水性粘合剂的制作方法
【专利摘要】本文提供了一种水性粘合剂组合物，其包含乙烯基聚合物，该聚合物包含(a)0-0.4重量%羧基官能单体的聚合单元，以及(b)0.1-10重量％磺酸官能单体的聚合单元，所述含量以所述乙烯基聚合物的重量为基准计。本文还提供了一种用所述组合物将基材进行粘结的方法以及由所述方法制备的粘结制品。
【专利说明】水性粘合剂
[0001]以下是本发明的背景。
[0002]通常，在一种或多种基材包含滑爽剂(slip agent)的情况下需要使用粘合剂组合物将两种或更多种基材粘结在一起。例如，当基材中的一种或两种是由包含一种或多种脂肪酰胺作为滑爽剂的聚合物制成时，可通过将两种由聚合物制成的基材粘结在一起而形成粘结的制品。有时向聚合物中添加这种滑爽剂是为了使由该聚合物制成的基材的表面具有较低的摩擦系数。在这种体系中存在的一个问题是滑爽剂可能会从基材迁移至粘合剂中，从而消耗基材中滑爽剂的量并因此使该基材的摩擦系数增大。
[0003]过去用来减少基材中滑爽剂的消耗的一种方法是在与基材粘结之前将一些滑爽剂纳入粘合剂组合物中。例如，当粘合剂组合物是不含溶剂的粘合剂组合物时，或者当粘合剂组合物是其中粘合剂溶解在有机溶剂中的组合物时，通常可以在所述粘合剂组合物中溶解一些滑爽剂。则当在含滑爽剂的基材表面上形成粘合剂组合物的层时，该粘合剂层也包含一些滑爽剂，这层粘合剂组合物中的滑爽剂的存在将减少基材中滑爽剂消耗的趋势。因此，基材将保持其较低的摩擦系数。
[0004]通常需要使用水性的粘合剂组合物。通常，滑爽剂不溶于水，向水性组合物中添加滑爽剂常常使该混合物由于以下原因而不可接受:相分离、不稳定、或由于成分的不相容性而引起的其它不希望的结果。因此，当粘合剂组合物是水性的组合物时，上述通过向粘合剂组合物中添加滑爽剂来保持基材摩擦系数的方法将不奏效。
[0005]美国专利申请2009/0142610描述了一种包含脂肪酰胺的热熔粘合剂组合物。人们希望提供一种水性粘合剂组合物，该组合物不会引起包含滑爽剂的基材中摩擦系数的增大。
[0006]以下是本发明的内容。
[0007]本发明的第一方面是一种水性粘合剂组合物，其包含乙烯基聚合物，该聚合物包含(a)0-0.4重量％羧基官能单体的聚`合单元，以及(b)0.1-10重量％磺酸官能单体的聚合单元，所述含量以所述乙烯基聚合物的重量为基准计。
[0008]本发明的第二方面是一种将第一基材与第二基材粘结的方法，其中所述方法包括
(a)在所述第一基材的表面上施涂所述第一方面组合物的层；(b)使所述水性粘合剂组合物的层干燥以除去水；以及(C)使所述第二基材的表面与所述层接触，其中所述第一基材和所述第二基材中的一个或两个包含一种或多种滑爽剂。本发明的第三方面是由本发明第二方面的方法制成的经粘结的制品。
[0009]以下是本发明的详细说明。
[0010]在本文中，除非上下文明确有不同的说明，否则，以下术语具有所限定的含义。
[0011]在本文中，“聚合物”如FW Billmeyer, JR.在《聚合物科学教科书(Textbook ofPolymer Science)》(第二版，1971)中所定义，为由较小化学重复单元的反应产物构成的较大的分子。
[0012]聚合物分子量可以通过标准方法，例如采用尺寸排阻色谱法(SEC，也称为凝胶渗透色谱法或GPC)测量。通常，聚合物的重均分子量(Mw)等于或大于1，000。一些聚合物用Mn即数均分子量表征。
[0013]一些聚合物具有一个或多个玻璃化转变温度(Tg)。Tg是采用中点法使用差分扫描量热计测定的。
[0014]文中所用的“聚合物的重量”指聚合物的干重。
[0015]能互相反应形成聚合物的重复单元的分子在本文中被称为“单体”。乙烯基单体是具有至少一个碳-碳双键的单体，该双键不是芳环的一部分，并且该双键能够参与与其它碳-碳双键的聚合反应。乙烯基单体的分子量小于500。乙烯基单体包括例如苯乙烯、取代的苯乙烯、二烯、乙烯、乙烯衍生物，以及它们的混合物。乙烯衍生物包括例如以下物质的未取代和取代形式:乙酸乙烯酯，丙烯腈，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸的烷基酯，(甲基)丙烯酸的酰胺，氯乙烯，卤代烯烃，以及它们的混合物。在本文中，“(甲基)丙烯酸类”表示丙烯酸类或甲基丙烯酸类；“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；“(甲基)丙烯酰胺”表示丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。“取代的”表示具有至少一个附加的化学基团，例如烷基、烯基、乙烯基、羟基、羧酸基、其它官能团和它们的组合。
[0016]芳族乙烯基单体是乙烯基单体，该单体分子包含一个或多个芳环。本文中不是芳族乙烯基单体的乙烯基单体，称为“非芳族乙烯基单体”。烯烃单体是乙烯基单体，该单体分子仅包含氢和氧。
[0017]在本文中，通过某种单体单独聚合或与其它单体共同聚合制得的聚合物包含作为聚合单元的该单体。
[0018]如本文所用，非离子型单体是这样的单体，当包含该单体聚合单元的聚合物存在于水中时，在pH2.5-9范围内的任意pH条件下该单体的聚合物单元不是离子化的。本文中，离子化的聚合单元是指，以这些聚合单元的总摩尔为基准计，等于或大于50摩尔％的这种聚合单元处于非离子态。
[0019]如本文所用，“乙烯基聚合物”是这样一种聚合物，其中以聚合物的重量为基准计，等于或大于90重量％为一种或多种乙烯基单体的聚合单元。
[0020]如本文所用，“水性”组合物是以组合物的重量为基准计，含水量等于或大于30重量％的组合物。在水性组合物中，水形成连续介质，所有其它成分溶解和/或分散于水中。
[0021]如本文所用，水性组合物的“固体含量”是当向基材上施涂水性组合物的层再进行干燥或让其晾干后留下的材料的量。可通过以下方法测量固体含量:将1-2毫米厚的水性组合物层施涂于顶部开口的容器中，并将该容器置于空气循环烘箱中在100°C下放置30分钟。以百分数计的所述固体含量为100* (LB)/ (IC),其中LB是暴露于烘箱(oven exposure)后容器中残留的水性组合物的材料重量，IC是水性组合物的起始重量。在本文中，暴露于烘箱后容器中残留的水性组合物的材料称作组合物的“固体部分”。
[0022]在本文中，“粘合剂组合物”是这样一种组合物，在将该组合物与两种基材接触后(可能在对组合物进行干燥和/或加热后)，该组合物能够将这两种基材粘结在一起。
[0023]如本文所用，“多元醇”是其分子包含两个或更多个羟基的化合物。如本文所用，“多异氰酸酯”是其分子包含两个或更多个异氰酸酯基的化合物。
[0024]如本文所用，“水分散性”化合物是这样一种化合物，该化合物在25°C下含量为
1-50 %范围内的任意含量条件下在水中搅拌形成溶液或乳液。
[0025]如本文所用，“脂肪化合物”是其分子包含一个或多个脂肪基团的化合物。脂肪基团是仅包含碳和氢原子的基团，并且其包含8个或更多个非芳族碳原子(即，不是任意芳环的一部分的碳原子)。脂肪酰胺是其中脂肪基团中的一个碳原子与酰胺基相连的脂肪化合物。脂肪酰胺具有以下结构1:
[0026]
【权利要求】
1.一种含有乙烯基聚合物的水性粘合剂组合物，所述聚合物包含:(a)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0-0.4重量％羧基官能单体的聚合单元；以及(b)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0.1-10重量％磺酸官能单体的聚合单元。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述磺酸官能单体的量为0.2-7%。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述乙烯基聚合物还包含: (c)20-80%—种或多种丙烯酸未取代的烷基酯的聚合单元；以及 (d)5-40%—种或多种芳族乙烯基单体的聚合单元。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含一种或多种水分散性多异氰酸酯。
5.一种将第一基材与第二基材粘结的方法，其特征在于，所述方法包括: (a)在所述第一基材的表面上施涂如权利要求1所述组合物的层； (b)使所述水性粘合剂组合物的层干燥，以除去水； 以及 (C)使所述第二基材的表面与所`述层接触； 其中所述第一基材和所述第二基材中的一个或两个包含一种或多种滑爽剂。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述滑爽剂包括一种或多种脂肪化合物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，一种或多种所述脂肪化合物包括脂肪酰胺，所述脂肪酰胺具有选自硬脂酰基、油酰基和芥酰基的主基团。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一基材或所述第二基材是聚合物膜，该聚合物膜包含低密度聚乙烯并且包含一种或多种脂肪酰胺。
9.一种通过权利要求5所述的方法形成的粘结制品。
10.一种含有乙烯基聚合物的水性粘合剂组合物，所述聚合物包含:(a)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0-0.4重量％离子型单体的聚合单元；以及 (b)以所述乙烯基聚合物的重量为基准计，0.1-10重量％—种或多种选自下组单体的聚合单元:丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及其混合物。
【文档编号】C09J133/00GK103517959SQ201280022966
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年5月14日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】M·陈 申请人:罗门哈斯公司