热熔粘合剂制造技术

本发明专利技术提供一种热熔粘合剂组合物，其包括乙烯与５－２０ｍｏｌ％衍生于丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的共聚单体单元的管式反应器共聚物，其中该共聚物具有至少３００ｇ／１０ｍｉｎ的熔体指数。丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯中的烷基可以是直链或支链的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］基团，特别是正丁基。视需要，该热熔粘合剂可进一步包括增粘剂、蜡、抗氧剂和其它所需的添加剂。在不需使用高熔点蜡的情况下，该热熔粘合剂组合物显示出改进的耐热性和有利的性能，如至少８０℃的剪切粘接破坏温度。本发明专利技术进一步提供包括该热熔粘合剂组合物的制品，如纸盒、箱子、托盘、装订或一次性用品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热熔粘合剂组合物。特别地，本专利技术提供适于用作热熔粘合剂或用作热熔粘合剂配方中组分的乙烯与丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的共聚物。本专利技术进一步提供使用这种热熔粘合剂制造的制品，如纸盒、箱子、托盘、书本、组装产品和一次性用品。背景热熔粘合剂在工业中广泛地用于各种领域。典型的领域包括产品组件、包装材料如箱子、纸盒或托盘的形成，和胶棒领域。当今使用的热熔粘合剂通常基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和低分子量聚乙烯均聚物(LMPE)。举几个例子，在热熔粘合剂中所需性能包括(a)适于高温最终应用；(b)低温挠性；(c)低粘度和(d)热稳定性。但常规的热熔粘合剂典型地不具备一种或更多种这些性能。LMPE-基热熔配方可具有良好的高温最终应用特征，但在低温下令人不满意地发脆。在空气存在下，EVA共聚物当暴露于高温时易于焦化、剥落或胶凝。另外，EVA-基粘合剂通常具有不良的高温性能。现在可商购的乙烯丙烯酸酯共聚物，如乙烯丙烯酸甲酯或乙烯丙烯酸丁酯共聚物可被配制得到具有良好热稳定性和低温挠性的热熔粘合剂，但这些配方仍然缺乏高温性能。可通过加入高熔点蜡改进高温性能，但这种蜡显著增加粘合剂的成本。因此，在不需大量昂贵、高熔点蜡的情况下，具有良好高低温性能、对各种基质具有良好粘接和优良热稳定性的粘合剂配方是所需的。概述已令人惊奇地发现，在管式反应器中制造的乙烯丙烯酸烷酯或乙烯甲基丙烯酸烷酯共聚物比在高压釜反应器中制造的类似共聚物可显示出显著更高的峰值熔融温度，同时由于良好的低温挠性仍然保持类似的低温玻璃化转变。与常规的聚合物如乙烯乙酸乙烯酯、高压釜-生产的乙烯甲基丙烯酸甲酯或乙烯丙烯酸丁酯或低分子量聚乙烯均聚物相比，这些令人惊奇的性能以及以下更充分描述的其它性能为热熔粘合剂组合物提供了在宽的温度范围内具有的优异性能。在箱子、纸盒和托盘的形成以及密封领域中，在不需昂贵的高熔点蜡情况下，这些粘合剂组合物可实现高温最终应用。该新型共聚物也适于胶棒配方，在所述胶棒配方中，用常规的聚合物难以实现改进的耐热性。此外，该新型共聚物可配制成粘合剂组合物，所述粘合剂组合物可在装订和产品组装领域中使用，和可容易地喷洒用于非织造领域。在一个实施方案中，本专利技术提供一种热熔粘合剂组合物，其包括乙烯与5-20mol％衍生自丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的共聚单体单元的管式反应器共聚物，其中该共聚物具有至少300g/10min的熔体指数。丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯中的烷基可以是直链或支链的C1-C12基团，特别地正丁基。视需要，该热熔粘合剂可进一步包括增粘剂、蜡、抗氧剂和其它所需的添加剂。该热熔粘合剂组合物显示出改进的耐热性和有利的性能，如至少80℃的剪切粘接破坏温度和在180℃下小于2200cps的粘合剂熔体粘度。在另一实施方案中，本专利技术提供一种低-增粘剂的热熔粘合剂组合物，其包括乙烯与5-15mol％衍生自丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的共聚单体单元的管式反应器共聚物，和少于20wt％的增粘剂，基于组合物的总重量，该组合物可进一步包括蜡、抗氧剂和其它所需的添加剂。在另一实施方案中，本专利技术提供一种热熔粘合剂组合物，其包括乙烯与至少5mol％衍生自丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的共聚单体单元的共聚物，其中该共聚物具有1-10,000g/10min的熔体指数和至少100℃的最大峰值熔融温度。该共聚物显示出增加的耐热性，这可通过熔融50％的共聚物所要求的温度为至少80℃、熔融80％的共聚物所要求的温度为至少100℃、熔融100％的共聚物所要求的温度为至少110℃来表征。该热熔粘合剂组合物可进一步包括增粘剂、蜡、抗氧剂和其它所需的添加剂。该热熔粘合剂组合物具有至少80℃的剪切粘接破坏温度和在180℃下小于2200cps的粘合剂熔体粘度。在另一实施方案中，本专利技术提供包括此处所述的热熔粘合剂组合物的制品，如纸盒、箱子、托盘、装订或一次性用品。在另一实施方案中，本专利技术提供一种包括此处所述的热熔粘合剂组合物的胶棒。附图的简要说明附图说明图1(现有技术)示出了可商购的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物随共聚单体含量变化时，通过差示扫描量热(DSC)获得的峰值熔融温度。图2(现有技术)示出了可商购的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物随共聚物熔体指数变化时，通过差示扫描量热(DSC)获得的峰值熔融温度。图3示出了用于制备本专利技术粘合剂的管式反应器-生产的乙烯丙烯酸正丁酯共聚物(树脂5)和常规的高压釜反应器-生产的乙烯丙烯酸正丁酯共聚物(EN33900)的差示扫描量热(DSC)曲线图。图4示出了在本专利技术中使用的共聚物(树脂1)和对比的非-本专利技术的共聚物(对比例G)的差示扫描量热(DSC)的热谱图。图5示出了与近似相同共聚单体含量的单点管式共聚物(对比例H)的峰值熔融温度相比，树脂2的共聚物的差示扫描量热(DSC)的热谱图。图6示出了在本专利技术中使用的一种共聚物(树脂3)、在本专利技术中使用的其它共聚物(树脂7和8)和常规的高压釜共聚物(对比例A)的差示扫描量热(DSC)的热谱图。详细说明乙烯丙烯酸烷酯或乙烯甲基丙烯酸烷酯共聚物本专利技术的共聚物是乙烯与至少一种共聚单体的共聚物，其中该共聚单体是丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯。合适的共聚单体包括C1-C12的直链或支链醇的丙烯酸和甲基丙烯酸酯，优选C1-C8的直链或支链醇的丙烯酸和甲基丙烯酸酯。适于用作共聚单体的丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯的其它实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基丁酯和丙烯酸2-乙基己酯，以及C5-C12醇的新-异构体的丙烯酸酯。丙烯酸正丁酯也是一种合适的共聚单体。共聚物可含有至少5mol％，优选5mol％-20mol％，5mol％-15mol％，6mol％-14mol％或7mol％-12mol％的共聚单体衍生的单元。在一个实施方案中，共聚物含有至少5mol％或至少6mol％或至少7mol％为下限的共聚单体衍生的单元，和上限为20mol％或14mol％或12mol％的共聚单体衍生的单元，认为其范围是从任何下限到任何上限。也就是说，共聚物可含有5-12；5-14；5-15；5-20；6-12；6-14；6-15；6-20；7-12；7-14；7-15或7-20mol％的共聚单体衍生的单元。可单独或以混合物形式使用丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯单体。可任选地包括除乙烯与丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯之外的单体。这些另外的单体包括乙烯酯如乙酸乙烯酯，和诸如丙烯酸、甲基丙烯酸之类的单体，或马来酸的部分酯以及一氧化碳。因此，此处所使用的术语“共聚物”包括由两种、三种或更多种共聚单体制造的聚合物。在一些实施方案中，共聚物包括乙烯；丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯；或其混合物；和相对于乙烯的竞聚率r2为2或更低，或1.5或更低，或1.2或更低，或约1的共聚单体。具有这种竞聚率的例举共聚单体包括乙烯酯，如乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。竞聚率r2是本领域公知的，和在例如Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，Vol.6，p401-403(1986)(John Wiley，New York)和Encycl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热熔粘合剂组合物，其包括乙烯与至少５ｍｏｌ％衍生自丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯或其混合物的共聚单体单元的管式反应器共聚物，其中该共聚物具有（ａ）３００－１０，０００ｇ／１０ｍｉｎ的熔体指数；（ｂ）至少１００℃的最大峰值熔融温度；和（ｃ）熔融５０％的共聚物所要求的温度为至少８０℃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JD多米内，JM泰克雷德，SQ皮尤，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]