浅色松香酯和粘合组合物制造技术

颜色浅而稳定的松香酯，是用含两个或多个羟基而每个羟基又被至少４个碳原子互相分隔的有机化合物与松香反应生产的。适当选择酯化催化剂和抗氧化剂可使松香酯用作增粘剂，并可配制成粘合组合物。粘合组合物还须包括一适合的粘合聚合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及松香酯和含松香酯的粘合剂。松香和多羟醇(多元醇)的酯，一般称为松香酯，已经得知70余年。见例如Symmes的专利US 1,696,337。松香酯一般是用松香(一种异构的C20三环单羧酸混合物)与诸如季戊四醇之类的多羟醇(后称多元醇)进行反应制备的。现今松香酯在许多应用领域中已找到广泛的商业化用途，包括作为包装增粘剂和压敏粘合剂，以及用在化妆品配方中。在许多应用中，松香酯的颜色是决定其商业生存力的性质。松香酯的颜色一般是用加德纳色标测定的。加德纳色标为0时是无色的，为15时是红棕色。市场很重视颜色浅的松香酯，不接受颜色很深的松香酯。但是浅色松香酯的制备和保持是困难和/或昂贵的。对生产既有原始浅色又能在长期储存和/或加热(在特定的最终产品的配制中可能遇到)过程中保持这种浅色的松香酯已经做了大量的研究。见例如Webb的专利US 2,409,173，Glenn的专利US 3,423,389和Maeda等人的专利US 5,395,920，仅在此作为参考。Maeda等人的920专利公开了通过松香原料和/或最终松香酯的深度纯化、歧化和脱氢可以制取加德纳色不大于1的松香酯(虽然在实际上可能受成本的限制)。尽管进行了大量的研究工作，在本
中仍然需要以经济有效的方法去制取浅色的松香酯。如本文所述，本专利技术满足了这一需要并提供了本文涉及的优点。本专利技术的一个方面是提供浅色的松香酯化产物，它是松香和含至少两个羟基的芳香或脂肪烃部分的产物，其条件是此部分中的羟基至少被4个碳原子所分隔。在优选的具体实施方案中，产物经过歧化，未经脱氢，加德纳色值小于2.5，它包括一诸如抗氧化剂或紫外稳定剂之类的稳定剂，并且/或者是由加德纳色值至少为3的松香原料制备的。本专利技术的另一方面是提供一粘合组合物，如上所述，该组合物包括聚合物和作为其改性剂的松香和至少有两个羟基的芳香烃或脂肪烃部分的浅色松香酯化产物，如上所述。参考下面的详细叙述，本专利技术的各个方面将变得十分明显。为此本文也列举了某些参考文献，以求清楚和完整。在此提供这样的参考文献以供全面参考。本专利技术旨在松香和至少有两个羟基的芳香烃或脂肪烃部分的酯化产物。本专利技术也旨在含有这些松香酯的粘合组合物。现已惊异地发现，松香酯的酯基被至少4个碳原子隔离时，这种酯作为粘合配方中的增粘剂具有显著的浅色和显著优良的工作性能。松香主要是C20三稠环单羧酸(典型的是海松酸和枞酸，它们共称为“树脂酸”)的混合物。适于本专利技术使用的松香有多种来源，纯度各不相同。例如在本专利技术中可以使用的木松香是得自松树的残枝。收集残枝，切成小片，用己烷或高沸点石蜡烃提取，蒸馏己烷或石蜡烃便得到木松香。树胶松香(gum rosin)也可在本专利技术中使用，它是在松树划痕后收集其分泌的汁液、然后蒸掉挥发性组分得到的，因而得其名。松香可以是浮油松香，浮油松香是造纸中的牛皮纸浆法(即硫酸盐法)的副产物。按此方法，松木用碱和硫化物消化，产生妥尔油皂和粗的硫酸松节油副产物。皂经酸化，接着将粗妥尔油分馏，得到浮油松香和脂肪酸。在松香中存在任何一个或多个含C20环羧酸的异构体均可在本专利技术中使用。除来源外，松香的典型特征在于它的酸值。按照本专利技术，酸值在160左右到195左右范围的松香是优选的。松香也可以其加德纳色为特征，加德纳色值较低的是颜色较浅的松香，浅色松香是优选的制备增粘剂的松香。但是为了使本专利技术具有商业活力，优先选择未进行深度纯化或改性工艺的松香，这些工艺必然增加制造松香酯的工艺成本。因此，在本专利技术的最佳具体实施方案中，因为可以方便地从许多松脂产品商业蒸馏者得到松香，所以是“标准”级松香。这种标准级松香在用于本专利技术的酯化反应前是未经歧化或脱氢工艺的。再者，此标准级的松香也未经诸如再蒸馏(即从粗妥尔油经蒸馏分离后进一步蒸馏)、再结晶或提取的任何特别纯化步骤以除去杂质。因而本专利技术的优选松香是用粗妥尔油蒸馏生产的标准级的松香，并且来源很多。这样的“标准级”松香的加德纳色值至少为3，较典型的至少为4，更典型的至少为5。在一具体实施方案中，本专利技术提供的松香酯，其颜色之浅至少如喂入酯化反应器中的松香的颜色，并且一般提供的松香酯在颜色上浅于原料松香至少一个、至少一个半或至少两个加德纳值单位。本专利技术的一个主要优点是由标准级松香提供了色浅、低臭的松香酯。当然，需要时本专利技术也可以使用纯化的松香。如果要在本专利技术中使用脱氢松香并且松香来自粗妥尔油，此浮油松香将需要实质上较高的催化水平以完成脱氢(例如与树胶或木松香相比)以使所有的催化剂不被浮油松香中存在的硫体减活。一种优选的标准级松香是由Union Camp Corporation(Wayne，NJ)商品提供的，商标为UNI-TOL。树胶松香(包括印度尼西亚和中国的树胶松香)是另一种适合于制备本专利技术松香酯的松香。树胶松香虽不能提供用浮油松香可以得到的松香酯的浅色，但能提供比用等当量浮油松香得到的松香酯更高的熔点。本专利技术的酯化产物是用如上所述的松香和一种多元醇制备的，多元醇是一含有至少两个羟基的芳香烃或脂肪烃部分，这些羟基是被至少4个碳原子将它们互相隔离的。本文所用的烃部分仅由氢和碳组成，可以是芳香族或脂肪族的。烃可以是有环的(环状烃可以是芳香族或脂肪族的)或无环的(无环烃是脂肪族的，并可以是线型的或支化的，饱和的或不饱和的)或它们的任何结合。芳香族的是指任何含(4n+2)个π电子的共轭环状多烯，其中n＝1，2，3等等。饱和烃不含任何碳-碳双或三键，即不能用加成法来吸收物质。不饱和烃含有至少一个碳-碳双键或至少一个碳-碳三键。如上所述，芳香烃或脂肪烃部分含有至少两个羟基。另外，所有羟基互相是被至少4个碳原子分隔的，在本专利技术的一个具体实施方案中是被6个碳原子互相分隔的。当烃部分是环状时，可以观察到分隔任何两个羟基的碳原子多于一条途径。在这种情况下，有必要数一数分隔两个羟基的最少碳原子数。最少碳原子数必须是4或4以上才能使烃部分提供本专利技术的酯化产物。本专利技术旨在惊异地发现，未意料到的浅色松香酯可从具有两个羟基的多元醇来制备，其中的所有羟基被至少4个碳原子互相分隔，并且在本专利技术的一个具体实施方案中是被6个碳原子互相分隔的。用于制备酯化产物的多元醇的烃部分必须含至少4个碳原子，在本专利技术的一个具体实施方案中含至少6个碳原子。因此，含有确切4个碳原子的1，4-丁二醇是可用于本专利技术的最小多元醇。多元醇可含多至约40个的碳原子。优选的多元醇是知名为二聚体二醇的多元醇，含有36个碳原子，是二聚体酸的还原产物。二聚体二醇有商品供应，得自例如Unichema International，Chicago，IL，商标为PRIPLASTTM2033。在一具体实施方案中，多元醇含4-10个碳原子。碳原子数在此范围的适合多元醇包括1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇和1，10-癸二醇。另一4-6个碳原子的多元醇是1，4-环己烷二甲醇，其化学文摘登记号为105-08-8。1，4-环己烷二甲醇和其他的C4-10多元醇是由例如Aldrich Chemical Co.(Milwaukee，WI)供应的。多元醇可含芳环。例如，制备本专利技术酯化产物的一种适合的多元醇是1，4-(CH2OH)2Ar，其中Ar代表苯核，两个羟甲基(C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从松香和含至少两个羟基的芳香或脂肪烃部分制备的浅色酯化产物，其条件是该部分的羟基至少被４个碳原子所分隔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CR福里哈特，NE劳森，BA纽曼，
申请(专利权)人：国际纸业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]