[發明專利]濕固化熱熔粘合劑

有效

• 申請號: 201080062237.2
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102782073A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: C·W·保羅;W·孫
• 申請（專利權）人: 漢高公司
• 主分類號: C09J133/08
• 分類號: C09J133/08;C09J201/02;C09J201/10;C09J193/04;C09J11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明涉及不釋放單體二異氰酸酯的粘合劑，其用途以及生產。

背景技術

常規的反應性聚氨酯熱熔粘合劑在包裝、紙張加工、紙建造(paper?construction)、裝訂、紙盒、封箱、建筑、汽車等行業中使用。所述反應性聚氨酯熱熔粘合劑用于制備非常耐用的產品并且在包裝和教科書的生產中特別有用。

常規的反應性聚氨酯熱熔粘合劑是室溫下為固體的濕固化或者濕交聯的粘合劑，但是它們以熔化物的形式使用。粘合劑的聚合組分含有氨基甲酸酯基團和反應性異氰酸酯基團。熔融物的冷卻首先產生熱熔粘合劑的快速物理硬化(rapid?physical?setting)，隨后仍然存在的異氰酸酯與環境中的濕氣化學反應形成交聯的難熔的粘合劑。

常規的反應性聚氨酯熱熔粘合劑具有一些該體系固有的缺點。這些缺點中最嚴重的一個是聚異氰酸酯，更具體地是更易揮發的二異氰酸酯的殘留單體含量。熱熔粘合劑通常在升溫下使用，例如在100-170℃下。應用之后，通過冷卻它們迅速建立起高粘合強度并獲得其最終性能，特別是熱變形抗性以及抵抗環境影響的抗性，這是通過異氰酸酯基團與濕氣反應而實現聚氨酯聚合物的后交聯。常規的反應性熱熔粘合劑通常含有顯著量的未反應的單體二異氰酸酯，在85℃-200℃，通常120℃-160℃（通常是熱熔粘合劑的情形）的使用溫度下，所述的單體二異氰酸酯以氣體形式被部分排出。在這樣的溫度范圍下，單體二異氰酸酯具有可觀的蒸氣壓。所形成的異氰酸酯蒸氣是有毒的，也是刺激性和增感效應的，因此必須采取預防措施以防止使用過程中所涉及人員的健康。這些措施，包括例如確保不超出最大允許濃度（MAC）的措施、在形成的地方抽出蒸氣和排除，是極其花錢的。MAC委員會甚至已經將各種單體異氰酸酯分類在MAC目錄的第III部分（工作場所的致癌物質）的分類3“有充足的理由懷疑具有致癌可能性的物質（Substances?with?Well-Founded?Suspicion?ofCarcinogenic?Potential）”中。德國化學工業貿易協會（The?Trade?Association?of?the?German?Chemical?Industry）出版了名為“聚氨酯的生產和工藝/異氰酸酯”的關于異氰酸酯的安全操作信息的一條特別的業務守則。根據該出版物，單體二異氰酸酯和包含單體二異氰酸酯的組合物的處理需要特別小心，并且根據有害物質法（Hazardous?Substances?Act）的規定，單體二異氰酸酯和包含單體二異氰酸酯的組合物必須按要求標記。但是，在組合物中的單體二異氰酸酯的含量非常低（少于0.1wt.%）時，可以不必要提供有害物質標記。

因此，具有顯著降低的單體二異氰酸酯含量或者不含單體二異氰酸酯的反應性聚氨酯組合物的開發對于包裝裝訂用粘合劑是極為需要的。

發明內容

已經發現某種放出低的或者零單體二異氰酸酯（MDI）含量的反應性熱熔粘合劑能夠被生產。生成的反應性熱熔粘合劑具有常規反應性熱熔粘合劑相似或更佳的性能，并且有利地用于包裝和/或裝訂業。

本發明的一個實施方式是針對無MDI釋放的反應性熱熔粘合劑，其包含高模量硅烷改性的液體聚合物、增粘劑和催化劑。所述高模量硅烷改性的液體聚合物的固化膜具有大于50psi的楊氏模量。

在另一個實施方式中，無MDI釋放的反應性熱熔粘合劑包含高模量硅烷改性液體聚合物、低模量硅烷改性液體聚合物、松香酯增粘劑、芳香烴增粘劑以及催化劑。所述高模量硅烷改性的液體聚合物的固化膜具有大于50psi的楊氏模量，并且所述低模量硅烷改性的液體聚合物的固化膜具有小于50psi的楊氏模量。

在另一個實施方式中，所述高模量硅烷改性的液體聚合物與低模量硅烷改性的液體聚合物的比例是約0.3-約3.0。

而在另一個實施方式中，在反應性熱熔粘合劑中的所述松香酯增粘劑與芳香族增粘劑的比例是約0.05-約5.0。

在進一步的實施方式中，無MDI釋放的反應性熱熔粘合劑包含約10wt%-約30wt%的高模量硅烷改性的液體聚合物，約10wt%-約30wt%的低模量硅烷改性的液體聚合物，約5wt%-約20wt%的松香酯增粘劑，約15wt%-約40wt%的芳香族增粘劑，0.05wt%-約5wt%的催化劑，基于粘合劑的總重量。