[發明專利]水性可固化粘合劑組合物

在審

• 申請號: 201210223526.7
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102850956A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: M·D·凱利;R·L·比格瑞納
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C09J103/02
• 分類號: C09J103/02;C09J105/00;C09J11/08;C09J11/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩

技術領域

本發明提供一種可作為用于各種應用的熱固性粘合劑的水性可固化粘合劑組合物，該組合物特別是用于需要保持至少一部分的撓性的基材。更具體地，本發明涉及可固化的水性粘合劑組合物，其包含至少一種水溶性碳水化合物粘合劑；至少一種多酸交聯劑；和一種或多種高酸多羧基乳液共聚物，該乳液共聚物作為膠乳改性劑。

背景技術

過去，人們選擇的熱固性粘合劑樹脂是苯酚/甲醛或脲/甲醛樹脂，這是因為這些樹脂具有極佳的成本/性能比。在這些粘合劑樹脂中，通常使用膠乳改性劑為剛性粘合劑樹脂提供撓性，用來提高機械性質。這些膠乳可以保持其“凈”保存期限高達6個月，甚至通常超過6個月，但其水稀釋性更敏感。當膠乳被稀釋時，顆粒彼此之間移動得更遠，使水中的表面活性劑和離子保護不穩定。由于額外的聚合物和化學相互作用，膠乳在酸性樹脂中混合時加劇了這種效果。這些缺陷限制了膠乳在包含甲醛的熱固性粘合劑中的使用。此外，由于與甲醛相關的健康和環境問題，本領域技術人員更關注含極少甲醛或不含甲醛的可固化組合物。

現有的商業無甲醛粘合劑包含羧酸聚合物和多元醇，它們在熱固化的時候會酯化形成熱固性聚合物。市售的粘合劑通常設計成在固化時基本為剛性的粘合劑。例如，在玻璃纖維絕緣粘合劑中，固化的粘合劑必須能夠使得絕緣材料被壓縮，但是要具有剛性，當解除壓縮力的時候，所述壓縮的絕緣材料能夠基本上恢復其初始的形狀。由此允許例如所述絕緣材料以成卷的被壓縮的狀態運輸，在安裝之前展開而解除壓縮，允許安裝蓬松的熱絕緣的墊。

但是，對于其他的應用，人們不希望采用上述種類的剛性粘合劑。例如，對于用于屋頂鋪設的玻璃纖維薄墊或聚酯薄墊,必須用粘合劑將墊保持在一起，所述粘合劑在固化之后使得墊能夠顯著地撓曲,使得所述墊能夠進一步加工（例如將墊制成屋頂鋪設材料），使得包括所述墊的最終產品能夠在應用中具有良好的撓性。例如，在屋頂墊中,最終的屋頂鋪設用產品可以用瀝青材料浸漬，或者層疊鋪設瀝青材料,所得的屋頂鋪設產品能夠保持撓性，使其能夠順應屋頂的形狀(例如，在突起的峰上彎曲，彎曲入凹谷之內),允許所述屋頂鋪設材料隨著溫度的浮動膨脹和收縮,同時墊本身不會由于過脆而發生破裂。

使用可固化、撓性的無甲醛粘合劑的其它應用包括紙張、纖維素、聚酯、玻璃墊和玻璃紗罩。這些基材用于許多種應用，包括地板襯底，過濾介質和建筑產品。

美國專利第5,895,804號揭示了一種包含可溶性多羧基聚合物的基于淀粉的熱固性粘合劑。但是由于所述可溶性聚合物具有較高的酸單體含量，這些種類的粘合劑會變得很硬，不適于撓性基材使用。

人們仍然需要能夠在固化后同時保持撓性和強度的廉價、無甲醛的熱固性粘合劑。發明人驚訝地發現本發明的組合物能解決該問題，所述組合物不需要本領域通常使用的較昂貴的多元醇交聯劑添加劑。在本發明中將低含量的多羧基乳液聚合物用于基底粘合劑體系作為高酸膠乳改性劑，所述多羧基乳液聚合物在所述基底粘合劑體系的低酸環境中是穩定的，而用于甲醛樹脂的傳統的膠乳改性劑在稀釋時會與粘合劑相分離。

發明內容

根據本發明，可固化粘合劑組合物包含：

a.50-97重量％的至少一種水溶性碳水化合物，以所述可固化組合物中固體總重量計；

b.至少一種高酸多羧基乳液共聚物(high?acid?polycarboxy?emulsion?copolymer)，該乳液共聚物作為膠乳改性劑，以所述乳液共聚物固體的重量為基準計，所述乳液共聚物包含8-40重量％的至少一種羧酸單體的聚合殘基作為共聚單元；和

c.至少一種多酸交聯劑(polyacid?crosslinking?agent)。

本發明的水性可固化組合物還可以包含至少一種固化催化劑。優選地，所述固化催化劑是含磷化合物。

優選地，所述水溶性碳水化合物的右旋糖當量值(DE)為4-40，所述水溶性碳水化合物由淀粉制成，是一種水溶性多糖。更優選地，所述水溶性碳水化合物選自右旋糖當量值(DE)為4-40的糊精、麥芽糖糊精、葡萄糖糖漿和它們的組合。

優選地，所述多羧基乳液共聚物的羧酸單體是丙烯酸。更優選地，以用來制備所述乳液共聚物的單體總重量為基準計，所述多羧基乳液共聚物包含5-30重量％的丙烯酸的共聚產物。

以用來制備所述乳液共聚物的單體總重量為基準計，所述多羧基乳液共聚物包含0.1-10重量％的多烯鍵式不飽和單體的聚合殘基。較佳的是，所述多烯鍵式不飽和單體是甲基丙烯酸烯丙酯。