TW202144524A - 含氫費托合成蠟應用於聚烯烴熱熔膠 - Google Patents

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Abstract

本發明與應用含氫費托合成蠟於聚烯烴熱熔膠合成物相關，其中該些含氫費托合成蠟能修正該些聚烯烴熱熔膠合成物的褪色，而且其特性是多分散性介於 1.02 與 1.06之間。

Description

含氫費托合成蠟應用於聚烯烴熱熔膠
本發明與應用含氫費托合成蠟 (synthetic Fischer-Tropsch wax) 於聚烯烴熱熔膠合成物相關，其中該些含氫費托合成蠟能修正該些聚烯烴熱熔膠合成物的褪色，而且其特性是多分散性介於 1.02 與 1.06之間。
一般而言，黏著劑是施用於兩種分離物件 (“被黏物”) 的一層表面或兩面的物質，使該二物件能藉由在物件之間形成黏著接合而粘黏在一起並抵抗分離。將某些形容詞配合 “黏著劑” 一詞使用就能說明根據某種特定黏著劑之物理或化學型態、黏接材料的類別、或施用該黏著劑之狀態時的屬性。
熱熔膠 (HMA) 是一種黏著劑而且是完全非揮發型固態熱塑性塑料。施用一種熱熔膠時，通常該熱熔膠是在提高溫度之熔融狀態下施用於至少一種待接合的物質上，其溫度範圍介於 65 至 180°C，並且接觸其它物質，然後在冷卻時達到凝固。接著就會在該些物質之間形成緊密接合。這種幾乎瞬間接合使熱熔膠成為達到自行運作的最佳材料。其中，熱熔膠最常用的一種情形包括接合包裝材料。典型的熱熔膠是由多種基礎聚合物、稀釋蠟或油、增黏劑、穩定劑、與所選擇之填充劑所構成。
該基礎聚合物就是該體系的分子主鏈，而且可用來提供固有強度、抗化性、與施用特性。 油與蠟用來調整黏度與凝固時間。加入增黏劑可改善初黏性並對該基礎聚合物改性。
填充劑用來微調特定屬性，例如熔解黏度、熱膨脹係數、凝固時間等。
乙烯醋酸乙烯酯聚合物熱熔膠特別受到工作上的歡迎，其原因在於容易使用而且也可以加入廣泛使用的常用材料。
苯乙烯類嵌段共聚物經常使用於熱熔膠內，其原因在於其雙重特性，即苯乙烯相的接合性與另一相的彈力特性相關。
近年來茂金屬與／或無定形聚烯烴熱熔膠的使用已越來越多。該些物質能和非極性基材如聚乙烯與聚丙烯做良好接合，但通常不建議使用於極性表面。該些物質也有良好的不透氣性，即低水氣與水蒸氣穿刺性，而且也有抵擋極性溶劑與溶液 (包含酸、鹼、酯、與醇類) 的卓越抗化性、但只有適當的抗熱性、與抵擋非極性溶劑 (例如烷烴、醚基、與油類) 的弱抗化性。該些物質是以一系列的融熔黏度、硬度、軟化溫度、表面黏著、與晾置時間而定出標準。相較於 EVA 與聚醯胺熱熔膠，聚烯烴具有較長的晾置時間以完成部件的定位。聚烯烴的融熔黏度也比 EVA低，而且凝固時間較慢。聚烯烴可減低凝膠與炭的成型，而且無味與無色。使用部分聚烯烴時無需任何添加劑，但經常能和增黏劑、蠟、與增塑劑 (礦物油、聚丁烯油) 合成。聚烯烴能與許多非極性溶劑與熱熔性添加劑相容。常見的聚烯烴包括無定形 (不規則) 丙烯 (APP)、無定形丙烯-乙烯 (APE)、無定形丙烯-丁烯 (APB)、無定形丙烯-己烯 (APH)、無定形丙烯-乙烯-丁烯。這些聚烯烴有不同的硬度與軟化溫度，並依以下順序減少：依據結晶度的減少而呈現APP ＞ APE ＞ APB ＞ APH。所有聚烯烴具有較低的內聚能與較低的纏結重量。該些聚合物鏈有相當的靈活度，能在該些聚烯烴與各種低表面能物質間的界面上提供良好的相互擴散與纏結。多數種類在機械負荷下可藉由該聚合物鏈的形變與解纏而耗散。因此具有高剝離能的內聚破壞是聚烯烴的典型失效模式。
聚烯烴熱熔膠廣泛使用於包裝與不織布產業 (婦女保健與尿布等)。聚烯烴熱熔膠適合將黏紙、(烯烴) 塑膠膜、與金屬箔黏附於各種基材。
由於能夠抵抗水氣與化學品並且黏附於不易接合的塑膠，例如常見的聚烯烴外殼和零件，因此可發現聚烯烴熱熔膠應用於電器、汽車、與產品組裝工業。最常見的聚烯烴就是聚丙烯。聚丙烯的使用溫度介於 -30°C 至 110°C之間。
適用的商用型丙烯聚合物有各種商品名稱，例如艾克森美孚化學公司 (德州休斯頓) 生產之商品名稱VISTAMAXX 系列包括 VISTAMAXX 8880 丙烯-乙烯共聚物。 適用的商用型乙烯α烯烴共聚物也有各種商品名稱，例如LyondellBasell 生產之商品名稱KOATTRO系列包括 KOATTRO PB M 0600M 聚丁烯-1-乙烯共聚物、以及陶氏化學公司生產之商品名稱AFFINITY系列包括 AFFINITY GA 1950 乙烯-辛烯共聚物。
適用增黏劑的類別包括：芳香族、脂肪族、與脂環族碳氫樹脂、混合芳香族與脂肪族改性碳氫樹脂、芳香族改性脂肪族碳氫樹脂、以及含氫的上述樹脂；萜烯、改性萜烯、以及含氫之上述化合物；天然松香、改性松香、松香酯、以及含氫之上述化合物；低分子量聚乳酸；以及以上各種化合物的組合。
所使用商用增黏劑有各種商品名稱，例如艾克森美孚化學公司 (德州休斯頓) 生產之商品名稱ESCOREZ 系列包括：ESCOREZ 1310LC、ESCOREZ 5400、ESCOREZ 5637、ESCOREZ 5415；ESCOREZ 5600、ESCOREZ 5615、與 ESCOREZ 5690。伊士曼化學公司 (田納西州Kingsport) 生產之商品名稱EASTOTAC系列包括EASTOTAC H-100R、EASTOTAC H-100L、與 EASTOTAC H130W。Cray Valley HSC (賓州Exton) 生產之商品名稱WINGTACK系列包括 WINGTACK 86、WINGTACK EXTRA、與 WINGTACK 95；伊士曼化學公司 (田納西州Kingsport) 生產之商品名稱PICCOTAC系列包括 PICCOTAC 8095與 1115；Arkawa Europe GmbH (德國) 生產之商品名稱ARKON 系列包括 ARKON P-125；伊士曼化學公司生產之商品名稱REGALITE 與 REGALREZ 系列包括 REGALITE Rl 125 與 REGALREZ 1126；Resinall Corp (北卡羅萊納州Severn) 生產之商品名稱RESINALL系列包括 RESINALL R1030。
該熱熔膠可進一步含有增塑劑，例如含處理油。處理油包括礦物油、環烷基油、石蠟油、芳香油、蓖麻油、菜籽油、三酸甘油、或以上油品的組合物。熟悉該技術領域之人士應領會各類處理油也可包括普遍用於黏著劑的填充類油。倘若該黏著劑當成一種壓敏黏著劑使用而製做膠帶或標籤、或當作黏附不織布物件的一種黏著劑時，將該些油用於各種黏著劑可滿足其需要。在多個特定實施例中，該黏著劑可不包含任何處理油。
也可以加入其它添加劑，例如抗氧化劑、穩定劑、增塑劑、助黏劑、紫外光穩定劑、流變改性劑、阻蝕劑、著色劑 (例如顏料和染料)、阻燃劑、成核劑、或填料，例如碳黑、碳酸鈣、二氧化鈦、氧化鋅、或以上物質的組合。
使用的抗氧化劑包括：季戊四醇四酯 [3, (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 2,2'- methylene bis (4-methyl-6-tert-butylphenol)；亞磷酸鹽，例如 tris-(p-nonylphenyl)-phosphite (TNPP) 與 bis(2,4-di-tert-butylphenyl)4,4'-diphenylene-diphosphonite、di-stearyl-3,3'-thiodipropionate (DST-DP)、與以上化合物的組合。所使用的商用型抗氧化劑有各種商品名稱，例如商品名稱IRGANOX系列包括 IRGANOX 1010、IRGANOX 565、IRGANOX 1076受阻酚類抗氧化劑、 IRGAFOS 168 亞磷酸鹽抗氧化劑，以上全部商品都能向 BASF 公司 (新澤西州Florham Park) 採購，還有ETHYL 702 4,4'-methylene bis (2,6-di-tert-butylphenol)，該商品能向 Albemarle Corporation (路易斯安那州Baton Rouge) 採購。
蠟可當作熱熔膠中的成核劑、稀釋劑、或降黏劑使用。
當作成核劑使用的蠟能改善熱熔膠中聚合物材料破裂時的延伸率。當作稀釋劑使用的蠟能提高濕潤性並且降低該黏著劑配方成分的 (熔解) 黏度，從而降低成本與控制該黏著劑的施用速率。從改進靈活性與濕潤性的觀點來看，由於黏度的降低，蠟的含量便具有決定性。
一般而言，蠟大都定義為化學合成物，其滴熔點高於 40°C，可在些微壓力下擦拭，在 20°C 下可揉捏或堅硬而脆化、並從透明轉為不透明，在 40°C 以上會熔化但不會分解，通常在 50 與 90°C 之間會熔化，在特殊情況下可達到 200°C，能形成糊狀或凝膠狀，而且不是熱與電的良導體。
蠟能根據各種標準而歸類，例如根據其來源。本發明將蠟區分為兩種主要分組：天然蠟與合成蠟。天然蠟可進一步區分為礦物蠟 (例如石油蠟) 與非礦物蠟 (例如動物與植物蠟)。石油蠟可區分為粗結晶蠟 (石蠟) 與微晶蠟。合成蠟可區分為部分合成蠟 (例如醯胺蠟) 與全合成蠟 (例如聚烯烴蠟與費托蠟)。
石蠟衍生自石油蠟。石蠟清澈、無味、可提純而接觸食物。石蠟包含一系列 (主要) 正烷烴與異烷烴、以及部分環烷。未加工的石蠟 (粗蠟) 具有大量短鏈烷烴 (“油”)，若進一步提純時可去除該些短鏈烷烴。可獲得不同分布與數量的石蠟。提純可包括去油、蒸餾、與加氫處理。
藉由對烷烴進行合成氣 (CO 與 H2 ) 的催化費托合成所獲得之費托合成蠟或碳氫化合物主要含有正烷烴、少量支鏈烷烴、以及基本上不含環烷或雜質，例如硫或氮。結果烯烴與氧化物 (即氧化的碳氫化合物，例如醇、酯、酮、 與／或醛) 的數量可能較高而且不同於石油蠟。也可進一步對費托蠟提純，例如去除氧化物的數量。這可以包括去油、蒸餾、與加氫處理。
可採用熟悉蠟加氫技術之人士所理解的任何適當技術執行費托蠟的加氫處理。通常可在絕對壓力介於約 30 與 70 bar 之間將氫氣用於費托蠟的加氫處理，例如壓力大約 50 bar，而且提高溫度至約 150 與 250°C，例如溫度大約維持在 220°C，此時加入鎳催化劑，例如可向 Sued-Chemie SA (Pty) 公司 (地址：1 Horn Street, Chloorkop, 1624, South Africa) 採購NiSat 310。
費托蠟的加氫處理可理解為一種程序，其中會藉由含氫的催化反應將雜質 (例如醇、或其它含氧與不飽和碳氫化合物 (如烯烴) 的化合物) 轉換為烷烴。而當中並不包括裂化反應，例如臨氫異構或氫化裂解，因此並不會改變鏈長度分布以及對線性分子構成支鏈的比例。
一般來說，費托蠟的歸類是根據低度熔解 (冷凝點 20 至 45 °C)、中度熔解 (冷凝點 45 °C 至 75°C)、與高度熔解 (冷凝點 75 至 110 °C)。
合成蠟的另一來源就是進行烯單體的低聚反應／聚合作用，接著可能再執行氫化作用而獲得產物。
費托蠟就是根據以上包含主要碳氫化合物定義的蠟。碳氫化合物指特別是由碳與氫原子所組成的分子。如未特別說明，n- 或linear表示線性與脂肪族的，i-、iso-、或branched表示支鏈與脂肪族的。
藉由歐洲蠟聯合會 (EWF) 之氣相色譜分析 (EWF Method 001/03) 所依據分析烴蠟之標準測試方法的高溫氣相色譜分析，就能判定費托蠟中的碳鏈長度分布以及對線性烷烴構成支鏈的比例。氣相色譜分析的數據也能用來決定蠟的多分散性(DM = Mw/Mn)，也就是由蠟烷烴重量平均對蠟烷烴數量平均之比值所計算而得，而且能反應分子量分布的寬度。倘若該數值越小，則分子量分布就越窄。理論上完全均勻 (蠟) 聚合物的多分散性為 1。
一般而言，熱熔膠配方成分中所包含的蠟為 20-30%，蠟含量所影響的屬性有阻斷性、軟化溫度、與晾置時間。由於高熔融微晶蠟 (熔點 90°C) 與合成蠟 (熔點 75-110°C) 有助於高溫屬性與較佳內聚力，故採用高熔融微晶蠟 (熔點 90°C) 與合成蠟 (熔點 75-110°C)。由於高熔融石蠟 (熔點 65-70°C) 的屏障性、抗黏性、熱封性、與低成本等特點，所以高熔融石蠟廣泛用於熱熔膠塗層。
當聚烯烴熱熔膠內使用費托蠟 (例如Sasol Wax GmbH (德國漢堡) 或Sasol South Africa Limited (南非Sasolburg) 所生產的 SASOLWAX H1、SASOLWAX C105/H105 與／或 SASOLWAX C80/C80M (但C80M 為不含氫的 C80)) 時，費托蠟能提供較短的凝固時間、高裂解溫度、與良好的 SAFT 與 PAFT 值。SARAWAX SX105 是由殼牌公司所生產的費托蠟。
凝固時間是指用黏著劑接合兩片或更多片基材時，形成可接受黏合所要花費的時間。可在 170°C 下藉由 ITW Dynatec 黏膠測試裝置來判定凝固時間。在0.1 秒鐘的晾置時間以及泵速率定為25 rpm下施加特定力量時，改變施壓時間就能決定凝固時間。為了補償紙張變異與環境條件，需依據基準每天判定該施加的力道。凝固時間等於將使用之單槽瓦楞紙板的纖維撕裂50%的施壓時間。
依據 US20090203847 所說明之方法，初始溫度為 40°C (持續維持 20 分鐘)、然後每小時提高溫度 12°C、以及將 100 g 重量黏附於烤箱內的測試片，就能判定裂解溫度。裂解溫度是指當樣品黏接失效的烤箱標示溫度，而且裂解溫度表示該樣品的耐熱性。在 170°C 下對單槽瓦楞紙板施用膠珠來製備測試片。施用黏著劑後，要立即將另一塊瓦楞紙片放置在膠珠上，並以 100 g 重量壓在上方。測試前要使該黏接保持至少 24 小時。
根據 ASTM D 4498，在初始溫度 40°C (持續維持 25 分鐘)、然後每小時提高溫度 30°C、以及將 500 g 重量黏附於測試片，就能判定剪切黏著失效溫度 (SAFT)。 藉由 ITW Dynatec 黏膠測試裝置，以 200 N 的壓縮力、0.1 秒鐘的晾置時間、按壓時間等於凝固時間加一秒鐘、以及泵速率定為 15  rpm下製備牛皮紙測試片。
根據調整 ASTM D4498，在初始溫度50°C (持續維持 15 分鐘)、然後每小時提高溫度 30°C、以及將100 g 重量黏附於測試片，就能判定剝離黏著失效溫度 (PAFT)。藉由 ITW Dynatec 黏膠測試裝置，以 200 N 的壓縮力、0.1 秒鐘的晾置時間、按壓時間等於凝固時間加一秒鐘、以及泵速率定為 15  rpm下製備牛皮紙測試片。
然而，正如其它有機材料一樣，蠟易受自然氧化的影響，而且經過一段時間後會喪失其初始特性。這可能會導致蠟單獨褪色、或使蠟連同聚合物褪色。通常可在更高溫度下執行熱老化，例如在170°C 下持續四天化來檢查這類效應。
在高溫下造成熱分解時，發生在烴蠟中的典型化學過程是依據自由基鏈機制，即自由基和烴鏈反應，使烴鏈斷裂並形成較短的鏈與／或不飽和鏈，然後不飽和鏈會再度和氧反應而形成氧化物，主要就是氧化物導致褪色 與／或發出異味。
通常可根據定義於標準 ASTM D 156 中的賽氏色度表判定包含蠟在內之石油基產品的顏色。該表的範圍從 +30 (最亮等級) 到 -16 (最暗等級)。通常費托蠟的賽氏色度介於 0 至 +30 之間，然而氫化作用會提高其數值，通常會達到 +26 至 +30。
在熱熔膠中，通常會根據一維加納色度 (Gardner scale) 來評量顏色，加納色度可測量黃顏色的陰影 (ASTM D 1544)，但這只能用於透明液體，這表示必須使黏著劑達到熔化狀態，而且結果並不夠準確。
聚合物產業已知其它判定顏色的方法，尤其是判定熱熔膠合成物是否褪色的方法，例如可測量CIELab 值 (ASTM D 2244)。這方面也和人類視覺的主觀顏色與亮度感知相關。該法是用數位相機製做相關樣品的圖片，而且要利用適當的軟體 (例如 ImageJ 或 Adobe Photoshop) 將該數位影像的RGB 顏色轉換為CIELab 值。這樣會得到下列值：L 為亮度、a 表綠與洋紅、b 表黃與藍，但最暗黑色時 L 等於 0，而最亮白色時 L 等於 100。這些值可用來繪出熱熔膠樣本在某特定溫度下經過一段時間後褪色的狀況，例如放在 170°C 的烤箱內。可根據以下公式 1，算出在不同時間點對樣本的相對顏色感知變化，並且繪出一段時間後的變化情形。所繪數據之線性擬合梯度能得出該相應樣本之平均線性褪色率。
Figure 02_image001
公式 1
由於相對顏色變化也強烈取決於該些該熱熔膠合成物的混合狀態以及個別樣本的熱老化史，因此不同褪色延續狀態的絕對數據不能直接彼此相互比較，而是只用於相同褪色延續狀態內的樣本數據可相比。
通常可採用各類抗氧化劑與／或穩定劑以改善各種熱熔膠與／或蠟的熱穩定度。然而在高溫處理時，使用分子量高且不易揮發的抗氧化劑，例如 Irganox 1010，明顯勝過易揮發的抗氧化劑。
先前技術已經找到方法來修正聚合物本身，或一般而言可使用複合穩定劑系統來改善顏色穩定性，特別是應用在熱熔膠內。
例如 US20130253105A1 揭露將包含聚烯烴均聚物與共聚物、以及聚苯醚的聚合物合成物暴露於 75°C 熱源達 158 小時後，大體上無顯現斑點，而且CIELab色偏 (　E) 為3 或小於 3。
US4835200 揭露含有一種嵌段共聚物之多種顏色穩定的熱熔膠，而該嵌段共聚物是利用溴化物偶聯劑、增黏樹脂、與有效劑量的穩定劑合成物所製備。該黏著劑合成物也可選擇含有石油所衍生的蠟。該合成物在 177°C 下維持特定時間 (24 與 48 小時) 而完成熟化後，藉由比較加納色度 (Gardner color) 的增加情形就能判定顏色穩定性。
US5266649 揭露多種顏色穩定的雙烯聚合物、以及含有該些雙烯聚合物的各種熱熔膠，但顏色穩定性是出自於採用聚合該些雙烯以及抗氧化劑的一種特定矽烷偶聯劑，而且將該聚合物加熱至 177°C時，加納色度隨時間推移而緩慢增加而反應出該顏色穩定性。US5266649 並未使用蠟。
EP2723825B1 揭露包含功能性聚乙烯與丙烯-α-烯烴聚合物的各種熱熔膠合成物，其中是以一種自由基引發劑進行改性。該黏著劑可進一步包含至少一種費托蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、與馬來酸酐聚丙烯蠟。該些相應黏著劑合成物在 177°C 下持續48 與 96 小時而完成熟化後，可判定其加納色度的增加狀況。
EP2292712A1 揭露在其它抗氧化劑後接著使用碳二亞胺而做為熱熔膠中的顏色穩定劑。該熱熔膠在 130°C 下進行熱老化後，可使用CIELab-color scheme 測量顏色的變化，並且在執行老化前與老化後能直接比較L、a、與 b 值。
然而，目前仍有需要提供各類蠟來減少含該些蠟之熱熔膠的褪色情形。
根據本發明的概要含義而令人意想不到地發現：在生產多種熱熔膠合成物時使用一種含氫費托合成蠟能修正多種聚烯烴熱熔膠的褪色，其中該含氫費托合成蠟具以下特性。 -   冷凝點的範圍介於 75 至 110°C； -   根據ASTM D 156  的賽氏色度小於或等於 29；以及 -   多分散性DM = 介於 1.02 與 1.06之間的Mw/Mn。
因此，依據本發明的概要含義而提供使用描述類別的一種含氫費托合成蠟以修正多種聚烯烴熱熔膠的褪色。
此外，本發明也提供使用描述類別的一種含氫費托合成蠟而修正多種聚烯烴熱熔膠褪色的一種流程。
該使用與流程可包括將描述類別的一種含氫費托合成蠟與一種合成物混合，從而產生一種聚烯烴熱熔膠，其中該合成物包含至少一種聚烯烴聚合物。
「修正」－即修改多種聚烯烴熱熔膠的褪色，表示在褪色情況呈現不希望發生的特性下，該費托合成蠟能改善多種聚烯烴熱熔膠的褪色特性。因此，褪色的改善可包括在一段時間後減少 (降低) 多種聚烯烴熱熔膠的褪色。
根據本發明另一特定含義所提供之一種聚烯烴熱熔膠合成物包含至少一種聚烯烴聚合物以及一種含氫費托合成蠟，其特性如下： -   冷凝點的範圍介於 75 至 110°C； -   根據ASTM D 156  的賽氏色度小於或等於 29；以及 -   多分散性DM = 介於 1.02 與 1.06之間的Mw/Mn。
根據本發明又一特定含義而提供一種修正聚烯烴熱熔膠褪色的方法，該方法包括將一種含氫費托合成蠟與一種合成物混合，從而產生一種聚烯烴熱熔膠，而該合成物包含至少一種聚烯烴聚合物，其中該含氫費托合成蠟的特性如下： -   冷凝點的範圍介於 75 至 110°C； -   根據ASTM D 156 的賽氏色度小於或等於 29；以及 -   多分散性DM = 介於 1.02 與 1.06之間的Mw/Mn。
因此，該方法包括產生一種合成物，該合成物包含至少一種聚烯烴聚合物與所描述類別的一種含氫費托合成蠟。
根據本發明再一特定含義而提供一種產生多種聚烯烴熱熔膠的方法，該方法包括將一種含氫費托合成蠟與一種合成物混合，從而產生一種聚烯烴熱熔膠，而該合成物包含至少一種聚烯烴聚合物，其中該含氫費托合成蠟的特性如下： -   冷凝點的範圍介於 75 至 110°C； -   根據ASTM D 156的賽氏色度小於或等於 29；以及 -   多分散性DM = 介於 1.02 與 1.06之間的Mw/Mn。
因此，該方法包括產生一種合成物，該合成物包含至少一種聚烯烴聚合物與所描述類別的一種含氫費托合成蠟。
獨創選擇的該含氫費托合成蠟 (以下稱之為費托蠟) 能提供一種優異的熱熔膠，該熱熔膠能在一段時間後達到降低褪色，特別是在各種溫度狀態下。
無需使用各類特定聚合物與／或穩定劑系統來改善顏色的穩定性。獨創使用的該些費托蠟能降低該熱熔膠合成物的褪色，而且無需修改該配方成分本身。這是一種便宜且有效的方法。
較佳者，可利用該熱熔膠合成物之CIELab 值在某特定溫度 (例如在 170°C 的烤箱內) 一段時間後的變化而判定該褪色程度。根據前述公式 1，算出在多個特定時間點時該熱熔膠合成物的相對顏色百分比變化，並且繪出一段時間的相對顏色百分比變化情形。所繪數據之線性擬合梯度能得出該相應熱熔膠合成物之平均線性褪色率。
要獲得多種費托蠟可藉由費托合成的方式，較佳者可根據本發明，即界定為以合成氣(CO 與 H2) 的鈷或鐵催化費托合成之各種碳氫化合物到各種烷類。該合成的粗產物可藉由蒸餾而分離成液體與各種固體部分，並進而執行氫化處理。該些碳氫化合物主要包含各種正烷烴、少量的支鏈烷、以及基本上無環烷或雜質，例如硫或氮。
各類費托蠟是由亞甲基單元所組成，而且根據一項實施例，其碳鏈長度分布的特性是該相關特定碳原子鏈長度均勻遞增或遞減量的分子。執行蠟的氣相色譜分析就能發現這類現象。
較佳者，各類費托蠟具有支鏈烴的含量為介於 10 至 25 wt.-% 之間。較佳者，該費托蠟的支鏈分子達到 10 wt.-% 以上；最佳者，該費托蠟的支鏈分子包括帶有甲基支鏈25 wt.-% 以上的分子。此外，較佳者，該費托蠟的支鏈分子不包括季碳原子。執行蠟的核磁共振測量就能發現這類現象。
較佳者，該費托蠟的冷凝點介於 90 至 105°C。
較佳者，根據 ASTM D 156 之該費托蠟的賽氏色度低於或等於 10。
較佳者， 該費托蠟的多分散性 DM = 介於 1.03 與 1.05之間的Mw/Mn。
在本發明的多個較佳實施例中，該費托蠟具有之分子量 (數均分子量) 介於 500 與 1200 g∙mol-1 之間，較佳者介於 600 與 1000 g∙mol-1 之間，而最佳者介於 880 與 920 g∙mol-1 之間。
在本發明的多個較佳實施例中，該費托蠟可額外具備彼此獨立的一或多種以下特性： -   以差示掃描量熱法所判定之熔解熱為 200 至 250 J/g 之間，較佳者介於 207 至 245 J/g 之間，更佳者介於 210至 240 J/g 之間，最佳者介於 220至 235 J/g之間； -   在 25°C 下，穿刺度低於或等於 5 1/10 mm，較佳者低於或等於 1 1/10 mm； -   在 40°C 下，穿刺度低於或等於 10 1/10 mm；以及 -   在 135°C 下，布氏黏度 (Brookfield viscosity) 高於或等於 10 mPa∙s，較佳者高於或等於 12 mPa∙s。
在又一較佳實施例中，該聚烯烴熱熔膠合成物中的費托蠟使用量為 2 至 40 wt.-%，較佳者為 5 至 30 wt.-%。
該熱熔膠合成物中至少有一種聚烯烴聚合物。
較佳者，該熱熔膠合成物包括至少一種聚烯烴聚合物，該聚烯烴聚合物的含量介於 20 至 80 wt.-% 之間，更佳者介於 40 至 50 wt.-% 之間。
可選擇在該熱熔膠合成物中包含一種抗氧化劑，較佳者，該抗氧化劑的含量介於 0.1 至 2 wt.-% 之間。
此外，該合成物可包含一種增黏劑，較佳者，該增黏劑的含量介於 10 至 50 wt.-% 之間，更佳者可介於 20 至 40 wt.-% 之間，與／或該合成物可包含一種處理油，較佳者，該處理油的含量介於 5 至 15 wt.-%之間。
該增黏劑可選自：芳香族、脂肪族、與脂環族碳氫樹脂、混合芳香族與脂肪族改性碳氫樹脂、芳香族改性脂肪族碳氫樹脂、以及含氫的以上各類樹脂；萜烯、改性萜烯、以及含氫之上述化合物；天然松香、改性松香、松香酯、以及含氫之上述化合物；低分子量 聚乳酸；以及以上各種化合物的組合。
該處理油可選自：礦物油、環烷基油、石蠟油、芳香油、蓖麻油、菜籽油、三酸甘油、或上述各種油的組合。熟悉該技術領域之人士應領會各類處理油也可包括普遍用於黏著劑的填充油。
該黏著劑化合物內的聚烯烴聚合物可選自於無定型聚-α-烯烴共聚物 (APAO)、聚丙烯均聚物、或聚丁烯均聚物，較佳者，可選自於乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、或乙烯辛烯共聚物所構成之的群組，更佳者，其中的乙烯或丙烯含量為大於或等於 50 wt.-%。
本發明所提到的所有冷凝點是根據 ASTM D 938 所測量，而且該些聚合物的所有環球軟化點是根據 ASTM E 28 所測量。
該些聚合物在 190°C、以及該些費托蠟在 135°C 時的布氏黏度是根據 ASTM D 3236 以spindle 27 所測量。該些費托蠟的黏度是根據 ASTM D 445 所測量。
在 25°C 時的針穿刺度是根據 ASTM D 1321 所測量，而該些聚合物的玻璃化轉變點是根據 ASTM D 3418 所測量。
該些費托蠟的摩爾質量 (數均質量) 與異烷烴含量是根據歐洲蠟聯合會的 EWF Method 001/03 以氣相色譜分析所判定。該多分散性 DM = 該些費托蠟的Mw/Mn 是依據該數據所計算。
以差示掃描量熱法所決定之熔解熱是根據 ASTM E 793 所測量。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「橫向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
各種聚合物 (參見表1) 與費托蠟 (參見表2) 是用來以熔融摻混製備各類熱熔膠合成物 (以下有時稱之為 “各配方成分”) (參見表 3 至 5)。
該熔融摻混是設定溫度為150°C 下在一台混合槽內執行。第一步驟是在轉速 60 rpm 下混合抗氧化劑、一半劑量的聚合物、與一半劑量的蠟持續 10 分鐘，直到該聚合物完全熔化。第二步驟是加入一半劑量的樹脂並且在轉速 60 rpm 下混合 15 分鐘。第三步驟是加入剩餘之聚合物與蠟，然後在轉速 60 rpm 下混合 10 分鐘直到完全熔化。 最後一步驟是將該混合物轉移到防黏涂層容器中冷卻與凝固。 表1：所用各種聚合物的數據
  Affinity GA 1950 Koattro PB M 600M Vistamaxx 8880
布氏黏度 @190°C [mPa∙s] ASTM D 3236 17000 @177°C 13500 1200
R&B 軟化溫度 [°C] ASTM E 28 70 n.d. 97
密度 [g∙cm-3 ] 0.874 0.89 0.879
Tg [°C] ASTM D 3418 -56.1 n.d. -22
表2：所用各種費托蠟的數據
  SX 105-1 C105-1 C105-2 C105-3 C105-4 C80 C80M
冷凝點 [°C] ASTM D 938 101 102 102 102 102 83 78
賽氏色度 ASTM D 156 30 3 21 23 26 28 16
布氏黏度 @135°C [mPa∙s] 10.9 13.0 13.0 13.0 13.0 4.0 3.7
穿刺度 @25°C [1/10 mm] ASTM D 1321 1 1 1 1 1 7 7
穿刺度 @65°C [1/10 mm] ASTM D 1321 9 9 9 9 9 66 51
摩爾質量 (數均質量) [g∙mol-1 ] 920 900   900 900 900 600 600
異烷烴 [wt.-%] 10 10 10 10 10 12.4 12.4
多分散性 1.069 1.038 1.038 1.038 1.038 1.023 1.023
表3：含 Affinity GA 150之各種熱熔膠的合成物
配方成分 1 comp. 2 comp. 3 comp. 4 5 6 7
聚合物 (Affinity GA 1950) 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5
增黏劑 (Eastotac H130W) 34 34 34 34 34 34 34
抗氧化劑 (Irganox 1010) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
C80M 20            
C80   20          
SX105     20        
C105-1       20      
C105-2         20    
C105-3           20  
C105-4             20
表4：含 Koattro PB M 600M之各種熱熔膠的合成物
配方成分 8 comp. 9 comp. 10 comp. 11 12 13
聚合物 (Koattro PB M 600M) 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5
增黏劑 (East otac H130W) 34 34 34 34 34 34
抗氧化劑 (Irganox 1010) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
C80M含 20          
C80   20        
SX105     20      
C105-1       20    
C105-3         20  
C105-4           20
表5：含Vistamaxx 8880之各種熱熔膠的合成物
配方成分 14 comp. 15 comp. 16 comp. 17 18
聚合物 (Vistamaxx 8880) 45.5 45.5 45.5 45.5 45.5
增黏劑 (Eastotac H130W) 34 34 34 34 34
抗氧化劑 (Irganox 1010) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
C80M 20        
C80   20      
SX105     20    
C105-3       20  
C105-4         20
所有配方成分會放入 170°C的烤箱內執行96 小時的熱老化處理。在特定時間範圍內將熱熔膠碇投入一台矽膠模具以產生用於顏色穩定度分析的測試樣本。然後該些測試樣本要在特定狀態下與未經過熱老化處理之樣本比較，以獲取比較結果。用數位相機將對應樣本拍照，並以ImageJ軟體轉換為CIELab 值的RGB 顏色，就能判定該些測試樣本之CIELab 顏色值。根據以下公式計算並繪出一段時間後的相對顏色百分變化。所繪數據之線性擬合梯度能得出各配方成分之平均線性褪色率 (參見表 6 至 8)。
Figure 02_image001
表6：配方成分 1 至 7 的平均線性褪色率
配方成分 平均線性褪色濾
  Run 1 Run 2
1 comp. 0.28  
2 comp. 0.25  
3 comp. 0.15    0.28
4   0.32
5   0.29
6 0.13  
7            0.34
表7：配方成分 8 至 13 的平均線性褪色率
配方成分 平均線性褪色濾
  Run 1 Run 2
8 comp. 0.27  
9 comp. 0.20  
10 comp. 0.27     0.30
11   0.22
12 0.12  
13   0.19
表8：配方成分 9 至 18 的平均線性褪色率
配方成分 平均線性褪色濾
  Run 1 Run 2
14 comp. 0.29   
15 comp. 0.19  
16 comp. 0.19     0.24
17 0.10  
18             0.26
由這些數據可清楚得知：該些費托蠟的冷凝點對降低各種熱熔膠的褪色很重要 (冷凝點越高效果越好)，而且該些蠟是否含氫也很重要。然而卻也發現：單獨做過氫化處理不能保證其效果，各種低賽氏色度的含氫蠟比類似之高賽氏色度蠟在降低褪色的表現更為優異。不受理論的約制，可對此假定其理由是對應蠟的碳鏈分布、以及多分散性值較小所代表的碳鏈分布較窄要比所用蠟的賽氏色度較低更為重要。
以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。

Claims (13)

  1. 含氫費托合成蠟應用於聚烯烴熱熔膠合成物以修正該熱熔膠合成物的褪色，其中該含氫費托合成蠟的特性如下： 冷凝點的範圍介於 75 至 110°C； 根據ASTM D 156  的賽氏色度小於或等於 29；以及 多分散性DM = 介於 1.02 與 1.06之間的Mw/Mn。
  2. 如請求項1所述之應用，其中該含氫費托合成蠟具有之分子量 (數均分子量) 介於 500 與 1200 g∙mol-1 之間，較佳者介於 600 與 1000 g∙mol-1 之間，而更佳者介於 880 與 920 g∙mol-1 之間。
  3. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟具有支鏈烴的含量介於 10 至 25 wt.-% 之間。
  4. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟的冷凝點介於 90 至 105°C之間。
  5. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟根據 ASTM D 156 之的賽氏色度低於或等於 10。
  6. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟的多分散性 DM = 介於 1.03 與 1.05之間的Mw/Mn。
  7. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟進一步具有以下一或多種屬性： 以差示掃描量熱法所判定之熔解熱為 200 至 250 J/g 之間，較佳者介於 207 至 245 J/g 之間，更佳者介於 210至 240 J/g 之間，最佳者介於 220至 235 J/g之間； 在 25°C 下，穿刺度低於或等於 5 1/10 mm，較佳者低於或等於 1 1/10 mm； 在 40°C 下，穿刺度低於或等於 10 1/10 mm；以及 在 135°C 下，布氏黏度高於或等於 10 mPa∙s，較佳者高於或等於 12 mPa∙s。
  8. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該含氫費托合成蠟在該聚烯烴熱熔膠合成物中的使用量為 2 至 40 wt.-%之間，較佳者為 5 至 30 wt.-% 之間。
  9. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該熱熔膠合成物中至少有一種聚烯烴聚合物，較佳者，該聚烯烴聚合物的含量介於 20 至 80 wt.-% 之間，更佳者其含量介於 40 至 50 wt.-% 之間。
  10. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該熱熔膠合成物中含有一種抗氧化劑，較佳者，該抗氧化劑的含量介於 0.1 至 2 wt.-% 之間。
  11. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該熱熔膠合成物含有一種增黏劑，較佳者，該增黏劑的含量介於 10 至 50 wt.-% 之間，更佳者可介於 20 至 40 wt.-% 之間。
  12. 如前述請求項中任一項所述之應用，其中該熱熔膠合成物含有一種處理油，較佳者，該處理油的含量介於 5 至 15 wt.-%之間。
  13. 如請求項9所述之應用，其中該聚烯烴聚合物可選自於無定型聚-α-烯烴共聚物 (APAO)、聚丙烯均聚物、或聚丁烯均聚物所構成之的群組，較佳者，可選自於乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、或乙烯辛烯共聚物所構成之的群組，更佳者，其中的乙烯或丙烯含量為大於或等於 50 wt.-%。
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