具有改進的特性的基于聚烯烴的熱熔粘合劑制造技術

一種熱熔粘合劑組合物，由聚丙烯共聚物或聚丙烯抗沖共聚物、聚烯烴彈性體、低密度聚乙烯、增粘樹脂、增塑劑、以及成核劑制成。這些粘合劑是快速固化的但顯示出機械特性的改進的平衡使它們對衛生、構造、和包裝應用是有用的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利技術背景本專利技術涉及熱熔粘合劑，更具體地涉及由聚丙烯共聚物、聚烯烴彈性體、低密度聚乙烯、和成核劑制成的熱熔粘合劑。這些粘合劑是快速固化的但顯示出機械特性的改進的平衡使它們對衛生、構造、和包裝應用是有用的。熱熔粘合劑被用在用于大量的各種最終用途的廣泛范圍的應用方法和工藝條件下粘合基底。例如，熱熔粘合劑被用來在許多制造的物品中粘合非織造材料、聚合物膜、和彈性部件。使用熱熔粘合劑來粘合非織造材料和呈繩股、膜的形式，或任何其他連續或離散形式的彈性部件的疊層結構在衛生用品像尿布中是特別有用的。首先將熱熔粘合劑在熔融罐中熔融并且然后以熔融狀態涂覆在其中需要粘合的最終位置處。熔融的粘合劑可被噴灑或涂覆作為膜和薄層。一旦冷卻，該粘合劑需要滿足多個要求，如由剝離力測量的粘合強度或在機械應力期間或之后以及在不同的熱條件期間或之后的粘合保留。熱熔粘合劑可以基于聚合物如聚烯烴(基于乙烯或丙烯的聚合物)，或者官能化的聚烯烴(具有含氧單體的乙烯或丙烯共聚物)，或者含有至少一種橡膠相的苯乙烯嵌段共聚物，像苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)聚合物。苯乙烯嵌段共聚物由于它們的雙重特征(即與另一種相的橡膠狀行為相關聯的苯乙烯相的凝聚性)常被使用。典型的應用溫度通常為120℃至180℃。近年來，許多不同的烯烴聚合物已在熱熔粘合劑的配制品中使用。首先之一是無定形聚丙烯(APP)，其可以與各種增粘劑、增塑劑、蠟和填充劑結合以產生用于各種最終用途的應用的熱熔粘合劑。后來，具有超過原來的APP聚合物的大大改進的特性的烯烴聚合物變得可獲得。這些被稱為無定形聚α烯烴(APAO)。它們通常是使用齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑產生的并且可以使用多種單體，包括但不限于丙烯、乙烯和丁烯制成。許多制造商生產了多種共聚物和三聚物。它們包括贏創工業(EvonikIndustries)，其生產聚合物；REXtac有限責任公司(REXtac,LLC)，其生產系列的材料，以及伊士曼化學(EastmanChemical)，聚合物的系列的制造商。它們的特征所有都在于具有非常低的結晶度，其是通過用差示掃描量熱法(DSC)測量聚合物材料的熔融熱估計的。如商業上生產的，它們是具有寬分子量分布的無規聚合物。最近，已經開發了金屬茂和單中心催化劑來生產具有更精確定制特性的聚烯烴。例如，可以控制分子量分布以提供與使用傳統的齊格勒-納塔催化劑生產的那些相比具有顯著更窄的多分散性值的聚合物。金屬茂和單中心催化劑還顯示，一般來說，與齊格勒-納塔催化劑相比高的共聚單體結合。這允許高水平的共聚單體，如1-丁烯和1-辛烯，被結合到聚合物中以降低結晶度并提供低密度聚合物。這些聚合物的實例包括來自陶氏化學公司(DowChemicalCompany)的和聚合物。專利技術概述本專利技術是基于聚丙烯共聚物、聚烯烴彈性體、低密度聚乙烯、和成核劑的混合物的粘合劑。這些粘合劑顯示出快速固化速率還顯示出機械特性的改進的平衡使它們對衛生、構造、和包裝應用是有用的。采用APP、APAO、和低密度金屬茂和/或單中心聚烯烴彈性體的熱熔粘合劑是在本領域中眾所周知的。由于它們的低結晶度，由這些聚烯烴體系制成的粘合劑通常顯示出與在熱熔配制品中常用的增塑和增粘劑良好的相容性和長期熱老化性能。然而，由于它們的低結晶度，這些聚烯烴物種傾向于在應用后只是緩慢地發展特性，從而導致長的晾置時間，這可能使它們不適合用于其中粘合特性必須迅速發展以形成牢固的粘合的構造應用。在使用多孔基底如非織造布產生疊層結構中，特征在于在冷卻時的模量的緩慢發展的緩慢固化可以導致粘合劑的過度滲透，從而導致阻塞、設備結垢、以及甚至最終物品的機械性能損害。此外，單獨地從具有有限結晶度的聚烯烴產生的粘合劑還可以顯示出當在其中粘合劑必須能夠抵抗剪切力的應用中使用時差的長期性能。單獨地基于聚烯烴彈性體的粘合劑提供對這種失效模式很少的抵抗。基于較高結晶度聚烯烴的熱熔粘合劑可能提供一組不同的潛在缺點。含有低水平的共聚單體的聚丙烯聚合物可以被用來提供在涂層應用中在冷卻時迅速發展的熱熔粘合劑配制品。然而，這些更結晶材料傾向于表現出在熱熔粘合劑配制品中的差的相容性。此外，產生自較高結晶度聚烯烴的熱熔粘合劑傾向于具有較低粘性，這是由于當聚丙烯聚合物以提供合適的內聚強度以提供強粘合所要求的水平加入時這些系統的較高模量。聚烯烴彈性體與較高模量聚丙烯聚合物和共聚物的組合已經被報道幫助克服從獨立組分配制所描述的問題中的一些。鑒于它們的半晶質性質，甚至混合聚烯烴系統可以表現出用于最終應用的比要求的凝固時間更低。為此原因，較高結晶度的材料如蠟通常被加入基于聚烯烴的熱熔粘合劑中以幫助在應用后特性的快速發展。最近還已經描述了蠟和功能化的蠟與聚烯烴成核劑結合的使用。盡管提供的益處，使用低分子量、結晶蠟的系統具有顯著的限制。它們可以增加凝固速度但也可降低熱熔體的浸濕和粘合。此外，以即使相對低水平使用低分子量、結晶蠟可損害機械特性，例如在彈性結構中采用的熱熔粘合劑所要求的伸長率。因此，本領域中對于顯示出快速凝固、機械特性和優異的長期老化性能的良好平衡的熱熔粘合劑配制品存在需要。相當出人意料地，我們已經發現，在基于聚烯烴的配制品中包含聚烯烴成核劑與低密度聚乙烯組合提供了在冷卻時快速發展特性又顯示出優異的相容性、熱老化、以及改進的機械性能的熱熔粘合劑。所描述的粘合劑提供了與先前配制的粘合劑相比改進的性能特征。具體地，已經發現基于聚丙烯的聚合物、聚烯烴彈性體、低密度聚乙烯、和成核劑的組合提供了顯示出快速凝固、強粘合、低粘度、以及優異的機械特性的獨特組合的熱熔粘合劑。與常規的基于SIS或基于SBS的粘合劑相比，所描述的基于聚烯烴的粘合劑提供了當在升高的溫度下老化時改進的性能穩定性。適用于本專利技術的聚丙烯共聚物包括具有相對高的結晶度的聚(丙烯-共-乙烯)共聚物，這些共聚物顯示出在100℃至165℃范圍內的熔點。還可以使用聚丙烯抗沖共聚物。聚丙烯抗沖共聚物是熱塑性樹脂，獨特之處在于它們是通過丙烯的聚合反應通過將多相結構引入半結晶聚丙烯(PP)均聚物基質內生產的。共聚物由兩種主要相組成，半結晶聚丙烯均聚物基質，和包含少量的聚乙烯均聚物和或半結晶乙烯-丙烯共聚物的混合物的橡膠狀乙烯-丙烯共聚物相。結晶基質相提供強度和剛度，同時橡膠狀相的存在賦予粘合劑組合物良好的抗沖擊性，以及柔性。聚丙烯抗沖共聚物材料一直以來是商業上重要的材料，這些材料具有汽車工業用于儀表板、保險杠或其他汽車部件，連同其他多種商業上的注射模制物品，流延和擠出薄膜復合材料，薄壁包裝容器和其他家庭用品和產品最重視的獨特特性。到目前為止聚丙烯抗沖共聚物沒有顯示出在粘合劑市場中的效用，并且作為結果，尚未被專門配制到粘合產品中或更確切地，到旨在用于薄膜、非織造材料或彈性體基底的粘合劑粘合的產品中。不同于APP材料，以上描述的較高密度聚丙烯聚合物和共聚物通常缺乏對于粘合劑熱熔應用所需要的粘附性、晾置時間和可加工性。通過仔細的配制，然而，這些材料可以被設計成實現所希望的粘合特性。對于本專利技術可接受的聚丙烯等級的類型的實例是由利安德巴塞爾公司(LyondellBasell)提供的無規共聚物連同由布拉斯科公司(Brask本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱熔粘合劑組合物，包含下列組分的共混物：約1％至約30％的聚丙烯共聚物或聚丙烯抗沖共聚物或它們的混合物，包括聚丙烯共聚物的混合物、聚丙烯抗沖共聚物的混合物，或所述聚丙烯共聚物中的一種或多種與所述聚丙烯抗沖共聚物中的一種或多種的混合物；按重量計約1％至約30％的基于烯烴的彈性體或所述基于烯烴的彈性體的混合物；按重量計約1％至30％、優選約2％至約20％、并且最優選約2.5％至約20％的低密度聚乙烯或低密度聚乙烯的混合物；按重量計約0.05％至約5.0％的聚烯烴成核劑；按重量計約5％至約70％的增粘樹脂，該增粘樹脂具有至少約80℃并且最高達約140℃的軟化點；按重量計約1％至約60％的增塑劑；約0.1％至約5％的穩定劑或抗氧化劑；并且其中這些組分總計該組合物的按重量計100％，并且該組合物的粘度是在163℃下等于或小于約80,000cP。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.16 US 61/995,6391.一種熱熔粘合劑組合物，包含下列組分的共混物：約1％至約30％的聚丙烯共聚物或聚丙烯抗沖共聚物或它們的混合物，包括聚丙烯共聚物的混合物、聚丙烯抗沖共聚物的混合物，或所述聚丙烯共聚物中的一種或多種與所述聚丙烯抗沖共聚物中的一種或多種的混合物；按重量計約1％至約30％的基于烯烴的彈性體或所述基于烯烴的彈性體的混合物；按重量計約1％至30％、優選約2％至約20％、并且最優選約2.5％至約20％的低密度聚乙烯或低密度聚乙烯的混合物；按重量計約0.05％至約5.0％的聚烯烴成核劑；按重量計約5％至約70％的增粘樹脂，該增粘樹脂具有至少約80℃并且最高達約140℃的軟化點；按重量計約1％至約60％的增塑劑；約0.1％至約5％的穩定劑或抗氧化劑；并且其中這些組分總計該組合物的按重量計100％，并且該組合物的粘度是在163℃下等于或小于約80,000cP。2.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約2％至約20％的所述聚丙烯共聚物、所述聚丙烯抗沖共聚物、或它們的所述混合物。3.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約2.5％至約15％的所述聚丙烯共聚物、所述聚丙烯抗沖共聚物、或它們的所述混合物。4.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約2.5％至約20％的所述基于烯烴的彈性體或所述基于烯烴的彈性體的所述混合物。5.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約5.0％至約15％的所述基于烯烴的彈性體或所述基于烯烴的彈性體的所述混合物。6.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約2％至約20％的所述低密度聚乙烯或所述低密度聚乙烯的所述混合物。7.如權利要求1所述的熱熔粘合劑組合物，包括按重量計約2.5％至約20％的所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·D·格蕾，胡淼，
申請(專利權)人：波士膠股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US