以下特性中之一種、一些或全部:(i)按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸;及/或(ii)具有5000 g/mol或10000 g/mol、或20000 g/mol至30000 g/mol、或40000 g/mol、或50000 g/mol之重量平均分子量(Mw);及/或(iii)具有0 mg KOH/g、或0.01 mg KOH/g至小於5.0 mg KOH/g之酸值;及/或(iv)5 mg KOH/g至20 mg KOH/g、或10 mg KOH/g至15 mg KOH/g、或13.5 mg KOH/g至15 mg KOH/g之羥基數。
在一實施例中,DAPP具有按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸;及DAPP具有0 mg KOH/g至小於5.0 mg KOH/g之酸值。
反應混合物可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
視情況選用之DAPP組分添加劑
在一實施例中,DAPP組分含有DAPP及視情況選用之添加劑。
適合之視情況選用的添加劑之非限制性實例為多元醇。多元醇可為本文所揭示之任何多元醇,其限制條件為視情況選用之多元醇不同於DAPP。多元醇可在組成上不同及/或物理上不同於DAPP。
在一實施例中,視情況選用之添加劑為多元醇,其為聚酯多元醇、聚醚多元醇或其組合。適合之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、聚四亞甲基醚乙二醇(PTMEG)及其組合。
DAPP可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
DAPP組分可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。C. 溶劑
雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)DAPP組分;與(C)溶劑。
「溶劑」為在25℃下為液體且能夠提供連續介質之化合物,其中黏著劑組合物中之其他組分各自溶解及/或分散於其內。
適合之溶劑之非限制性實例包含烴溶劑、極性溶劑及其組合。
「烴溶劑」僅含有氫原子及碳原子,包含分支或未分支、飽和或不飽和、環狀、多環或非環狀物質及其組合。在一實施例中,烴溶劑選自芳族烴溶劑、脂族烴溶劑及其組合。
「芳族烴」為含有一或多個苯環之烴。芳族烴溶劑之非限制性實例包含甲苯及二甲苯。在一實施例中,烴溶劑為芳族烴溶劑,其為甲苯。
「脂族烴」為烴,其為烷烴、烯烴、炔烴或烷烴、烯烴或炔烴的衍生物。脂族烴溶劑之非限制性實例包含己烯、環己烷及甲基環己烷(MCH)。在一實施例中,烴溶劑為含有甲基環己烷(MCH)之脂族烴溶劑。
「極性溶劑」為能夠在分子或離子層級溶解另一物質(溶質)以形成均勻分散混合物(溶液)之物質;所述溶劑由其中正電荷及負電荷永久分離的分子組成,與其中電荷重合之非極性分子相反。極性溶劑之非限制性實例包含醇、酮及酯。在一實施例中,極性溶劑為酮。適合的酮之非限制性實例包含丙酮、甲基乙基酮及環己酮。
在一實施例中,極性溶劑為酯。適合的酯之非限制性實例包含乙酸丁酯及乙酸乙酯。
在一實施例中,溶劑係選自乙酸乙酯、甲基乙基酮及其組合。
溶劑可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。D. 雙組分溶劑基黏著劑組合物
雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物:(A)異氰酸酯組分;(B)含有反應混合物一種反應產物的DAPP組分,所述反應混合物包含(i)20 wt%至60 wt%二聚酸,(ii)二羧酸,及(iii)多元醇;與(C)溶劑。
雙組分溶劑基黏著劑組合物係藉由在適合於使異氰酸酯組分之-NCO基團與DAPP組分之羥基反應的條件下混合(A)異氰酸酯組分,(B)DAPP組分,及(C)溶劑來形成。在一實施例中,在15℃至45℃之溫度下合併並混合(A)異氰酸酯組分、(B)DAPP組分與(C)溶劑10分鐘至30分鐘之時間段。在一實施例中,(A)異氰酸酯組分、(B)DAPP組分完全溶解或實質上溶解於(C)溶劑中。
可將(C)溶劑與(A)異氰酸酯組分及/或(B)DAPP組分預混合。
在一實施例中,將(C)溶劑與(A)異氰酸酯組分預混合。換言之,將異氰酸酯組分在接觸DAPP組分之前與溶劑混合。
在一實施例中,將(C)溶劑與(B)DAPP組分預混合。換言之,將DAPP組分在其接觸異氰酸酯組分之前與溶劑混合。在一實施例中,將(C)溶劑與(B)DAPP組分預混合,且預混物具有25 wt%、或50 wt%、或70 wt%、或75 wt%至80 wt%、或90 wt%之固體含量。在另一實施例中,將(C)溶劑與(B)DAPP組分預混合,且預混物具有按溶劑與DAPP組分之組合重量計25 wt%至90 wt%、或50 wt%至90 wt%、或50 wt%至80 wt%、或70 wt%至80 wt%之固體含量。
在一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物包含(B)DAPP組分及(A)異氰酸酯組分,以按乾重計多元醇:異氰酸酯重量比為100:5、或100:10、或100:12至100:13、或100:14、或100:15、或100:20、或100:35。在另一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物包含(B)DAPP組分及(A)異氰酸酯組分,以多元醇:異氰酸酯重量比為100:5至100:35、或100:10至100:20、或100:10至100:15、或100:12至100:13。
在一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物含有按雙組分溶劑基黏著劑組合物之總重量計10 wt%、或20 wt%、或30 wt%、或40 wt%、或50 wt%至60 wt%、或70 wt%、或75 wt%溶劑。
在一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物、基本上由以下之反應產物組成或由以下之反應產物組成:
(A) 包括多官能異氰酸酯之異氰酸酯組分;
(B) 二聚酸聚酯多元醇組分,其含有反應混合物之反應產物、基本上由反應混合物之反應產物組成或由反應混合物之反應產物組成,所述反應混合物包含:(i)20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸,所述二聚酸具有以下特性中之一種、一些或全部:(1)150 mg KOH/g至250 mg KOH/g、或180 mg KOH/g至220 mg KOH/g、或190 mg KOH/g至200 mg KOH/g之酸值;及/或(2)結構(A);及/或(3)為C36
二聚酸;(ii)10 wt%至50 wt%、或10 wt%至40 wt%、或10 wt%至25 wt%之選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、己二酸及其組合的二羧酸,及(iii)15 wt%至50 wt%、或15 wt%至40 wt%、或15 wt%至35 wt%多元醇,所述多元醇含有以下、基本上由以下組成或由以下組成:(1)按反應混合物中多元醇之總重量計96.0 wt%、或98.0 wt%、或98.4 wt%至98.7 wt%、或99.0 wt%二醇;(2)按反應混合物中多元醇之總重量計1.0 wt%、或1.3 wt%至1.6 wt%、或2.0 wt%、或4.0 wt%三醇;
其中DAPP組分具有以下特性中之一種、一些或全部:(i)包含按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸;及/或(ii)5000 g/mol、或10000 g/mol、或20000 g/mol至30000 g/mol、或40000 g/mol、或50000 g/mol之重量平均分子量(Mw);及/或(iii)0 mg KOH/g、或0.01 mg KOH/g至小於5.0 mg KOH/g之酸值;
(C) 溶劑;及
(D) 視情況選用之添加劑;
其中雙組分溶劑基黏著劑組合物之多元醇:異氰酸酯重量比為100:5至100:35、或100:10至100:20、或100:10至100:15、或100:12至100:13。
雙組分溶劑基黏著劑組合物可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。E. 層壓物
本揭示案提供一種層壓物。所述層壓物包含第一基板、第二基板及在第一基板與第二基板之間的黏著劑層。黏著劑層由雙組分溶劑基黏著劑組合物形成。
雙組分溶劑基黏著劑組合物可為本文所揭示之任何雙組分溶劑基黏著劑組合物。
第一基板及第二基板
層壓物包含第一基板及第二基板。
第一基板與第二基板可相同或不同。在一實施例中,第一基板與第二基板相同,使得其具有相同組成及相同結構。
在一實施例中,第一基板與第二基板在組成上彼此不同及/或在結構上彼此不同。
應理解,以下涉及「基板」之描述單獨地及/或共同地係指第一基板及第二基板。
適合之基板之非限制性實例為膜。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,多層膜可具有兩層、三層、四層、五層、六層、七層、八層、九層、十層、十一層或更多層。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之組分的層:乙烯類聚合物(PE)、丙烯類聚合物(PP)、聚醯胺(諸如耐綸(nylon))、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乙烯類聚合物、聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯、金屬箔、纖維素、塞璐芬(cellophane)、不織布纖維及其組合。適合之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,膜包含含有金屬箔之層。
在一實施例中,膜為具有單層之單層膜,所述單層為乙烯類聚合物層。在另一實施例中,膜為具有單層之單層膜,所述單層為聚乙烯層。
基板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,基板之厚度為5 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。
在一實施例中,基板不包含基於纖維素之基板,諸如紙及原木。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層。
膜可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
第一基板可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
第二基板可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
諸如用Nordmeccanica Labo Combi 400層壓機將雙組分溶劑基黏著劑組合物施用於第一基板與第二基板之間。
適合之施用方法之非限制性實例包含刷塗、澆注、噴塗、塗佈、輥塗、展佈及噴射。
在一實施例中,按乾重計以3.0公克每平方公尺(g/m2
)、或3.5 g/m2
、或4.0 g/m2
至4.5 g/m2
;或5.0 g/m2
之塗佈重量將雙組分溶劑基黏著劑組合物施用於第一基板與第二基板之間。在另一實施例中,以3.0 g/m2
至5.0 g/m2
、或4.0 g/m2
至4.5 g/m2
之塗佈重量將雙組分溶劑基黏著劑組合物施用於第一基板與第二基板之間。
在一實施例中,將雙組分溶劑基黏著劑組合物均勻地施用於第一基板之間,使溶劑蒸發以形成黏著劑層,且隨後使黏著劑層與第二基板接觸。「均勻施用」為在基板之表面上為連續(未間斷的),且在基板之表面上具有相同或實質上相同之厚度的組合物之層。換言之,均勻地施用至基板之組合物直接接觸基板表面,且組合物與基板表面共同延伸。
雙組分溶劑基黏著劑組合物與第一基板彼此直接接觸。如本文所用,術語「直接接觸」為層組態,其中基板緊鄰雙組分溶劑基黏著劑組合物或黏著劑層定位,且在基板與雙組分溶劑基黏著劑組合物或黏著劑層之間不存在介入層或不存在介入結構。雙組分溶劑基黏著劑組合物直接接觸第一基板之表面。含有第一基板及雙組分溶劑基黏著劑組合物之結構具有以下結構(B):
第一基板/雙組分溶劑基黏著劑組合物 結構(B)
在一實施例中,將結構(B)乾燥以形成與第一基板直接接觸之黏著劑層。在一實施例中,藉由將結構(B)傳遞通過在足以自雙組分溶劑基黏著劑組合物蒸發所有、或實質上所有溶劑之溫度的烘箱來使結構(B)乾燥。隨後,使黏著劑層與第二基板接觸以形成層壓物。層壓物具有以下結構(C):
第一基板/黏著劑層/第二基板 結構(C)。
在一實施例中,黏著劑層與第二基板彼此直接接觸。黏著劑層直接接觸第二基板之表面。
結構(B)之黏著劑層由固化或乾燥雙組分溶劑基黏著劑組合物形成。雙組分溶劑基黏著劑組合物由在(C)溶劑存在下使(A)異氰酸酯組分與(B)DAPP組分混合並反應來形成。
在一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物在不存在或實質性不存在光引發劑之情況下固化。
在一實施例中,雙組分溶劑基黏著劑組合物在不存在或實質性不存在水之情況下固化。
層壓物包含與黏著劑層直接接觸之第一基板及與黏著劑層直接接觸之第二基板。
層壓物包含交替的基板層及黏著劑層。層壓物包含至少三個總層,總層包含基板層及黏著劑層。在一實施例中,層壓物包含三個至四個,或五個,或六個,或七個,或八個,或九個,或十個總層。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且層壓物之初始黏合強度為5 N/15 mm、或9 N/15 mm、或10 N/15 mm至11 N/15 mm、或12 N/15 mm、或15 N/15 mm。在另一實施例中,層壓物之初始黏合強度為10 N/15 mm至15 N/15 mm、或10 N/15 mm至12 N/15 mm。在另一實施例中,層壓物之初始黏合強度為大於5 N/15 mm、或大於9 N/15 mm、或大於10 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在袋裝沸騰測試之後層壓物之黏合強度為4.0 N/15 mm、或5.0 N/15 mm、或6.0 N/15 mm至8.0 N/15 mm、或9.0 N/15 mm、或10 N/15 mm、或15 N/15 mm。在另一實施例中,在袋裝沸騰測試之後層壓物之黏合強度為4.0 N/15 mm至15 N/15 mm、或5.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或6.0 N/15 mm至8.0 N/15 mm。在另一實施例中,在袋裝沸騰測試之後層壓物之黏合強度為大於4 N/15 mm、或大於5 N/15 mm、或大於6 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在袋裝沸騰測試之後層壓物之黏合強度保持率為至少50%、或至少55%、或至少60%、或至少65%、或至少68%。在另一實施例中,在袋裝沸騰測試之後層壓物之黏合強度保持率為50%至100%、或60%至100%、或65%至100%。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在化學老化之後層壓物之黏合強度為2.0 N/15 mm、或2.5 N/15 mm、或3.0 N/15 mm、或3.5 N/15 mm至4.0 N/15 mm、或5.0 N/15 mm、或7.0 N/15 mm、或10 N/15 mm。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之黏合強度為2.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至5.0 N/15 mm。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之黏合強度為大於2 N/15 mm、或大於3 N/15 mm、或大於3.5 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在化學老化之後層壓物之黏合強度保持率為至少25%、或至少30%、或至少35%。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之黏合強度保持率為25%至100%、或30%至100%、或35%至100%。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且層壓物之初始熱封強度為30 N/15 mm、或40 N/15 mm、或45 N/15 mm、或50 N/15 mm至60 N/15 mm、或70 N/15 mm、或75 N/15 mm、或100 N/15 mm。在另一實施例中,層壓物之初始熱封強度為30 N/15 mm至100 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm、或45 N/15 mm至75 N/15 mm。在另一實施例中,層壓物之初始熱封強度為大於30 N/15 mm、或大於40 N/15 mm、或大於50 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在袋裝沸騰測試之後層壓物之熱封強度為35 N/15 mm、或40 N/15 mm、或45 N/15 mm、或50 N/15 mm至55 N/15 mm、或60 N/15 mm、或65 N/15 mm、或70 N/15 mm、或75 N/15 mm。在另一實施例中,在袋裝沸騰測試之後層壓物之熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm、或50 N/15 mm至75 N/15 mm。在另一實施例中,在袋裝沸騰測試之後層壓物之熱封強度為大於35 N/15 mm、或大於40 N/15 mm、或大於50 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在袋裝沸騰測試之後層壓物之熱封強度保持率為至少80%、或至少85%、或至少90%、或至少95%、或至少100%。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在化學老化之後層壓物之熱封強度為35 N/15 mm、或40 N/15 mm、或41 N/15 mm至45 N/15 mm、或50 N/15 mm、或60 N/15 mm、或70 N/15 mm、或75 N/15 mm。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之熱封強度為大於35 N/15 mm、或大於40 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在化學老化之後層壓物之熱封強度保持率為至少75%、或至少80%、或至少82%。在另一實施例中,在化學老化之後層壓物之熱封強度保持率為75%至100%、或80%至100%、或82%至100%。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在袋裝沸騰測試之後層壓物不鼓泡。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且在化學老化之後層壓物不分層。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且層壓物(A)在袋裝沸騰測試之後黏合強度為4.0 N/15 mm至15 N/15 mm、或5.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或6.0 N/15 mm至8.0 N/15 mm;及(B)在化學老化之後黏合強度為2.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至5.0 N/15 mm。
在一實施例中,第一基板為具有層之膜,所述層為金屬箔層;及第二基板為具有單層之單層膜,所述單層為PE層,且層壓物(A)在袋裝沸騰測試之後熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm、或50 N/15 mm至75 N/15 mm;及(B)在化學老化之後熱封強度為35 N/mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm。
在一實施例中,層壓物包含以下、主要由以下組成或由以下組成:
第一基板,其為具有層之膜,所述層為金屬箔層;
第二基板,其為具有單層之單層膜,所述單層為PE層;及
在第一基板與第二基板之間的黏著劑層,所述黏著劑層由雙組分溶劑基黏著劑組合物形成,所述雙組分溶劑基黏著劑組合物含有以下之反應產物、基本上由以下之反應產物組成或由以下之反應產物組成:
(A) 包括多官能異氰酸酯之異氰酸酯組分;
(B) 二聚酸聚酯多元醇組分,其含有反應混合物之反應產物、基本上由反應混合物之反應產物組成或由反應混合物之反應產物組成,所述反應混合物包含:(i)20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%二聚酸,所述二聚酸具有以下特性中之一種、一些或全部:(1)150 mg KOH/g至250 mg KOH/g、或180 mg KOH/g至220 mg KOH/g、或190 mg KOH/g至200 mg KOH/g之酸值;及/或(2)結構(A);及/或(3)為C36
二聚酸;(ii)10 wt%至50 wt%、或10 wt%至40 wt%、或10 wt%至25 wt%之選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、己二酸及其組合的二羧酸,及(iii)15 wt%至50 wt%、或15 wt%至40 wt%、或15 wt%至35 wt%多元醇,所述多元醇含有以下、基本上由以下組成或由以下組成:(1)按反應混合物中多元醇之總重量計96.0 wt%、或98.0 wt%、或98.4 wt%至98.7 wt%、或99.0 wt%二醇;(2)按反應混合物中多元醇之總重量計1.0 wt%、或1.3 wt%至1.6 wt%、或2.0 wt%、或4.0 wt%三醇;
其中DAPP組分包含按DAPP之總重量計20 wt%至60 wt%、或20 wt%至50 wt%、或30 wt%至60 wt%、或40 wt%至55 wt%、或41 wt%至52 wt%之來源於二聚酸的單元,且DAPP具有以下特性中之一種或兩種:(i)5000 g/mol、或10000 g/mol、或20000 g/mol至30000 g/mol、或40000 g/mol、或50000 g/mol之重量平均分子量(Mw);及/或(ii)0 mg KOH/g、或0.01 mg KOH/g至小於5.0 mg KOH/g之酸值;
(C) 溶劑;及
(D) 視情況選用之添加劑;
其中雙組分溶劑基黏著劑組合物之多元醇:異氰酸酯重量比為100:10至100:15、或100:12至100:13;
其中層壓物具有以下特性中之一種、一些或全部:(A)初始黏合強度為10 N/15 mm至15 N/15 mm、或10 N/15 mm至12 N/15 mm;及/或(B)在袋裝沸騰測試之後黏合強度為4.0 N/15 mm至15 N/15 mm、或5.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或6.0 N/15 mm至8.0 N/15 mm;及/或(C)在袋裝沸騰測試之後黏合強度保持率為50%至100%、或60%至100%、或65%至100%;及/或(D)在化學老化之後黏合強度為2.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至10 N/15 mm、或3.0 N/15 mm至5.0 N/15 mm;及/或(E)在化學老化之後黏合強度保持率為25%至100%、或30%至100%、或35%至100%;及/或(F)初始熱封強度為30 N/15 mm至100 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm、或45 N/15 mm至75 N/15 mm;及/或(G)在袋裝沸騰測試之後熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm、或50 N/15 mm至75 N/15 mm;及/或(H)在袋裝沸騰測試之後熱封強度保持率為至少80%、或至少85%、或至少90%、或至少95%、或至少100%;及/或(I)在化學老化之後熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm、或40 N/15 mm至75 N/15 mm;及/或(J)在化學老化之後熱封強度保持率為75%至100%、或80%至100%、或82%至100%;及/或(K)在袋裝沸騰測試之後層壓物不鼓泡;及/或(L)在化學老化之後層壓物不分層。
層壓物可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。F. 形成雙組分溶劑基黏著劑組合物之方法
本揭示案亦提供一種形成雙組分溶劑基黏著劑組合物之方法。
在一實施例中,所述方法包含(i)提供DAPP組分,其含有按DAPP組分之總重量計20 wt%至60 wt%之來源於二聚酸之單元;(ii)提供異氰酸酯組分;及(iii)使DAPP組分與異氰酸酯組分反應以形成雙組分溶劑基黏著劑組合物。
DAPP組分、異氰酸酯組分及雙組分溶劑基黏著劑組合物可為本文所揭示之任何各別DAPP組分、異氰酸酯組分及雙組分溶劑基黏著劑組合物。
在一實施例中,方法包含藉由以下步驟形成DAPP組分:(a)提供含有20 wt%至60 wt%之二聚酸、二羧酸及多元醇之反應混合物;及(b)使反應混合物縮聚以形成二聚酸聚酯多元醇組分。
可將(C)溶劑與(A)異氰酸酯組分及/或(B)DAPP組分預混合。
方法可包括本文所揭示之兩個或更多個實施例。
本揭示案亦提供含有層壓物之製品。適合之製品之非限制性實例包含包裝、袋及小袋。
在一實施例中,層壓物接觸食物。「食物」為可食用食品。
以實例說明而非限制,現將在以下實例中詳細描述本揭示之一些實施例。
實例
在實例中使用之材料提供於下表1中。
表1
1
按溶劑基聚異氰酸酯組合物之總重量計。2
按溶劑基多元醇組合物之總重量計。A. 製備二聚酸聚酯多元醇組分
材料 | 特性 | 來源 |
共反應物F | 溶劑基聚異氰酸酯組合物 75 wt%聚異氰酸酯1 ;25wt %乙酸乙酯1 | 陶氏化學公司(Dow Chemical Company) |
ATUREXTM 1001 | 具有結構(A)之二聚酸(CAS 61788-89-4) 大於98 wt%之二聚體;酸值= 194至200 mg KOH/g | Aturex集團 |
鄰苯二甲酸 | 二羧酸 | 國藥集團(Sinopharm) |
2-甲基-1,3-丙二醇(MPG) | 二醇 | 西格瑪(Sigma) |
三羥甲基丙烷(TMP) | 三醇 | 國藥集團 |
TYZORTM TBT | 鈦酸四正丁酯(催化劑) | 西格瑪 |
乙酸乙酯 | 溶劑 | 國藥集團 |
ADCOTETM 545S | 溶劑基聚酯多元醇組合物 66.7 wt%多元醇2 ;33.3 wt%甲基乙基酮(溶劑)2 | 陶氏化學公司 |
ADCOTETM 563EA | 溶劑基聚酯多元醇組合物 80 wt%多元醇2 ;20 wt%乙酸乙酯(溶劑)2 | 陶氏化學公司 |
藉由將表2之組分放入配備有攪拌器及玻璃冷凝器之釜中並將釜加熱至100℃直至反應混合物變成液體來分別製備二聚酸聚酯多元醇(DAPP)組分實例1至2及比較樣品3。表2中所提供之量以公克(g)計。一旦反應混合物呈液體形式,則打開攪拌器且混合反應混合物,同時監測釜內部之溫度及玻璃冷凝器之溫度,且確保玻璃冷凝器之最高溫度在100℃與103℃之間。一旦反應混合物溫度升高至220℃且玻璃冷凝器之最高溫度降低至低於100℃,開始緩慢抽真空使得在開始抽真空之30分鐘內真空達至25至30 mm Hg之壓力。維持25至30 mm Hg之真空壓力且每25至30分鐘量測反應混合物之酸值。將TYZORTM
TBT(催化劑)逐漸添加至反應混合物中直至反應混合物之酸值等於小於25 mg KOH/g。隨後,真空壓力降低至低於10 mm Hg,且在至少1小時之時間段內逐漸添加額外的TYZORTM
TBT(催化劑),直至反應混合物之酸值等於小於5 mg KOH/g且羥基值達至目標羥基值。隨後,使反應產物(二聚酸聚酯多元醇)冷卻至60℃,且將乙酸乙酯(溶劑)添加至反應產物以達成75 wt%之固體含量。
表2.二聚酸聚酯多元醇組分實例及比較樣品
B. 形成雙組分溶劑基黏著劑組合物
DAPP組分實例B1 | DAPP組分實例B2 | DAPP比較實例B3 | |
反應混合物 | |||
ATUREXTM 1001(二聚酸) | 20.00 g | 25.00 g | 10.00 g |
鄰苯二甲酸(二羧酸) | 20.00 g | 15.00 g | 30.00 g |
MPG(二醇) | 26.10 g | 22.78 g | 32.70 g |
TMP(三醇) | 0.365 g | 0.350 g | 0.400 g |
TYZORTM TBT(催化劑) | 0.008 g | 0.008 g | 0.008 g |
wt%反應產物中來源於二聚酸之單元 | 41 wt% | 52 wt% | 19 wt% |
二聚酸聚酯多元醇組分 | |||
wt%二聚酸聚酯多元醇 | 75 wt% | 75 wt% | 75 wt% |
wt%乙酸乙酯(溶劑) | 25 wt% | 25 wt% | 25 wt% |
羥基值(mg KOH/g) | 13.7 | 13.6 | 13.3 |
雙組分溶劑基黏著劑組合物係藉由在室溫(23℃)下將(A)共反應物F(溶劑基聚異氰酸酯組合物)與(B)DAPP組分實例B1至B2、DAPP組分比較樣品B3、ADCOTETM
545S(無二聚酸情況下形成的聚酯多元醇組分)及ADCOTETM
563EA(無二聚酸情況下形成的聚酯多元醇組分)在釜中混合直至達成均質混合物,形成雙組分溶劑基黏著劑組合物來製備。表3中提供各實例及比較實例黏著劑組合物之組分。C. 形成層壓物
提供聚乙烯(PE)膜,其厚度為60 µm之的單層膜。
提供金屬箔膜。金屬箔膜為單層膜,其厚度為20 µm。使用ADCOTETM
545S:共反應物F(以100:11之重量比)(溶劑基2組分聚胺基甲酸酯黏著劑,可購自陶氏化學公司)將金屬箔膜與PET膜預層壓以形成金屬箔預層壓物,其具有以下結構(I):PET膜/ADCOTETM
545S:共反應物F黏著劑層/金屬箔膜結構(I)。
將實例及比較實例黏著劑組合物裝入至Nordmeccanica SDC Labo Combi 400層壓機中。層壓機壓區溫度維持在40℃下,將各區之烘箱溫度設定為60℃/70℃/80℃,且使層壓機以100米/分鐘(m/min)之速度操作。以按黏著劑組合物之乾重計4.0至4.5公克每平方公尺(g/m2
)之塗佈重量將黏著劑組合物施用至金屬箔預層壓物以形成以下結構(II):
金屬箔預層壓物/黏著劑組合物 結構(II)。
在結構(II)中,黏著劑組合物直接接觸金屬箔預層壓物(具有結構(I))之金屬箔膜層之表面。
隨後,使結構(II)在烘箱中在50℃的溫度下固化兩天之時間段以蒸發所有、或實質上所有溶劑且形成黏著劑層。使PE膜接觸黏著劑層以形成具有結構(III)之層壓物:
金屬箔預層壓物/黏著劑層/PE膜 結構(III)
表3中提供各層壓物實例及比較樣品之特性。D. 結果
比較樣品4及比較樣品5各自包含由(A)異氰酸酯組分(共反應物F)及(B)未用二聚酸(分別為ADCOTETM
545S及ADCOTETM
563EA)形成的聚酯多元醇組分而形成之黏著劑層。比較樣品4及比較樣品5之層壓結構各自展現(i)在袋裝沸騰測試之後鼓泡;(ii)在化學老化之後分層;(iii)在袋裝沸騰測試之後黏合強度小於4.0 N/15 mm(分別為3.1 N/15 mm及1.24 N/15 mm);(iv)在化學老化之後黏合強度小於2.0 N/15 mm(分別為0.68 N/15 mm及0.42 N/15 mm);(v)在袋裝沸騰測試之後熱封強度小於35 N/15 mm(分別為30.2 N/15 mm及21.2 N/15 mm);及(vi)在化學老化之後熱封強度小於35 N/mm(分別為32.34 N/15 mm及27.2 N/15 mm)。因此,比較樣品4及比較樣品5在袋裝沸騰測試之後及在化學老化之後均展現不足的黏合強度及熱封強度。
表3
*各組分之wt%按黏著劑組合物(包含異氰酸酯組分、多元醇組分及溶劑)之總重量計
實例1 | 實例2 | 比較樣品3 | 比較樣品4 | 比較樣品5 | |
黏著劑組合物* | |||||
共反應物F(溶劑基聚異氰酸酯組合物) | 11.1 wt% | 11.1 wt% | 11.1 wt% | 9.9 wt% | 12.3 wt% |
DAPP組分實例B1 | 88.9 wt% | - | - | - | - |
DAPP組分實例B2 | - | 88.9 wt% | - | - | - |
DAPP組分比較實例B3 | - | - | 88.9 wt% | - | - |
ADCOTETM 545S(溶劑基聚酯多元醇組分) | - | - | - | 90.1 wt% | - |
ADCOTETM 563EA(溶劑基聚酯多元醇組分) | - | - | - | - | 87.7 wt% |
黏著劑組合物特性 | |||||
多元醇:異氰酸酯重量比 | 100:12.5 | 100:12.5 | 100:12.5 | 100:11 | 100:14 |
多元醇組分二聚酸含量(wt%) | 41 wt% | 52 wt% | 19 wt% | 0 wt% | 0 wt% |
來源於二聚酸之單元的黏著劑組合物wt% | 36 wt% | 46 wt% | 17 wt% | 0 wt% | 0 wt% |
層壓物特性 | |||||
初始黏合強度(N/15 mm) | 10.74 | 10.14 | 8.79 | 9.62 | 3.6 |
袋裝沸騰之後的黏合強度(N/15 mm) | 7.88 | 6.98 | 3.9 | 3.1 | 1.24 |
袋裝沸騰之後的黏合強度保持率(%) | 73.4 | 68.8 | 44.4 | 32.2 | 34.4 |
化學老化之後的黏合強度(N/15 mm) | 3.76 | 3.98 | 1.06 | 0.68 | 0.42 |
化學老化之後的黏合強度保持率(%) | 35.0 | 39.3 | 12.1 | 7.1 | 11.7 |
初始熱封強度(N/15 mm) | 49.8 | 50.1 | 53.2 | 51.3 | 45.2 |
袋裝沸騰之後的熱封強度(N/15 mm) | 50.12 | 51.25 | 38.2 | 30.2 | 21.2 |
袋裝沸騰之後的熱封強度保持率(%) | 100.6 | 102.3 | 71.8 | 58.9 | 46.9 |
化學老化之後的熱封強度(N/15 mm) | 42.44 | 41.2 | 38.56 | 32.34 | 28.2 |
化學老化之後的熱封強度保持率(%) | 85.2 | 82.2 | 72.5 | 63.0 | 62.4 |
袋裝沸騰之後的外觀 | 良好 | 良好 | 鼓泡 | 鼓泡 | 鼓泡 |
化學老化之後的外觀 | 良好 | 良好 | 分層 | 分層 | 分層 |
比較樣品3包含黏著劑層,所述黏著劑層由(A)異氰酸酯組分(共反應物F)與(B)用含有小於20 wt%二聚酸(19 wt%)之反應混合物製備的二聚酸聚酯多元醇組分(DAPP組分比較實例B3)形成。比較樣品3之層壓結構在袋裝沸騰測試之後展現鼓泡,且在化學老化之後展現分層。此外,比較樣品3之層壓結構展現(i)在袋裝沸騰測試之後黏合強度小於4.0 N/15 mm(3.9 N/15 mm);及(ii)在化學老化之後黏合強度小於2.0 N/15 mm(1.06 N/15 mm)。因此,比較樣品4及比較樣品5在袋裝沸騰測試之後及在化學老化之後均展現不足的黏合強度。
實施例1及實例2各自包括黏著劑層,所述黏著劑層由(A)異氰酸酯組分(共反應物F)及(B)用含有20 wt%至60 wt%二聚酸(分別為36 wt%及46 wt%)製備的二聚酸聚酯多元醇組分(分別為DAPP組分實例B1及B2)來形成。實施例1及實例2之層壓結構在袋裝沸騰測試之後各自展現良好外觀(亦即不鼓泡),且在化學老化之後各自展現良好外觀(亦即不分層)。此外,實例1及實例2之層壓結構各自展現(i)在袋裝沸騰測試之後黏合強度為至少4.0 N/15 mm(分別為7.88 N/15 mm及6.98 N/15 mm);(ii)在化學老化之後黏合強度為至少2.0 N/15 mm(分別為3.76 N/15 mm及3.98 N/15 mm);(iii)在袋裝沸騰測試之後熱封強度為至少35 N/15 mm(分別為50.12 N/15 mm及51.25 N/15 mm);及(iv)在化學老化之後熱封強度為至少35 N/mm(分別為42.44 N/15 mm及41.2 N/15 mm)。因此,實例1及實例2在袋裝沸騰測試之後及在化學老化之後各自展現足夠的黏合強度及熱封強度。
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圍內的實施例之部分及不同實施例之要素之組合。
無
無
Claims (10)
- 一種雙組分溶劑基黏著劑組合物,其包括以下之反應產物: (A) 異氰酸酯組分; (B) 包括反應混合物之反應產物的二聚酸聚酯多元醇組分,所述反應混合物包括 (i) 按所述二聚酸聚酯多元醇組分之總重量計20 wt%至60 wt%之二聚酸; (ii) 二羧酸; (iii) 多元醇;及 (C) 溶劑。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物,其中所述二羧酸選自由以下組成之群:鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、己二酸及其組合。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物,其中所述多元醇選自由以下組成之群:2-甲基-1,3-丙二醇、三羥甲基丙烷、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、及新戊二醇(NPG)以及其組合。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物,其中所述異氰酸酯為多官能異氰酸酯。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物,其中所述異氰酸酯組分之平均NCO官能度為2.2至5.0。
- 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物,其中所述雙組分溶劑基黏著劑組合物之多元醇:異氰酸酯重量比為100:5至100:35。
- 一種層壓物,其包括: 第一基板; 第二基板;及 在所述第一基板與所述第二基板之間的黏著劑層,所述黏著劑層由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之雙組分溶劑基黏著劑組合物形成。
- 如申請專利範圍第7項所述之層壓物,其中所述第一基板為金屬箔膜且所述第二基板為聚乙烯膜;且所述層壓物 在袋裝沸騰測試之後黏合強度為4.0 N/15 mm至15 N/15 mm; 在化學老化之後黏合強度為2.0 N/15 mm至10 N/15 mm。
- 如申請專利範圍第8項所述之層壓物,其中所述層壓物 在袋裝沸騰測試之後熱封強度為35 N/15 mm至75 N/15 mm;及 在化學老化之後熱封強度為35 N/mm至75 N/15 mm。
- 一種形成雙組分溶劑基黏著劑組合物之方法,其包括: (i) 提供包括20 wt%至60 wt%來源於二聚酸之單元的二聚酸聚酯多元醇組分; (ii) 提供異氰酸酯組分;及 (iii) 使所述二聚酸聚酯多元醇組分與所述異氰酸酯組分反應以形成所述雙組分溶劑基黏著劑組合物。
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