专利名称：水分散体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水分散体，一种形成粘合的方法和由该方法制备的组合物。
背景技术：
粘合剂广泛应用于各种商业应用中，比如产品组装和包装。压力敏感型粘合剂 (PSAs)和热熔粘合剂(HMAs)是已知的两种特定的粘合剂。PSAs是独特的一类粘合剂，其以净形式(不含溶剂)存在，在室温下发生侵蚀并永久性地粘合，并且不需要多大的压力就能粘着在各种表面上。它们不需要用水、溶剂或加热来活化。大不相同的是，HMAs通常在熔融状态下应用于底材，并冷却以硬化粘合剂层。商业上最有效的HMAs要求175°C或更高的温度以确保完全熔融所有的组分并达到满意的应用粘度。在低于150°C的温度下能使用的粘合剂配方可以用较低分子量的组分或较高的蜡含量制备、但是应用粘度和粘合剂性能受到损害。为了改善粘合，可以加入更软的或更多的非晶态的组分，但是这些组分降低了有效的耐热度。另外，在热填充包装应用中，例如包装熔融的干酪、酸乳或新焙烤的产品的纸箱、 盒子、或碟子的密封和封闭操作(其后又将它们放入冰箱或进行冷冻)，使用具有高耐热性和好的耐低温性的HMA是重要的。因为PSAs提供许多希望的特性，例如可除去性和容易使用，它们已应用于各种应用中。因为具有更持久的和较高的平滑粘合，一些常用的PSAs不必要具有充分的强度来维持或保持它们在某个底材上的粘合。而且，应用于某些材料的常用的PSA不能暴露于升高的温度或高湿度中。例如，将PSA在已知为“放气材料”并难以粘合的丙烯酸板和聚碳酸酯板上的应用会导致冒泡和层离。可固化的粘合剂(例如热或光固化)可用于其中底材要求基本永久和高强度粘合的应用中。对于光学产品应用(例如釉光)来说，希望使用可固化的粘合剂，因为它们能提供光学上清晰的、强力粘合的层压材料(例如，分层的底材)。另外，例如纸张生产商和印刷商在书本粘合应用中使用PSAs。为了实现粘合力强又容易应用，已经发展出能用于光学应用中的混合组合物。例如，已将光可固化的、聚酯基粘合剂用于塑性釉光应用中。在数字视频盘(DVD或光盘)粘合或CRT应用中，已经使用一种含水粘合剂配方。已经建议在制备反光制品中的珠粘合中使用可固化的聚合物网络。但是，强度和应用不是许多底材/层压材料要求的唯一的标准。某些光学产品暴
3露于恶劣的环境条件中，如热、紫外(太阳)光、水等。例如，汽车挡风板通常处于户外条件中，使得它们经历各种天气。这些挡风板通常包括底材，如丙烯酸或聚碳酸酯，该底材粘附于由多层光学膜(MLOF) (3M Co ；St. Paul, Minn.)形成的日光或红外线(IR)反射膜。如果层间的粘附被毁坏或损坏，该材料就会产生光学上的障碍。美国专利No. 6，548，579公开了一种现有技术方法中的成膜聚合物和一种特殊的热塑性组分，该组分选自热塑性聚合物、热塑性树脂、热熔粘合剂组合物、或其混合物。热塑性组分的平均粒度为约10微米至约1，500微米。在本领域中仍然需要改进的粘合剂，其可以应用于低温、使用各种底材、和应用于各种环境条件。
发明内容
—方面，本发明涉及一种形成粘合的方法，该方法包括在底材上沉积一种水分散体以形成可选择性活化的涂层，水分散体包括(A) —种聚合物，其能形成粘合剂；(B)至少一种分散剂；和(C)至少一种增粘树脂、蜡或油，其中分散体含有至少一种平均粒度为约
O.I至约100微米和多分散性为小于5的粒子，并且涂覆的底材的至少一部分被选择活化以形成粘合。另一方面，本发明涉及一种含水的热熔粘合剂分散体，其包括(A) —种聚合物，其能形成粘合剂；(B)至少一种增粘树脂、蜡或油；(C) 一种分散剂；和(D)水，其中分散体含有至少一种平均粒度为约O. I至约100微米和多分散性为小于5的粒子。再一方面，本发明涉及一种含水压力敏感型粘合剂，其包括(A) —种聚合物，其能形成粘合剂，所述聚合物选自下列聚合物中的至少一种丙烯基共聚物和均聚物、或苯乙烯基共聚物和嵌段共聚物；(B)至少一种分散剂；(C)至少一种增粘树脂、蜡或油；和(D)水， 其中分散体含有至少一种平均粒度为约O. I至约100微米和多分散性为小于5的粒子。从以下的说明书和权利要求书，可以明显看出本发明的其它方面及其好处。
图I示出适用于本发明的实施方案用于形成分散体的示例性装置。图2示出本发明的实施方案所述的方法的流程图。
具体实施例方式本发明的多方面涉及粘合剂组合物，其可以应用于许多不同的“难结合”底材，如木材、粘土涂覆的纸板、聚烯烃薄膜等，以及其他相对容易粘合的底材。本发明的实施方案特别涉及用水分散体选择性形成粘合剂结合和涂覆的底材的方法，所述水分散体包括一种能形成粘合剂化合物的聚合物，至少一种增粘树脂、蜡或油，和分散剂。聚合物、增粘树脂、 蜡或油，和/或分散剂的具体类型并无限制，只要它们能形成一种粘合剂组合物。在此使用的术语“粘合剂”是指一种物质或组合物，其能通过粘合或结合各个表面将两种底材结合在一起。换言之，通过使用本发明的实施方案所述的组合物和方法，可以创造含有能形成粘合剂组合物的前体的分散体。值得注目地，可活化的涂层在以后的时间里可以活化(HMA 通过热应用，或PSA通过压力应用)。这是指前体分散体可以贮存(例如作为水溶液)或，替代地，分散体可以沉积在底材上并作为底材上未活化的(但下一步会干)涂层进行装运。 值得注目地，可活化的涂层可以在晚些时候和/或在需要粘合的特定底材上活化(HMA通过热应用下，或PSA通过压力应用)。可选择性活化是指粘合能在晚些时候形成和/或仅在为了达到粘合而提供充分的热和/或压力的位置形成粘合。制成的粘合剂可以用于下列代表性的应用中书本粘合、盒子和/或纸箱密封、通常的包装、仪表、门和磨光工作、卫生学用品、尿片、鞋、和家具。粘合剂其它的应用包括，但不限于此，地毯接缝带、层压结构、产品组装、无纺织结构、和密封和封装化合物。
在此所述的水分散体的实施方案除了以下所述的组分外还包含水。在此所用的术语 “分散体”是指在连续的液体媒介中细微分开的固体或液体。水分散体是其中的连续液体媒介是水的分散体。如上文所提到的，本发明的实施方案涉及水分散体和由那些包括能形成粘合剂化合物的聚合物的分散体形成的粘合剂组合物，所述的水分散体包括聚合物(其能形成粘合剂化合物)，至少一种增粘树脂、蜡或油，和一种分散剂。本领域普通技术人员清楚知道从这些群组的每个群组选出的多组分都可以使用。
聚合物许多种不同的聚合物可以用作本发明的实施方案的分散体和粘合剂的基本组分。 例如，可以使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)基聚合物。一定种类和数量的蜡和树脂与EVA共聚物一起使用可以控制变定时间和粘合剂的剩余粘性。在一些例子中，为了特殊的应用可以将填料加入EVA粘合剂中。本发明其它的实施方案可以使用乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、(如 VERSIFY (陶氏化学公司(The Dow Chemical Company, Midland, MI)有售)或 VISTAMAXX (埃克森美孚公司(Exxon-MobiI, Inc. Houston, TX)有售))丙烯-乙烯共聚物、非晶态聚α -烯烃、聚酰胺、嵌段共聚物、和/或本领域已知的其它聚合物。其它的聚合物可包括，例如，乙烯丙烯酸乙酯(ΕΕΑ)、乙烯丙烯酸(EAA)(其中的一个例子是商业上有售的PRIMAC0R (陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Midland, MI)，有售))、或乙烯-甲基丙烯酸共聚物(如那些NUCREL (杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商标)，和ESC0R (埃克森美孚(ExxonMobil)的商标)和美国专利(U. S. Pat.) Nos. 4，599，392,4, 988，781、和5，938，437所公开的，每个专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。EAA和EMA的离子聚合物也特别清楚地并入其中，其中的一个例子是SURL YN (杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商标)。其它的聚合物包括乙烯丙烯酸乙酯 (EEA)共聚物、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，和许多其它苯乙烯共聚物(SEBS、SEPS等)、 聚氨酯聚氯乙烯、胶乳腈(latex nitrile)、丙烯腈共聚物、丙烯酸酯类(包括纯的丙烯酸酯类和苯乙烯丙烯酸酯类和乙烯基丙烯酸酯)、和聚异丁烯。另外，也可以使用以下聚合物， 如乙烯丙烯酸丁酯(EnBA)和环氧化的聚丁二烯(epoxydized polybutadiene,PBE)。合成的聚合物可以与本发明的一些实施方案一起使用。而且，使用改性的聚合物是可取的，例如，接枝的、交联的或其它改性产品可用作本发明的实施方案中的上下文公开的聚合物。例如，根据美国专利No. 6，593，005公开的技术，双(磺酰基)叠氮化物可用作交联剂，该专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。 其它的例子包括用马来酸酐(MAH)接枝的低密度聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、或其组合。本发明特定的实施方案也可以用不含有可水解的基团(“非水解性聚合物”)的聚合物。合适的聚合物的不完全的清单包括α -烯烃的均聚物和共聚物(包括弹性体)， 如乙稀、丙稀、1_ 丁稀、3_甲基-I-丁稀、4_甲基-I-戍稀、3_甲基-I-戍稀、I-庚稀、I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、和I-十二烯(这些通常有下列代表，聚乙烯、聚丙烯、聚-I- 丁烯、 聚-3-甲基-I- 丁烯、聚-3-甲基-I-戍烯、聚-4-甲基-I-戍烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-I-丁烯共聚物、和丙烯-I-丁烯共聚物)，α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物(包括弹性体)(其通常的代表有乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亚乙基降冰片烯共聚物)，和聚烯烃(包括弹性体)，如两个或多个α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物，其通常的代表有乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二聚环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物、和乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、和乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯共聚物(包括弹性体)如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、α -甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯乙烯基醇、 苯乙烯丙烯酸酯(如苯乙烯丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯、和苯乙烯丁二烯)和交联苯乙烯聚合物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括弹性体)如苯乙烯-丁二烯共聚物及其水解产物、和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段(triblock)共聚物；聚乙烯基化合物如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚丙烯酸甲酯、和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺如尼龙6、尼龙6，6、和尼龙12 ;热塑性聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate)和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯、聚苯醚、和其类似物；和透明的烃基树脂，包括聚-二聚环戊二烯聚合物和相关的聚合物(共聚物，三元共聚物)；饱和的单烯烃如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯和类似物；乙烯基酯如单羧酸的酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、和甲基丙烯酸丁酯及其类似物；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺及其混合物，和用开环置换和交叉置换聚合反应制备的树脂及其类似物。这些树脂既可单独使用也可两个或更多个组合使用。在一些实施方案中，分散体中的一个或多个原料聚合物(base polymers)可包括本发明的受让人发明的一类乙烯/a-烯烃嵌段共聚体(interpolymers)(从此以后“嵌段共聚体”、“乙烯/ a -烯烃共聚体”，或其变体)。这些聚合物至少已在下列文献中公开了 美国临时申请(U. S. Provisional Application) No. 60/553，906 (2004 年 3 月 17 日提交)，美国临时申请No. 60/662，937 (2005年3月17日提交)，美国临时申请No. 60/662，939(2005年 3月17日提交)，美国临时申请No. 60/5662938 (2005年3月17日提交)，PCT申请No. PCT/ US2005/008916 (2005 年 3 月 17 日提交)，PCT 申请 No. PCT/US2005/008915 (2005 年 3 月 17 日提交)JPPCT申请No.PCT/US2005/008917(2005年3月17日提交)，所有这些专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。乙烯/ α -烯烃共聚体包括乙烯和一种或多种以聚合形式存在的能共聚的α -烯烃共聚单体，其特征为两种或多种聚合的化学或物理性能不同的单体单元形成的多个(即两个或多个)嵌段或链段(嵌段共聚体)，优选为多嵌段共聚物。在一些实施方案中，多嵌段共聚体可用下列通式进行表示
(AB)n其中 η 为至少 1，优选为大于 I 的整数，如 2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、 100，或更大的数；“Α”表示硬的嵌段或链段；和“B”表示软的嵌段或链段。优选地，多个A 和多个B以线型的形式连接，而不是以分枝或星形的形式连接。“硬”链段指这样聚合的单兀嵌段，即在一些实施方案中其中乙烯的数量大于95重量％,和在其它的实施方案中大于 98重量％。换言之，在一些实施方案中硬链段中的共聚单体含量小于5重量％，而在其它的实施方案中，则为硬链段总重量的不到2重量％。在一些实施方案中，硬链段包括所有的或基本上所有的乙烯。另一方面，“软”链段指这样聚合的单元嵌段，即在一些实施方案中其中的共聚单体含量大于软链段的总重量的5重量％，在各种其它的实施方案中大于8重量％、 大于10重量％、或大于15重量％。在一些实施方案中，软链段中的共聚单体含量可以大于 20重量％,在各种其它的实施方案中可以大于25重量％、大于30重量％、大于35重量％、 大于40重量％、大于45重量％、大于50重量％、或大于60重量％。在一些实施方案中，A嵌段和B嵌段在聚合物链中是无规分布的。换言之，这些嵌段共聚物不含有以下类似结构
ΑΑΑ-ΑΑ-ΒΒΒ-ΒΒO在其它的实施方案中，嵌段共聚物不含有第三种嵌段。还有些其它的实施方案中，A嵌段和B嵌段都不包含两种或多种链段(或亚嵌段(sub-blocks))，如末端链段(tip segment)。乙烯/ α -烯烃共聚体的特征是平均嵌段指数(average block index), ABI的范围为大于O至约1.0，和分子量分布1/\大于约1.3。平均嵌段指数ABI是嵌段指数 (“BI”)相对各个聚合物级分的重量的平均值，各个级分从20°C至110°C每步升温5°C经制备升温淋洗分级法(preparative temperature rising elution fractionation,TREF) 得到的
权利要求
1.一种形成粘合的方法，所述的方法包括在底材上沉积水分散体以形成一种可选择性活化的涂层，所述的水分散体包括A)至少一种聚合物，其能形成粘合剂，B)至少一种分散剂，和C)至少一种增粘树脂、蜡或油，其中分散体含有至少一种平均粒度为O. I至100微米和多分散性为小于5的粒子；并且在涂覆的底材的至少一部分上选择性活化以形成粘合。
2.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其进一步包括在选择性活化前干燥涂覆的底材。
3.根据权利要求I 温度下沉积在底材上。
4.根据权利要求I 至少一种。
5.根据权利要求I 底材。
6.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中底材包括下列底材中的至少一种纸、 纤维、木材、金属、粘土涂覆的纸板、非织造卫生学用品、书本粘合、或塑料成型制品。
7.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散体的平均粒度为O.I至10微米。
8.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中组分A)、B)、和C)总计为分散体的I 至74体积％。
9.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散剂的数量为组分A)和B)的I至 30ppho
10.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中分散体包括26至99体积％的水。
11.根据权利要求I所述的形成粘合的方法，其中选择性活化包括加热至低于150°C的温度。所述的形成粘合的方法，其中水分散体在低于聚合物的熔融温度的所述的形成粘合的方法，其中选择性活化包括加热或使用压力中的所述的形成粘合的方法，其进一步包括将第二种底材连接至涂覆的
全文摘要
本发明涉及一种水分散体，本发明公开了形成粘合的一种方法和一种组合物。所述的方法包括在底材上沉积水分散体以形成一种可选择性活化的涂层，水分散体包括(A)一种聚合物，其能形成粘合剂，(B)至少一种分散剂，和(C)至少一种增粘树脂、蜡或油，其中分散体含有至少一种平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5的粒子；并且在涂覆的底材的至少一部分上选择性活化以形成粘合。
文档编号C09J201/00GK102604549SQ20121005872
公开日2012年7月25日 申请日期2006年7月7日 优先权日2005年7月7日
发明者B·M·蒙克拉, D·C·施密特, K·D·马克, M·J·利维森, M·J·卡利诺夫斯基, S·耶尔弗卡 申请人:陶氏环球技术有限责任公司