粘合到箔片的方法
【专利说明】粘合到箔片的方法
[0001] 粘着剂组合物的一个重要用途是粘合层压物的层。举例来说，经常需要提供可以 将金属箱片粘合到聚合物膜的粘着剂组合物。因安全性和环境保护的原因，需要粘着剂组 合物是水性的。使用水性粘着剂组合物以粘合层压物的层的所需方法是干燥粘合层压工 艺，其为以下方法:将水性粘着剂组合物的层涂覆到第一衬底，随后将水性粘着剂组合物干 燥或使其干燥，随后使第二衬底与经干燥粘着剂组合物接触，通常经由将两个衬底配合在 一起并且形成层压物的热紧压夹。
[0002] US 2010/0081742描述可以用于使沙粒和其它介质着色的水基有色聚氨基甲酸酯 涂层。由US 2010/0081742描述的涂层任选地含有交联剂，例如β-(3,4-环氧环己基）乙基三 乙氧基硅烷。
[0003] 需要提供一种使用水性粘着剂组合物来将金属箱片粘合到聚合物膜的方法。尤其 需要提供一种使用水性粘着剂组合物的干燥粘合层压的方法，其中第一衬底是金属箱片并 且第二衬底是聚合物膜。还需要的是能够使用是所述方法的水性粘着剂组合物。
[0004] 以下是本发明的陈述。
[0005] 本发明的第一方面是将金属箱片粘合到聚合物膜的方法，其包含以下步骤：
[0006] (Α)将水性粘着剂组合物的层涂覆到所述聚合物膜或金属箱片的表面，
[0007] (Β)干燥所述粘着剂组合物的所述层以产生经干燥粘着剂的层，和
[0008] (C)所述干燥后，使金属箱片或聚合物膜的表面与所述经干燥粘着剂组合物的所 述层接触，
[0009] 其中所述水性粘着剂组合物包含
[0010] (i)含水介质
[0011] (i i) -种或多种分散于所述含水介质中的异氰酸酯化合物，和
[0012] (i i i) -种或多种分散于所述含水介质中的官能性硅烷化合物。
[0013] 本发明的第二方面是一种水性粘着剂组合物，其包含
[0014] (i)含水介质
[0015] (i i) -种或多种分散于所述含水介质中的异氰酸酯化合物，和
[0016] (i i i) -种或多种分散于所述含水介质中的官能性硅烷化合物
[0017] 以下是本发明的详细描述。
[0018] 如本文中所使用，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]金属箱片是长度和宽度各自是至少lcm并且厚度是0 · 5mm或小于0 · 5mm的一块金 属。聚合物膜是由有机聚合物制成的长度和宽度各自是至少lcm并且厚度是0.5mm或小于 0.5mm的一块材料。
[0020]如果组合物在25°C下是液体并且按组合物的重量计含有30重量％或大于30重 量％的水，那么组合物在本文中称为水性的。水性组合物含有离散液滴或粒子可以任选地 悬浮于其中的连续流体介质。连续流体介质含有水，其量按连续流体介质的重量计是50重 量％或大于50重量％。连续流体介质在本文中称为含水介质。
[0021 ]含于水性组合物中的不为水的化合物在本文中称为分散于含水介质中。所述化合 物可以经溶解或悬浮或其组合。悬浮化合物呈现为离散液滴或粒子;所述粒子可能含有两 种或更多种物质。悬浮液滴或粒子的重量平均直径是5nm或大于5nm。溶解于含水介质中的 化合物分散为个别分子。
[0022]异氰酸酯是含有一个或多个侧异氰酸酯基-NC0的化合物。每分子含有一个以上异 氰酸酯基的异氰酸酯是聚异氰酸酯。恰好含有两个异氰酸酯基的异氰酸酯是二异氰酸酯。 单体二异氰酸酯具有结构OCN-R^NCO,其中-R 1是二价有机基团，不具有异氰酸酯基的，不具 有氨基甲酸酯键，并且分子量小于500。
[0023]多元醇是每分子具有两个或更多个-OH基团的化合物。二醇恰好每分子具有两个-OH基团。
[0024] 如本文中所使用，着色剂是任何染料或颜料。着色剂可以是有机或无机的或其组 合。
[0025] 本发明的粘着剂组合物包含含水介质。优选地，含水介质中水的量按水的重量计 是70重量％或大于70重量％ ;或80重量％或大于80重量％ ;或90重量％或大于90重量％。
[0026] 本发明的粘着剂组合物含有一种或多种异氰酸酯化合物。优选地，粘着剂组合物 含有一种或多种聚异氰酸酯。优选聚异氰酸酯是一种或多种氨基甲酸酯预聚物、一种或多 种异氰酸酯三聚体以及其混合物。
[0027]异氰酸酯三聚体是单体二异氰酸酯的三聚体。优选的是亲水改性的异氰酸酯三聚 体，其具有结构
[0028]
[0029]其中三个R基团彼此相同，并且其中G是含有至少一个亲水性基团的有机基团。优 选的R基团是脂肪族基；更优选的是正己基和二甲基环己基；更优选的是正己基。优选的亲 水性基团是阴离子基团和亲水性环氧烷基团；更优选的是亲水性环氧烷基团。优选的亲水 性环氧烷基团是-(CH 2CH20)n-，其中η是3到50。在阴离子基团之中，优选的是硫酸根和羧酸 根;更优选的是硫酸根。
[0030]氨基甲酸酯预聚物是一种或多种聚异氰酸酯与一种或多种多元醇或一种或多种 多元胺或其混合物的反应产物。在制备氨基甲酸酯预聚物中，使用摩尔过量的聚异氰酸酯， 并且氨基甲酸酯预聚物是聚异氰酸酯。对于制备氨基甲酸酯预聚物，优选的聚异氰酸酯是 单体二异氰酸酯，其分子量是300或小于300;更优选地275或小于275。对于制备氨基甲酸酯 预聚物，优选的聚异氰酸酯是芳香族单体二异氰酸酯；更优选的是一种或多种MDI异构体； 更优选的是4，f -MDI和4，f -MDI与其它MDI异构体的混合物;更优选的是4，f -MDI。对于制 备氨基甲酸酯预聚物，一种或多种聚异氰酸酯优选地与一种或多种多元醇反应。优选的多 元醇的重量平均分子量是500或大于500;更优选地800或大于800。优选的多元醇的重量平 均分子量是5000或小于5000;更优选地2500或小于2500。优选地，重量平均分子量小于800 的多元醇不用于制备氨基甲酸酯预聚物。优选的多元醇是二醇。优选的多元醇是聚醚多元 醇、聚酯多元醇以及其混合物;更优选的是聚醚多元醇。优选的聚醚多元醇是聚四亚甲基醚 二醇、聚丙二醇以及其混合物。
[0031] 优选的氨基甲酸酯预聚物制备为聚氨基甲酸酯分散体，其是氨基甲酸酯预聚物的 粒子悬浮于含水介质中的组合物。
[0032] 本发明的组合物含有一种或多种官能性硅烷。官能性硅烷是具有以下结构的化合 物
[0033]
[0034]其中A是氨基、环氧基、甲基丙烯酰基、乙烯基、巯基、脲或异氰酸酯基。基团-R1-是 二价有机基团。优选地，-R1-是烃基;更优选地烷基;更优选地直链烷基，更优选地具有1到6 个碳原子的直链烷基;更优选地具有2到4个碳原子的直链烷基。-R 2、-R3和-R4中的每一个独 立地是-0-R5或-R 6,其中-R5和-R6中的每一个独立地是烷基;优选地具有1到6个碳原子的烷 基;更优选地甲基、乙基或异丙基；更优选地甲基或乙基。优选地，-R 2、_R3和-R4中的一个或 多个是-0-R5;更优选地-R 2、-R3和-R4中的两个或更多个是-0-R5。优选地，-R 2、-R3和-R4中的 两个或更多个彼此一致。
[0035] 环氧基是含有环氧环的任何基团。环氧基包括例如环氧醚基和β-(3,4_环氧环己 基)基团。环氧醚基具有结构
[0036]
[0037]优选地，Α-是环氧醚基、氨基或巯基。
[0038] 优选地，官能性硅烷可溶于水中或可悬浮于水中。如果在25°C下一个或多个pH值 在1与7之间，在所述pH值下可以溶解于水中的官能性硅烷的量按水的重量计是2重量％或 大于2重量％，那么官能性硅烷在本文中视为可溶于水中。无论是否在官能性硅烷的溶解形 式中，一个或多个-0R 5基团转化成-OH基团，官能性硅烷在本文中视为可溶的。如果在25°C 下2克或大于2克的官能性硅烷可以悬浮于100克水中，以形成在25°C下存放时不沉降或聚 结24小时的悬浮液，那么官能性硅烷在本文中视为可悬浮。
[0039]优选地，水性粘着剂组合物不含有任何着色剂。也就是说，水性粘着剂组合物完全 不含着色剂或含有以按组合物的总重量计0.1重量％或小于0.1重量％的量的着色剂。本文 中认为，如果水性粘着剂组合物含有以按组合物的总重量计0.1重量％或小于0.1重量％的 量的着色剂，那么组合物将含有此类少量的着色剂，着色剂的量视为可忽略，并且组合物被 视为等效于不含有任何着色剂的组合物。
[0040] 水性粘着剂组合物任选地含有一种或多种非氨基甲酸酯聚合物。优选的非氨基甲 酸酯聚合物是乙烯基聚合物，其为含有烯系不饱和单体的聚合单元的聚合物。更优选的非 氨基甲酸酯聚合物含有一种或多种丙烯酸单体、一种或多种乙烯基芳香族单体或其组合的 聚合单元。丙烯酸单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、其酯以及其酰胺。乙烯基芳香族单体包括苯 乙烯和经取代苯乙烯。
[0041] 当存在一种或多种非氨基甲酸酯聚合物时，所述聚合物的优选形式是如悬浮于含 水介质中的粒子。
[0042] 优选地，水性粘着剂组合物不含有任何乙烯基聚合物，所述任何乙烯基聚合物含 有任何乙烯基硅烷单体的任何聚合单元。乙烯基硅烷单体是在其分子中具有可聚合的碳_ 碳双键和一个或多个硅原子的单体。
[0043] 在本发明的实践中，水性粘着剂组合物的层优选地涂覆到金属箱片或聚合物膜的 表面。更优选地，水性粘着剂组合物的层涂覆到金属箱片的表面。优选地，金属箱片是铝箱。 优选地，金属箱片的厚度是1 ym或大于1 μL?;更优选地3μηι或大于3μηι。优选地，金属箱片的厚 度是25μηι或小于25μηι;更优选地15μηι或小于15μηι。
[0044] 优选地，将水性粘着剂组合物的层干燥或使其干燥以形成经干燥粘着剂组合物的 层。可以通过任何方法实现干燥，包括例如时间推移、施加热和曝露于流动空气中的一种或 多种。当按水(作为水性粘着剂组合物的一部分而应用）的重量计，粘着剂组合物的层中剩 余的水量是10重量％或