粘合剂组合物及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明设及具有宽的使用温度范围的热烙粘合剂，该使得该些粘合剂特别适合用 于暴露于极端温度下的盒子和纸箱的密封应用。
【背景技术】
[0002] 热烙粘合剂在烙融状态下被施加到基材上并且冷却W硬化形成粘合剂层。热烙粘 合剂在包装工业中被广泛使用W密封容器，例如纸板盒、托盘和纸箱。很多种包装应用都需 要使用既耐热又耐寒的粘合剂。然而，传统的热烙粘合剂仅或者在高温下或者在低温下显 示出强的粘合力，而不会在两种温度下均显示强的粘合力。聚丙締基体系已经被用于改善 耐热性，但是聚丙締不能提供充分的耐寒性，因为它们在o°c附近会变脆。在运输和存储期 间，W及根据季节和场所，密封的容器被暴露于约-20°F至约140°F的温度。因此，需要 同时具有良好耐热性和耐寒性的多用途热烙粘合剂。本发明满足了该种需求。
[000引发明概述
[0004] 本发明提供了一种具有宽的使用温度范围的热烙粘合剂，使用所述粘合剂将基材 粘合到一起W封闭/密封盒子和纸箱等的方法，W及包含所述粘合剂的制品。
[0005] 本发明的一个方面提供了一种热烙粘合剂，其包括茂金属催化的聚己締共聚物， 小于10重量％的官能化的茂金属催化的聚己締共聚物，大于22重量％的蜡，增粘剂和任选 存在的添加剂。所形成的热烙粘合剂同时具有良好的耐热性能和耐寒性能。
[0006] 本发明的另一个方面提供了一种密封和/或制备或形成盒子、纸箱、托盘、箱子或 袋子的方法。所述方法包括使用热烙粘合剂，其中所述粘合剂包含茂金属催化的聚己締共 聚物和小于10重量％的官能化的茂金属催化的聚己締共聚物。
[0007] 本发明的又一个方面设及一种包含热烙粘合剂的制品，所述热烙粘合剂包含茂金 属催化的聚己締共聚物和小于10重量％的官能化的茂金属催化的聚己締共聚物。所述制 品是用于包装产品的纸箱、盒子、托盘或袋子。所述制品可W包括已经通过该种热烙粘合剂 粘合的卡纸板、纸板或其他基材。在另一个实施方式中，所述粘结剂在其制造期间并且在包 装产品之前被预施加到制品例如纸箱、盒子、托盘或袋子上。
[000引本发明还提供了一种将基材粘合到类似或不类似的基材上的方法，其包括将烙融 的热烙粘合剂组合物施加到至少一种基材上，并且将所述基材粘合到一起，其中所述热烙 粘合剂包括茂金属催化的聚己締共聚物和小于10重量％的官能化的茂金属催化的聚己締 共聚物。
[0009] 发明详述
[0010] 该里所有引用的文件都全文援引加入本文。
[0011] 除非另有指明，重量百分比（重量％ )是基于粘合剂的总重量计算的。
[0012] 当包装的货物在可能暴露于极端温度等情况下被运输和/或存储时，使用具有宽 的使用温度范围的具有高耐热性和良好耐寒性的热烙粘合剂是重要的。
[0013] 通常地，茂金属催化的聚丙締已经用于在热烙粘合剂中改善耐热性；并且茂金属 催化的聚己締已经用于在热烙粘合剂中改善耐寒性。通常，将高软化点增粘剂和小于20重 量％的高烙点蜡与茂金属催化的聚己締共聚物一起配制W赋予高耐热性；然而，该可能导 致较差的低温性能。相反，低软化点增粘剂和低烙点蜡与聚合物结合W赋予良好的低温性 能；然而，所得到的粘合剂具有较差的高温性能。
[0014] 已经发现，具有优异的高温和低温性能平衡的热烙粘合剂可W通过组合使用茂金 属催化的聚己締共聚物和低水平的官能化的茂金属催化的共聚物来获得。无论增粘剂的软 化温度W及蜡的烙点如何，作为基础粘合剂聚合物，包含茂金属催化的聚己締共聚物和小 于10重量％的官能化的茂金属催化的聚己締共聚物的热烙粘合剂，扩展了粘合剂的高温 性能和低温性能。
[0015] 茂金属催化的聚己締是使用茂金属催化体系通过将己締单体与a-締姪（例 如了締、己締、辛締）聚合而获得。茂金属催化的聚己締共聚物是从ExxonMobil Coloration(W商品名Exact)或DowQiemical(W商品名Affinitypolymer)商购获得 的。茂金属催化剂是已知的单一位点催化剂。该些催化剂仅具有一个反应位点并且可W制 备己締和其他仅具有短链支链的a-締姪的共聚物，由此形成具有非常窄的分子量分布的 基本上为线性的共聚物。所述催化剂也提供了将优异的均匀共聚单体引入到聚合物链中。 然而，己締共聚物本身对于本发明的粘合剂来说是重要的，而不是制备己締共聚物的方法。 通过单一位点的茂金属催化剂催化的聚合物具有非常窄的分子量分布，具有小于约2. 5的 多分散指数。该可W与通常具有约3至6的多分散指数的多位点齐格勒类型催化剂催化的 聚合物区别开来，也可W与通常具有约2. 8至4. 6的多分散指数的过氧化物催化剂催化的 聚合物区别开来。本发明的茂金属催化的聚己締具有非常窄的分子量分布，其具有小于2. 5 的多分散指数，优选小于2. 3,更优选小于2. 0或更少。所述多分散指数是W由凝胶渗透色 谱测量的重均分子量（MW)，除W同样由凝胶渗透色谱测量的数均分子量（MN)而计算的。
[0016] 茂金属催化的聚己締共聚物中存在的其他共聚单体具有3至12个碳原子。1-了 締、1-己締和1-辛締是最优选的共聚单体。己締共聚物中的其他共聚单体的量从约8至 30重量％变化。此其他a締姪的量优选为约15至25重量％，最优选约21至23重量％。
[0017] 适宜的茂金属催化的聚己締根据ASTMD1238测量具有约200至约2,OOOg/lOmin 的烙体指数，190°C，2. 1化g，优选从约500至约1750CP。有用的茂金属催化的聚己締包括具 有20%结晶度和350°F下13,OOOcp布洛克菲尔德粘度的己締共聚物。
[001引茂金属聚己締共聚物通常W约20重量％至约60重量％，更优选约25重量％至约 50重量％的量用作基础粘合剂聚合物组分。
[0019] 将官能团接枝在茂金属聚己締共聚物上W形成官能化的茂金属催化的聚己締共 聚物。该种方法可W通过将茂金属催化的聚己締共聚物与官能化组分在反应器或在挤出机 中混合而进行。本领域技术人员理解有多种官能团可W与茂金属催化的聚己締共聚物反应 W产生官能化的茂金属催化的聚己締共聚物。可W用于本发明实践的官能团包括丙締酸、 己酸盐、横酸盐、马来酸酢、富马酸、巧康酸酢等。用于粘合剂的有用的官能化茂金属催化 的聚己締共聚物包括丙締酸官能化的茂金属催化的聚己締共聚物，己酸盐官能化的茂金属 催化的聚己締共聚物，横酸盐官能化的茂金属催化的聚己締共聚物，马来酸酢官能化的茂 金属催化的聚己締共聚物等。在一个实施方式中，所述官能化的茂金属催化的聚己締共聚 物是马来酸酢改性的茂金属催化的聚己締共聚物。在另一个实施方式中，所述官能化的茂 金属催化的聚己締共聚物是富马酸改性的茂金属催化的聚己締共聚物。在另一个实施方式 中，所述官能化的茂金属催化的聚己締共聚物是巧康酸酢改性的茂金属催化的聚己締共聚 物。
[0020] 官能化的茂金属催化的己締共聚物中的官能团通常随机分布在整个聚合物中。本 发明粘合剂的特别优选的实施方案将包含官能化的茂金属催化的聚己締共聚物，其包含基 于所述茂金属聚己締催化的共聚物的重量约0. 3至约8重量％的官能团，更优选约0. 5至 约5重量％的官能团。
[0021] 适于本发明的官能化的茂金属催化的聚己締共聚物将具有大于2, 000道尔顿的 分子量。官能化的茂金属催化的聚己締共聚物不同于官能化的改性的蜡。本领域技术人 员理解官能化的改性的蜡通常具有小于2, 000道尔顿的分子量，而共聚物具有大于2, 000 道尔顿的分子量。官能化的己締共聚物的结晶度范围从10至30%。350°F下官能化的 茂金属催化的聚己締共聚物的粘度范围从10,OOOcp至20,OOOcp。适宜的官能化的茂金 属催化的聚己締根据ASTMD1238测量具有范围从约200至约2,OOOg/lOmin的烙体指数， 190°C，2. 1化g，优选从约500至约1750。一个示例性的官能化的茂金属催化的聚己締是来 自DOW⑥的AFFINITY?GA1000R。
[0022] 官能化的茂金属聚己締共聚物通常会W粘合剂的约0. 5重量％至10重量％的量 使用，更优选约1重量％至约8重量％，或者约7重量％，或者约6重量％，或者约5重量％。 使用超过10重量％可能会导致相分离并且会与粘合剂中的其他组分不相容。
[0023] 本发明的粘合剂组合物优选是增粘的。增粘剂组分通常W约10重量％至约60重 量％的量存在，更优选约20重量％至约50重量％，甚至更优选约20重量％至约45重量％。 根据ASTM方法E28测量，增粘树脂通常会具有约70°C至150°C之间的环球法软化点，更优 选在约80^至110^之间，甚至低于100^、99^、98^、97^、96^和95^。对于一些配方 来说，两种或更多种增粘树脂的混合物是理想的。
[0024] 在一些实施方式中，增粘剂是合成的姪树脂。合成的姪树脂包括脂肪族或环脂族 姪、芳香姪、芳香改性的脂肪族W及它们的混合物。上述提到的合成姪树脂的氨