热熔性粘合剂用防沫剂制造技术

本发明专利技术描述聚酰胺热熔性粘合组合物，其包含基本上等摩尔量的以下物质的聚酰胺缩合产物：(a)酸组分，其基本上由一种或多种聚合脂肪酸和一种或多种二羧酸组成，和(b)胺组分，其基本上由一种或多种环脂族二胺、一种或多种其中氨基结合到脂族链上的奇数碳原子上的非环脂族二胺和一种或多种烷二胺组成，和(c)防沫或消泡剂，其包含在水中包含5％固形物的水基聚硅氧烷化合物，其中所述消泡剂降低或消除在提供所述缩合产物的缩合反应期间发生的起泡，和(d)酸基催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权以下申请要求2011年9月6日提交的题为“热熔性粘合剂用防沫剂(Anti-Foaming Agents for Hot-Melt Adhesives)”的美国临时申请No.61/531,421的权益。该申请的全部内容通过引用结合到本文中来。专利技术背景本专利技术涉及可作为热熔性粘合剂使用的聚酰胺组合物。具体地，本专利技术的热熔性粘合剂可用于粘结各种材料且可以与专门配制的产品一起使用或在专门配制的产品内使用。在热熔性粘合剂组合物的聚合期间一个重要且不合需要的方面是与反应相伴随的发泡的量。通过使用防沫或消泡剂且更具体地组合物使该起泡活性最小化，以及使在这些热熔性粘合剂聚合期间使用的这些防沫或消泡剂的所需浓度最小化是本专利技术的一个主要焦点。相关技术在现有技术中有许多关于具有热熔性粘合性质的聚酰胺组合物和制备这样的组合物的方法的公开内容。具有长晾置时间(open assembly time)的聚(酯-酰胺)粘合组合物公开在美国专利号4,485,233中。该专利公开了包含(a)10～60当量％的聚合脂肪酸和(b)40～90当量％的二羧酸与基本上等同量的(c)40～90当量％的有机二胺和(d)10～60当量％的二醇的聚合产物的聚(酯-酰胺)粘合组合物。有机二胺组分(c)可以包括直链脂族、环脂族或芳族二胺，且作为优选二胺公开的是哌嗪、1,3-二哌啶基丙烷和具有奇数碳原子的二胺如1,3-二氨基丙烷。其他现有技术粘合组合物的代表是在Peerman等的美国专利号3,377,303和3,444,026中描述的那些。后面的组合物包含二聚脂肪酸和各种二胺的反应产物。包括脂族二羧酸如己二酸、癸二酸和壬二酸的共聚二羧酸也作为所述粘合组合物的组分而被公开。可作为用于粘合乙烯基塑料的热熔性粘合剂使用的聚酰胺组合物还被公开在美国专利号3,847,875中。后面的组合物为1,8-或1,9-十七烷二羧酸与特定杂环二胺如哌嗪的反应产物。可共聚的二羧酸如壬二酸、癸二酸和己二酸也作为粘合剂的组分而被公开。关于这些聚合热熔性粘合剂的独特性质之一在于，因为二羧酸分子(“二聚物”)的相对重量，二聚酸在影响这些聚合物的性质和成本方面起到高度主导的作用。它们的早期流行是受这些聚合物重量的80％来自低成本植物油和动物油的事实所驱动，这些植物油和动物油被加热并加工以制成二酸。后来，General Mills等发现可以通过使二聚脂肪酸与氨在形成腈的条件下反应而由相同的基础材料代替二酸来制备二胺。在纯化之后，随后使二腈氢化以形成相应二胺，该二胺也被纯化。为了制备聚酰胺，随后可使该分子与有机二酸如癸二酸或壬二酸反应。后来，人们发现通过保留该相同且必需的、聚酰胺基于脂肪酸的部分，但加入一种或多种辅助酸(co-acid)和一种或多种不同的胺或者改进聚合方法，可以制备各种有用的材料。通过多种共聚单体，可以产生以下范围的全都基于脂肪酸分子的聚酰胺的性质：·改善印刷/柔版印刷油墨性能·印刷和刊印应用·特定的纺织粘合剂和印模应用·改变或改善在包括水的各种溶剂中的溶解性·改善机械性质和/或粘合性·用于现代喷墨印刷机的喷印油墨·改善的加纳尔颜色(Gardner Color)·改变电极化和可极化性·改善的UV稳定性·热固性·改善的水稳定性·橡胶样弹性体·改善的晾置时间·具有聚醚的共聚物·改善用于个人护理产品的聚合方法·混合树脂，诸如聚酰胺-聚酯、苯酚-甲醛和聚烯烃。研究工作在二十世纪四十年代开始并持续到二十世纪七十年代及以后的数十年，导致产生了这些聚酰胺的通用种类。当前研究旨在开发这些种类的材料并且重点在于实现包括增强反应条件和重现性、增加在优选溶剂中的溶解性及改善机械性质的性能获益。制备聚合脂肪酸的概述参见美国专利号3,157,681。由妥尔油脂肪酸如此制备的市售聚合脂肪酸通常具有如下组成：重量％，C18一元酸(单体)5～15CS6二元酸(二聚物)60～80C54和更高级多元酸(三聚物)10～35。在这种未分馏的聚合脂肪酸中单体、二聚物和三聚物的相对比率取决于起始材料的性质和聚合的条件。对于本专利技术的目的，术语“单体脂肪酸”是指未聚合的单体酸，术语“二聚脂肪酸”是指二聚脂肪酸，且术语“三聚脂肪酸”是指主要由三聚酸组成、但含有一些更高级的聚合形式的残余更高级聚合形式。在本文中使用时，术语“聚合脂肪酸”旨在泛泛地指代由“脂肪酸”获得的聚合酸且由单体脂肪酸、二聚脂肪酸和三聚脂肪酸的混合物组成。术语“脂肪酸”意欲包括含有8～24个碳原子的饱和、烯属不饱和、炔属(acetylenically)不饱和、天然存在和合成的脂族单羧酸。所述饱和脂肪酸通常通过与在美国专利号3,157,681中描述的那些技术稍微不同的技术聚合，但由于聚合产物的功能相似性，认为它们与通过描述为适合烯属和炔属不饱和脂肪酸的方法制备的那些等同。虽然饱和酸难以聚合，但聚合可以在高温下用诸如二-叔丁基过氧化物的过氧化催化剂获得。由于聚合产物的产率通常较低，所以这些材料目前没有商业意义。合适的饱和脂肪酸包括支化和直链的酸，诸如辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、异棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸和二十四烷酸。可以聚合的烯属和炔属不饱和脂肪酸及其制备方法描述在上述美国专利号3,157,681中。在上文中已经提到在所述聚合脂肪酸中存在的单体脂肪酸、二聚脂肪酸和三聚脂肪酸。在聚合脂肪酸中存在的常称为单体的单体脂肪酸、常称为二聚物的二聚脂肪酸和常称为三聚物的三聚脂肪酸或更高级的聚合脂肪酸的量可以通过相应甲酯的常规气液色谱法测定。另一测定方法是小分子蒸馏分析法。该方法最初由R.F.Paschke等，J.Am.Oil Chern.Soc,XXXI(No.1),5(1954)提出，其中蒸馏在高真空(低于5微米)下进行且单体馏分由在155℃下蒸馏出的产物的重量计算，二聚馏分由在155℃和250℃之间蒸馏出的产物的重量计算，且三聚(或25更高级)馏分基于残余物计算。除非在本文中另有陈述，否则该分析方法用于在本专利技术中采用的聚合脂肪酸的分析中。当采用气液色谱技术时，看到在单体脂肪酸和二聚脂肪酸之间的中间部分，在本文中只是将其命名为“中间体”，因为其确切性质尚未被完全了解。为此，通过该方法测定的二聚脂肪酸的值略微低于通过小分子蒸馏法测定的值。通常，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚酰胺热熔性粘合组合物，其包含基本上等摩尔量的以下物质的聚酰胺缩合产物：(a)酸组分，其基本上由一种或多种聚合脂肪酸和一种或多种二羧酸组成；和(b)胺组分，其基本上由一种或多种环脂族二胺、一种或多种其中氨基结合到脂族链上的奇数碳原子上的非环脂族二胺、以及一种或多种烷撑二胺二胺组成；和(c)防沫或消泡剂，其包含在水中包含5％固形物的水基聚硅氧烷化合物，其中所述消泡剂降低或消除在提供所述缩合产物的缩合反应期间发生的起泡；和(d)酸基催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.06 US 61/531,4211.聚酰胺热熔性粘合组合物，其包含基本上等摩尔量的以下物质
的聚酰胺缩合产物：
(a)酸组分，其基本上由一种或多种聚合脂肪酸和一种或多种二羧
酸组成；和
(b)胺组分，其基本上由一种或多种环脂族二胺、一种或多种其中
氨基结合到脂族链上的奇数碳原子上的非环脂族二胺、以及一种或多
种烷撑二胺二胺组成；和
(c)防沫或消泡剂，其包含在水中包含5％固形物的水基聚硅氧烷
化合物，其中所述消泡剂降低或消除在提供所述缩合产物的缩合反应
期间发生的起泡；和
(d)酸基催化剂。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中，与未使用所述防
沫剂的缩合反应相比较，所述防沫或消泡剂使所述起泡降低至少20倍。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述水基聚硅氧烷
化合物为具有商品名称的乳剂。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中聚合脂肪酸的当量
与二羧酸的当量的比率在约20:80～80:20范围内。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中聚合脂肪酸的当量
与二羧酸的当量的比率在约30:70～40:60范围内。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述二羧酸为具有
至少6个碳原子的直链脂族酸。
7.根据权利要求6所述的聚酰胺组合物，其中所述二羧酸选自壬

\t二酸、癸二酸、十二烷二酸及其混合物。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述环脂族二胺为
哌嗪。
9.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述非环脂族二胺
选自2-甲基-1,5-戊二胺、1,5-二氨基戊烷或其混合物。
10.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述胺组分包含
约25～75当量％的环二胺、约1～45当量％的非环脂族二胺和约10～70
当量％的烷撑二胺二胺。
11.根据权利要求9所述的聚酰胺组合物，其中，基于胺组分的
总当量，环脂族二胺的所述当量％在约45％～约60％范围内。
12.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中，基于胺组分的
总当量，非环脂族二胺的所述当量％在约5～25％范围内。
13.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述胺组分包含
乙二胺。
14.根据权利要求13所述的聚酰胺组合物，其中，基于胺组分的
总当量，乙二胺的所述当量％在约10～40％范围内。
15.热熔性粘合聚酰胺组合物，其包含基本上等摩尔量的以下物
质的聚酰胺缩合产物：
(a)酸组分，其基本上由一种或多种聚合脂肪酸和一种或多种二羧
酸组成；和
(b)胺组分，其基本上由基于胺组分的总当量计约25当量％～75

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·W·格里尔，
申请(专利权)人：弗林特贸易公司，
类型：发明
国别省市：美国;US