使用交联粘合剂粘合两种材料的方法

专利名称：使用交联粘合剂粘合两种材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法。更准确的说，在本发明的方法中，将组分(A)置于必须与另一种材料(B)相粘合的材料(A)的那一侧，将组分(B)置于必须与另一种材料(A)相粘合的材料(B)的那一侧，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)与材料(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
背景技术：
热熔性粘合剂是在室温下为固体但是当受热时变为粘性液体的热塑性物质。将这些粘性液体涂覆在第一种基材的表面上，然后在该表面上覆盖第二个表面。冷却后，在基材与第二个表面之间得到粘合。这些粘合剂由缩写HMA(热熔性粘合剂)表示。
由此形成的粘合物可在室温下使用并且是有效的。然而，当它们暴露在高于室温并且接近于粘合剂的熔点的温度下时，粘合性降低并且有脱粘的风险。
这一缺陷可通过在进行粘合时使粘合剂交联来弥补，从而使得粘合剂在其被交联之前当温度升高并且接近于或超过粘合剂的初始熔点时保持为固态。现有技术已经描述了许多这种类型的解决方式。
专利EP940461披露了一种由其中分散有活性粉末和交联剂的聚乙烯所组成的HMA，这些物质使得它们直到聚乙烯熔融时才发生反应。专利EP326444披露了一种在其一个侧面上覆盖有HMA粘合剂的织物，该粘合剂由其中分散有封装的交联剂的聚合物组成。以使得粘合剂对着材料这样的方式将该织物放置在材料(例如另一种织物)上，并且在加热的同时施加压力。织物被粘结在材料上，同时粘合剂被交联。专利JP1249873(申请JP19880079799)披露了一种基于封端的(blocked)异氰酸酯和多胺的可交联粘合剂。专利EP373878披露了一种以通过与多元醇和自由基引发剂混合的氨基酰胺改性的丙烯酸系树脂形式的粘合剂。通过加热进行交联。专利GB2135673披露了一种编织的玻璃织物，用环氧树脂涂覆该织物的纤维，然后用胺作为端基的(terminated)聚酰胺覆盖该编织物。将该编织物置于两种材料之间，将这两种材料热压以使得将它们粘合在一起。专利US3409497披露了一种类似的方法，但是用OH作为端基的双酚涂覆纤维并且用环氧树脂覆盖织物。
这些技术的缺陷在于必须小心地将粘合剂的两种组分分离以避免在两种材料粘合之前交联；或者必须仔细地选择粘合剂的组分以使得在确定的温度之前没有交联，和/或将材料完全粘合以产生最后的结合。此外，这些可交联的粘合剂的组分并不是单一的产品。
现已发现了一种更简单的方法，其中将组分(A)置于必须与另一种材料(B)相粘合的材料(A)的那一侧，将组分(B)置于必须与另一种材料(A)相粘合的材料(B)的那一侧，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)与材料(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。

发明内容
本发明涉及一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法。更准确的说，在本发明的方法中，将组分(A)置于必须与另一种材料(B)相粘合的材料(A)的那一侧，将组分(B)置于必须与另一种材料(A)相粘合的材料(B)的那一侧，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)与材料(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
换句话说，将组分(A)和(B)置于将要粘合的材料之间，将组分(A)置于材料(A)侧，并且将组分(B)置于材料(B)侧。根据一个有利的实施方案，这些组分是薄膜、网状物或非织造物的形式。在本文的剩余部分中，为了简洁起见，薄膜、网状物和非织造物将由术语“薄膜”或“网”表示。根据一个特定实施方案，薄膜(A)和(B)可以邻近(并且不彼此粘着)，但由于温度为室温而因此没有反应。可以通过粘合点或者通过仅仅在几个点下将薄膜(A)和(B)加热而使两种薄膜(A)和(B)连接，以将这两种薄膜固定在一起并且使得它们更容易处理。
根据本发明的另一个实施方案，将组分(A)固定在必须与另一种材料(B)相粘合的那部分材料(A)上，并且将组分(B)固定在必须与另一种材料(A)相粘合的那部分材料(B)上。换句话说，本发明是一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法，其中用组分(A)包覆(coat)与另一种材料(B)相粘合的那部分材料(A)，用组分(B)包覆与另一种材料(A)相粘合的那部分材料(B)，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
组分(A)和(B)可以熔融状态沉积在材料上。根据一个有利的实施方案，这些组分的至少一种并且优选它们两者均为薄膜、网状物或非织造物的形式。通过简单的热压而不需要将薄膜熔融而使薄膜固定在材料上，然后使两种材料通过它们包覆(coat)有薄膜的部分而接触并且加热，任选地将压力施加在材料上。
如果仅仅将其中一种组分固定在其中一种材料上(例如将组分(A)固定在材料(A)上)，则将不超出本发明的范围。
本发明的方法具有许多优点-包覆有薄膜的材料容易制备-所需要的只是将两种任选地包覆有它们的薄膜的材料彼此接触并且将它们热压，以获得粘结；-在粘结时组分(A)和(B)不可逆地反应，从而使在高于单独的组分(A)和(B)熔点的温度下的耐热性得以提高；和-可以选择分别对材料(A)和(B)显示出良好粘结性的组分(A)和(B)。
本发明还涉及包覆有薄膜(A)或(B)的每种材料并且涉及由材料(A)和(B)粘合而得到的制品。
具体实施例方式
关于材料(A)和(B)，这些材料可以是任意材料，例如木材、纸、板、金属、塑料和编织物或非织造物。当这些材料的至少一种是织物时，本发明特别有利。
关于组分(A)和(B)，这些组分是指可以熔融状态沉积在材料上或者可以形成薄膜并且在热的时候通过相互接触而制得交联的粘合剂的组分。可以提及的是例如标准的HMAs，只要它们各自含有引起交联的官能团。组分(A)和(B)的熔点约为60-150℃。有利的是，组分(A)和(B)是聚合物或聚合物共混物。它们可以是薄膜、网状物或非织造物的形式。可以通过热塑性聚合物的技术领域中的标准技术，即挤出、吹塑和流延来制备薄膜，也就是说，将熔融的材料通过扁平模头挤塑并且使其通过冷铸辊而将聚合物冷却和固化。可以使用标准技术由被制成纤维形式的组分(A)或(B)制备非织造物。例如，可以使这些组分以熔融状态通过喷丝头，在冷板上收集纤维，并且使纤维在它们完全冷却之前相互接触，将它们粘合在一起，形成非织造物。关于网状物，其可以被认为是有孔的薄膜或用纤维织造的织物。
关于聚合物(A)，这些聚合物可以是例如-A1共聚酰胺(coPA)和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物；-A2COOH作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的COOH作为端基的共聚物；-A3NH2作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的NH2作为端基的共聚物；-A4酸作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的酸作为端基的共聚物，所述酸具有不饱和键；和-A5含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物，其中该聚醚嵌段是聚丁二烯嵌段，有利的是，该聚醚嵌段和共聚酰胺嵌段通过由聚醚的OH端基与共聚酰胺嵌段的酸端基之间的反应所得到的酯基而连接。
这些类型A1-A5可以含有过氧化物类引发剂。
关于聚合物(B)，可以提及的是例如-B1带有环氧官能团的聚合物，例如乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物以及表氯醇(epichloroidrin)基共聚物；-B2带有羧酸酐官能团的聚合物例如乙烯/马来酸酐(MAH)共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，和带有羧酸官能团的聚合物例如乙烯/丙烯酸共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物；-B3封装在聚烯烃基质内的异氰酸酯(或多异氰酸酯)；-B4聚酮；-B5聚脲，任选地在聚烯烃基质内；
-B6聚碳化二亚胺(polycarbodiimide)，任选地在聚烯烃基质内；和-B7带有多个丙烯酸酯基团的酯多元醇，任选地在聚烯烃基质内。
根据本发明的一个特定实施方案，(B1)是乙烯和不饱和环氧化物的共聚物或者是接枝有不饱和环氧化物的聚烯烃。
关于接枝有不饱和环氧化物的聚烯烃，术语“聚烯烃”被理解为是指包含烯烃单元例如乙烯、丙烯和1-丁烯单元或者任何其他α-烯烃的聚合物。例如，可以提及-聚乙烯例如LDPE、HDPE、LLDPE或VLDPE，聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、EPRs(乙烯/丙烯橡胶)或者茂金属PEs(通过单点催化得到的共聚物)；-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物和三元乙丙橡胶(EPDM)；和-乙烯与选自不饱和羧酸的盐或酯或者饱和羧酸的乙烯基酯的至少一种产物的共聚物。
有利的是，聚烯烃选自LLDPE、VLDPE、聚丙烯、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。密度可以有利地为0.86-0.965，熔体流动指数(MFI)可以为0.3-40(在190℃/2.16kg下以g/10分钟计)。
对于乙烯和不饱和环氧化物的共聚物，可以提及的是例如乙烯与(甲基)丙烯酸烷基酯和与不饱和环氧化物的共聚物，或者乙烯与饱和羧酸的乙烯基酯和与不饱和环氧化物的共聚物。环氧化物的量可以至多为共聚物的15重量％，乙烯的量至少为50重量％。
有利地，(B1)是乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/不饱和环氧化物共聚物。
优选地，(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基含有2-10个碳原子。
(B1)的MFI(熔体流动指数)可以例如为0.1-50(g/10分钟，在190℃/2.16kg下)。
可使用的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的例子特别为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。可使用的不饱和环氧化物的例子特别为-脂肪族缩水甘油酯和醚，例如烯丙基缩水甘油醚、乙烯基缩水甘油醚、马来酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；和-脂环族缩水甘油酯和醚、例如2-环己烯-1-基缩水甘油醚、环己烯-4，5-二羧酸二缩水甘油酯、环己烯-4-羧酸缩水甘油酯、2-甲基-5-降冰片烯-2-羧酸缩水甘油酯和内-顺式-双环-[2.2.1]-庚-5-烯-2，3-二羧酸二缩水甘油酯。
根据本发明的一个实施方案，(B2)是一种包含乙烯和不饱和羧酸酐的共聚物。
(B2)是乙烯与不饱和羧酸酐的共聚物，或者接枝有不饱和羧酸酐的聚烯烃。
所述聚烯烃可以选自上述的聚烯烃并且必须接枝有不饱和环氧化物。
可被用作(B2)的组分的不饱和二羧酸酐的例子特别为马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐和四氢邻苯二甲酸酐。
举例来说，可以提及的是乙烯与(甲基)丙烯酸烷基酯和不饱和羧酸酐的共聚物，和乙烯与饱和羧酸的乙烯基酯和不饱和羧酸酐的共聚物。
不饱和羧酸酐的量可以至多为共聚物的15重量％，乙烯的量至少为50重量％。
有利地，(B2)是乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/不饱和羧酸酐共聚物。优选地，(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基含有2-10个碳原子。
该(甲基)丙烯酸烷基酯可选自上述的那些。
(B)的MFI可以例如为0.1-50(g/10分钟，在190℃/2.16kg下)。
通过将以下物质组合实现了具有非常好的温度承受能力的不可逆的粘合-网A1与选自B1、B2、B3、B4、和B6的网；-网A2与选自B1、B3和B6的网；-网A3与选自B 、B2、B3、B4、B5、B6和B7的网；-网A4与选自B1和B7的网；和-网A5与B7。
实施例使用以下产品Lotader7500表示一种重量比为80/17/3的乙烯/丙烯酸乙酯/马来酸酐共聚物，其在2.16kg/190℃下的MFI为70g/10分钟。其通过高压自由基聚合制备；LotaderAX8950表示一种重量比为72.2/18.8/9的乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，其在2.16kg/190℃下的MFI为90g/10分钟。其通过高压自由基聚合制备；Platamid1表示重量比为30/70的6，9/12共聚酰胺，其通过六亚甲基二胺、C9二酸和十二烷基内酰胺的缩合获得。其以二-COOH作为端基并且在2.16kg/160℃下MFI为15g/10分钟；Platamid2表示一种主要基于六亚甲基二胺、己内酰胺、己二酸、C10二酸和氨基十一烷酸的共聚酰胺。其在2.16kg/150℃下MFI为9g/10分钟；知Platamid3表示一种比例为40/20/40的6/6，6/12共聚酰胺，其通过六亚甲基二胺、己二酸和十二烷基内酰胺的缩合获得。
制备50μm厚的Platamid和Lotader薄膜，然后在以下条件下在压机中将这些薄膜粘合60秒；280dN；T(Lotader侧)＝75℃；T(Platamid侧)＝150℃。
结果在下表1和2中给出，其中凝胶含量证实了交联。
表1
表2
权利要求
1.一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法，其中将组分(A)置于必须与另一种材料(B)相粘合的材料(A)的那一侧，将组分(B)置于必须与另一种材料(A)相粘合的材料(B)的那一侧，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)与材料(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
2.根据权利要求1的方法，其中组分(A)和(B)是薄膜、网状物或非织造物的形式(以“薄膜”表示)。
3.根据权利要求2的方法，其中通过粘合点使两种薄膜(A)和(B)连接以将这两种薄膜固定在一起并且使得它们更容易处理。
4.根据权利要求2的方法，其中通过仅仅在几个点处将薄膜(A)和(B)加热而使两种薄膜(A)和(B)连接，以将这两种薄膜固定在一起并且使得它们更容易处理。
5.一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法，其中用组分(A)包覆必须与另一种材料(B)相粘合的那部分材料(A)，用组分(B)包覆必须与另一种材料(A)相粘合的那部分材料(B)，并且在热和任选地施加在材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)之间接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
6.根据权利要求5的方法，其中组分(A)和(B)以熔融状态沉积在材料上。
7.根据权利要求5的方法，其中组分(A)或(B)的至少一种是薄膜、网状物或非织造物的形式(以“薄膜”表示)。
8.根据权利要求7的方法，其中通过简单的热压而不需要将薄膜熔融而使薄膜固定在材料上，然后使该两种材料通过它们包覆有薄膜的部分而接触并且加热，任选地将压力施加在这些材料上。
9.根据前述权利要求的任一项的方法，其中组分(A)选自-A1共聚酰胺(coPA)和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物；-A2COOH作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的COOH作为端基的共聚物；-A3NH2作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的NH2作为端基的共聚物；-A4酸作为端基的共聚酰胺和含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的酸作为端基的共聚物，所述酸具有不饱和键；和-A5含有共聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物，其中该聚醚嵌段是聚丁二烯嵌段。
10.根据前述权利要求的任一项的方法，其中组分(B)选自-B1带有环氧官能团的聚合物，例如乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物以及表氯醇基共聚物；-B2带有羧酸酐官能团的聚合物例如乙烯/马来酸酐(MAH)共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，和带有羧酸官能团的聚合物例如乙烯/丙烯酸共聚物和任选的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物；-B3封装在聚烯烃基质内的异氰酸酯(或多异氰酸酯)；-B4聚酮；-B5聚脲，任选地在聚烯烃基质内；-B6聚碳化二亚胺，任选地在聚烯烃基质内；和-B7带有多个丙烯酸酯基团的酯多元醇，任选地在聚烯烃基质内。
11.根据权利要求10的方法，其中(B1)是乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/不饱和环氧化物共聚物。
12.根据权利要求10的方法，其中(B2)是乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/不饱和羧酸酐的共聚物。
全文摘要
本发明涉及一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法。更准确的说，在本发明的方法中，将组分(A)置于与另一种材料(B)相粘合的材料(A)的那一侧，将组分(B)置于与另一种材料(A)相粘合的材料(B)的那一侧，并且在热和任选地施加在这些材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)与材料(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。根据一个有利的实施方案，这些组分以薄膜、网状物或非织造物的形式使用。根据另一个实施方案，将组分(A)固定在与另一种材料(B)相粘合的该部分材料(A)上，并且将组分(B)固定在与另一种材料(A)相粘合的该部分材料(B)上。换句话说，本发明是一种使用可交联的粘合剂粘合两种材料的方法，其中用组分(A)包覆与另一种材料(B)相粘合的该部分材料(A)，用组分(B)包覆与另一种材料(A)相粘合的该部分材料(B)，并且在热和任选地施加在材料上的压力的存在下使组分(A)和(B)接触而产生将该两种材料粘合在一起的交联的粘合剂。
文档编号C09J177/06GK1906263SQ200480040578
公开日2007年1月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年11月21日
发明者布鲁诺·德赫布考特, 安尼特·莱恩曼 申请人:阿克马公司