用于降低多层基材的基重的水基粘合剂及其用图_2

文档序号:8367112阅读:来源:国知局
合物中,并且优选的是,存在量为在组合物固化之前粘合剂组合物的约50重量%到约 99. 5重量%。取决于乳液聚合物,基于乳液聚合物,固体水平从约40重量%到约60重量% 变化。乳液聚合物组分可W包括任何所需的聚合物组分,包括己酸己締醋己締分散体、聚己 酸己締醋、聚己酸己締醋聚己締醇、经糊精稳定的聚己酸己締醋、聚己酸己締醋共聚物、己 酸己締醋-己締共聚物、己締基丙締酸、苯己締丙締酸、丙締酸、苯己締了基橡胶、聚氨醋和 它们的混合物。特别优选的乳液聚合物组分是己酸己締醋己締分散体和聚己酸己締醋。
[0020] 所述粘合剂组合物包含多个预膨胀的微球或可膨胀的微球。预膨胀的微球已经完 全膨胀并且不需要进行进一步膨胀。可用于本发明的可膨胀的微球应能够在热和/或福射 能量(包括例如微波、红外线、射频和/或超声能量)的存在下在尺寸上膨胀。可用于本 发明的微球包括例如可热膨胀的聚合物微球,包括具有姪核和聚丙締膳壳的那些(例如W 商品名Dualite⑩出售的那些)W及其它类似的微球(例如W商品名Expancel?出售的那 些)。可膨胀的微球可具有任何未膨胀的尺寸,包括直径为约12微米到约30微米。在存在 热的情况下,本发明的可膨胀的微球的直径能够增加约3倍到约10倍。也就是说,可膨胀 的微球的直径可W膨胀起始直径的约300%到起始直径的约!,000%,最优选的是,可膨胀 的微球的直径可W膨胀起始直径的约350 %到约600 %。在粘合剂组合物中的微球膨胀后, 粘合剂组合物变成具有改善的绝缘性的泡沫状材料。优选的是,如下文将要解释的,微球的 膨胀在部分固化的粘合剂组合物中发生。
[0021] 可膨胀的微球具有特定的开始膨胀的温度和已经达到最大膨胀的第二温度。不同 等级的微球具有不同的膨胀温度订。^)和最大膨胀温度(TmJ。例如,一种特别有用的微球 具有约80°C的和约120°C的Tm",而另一种有用的微球具有约135°C的和约200°C的 Tm"。尽管在本发明中可W使用任何特定等级的微球,但在配制和加工时应考虑微球的Lyp 和Tm"。优选的是,该些微球开始膨胀的温度(T,yp)是约80°C到约135°C。微球达到最大膨 胀的温度(TmJ优选为约120°C到约200°C。
[0022] 尽管对具体微球W及它们各自的T。,。和Tm"的选择对本发明并不关键,但处理温 度可根据该些温度而改变。在粘合剂组合物完全干燥之前,该些微球能够在组合物内移动, 并且能够膨胀。然而,一旦粘合剂组合物完全干燥,微球基本上锁定就位,从而使得其膨胀 即便有可能也是困难的。
[0023] 取决于组合物中所使用的具体的可膨胀的微球,组合物中的微球的所需量可W改 变。已发现,如果粘合剂组合物包含的可膨胀的微球的浓度太高,在微球膨胀后粘合性和强 度会不足够。然而,如果可膨胀的微球的浓度太低,所得粘合剂的膨胀会不足够,因此热绝 缘性会不足够。因此,当确定组合物中可膨胀的微球的最佳浓度时,必须考虑加载水平和膨 胀比W及在加载水平下的膨胀比和温度等。如果微球的膨胀比较低,则在粘合剂组合物中 的浓度会较高,反之,如果微球的膨胀比较高,则在粘合剂组合物中的浓度会较低。
[0024] 在优选实施方案中,优选的是,粘合剂组合物中存在的微球的体积是完全干燥 (固化)后的粘合剂的约10V/V%到约50V/V%,优选约20V/V%到约40V/V%。粘合剂中的 可膨胀的微球的量可W根据微球的完全膨胀的尺寸进行调整。对于包含在Tm"下的直径膨 胀比为约370%的可膨胀的微球的实施方案,微球可W在组合物固化之前粘合剂组合物的 约0. 5重量%到约5重量%的量存在。对于包含在Tm"下的直径膨胀比为约470%的可膨 胀的微球的实施方案,微球可W在组合物固化之前粘合剂组合物的约0. 5重量%到约3重 量%的量存在。在存在较低加热能力的系统中,优选的是包含较高浓度的可膨胀的微球,例 如在组合物固化之前粘合剂组合物的不超过8重量%。可膨胀的微球的膨胀比和微球的加 载水平彼此相关。优选的是,粘合剂组合物中的微球的浓度应落在该两个区域之间。该使 膨胀、绝缘性和强度与所得泡沫状粘合剂的粘合性达到平衡。
[0025] 所述粘合剂组合物任选地包含增塑剂。例示性增塑剂是可作为Benzoflex⑧购得 的二苯甲酸醋,例如二己二醇二苯甲酸醋、二丙二醇二苯甲酸醋等。
[0026] 所述粘合剂组合物在配制物中可W任选地包含任何极性溶剂,特别是水。
[0027] 所述粘合剂组合物还任选地包含任何增粘剂、保湿剂化umectants)、防腐剂,例如 抗氧化剂、杀生物剂;填料、颜料、染料、稳定剂、流变改性剂、聚己締醇和它们的混合物。该 些组分可W在组合物固化之前粘合剂组合物的约0. 05重量%到约15重量%的量包含在 内。例示性防腐剂包括1,2-苯并异唾挫咐-3-酬、5-氯-2-甲基-4-异唾挫咐-3-酬和 2-甲基-4-异唾挫咐-3-酬。通常,防腐剂可W在组合物固化之前粘合剂组合物的约0. 05 重量%到约0. 5重量%的量使用。
[002引尽管粘合剂可在室温下开始聚结(coalesce),但粘合剂组合物仍然可W具有高的 水分含量,并且基本上为流体。对于具有可膨胀的微球的粘合剂,在完全干燥粘合剂之前, 将一定形式的能量引入粘合剂中W使微球膨胀。所述能量形式通常为热或福射。对于含有 预膨胀的微球的粘合剂,不需要额外的能量形式。
[0029] 对于含有可膨胀的微球的粘合剂和含有预膨胀的微球的粘合剂,可W使用加热器 和风扇驱除过量的水W帮助干燥粘合剂。在特别优选的制造产品的实施方案中,可将粘合 剂组合物施加到基材的一个或多个表面,并经受足W使粘合剂聚结的热量。在粘合剂聚结 开始时并且在粘合剂仍然基本上呈流体状时,粘合性可帮助将粘合剂和微球保持就位,但 容许微球自由膨胀。然后,可将热量升高到足W使微球膨胀的温度。优选将加热器设定到 微球的至Tm"的温度范围。最后,可将热量再次升高到足W将水从粘合剂组合物中完全 驱除出来的温度。可W通过任何期望的方法加热,包括在烘箱中或通过使用加热漉。应当 指出的是,各个阶段(开始固化、微球膨胀和完全干燥粘合剂)可通过福射能量(作为直接 加热的替代或与直接加热一起)来实现。也就是说,例如,各个步骤可W通过使用微波或射 频福射来实现。此外,所述方法可包括加热和施加福射的任何组合。例如,粘合剂的初始聚 结可W通过直接加热来实现,而微球的膨胀可W通过施加福射能量来实现。
[0030] 所述组合物可W根据需要包含其它添加剂W增加粘合剂的聚结。
[0031] 与不具有微球的粘合剂相比,本发明的具有微球的粘合剂在升高的温度下具有更 高的强度。本领域技术人员预期,在升高的温度下,粘合剂的强度会随微球的添加而降低。 令人惊奇的是,与不具有任何微球的粘合剂相比,在约50°c到约180°C的温度下,本发明的 粘合剂在较高的微球加载下具有更高的模量,如图1中所示。本发明的粘合剂特别适用于 通常指定在升高的温度下使用并且需要热绝缘性的绝缘包装。
[0032] 本发明提供制备用于低基重基材的具有改善的绝缘性和足够的强度的粘合剂组 合物的方法。一种方法包括组合乳液聚合物组分、多个可膨胀的微球和任选存在的增塑剂、 W及极性溶剂、增粘剂、保湿剂、防腐剂或填料,W形成混合物。另一种方法包括;首先组合 乳液聚合物组分和任选存在的增塑剂、极性溶剂、增粘剂、保湿剂
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