水性聚氨基甲酸酯分散液的制作方法
【专利摘要】提供一种水性组合物，其包含具有聚氨基甲酸酯的分散粒子，其中所述聚氨基甲酸酯为反应物(GR1)的群组的反应产物，其中GR1包含一种或多种芳香族聚异氰酸酯以及多元醇组分，其中所述多元醇组分包含(a)按所述多元醇组分的重量计50重量％到99重量％一种或多种聚酯多元醇，(b)按所述多元醇组分的重量计0.1重量％到10重量％一种或多种具有亲水性侧链的二醇，以及(c)按所述多元醇组分的重量计0.9重量％到40重量％一种或多种除(a)和(b)以外的多元醇。还提供一种使用此类水性组合物将金属箔粘合到聚合物膜的方法。
【专利说明】水性聚氨基甲酸酯分散液
【背景技术】
[0001] 粘着剂组合物的一个重要用途为粘合层压物的层。举例来说，通常希望提供可将 金属箱粘合到聚合物膜的粘着剂组合物。出于安全性和环境保护的原因希望粘着剂组合物 是水性的。一种使用水性粘着剂组合物粘合层压物的层的所要方法为干式粘合层压，其为 向第一衬底施用水性粘着剂组合物的层，接着水性粘着剂组合物干燥或使其干燥，接着使 第二衬底与干燥的粘着剂组合物接触的方法。
[0002] 希望水性粘着剂组合物呈有机粒子分散于连续水性介质中的形式。还希望水性粘 着剂组合物稳定;举例来说，其在储存时不应显示沉降或相分离迹象。另外希望水性粘着剂 组合物提供与衬底的良好粘着，当将铝箱粘合到聚合物膜时尤其如此。
[0003] US 7，928,161描述水性聚氨基甲酸酯分散液，包括由聚酯多元醇、聚(E0)以及脂 肪族异氰酸酯制成的聚氨基甲酸酯分散液。与US 7,928,161相比，需要提供聚氨基甲酸酯 是使用芳香族异氰酸酯制成的水性聚氨基甲酸酯分散液。一般来说，芳香族异氰酸酯比典 型脂肪族或环脂肪族二异氰酸酯显著便宜(几乎便宜三倍）。
【发明内容】
[0004] 以下为本发明的陈述。
[0005] 本发明的第一方面为一种水性组合物，其包含一种或多种阴离子表面活性剂并且 进一步包含具有聚氨基甲酸酯的分散粒子，其中所述聚氨基甲酸酯为反应物(GR1)的群组 的反应产物，其中GR1包含一种或多种芳香族聚异氰酸酯以及多元醇组分，其中多元醇组分 包含
[0006] (a)按所述多元醇组分的重量计50重量％到99重量％-种或多种聚酯多元醇，
[0007] (b)按所述多元醇组分的重量计0.1重量％到10重量％-种或多种具有亲水性侧 链的二醇，以及
[0008] (c)按所述多元醇组分的重量计0.9重量％到40重量％-种或多种除（a)和(b)以 外的多元醇。
[0009] 本发明的第二方面为一种将金属箱粘合到聚合膜的方法，其包含以下步骤：
[0010] (A)将第一方面的组合物的层施用到所述金属箱的表面，
[0011] (B)使所述粘着剂组合物的所述层干燥产生干燥的粘着剂层，以及
[0012] (C)所述干燥后，使聚合膜的表面与所述干燥的粘着剂组合物的所述层接触。
[0013] 本发明的第三方面为一种水性组合物，其包含具有聚氨基甲酸酯的分散粒子，其 中所述聚氨基甲酸酯为反应物(GR1)的群组的反应产物，其中GR1包含一种或多种芳香族聚 异氰酸酯以及多元醇组分，其中所述多元醇组分包含
[0014] (a)按所述多元醇组分的重量计50重量％到99重量％-种或多种聚酯多元醇，
[0015] (b)按所述多元醇组分的重量计，0.1重量％到10重量％-种或多种具有亲水性侧 链的二醇，其中所述亲水性侧链包含一个或多个阴离子基团；以及
[0016] (c)按所述多元醇组分的重量计0.9重量％到40重量％-种或多种除（a)和(b)以 外的多元醇。
【具体实施方式】
[0017] 以下是本发明的详细描述。
[0018] 如本文所用，除非上下文另作明确指示，否则以下术语具有所指定的定义。
[0019] 金属箱为长度和宽度各自为至少lcm并且厚度为0.5mm或更低的金属块。聚合膜为 长度和宽度各自为至少lcm并且厚度为0.5mm或更低的由有机聚合物制成的材料块。
[0020] 如果组合物在25°C下为液体并且按组合物的重量计含有30重量％或更多水，那么 所述组合物在本文中称为水性的。水性组合物含有任选地悬浮有精密小液滴或粒子的连续 流体介质。连续流体介质含有按连续流体介质的重量计50重量％或更多的量的水。所述连 续流体介质在本文中称为水性介质。
[0021 ]水性组合物中所含的除水以外的化合物在本文中称为分布于水性介质中。此类化 合物可以溶解或分散或其组合。分散的化合物以精密小液滴或粒子形式存在;此类粒子可 含有两种或更多种物质。分散的小液滴或粒子的重量平均直径为5nm或更多。溶解于水性介 质中的化合物以个别分子形式分布。
[0022] 异氰酸酯为含有一个或多个侧接异氰酸酯基-NC0的化合物。每个分子含有超过一 个异氰酸酯基的异氰酸酯为聚异氰酸酯。恰好含有两个异氰酸酯基的异氰酸酯为二异氰酸 酯。单体二异氰酸酯具有结构OCN-RlNCO,其中-R1-为不具有异氰酸酯基、不具有胺基甲酸 酯键并且分子量小于500的二价有机基团。芳香族聚异氰酸酯为每个分子含有一个或多个 直接键结于芳香族环的-NC0基团的聚异氰酸酯。
[0023] 多元醇为每个分子具有两个或更多个-OH基团的化合物。二醇恰好每个分子具有 两个-OH基团。双官能多元醇为二醇。多元胺是每个分子具有两个或更多个胺基的化合物； 胺基可以是伯胺基、仲胺基或其混合物。二胺恰好每个分子具有两个胺基。双官能多元胺为 二胺。
[0024] 酯为含有酯键的化合物，其具有结构
[0026] 其中两个开放键都连接到碳原子。聚酯为每个分子含有三个或更多个酯键的化合 物。醚为含有醚键的化合物，其具有结构-〇-，其中两个开放键都连接碳原子。聚醚为每个分 子含有三个或更多个醚键的化合物。既是聚醚又是多元醇的化合物是聚醚多元醇。既是聚 酯又是多元醇的化合物是聚酯多元醇。脂肪族聚酯多元醇为分子中不含芳香族环的聚酯多 元醇。芳香族聚酯多元醇为分子中含有一个或多个芳香族环的聚酯多元醇。
[0027] 氨基甲酸酯为含有氨基甲酸酯键的化合物，其具有结构
[0029] 其中两个开放键都连接到碳原子。聚氨基甲酸酯为每个分子含有三个或更多个氨 基甲酸酯键的化合物。
[0030] 脲键为结构
[0032]其中两个开放键都连接到碳原子。
[0033]水性组合物的"固体"为组合物中所含的非挥发性材料的量。类别"非挥发性材料" 包括在25°C下呈纯形式时为固体的物质以及沸点为150Γ或更高的物质。类别"非挥发性材 料"中还包括在干燥水性组合物形成在水性组合物干燥过程期间不蒸发的产物的过程期间 与一种或多种其它化合物反应的化合物。
[0034]有机溶剂为除水以外的化合物;其在25°C下为液体;并且具有低于300°C的沸点。
[0035] 当比率在本文中称为X:1或更大时，其意指比率为Y:l，其中Y大于或等于X。举例来 说，如果比率称为3:1或更大，那么比率可以是3:1或5:1或100:1但不可以是2:1。类似地，当 比率在本文中称为W:1或更小时，其意指比率为Z:l，其中Ζ小于或等于W。举例来说，如果比 率称为15:1或更小，那么所述比率可以是15:1或10:1或0.1:1但不可以是20:1。
[0036] 本发明的粘着剂组合物包含水性介质。优选地，水性介质中水的量按水性介质的 重量计为70重量％或更多;或80重量％或更多;或90重量％或更多。
[0037] 本发明组合物含有聚氨基甲酸酯，它是在本文中称为"GR1"的反应物的群组的反 应产物。
[0038] GR1包括一种或多种芳香族聚异氰酸酯。优选聚异氰酸酯是分子量为300或更低； 更优选275或更低的单体二异氰酸酯。优选为一种或多种MDI异构体;更优选4, V-MDI以及 4，f -MDI与其它MDI异构体的混合物;更优选为4，f -MDI与2，f -MDI的混合物。在4，f -MDI 与2，f -MDI的混合物中，4，f -MDI比2，f -MDI的比率优选为0.75:1或更大;更优选为1:1或 更大;更优选为1. 〇 1:1或更大;更优选为1.1:1或更大。在4，f -MDI与2，f -MDI的混合物中， 4, V-MDI比的比率优选为3:1或更低；更优选为2:1或更低;更优选为1.5:1或更 低。
[0039] 优选地，芳香族聚异氰酸酯的总量按GR1的总重量计为8重量％或更多；更优选为 12重量％或更多。优选地，芳香族聚异氰酸酯的总量为按GR1总重量计50重量％或更低；更 优选为40重量％或更低;更优选为30重量％或更低。
[0040] 优选地，一种或多种聚异氰酸酯几乎不含或不含封端聚异氰酸酯。封端聚异氰酸 酯为聚异氰酸酯与封端化合物的反应产物;封端聚异氰酸酯在室温下（即约25°C)下不与多 元醇或其它异氰酸酯反应性化合物反应。然而，在高温下，封端聚异氰酸酯像普通聚异氰酸 酯一样与多元醇或其它异氰酸酯反应性化合物反应。优选地，GR1不含封端聚异氰酸酯或按 GR1中全部聚异氰酸酯的重量计含有0.1重量％或更低的量的封端聚异氰酸酯。
[0041 ] GR1还包括多元醇组分。优选地，GR1中多元醇组分的量按GR1的总重量计为50重 量％或更多；更优选为60重量％或更多；更优选为70重量％或更多。优选地，GR1中多元醇组 分的量按GR1的总重量计为95重量％或更低;更优选为90重量％或更低。
[0042]优选地，除多元醇组分中所含的多元醇以外，GR1中不存在多元醇。
[0043]多元醇组分含有一种或多种聚酯多元醇(a)。在聚酯多元醇中，优选为双官能的那 些。优选聚酯多元醇(a)的重量平均分子量(Mw)为750或更高；更优选为1，500或更高。优选 聚酯多元醇(a)的数目平均分子量为6，000或更低;更优选为4，000或更低;更优选为3，500 或更低。优选地，多元醇组分中聚酯多元醇(a)的总量按多元醇组分的重量计为50重量％或 更多；更优选为60重量％或更多；更优选为70重量％或更多；更优选为75重量％或更多。优 选地，多元醇组分中聚酯多元醇(a)的总量按多元醇组分的重量计为99重量％或更低;更优 选为95重量％或更低。优选地，聚酯多元醇(a)含有一种或多种脂肪族聚酯多元醇。更优选 地，聚酯多元醇(a)含有一种或多种脂肪族聚酯多元醇并且不含芳香族聚酯多元醇。
[0044] 多元醇组分含有一种或多种具有亲水性侧链的二醇(b)。侧链为含有3个或更多个 除氢以外的原子的直链的化学基团；所述侧链不含羟基或在形成本发明聚氨基甲酸酯的条 件下与异氰酸酯反应的其它基团。优选地，具有亲水性侧链的二醇(b)含有连接两个羟基的 原子的直链（"主链"），并且侧链的原子通过单键连接到主链中的原子。如果打算通过破坏 侧链与主链之间的键，接着用氢原子封端侧链片段来制备分子，并且所得分子在25 °C下在 水中的溶解度按水的重量计为5重量％或更高，那么侧链视为亲水性的。
[0045] 优选侧链含有选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷以及其组合的键结单元。所述单 元可排列成线性或分支结构或其混合物。所述单元可随机排列或嵌段排列或其混合物。优 选地，环氧乙烷单元的数目为10个或更多；更优选为15个或更多。优选地，环氧乙烷单元的 数目为30个或更少;更优选为25个或更少。优选地，环氧丙烷单元的数目为20个或更少;更 优选为10个或更少;更优选为5个或更少;更优选为零。优选地，环氧丁烷单元的数目为10个 或更少;更优选为5个或更少;更优选为2个或更少;更优选为零。
[0046] 还涵盖具有亲水性侧链的多元醇(b)，其中侧链含有阴离子基团。阴离子基团为在 5到10范围内的一定pH值范围暴露于水时以阴离子形式存在的基团。具有含有阴离子基团 的侧链的多元醇的实例为1，2_二羟基-3-丙烷磺酸盐(DHPA)和二羟甲基丙酸(DMPA)。
[0047] 优选地，多元醇组分中具有亲水性侧链的二醇(b)的总量按多元醇组分的重量计 为0.1重量％或更多；更优选为0.2重量％或更多;更优选为0.4重量％或更多。优选地，多元 醇组分中具有亲水性侧链的二醇的总量按多元醇组分的重量计为10重量％或更低;更优选 为5重量％或更低。
[0048] 按多元醇组分的重量计，多元醇组分含有0.9重量％到25重量％ -种或多种多元 醇(c)，其与聚酯多元醇(a)和具有亲水性侧链的二醇(b)不同。
[0049]多元醇(c)优选含有一种或多种聚乙二醇。聚乙二醇具有结构H-[-0-CH2-CH2_] n- 0-H。参数η为3或更高。优选地，聚乙二醇的重量平均分子量为500或更高;更优选为750或更 高。优选地，重量平均分子量为3，000或更低；更优选为2，000或更低；更优选为1，500或更 低。优选地，多元醇组分中聚乙二醇的总量按多元醇组分的重量计为0.9重量％或更多；更 优选为2重量％或更多；更优选为4重量％或更多。优选地，多元醇组分中聚乙二醇的总量按 多元醇组分的重量计为40重量％或更少；更优选为20重量％或更少;更优选为15重量％或 更少;更优选为12重量％或更少。
[0050] 多元醇（C)优选额外含有一种或多种单体二醇。单体二醇为分子量小于500的二 醇。优选单体二醇的分子量小于400;更优选小于300;更优选小于200。优选单体二醇具有结 构HO-f-OH或结构0H-R2-0-R3-OH，其中R1、R 2以及R3中的每一个独立地为直链或分支链烷 基。更优选单体二醇具有结构〇H-R2-〇-R3-〇H，优选地，R2和R 3彼此相同。优选地，R2具有3个碳 原子。
[0051] 优选地，多元醇组分中单体二醇的总量按多元醇组分的重量计为0.5重量％或更 多；更优选1重量％或更多；更优选2重量％或更多。优选地，多元醇组分中单体二醇的总量 按多元醇组分的重量计为10重量％或更低;更优选5重量％或更低。
[0052] (a)、（b)、（ c)和(d)的量的总和按多元醇组分的重量计为100重量％。
[0053]其适用于涵盖"其它"聚醚多元醇的类别。这一类别含有不属于上文所述的聚乙二 醇类别或具有亲水性侧链的二醇类别中的任何聚醚多元醇。优选地，多元醇组分中其它聚 醚多元醇的量按多元醇组分的重量计为20重量％或更低；更优选为10重量％或更低；更优 选为5重量％或更低;更优选为零。
[0054] 优选地，多元醇组分几乎不含或不含脂肪多元醇。脂肪多元醇为分子含有8个或更 多碳原子的直链烃链的多元醇。优选地，多元醇组分不含脂肪多元醇，或按多元醇组分的重 量计含有〇. 1重量％或更低的量的脂肪多元醇。
[0055] GR1优选额外包含一种或多种多元胺。优选多元胺为二胺。优选多元胺为每个胺基 为伯胺的多元胺。优选多元胺为连接有两个或更多个伯胺基且不具有其它取代基的烷基化 合物。优选多元胺的分子量为500或更低；更优选为200或更低；更优选为100或更低。优选 地，多元胺的量按GR1的总重量计为0.1重量％或更多；更优选为0.2重量％或更多；更优选 为0.3重量％或更多。优选地，多元胺的量按GR1的总重量计为5重量％或更低;更优选为2.5 重量％或更低;更优选为1.5重量％或更低。
[0056]在一些实施例中，GR1几乎不含或不含羧基官能化合物。优选地，GR1不含羧基官能 化合物或含有按GR1的总重量计0.1重量％或更低的量的羧基官能化合物。
[0057] 这适用于表征水性组合物的聚氨基甲酸酯含量，所述含量为聚氨基甲酸酯的重量 除以水性组合物的总重量，表示为百分比。优选地，水性组合物的聚氨基甲酸酯含量为10% 或更高;更优选为20%或更高;更优选为25%或更高。优选地，水性组合物的聚氨基甲酸酯 含量为60 %或更低;更优选为50 %或更低;更优选为45 %或更低。
[0058] 本发明的水性组合物优选含有一种或多种阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂 为分子具有疏水性部分和为阴离子的部分的化合物。优选阴离子表面活性剂的分子含有具 有6个或更多碳原子;更优选为8个或更多碳原子;更优选为10个或更多碳原子的烃基。烃基 可以是直链、分支链、环脂肪族、芳香族或其组合;优选为连接到芳香族环的直链烷基。优选 阴离子基团为羧酸根、硫酸根和磺酸根的酸和盐形式。优选阴离子基团为磺酸根。阴离子基 团的优选形式为钠盐。
[0059] 优选地，水性组合物中的阴离子表面活性剂的量为按水性组合物的固体重量计 〇. 5重量％或更多;更优选0.8重量％或更多;更优选2重量％或更多。优选地，水性组合物中 阴离子表面活性剂的量按水性组合物的固体重量计为10重量％或更低;更优选为8重量％ 或更低;更优选为5重量％或更低。
[0060] 还涵盖具有亲水性侧链的多元醇(b)含有一种或多种具有含有阴离子基团的侧链 的多元醇的实施例。预期当存在此类侧链时，任选使用阴离子表面活性剂。
[0061 ]本发明中任选存在有机溶剂。当存在有机溶剂时，本发明的水性组合物中有机溶 剂的量优选为零或4 %或更低;更优选为零或2 %或更低;更优选为零或1 %或更低;更优选 为零或0.5 %或更低;更优选为零。
[0062]优选地，本发明的水性组合物的固含量为20 %或更高；更优选为30 %或更高。优选 地，本发明的水性组合物的固含量为60 %或更低;更优选为50 %或更低。
[0063] 优选地，聚氨基甲酸酯的分散粒子的体积平均粒径为50nm或更大;更优选为lOOnm 或更大；更优选为150nm。优选地，聚氨基甲酸酯的分散粒子的体积平均粒径为500nm或更 小；更优选为350nm或更小；更优选为250nm或更小。
[0064] 本发明组合物可以通过任何方法制得。优选方法如下。
[0065] -种或多种聚异氰酸酯与多元醇组分混合在一起并且加热制备聚氨基甲酸酯预 聚物。优选地，聚氨基甲酸酯预聚物为异氰酸酯官能的。聚氨基甲酸酯预聚物接着优选与有 机溶剂混合。当使用有机溶剂时，溶剂的量按组合物的固体重量计优选为50重量％或更低； 更优选为30重量％或更低。所得混合物接着在高速搅拌下与阴离子表面活性剂的水溶液混 合。接着，在高速搅拌下添加额外水，并且形成分散液，其中连续相为水性并且分散的粒子 含有聚氨基甲酸酯预聚物。当使用多元胺时，接着在高速搅拌下缓慢添加多元胺。当多元胺 与聚氨基甲酸酯预聚物上的异氰酸酯基反应时，所得聚合物称为聚脲-聚氨基甲酸酯。当使 用有机溶剂制备聚氨基甲酸酯时，优选从组合物去除有机溶剂。优选地，有机溶剂的沸点低 于10(TC ;接着优选通过蒸馏从组合物去除有机溶剂。
[0066] 本发明的水性组合物可用于任何目的。优选目的为用作粘着剂。为了将组合物用 作粘着剂，在将组合物施用到衬底之前，向组合物中添加异氰酸酯交联剂。
[0067] 异氰酸酯交联剂为具有两个或更多个异氰酸酯基的聚异氰酸酯。优选异氰酸酯交 联剂每个分子具有三个或更多个异氰酸酯基。优选异氰酸酯交联剂为单体二异氰酸酯的三 聚物。当单体二异氰酸酯具有结构〇CN-R4_NCO时，其中-R4-为二价有机基团，三聚物具有结 构
[0069]用于制备三聚物的优选单体二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯。更优选为1，6_六亚 甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸酯基-3-异氰酸酯基甲基_3,5,5_三甲基-环己烷（IPDI)、 4,4'-二异氰酸酯基二环己基甲烷(H12MDI)以及二-异氰酸酯基甲基-环己烷(ADI)。更优选 为HDI和ADI;最优选为HDI。
[0070] 优选地，异氰酸酯交联剂为水溶性或水分散性的，当将此类异氰酸酯交联剂添加 到组合物中时，其溶解或分散于水性介质中。将异氰酸酯交联剂添加到组合物的优选方式 为添加含有单体二异氰酸酯的一种或多种三聚物的亲水性改性型式的异氰酸酯交联剂。亲 水性改性为三聚物上的一个或多个异氰酸酯基与化合物反应将亲水性基团连接到异氰酸 酯基的残基的过程。优选亲水性基团为阴离子基团和含有环氧乙烷的残基的基团。.
[0071] 优选地，异氰酸酯交联剂的量按组合物的总重量计为0.5重量％或更多；更优选1 重量％或更多。优选地，异氰酸酯交联剂的量按组合物的总重量计为8重量％或更低;更优 选为4重量％或更低。
[0072] 本发明组合物的尤其优选用途为用作层压粘着剂。为了将组合物用作层压粘着 剂，组合物优选与一种或多种异氰酸酯交联剂混合形成水性粘着剂组合物。下文描述层压 粘着剂的用途。
[0073] 水性粘着剂组合物的层优选施用于金属箱的表面。优选地，金属箱为铝箱。优选 地，金属箱的厚度为lym或更多;更优选为3μηι或更多。优选地，金属箱的厚度为25μηι或更低； 更优选为15μπι或更低。
[0074] 优选地，水性粘着剂组合物的层干燥或使其干燥形成干燥的粘着剂组合物层。可 以通过包括例如时间推移、加热和暴露于流动空气中的一个或多个的任何方法进行干燥。 当按作为水性粘着剂组合物的部分施加的水的重量计，粘着剂组合物的层中剩余的水的量 为10重量％或更低时，粘着剂组合物的层视为经干燥。
[0075] 优选使经干燥的粘着剂组合物的层与聚合物膜的表面接触。用于聚合物膜的优选 聚合物为有机聚合物;更优选为聚烯烃、聚烯烃共聚物、聚碳酸酯、聚酯和聚酰胺。聚烯烃为 烯烃单体的均聚物和共聚物，其为含有一个或多个碳-碳双键的烃分子。聚烯烃共聚物为一 个或多个烯烃单体与一个或多个乙酸乙烯酯、丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸酯单体的共聚 物。优选聚合物为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和尼龙;更优选为聚乙烯。优选地，聚合物膜 的厚度为Ιμπι或更多;更优选为3μπι或更多。优选地，聚合物膜的厚度为200μπι或更低;更优选 为100μπι或更低。
[0076] 聚合物膜与干燥粘着剂组合物层接触之后，因此形成的复合物品称为层压物。层 压物优选经受机械力以将聚合物膜和金属箱朝向彼此按压。此类机械力优选通过使复合物 品穿过辊之间来施加。
[0077] 在本发明的一些实施例中，由金属箱、粘着剂组合物层和聚合物膜制成的复合物 品为含有其它层的较大复合物品的部分。所述其它层可含有一个或多个聚合物膜、一个或 多个粘着剂组合物层以及一个或多个金属箱;其它层中存在的任何聚合物膜、粘着剂组合 物或金属箱可以彼此相同或不同并且与上述复合物品中存在的聚合物膜、粘着剂组合物和 金属箱相同或不同。
[0078] 举例来说，在一些实施例中，如下制备较大复合物品。将第一粘着剂组合物层施加 至聚对苯二甲酸乙二酯膜，并且将所述第一粘着剂组合物与金属箱的一个表面接触。接着， 在金属箱的相对表面上，施加第二粘着剂组合物层，并且所述第二粘着剂组合物与聚乙烯 的聚合物膜的表面接触。优选地，在此类实施例中，第一粘着剂组合物层和第二粘着剂组合 物层都是本发明的水性粘着剂组合物层，并且每一个层优选在与随后衬底接触之前干燥。
[0079] 以下是本发明的实例。
[0080] 使用以下材料：
[0083] 实例 1
[0084] 向 121g Bester? 121、14.4g PEG1000、4.8g DPG、19g Bester? 127以及lg Ymer? N 120的混合物中添加 51g Isonate? 500P，接着在65-90°C下反应4-5小时直到达 到理论NC0含量，接着添加 50g丙酮。接着将预聚物转移到塑料罐中，并且在高速（2000- 3000rpm)搅拌下向塑料罐中添加 26.8g Rhodacal? DS-4持续1-3分钟，接着在高速搅拌下 添加 300g冷DI水(5°C )以确保获得均质水包油分散液，接着向分散液中缓慢添加 9.2g PDA 水溶液(20% )，接着在1000-1500rpm下保持搅拌15-30分钟。接着通过在120mbar下在40°C 下蒸馏去除丙酮。形成固含量为40%，pH 6.5并且平均粒径为200nm的水性分散液。证明分 散液是稳定的并且在室温(23°C)下调节两个月之后未观测到沉降。
[0085] 实例2
[0086] 向l〇7.2g Capa? 2302、12g PEG1000、3.8g DPG以及5g Ymer? N 120的混合物中 添加 27 · 9g Isonate? 500P，接着在65-90°C下反应4-5小时，直到达到理论NCO含量。接着将 预聚物转移到塑料罐中，并且在高速（2000-3000rpm)搅拌下向塑料罐中添加 19.8g Rhodacal? DS-4持续1-3分钟，接着在高速下添加 330g冷DI水(5°C)以确保获得均质水包油 分散液，接着向分散液中缓慢添加 3,4g PDA水溶液(20% )，接着在1000-1500rpm下保持搅 拌15-30分钟。形成固含量为31.6%，pH 6.4并且体积平均粒径为175nm(通过激光散射测 量)的水性分散液。证明分散液是稳定的并且在室温(23°C)下调节两个月之后未观测到沉 降。
[0087] 实例3
[0088]向 142.2g Bester? 121、8.2g PEG1000、5.1g DPG以及4.2g Ymer? N 120的混合 物中添加45.6g Isonate? 500P，接着在65-90°C下反应4-5小时直到达到理论NCO含量，接 着装入80g丙酮。接着将预聚物转移到塑料罐中，并且在高速(2000-3000rpm)搅拌下向塑料 罐中添加25.4g Rhodacal? DS-4持续1-3分钟，接着在高速搅拌下添加270g冷DI水(5°C)以 确保获得均质水包油分散液，接着向分散液中缓慢添加6.7g PDA水溶液（20 % )，接着在 1000-1500印111下保持搅拌15-30分钟。通过在12011^31'下在40<€下蒸馏去除丙酮。形成固含 量为41.9%，pH 6.1并且平均粒径为175nm的水性分散液。证明分散液是稳定的并且在室温 (23°C)下调节两个月之后未观测到沉降。
[0089]实例4 (比较实例）
[0090] 向 136.4g Bester? 121、8g PEG1000 以及 5.6g DPG 的混合物中添加 50g Isonate? 500P，接着在65-90°C下反应4-5小时直到达到理论NC0含量，接着装入60g丙酮。 接着将预聚物转移到塑料罐中，并且在高速(2000-3000rpm)搅拌下向塑料罐中添加25.4g Rhodacal? DS-4持续1一3分钟，接着在高速搅拌下向塑料罐中添加270g冷DI水(5°C)，但未 能从油包水逆转到水包油阶段;未获得分散液。
[0091] 实例5(比较实例）
[0092] 向200g Capa? 2302、15g PEG1000的混合物中添加35g Isonate? 500P，接着在 65-90°C下反应4-5小时直到达到理论NC0含量。接着将预聚物转移到塑料罐中，并且在高速 (2000-3000rpm)搅拌下向塑料罐中添加31.7g Rhodacal? DS-4持续1-3分钟，接着在高速 搅拌下添加360g冷DI水（5 °C )以确保获得均质水包油分散液，接着向分散液中缓慢添加 6.5g PDA水溶液(20%)，接着在1000-1500rpm下保持搅拌15-30分钟。在室温下4小时后，分 散液沉降。
[0093] 实例6(比较实例)--基于聚醚的MDI PUD
[0094] 向l〇2.5g Voranol? V 9287A、89.7g PTMEG、6.2g PEG1000以及5.1g MPEG1000的 混合物中添加44 · 7g I sonate? 500P，接着在65-90 °C下反应4-5小时直到达到理论NCO含 量。接着将预聚物转移到塑料罐中，并且在高速（2000-3000rpm)搅拌下向塑料罐中添加 31.6g Rhodacal? DS-4持续1-3分钟，接着在高速搅拌下添加360g冷DI水(5°C)以确保获得 均质水包油分散液，接着向分散液中缓慢添加8.2g PDA水溶液（20 % )，接着在1000- 1500rpm下保持搅拌15-30分钟。分散液在室温(23 °C)下稳定。
[0095] 应用测试
[0096]上述聚氨基甲酸酯分散液(PUD)可以用作柔性包装的粘着剂。在lOOOrpm搅拌下混 合PUD与按I^UD的总重量计2重量％交联剂CR3A持续10分钟，接着使用K101控制涂布机以 2.0-2.3g/m2涂布重量涂布于箱上。将经涂布的样品置于烘箱中以驱除粘着剂中的水。接着 使用加热压光辊层压机HL-101将第二衬底层压于第一衬底上。整个层压期间夹持点温度为 约66°C (150°F)。在室温下调节层压膜7天以使用Instron? 5943机用250mm/min速度进行T- 剥离粘合强度测试。结果展示于下表中。粘合强度以每15mm宽度的牛顿数报告。粘合强度越 尚意味着粘着越好。
[0098]注释(1):粘合强度因为分散液的不稳定性而不能测试。
【主权项】
1. 一种水性组合物，其包含一种或多种阴离子表面活性剂并且进一步包含具有聚氨基 甲酸酯的分散粒子，其中所述聚氨基甲酸酯为反应物(GRl)的群组的反应产物，其中GRl包 含一种或多种芳香族聚异氰酸酯和多元醇组分，其中所述多元醇组分包含 (a) 按所述多元醇组分的重量计50重量％到99重量％-种或多种聚酯多元醇， (b) 按所述多元醇组分的重量计0.1重量％到10重量％ -种或多种具有亲水性侧链的 二醇，以及 (c) 按所述多元醇组分的重量计0.9重量％到40重量％-种或多种除（a)和(b)以外的 多元醇。2. 根据权利要求1所述的组合物，其中（c)包含按所述多元醇组分的重量计2重量％到 20重量％ -种或多种聚乙二醇。3. 根据权利要求2所述的组合物，其中聚醚多元醇的不为所述聚乙二醇并且不为所述 具有亲水性侧链的二醇的所述多元醇组分中的总量按所述多元醇组分的总重量计为20% 或更低。4. 根据权利要求1所述的组合物，其中按所述多元醇组分的重量计（c)包含0.5重量％ 到5重量％ -种或多种单体二醇。5. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酯多元醇(a)包含一种或多种脂肪族聚酯 多元醇。6. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述GRl另外包含一种或多种多元胺。7. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物另外包含一种或多种异氰酸酯交联 剂。8. 根据权利要求7所述的组合物，其中所述异氰酸酯交联剂包含一种或多种单体二异 氰酸酯的亲水性改性的三聚物。9. 一种水性组合物，其包含具有聚氨基甲酸酯的分散粒子，其中所述聚氨基甲酸酯为 反应物(GRl)的群组的反应产物，其中GRl包含一种或多种芳香族聚异氰酸酯以及多元醇组 分，其中所述多元醇组分包含 (a) 按所述多元醇组分的重量计50重量％到99重量％-种或多种聚酯多元醇， (b) 按所述多元醇组分的重量计，0.1重量％到10重量种或多种具有亲水性侧链的 二醇，其中所述亲水性侧链包含一个或多个阴离子基团；以及 (c) 按所述多元醇组分的重量计0.9重量％到40重量％-种或多种除（a)和(b)以外的 多元醇。10. -种将金属箱粘合到聚合膜的方法，其包含以下步骤： (A) 将根据权利要求1所述的组合物的层施加到所述金属箱的表面上， (B) 使所述粘着剂组合物的所述层干燥产生干燥的粘着剂层，以及 (C) 所述干燥后，使聚合膜的表面与所述干燥的粘着剂组合物的所述层接触。
【文档编号】C09J175/04GK105960435SQ201380081010
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2013年12月3日
【发明人】白晨艳, 曲朝晖, 张洪亮, D·巴塔查尔吉
【申请人】罗门哈斯公司, 陶氏环球技术有限责任公司