具有改进的加工和粘合性能的基于聚烯烃的热熔性粘合剂转让专利

申请号 : CN201580055387.3

文献号 : CN106795404B

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发明人 : S·D·格雷D·F·弗罗因德R·E·哈曼M·胡F·N-H·弗洛里斯

申请人 : 波士胶公司

摘要 :

由聚丙烯基聚合物、聚烯烃弹性体和无定形聚烯烃的共混物制成的热熔性粘合剂。这些粘合剂展现出优异的熔融和预设流动性(使得它们能够浸湿基底),还发展对于形成和保持强粘合所需的特性,使其对于卫生、构造和包装应用是有用的。

权利要求 :

1.一种热熔性粘合剂,包含:

(a)按重量计1%至30%的聚丙烯无规共聚物或聚丙烯抗冲共聚物或其混合物,并且具有130℃至165℃之间的熔点和50焦耳/克至100焦耳/克的熔融焓;

(b)按重量计22%至60%的聚烯烃弹性体,其包括聚丙烯均聚物并且具有小于130℃的熔点;

(c)按重量计1%至40%的无定形聚烯烃;

(d)按重量计5%至70%的增粘树脂;

(e)按重量计0%至60%的增塑剂;

(f)0%至5%的稳定剂或抗氧化剂;

其中该组合物的粘度是在163℃下等于或小于40,000cP并且所述聚丙烯无规共聚物或所述聚丙烯抗冲共聚物具有比所述聚烯烃弹性体更高的净结晶度。

2.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,其中该组合物的粘度是在163℃下等于或小于

20,000cP。

3.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,其中该组合物的粘度是在163℃下等于或小于

10,000cP。

4.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计2%至20%的聚丙烯无规共聚物或聚丙烯抗冲共聚物。

5.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计22%至50%的所述聚烯烃弹性体。

6.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计22%至40%的所述聚烯烃弹性体。

7.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计2%至20%的所述无定形聚烯烃。

8.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计10%至60%的所述增粘树脂。

9.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计20%至55%的所述增粘树脂。

10.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计1%至60%的所述增塑剂。

11.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,包含按重量计5%至50%的所述增塑剂。

12.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,其中所述聚丙烯无规共聚物或所述聚丙烯抗冲共聚物具有0.5克/10分钟至1000克/10分钟的熔体流动速率。

13.如权利要求12所述的热熔性粘合剂,其中所述聚烯烃弹性体包含具有0.87g/cc密度的茂金属催化的聚丙烯均聚物。

14.如权利要求1所述的热熔性粘合剂,其中所述无定形聚烯烃包括丙烯的均聚物或丙烯与一种或多种α-烯烃共聚单体的共聚物。

15.如权利要求14所述的热熔性粘合剂,其中所述α-烯烃共聚单体是乙烯、丁烯-1、己烯-1或辛烯-1。

16.一种热熔性粘合剂,包含:

(a)按重量计8%至12%的聚丙烯无规共聚物或聚丙烯抗冲共聚物或其混合物,并且具有130℃至165℃之间的熔点和50焦耳/克至100焦耳/克的熔融焓;

(b)按重量计22%至28%的具有0.87g/cc的密度和小于130℃的熔点的茂金属催化的聚丙烯均聚物弹性体;

(c)按重量计10%至15%的无定形聚α烯烃;

(d)按重量计21%至27%的烃增粘树脂;

(e)按重量计24%至29%的矿物油增塑剂;

(f)0%至5%的稳定剂或抗氧化剂;

其中所述组合物的粘度是在163℃下等于或小于10,000cP并且所述聚丙烯无规共聚物或所述聚丙烯抗冲共聚物具有比所述聚丙烯均聚物弹性体更高的净结晶度。

17.如权利要求16所述的热熔性粘合剂,其中所述聚丙烯无规共聚物具有0.5克/10分钟至1000克/10分钟的熔体流动速率。

18.如权利要求16所述的热熔性粘合剂,其中所述无定形聚α-烯烃包括丙烯均聚物或丙烯与一种或多种α-烯烃共聚单体的共聚物,所述α-烯烃共聚单体包括乙烯、丁烯-1、己烯-1或辛烯-1。

说明书 :

具有改进的加工和粘合性能的基于聚烯烃的热熔性粘合剂

[0001] 发明背景
[0002] 本发明涉及热熔性粘合剂,并且更具体地说涉及由聚丙烯基聚合物、聚烯烃弹性体和无定形聚烯烃的共混物制成的热熔性粘合剂。这些粘合剂展现出优异的熔融和预设流动性(使得它们能够浸湿基底),还发展对于形成和保持强粘合所需的特性,使其对于卫生、构造和包装应用是有用的。
[0003] 热熔性粘合剂用于使用用于各种最终用途的各式各样的应用方法和工艺条件来粘合基底。例如,热熔性粘合剂用于在许多制造的制品中粘合非织造材料、聚合物膜和弹性体部件。具有用于将非织造材料和弹性体部件以股、膜的形式或任何其他连续或离散形式粘合的热熔性粘合剂的层压结构在卫生产品如尿布中是尤其有用的。
[0004] 热熔性粘合剂的加工与其在其中要求粘合的最终位置处的熔融阶段中熔化、运输和/或涂覆的能力有关。熔融粘合剂可以作为薄层喷涂或涂覆。一旦冷却,该粘合剂需要满足多种要求,例如在机械应力期间或之后以及在各种热条件期间或之后,通过剥离力或粘合保留测量的合适的粘合强度。
[0005] 热熔性粘合剂可以基于聚合物,例如聚烯烃(基于乙烯或丙烯的聚合物)或官能化的聚烯烃(具有含氧单体的乙烯或丙烯共聚物)或含有至少一个橡胶相的苯乙烯嵌段共聚物,例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)聚合物。通常使用苯乙烯嵌段共聚物,因为它们的双重特征,即,与聚(丁二烯)或聚(异戊二烯)相的橡胶状行为相关的苯乙烯相的结合。
[0006] 多年来,许多不同的烯属聚合物已经用于配制热熔性粘合剂。这些中的第一种是无定形聚丙烯(APP),其特征在于具有沿着碳链的侧甲基的随机空间取向。缺乏立体规整性使得APP系统不能结晶,使得它们成为可与各种增粘剂,增塑剂,蜡和填料组合以生产用于各种最终用途应用的热熔性粘合剂的可溶性材料。
[0007] 之后,烯烃聚合物变得可供使用,这些聚合物具有比最初的无定形聚丙烯聚合物改进得多的特性。这些被称为无定形聚α-烯烃(APAO)。它们通常使用齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化生产,并且可以使用各种单体(包括但不限于丙烯、乙烯和丁烯)制成。许多制造商生产各种共聚物和三聚物。它们包括生产 聚合物的赢创工业公司(Evonik Industries);生产 系列材料的REXtac有限责任公司,以及为系列聚合物的制造商的伊士曼化学公司(Eastman Chemical)。它们都特征在于
具有如通过DSC测量的非常低的结晶度。作为商业生产的,它们是具有宽分子量分布的无规聚合物。
[0008] 最近,茂金属和单位点催化已经开发出来以生产具有更精确定制特性的聚烯烃。例如,可以控制分子量分布以提供具有,与使用传统的齐格勒-纳塔催化剂生产的那些相比,显著更窄的多分散性值的聚合物。茂金属和单中心催化剂也可以被设计成与齐格勒-纳塔催化剂相比显示出高的共聚单体结合率。这允许将高水平的共聚单体,例如1-丁烯和1-辛烯结合到乙烯基共聚物中并提供低密度聚乙烯共聚物。此种类的乙烯基共聚物的实例包括来自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的 和 聚合物。类似地,
已经开发了茂金属和单中心催化剂,其允许生产含有高水平的乙烯和/或其他α-烯烃的丙烯基共聚物。丙烯基共聚物体系的实例包括来自埃克森美孚公司(ExxonMobil)的聚合物和可从陶氏化学公司获得的 等级。还可以利用茂金属和单中
心催化剂来控制聚烯烃及其共聚物的链架构。这些催化剂控制沿着聚合物链的立体和区域缺陷程度并且进而结晶度和最终特性。可以进行使用这些催化剂的聚合物立体规整性的控制,使得邻近骨架碳(“二单元组(diad)”)的侧链取代基主要以相同(“内消旋”)方式排列以提供高度等规聚合物。相反,可以设计茂金属和单中心催化剂,使得侧支链烷基以相反的方式取向以提供间规聚合物。最近,已经开发出目标为固定水平的立体缺陷以允许精细控制聚合物特性的催化剂。例如,具有非常低水平的立体误差(外消旋含量小于0.50mol%)的高度等规聚丙烯均聚物通常是刚性的高熔点材料。相反,使用设计为选择性地引入受控水平的外消旋误差的催化剂可以提供虽然化学上相同但是显示增强的柔性并且熔点低得多的材料。此种类的聚合物的实例包括可从出光公司(Idemitsu Chemicals)获得的L-MODU S400、S600和S901丙烯基聚合物。虽然这些聚合物已经用于制备具有更好粘附特征的热熔性粘合剂,但是它们尚未广泛用于需要高流动性、优异的浸湿性和在长期老化下保持的强初始粘合的应用中。
[0009] 发明概述
[0010] 本发明是基于聚丙烯共聚物、聚烯烃弹性体和无定形聚烯烃的混合物的粘合剂。这些粘合剂呈现出优异的初始和预设流动性(使得它们能够均匀地涂覆(“浸湿”)基底),还形成强的初始粘合(在长期老化下被保持),使其对于卫生、构造(construction)和包装应用是有用的。
[0011] 使用APP、APAO和低密度茂金属和/或单位点聚烯烃弹性体的热熔性粘合剂是本领域公知的。由于它们的低结晶度,由这些聚烯烃体系制成的粘合剂通常示出与常用于热熔性配制品中的增塑剂和增粘剂的良好的相容性和长期的热老化性能。然而,由于它们的低结晶度,这些聚烯烃物种倾向于在施用后仅缓慢地发展特性,导致长的晾置时间,这可能使其不适合于其中粘合剂特性必须快速发展以形成强的粘合的构造应用。特征在于冷却时特性如刚度的缓慢发展的缓慢建立可以允许当将层压结构的层放在一起时该粘合剂在压缩时过度渗透和/或容易地被迫穿过多孔基底。过度渗透和/或延迟的特性发展可能进而导致涂覆设备的轧辊和惰辊(idler)上的粘合剂污垢。这还可能导致粘连(blocking)问题并且,在严重的情况下,甚至危害最终层压制品的机械性能。此外,基于低模量聚烯烃的粘合剂即使在它们已经冷却至室温之后也经常继续流动;虽然这最终随着结晶度的发展而停止,控制这种临时的“冷流”对于显示适当性能的材料是至关重要的。可以利用此种行为来提供均匀湿透和渗透基底并给出强的初始粘合的高流动性粘合剂;虽然如此,必须减轻这种“冷流”,以防止上述的基底过度渗透的有害影响。最后,当用于其中粘合剂必须能够抵抗剪切力的应用中时,仅由具有有限结晶度的聚烯烃产生的粘合剂也可能显示出差的长期性能。仅基于低结晶度聚烯烃弹性体或APAO的粘合剂通常对此类失效模式提供很小的阻力。
[0012] 基于较高结晶度聚烯烃的热熔性粘合剂可以提供一组不同的潜在缺点。可以使用含有低水平共聚单体的聚烯烃聚合物来提供在涂料应用中冷却时快速发展特性的热熔性粘合剂配制品。然而,这些更结晶的材料倾向于在热熔性粘合剂配制品中展现出差的长期相容性。此外,由于更高的模量,当聚合物以提供形成强的粘合所需的合适附着强度所需的水平添加时,由高结晶度聚烯烃产生的热熔性粘合剂倾向于具有较低的粘性。
[0013] 已经报道聚烯烃弹性体与聚丙烯聚合物和共聚物的组合,这些组合有助于克服由独立组分配制描述的一些问题。然而,鉴于其半结晶性质,混合的聚烯烃体系可以显示低于用于最终用途应用所需的设置时间。由于这个原因,经常将更高结晶度的材料如蜡添加到聚烯烃基热熔性粘合剂中以有助于施用后的特性的快速发展。尽管提供的好处,使用低分子量结晶蜡的体系具有显著的局限性。通常,结晶蜡展现出与热熔性粘合剂配制品组分的有限相容性,导致相分离和差的长期热稳定性。此外,以甚至相对低的水平使用低分子量结晶蜡可能危害机械特性,例如对于弹性体构造中使用的热熔性粘合剂所需的伸长率。因此,在本领域中存在着对于热熔性粘合剂配制品的需要,这些配制品在施用期间和不久之后显示优异的流动性以形成在长期老化之后保持的最初的强的粘合,以及具有适用于目标最终用途应用的机械特性。
[0014] 相当出人意料地,我们已经发现,丙烯基聚合物、弹性体聚烯烃和无定形聚烯烃的小心组合产生了热熔性配制品,这些配制品具有对各种最终用途应用合适的物理特性,并且在初次施用期间和不久之后显示出优异的流动性,从而导致在老化时保持的强的初始粘合。
[0015] 通常称为无规共聚物的聚丙烯共聚物或异相体系用于本发明以控制热熔配制品的建立。它们的夹杂允许控制在施用之后看到的初始流动程度以防止当仅使用聚烯烃弹性体或APAO或其组合时看到的过度渗透,并且进而,漏出和粘连。适用于本发明的聚丙烯共聚物包括具有相对高结晶度的聚(丙烯-共-烯烃)共聚物和三聚物,其显示出在130℃至165℃范围内的熔点。也可以使用聚丙烯抗冲共聚物。与APP材料不同,上述较高密度聚丙烯聚合物和共聚物通常缺乏对于粘合剂热熔体应用所需的粘附、晾置时间和可加工性。然而,用小心的配制,这些材料可以设计成实现所希望的粘合剂特性。丙烯共聚物或抗冲共聚物的水平典型地基于适当的基底渗透、初始粘合和长期老化性能所需的流动程度和建立来设定。本发明可接受的聚丙烯级别的类型的实例是由巴赛尔公司(LyondellBasell)提供的Pro-fax无规共聚物以及由巴西公司(Braskem)提供的那些。聚丙烯抗冲共聚物的实例包括各种聚合物级板岩(slate),如 和 以及若干其他可从巴赛尔
公司和道达尔石化公司(TOTAL Petrochemicals)获得的品牌。也是由参与现今的注射模制聚丙烯聚合物市场的许多公司的任一家常规生产的聚丙烯抗冲共聚物也适用于此应用。
[0016] 通常称为聚烯烃弹性体的相对低分子量、低模量烯烃聚合物存在于配制品中以提供附着强度、弹性,以及在施用后立即减缓粘合剂的流动和浸湿。虽然特性被认为仅在施用后逐渐发展,但由这些聚合物提供的最终结晶度似乎对于经过长期老化的粘合稳定性是至关重要的。适用于本发明的聚烯烃弹性体包括具有小于90mol%的内消旋二单元组浓度和低于130℃熔点的低立构规整度丙烯均聚物。最优选的丙烯均聚物可以由出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.)以商品名L-MODU得到。特别适合的是L-MODU S400、S600和S901等级。适用于本发明的其他聚烯烃弹性体可以由无规聚-α-烯烃共聚物和三聚物(衍生自乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯及其组合)形成。聚烯烃包括乙烯聚合物、丙烯聚合物及其组合,包括与其他C4-C10α-烯烃的组合。弹性体聚烯烃典型地含有乙烯和丙烯,并且可以含有其他C4-C10烯烃单体单元。一些特别优选的聚烯烃聚合物是丙烯与至少一种其他烯烃单体的共聚物,如乙烯-丙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物。通过改变低模量聚烯烃的含量,可以定制热熔配制品的流动和整体物理特性以满足层压结构中粘合剂的施用和性能要求。
[0017] 在本发明中要求APAO以提供附着强度、弹性以及在施用后直接减轻熔融粘合剂的流动性。由APAO提供的益处与由上述低模量聚烯烃体系提供的那些相似。然而,由于它们的无定形性质,APAO材料似乎显示与本发明配制品的其他关键组分的增强的相容性,以提供相对于本发明中也包括的半结晶材料的增强的长期相稳定性。可用于本发明的共混物的APAO组分由若干不同类别的无规立构的低分子量的低熔体粘度和基本上无定形的含丙烯聚合物组成。术语“基本上无定形的”在此被定义为具有如通过差示扫描量热法(DSC)针对高度结晶聚丙烯标准确定的小于30%的结晶度。这些聚合物可以是或者丙烯的均聚物或者丙烯与一种或多种α-烯烃共聚单体(例如像,乙烯、丁烯-1、己烯-1和辛烯-1)的共聚物。被称为“富含丁烯”的APAO聚合物的聚(1-丁烯-共-丙烯)聚合物也适用于本发明。在本发明的范围中的APAO聚合物的重均分子量是在从约4,000至约150,000g/mol、优选地从约10,000至约100,000g/mol的范围中。所述聚合物有利地具有在约80℃与170℃之间的软化点以及从约-5℃至-40℃的玻璃化转变温度。无定形均聚物和共聚物是由齐格勒-纳塔催化剂生产的聚合物。使用齐格勒-纳塔催化剂,所生产的无定形聚合物具有更宽的分子量范围和组成分布。用齐格勒-纳塔催化剂生产的无定形聚合物在其形态上是非立体定向的,例如无规立构的。无定形聚合物的分子量分布通常大于2,并且优选在3至12的范围内。
[0018] 在一个实施例中,无定形聚合物是具有在190℃下的大于约500cP至约50,000cP、并且更优选500cP至20,000cP的熔体粘度范围的聚-α-烯烃聚合物。(如根据ASTM D3236确定)。
[0019] 虽然可以使用任何落入在在此以上描述的物理特性的范围中的APAO聚合物,但优选的APAO聚合物选自由丙烯均聚物,丙烯-乙烯共聚物,丙烯-1-丁烯共聚物和丙烯、乙烯和1-丁烯的三聚物组成的组。最优选的无定形聚-α-烯烃是“富含丁烯”的聚(1-丁烯-共-丙烯)共聚物和/或乙烯和/或1-丁烯的无定形聚丙烯共聚物和三聚物。示例性的无定形聚-α-烯烃共聚物包括来自Rexene的 2830和来自赢创工业公司(Evonik Industries)
的 508系列。
[0020] 通常使用各种方法将处于相当低粘度的热熔性粘合剂涂覆到基底上。这可以通过辊涂或任何印刷类型的方法,或通过狭缝涂覆,通过挤压或通过喷枪实现。喷枪技术是众多的,并且可以在或不在压缩空气辅助下进行,该压缩空气将使粘合剂喷雾成形,并且因此使粘合剂图案成形。通常允许热熔性粘合剂材料在罐中熔化,并且然后将其通过软管泵送到基底上的最终涂覆点。任何高于粘合剂配制品的软化点的施用温度都是合适的,尽管对于优选的发明,在其下施用热熔性粘合剂的温度应等于或低于190℃、优选等于或低于180℃、并且最优选等于或低于170℃,使得热敏基底不会被损坏。
[0021] 粘合剂材料的粘度(如通过ASTM D3236-88测量的)应通常等于或低于40,000cP、优选等于或低于30,000cP、更优选等于或低于20,000cP、并且最优选低于10,000cP(在163℃(325°F)下测量的)。具有此种低粘度的粘合剂需要通过标准热熔性粘合剂设备进行加工并获得正确图案并且因此在施用温度下的正确的粘合性能。
[0022] 本发明的粘合剂可以与其中涉及各种基底材料的任何应用一起使用。实例包括非织造材料,聚合物膜,以及,总体上,放置在诸如尿布的物品中的弹性体组分,其呈股、膜,非织造布的形式或任何其他连续或离散形式。任何基底材料和任何基底形式都可以以与用于将两个或多个基底粘合在一起的粘合剂的可能的任何组合使用。基底可以具有多种形式,例如纤维、膜、线、条、带、涂层、箔、片和环。基底可以具有任何已知的组成,例如聚烯烃,聚丙烯酸物,聚酯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,纤维素类木材、纸板和纸,或由矿物化合物像混凝土、玻璃或陶瓷制成。基底的机械行为可以是刚性的、塑性的或弹性的。弹性体材料中有各种实例,像天然或合成橡胶,聚氨酯基共聚物,聚醚或聚酯氨基甲酸酯,苯乙烯或酰胺的嵌段共聚物,或烯属的共聚物。上述列表不是限制性的或包括一切的,而仅作为常见的实例提供。在本发明中,基于热熔性粘合剂被熔化、以及运输和/或在熔融阶段中涂覆或喷涂到其中要求粘合的最终位置的能力,可以使用加工热熔性粘合剂的各种各样的方法。
[0023] 本发明的粘合剂也可以与以下任何应用一起使用,其中复合材料和一次性产品借助于将部件粘合在一起制成,同时从该粘合剂粘合获得足够的结合以承受在低温、环境温度或高温下的机械应力,特别是在剪切条件下。尿布、成人失禁产品、卫生巾和其他吸收性一次性产品,以及床垫、吸收垫,手术单和其他相关的医疗或手术装置是本发明的粘合剂组合物的设想应用。设想了构造应用,结构应用或包装应用,特别是一次性物品,用于食品或包裹、罐头或瓶、各种产品组件的一般包装、标签,以及运输相关的粘合应用也是其中本发明有用的实例。这些粘合剂也可用于构造保利和保利编织(poly and poly woven)袋或制品。
[0024] 优选的实施方式
[0025] 因此,本发明提供一种热熔性粘合剂组合物,该组合物包含以下组分的共混物:
[0026] 按重量计约1%至约30%、优选约2%至约20%、更优选约2.5%至约15%、并且最优选约8%至约12%的聚丙烯无规共聚物或聚丙烯抗冲共聚物,或聚丙烯无规共聚物的混合物,或聚丙烯抗冲共聚物的混合物,或一种或多种聚丙烯无规共聚物与一种或多种聚丙烯抗冲共聚物的混合物;优选的共聚物是聚丙烯无规共聚物;
[0027] 按重量计约2%至约60%、优选约5%至约50%、更优选约10%至约40%、并且最优选约22%至约28%的烯烃基弹性体或烯烃基弹性体的混合物;优选的烯烃基弹性体是低熔点聚丙烯均聚物;
[0028] 按重量计约1%至30%、优选约2%至约20%、更优选约2.5%至约20%、并且最优选约10%至约15%的无定形聚烯烃,或无定形聚烯烃的混合物;优选的无定形聚烯烃是富含丁烯的无定形聚α-烯烃(APAO);
[0029] 按重量计约5%至约70%、优选约10%至约60%、更优选约20%至约55%、并且最优选约21%至约27%的具有至少约80℃并且最高达约140℃的软化点、并且优选从约85℃至约135℃软化点的增粘树脂,或增粘树脂的混合物;优选的增粘树脂是烃增粘树脂;
[0030] 按重量计0%至约60%、优选约1%至约60%、更优选约5%至约50%、甚至更优选约20%至约50%、并且最优选约24%至约29%的增塑剂或增塑剂的混合物;优选的增塑剂是矿物油;
[0031] 按重量计0%至约5%、优选约0.1%至约5%的稳定剂或抗氧化剂,或稳定剂或抗氧化剂的混合物;并且
[0032] 其中这些组分总计为按重量计100%的该组合物,并且该组合物的粘度(通过ASTM D3236-88测量的)是在163℃(325°F)下等于或小于约40,000cP,在163℃下优选等于或小于30,000cP,在163℃下更优选等于或小于20,000cP,并且在163℃下最优选等于或小于10,
000mPas。
[0033] 除了这些聚合物组分外,本发明的粘合剂组合物中还可以使用按重量计约1%至约15%的附加的辅助聚合物,包含乙烯乙酸乙烯酯,聚乙烯,低密度聚乙烯,线型低密度聚乙烯,聚丁烯-1,聚丁烯-1/乙烯聚合物或苯乙烯嵌段共聚物,例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-异戊二烯或苯乙烯-丁二烯二嵌段聚合物,苯乙烯-(异戊二烯/丁二烯)-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-(乙烯/丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-(乙烯/丙烯)二嵌段共聚物,苯乙烯-(乙烯/丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯-(乙烯-乙烯/丙烯)-苯乙烯嵌段共聚物及其各自的共混物。该辅助聚合物是不同于聚丙烯共聚物和抗冲共聚物、烯烃基弹性体、APAO和增粘树脂的聚合物,并且功能是提供所希望的物理特性(取决于粘合剂组合物的最终用途)。
[0034] 相对低的量,按重量计0.1%至约5%,的石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡等也可用于调节表面粘性,只要该蜡不干扰该最终用途要求的性能水平。
[0035] 聚烯烃成核剂也可以也存在于本发明中。适用于本发明的成核剂通常是称为澄清剂的子类的成核剂,其通常用于聚烯烃添加剂包以促进快速结晶。合适的材料包括二亚苄基山梨糖醇衍生物,如由麦利肯公司(Milliken)供应的Millad 3988和Millad NX8000以及由巴斯夫公司(BASF)生产的Irgaclear D。其他合适的试剂包括芳族酰胺体系,如由新日本化学公司(New Japan Chemical Company)提供的NJ Star NU-100。
[0036] 成核剂通常以组合物的按重量计约0.05%-5.0%的量存在于粘合剂组合物中,优选使用按重量计约0.1%-2.5%、并且最优选按重量计约0.2%-1.0%。还可以使用两种或更多种成核剂的共混物。例如,还可以使用成核剂和与第一种成核剂不同的第二种成核剂的共混物。如果希望的话,按重量计从约0.05%至约5.0%的一种或多种附加的成核剂可与该第一种成核剂共混在一起。该成核剂可以直接作为粉末使用,或作为合适的增塑剂的一部分中的浆料,或作为合适聚合物如Milliken NX-10的母料中的组分使用。
[0037] 本发明的粘合剂组合物和/或层制品可用于制备各种最终产品。实例包括一次性尿布、卫生巾、床垫、绷带、手术单、带、标签、塑料片、非织造片、纸张、纸板、书、过滤器或包装。
[0038] 在又另一方面,本发明提供一种制造层制品的方法,该方法包括以下步骤:在第一方向上进给第一基底;在所述第一方向上进给与所述第一基底间隔开的第二基底;将粘合剂组合物施用到所述基底中的一个或两个上;并将所述基底压缩在一起以形成该层制品。
[0039] 当希望弹性体层制品时,该方法包括在所述第一方向上在所述第一与第二基底之间进给一个或多个弹性体基底的附加步骤,所述弹性基底在粘合剂施用之前,期间或之后被拉伸;并且在将这些基底压缩在一起之前将该粘合剂组合物施用到或者所述一个或多个弹性体基底或所述基底中的一个或两个上。该弹性体基底优选为从其初始松弛状态拉伸最高达500%的至少一个弹性股。
[0040] 发明的详细说明
[0041] 本发明由配制品组成,这些配制品含有以下组分中的每种的至少一种:(1)聚丙烯无规共聚物或抗冲共聚物;(2)聚烯烃弹性体;(3)无定形聚烯烃(APAO);和(4)增粘剂;以及任选地,(5)增塑剂;(6)稳定剂或抗氧化剂;和(7)添加剂、蜡、表面活性剂、填料、成核包装和/或根据要求的其他辅助组分,以调整最终用途性能的特性。
[0042] 用于粘合剂组合物中的聚丙烯材料可以是聚丙烯无规或抗冲共聚物。对于聚丙烯无规共聚物,共聚单体可以是乙烯或1-烯烃如1-丁烯或1-己烯,并且应该以相对低的水平(10wt%或更少)存在。对于机械和/或热应力期间和之后的耐热性、热老化性能和/或粘合保留,用于此组分的合适材料具有比本发明中使用的聚烯烃弹性体更高的净结晶度。用于本发明的合适的聚丙烯无规共聚物和抗冲共聚物主要是丙烯(按重量计大于90%的丙烯),并且通常显示出在约130℃至约165℃、优选从约142℃至约148℃的范围内的如通过DSC(ASTM方法E793-01)测量的熔点,并且具有约50焦耳/克至约100焦耳/克、优选从约60焦耳/约至80焦耳/克、并且最优选从约67焦耳/克至约74焦耳/克的相对高熔融焓。当使用ASTM D792-00时,聚丙烯无规或抗冲共聚物的密度应在0.88g/cc至0.92g/cc的范围内,并且优选约0.90g/cc。聚丙烯无规共聚物相比聚丙烯抗冲共聚物是优选的,因为它们典型地具有较低的熔点和较低的熔融焓。
[0043] 在一些实施例中,聚丙烯无规共聚物和聚丙烯抗冲共聚物具有在230℃下至少0.5g/10min至约1000g/10min的熔体流动速率。优选的聚丙烯无规共聚物和抗冲共聚物具有使用ASTM D-1238、230℃的温度和2.16kg重量的10g/10min与250g/10min之间的熔体流动速率。20与200g/10分钟之间的熔体流动速率是更优选的。最优选的熔体流动速率为30与
150g/10分钟之间。材料可以是反应器级或通过本领域公知的反应挤出方法产生。适用于本发明的聚丙烯无规共聚物的实例是 RP591V(具有142℃的熔点和72焦耳/克的熔
融焓)和从巴赛尔公司可获得的 RP488S以及从可从巴西公司获得的RP250和
RP350。可用于本发明的适合的聚丙烯抗冲共聚物是 EP501V(具有160℃的熔点和
91焦耳/克的熔融焓)和从巴赛尔公司可获得的 EP390S以及从可从道达尔石化公司获得的5946WZ和4944WZ。
[0044] 所使用的聚丙烯无规共聚物或抗冲共聚物通常以组合物的按重量计约1%至30%的量存在于粘合剂组合物中,优选使用按重量计约2%至20%,更优选按重量计约2.5%至15%,并且最优选按重量计约8%至12%。也可以使用两种或更多种聚丙烯无规共聚物和/或抗冲共聚物的共混物。例如,也可以使用第一种聚丙烯无规共聚物和与该第一种聚丙烯无规共聚物不同的第二种聚丙烯无规共聚物的共混物,或可以使用第一种聚丙烯抗冲共聚物和与该第一种聚丙烯抗冲共聚物不同的第二种聚丙烯抗冲共聚物的共混物,或者可以使用一种或多种聚丙烯无规共聚物与一种或多种聚丙烯抗冲共聚物的共混物。如果希望的话,按重量计从约0%至约30%的一种或多种附加的聚丙烯无规共聚物或抗冲共聚物可以与该第一种聚丙烯无规或抗冲共聚物共混在一起。
[0045] 适用于本发明的聚烯烃弹性体包括低立构规整度聚丙烯均聚物,该均聚物具有小于90mol%的内消旋二单元组浓度、低于130℃的熔点(通过或者环球法(Ring&Ball)或者通过DSC)、以及小于约200,000g/mol的分子量(Mw)。最优选的聚丙烯均聚物可以从出光公司以商品名L-MODU获得。特别适合的是L-MODU S400、S600和S901等级。制造这些聚合物的方法连同各种热熔性粘合剂配制品在美国专利6,797,774(转让给日本东京的出光石油有限公司)中进行了详细描述。
[0046] 即使L-MODU聚合物是聚丙烯均聚物,它们也与传统聚丙烯聚合物非常不同。除了具有当通过DSC测量时的低得多的熔点,它们的熔融焓值也远低于传统的聚丙烯等级。当根据ASTM E793-01“用于通过差示扫描量热法的熔解焓和结晶焓的标准测试方法(Standard Test Method for Enthalpies of Fusion and Crystallization by Differential Scanning Calorimetry)”进行分析时,获得以下结果。将该测试稍微修改为使用每分钟20℃而不是每分钟10℃的扫描温度。
[0047]
[0048] 该聚合物的密度也远低于典型的聚丙烯均聚物的密度,如下表中所示。
[0049]
[0050] 上表中的信息取自出光公司的网站。
[0051] 与大多数传统的聚丙烯基均聚物相比,熔融峰值和熔融焓值都非常低。典型的聚丙烯均聚物具有从约130℃至171℃的熔点以及约70J/g或更高的熔融焓值。L-MODU聚合物具有独特的特性组合。特别地,如由上述数据所示,L-MODU聚合物是茂金属催化的聚丙烯均聚物,这些聚丙烯均聚物具有低密度(0.87g/cc)、通过DSC的低熔点(75℃-80℃)、非常低的熔融焓(小于25焦耳/克),相对高的熔体流动速率(50-2000g/10min)和从约45,000至约130,000g/mol)的重均分子量(Mw)。特别地,低密度、低熔点和低熔融焓将这些L-MODU聚合物与其他聚丙烯均聚物区分开。
[0052] 适用于本发明的其他聚烯烃弹性体可以由无规聚-α-烯烃共聚物和三聚物(衍生自乙烯,丙烯,1-丁烯,1-己烯,1-辛烯及其组合)形成。聚烯烃包括乙烯聚合物、丙烯聚合物及其组合,包括与其他C4-C10α-烯烃的组合。弹性体聚烯烃典型地含有乙烯和丙烯,并且可以含有其他C4-C10烯烃单体单元。一些特别优选的聚烯烃聚合物是丙烯与至少一种其他烯烃单体的共聚物,如乙烯-丙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物。最优选的聚合物是丙烯/乙烯弹性体,其可以从埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical)以商品名称 获得。合适的商业等级范围为按重量计从约9%至约16%乙烯,从约1至约10g/10min熔体指数,以及从约0.82至0.88克/立方厘米的密度。一个特别优选的等级是 6202,其是由约85%丙烯和15%乙烯组成并且具有9.1g/10分钟的熔体指数(190℃/2.16kg)和
0.863g/cc的密度的聚(丙烯-共-乙烯)弹性体。烯烃嵌段共聚物如 材料(由陶氏公司(Dow)出售的,由乙烯和1-辛烯构成)也非常适用于本发明。
[0053] 烯烃弹性体通常以按重量计约2%至60%的量存在于粘合剂组合物中,优选使用按重量计约5%至50%,更优选按重量计约10%至40%,并且最优选按重量计约22%至28%。还可以使用两种或多种烯烃弹性体的共混物。例如,还可以使用第一种烯烃弹性体和与该第一种烯烃弹性体不同的第二种烯烃弹性体的共混物。如果希望的话,按重量计从约
0%至约30%的一种或多种附加的烯烃弹性体可与该第一种烯烃弹性体共混在一起。
[0054] 可用于本发明的共混物的APAO组分由若干不同类别的无规立构的低分子量的低熔体粘度和基本上无定形的含丙烯聚合物组成。术语“基本上无定形的”在此被定义为具有如通过差示扫描量热法(DSC)针对高度结晶聚丙烯标准确定的小于30%的结晶度。这些聚合物可以是或者丙烯的均聚物或者丙烯与一种或多种α-烯烃共聚单体(例如像,乙烯、丁烯-1、己烯-1和辛烯-1)的共聚物。被称为“富含丁烯”的APAO聚合物的聚(1-丁烯-共-丙烯)聚合物也适用于本发明。在本发明的范围中的APAO聚合物的重均分子量是在从约4,000至约150,000g/mol、优选地从约10,000至约100,000g/mol的范围中。所述聚合物有利地具有在约80℃与170℃之间的软化点以及从约-5℃至-40℃的玻璃化转变温度。无定形均聚物和共聚物是由齐格勒-纳塔催化剂生产的聚合物。使用齐格勒-纳塔催化剂,所生产的无定形聚合物具有更宽的分子量范围和组成分布。用齐格勒-纳塔催化剂生产的无定形聚合物在其形态上是非立体定向的,例如无规立构的。无定形聚合物的分子量分布通常大于2,并且优选在3至12的范围内。
[0055] 在一个实施例中,无定形聚合物是具有在190℃下的大于约500cP至约50,000cP、并且更优选500cP至20,000cP的熔体粘度范围的聚-α-烯烃聚合物。(如根据ASTM D3236确定)。无定形聚α-烯烃聚合物通常以按重量计约1%至40%,优选按重量计约2%至20%,更优选按重量计约2.5%至20%,并且最优选按重量计约10%至15%的量存在。
[0056] 虽然可以使用任何落入在在此以上描述的物理特性的范围中的APAO聚合物,但优选的APAO聚合物选自由丙烯均聚物,丙烯-乙烯共聚物,丙烯-1-丁烯共聚物和丙烯、乙烯和1-丁烯的三聚物组成的组。最优选的无定形聚-α-烯烃是具有低于100℃的软化点的“富含丁烯”的聚(1-丁烯-共-丙烯)共聚物和/或乙烯和/或1-丁烯的无定形聚丙烯共聚物和三聚物。示例性的无定形聚-α-烯烃共聚物包括来自Rexene的 2830和来自赢创工业公司的 508,其分别具有90℃和84℃的环球法软化点。
[0057] 如本说明书中所定义的增粘树脂可以是与来自天然来源或来自化学方法或其组合的普通聚合物相比的分子或大分子,通常为化合物或相当低分子量的聚合物,通常增强最终热熔性粘合剂组合物的粘附。代表性的树脂包括C5/C9烃树脂、合成多萜、松香、松香酯、天然萜烯等。更具体地,有用的增粘树脂包括任何相容的树脂或其混合物,例如(1)天然和改性松香,包括脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香和聚合松香;(2)天然和改性松香的甘油和季戊四醇酯,包括浅色木松香的甘油酯,氢化松香的甘油酯,聚合松香的甘油酯,氢化松香的季戊四醇酯和松香的酚改性的季戊四醇酯;(3)天然萜烯的共聚物和三聚物,如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯;(4)通常在适度低温下在弗里德尔-克拉夫茨催化剂存在下,由萜烯烃如双环单萜(称为蒎烯)的聚合产生的聚萜烯树脂;还包括氢化的聚萜烯树脂;(5)酚改性的萜烯树脂及其氢化的衍生物,例如像在酸性介质中由双环萜烯和酚的缩合产生的树脂产物;(6)由主要由烯烃和二烯烃组成的单体的聚合产生的脂族石油烃树脂;还包括氢化脂族石油烃树脂;和(7)环状石油烃树脂及其氢化的衍生物。对于一些配制品可能要求以上描述的增粘树脂中的两种或更多种的混合物。还包括环状或非环状的C5树脂和芳族改性的非环状或环状树脂。
[0058] 增粘树脂应具有至少约40℃,最优选在约85℃与140℃之间的环球法软化点(通过ASTM E28测量)。优选的增粘剂具有在约85℃至140℃之间的环球法软化点,并且可从埃克森美孚化工公司以Escorez 5400、5600和5615的商品名获得。另外,其他优选的增粘树脂是部分氢化的脂族烃树脂,例如 H100L和 H100R,以及非氢化脂肪族C5树脂和具有低芳香性的芳香族改性的C5树脂,如对应地 1095和 9095。
[0059] 增粘剂通常以大于聚丙烯共聚物或聚丙烯抗冲共聚物的量的量存在于粘合剂组合物中。在此范围内,使用组合物的按重量计约5%至70%的量、优选按重量计约10%至60%,更优选按重量计约20%至55%,并且最优选按重量计约21%至27%。还可以使用两种或更多种增粘树脂的共混物。例如,还可以使用第一种增粘树脂和与该第一种增粘树脂不同的第二种增粘树脂的共混物。如果希望的话,按重量计从约5%至约70%的一种或多种附加的增粘树脂可与该第一种增粘树脂共混在一起。
[0060] 可用于本发明的增塑剂组分可以选自矿物基油、石油基油,液体树脂、液体弹性体、聚丁烯、聚异丁烯、邻苯二甲酸酯和苯甲酸酯增塑剂中的任何一种、以及环氧化的大豆油。增塑剂广义地定义为可以加入到热塑性橡胶和其他树脂中以提高成品密封剂的可挤出性、柔性、可加工性和拉伸性的典型有机组合物。在环境温度或施用温度下流动并且在本发明的组合物中相容的任何材料可能是有用的。优选地,增塑剂具有在大于约40℃的温度下的低挥发性。最常用的增塑剂是油,其主要是烃油、芳族含量低并且在性质上是链烷的或环烷的。这些油优选是低挥发性的、透明的并且具有尽可能少的颜色和气味。本发明还可以包括烯烃低聚物,低分子量聚合物,植物油及其衍生物和类似的增塑油。固体增塑剂也可用于本发明。此类增塑剂的实例包括1,4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯,三苯甲酸甘油酯,四苯甲酸季戊四醇酯和邻苯二甲酸二环己基酯(dicylcohexylphthalate)。优选石油基油,其中可用于本发明的本文上述类型的合适的环烷矿物油可从尼纳斯公司(Nynas)以商品名Nyflex商购。合适的液体增塑剂包括聚丁烯如由英力士公司(Ineos)供应的Indopol系列材料。根据需要,还可以使用增塑剂的共混物来调节最终用途性能和最终特性。
[0061] 按重量计0%至约60%、优选约1%至约60%、更优选约5%至约50%、甚至更优选约20%至约50%、并且最优选约24%至约29%的增塑剂可以用于该组合物中。还可以使用两种或更多种增塑剂的共混物。例如,还可以使用第一种增塑剂和与该第一种增塑剂不同的第二种增塑剂的共混物。如果希望的话,按重量计从约1%至约60%的一种或多种附加的增塑剂可与该第一种增塑剂共混在一起。
[0062] 本发明可包含以按重量计从约0%至约5%的量的稳定剂。优选地,将从约0.1%至5%的稳定剂结合至该组合物内。结合在本发明的热熔性粘合剂组合物中有用的稳定剂以帮助保护以上指出的聚合物以及由此该总粘合剂系统免受热降解和氧化降解的影响,该热降解和氧化降解通常在该指示剂制造和应用的期间以及在将最终产品通常暴露于周围环境中发生。在可适用的稳定剂中,是高分子量的受阻酚和多官能酚,如含硫和磷的酚。受阻酚是本领域技术人员众所周知的并且可以被表征为还含有与其酚羟基紧密靠近的立体化学上体积大的基团的酚化合物。特别地,总体上叔丁基在相对于酚羟基的邻位中的至少一个上被取代到苯环上。这些立体化学上体积大的取代的基团在羟基的邻近中的存在用于延缓其拉伸频率以及相应地其反应性;此位阻因此提供了具有其稳定特性的酚化合物。代表性的受阻酚包括:
[0063] 1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3-5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯;
[0064] 季戊四醇四-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;
[0065] 正-十八烷基-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;
[0066] 4,4'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);
[0067] 2,6-二-叔丁基苯酚;
[0068] 6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫代1,3,5-三嗪;
[0069] 2,3,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苯氧基1,3,5-三嗪
[0070] 二正十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯;
[0071] 2-(正辛基硫代)乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯;和
[0072] 山梨糖醇六-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯。
[0073] 作为稳定剂尤其优选的是季戊四醇四-3(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯。
[0074] 这些稳定剂的性能可以通过利用与其结合的以下项进一步增强;(1)增效剂,例如像,硫代二丙酸酯和亚磷酸酯;以及(2)螯合剂和金属减活化剂,例如像,乙二胺四乙酸,其盐,以及二水杨醛丙烯二亚胺。
[0075] 应当理解的是,可以将其他任选的添加剂结合至本发明的粘合剂组合物内以便修改具体物理特性。这些可以包括例如这样的材料如紫外光(UV)吸收剂,表面活性剂,惰性着色剂如二氧化钛,荧光剂和填料。典型的填充剂包括滑石、碳酸钙、粘土二氧化硅、云母、硅灰石、长石、硅酸铝、氧化铝、水合氧化铝、玻璃微球、陶瓷微球、热塑性微球、重晶石和木粉。
[0076] 本发明的热熔性粘合剂组合物可以使用本领域已知的任何技术来配制。混合程序的代表性实例涉及将除了共聚物之外的所有组分置于配备有转子的带夹套的混合容器中,并且之后将混合物的温度升高至从135℃至200℃的范围以使内容物熔化。应当理解,该步骤中要使用的精确温度将取决于具体成分的熔点。随后将共聚物在搅拌下引入该容器中,并允许混合继续直到形成一致且均匀的混合物。在整个混合过程中,容器的内容物可以用惰性气体例如二氧化碳和/或氮气来保护。
[0077] 然后可以使用各种涂覆技术将产生的热熔性粘合剂施用到基底上。实例包括热熔狭缝型挤压式涂覆,热熔性轮涂,热熔辊涂,熔喷涂覆和螺旋喷涂。
[0078] 本发明的粘合剂组合物可以用于许多应用中,例如像在一次性非织造卫生制品、纸张加工、柔性包装、木材加工、纸箱和外壳密封、贴标签和其他组装应用中。特别优选的应用包括一次性尿布和女性卫生巾构造、尿布和成人失禁短内裤弹性附着、尿布和餐巾芯稳定、尿布底片层压、工业过滤器材料转化、手术服和手术单组件。
[0079] 测试和材料
[0080] 布氏粘度根据ASTM D-3236方法在适当的温度下进行测试。
[0081] 根据ASTM E-28方法,使用自动化的Herzog装置确定环球法软化点。
[0082] 动态温度测试(ASTM D4440-01)
[0083] 给定的热熔性粘合剂的流变学可以使用TA仪器(TA Instruments)流变仪,例如Ares 3型号来确定。对于下表中列出的粘合剂,使用温度步骤程序来确定各种温度下的储能模量G’以及玻璃化转变温度Tg。该仪器设定为10弧度/秒的频率,将样品在170℃下熔化,并且温度从缓慢降低到-40℃变化。所使用的平行板具有25mm直径和1.6mm间隙。
[0084] 应用测试
[0085] 为了测试粘合剂在卫生应用中的粘合性能,使用Acumeter Lh-1实验室规模的涂覆器制备了双层层压的非织造/透气膜结构。用于粘合研究的非织造布是可从First Quality公司获得的具有15gsm目标基重的疏水性、纺粘/熔喷/纺粘(SMS)级。所使用的透气膜是由Clopay BR 134生产的具有19gsm目标基重的压花PE级。对于LH-1测试,将基底的商业卷分成2英寸宽的卷。基于其粘度,粘合剂在高于熔点10℃-90℃下施用,并使用具有7mm宽的间隙的狭缝喷嘴进行涂覆。加重率以10gsm为目标,其通过质量平衡研究证实。将粘合剂施用到非织造基底上,与PE膜合并,并使用轧辊压缩结构。以300ft/min的线速度,晾置时间被计算为大约0.25秒。采用最大夹持压缩来探查粘合剂的建立和其对粘连的抵抗性。主观量表也用于量测粘连:将“0”等级分配给对解卷时没有显示可检测到的抵抗性的双层层制品,而将“5”等级给予在退卷时显示双层层制品卷的层间破坏的那些。层制品粘合拉伸强度在机器方向上离线(“生胚”)后立即、在一天(“初始”)之后和在60℃下老化6小时之后使用具有305mm/min的十字头速度的Instron进行测试。
[0086] 用于预设冷流和抗粘连性的测试:
[0087] 开发了测试以量测实验粘合剂的“预设冷流”。“预设冷流”在此描述即使在材料已经冷却和凝固之后,一些配制品继续流动一段固定时间的趋势。在聚烯烃配制品中已观察到这种行为;特别是基于仅低模量材料的那些。尽管潜在地有益于浸湿和粘合,但据信在施用之后显示极端初始冷流的粘合剂可以继续渗透多孔材料,最终有助于卷粘连。重要的是,随着粘合充分发展,这种行为最终会随着时间的推移而停止;因此,使用本领域已知的标准冷流或流变学测试不能容易地识别这种行为。定量和定性方法都用于探测配制品组分对预设冷流的影响。对于定量测试,将预先称重的具有底部的圆形1/4英寸开口的30mL塑料聚丙烯烧杯夹紧到环架上并从实验室的工作台升高约一英尺。用实验室升降台将硅酮板升高直到其与烧杯的底部紧密接触以完全密封开口。接下来,将烧杯在177℃下完全充满熔融粘合剂。在室温下静置20分钟后,除去该硅酮板。30分钟后,收集从烧瓶中流出的任何物质,并连同烧杯中剩余的物质一起称重。使用相对于所用总量流动的量来计量下面的本发明和对比实例的“预设”冷流。还使用定性球测试计量预设的冷流。为了允许更快速的冷却,将约50g熔融粘合剂作为薄片倒入离型纸上。在室温下冷却总计5分钟后,将粘合剂手动地成形为球体。一旦该球体不再容易变形,将其放在工作台顶部上并允许其静置4小时。目视检查样品的尺寸稳定性,并且底面的“扁平化”量被评为0至5(“0”表示无扁平化;“5”描述具有广泛流动的样品,导致在最终实现尺寸稳定性之前的扁平化和近似煎饼的形状)。
[0088] 实例
[0089] 原料:
[0090] Nyflex 222B是可从尼纳斯公司(Nynas Corporation)获得的加氢处理的环烷工艺用油。
[0091] Escorez 5400是具有103℃软化点的氢化脂环族烃树脂。其可从埃克森美孚化工公司获得。
[0092] Escorez 5615是具有115℃软化点的氢化芳族改性的脂环族烃树脂。其可从埃克森美孚化工公司获得。
[0093] Vestoplast 508是可从赢创工业公司获得的富含丁烯的聚(1-丁烯-共-丙烯)共聚物。它具有在190℃下的8,000cP的布氏粘度以及84℃的环球法软化点。
[0094] Pro-fax RP591V是可从巴赛尔聚合物公司获得的无规丙烯共聚物。RP591V具有100g/10min的熔体流动速率(230℃/2.16kg)以及0.90g/cc的密度。
[0095] L-MODU S600是从出光公司可获得的低模量、受控的立构规整度聚丙烯。其被报道为具有52,000cP(190℃)的布氏粘度以及0.87g/cc的密度。
[0096] L-MODU S901是从出光公司可获得的低模量、受控的立构规整度聚丙烯。其被报道为具有50g/10min(230℃/2.16kg)的MFR以及0.87g/cc的密度。
[0097] 104N蜡是具有118℃的环球法软化点以及0.93g/cc密度的聚乙烯蜡。其可从Hana公司获得。
[0098] Irganox 1010抗氧化剂是可从巴斯夫公司(BASF Corp)获得的季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)。
[0099] Irgafos 168稳定剂是可从巴斯夫化学品公司(BASF Chemicals)获得的三(2,4-二-叔丁基苯基)磷酸酯。
[0100] 程序:
[0101] 使用以下方法,以300g规模生产所有配制品。在475mL钢容器中装入矿物油,抗氧化剂和其他聚合物添加剂,增粘树脂和APAO。此时还添加了蜡(如果存在)。使用配备有内部热电偶的数字控制加热套来将配制品逐渐加热至目标温度(177℃至190℃)。混合物看起来大部分均匀后,将溶液在100至200rpm之间机械搅拌,并且逐渐加入低模量聚烯烃,之后加入聚丙烯无规共聚物。将所得澄清至稍微混浊的熔融混合物在目标温度下再保持30至120分钟,直到其看起来是完全均匀化的。这段时间后,从加热套中移出容器,并且收集样品用于测试。
[0102] 实例1(Ex 1)和对比实例1-3(CE1、CE2和CE3)
[0103] 如上所述生产表1中的配制品,并针对预设冷流抵抗性对其进行筛选。使用仅L-MODU和APAO的组合生产的第一对比实例(表1中的CE1)导致甚至在冷却后也显示显著的预设冷流的材料。此类材料预期在使用多孔基底的应用中导致粘连。
[0104] 实例1(Ex 1)示出,用丙烯共聚物代替CE 1的L-MODU的一部分导致展现通过定量测试方法的零预设冷流的粘合剂。尽管如此,定性球测试表明,在快速冷却下,尽管如此仍然看到有限流动。这种类型的低但非零流动被提出以提供强的粘合所需的浸湿而没有基底的大量渗透,该大量渗透可能导致粘连和/或漏出。
[0105] 对比实例2,CE2,用高得多的环球法软化点增粘剂Escorez  5615代替了Escorez5400。CE2的行为与CE1类似,表明使用预期更迅速凝固的基质组分不会有益于冷流。
[0106] 对比实例3,CE3,包括与CE1类似的混合物中较高分子量的L-MODU S901级。这里使用定量方法的预设冷流远低于CE1。基于CE3的显著更高的粘度,这并不意外。尽管如此,CE3示出如通过定性球测试量测的快速冷却下的显著流动。由此,看起来好像不是简单地使用较高分子量的低流动基聚合物将完全解决源于缺乏更结晶的丙烯聚合物、共聚物或抗冲共聚物的粘合剂配制品中预设冷流的问题。
[0107] 从如描述的在实验室涂覆器上制备的用于Ex 1和CE1的样品的双层层制品数据表明这些冷流测试提供一些在现实世界涂覆条件下的粘合剂性能的洞悉。如表中所示,实例1提供了在粘合卫生行业相关基底中的合适的强的初始和老化性能(在此通过高于125g的值量测的)而不显示过度渗透或粘连。虽然使用CE1配制品制成的层制品展现出高的初始和老化粘合性能,但是它们的极端粘连使得它们不适合用于与多孔基底、特别是低基重非织造布一起使用。重要的是在此要注意,使用展现出预设冷流的材料(例如CE1)所看到的高粘合强度可能通过过度渗透(导致在筛选中看到的粘连)增强。
[0108] 表1.实例1和对比实例1-3
[0109]
[0110]
[0111] 如上所述筛选许多配制品以证明本发明粘合剂的效用。这些配制品连同对比实例和筛选结果在下表2和3中提供(除了所列的组分,所有配制品含有0.27wt%的Irganox1010和0.53wt%的Irgafox 168)。
[0112] 表2.实例2-6和对比实例4-10
[0113]
[0114] 实例2-6强调了本发明粘合剂形成强的初始和老化粘合而不展现粘连的能力。对比实例4-6有助于将本发明配制品空间的范围定义为使用极低水平(小于1wt%)或完全省略等规聚丙烯Pro-fax 591V导致层制品应用中增加的粘连。仅使用高熔点蜡作为结晶组分的对比实例7-10在涂料研究中显示出极高的粘连。这些对比实例进一步支持本发明配制品当涂覆到多孔基底诸如非织造布上时抗粘连的独特能力。
[0115] 表3.实例2-6和对比实例4-10
[0116]