热塑性聚氨酯的制作方法

文档序号:12284697阅读:610来源:国知局

TPU是现有技术已知的,且可用于各种产品。TPU通常是多嵌段共聚物,其通过线性聚合物二醇、异氰酸酯和作为扩链剂的通常具有两个伯OH基团的低分子量二醇例如1,4-丁二醇的一步或两步反应(加聚)来制造的。常规的TPU具有良好的韧性、强度、耐磨耗性、透明性、低温韧性和耐化学性。这些物理性质能够适合于期望的最终用途。例如,TPU可用于可任选含有其它添加剂的热熔性粘合剂组合物中。

尽管这些TPU材料的机械性质良好,但所述材料难以加工。它们要求高于160℃、通常180℃至220℃的加工温度,并且它们在该高温范围内具有非常高的熔体粘度,通常大于100,000至500,000mPas。为了熔化这些材料,以使它们充分柔软以能够流动施加,同时要求高温和高剪切速率。因此,在这些TPU的制造和这些TPU的使用中,使用昂贵的挤出机加工这些TPU。此外,这些聚合物具有低热稳定性,即当它们在高加工温度下保持较长时间时,聚合物链降解至较低的分子量,导致熔体粘度和机械性质均大幅度降低。由于在制造中的非常高粘度、高剪切速率和差的热稳定性,这些TPU不能在用于典型的热塑性热熔性粘合剂的标准施加设备中使用。

基于TPU的粘合剂组合物是现有技术已知的。例如,现有技术文献WO 2011169012 A1公开了使用热熔性粘合剂作为层压粘合剂,其中所述热熔性粘合剂在140℃下的粘度为10000mPas至150000mPas,并且含有至少75重量%的平均分子量为5000-40000g/mol的热塑性聚氨酯(TPU)。

本发明的目的是提供TPU,其在用作热熔性粘合剂的基础时提供低施加粘度与高水平的粘合性和/或内聚性的组合。此外,本发明的另一目的是提供基于TPU的热熔性粘合剂,其不需要挤出机来施加所述热熔性粘合剂组合物。在这点上,已经令人惊讶地发现,根据本发明的热熔性粘合剂组合物可在用于加工常规热塑性热熔性粘合剂如聚烯烃、橡胶、EVA和丙烯酸系的标准加工设备中使用,而不需要高热和高剪切。

这些目的通过可通过如权利要求中限定的特定方法获得的根据本发明的TPU来解决。

根据本发明的热塑性热熔性粘合剂是可熔融的,但其基本上不含可在施加后交联的反应性官能团。根据本发明的热熔性粘合剂组合物应包含根据本发明的至少一种热塑性聚氨酯(TPU)和任选存在的将在以下详细定义的其它添加剂。

在本说明书中,单数和"至少一个/种"与术语"一个/种或多个/种"相同,并且可互换地使用。

本发明的范围内的术语"基本上不含"将被解释为,基于组合物的总重量,所述组合物含有小于5重量%、小于4重量%、小于3重量%、小于2重量%、小于1.5重量%、小于1重量%、小于0.75重量%、小于0.5重量%、小于0.25重量%、小于0.1重量%的量的相应化合物,其中所述量分别以递减顺序更优选。例如,4重量%比5重量%更优选,和3重量%比4重量%更优选。

本发明的范围内的术语"基本上"将被解释为,基于组合物的总重量,所述组合物含有大于95重量%、大于96重量%、大于97重量%、大于98重量%、大于99重量%和大于99.5重量%的量的相应化合物,其中所述量分别以递增顺序更优选。例如,98重量%比97重量%更优选,和97重量%比96重量%更优选。

本发明的范围内的术语"约"将被解释为,分别跟随术语“约”的量的±2%、±1%、±0.75%、±0.5%、±0.25%、±0.1%,其中所述量分别以递减顺序更优选。

除非另外明确说明,简称"TPU"将解释为表示"至少一种TPU"。

特别是,本发明涉及热塑性聚氨酯,其中所述热塑性聚氨酯可通过包含下述步骤的方法来获得的:

a)使包含至少一种聚酯多元醇和至少一种多异氰酸酯的混合物反应;和

b)使步骤a)的反应产物与至少一种含有至少伯和仲OH基团的取代或未取代的二醇反应。

此外,本发明涉及包含根据本发明的热塑性聚氨酯的热熔体组合物。

此外,本发明涉及将根据本发明的热熔性粘合剂组合物施加至基材的方法,其包含下述步骤:

1)在没有搅拌或剪切下,在加热的容器中将所述热熔性粘合剂组合物熔融;

2)通过齿轮泵或活塞泵,将步骤1)中熔融的热熔性粘合剂组合物泵送通过加热的软管;和

3)通过喷嘴、辊或喷头,将所述热熔性粘合剂组合物施加到基材上。

另外,本发明涉及根据本发明的热熔性粘合剂组合物用于装订、木材粘合、平面层压、软质包装、成型包装、封边、织物层压、低压模塑和鞋类的用途。

本发明的其它优选的实施方式阐明在从属权利要求中。

根据本发明的热熔性粘合剂组合物必须含有至少一种可根据如权利要求中所阐明的步骤获得的TPU。

在优选的实施方式中,根据本发明的热熔性粘合剂组合物包含具有至少25,000g/mol的数均分子量(Mn)的根据本发明的TPU(TPU(A));和具有小于25,000g/mol的数均分子量(Mn)的根据本发明的TPU(TPU(B))。该热熔性粘合剂组合物可优选具有重量比为5:95至95:5的(A)与(B)。在优选的实施方式中,(A)具有至少30,000g/mol、优选至少35,000g/mol的数均分子量(Mn)。在其它优选的实施方式中,(B)具有小于20,000g/mol、优选小于15,000g/mol的数均分子量(Mn)。

所述聚氨酯由至少一种聚酯多元醇、至少一种多异氰酸酯和至少一种特定二醇形成。作为原材料,可使用在热塑性聚氨酯领域中技术人员已知的相应化合物。

根据本发明的至少一种TPU具有2,500-80,000g/mol的数均分子量(Mn,通过GPC测定)。在更优选的实施方式中,所述Mn在具有选自3,000、5,000、7,500、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000和35,000g/mol的下限和选自75,000、70,000、60,000、50,000、40,000、35,000、30,000、25,000和20,000g/mol的上限的任何组合的范围内。在甚至更优选的实施方式中,所述范围为5,000-40,000g/mol。在最优选的实施方式中,所述范围为10,000-30,000g/mol。

在步骤a)中,多异氰酸酯的NCO基团与聚酯多元醇的OH基团的摩尔比优选是1.1:1至3.0:1,更优选1.5:1至2.5:1。

在步骤b)中,步骤a)中获得的化合物的NCO基团与至少一种含有至少伯和仲OH基团的取代或未取代的二醇的OH基团的摩尔比优选小于1.0:1,更优选0.5:1至0.95:1,最优选0.65:1至0.90:1。

根据本发明的TPU的主要组分为聚酯多元醇。这些应包括在本发明中称为半结晶聚酯多元醇的结晶性或半结晶的聚酯多元醇,和包括液态聚酯多元醇和固态非结晶聚酯多元醇的非结晶聚酯多元醇。聚酯多元醇是技术人员众所周知的,它们可通过聚羧酸和多元醇的反应来获得。因此,为了在不交联的情况下引入支链,在反应中可以包括少量的三官能的醇或羧酸。为了获得直链聚酯多元醇,优选大多数单体为双官能的组分。聚酯多元醇的性质可根据共聚单体的类型来调节。如何制备半结晶和非结晶聚酯多元醇是技术人员众所周知的。聚酯应含有至少两个羟基。聚酯的性质可通过不同的组分来设计。例如,单直链脂族二醇和直链脂族二酸将倾向于提供半结晶聚合物。通过增加二酸中碳链的长度或通过使用对称的芳族二酸,可获得增大的熔点。更多非结晶的材料可通过增大共聚单体的数量或引入支化的脂族共聚单体来获得。聚酯多元醇可包含也可以与一个或多个异氰酸酯反应的其它官能团如NH或COOH。以下描述用于制备的适合单体。

适合的聚酯多元醇通过一种或多种优选具有2至30个碳原子的多元醇与一种或多种优选具有2至14个碳原子的多羧酸的缩合来形成。适合的多元醇包括亚烷基二醇,特别是具有2至30个C原子的直链醇,其显示出至多四个、优选两个OH基团;二醇醚;和脂环族多元醇。适合的多元醇的实例包括乙二醇、丙二醇如1,2-丙二醇和1,3-丙二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、丁二醇、戊二醇、己二醇、十二烷二醇、辛二醇、氯戊烷二醇、甘油单烯丙基醚、甘油单乙基醚、二乙二醇、2-乙基己二醇、1,4-环己二醇、1,2,6-己三醇、1,3,5-己三醇、1,3-双(2-羟基乙氧基)丙烷等。所述多元醇可单独或以混合物形式使用。它们优选具有100-750g/mol的分子量,它们的官能度优选是2或3。

多羧酸的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、十二烷基马来酸、十八烯基马来酸、富马酸、乌头酸、偏苯三酸、丙三羧酸、3,3'-硫代二丙酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、癸二酸、环己烷-1,2-二羧酸、1,4-环己二烯-1,2-二羧酸、3-甲基-3,5-环己二烯-1,2-二羧酸和相应的酸酐、酰氯和酸酯如邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酰氯和邻苯二甲酸的二甲酯。也可使用二聚物脂肪酸,其中它们是单或多不饱和酸和/或其酯的二聚化产物。优选的二聚物脂肪酸为C10至C30的二聚物,更优选C14至C22碳的酸。适合的二聚物脂肪酸包括油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸和反油酸的二聚化产物。也可使用天然脂肪和油,例如,向日葵油、大豆油、橄榄油、菜籽油、棉籽油和妥尔油的水解中获得的不饱和脂肪酸混合物的二聚化产物。除二聚物脂肪酸之外,二聚化通常导致多种量的低聚脂肪酸和单体脂肪酸残留。基于二聚物脂肪酸原材料的总重量,适合的二聚物脂肪酸具有大于75重量%的二聚酸含量。

其它适合的聚酯多元醇为聚碳酸酯多元醇。聚碳酸酯多元醇可例如通过二醇如丙二醇、丁二醇-1,4或己二醇-1,6、二乙二醇、三乙二醇或其两种或更多的混合物与二芳基碳酸酯的反应来得到。基于ε-己内酯的聚酯也是适合的。聚合物链中含有一个或多个氨基甲酸酯基的聚酯多元醇也是适合的。

其它有用的聚酯多元醇包括,例如,来源于油脂化学品的多元醇,和含至少部分烯烃不饱和脂肪酸的脂肪混合物和含1个碳原子至12个碳原子的至少一种醇的环氧化甘油三酯的完全开环,接着所述甘油三酯衍生物的部分酯交换以形成在烷基链中具有1个碳原子至12个碳原子的烷基酯多元醇。

可用于本发明实践中的可商购获得的聚酯多元醇包括半结晶或非结晶聚酯。对于本发明,应理解,术语“聚酯多元醇”将也包括在聚合物链末端包含氨基或羧基的聚酯。但优选的此类聚酯的组是聚酯二醇。

优选的多羧酸为含有不大于14个碳原子的脂族和环脂族二羧酸以及含有不大于14个原子的芳族二羧酸。在更优选的实施方式中,所述至少一种聚酯多元醇包含邻苯二甲酸酯。应理解,本范围内的"包含邻苯二甲酸酯"将解释为:术语"邻苯二甲酸酯"也包括其衍生物,即聚酯多元醇是通过包含选自邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酐或其衍生物或它们的组合中的至少一种的混合物反应获得的。在甚至更优选的实施方式中,邻苯二甲酸酯包含在根据项目b)的聚酯多元醇中。在最优选的实施方式中,邻苯二甲酸酯包含在根据项目c)的聚酯多元醇中。

所述TPU优选在步骤a)中包含具有200-10,000g/mol的数均分子量(Mn)的聚酯多元醇。在更优选的实施方式中,所述Mn在具有选自250、500、750、1,000、2,000、3,000、4,000、5,000和7,500g/mol的下限和选自10,000、9,000、8,000、7,000、6,000、5,000、4,000、3,000、2,000、1,000、750和500g/mol的上限的任意组合的范围内。所述Mn更优选500-5,000g/mol,最优选500-3,000g/mol。

在更优选的实施方式中,所述TPU包含至少一种非结晶聚酯多元醇。这些非结晶聚酯多元醇优选具有50至-70℃、更优选30至-60℃、最优选20至-50℃的玻璃化转变温度(Tg)。所述非结晶聚酯多元醇可优选为液态聚酯多元醇,其在室温下(约25℃)的粘度优选为500-50,000mPas。

作为用于所述TPU的适合的单体异氰酸酯,优选选择含有两个或三个NCO基团的多异氰酸酯。它们包括众所周知的脂族、脂环族或芳族单体二异氰酸酯。在优选的实施方式中,所述至少一种多异氰酸酯为芳族多异氰酸酯。优选的异氰酸酯选自分子量为160g/mol至500g/mol的异氰酸酯,例如芳族多异氰酸酯如4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二和四烷基二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苄基二异氰酸酯和它们的组合。

也可使用脂族异氰酸酯如十二烷二异氰酸酯、二聚物脂肪酸二异氰酸酯、4,4'-二苄基二异氰酸酯、1,6-二异氰酸基-2,2,4-三甲基己烷、丁烷-1,4-二异氰酸酯、己烷-1,6二异氰酸酯(HDI)、四甲氧基丁烷-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,12-二异氰酸基-十二烷;环状二异氰酸酯如4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3-环己烷或1,4-环己烯二异氰酸酯、1-甲基-2,4-二异氰酸基-环己烷、1-异氰酸基甲基-3-异氰酸基-1,5,5-三甲基环己烷(异氟尔酮二异氰酸酯,IPDI)、氢化或部分氢化MDI([H]12MDI(氢化)或[H]6MDI(部分氢化))、苯二甲基异氰酸酯(XDI)、四甲基-苯二甲基异氰酸酯(TMXDI)、二和四亚烷基二苯基甲烷-二异氰酸酯。

优选的具有两个不同反应性的NCO基团的二异氰酸酯选自芳族、脂族或脂环族的二异氰酸酯的组。也可以包括至少部分低聚二异氰酸酯如脲基甲酸酯、碳二酰亚胺、来自二异氰酸酯例如HDI、MDI、IPDI或其它异氰酸酯的缩二脲缩合物。可使用脂族或芳族多异氰酸酯的混合物。更优选使用芳族二异氰酸酯。

根据本发明的TPU包含含有至少伯和仲OH基团的取代或未取代的二醇。在优选的实施方式中,步骤b)的含有至少伯和仲OH基团的取代或未取代的二醇为根据下式I的化合物:

其中

n=0至10;

m=0至15;

R1和R2彼此相同或不同,选自H、CN、COOR5、OR6、F、Cl、Br、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃、取代或未取代的炔烃;

R3和R4彼此相同或不同,选自H、CN、COOR5、OR6、F、Cl、Br、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃、取代或未取代的炔烃;和

R5和R6为H、取代或未取代的烷基。

根据本发明的烷基优选为C1至C6烷基,更优选C1至C4烷基。

根据本发明的烯烃优选为C2至C6烯烃,更优选C2至C4烯烃。

根据本发明的炔烃优选为C2至C6炔烃,更优选C2至C4炔烃。

在优选的实施方式中,取代的烷基、烯烃或炔烃基团的取代基选自烷基、CN、F、Cl、Br。在更优选的实施方式中,其为C1至C4烷基。在最优选的实施方式中,其为C1至C2烷基。

在更优选的实施方式中,R1和R2彼此相同或不同,选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃、取代或未取代的炔烃。在甚至更优选的实施方式中,R1和R2彼此相同或不同,选自H和未取代的烷基。在最优选的实施方式中,R1和R2彼此相同或不同,选自H和未取代的C1至C4烷基。

在更优选的实施方式中,R3和R4彼此相同或不同,选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯烃、取代或未取代的炔烃。在甚至更优选的实施方式中,R3和R4彼此相同或不同,选自H和未取代的烷基。在最优选的实施方式中,R3和R4彼此相同或不同,选自H和C1至C4烷基。

在优选的实施方式中,n为0至6和m为0至4。在更优选的实施方式中,n为0至4和m为0至3。

在优选的实施方式中,式I的二醇选自由以下组成的组:1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-庚二醇、1,3-庚二醇、1,4-庚二醇、1,5-庚二醇、1,6-庚二醇、1,2-辛二醇、1,3-辛二醇、1,4-辛二醇、1,5-辛二醇、1,6-辛二醇、1,7-辛二醇和它们的组合。

在优选的实施方式中,式I的二醇具有600g/mol以下的数均分子量(Mn)。更优选所述Mn在500g/mol至50g/mol的范围内。最优选300g/mol至50g/mol。

所述TPU可优选进一步在步骤b)中包含含有至少两个伯OH基团的取代或未取代的二醇。在更优选的实施方式中,含有至少两个伯OH基团的二醇为式II的化合物:

OH-(CH2)p-OH (II)

其中p为2至18,更优选2至12,最优选2至8。

根据本发明的TPU中可进一步包含任选存在的脂族多元醇或聚醚多元醇或它们的组合。

脂族多元醇的实例为更高官能的醇,例如,甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇以及上述物质与其本身的低聚醚或与两种或更多上述醚的混合物。

优选的多元醇组分为低分子量多官能醇与氧化烯的反应产物(所谓的聚醚多元醇)。所述氧化烯优选具有2至4个碳原子。例如,乙二醇、丙二醇、异构的丁二醇、己二醇或4,4'-二羟基二苯基丙烷与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或它们的混合物的反应产物是适合的。此外,多官能醇如甘油、三羟甲基乙烷或三羟甲基丙烷、季戊四醇、糖醇或它们的混合物与上述氧化烯的反应产物也是适合的。所述聚醚多元醇是以本领域技术人员已知的方式,通过使原料化合物通过反应性氢原子与上述的氧化烯反应来制造。该类聚醚醇是可商业上获得的。在更优选的实施方式中,所述至少一种聚醚多元醇包含具有200至10,000g/mol、优选500至8,000g/mol、最优选750至5,000g/mol的数均分子量(Mn)的聚醚三醇。

所述热熔性粘合剂组合物包含根据本发明的至少一种TPU。

根据本发明的热熔性粘合剂应含有如上公开的至少一种TPU。根据本发明的粘合剂组合物优选包含50至99.9重量%的根据本发明的TPU。更优选所述组合物包含60至95重量%的TPU,最优选75至90重量%。

所述热熔性粘合剂组合物可含有现有技术已知的其它添加剂。术语"添加剂"包括染料、填料(例如,硅酸盐、滑石、碳酸钙、粘土或炭黑)、触变剂(例如,膨润土、热解硅酸、脲衍生物、原纤化或浆粕短纤维)、色糊和/或颜料、导电性添加剂(例如,导电性炭黑或高氯酸锂)、增塑剂、增粘剂、不同于根据本发明的步骤b)中获得的聚合物的其它热塑性聚合物、稳定剂、粘合促进剂、流变添加剂、蜡和它们的任何组合。

基于所述组合物的总重量,根据本发明的热熔性粘合剂组合物优选包含0.1至50重量%的添加剂。在更优选的实施方式中,含有5至40重量%、最优选10至25重量%。在甚至更优选的实施方式中,所述添加剂选自稳定剂、粘合促进剂、增塑剂、增粘剂、不同于步骤b)中获得的聚合物的热塑性聚合物、和它们的组合。

根据本发明的热熔性粘合剂组合物可含有增粘剂,例如衍生自松香酸的树脂、松香酸酯、其它松香酯,聚萜树脂,萜烯/酚醛树脂,苯乙烯化萜烯,聚α-甲基苯乙烯,α-甲基苯乙烯-酚醛或脂族、芳族或芳族/脂族烃树脂或香豆酮/茚树脂或衍生自低分子量聚酰胺的树脂。这些增粘性树脂可任选含有OH基团,以改进不同组分的相容性。

基于所述组合物的总重量,根据本发明的热熔性粘合剂组合物优选包含0.1至50重量%的至少一种增粘剂。在更优选的实施方式中,含有5至40重量%、最优选10至25重量%。

根据本发明的热熔性粘合剂组合物可含有不同于根据本发明的步骤b)中获得的聚合物的其它热塑性聚合物。这些包括但不限于,EVA、橡胶类聚合物、苯乙烯共聚物、聚酯共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯酸系和热塑性聚氨酯。

基于所述组合物的总重量,根据本发明的热熔性粘合剂组合物优选包含0.1至50重量%的至少一种其它热塑性聚合物,其不同于步骤b)中获得的聚合物。在更优选的实施方式中,含有5至40重量%、最优选10至25重量%。

根据本发明的热熔性粘合剂组合物可含有增塑剂,条件是这些增塑剂不妨碍所述粘合剂的热熔性能力,例如邻苯二甲酸酯、苯甲酸酯、蔗糖酯和磺酰胺。举例来说,可提及液态的邻苯二甲酸酯增塑剂、基于芳族酯例如苯甲酸酯的增塑剂、或固体增塑剂如邻苯二甲酸二环己酯、环己烷二甲醇二苯甲酸酯等。其它增塑剂如乙酸异丁酸蔗糖酯、邻/对甲苯磺酰胺或N-乙基-邻甲苯磺酰胺,也是适合的。

基于所述组合物的总重量,根据本发明的热熔性粘合剂组合物优选包含0.1至50重量%的增塑剂。在更优选的实施方式中,含有5至40重量%、最优选10至25重量%。

作为稳定剂,可使用不同的组分,如抗氧剂、紫外稳定剂、水解稳定剂。这些组分的实例为高分子量的空间位阻酚、含硫和含磷的酚或胺。这包括空间位阻酚、多官能的酚、硫醚、取代的苯并三唑、受阻二苯甲酮和/或空间位阻的胺。水解稳定剂的实例包括低聚和/或聚合的脂族或芳族碳二酰亚胺。此类组分是可商购获得的,并且是技术人员已知的。

作为粘合促进剂,可优选使用单体形式、低聚物形式或聚合物形式的有机官能化硅烷。

基于所述组合物的总重量,根据本发明的热熔性粘合剂组合物优选包含0.1至10重量%的选自稳定剂和粘合促进剂或它们的组合的化合物。在更优选的实施方式中,含有0.2至5重量%、最优选0.5至3重量%。

根据本发明的热熔性粘合剂应含有如上公开的至少一种TPU。根据本发明的粘合剂组合物优选包含50至99.9重量%的根据本发明的TPU。更优选所述组合物包含60至95重量%的TPU,最优选75至90重量%。

可如同现有技术已知的进行所述粘合剂组合物的制造。制造根据本发明的TPU,然后将其与不同的组分和添加剂共混。这可在任何已知的装置中完成,例如,分批反应器、挤出机、混合器、捏合机或类似的机器。也可以在与异氰酸酯反应之前将一些添加剂添加至所述聚酯多元醇,条件是所述添加剂的官能性材料不妨碍多元醇与异氰酸酯之间的反应。

根据本发明的粘合剂为热塑性非反应性热熔体,并且所述TPU优选基本上不含未反应的单体异氰酸酯。因此,降低了使用有害粘合剂的风险。在冷却时,所述粘合剂层将形成内聚力和粘合力。由于不需要化学交联来形成完全的粘结结合,因而这改进了用这种热熔性粘合剂粘合的产品的加工容易度。

根据本发明的热熔性粘合剂组合物可通过用于常规TPU的任何已知方法施加至基材。

另外,根据本发明的热熔性粘合剂组合物可使用包括下述步骤的方法施加至基材:

1)在没有搅拌或剪切下,在加热的容器中将所述热熔性粘合剂组合物熔融;

2)通过齿轮泵或活塞泵,将步骤1)中熔融的热熔性粘合剂组合物泵送通过加热的软管;和

3)通过喷嘴、辊或喷头,将所述热熔性粘合剂组合物施加到基材上。

步骤1)中的熔融温度优选低于160℃,更优选低于150°。

本发明的粘合剂可用于应用常规热熔性粘合剂的所有领域中。由于它的性质,本发明的热熔性粘合剂组合物可特别用于装订工业、木材粘合、平面层压、软质包装、成型包装、封边、织物层压、低压模塑和鞋类。

实施例部分

TPU的合成

将聚酯多元醇和抗氧剂放入圆底凸缘烧瓶中,并在氮气下加热到80℃。施加真空60分钟(约0毫巴的压力)以除去水。在氮气下添加MDI,并观察放热反应(约80℃至约125℃),随后升高油浴温度到110℃。通过滴定测定NCO含量。在已经达到理论计算NCO值后,添加二醇,观察放热反应(约110℃至约145℃),并升高油浴温度到140℃。在3小时后,重新测量异氰酸酯含量为<0.05%。施加真空60分钟(约0毫巴的压力)以使所述混合物脱气。

本发明使用下述测量方法。

熔体粘度

使用Brookfield仪器(Brookfield DV-II+Pro Viscometer)和Thermocel(Thermosel Brookfield HT-60)测量熔体粘度。将约10.5g的粘合剂称重放入已放入140℃的样品室中约15分钟的铝杯。将27号锭子沉浸到所述粘合剂中,并设置旋转。在使粘合剂在140℃下平衡30分钟后,进行第一次粘度测量。

根据"The Polyurethanes Handbook"的附录1第447页,编辑David Randall和Steve Lee,John Wiley and Sons 2002,通过滴定测定OH#。

粘合性测量

将10g粘合剂在150℃的热板上熔融30分钟。将所述粘合剂施加到厚度为27微米的镀铝PET上,施加厚度为20至30微米。立即将厚度为64微米的PE膜放置到上部,并使用辊和手压施加压力,以使膜层压到一起。

使样品在23℃、50%相对湿度下平衡1天。使用Zwick仪器(Zwick Roell Machine 1445/试验对照)测量粘合力。切取尺寸为20mm宽×350mm长的膜,并将膜的末端夹在所述仪器的夹具,并以100mm/分钟的速度分离所述夹具。测量将膜剥离160mm距离的力。

下述实施例不意图限制本发明的范围。

表中所有数值为重量%

聚酯多元醇A为己二酸、间苯二甲酸、二乙二醇和1,2-丙二醇的共聚物。

对于样品C1、2和3,OH#=130和Mn=865g/mol。

对于样品1,OH#=139.5和Mn=805g/mol。

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