丙烯-基以及乙烯-基聚合物的粘合剂组合物

著录项
  • CN201380034955.2
  • 20130821
  • CN104411794A
  • 20150311
  • 埃克森美孚化学专利公司
  • 谢敏辅
  • C09J123/06
  • C09J123/06 C09J123/08 C09J123/12 C09J123/14

  • 美国得克萨斯
  • 美国,US
  • 20120919 US61/702788
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 夏正东
  • 20130821 PCT/US2013/055922
  • 20140327 WO/2014/046834
  • 20141230
摘要
粘合剂组合物以及它们的应用。尤其,在本说明书所述粘合剂组合物包含具有不同共聚单体含量的丙烯-基聚合物以及乙烯-基聚合物。
权利要求

1.粘合剂组合物,其包含:

(a)包含多于50wt%丙烯衍生单元和至少一种第一共聚单体衍生 单元的至少一种丙烯-基聚合物,所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236 在190℃下测量的布氏粘度为至少250mPa·sec,通过差示扫描量热法 测量的熔化热为至少60J/g以及特征时间(t c)范围为1-1000纳秒;

(b)包含多于50wt%乙烯衍生单元和至少一种第二共聚单体衍生 单元的乙烯-基聚合物,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃ 下测量的布氏粘度为至少250mPa·sec,通过差示扫描量热法测量的熔 化热为1-100J/g以及特征时间(t c)范围为1-1500纳秒;

其中所述至少一种第一共聚单体以及所述至少一种第二共聚单体 相同或者不同;

其中所述特征时间(t c)单位为纳秒,由以下等式1定义:

   (等式1)

其中所述BV是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物的布 氏粘度,通过ASTM D-3236在190℃下测量,单位为mPa·sec,所述密 度是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物在23℃的密度,单位 为g/cm 3,并且所述熔化热是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合 物的熔化热,单位为J/g。

2.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述至少一种第一共聚单体 选自乙烯以及C 4-C 20α-烯烃。

3.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中所述至少一种第一 共聚单体包含乙烯。

4.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中所述丙烯-基聚合物 包含90wt%-99wt%丙烯衍生单元以及10wt%-1wt%乙烯衍生单元,基于 所述丙烯-基聚合物的重量。

5.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中所述丙烯-基聚合物 通过ASTM D-3236在190℃测量的所述布氏粘度为 250-25,000mPa·sec。

6.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中通过差示扫描量热 法测量的所述丙烯-基聚合物的所述熔化热为60-150J/g。

7.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中所述丙烯-基聚合物 的所述特性时间(t c)为1-800纳秒。

8.前述权利要求任一项的粘合剂组合物,其中所述丙烯-基聚合物 重均分子量(Mw)相对数均分子量的(Mn)的比率范围为2-10。

9.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述至少一种第二共聚单体 是C 3-C 20α-烯烃。

10.权利要求9的粘合剂组合物,其中所述至少一种第二共聚单体 包含辛烯。

11.权利要求9或10的粘合剂组合物,其中所述乙烯-基聚合物包 含51wt%-99wt%乙烯衍生单元以及49wt%-1wt%辛烯衍生单元,基于所 述乙烯-基聚合物的重量。

12.权利要求9至11的粘合剂组合物,其中所述乙烯-基聚合物通 过ASTM D-3236在190℃下测量的布氏粘度为250-50,000mPa·sec。

13.权利要求9至12的粘合剂组合物,其中通过差示扫描量热法 测量的所述乙烯-基聚合物的所述熔化热为1-60J/g。

14.权利要求9至13的粘合剂组合物,其中所述乙烯-基聚合物的 所述特性时间(t c)为1-1200纳秒。

15.权利要求9至14的粘合剂组合物,其中所述乙烯-基聚合物重 均分子量(Mw)相对数均分子量(Mn)的比率范围为1-10。

16.权利要求1或2的方法,其中所述丙烯-基聚合物的所述特性 时间(t c)相对所述乙烯-基聚合物的所述特性时间(t c)的比率为 1-1000。

17.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述第一共聚单体以及所述 第二共聚单体是不同的,所述第一共聚单体是乙烯,以及所述第二共 聚单体是辛烯。

18.权利要求17的粘合剂组合物,还包含一种或多种添加剂,所述 添加剂选自官能化组分、增粘剂组分、加工油组分、蜡组分、抗氧化 剂组分、或其混合物。

19.权利要求17或18的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物包 含99wt%-1wt%所述丙烯-基聚合物以及1wt%-99wt%所述乙烯-基聚合 物,基于所述粘合剂组合物的重量。

20.权利要求17-19的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物通过 ASTM D-3236在177℃下测量的布氏粘度为250-30,000mPa·sec。

21.权利要求17-20的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物通过 差示扫描量热法在二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔融温度 不大于130℃。

22.权利要求17-21的粘合剂组合物,其中所述粘合剂组合物具有 一个或多个下列性质:

(i)通过ASTM D-3236在177℃下测量的布氏粘度为 250-5000mPa·sec;

(ii)在25℃的纤维撕裂百分数大于或等于85%;

(iii)在2℃的纤维撕裂百分数大于或等于80%;

(iv)在-18℃的纤维撕裂百分数大于或等于75%;

(v)粘合固化时间为6秒或者更少;以及

(vi)通过差示扫描量热法在二次熔融下按加热速率10℃/分钟测 定的熔融温度(T m)为130℃或者更低。

23.粘合剂组合物,其包含:

(a)丙烯-基聚合物,其包含50wt%-100wt%丙烯衍生单元以及 0wt%-50wt%乙烯衍生单元,所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在 190℃测量的布氏粘度为250-25,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在 二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为60-150J/g以 及特性时间(t c)为1-1000纳秒;

(b)乙烯-基聚合物,其包含50wt%-100wt%乙烯衍生单元以及 0wt%-50wt%辛烯衍生单元,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在 190℃测量的布氏粘度为250-50,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在 二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为1-100J/g以及 特性时间(t c)为1-1500纳秒,

其中所述特性时间(t c)由等式1定义:

  (等式1)

其中所述BV是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物的通 过ASTM D-3236在190℃下测量的布氏粘度,单位为mPa·sec,所述密 度是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物在23℃的密度,单位 为g/cm 3,并且所述熔化热是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合 物的熔化热,单位为J/g。

24.热熔粘合剂组合物,其包含:

(a)基于所述热熔粘合剂重量的40wt%-60wt%丙烯-基聚合物,所 述丙烯-基聚合物包含50wt%-100wt%丙烯衍生单元以及0wt%-50wt%乙 烯衍生单元,所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布 氏粘度为250-25,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在二次熔融下按加 热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为60-150J/g和特性时间(t c)为 1-1000纳秒;

(b)基于所述热熔粘合剂重量的40wt%-60wt%乙烯-基聚合物,所 述乙烯-基聚合物包含50wt%-100wt%乙烯衍生单元以及0wt%-50wt%辛 烯衍生单元,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布 氏粘度为250-50,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在二次熔融下按加 热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为1-100J/g和特性时间(t c)为 1-1500纳秒;

其中所述特性时间(t c)由等式1定义:

  (等式1)

其中所述BV是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物的通 过ASTM D-3236在190℃下测量的布氏粘度,单位为mPa·sec,所述密 度是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物在23℃的密度,单位 为g/cm 3,并且所述熔化热是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合 物的熔化热,单位为J/g;以及

(c)官能化组分、增粘剂组分、加工油组分、蜡组分、抗氧化剂组 分、或其混合物中至少一种。

说明书

丙烯-基以及乙烯-基聚合物的粘合剂组合物

发明人:Mun F.TSE

优先权的要求

本申请要求2012年9月19日提交的申请号为61/702,788的美国 临时申请的优先权以及权益,其公开内容全部引入本文作为参考。

技术领域

该本发明涉及基于丙烯-基聚合物以及乙烯-基聚合物的共混物的 粘合剂组合物以及它们的应用。尤其是,本发明涉及粘合剂组合物, 其特别包含,熔化热为至少60J/g的丙烯-基聚合物,以及熔化热为 1-100J/g的乙烯-基聚合物,其中熔化热通过差示扫描量热法测量。

背景技术

热熔粘合剂是可以加热至熔体然后涂布至各种基材的热塑性材 料。熔体一旦冷却以及再硬化就形成粘结。这些热熔粘合剂缺陷是在 玻璃化转变温度以下常常变成脆性的。以往,乙烯-基半结晶聚合物如 聚乙烯以及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)已经用于各种的粘合剂应 用;然而,上述聚合物在它们的最终应用中存在许多问题。例如,半结 晶线性低密度聚乙烯(LLDPE)可用于热熔粘合剂用途,其中一旦冷却形 成晶格结构就产生无接缝的优良粘合,但是该高结晶度引起材料易碎。 由于这个缘故其它单体,比如醋酸乙烯酯(VA)或者α-烯烃,往往与乙 烯共聚以破坏一些结晶度以及使该粘合剂软化。因此当要求低温使用 条件时乙烯-基热熔粘合剂应用受限制。

公开号为WO1997/33921以及WO98/03603的PCT专利申请教导在 热熔粘合剂中使用乙烯-基共聚物以及这些共聚物用于一些应用,但是 缺陷在于它们熔体粘度较高,由于链缠结密度较高,因此加工性较差, 由于表面能不匹配,对于低能表面的粘合性较差,以及由于玻璃化转变 温度(Tg)比丙烯-基共聚物低,粘着力较差聚乙烯以及聚丙烯Tg数值分 别为约-100℃至-10℃。通常,实测强度或者粘着力取决于聚合物链段 的粘度。因此,想通过使试验温度以及聚合物Tg标准化来比较两种聚 合物粘着力,以使粘弹性造成的差异最小化。

美国专利US5,397,843公开了掺混聚合物组合物,其包含的混合 物含有(a)乙烯以及α-烯烃共聚物以及(b)无定形聚丙烯、和/或无定 形聚烯烃、或者其混合物,其结晶度小于20wt%。

美国专利US5,548,014公开了热熔粘合剂,其包含增粘剂以及高 重均分子量(Mw)、窄分子量分布(MWD)、窄CD(组成分布)乙烯/α-烯 烃共聚物以及低Mw、窄MWD乙烯/α-烯烃共聚物,其或者用附载或者 用未附载的以及用于热熔粘合剂应用、尤其在汽车产品组件、包装以 及食品包装中用的IV族环戊二烯基衍生物催化剂来制备。

专利号为5,530,054以及6,207,748的美国专利公开了热熔粘合 剂,其包含乙烯/α-烯烃共聚物或者用附载或者用未附载的用于热熔 粘合剂、汽车产品组件、包装以及食品包装应用的茂金属-铝氧烷催化 剂制备,其中这些乙烯共聚物Mw为约20,000至约100,000,以及共 聚单体wt%为约6至约30。

公开号为WO97/33921的PCT专利申请公开粘合剂及其制备过程, 包含至少一种第一均相的乙烯/α-烯烃互聚物,以及任选至少一种增 粘剂,以及任选至少一种增塑剂。

公开号为WO98/03603的PCT专利申请公开了热熔粘合剂,其包含 至少一种第一均相的直链或者基本上直链乙烯聚合物,其在 350°F(177℃)具有特定的密度以及熔体粘度,以及任选的蜡和增粘剂。 尤其是,公开的热熔粘合剂特征在于:a)至少一种均相的直链或者基 本上直链的乙烯与至少一种C3-C20α-烯烃的互聚物,互聚物密度为 0.850g/cm3-0.895g/cm3;b)任选至少一增粘性树脂;以及c)任选, 至少一种蜡,其中该热熔粘合剂在150℃粘度低于约5000cPs(50克 /(厘米·秒)或者5000mPa·sec)。

本发明大体上涉及提供改善的丙烯-基以及乙烯-基聚合物的粘合 剂组合物,以及制备上述组合物的过程或者方法。本发明这些粘合剂组 合物具备来自两种聚合物的重要属性。

发明内容

本发明涉及粘合剂组合物以及热熔粘合剂和它们的工业应用。在 一个或多个实施方案中,该粘合剂组合物包含丙烯-基聚合物组分,其 包含多于50wt%丙烯和至少一种第一共聚单体,所述丙烯-基聚合物通 过ASTM D-3236在190℃下测量的布氏粘度为至少250mPa·sec以及通 过差示扫描量热法测量的熔化热为至少60J/g以及特征时间(tc),在 下文详细说明,范围为1-1000纳秒。该组合物还包含乙烯-基聚合物 组分,其包含多于50wt%乙烯和至少一种第二共聚单体,所述乙烯-基 聚合物通过ASTM D-3236在190℃下测量的布氏粘度为至少250mPa·sec 以及通过差示扫描量热法测量的熔化热为1-100J/g以及特征时间(tc) 范围为1-1500纳秒。所述至少一种第一共聚单体以及所述至少一种第 二共聚单体相同或者不同。所产生粘合剂组合物以及热熔粘合剂在一 定的温度变化范围内显示出优良布氏粘度、优良固化时间数值、以及 优良的纤维撕裂性能。

发明详述

本发明一个或多个实施方案涉及粘合剂组合物,其包含(a)至少一 种丙烯-基共聚物,其包含多于50wt%丙烯和至少一种第一共聚单体, 所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布氏粘度为至少 250mPa·sec以及通过差示扫描量热法测量的熔化热为至少60J/g以及 (b)至少一种乙烯-基聚合物,其包含多于50wt%乙烯和至少一种第二 共聚单体,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布氏 粘度为至少250mPa sec以及通过差示扫描量热法测量的熔化热为 1-100J/g、其中所述至少一种第一共聚单体以及所述至少一种第二共 聚单体相同或者不同。

本申请所公开粘合剂组合物的另外实施方案以及它们各自组分在 以下内容中更详细说明。

定义

如本文所用,该术语"特征时间"缩写为"tc"单位为纳秒,由以下等 式1定义:

                (等式1)

其中所述BV是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物的布 氏粘度,通过ASTM D-3236在190℃下测量,单位为mPa·sec,所述密 度是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合物在23℃的密度,单位 为g/cm3,并且所述熔化热是所述丙烯-基聚合物或者所述乙烯-基聚合 物的熔化热,单位为J/g。

如本文所用,该术语"共聚物"意指包括具有两种或者更多种单体, 以及任选其它单体的聚合物,以及可以涉及互聚物、三元共聚物等。 如本文所用,该术语"聚合物"包括均聚物和共聚物。

丙烯-基聚合物组分

在本发明一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物包 含丙烯-基聚合物组分,其也可包含一种或多种丙烯-基聚合物。在一种 实施方案中,该丙烯-基聚合物组分包含多于50wt%丙烯衍生单元和至 少一种第一共聚单体衍生单元。第一共聚单体是α-烯烃,并且优选是 乙烯。第一共聚单体选自乙烯以及C4-C20α-烯烃。在一些实施方案中, 该丙烯-基聚合物组分是无规共聚物以及在其它的实施方案中该丙烯- 基聚合物组分是弹性体无规共聚物。在一些实施方案中,该丙烯-基聚 合物包含衍生自丙烯的单元以及约3至约50mol%衍生自乙烯和/或 C4-C10α-烯烃的单元或者约2至约40mol%衍生自乙烯和/或C4-C10α- 烯烃的单元。在另一个实施方案中,第一共聚单体可以包含至少一种 C4-C8α-烯烃。在一个或多个实施方案中,第一共聚单体单元可以衍生 自乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、和/或1-癸烯, 优选1-己烯以及1-辛烯。如下所述实施方案将乙烯作为第一共聚单体 来公开,但是该实施方案同样地适用于其它的具有其它α-烯烃共聚单 体的丙烯共聚物,或者适用于丙烯与乙烯以及另一种α-烯烃共聚单体 的三元共聚物。在此方面,该共聚物可以简单地被认为是以乙烯为α- 烯烃的丙烯-基聚合物。

在一种实施方案中,该丙烯-基聚合物可以包括α-烯烃衍生的第 一共聚单体。在另一个实施方案中,该丙烯-基聚合物包含至少约 1wt%、至少约2wt%、至少约3wt%、至少约5wt%、至少约6wt%、至少 约8wt%或者至少约10wt%的至少一种第一共聚单体,其选自乙烯、 C4-C20α-烯烃、及其组合。优选,该丙烯-基聚合物包含90wt%-99wt% 丙烯衍生单元以及10wt%-1wt%乙烯衍生单元,基于该丙烯-基聚合物 的重量。在这些或者其它实施方案中,该丙烯-基聚合物可以包括至多 约50wt%,或者至多约40wt%,或者至多约30wt%,或者至多约25wt%, 或者至多约20wt%,或者至多约18wt%,或者至多约16wt%,或者至多 约12wt%,或者至多约10wt%的至少一种第一共聚单体,其选自乙烯、 C4-C20α-烯烃、及其组合,其中重量百分比基于丙烯衍生单元以及α- 烯烃衍生单元的总重量。换言之,该丙烯-基聚合物可以包括至少约 50wt%、或者至少约60wt%、或者至少约70wt%、或者至少约75wt%、 或者至少约80wt%、或者至少约82wt%、或者至少约84wt%、或者至少 约86wt%、或者至少约88wt%、或者至少约90wt%丙烯衍生单元;以及 在这些或者其它实施方案中,该共聚物可以包括至多约99wt%、或者 至多约98wt%、或者至多约97wt%、或者至多约95wt%、或者至多约 94wt%、或者至多约92wt%、或者至多约90wt%丙烯衍生单元,其中重 量百分比基于丙烯衍生单元以及α-烯烃衍生单元的总重量。

在另一个实施方案中,该丙烯-基聚合物包含至少约1mol%、至少 约2mol%、至少约3mol%、至少约4mol%、至少约5mol%、至少约6mol%、 至少约7mol%、至少约8mol%、至少约9mol%、至少约10mol%、至少约 11mol%、至少约12mol%、至少约13mol%、至少约14mol%、或者至少 约15mol%的至少一种第一共聚单体,其选自乙烯、C4-C20α-烯烃、及 其组合。在这些或者其它实施方案中,该丙烯-基聚合物可以包括至多 约50mol%、或者至多约40mol%、或者至多约33mol%、或者至多约 27mol%、或者至多约25mol%、或者至多约22mol%、或者至多约17mol% 的至少一种第一共聚单体,其选自乙烯、C4-C20α-烯烃、及其组合, 其中摩尔百分比基于丙烯衍生单元以及α-烯烃衍生单元的总摩尔数。 换言之,该丙烯-基聚合物可以包括至少约50mol%、或者至少约 60mol%、或者至少约67mol%、或者至少约73mol%、或者至少约75mol%、 或者至少约78mol%、或者至少约83mol%丙烯衍生单元;以及在这些或 者其它实施方案中,该共聚物可以包括至多约97mol%、或者至多约 95mol%、或者至多约95mol%、或者至多约93mol%、或者至多约88mol%、 或者至多约86mol%丙烯衍生单元,其中摩尔百分比基于丙烯衍生单元 以及α-烯烃衍生单元的总摩尔数。

一种或多种实施方案的丙烯-基聚合物特征为具有通过差示扫描 量热法(DSC)测定的单熔融温度。熔点定义为样品熔融范围内最大吸热 量下的温度。该丙烯-基聚合物可显示与该主峰邻接的第二熔融峰,但 就本申请而言,认为这些第二熔融峰一起作为单一的熔点,将这些峰值 的最高者作为该丙烯-基聚合物的熔点(Tm)。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的Tm(通过DSC测定) 低于约130℃、或者低于120℃、或者低于110℃、或者低于105℃、 或者低于100℃、或者低于95℃、或者低于90℃、或者低于80℃、或 者低于70℃。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物可以特征在于熔化热 (Hf),通过DSC测定。在一个或多个实施方案中,该丙烯-基共聚物特 征在于熔化热大于或者等于50J/g,或者55J/g,或者60J/g至多约 150J/g,或者至多约140J/g,或者至多约130J/g,或者至多约120J/g, 或者至多约100J/g,或者至多约90J/g,或者至多约85J/g,或者至 多约80J/g,或者至多约75J/g,或者至多约70J/g,或者至多约65J/g, 或者大于约60J/g。优选,通过差示扫描量热法测量的该丙烯-基聚合 物的熔化热是约60至约150J/g,或者约60至约120J/g,或者约60 至约100J/g,或者约60至约80J/g。通过使用附加的共聚单体、在更 高聚合温度操作、和/或使用各种所提供立构约束度降低以及促进丙烯 插入中更多增长误差的催化剂可降低熔化热。

该丙烯-基聚合物所具有的三个丙烯单元的三单元组立构规整度, 通过13C NMR测量,可以为75%或者更大,80%或者更大,82%或者更大, 85%或者更大,或者90%或者更大。在一个或多个实施方案中,范围为 约50%至约99%,在其它的实施方案中为约60%至约99%,在其它的实 施方案中为约75%至约99%,在其它的实施方案中为约80%至约99%, 以及在其它的实施方案中为约60%至约97%。三单元组立构规整度测定 方法公开在公开号为US2004/0236042的美国专利申请中。如果该共聚 物三单元组立构规整度过高,则链的立构不规则中断度过低以及该材 料在涂层或者连结层用途中不够柔软。如果该三单元组立构规整度过 低,则该粘合强度可能过低。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的结晶度百分数可以 为约25%至约60%,约25%至约50%,或者约30%至约40%,根据DSC 程序测定。结晶度百分数可以通过样品熔化热除以100%结晶聚合物熔 化热确定,就全同立构聚丙烯而言,100%结晶聚合物熔化热是207焦 耳/克,依照Bu,H.-S.;Cheng,S.Z.D.;Wunderl ich,B., Makromol.Chem.Rapid Commun.,1988,9,第75页所述。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的密度可以为约 0.85g/cm3至约0.92g/cm3,或者约0.87g/cm3至约0.90g/cm3,或 者约0.88g/cm3至约0.89g/cm3,于室温下经ASTM D-792试验方法测 量。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的熔体流动速率 (MFR),根据ASTM D-1238,2.16kg重量@230℃测量,可以为大于或 者等于约0.3dg/min,或者至少约0.5dg/min,或者至少约0.8dg/min, 或者至少约1.0dg/min。在这些或者其它实施方案中,该熔体流动速 率可等于或者低于约7000dg/min,或者低于约6000dg/min,或者低于 约5000dg/min,或者低于约4000dg/min,或者低于约3000dg/min, 或者低于约2000dg/min,或者低于约1000dg/min,或者低于约 900dg/min,或者低于约700dg/min,或者低于约 500dg/min,350dg/min,或者低于约250dg/min,或者低于约 100dg/min。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物熔体流动速率(MFR), 根据ASTM D-1238,2.16kg重量@230℃测量,可以为大于或者等于约 250dg/min,大于或等于约500dg/min,或者大于或者等于约 1,000dg/min,或者大于或者等于约1,500dg/min,大于或等于约 2,000dg/min,或者大于或者等于约2,500dg/min,或者大于或者等于 约3,000dg/min,或者大于或者等于约4,000dg/min,或者大于或者等 于约5,000dg/min,或者大于或者等于约6,000dg/min,或者大于或者 等于约7,000dg/min。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物重均分子量(Mw)可以 为约100,000g/摩尔或者更低,例如,约5,000至约100,000g/摩尔, 或者约5,000至约75,000g/摩尔,或者约5,000至约50,000g/摩尔, 或者约10,000至约50,000g/摩尔,或者约20,000至约50,000g/摩 尔,或者约30,000至约50,000g/摩尔,或者约35,000至约50,000g/ 摩尔。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物数均分子量(Mn)可以 为约2,500至约50,000g/摩尔,或者约2,500至约37,500g/摩尔,或 者约2,500至约25,000g/摩尔,或者约15,000至约25,000g/摩尔。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物Z-均分子量(Mz)可 以为约10,000至约7,000,000g/摩尔,或者约50,000至约 1,000,000g/摩尔,或者约80,000至约700,000g/摩尔,或者约 100,000至约500,000g/摩尔。

在一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的分子量分布(MWD), 即重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率,可以为约1至约40,或 者约1至约15,或者约1.8至约5,或者约1.8至约3。优选重均分 子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率范围为2-10、或者2-8、或者2-6 或者2-4。

重均分子量Mw,分子量分布(MWD),Mw/Mn其中Mn是数均分子量, 以及支化指数,g'(vis),使用高温尺寸排阻谱(SEC)表征,其配备差 示折光率检测器(DRI),联机光散射检测器(LS),以及粘度计。包括如 何校准该检测器在内的以下未显示的实验细节,其公开在:T.Sun, P.Brant,R.R.Chance,和W.W.Graess ley,Macromolecules,第34 卷,第19期,第6812-6820页,(2001)。

通过在4升Aldrich试剂级1,2,4三氯苯的(TCB)中溶解6克作为 抗氧化剂的6-叔丁基对甲酚(BHT)而制备用于SEC试验的溶剂。然后 该TCB混合物经0.7微米玻璃前置过滤器过滤以及随后通过0.1微米 特氟隆过滤器。然后TCB在进入SEC柱之前用在线脱气器脱气。通过 将干燥聚合物放在玻璃容器中,加入所要求数量的TCB,然后在160℃ 下加热该混合物并且连续搅拌约2小时来制备聚合物溶液。所有的量 按重量计。该TCB密度用来表示该聚合物浓度,其按质量/体积单位计, 于室温下是1.463g/ml以及在135℃是1.324g/ml。该注射浓度范围 为1.0-2.0mg/ml,更高分子量样品使用更低浓度。在试验各样品以 前,该DRI检测器以及注射器被吹扫。然后装置中流速增加到0.5 mL/min,以及在注入第一个样品之前,使该DRI稳定8-9小时。该LS 激光在抽取试样之前开启1-1.5小时。

使用以下等式由该基线减DRI信号,IDRI,来计算在谱中各位置 浓度c:

c=KDRIIDRI/(dn/dc)

其中KDRI是通过校准DRI来确定的常数,以及dn/dc与如下所述 用于LS分析的相同。本说明书各处SEC方法参数单位是使浓度表示为 g/cm3,分子量表示为kg/mol,以及特性粘度表示为dL/g。

使用的光散射检测器是Wyat t Technology High Temperature  mini-DAWN,通过使用用于静态光散射的Zimm模型分析LS输出量测定 在谱中各位置聚合物分子量M(M.B.Hugl in,Light Scat tering from  Polymer Solut ions,Academic Press,1971):

[Koc/ΔR(θ,c)]=[1/MP(θ)]+2A2c

其中ΔR(θ)是在散射角θ测量的过量瑞利散射强度,c是根据DRI 分析测定的聚合物浓度,A2是第二维里系数,P(θ)是单分散无规线团 形状系数(公开在以上参考文献中),以及Ko是该系统光学常数:

<math> <mrow> <msub> <mi>K</mi> <mi>o</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>4</mn> <msup> <mi>&pi;</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>n</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>dn</mi> <mo>/</mo> <mi>dc</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mrow> <msup> <mi>&lambda;</mi> <mn>4</mn> </msup> <msub> <mi>N</mi> <mi>A</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> </math>

其中NA是阿伏加德罗数,以及dn/dc是用于该系统的折光指数浓 度增值。在135℃以及λ=690nm,TCB折射指数,n=1.500。此外, A2=0.0015以及乙烯聚合物dn/dc=0.104,而就丙烯聚合物而言, A2=0.0006以及dn/dc=0.104。

分子量平均值通常鉴于分布不连续性而定义其中处于不连续级分 i之中的大分子包含Ni分子量Mi的分子。该重均分子量,Mw,定义为 各级分Mi分子量乘以它的重量分数wi乘积的总和:

Mw≡∑wiMi=(∑NiMi2/∑NiMi)

由于该重量分数wi定义为分子量为Mi的分子的重量除以存在的所 有分子的总重量:

wi=NiMi/∑NiMi

数均分子量,Mn,定义为各级分分子量Mi乘以它的摩尔分数xi的 乘积的总和:

Mn≡∑xiMi=∑NiMi/∑Ni

由于摩尔分数xi定义为Ni除以分子总数

xi=Ni/∑Ni

在SEC中,使用高温Viscotek Corporat ion粘度计,其具有由四 个毛细管组成安装在带有两个压力传感器的惠斯通电桥结构之中。一 个传感器测量贯穿该检测器总压降,以及另一个,定位在桥两侧之间, 测量差压。该溶液流过该粘度计的比粘度ηs由它们的输出量计算。在 谱各个位置的特性粘度,[η],由以下等式计算:

ηs=c[η]+0.3(c[η])2

其中c根据DRI输出量测定。

该支化指数(g',也称为g'(vis))使用如下SEC-DRI-LS-VIS方法 输出量计算。样品平均特性粘度,[η]avg,计算依据:

<math> <mrow> <msub> <mrow> <mo>[</mo> <mi>&eta;</mi> <mo>]</mo> </mrow> <mi>avg</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&Sigma;</mi> <msub> <mi>c</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mrow> <mo>[</mo> <mi>&eta;</mi> <mo>]</mo> </mrow> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>&Sigma;</mi> <msub> <mi>c</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> </math>

其中总和遍及谱片段,i,在积分限之间。

支化指数g'定义为:

<math> <mrow> <msup> <mi>g</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mrow> <mo>[</mo> <mi>&eta;</mi> <mo>]</mo> </mrow> <mi>avg</mi> </msub> <mrow> <mi>k</mi> <msubsup> <mi>M</mi> <mi>v</mi> <mi>&alpha;</mi> </msubsup> </mrow> </mfrac> </mrow> </math>

其中就乙烯聚合物而言k=0.000579以及α=0.695;k=0.0002288 以及就丙烯聚合物而言,α=0.705;以及就丁烯聚合物而言,k=0.00018 和α=0.7。

Mv是粘均分子量,基于通过LS分析测定的分子量:

Mv≡(∑ciMiα/∑ci)1/α。

在另一个实施方案中,上述丙烯-基聚合物还具有在190℃或者 177℃下大于250mPa·sec的粘度(也称为布氏粘度或者熔体粘度)(通过 ASTM D-3236测量)。该粘度可以是50,000mPa·sec或者更低,或者 40,000mPa·sec或者更低,或者30,000mPa·sec或者更低,或者20,000 mPa·sec或者更低,或者10,000mPa·sec或者更低,或者8,000mPa·sec 或者更低,或者5,000mPa·sec或者更低,或者4,000mPa·sec或者 更低,或者3,000mPa·sec或者更低,或者1,500mPa·sec或者更低, 或者250-50,000mPa·sec,或者250-25,000mPa·sec,或者250-20,000 mPa·sec,或者250-15,000mPa·sec,或者250-10,000mPa·sec,或者 250-5,000mPa·sec,或者500-15,000mPa·sec,或者1,000-15,000 mPa·sec,或者1,500-15,000mPa·sec,或者2,000-15,000mPa·sec, 或者3,000-15,000mPa·sec,或者4,000-15,000mPa·sec,或者 5000-15,000mPa·sec,或者2500-12,500mPa·sec,或者3,000-12,000 mPa·sec,或者3,500-11,000mPa·sec,或者4,000-10,000mPa·sec, 或者5,000-10,000mPa·sec,或者500-10,000mPa·sec,或者500-9,000 mPa·sec,或者500-8,000mPa·sec,或者500-7,000mPa·sec,或者 500-6,000mPa·sec,或者500-5,000mPa·sec,或者500-4,000mPa·sec, 或者500-3,000mPa·sec,在190℃或者177℃下通过ASTM D-3236测 量。

在另一个实施方案中,上述丙烯-基聚合物在190℃下的粘度(也 称为布氏粘度或者熔体粘度)还可以是大于250mPa·sec,或者大于 500mPa·sec,或者大于1,000mPa·sec,或者大于2,000mPa·sec,或者 大于3,000mPa·sec,或者大于4,000mPa·sec,或者大于5,000mPa·sec, 在190℃或177℃下通过ASTM D-3236测量。

在另一个实施方案中,该丙烯-基聚合物的特征时间可以为(tc), 如上述等式1定义,为1-1000纳秒,或者1-900纳秒,或者1-800 纳秒,或者1-700纳秒,或者1-600纳秒,或者1-500纳秒,或者1-400 纳秒,或者1-300纳秒,或者1-200纳秒,或者1-100纳秒。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物可以包含 约1wt%至约99wt%,或者约5wt%至约90wt%,或者约5wt%至约80wt%, 或者约10wt%至约60wt%的丙烯-基聚合物组分。

乙烯-基聚合物组分

在本发明一个或多个实施方案中,本申请所公开的粘合剂组合物 包含乙烯-基聚合物组分,其也可以包含一种或多种乙烯-基聚合物。 在一种实施方案中,该乙烯-基聚合物组分包含多于50wt%乙烯衍生单 元和至少一种第二共聚单体衍生单元。第二共聚单体是α-烯烃,以及 优选是辛烯。第二共聚单体选自C3-C20α-烯烃。在一些实施方案中, 该乙烯-基聚合物组分是无规共聚物以及在其它的实施方案中该乙烯- 基聚合物组分是弹性体无规共聚物。在一些实施方案中,该乙烯-基聚 合物包含衍生自乙烯的单元以及约3-约50mol%衍生自C3-C10α-烯烃 的单元或者约2至约40mol%衍生自乙烯和/或C3-C10α-烯烃的单元。 在另一个实施方案中,第二共聚单体可以包含至少一种C3-C8α-烯烃。 在一个或多个实施方案中,第二共聚单体单元可以衍生自丙烯、1-丁 烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、和/或1-癸烯、优选1-己烯以 及1-辛烯。如下所述实施方案根据辛烯作为第二共聚单体讨论,但是 该实施方案同样地适用于具有其它α-烯烃共聚单体的其它辛烯共聚 物,或者适用于辛烯与乙烯以及另一种α-烯烃共聚单体的三元共聚 物。在此方面,该共聚物可以简单地被认为是以辛烯为α-烯烃的乙烯- 基聚合物。

在一种实施方案中,该乙烯-基聚合物可以包括α-烯烃衍生的第 二共聚单体。在另一个实施方案中,该乙烯-基聚合物包含至少约 1wt%,至少约2wt%,至少约3wt%,至少约5wt%,至少约6wt%,至少 约8wt%,或者至少约10wt%的至少一种第二共聚单体,其选自C3-C20α-烯烃,及其组合。优选,该乙烯-基聚合物包含51wt%-99wt%乙烯 衍生单元以及49wt%-1wt%辛烯衍生单元,基于该乙烯-基聚合物的重 量。在这些或者其它实施方案中,该乙烯-基聚合物可以包括至多约 49wt%,或者至多约39wt%,或者至多约29wt%,或者至多约19wt%, 或者至多约15wt%,或者至多约15wt%,或者至多约8wt%,或者至多 约5wt%,或者至多约1wt%至少一种第二共聚单体,其选自C3-C20α- 烯烃,优选1-辛烯,及其组合,其中重量百分比基于乙烯衍生单元以 及α-烯烃衍生单元的总重量。换言之,该乙烯-基聚合物可以包括至 少约51wt%,或者至少约60wt%,或者至少约70wt%,或者至少约75wt%, 或者至少约80wt%,或者至少约82wt%,或者至少约84wt%,或者至少 约86wt%,或者至少约88wt%,或者至少约90wt%乙烯衍生单元;以及 在这些或者其它实施方案中,该共聚物可以包至多约99wt%,或者至 多约98wt%,或者至多约97wt%,或者至多约95wt%,或者至多约94wt%, 或者至多约92wt%,或者至多约90wt%乙烯衍生单元,其中重量百分比 基于乙烯衍生单元以及α-烯烃衍生单元的总重量。

在另一个实施方案中,该乙烯-基聚合物包含至少约1mol%,至少 约2mol%,至少约3mol%,至少约4mol%,至少约5mol%,至少约6mol%, 至少约7mol%,至少约8mol%,至少约9mol%,至少约10mol%,至少约 11mol%,至少约12mol%,至少约13mol%,至少约14mol%,或者至少 约15mol%的至少一种第二共聚单体,其选自C3-C20α-烯烃,及其组合。 在这些或者其它实施方案中,该乙烯-基聚合物可以包括至多约 50mol%,或者至多约40mol%,或者至多约33mol%,或者至多约27mol%, 或者至多约25mol%,或者至多约22mol%,或者至多约17mol%的至少 一种第二共聚单体,其选自C3-C20α-烯烃,及其组合,其中摩尔百分 比基于乙烯衍生单元以及α-烯烃衍生单元的总摩尔数。换言之,该乙 烯-基聚合物可以包括至少约50mol%,或者至少约60mol%,或者至少 约67mol%,或者至少约73mol%,或者至少约75mol%,或者至少约 78mol%,或者至少约83mol%乙烯衍生单元;以及在这些或者其它实施 方案中,该共聚物可以包至多约97mol%,或者至多约95mol%,或者至 多约95mol%,或者至多约93mol%,或者至多约88mol%,或者至多约 86mol%乙烯衍生单元,其中摩尔百分比基于乙烯衍生单元以及α-烯烃 衍生单元的总摩尔数。

一个或多个实施方案的乙烯-基聚合物特征为具有通过差示扫描 量热法(DSC)测定的单熔融温度。熔点定义为样品熔融范围内最大吸热 量下的温度。该乙烯-基聚合物可显示与该主峰邻接的第二熔融峰,但 就本申请而言,认为这些第二熔融峰一起作为单一的熔点,将这些峰 值的最高者作为该乙烯-基聚合物的熔点(Tm)。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物的Tm(通过DSC测定) 低于约110℃,或者低于约100℃,或者低于约约90℃,或者低于约 80℃,或者低于约70℃、或者低于约60℃,或者低于约50℃,或者 低于约40℃,或者低于约30℃。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物特征在于熔化热 (Hf),通过DSC测定。在一个或多个实施方案中,该乙烯-基共聚物特 征在于熔化热从约1J/g,或者约25J/g,或者约35J/g,或者约45J/g, 或者约50J/g直到约100J/g,或者直到约90J/g,或者直到约80J/g, 或者直到约75J/g,或者直到约70J/g,或者直到约65J/g,或者直到 约60J/g,或者直到约55J/g,或者直到约50J/g,或者直到约45J/g, 或者直到约40J/g,或者直到约35J/g,或者直到约30J/g,或者直到 约20J/g,或者直到约10J/g。优选,通过差示扫描量热法测量的该乙 烯-基聚合物熔化热是约1J/g至约80J/g,或者约1J/g至约60J/g, 或者约1J/g至约40J/g,或者约1J/g至约20J/g。通过使用附加的共 聚单体、在更高聚合温度操作、和/或使用各种所提供立构约束度降低 以及促进乙烯插入中更多增长误差的催化剂可降低熔化热。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物可以结晶度百分数为 约0.3%至约40%,约0.5%至约30%,或者约1%至约25%,或者约5%至 约20%,根据DSC方法测定。结晶度百分数可以通过样品熔化热除100% 结晶聚合物熔化热来确定,就聚乙烯而言,100%结晶聚合物熔化热是 293焦耳/克,依照Wunderl ich,B.Macromolecular Physics,第1 卷,第388页,Academic Press,1973所述。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物密度可以为约0.85 g/cm3至约0.92g/cm3,或者约0.87g/cm3至约0.90g/cm3,或者约 0.88g/cm3至约0.89g/cm3,在室温下经ASTM D-792试验方法测量。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物熔体流动速率(MFR), 根据ASTM D-1238,2.16kg重量@230℃测量,可以为大于或者等于约 0.3dg/min,或者至少约0.5dg/min,或者至少约0.8dg/min,或者至 少约1.0dg/min。在这些或者其它实施方案中,该熔体流动速率可等 于或者低于约7000dg/min,或者低于约6000dg/min,或者低于约 5000dg/min,或者低于约4000dg/min,或者低于约3000dg/min,或 者低于约2000dg/min,或者低于约1000dg/min,或者低于约 900dg/min,或者低于约700dg/min,或者低于约 500dg/min,350dg/min,或者低于约250dg/min,或者低于约 100dg/min。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物熔体流动速率(MFR), 根据ASTM D-1238,2.16kg重量@230℃测量,大于或等于约250dg/min, 大于或等于约500dg/min,或者大于或者等于约1,000dg/min,或者大 于或者等于约1,500dg/min,大于或等于约2,000dg/min,或者大于或 者等于约2,500dg/min,或者大于或者等于约3,000dg/min,或者大于 或者等于约4,000dg/min,或者大于或者等于约5,000dg/min,或者大 于或者等于约6,000dg/min,或者大于或者等于约7,000dg/min。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物重均分子量(Mw)可以 为约100,000g/摩尔或者更低,例如,约5,000至约100,000g/摩尔, 或者约5,000至约75,000g/摩尔,或者约5,000至约50,000g/摩尔, 或者约10,000至约50,000g/摩尔,或者约20,000至约50,000g/摩 尔,或者约30,000至约50,000g/摩尔,或者约35,000至约50,000g/ 摩尔。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物数均分子量(Mn)可以 为约2,500至约50,000g/摩尔,或者约2,500至约37,500g/摩尔,或 者约2,500至约25,000g/摩尔,或者约15,000至约25,000g/摩尔。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物Z-均分子量(Mz)可 以为约10,000至约7,000,000g/摩尔,或者约50,000至约 1,000,000g/摩尔,或者约80,000至约700,000g/摩尔,或者约 100,000至约500,000g/摩尔。

在一个或多个实施方案中,该乙烯-基聚合物的分子量分布(MWD), 即重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率,可以为约1至约40,或 者约1至约15,或者约1.8至约5,或者约1.8至约3。优选重均分 子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率范围为1-10、或者1-8、或者1-6 或者1-4。

在另一个实施方案中,上述乙烯-基聚合物还具有在190℃或者 177℃下大于250mPa·sec的粘度(也称为布氏粘度或者熔体粘度)(通过 ASTM D-3236测量)。该粘度可以是50,000或者更低,或者40,000或 者更低,或者30,000mPa·sec或者更低,或者20,000mPa·sec或者更 低,或者10,000mPa·sec或者更低,或者8,000mPa·sec或者更低,或 者5,000mPa·sec或者更低,或者4,000mPa·sec或者更低,或者3,000 mPa·sec或者更低,或者1,500mPa·sec或者更低,或者250-50,000 mPa·sec,或者250-25,000mPa·sec,或者250-20,000mPa·sec,或者 250-15,000mPa·sec,或者250-10,000mPa·sec,或者250-5,000 mPa·sec,或者500-15,000mPa·sec,或者1,000-15,000mPa·sec,或 者1,500-15,000mPa·sec,或者2,000-15,000mPa·sec,或者 3,000-15,000mPa·sec,或者4,000-15,000mPa·sec,或者 5000-15,000,或者2500-12,500mPa·sec,或者3,000-12,000mPa·sec, 或者3,500-11,000mPa·sec,或者4,000-10,000mPa·sec,或者 5,000-10,000mPa·sec,或者500-10,000mPa·sec,或者500-9,000 mPa·sec,或者500-8,000mPa·sec,或者500-7,000mPa·sec,或者 500-6,000mPa·sec,或者500-5,000mPa·sec,或者500-4,000mPa·sec, 或者500-3,000mPa·sec,在190℃或者177℃下通过ASTM D-3236测 量。

在另一个实施方案中,上述乙烯-基聚合物在190℃下的粘度(也 称为布氏粘度或者熔体粘度)还可以是大于250mPa·sec,或者大于 500mPa·sec,或者大于1,000mPa·sec,或者大于2,000mPa·sec,或者 大于3,000mPa·sec,或者大于4,000mPa·sec,或者大于5,000mPa·sec, 在190℃或177℃下通过ASTM D-3236测量。

在另一个实施方案中,该乙烯-基聚合物特征时间可以为(tc),如 上述等式1定义,为1-1500纳秒,1-1200纳秒,或者1-1000纳秒, 或者1-800纳秒,或者1-600纳秒,或者1-200纳秒,或者1-100纳 秒,或者1-500纳秒。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物可以包含 约1wt%至约99wt%,或者约5wt%至约90wt%,或者约5wt%至约80wt%, 或者约10wt%至约60wt%该乙烯-基聚合物组分。

丙烯-基聚合物以及乙烯-基聚合物的粘合剂组合物

在本发明粘合剂组合物的一个或多个实施方案中,所述丙烯-基聚 合物的特征时间(tc)相对所述乙烯-基聚合物所述特征时间(tc)的比率 是1-1000,或者1-800,或者1-600,或者1-400,或者1-200。

在本发明的一个或多个实施方案中,该丙烯-基聚合物的第一共聚 单体以及该乙烯-基聚合物的第二共聚单体是不同的。优选,第一共聚 单体是乙烯以及第二共聚单体是辛烯。

在本发明一个或多个实施方案中,该粘合剂组合物在177℃下通 过ASTM D-3236测量的布氏粘度为250-30,000mPa·sec,或1,000-4500 mPa·sec,或700-8000mPa·sec,或900-6000mPa·sec,或1100-4000 mPa·sec,或1300-3000mPa·sec,或1500-2000mPa·sec。

在本发明一个或多个实施方案中,该粘合剂组合物通过差示扫描 量热法在二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔融温度为至多 130℃、或者至多125℃、或者至多120℃、或者至多115℃。

在本发明一个或多个实施方案中,该粘合剂组合物具有一种或多 种以下性能:布氏粘度250-5000mPa·sec,通过ASTM D-3236在177℃ 测量;在25℃的纤维撕裂百分数大于或等于85%;在2℃的纤维撕裂 百分数大于或等于80%;在-18℃的纤维撕裂百分数大于或等于75%; 粘合固化时间为6秒或者更少;以及通过差示扫描量热法在二次熔融 下按加热速率10℃/分钟测定的熔融温度(Tm)为130℃或者更低。

在一个或多个实施方案中,本发明粘合剂组合物包含:(a)丙烯- 基聚合物,其包含50wt%-100wt%丙烯衍生单元以及0wt%-50wt%乙烯衍 生单元,所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布氏粘 度为250-25,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在二次熔融下按加热速 率10℃/分钟测定的熔化热范围为60-150J/g以及特性时间(tc)为 1-1000纳秒;以及(b)乙烯-基聚合物,其包含50wt%-100wt%乙烯衍生 单元以及0wt%-50wt%辛烯衍生单元,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃测量的布氏粘度为250-50,000mPa·sec,通过差示扫 描量热法在二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为 1-100J/g以及特性时间(tc)为1-1500纳秒,其中所述特性时间(tc) 由等式1定义:

          (等式1)

在一个或多个实施方案中,本发明包括热熔粘合剂组合物,其包 含:(a)基于所述热熔粘合剂重量的40wt%-60wt%丙烯-基聚合物,所 述丙烯-基聚合物包含50wt%-100wt%丙烯衍生单元以及0wt%-50wt%乙 烯衍生单元,所述丙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在190℃下测量的 布氏粘度为250-25,000mPa·sec,通过差示扫描量热法在二次熔融下按 加热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为60-150J/g以及特性时间(tc) 为1-1000纳秒;(b)基于所述热熔粘合剂重量的40wt%-60wt%乙烯-基 聚合物,所述乙烯-基聚合物包含50wt%-100wt%乙烯衍生单元以及 0wt%-50wt%辛烯衍生单元,所述乙烯-基聚合物通过ASTM D-3236在 190℃下测量的布氏粘度为250-50,000mPa·sec,通过差示扫描量热法 在二次熔融下按加热速率10℃/分钟测定的熔化热范围为1-100J/g以 及特性时间(tc)为1-1500纳秒,其中所述特性时间(tc)由等式1定义; 以及(c)官能化组分、增粘组分、加工油组分、蜡组分、抗氧化剂组分 或者其混合物至少之一。

在本发明一个或多个实施方案中,粘合剂组合物的粘度可大于约 250mPa·sec,或者大于约500mPa·sec,或者大于约1,000mPa·sec,或 者大于约2,000mPa·sec,或者大于约5,000mPa·sec(在177℃测量)。 粘度可以经由ASTM D-3236测定。

在一个或多个实施方案中,本发明粘合剂组合物进一步包含一种 或多种添加剂。该添加剂选自官能化组分、增粘剂组分、加工油组分、 蜡组分、抗氧化剂组分、或者其混合物。

官能化组分

"官能化组分"指组分(例如聚合物)与官能团,以及任选催化剂,热 量,引发剂,或者自由基源接触以使所有的或者部分的该官能团结合、 接枝、键连、物理连接、和/或化学连接至该聚合物。

该粘合剂组合物可以包含一种或多种添加剂,其包括功能成分在 内。在本节中进一步详细讨论这些官能组分。典型地,待官能化的组 分与自由基引发剂以及接枝单体或者其它的官能团(比如马来酸或者 马来酐)组合以及受热以使该单体与该聚合物、共聚物、低聚物等反应 以形成该官能化组分。本领域存在多种官能化聚合物方法,这些官能 化聚合物可以与本申请所述聚合物一起使用。这些方法包括选择性氧 化、自由基接枝、分解、环氧化等。

用于本发明官能化组分的合适实例包括,但是不局限于,官能化烯 烃聚合物,(比如官能化C2-C40均聚物,官能化C2-C40共聚物,官能化的较 高Mw的蜡),官能化低聚物(比如官能化低Mw的蜡,官能化增粘剂),β 成核剂及其组合。

用于本发明的有用官能化烯烃聚合物以及共聚物包括马来酸化聚 乙烯,马来酸化茂金属聚乙烯,马来酸化茂金属聚丙烯,马来酸化乙丙 橡胶,马来酸化聚丙烯,马来酸化乙烯共聚物,官能化聚异丁烯(一般 用马来酸酐官能化一般形成种琥珀酸酐),以及类似物。

本申请用作官能化组分的优选官能化蜡包括用醇、酸、酮、酸酐 等改性的那些。优选实例包括甲基酮、马来酐或者马来酸改性的蜡。 本申请所用优选官能化蜡包括从Chusei获得的商品名为MAPP 40的马 来酸化聚丙烯,马来酸化茂金属蜡(比如从Clariant,Augsburg,德国 获得的TP LICOCENE PP1602);马来酸化聚乙烯蜡以及马来酸化聚丙 烯蜡,从Eas tman Chemical,Kingsport Tennessee获得,商品名称 为EPOLENE C-16,EPOLENE C-18,EPOLENE E43,EPOLENE G-3003; 马来酸化聚丙烯蜡LICOMONT AR 504,从Clariant获得;接枝官能聚 合物从Dow Chemical Co.获得,商品名为AMPLIFY EA 100,AMPLIFY EA 102,AMPLIFY 103,AMPLIFY GR 202,AMPLIFY GR 205,AMPLIFYGR 207,AMPLIFY GR 208,AMPLIFY GR 209,AMPLIFY VA 200;CERAMER 马来酸化乙烯聚合物,从Baker Hughes获得,商品名为CERAMER 1608, CERAMER 1251,CERAMER 67,CERAMER 24;以及乙烯丙烯酸甲酯共聚 物以及三元共聚物。

有用的蜡包括聚丙烯蜡,其Mw为15,000或更低,优选 3,000-10,000以及结晶度5wt%或更高,优选10wt%或更高,官能团含 量(优选马来酸酐)最多10wt%。

用作官能化组分的其它优选的官能化聚合物包括A-C X596A,A-C X596P,A-C X597A,A-C X597P,A-C X950P,A-C X1221,A-C 395A, A-C 395A,A-C 1302P,A-C 540,A-C 54A,A-C 629,A-C 629A,A-C 307,以及A-C 307A,从Honeywel l获得。

从Baker Hughes获得的UNILIN长链醇,也用作本申请官能化组 分,特别是UNILIN 350,UNILIN 425,UNILIN 550,以及UNILIN 700。

从Baker Hughes获得的UNICID直链、伯羧酸,也用作本申请官能 化组分,特别是UNICID 350,UNICID 425,UNICID 550,以及UNICID 700。

在本发明中用作官能化组分的优选官能化烃类树脂包括在WO 03/025084;WO 03/025037;WO 03/025036;以及EP 1295926A1 中公开的那些;将其引入本申请作为参考。

在优选实施方案中,烃类树脂用包含至少一个双键和至少一个羰 基的不饱和酸或者酸酐官能化以及用作本发明的官能化组分。优选可 以官能化的烃类树脂是下列作为增粘剂的。典型的酸包括羧酸、酸酐、 酯以及它们的金属的和非金属的盐。优选该有机化合物包含与羰基 (-C=O)结合的烯属不饱和部分。实例包括马来酸、富马酸、丙烯酸、 甲基丙酸烯、衣康酸、巴豆酸、α-甲基巴豆酸,以及肉桂酸以及它们 的酸酐、酯以及盐衍生物。特别优选官能团包括马来酸以及马来酸酐。 特别优选马来酸酐。该不饱和酸或者酸酐含量优选约0.1wt%至约 10wt%,优选约0.5wt%至约7wt%,更加优选约1至约4wt%,基于烃类 树脂以及该不饱和酸或者酸酐的重量。在优选实施方案中该不饱和酸 或者酸酐包含选自如下的羧酸或者其衍生物:不饱和羧酸类、不饱和 羧酸衍生物,该不饱和羧酸衍生物选自酯、酰亚胺、酰胺、酸酐以及 环状酸酐、或它们的混合物。

在优选实施方案中,该官能化组分含量为0.005wt%-99wt%,优选 0.01wt%-99wt%,优选0.05wt%-90wt%,优选0.1wt%-75wt%,更优选 0.5wt%-60wt%,更优选1wt%-50wt%,更优选1.5wt%-40wt%,更优选 2wt%-30wt%,更优选2wt%-20wt%,更优选2wt%-15wt%,更优选 2wt%-10wt%,更优选2wt%-5wt%,基于该共混物重量。优选该官能化 组分含量0.005wt%-10wt%,更优选0.01wt%-10wt%,基于该共混物重 量。

在其它的实施方案中,该官能化组分含量为0.01wt%-5wt%,优选 0.01wt%-4wt%,优选0.01wt%-3wt%,优选0.01wt%-2wt%,优选 0.01wt%-1wt%,优选0.01wt%-0.5wt%或者更低,优选0.01wt%-0.1wt%, 基于该粘合剂组合物重量。在一些优选实施方案中,该官能化组分含 量为1wt%-5wt%,1wt%-4wt%,或者2.0wt%-4.0wt%。在一些优选实施 方案中,在该粘合剂中不存在官能化组分。

增粘剂树脂组分

在本发明一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物包 含增粘剂树脂组分,其可以依次包含一种或多种本申请所公开的烃增 粘剂树脂。

通常,该增粘剂树脂组分包括无定形材料,其可以加入粘合剂组合 物以实现粘合性特征的改进。该增粘剂树脂组分可以低分子量的天然 或者合成树脂,其与该聚烯烃相容以及其提供要求的增强的成膜性能。 天然树脂定义为植物或者动物来源树脂,其包括,但是不局限于,诸如 树胶、木材、或者妥尔油松香之类的松香。合成树脂定义为由受控化 学反应产生的诸如烃类树脂之类的树脂。烃类树脂实例包括煤焦油树 脂、石油树脂、以及松节油树脂。

增粘剂树脂组分适合的实例,包括,但是不局限于,脂肪族烃树脂、 芳族改性脂肪族烃树脂、氢化聚环戊二烯树脂、聚环戊二烯树脂、松 香、松香酯、木松香、木松香酯、妥尔油松香、妥尔油松香酯、多萜、 芳族改性多萜、萜烯酚醛塑料、芳族改性氢化聚环戊二烯树脂、氢化 脂族树脂、氢化脂肪族芳族树脂、酚醛树脂、氢化萜烯以及改性萜烯、 氢化松香酸,并且氢化松香酯。在一些实施方案中该增粘剂被氢化。

在其它的实施方案中,该增粘剂是非极性的,其意味着该增粘剂 基本上不含有具有极性基团的单体。优选不存在该极性基团,然而, 如果存在的话,它们包含的增粘剂至多5wt%,优选至多2wt%,更加优 选至多0.5wt%。在一些实施方案中该增粘剂软化点(环球软化点,通过 ASTM E-28测量)为80℃-150℃,优选100℃-130℃。在另一个实施方 案中该树脂是液体以及R和B软化点为10℃-70℃。

该增粘剂,如果存在的话,一般含量至少是约1wt%,至少约10wt%, 至少约20wt%,至少30wt%,至少40wt%,至少50wt%,以及至少60wt%, 以及至少70wt%。

优选用作增粘剂或者调节剂的烃增粘剂树脂包括:

(a)树脂如C5/C6萜烯树脂,苯乙烯萜烯,α-甲基苯乙烯萜烯树脂, C9萜烯树脂,芳族改性C5/C6,芳族改性环状树脂,芳族改性二环戊二 烯基树脂或其混合物。另外的优选树脂包括在WO 91/07472;以及专 利号为US5,571,867,US5,171,793以及US4,078,132的美国专利中公 开的那些。一般这些树脂从包含一种或多种以下单体的组分的阳离子 聚合获得:C5二烯(比如1-3戊二烯,异戊二烯等);C5烯烃(比如2- 甲基丁烯,环戊烯等);C6烯烃(比如己烯),C9乙烯基芳烃(如苯乙烯、 α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚等);环状化合物(比如二环 戊二烯、甲基二环戊二烯等);和/或萜烯(比如苎烯、蒈烯等);以及

(b)二环戊二烯热聚合获得的树脂,和/或环戊二烯和/或甲基环戊 二烯的二聚物或者低聚物、任选与乙烯基芳烃(如苯乙烯、α-甲基苯 乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚)热聚合获得的树脂。

在一种实施方案中,该增粘剂树脂组分可以包含由环戊二烯(CPD) 或者取代的CPD热聚合制备的一种或多种烃类树脂,其还可以包括如 后面公开的脂肪族的或者芳族的单体。该烃树脂可以是非芳族树脂或 者芳族树脂。该烃类树脂芳烃含量可以为0%-60%,优选1%-60%,或者 1%-40%,或者1%-20%,或者10%-20%。在另一个实施方案中,该烃类 树脂芳烃含量可以为15%-20%,或者1%-10%,或者5%-10%。

在另一个实施方案中,该增粘剂树脂组分可以包含由线性二烯的 催化(阳离子)聚合制备的烃类树脂。上述的单体主要衍生自蒸汽裂化 石脑油(SCN)以及包括诸如1,3-戊二烯之类的C5二烯(又名1,3-戊二 烯)。可聚合芳族单体也可以使用以产生树脂以及可以是相对纯净的, 例如苯乙烯、甲基苯乙烯、或者来自C9芳族SCN料流。上述芳族单体 可以单独或者与先前所述线性二烯结合使用。"天然的"单体也可以用 以产生树脂,例如,诸如α-蒎烯或者β-蒈烯之类的萜烯,或者单独使 用或者以高或者低浓度与其它可聚合单体一起。一般用于制备这些树 脂的催化剂是AlCl3以及BF3,或者单独或复合。诸如2-甲基,2-丁烯 之类的单烯烃调节剂也可以用以控制最终树脂的分子量分布(MWD)。最 终的树脂可以部分或者完全氢化,如以下进一步详述。

如本文所用,芳烃含量以及烯烃含量通过1H-NMR测量,由场强大 于300MHz,优选400MHz的光谱仪1H NMR谱直接测量。芳烃含量是该 芳族质子对总质子数的积分。烯烃质子或者烯属质子含量是该烯属质 子对总质子数的积分。

在一个或多个实施方案中,增粘剂树脂组分可以至少部分氢化或 者实质上氢化。如本文所用,"至少部分氢化"意指该材料包含少于90% 烯属质子,或者少于75%烯属质子,或者少于50%烯属质子,或者少于 40%的烯属质子,或者少于25%的烯属质子。如本文所用,"实质上氢 化"意指该材料包含少于5%的烯属质子,或者少于4%的烯属质子,或 者少于3%的烯属质子,或者少于2%烯属的质子。所实施的氢化程度一 般使芳族键氢化减到最少以及优选避免氢化。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开增粘剂树脂组分可以唯 一地表征为完全或者本质上基本无定形。这意指玻璃化转变温度(Tg) 是可通过例如通过差示扫描量热法(DSC)检测出的,但是它们没有熔点 (Tm)。为表征这些树脂,通常认可的是使用大致与Tg相互关联的试验 比如软化点(SP),其提供近似的、但不精确的数值。该树脂的软化点(SP) 根据ASTM E-28通过环球软化点试验测量。

在一些实施方案中,该增粘剂软化点可以为约50℃至约140℃, 或者约60℃至约130℃,或者约70℃至约120℃,或者约80℃至约 110℃。

一般,在本发明一个或多个实施方案中,增粘剂树脂组分数均分子 量(Mn)为约400至约3000,重均分子量(Mw)为约500至约6000,Z-均 分子量(Mz)为约700至约15,000以及多分散度(PD),定义为Mw/Mn, 为约1.5至约4。如本文所用,分子量(数均分子量(Mn),重均分子量 (Mw),以及Z-均分子量(Mz))通过尺寸排阻谱测量使用配备差示折 光率检测器的Waters 150凝胶渗透谱仪以及使用聚苯乙烯标准物校 准。样品在四氢呋喃(THF)(45℃)中试验。分子量作为聚苯乙烯-当量 分子量被报告以及一般按g/mol计。

在本发明一个或多个实施方案中,增粘剂树脂组分可以包含,一种 或多种低聚物比如二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、以及六聚物。 该低聚物可以衍生自沸程为30℃-210℃的石油馏分。该低聚物可以衍 生自任何合适的过程以及往往作为树脂聚合副产品产生。合适的低聚 物料流分子量(Mn)为130-500g/mol,更优选130-410g/mol,更优选 130-350g/mol,或者130-270g/mol,或者200-350g/mol,或者 200-320g/mol。低聚物料流的适合实例包括,但是不局限于,环戊二烯 以及取代的环戊二烯的低聚物,C4-C6共轭二烯低聚物,C8-C10芳族烯烃 低聚物,及其组合。其它单体可以存在。这些包括C4-C6单烯烃以及萜 烯。该低聚物可以包含一种或多种芳族单体以及可以是至少部分氢化 或者实质上氢化。

在一种实施方案中,该低聚物可以在氢化之前由该树脂洗提出。 该低聚物也可与该树脂一起氢化以及随后从该树脂洗提出来,产生氢 化树脂和氢化低聚物。在另一个实施方案中,至少一些低聚物在氢化 之前洗提以及至少一些氢化低聚物在氢化以后洗提出。再一个实施方 案中,该氢化树脂/低聚物产物可以作为单混合物进一步一起加工,如 下所述。再一个实施方案中,该低聚物可以衍生于任何合适的来源和 氢化(如果必要的话)在接枝之前以致该低聚物在接枝之前一般是至少 部分氢化以及优选实质上氢化。

可商购的增粘剂实例包括,但是不局限于,Escorez 2203LC, Escorez 1310LC,Escorez 1304,Escorez 5380,Escorez 5400,以 及Escorez 5600,由ExxonMobi l Chemical Company制造;Piccotac 1905和Eastotac H-100,由Eas tman Chemicals制造;Quintone D 以及Quintone U 185,由Nippon Zeon制造;Marukares R100,由 Maruzen制造;以及Wingtack Extra和Wingtack Plus,由Cray Val ley 制造。Escorez 2101,Escorez 5690,和Escorez 2173,由ExxonMobi l  Chemical Company制造;Regalrez 5095,Regalrez 3102,Staybel ite  Ester 3,和Pentalyn H,由Eastman Chemicals制造;Quintone U 190,由Nippon Zeon制造;Wingtack 86,由Cray Valley制造;以 及Sylvalite RE 885和Sylvatac RE 85,从Arizona Chemical获得。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物可以包含 约5wt%至约50wt%,或者约10wt%至约40wt%,或者约15wt%至约35wt% 增粘剂树脂组分。

加工油组分

在本发明一个或多个实施方案中,一种或多种加工油可以加到本 申请所公开粘合剂组合物。如本文所用,该术语"加工油"既指石油衍生 的加工油类又指合成增塑剂。

适用于本发明的加工油实例包括,但是不局限于,链烷或者环烷 油类比如Primol 352或者Sentinel PO 876,由ExxonMobil Chemical  France制备;以及Nyflex 222B,从Nynas AB获得。

适用合用于本发明的另外的加工油包括脂肪族的环烷油、白油等。 示范性的增塑剂和/或助剂包括矿物油、聚丁烯、邻苯二甲酸酯等。在 一个或多个实施方案中,该增塑剂可以包括邻苯二甲酸酯比如邻苯二 甲酸二异十一烷基酯(DIUP),邻苯二甲酸二异壬基酯(DINP),邻苯二 甲酸二辛酯(DOP),和聚丁烯,比如Parapol 950和Parapol 1300, 从ExxonMobi l Chemical Company,休斯敦,德克萨斯获得。另外的有 用增塑剂包括WO01/18109A1和公开号为US2004/0106723的美国申请 所公开的那些,将其引入本申请作为参考。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物可以包含 约1wt%至约50wt%,或者约5wt%至约40wt%,或者约10wt%至约35wt%, 或者约15wt%至约30wt%的任选的加工油组分。

蜡组分

在本发明一个或多个实施方案中,一种或多种蜡可以加至本申请 所公开粘合剂组合物。可以使用的蜡非限制实例,包括石油类和合成 蜡。适用于本发明的蜡包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、副 产物聚乙烯蜡、费-托蜡、氧化费-托蜡和官能化蜡比如羟基硬脂酰胺 蜡和脂肪酰胺蜡及其组合。在实施方案中,该蜡组分可以是类型相同 或者不同的蜡,并且可以可溶混的或者不混溶的。本领域一般使用的 术语合成高熔点蜡包括高密度低分子量聚乙烯蜡,副产物聚乙烯蜡以 及费-托蜡,其用于本申请。

改性蜡,比如醋酸乙烯酯改性蜡,马来酸酐改性蜡,氧化石蜡及 其它极性的蜡也可以使用在如前面提到的实施方案中。在一种实施方 案中,该官能化蜡组分是单一组分但是作为该官能化聚烯烃组分以及 一种或多种蜡组分起双重作用。在另一个实施方案中,该粘合剂基本 上无改性蜡,即,它不含有意加入的改性蜡或者包含少于1wt%的改性 蜡。在实施方案中,该蜡组分包含少于2wt%或者少于1wt%改性蜡,按 蜡组分总重量计。

优选,该蜡组分是石蜡蜡,微晶蜡,费-托合成蜡,以及聚乙烯蜡, 其全部是线性以及支链烃共混物。石蜡是许多物质的复杂混合物。它 们主要由饱和烃类组成。

微晶蜡是由作为该石油炼制加工的一部分的矿脂脱蜡制备的蜡 类。与石蜡相比,微晶蜡包含较高比例的异链烷类(支化的)烃以及环 烷烃。它特征在它的晶体精细,和石蜡的较大晶体形成对比。它由高 分子量饱和链烃组成,以及具有高熔点。一般微晶蜡晶体结构小且薄, 使得该蜡晶体比石蜡晶体更柔软。

聚烯烃蜡一般重均分子量为500-20,000g/mol以及可以通过高分 子量支化聚烯烃聚合物热降解或者通过烯烃直接聚合来制备。

在一种实施方案中,该粘合剂组合物可以包含两种蜡组分其中第 一蜡组分(即该低分子量蜡组分)重均分子量(g/mol)为500-10,000、 1,000-10,000、2,000-10,000、3,000-10,000、4,000-10,000、 5,000-10,000、6,000-10,000、7,000-10,000、8,000-10,000、 9,000-10,000;以及该第二蜡组分(即该高分子量蜡组分)重均分子量 为1,000-20,000、2,000-20,000、3,000-20,000、4,000-20,000、 5,000-20,000、6,000-20,000、7,000-20,000、8,000-20,000、 9,000-20,000、10,000-20,000、以及15,000-20,000。合适的聚合方 法包括,例如,高压技术,其中该烯烃、一般是乙烯、在高压以及高温下 进行自由基反应形成支化蜡,以及低压或者齐格勒工艺,其中乙烯和/ 或高级1-烯烃使用机金属催化剂进行聚合。与齐格勒-纳塔技术相比, 使用茂金属催化剂制备的聚乙烯蜡具有窄分子量分布,共聚单体结合 更均匀,以及低熔点。在一种实施方案中,该高分子量的第二蜡组分 包含茂金属聚乙烯蜡。

在另一个实施方案中,第一蜡组分分子量低至足以减少凝固时间, 而第二蜡组分具有的分子量足够高以提高粘合性。在一种实施方案中, 第一蜡组分重均分子量(Mw蜡1)与第二蜡组分重均分子量(Mw蜡2)之间的 差至少是约1000g/mol((Mw蜡2-Mw蜡1)≥1000g/mol)或者至少约 2000g/摩尔((Mw蜡2-Mw蜡1)≥2000g/摩尔)或者至少约3000g/mol((Mw 蜡2-Mw蜡1)≥3000g/摩尔)或者至少约4000g/mol((Mw蜡2-Mw蜡1)≥4000 g/mol)或者至少约5000g/mol((Mw蜡2-Mw蜡1)≥5000g/mol)。在实施 方案中,Mw蜡1小于约4000,例如,约450-4000g/摩尔或者约500-4000g/ 摩尔,以及Mw蜡2高于约5000,例如,为约5000-20,000g/摩尔。

在一个或多个实施方案中,本申请所公开粘合剂组合物可以包含 约1至约50wt%,或者约1至约40wt%,或者约1至约30wt%,或者约 1至约20wt%的任选的蜡组分。

其它的助剂和填充剂

在一些实施方案中,可以使用一种或多种其它的填充剂或者助剂 以在最终的粘合剂配方中实现所要求的性能和特征。上述助剂和填充 剂是本领域已知的以及可包括,但是不局限于,填充剂,空化试剂,抗氧 化剂,表面活性剂,活化剂,增塑剂,障蔽剂,防阻断剂,着剂, 母料,颜料,染料,加工助剂,UV稳定剂,中和剂,润滑剂,蜡,和/或 成核剂。该助剂可以按本领域技术人员决定的任何有效数量存在,比 如,举例来说,为约0.001wt%至约10wt%。

适合的抗氧化剂实例包括,但是不局限于,喹啉,例如,三甲基羟 基喹啉(TMQ);咪唑,例如,锌巯基甲苯酰咪唑(ZMTI);以及常规的抗 氧化剂,比如受阻酚,内酯,磷酸酯,以及受阻胺。另外的合适的抗氧 化剂是可商购的自例如Ciba Geigy Corp.,商品名称为Irgafos 168, Irganox 1010,Irganox 1076,Irganox 3790,Irganox B225,Irganox 1035,Irgafos 126,Irgastab 410,以及Chimassorb 944。

适用合用于本发明的填充剂、空化试剂和/或成核剂可以包含粒状 的、纤维的、以及粉末-状的材料,以及可包括,但是不局限于二氧化 钛、碳酸钙、硫酸钡、硅石、二氧化硅、碳黑、沙、玻璃珠、矿质集 料、滑石、天然的以及合成的粘土、硅藻土等。

可以用于本发明粘合剂组合物的加工助剂、润滑剂、蜡、和/或油 包括低分子量产品比如蜡、油、或者低Mn聚合物(低意指Mn小于5000, 优选4000以下,或者3000以下,或者2500以下)。蜡可以包括极性 的或者非极性的蜡、官能化蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、以及蜡改性剂。

除蜡之外,助剂也包括本领域已知的常规助剂,包括填充剂、抗 氧化剂、活化剂、增粘剂、增塑剂、油、低分子量聚合物、屏蔽剂、 防阻断剂、颜料、加工助剂、紫外稳定剂、中和剂、润滑剂、表面活 性剂、成核剂、氧化聚烯烃、酸改性聚烯烃、和/或酸酐改性聚烯烃。 助剂与聚合物组分一起作为单组分,以母料方式,或者其组合。

填充剂包括本领域技术人员所已知的常规填充剂,包括二氧化钛、 碳酸钙、硫酸钡、硅石、二氧化硅、碳黑、沙、玻璃珠、矿质集料、 滑石、粘土和/或纳米粘土。

抗氧化剂包括本领域技术人员所已知的常规抗氧化剂,包括酚抗 氧剂,比如Irganox 1010,Irganox 1076,二者都可以从Ciba-Geigy 获得。在一些实施方案中粘合剂组合物包括低于约3wt%抗氧化剂。

油包括本领域技术人员所已知的常规油,包括链烷油或者环烷油 比如Primol 352,或者从ExxonMobi l Chemical France,S.A.,巴黎, 法国获得的Primol 876。优选油包括脂肪族环烷油。

增塑剂包括本领域技术人员所已知的常规增塑剂,包括矿物油、邻 苯二甲酸酯、或者聚丁烯,比如原先可以从ExxonMobil Chemical  Company,休斯敦,德克萨斯获得的Parapol 950以及Parapol 1300。 优选增塑剂包括邻苯二甲酸酯比如邻苯二甲酸二异十一烷基酯 (DIUP),邻苯二甲酸二异壬基酯(DINP),以及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。

粘合促进剂包括本领域技术人员所已知的常规增粘剂。粘合促进 剂包括极性酸、聚氨基酰胺,比如从Henkel获得的Versamid 115,125,140,聚氨酯,比如异氰酸酯/羟基封端聚酯系统,例如,粘合 剂TN/Mondur Cb-75(Mi les,Inc.);偶联剂,比如硅烷酯(Z-6020来 自Dow Corning),钛酸酯,比如从Kenrich获得的Kr-44,反应性的 丙烯酸酯单体,比如来自Sartomer的sarboxSB-600,金属酸式盐, 比如来自Sartomer的Saret 633,以及聚苯醚。

低数均分子量(Mn)聚合物包括本领域技术人员所已知的常规低Mn聚合物。优选低Mn聚合物包括诸如丙烯、丁烯、戊烯、以及己烯之类 低级α-烯烃聚合物。尤其优选的聚合物包括Mn小于1000的聚丁烯。 上述聚合物实例按商品名称PARAPOLTM950从ExxonMobi l Chemical  Company获得。PARAPOLTM950是Mn为950的液体聚丁烯聚合物以及在 100℃通过ASTM D 445测量的运动粘度为220cSt(220mPa·sec)。在一 些实施方案中极性的以及非极性的蜡一起用在同一组合物中。

粘合剂组合物组成为少于约30wt%助剂,基于该粘合剂组合物总 重量。优选,粘合剂组合物包括少于约25wt%助剂,或者少于约20wt% 助剂,或者少于约15wt%助剂,或者少于约10wt%助剂。在一些实施方 案中,助剂含量少于约5wt%,或者少于约3wt%,或者少于约1wt%, 基于该粘合剂组合物总重量。

本申请所公开助剂可以以单纯方式或者以母料方式加入该共混 物。

制备粘合剂组合物

在一个或多个实施方案中,本申请所公开的该粘合剂组合物组分 可以在高于组分熔点的温度下,例如在130℃-180℃使用任何合适的 混合器通过混合来掺混,时间足以形成均匀混合物,一般从约1至约 20分钟,取决于混合器种类。

就连续混合而言,如最大多数工业厂商实施的那样,可以使用双螺 杆挤出机以混合该粘合剂组分。第一丙烯-基聚合物组分以及额外的组 分比如官能化组分被引入该挤出机以及混合直到该聚合物熔融以及充 分混合。然后加入增粘剂,随后是任何需要的加工油。就所使用的颜 料、抗氧化剂、填充剂、或者其它助剂而言,它们一般与该嵌段共聚物 以及丙烯-基聚合物组分一起掺混进来。全部混合时间一般是约1-5 分钟的数量级。

就分批混合而言,该丙烯-基聚合物组分以及额外的组分与增粘剂 树脂组分一起加入。一旦全部增粘剂树脂组分已经加入以及实现均匀 混合,加入其余的油、抗氧化剂、填充剂、以及任何其它的助剂。总 混合时间可以持续不超过20分钟。

不受理论束缚,据信丙烯-基聚合物和乙烯-基聚合物二者作为粘 合剂组分都不迁移至粘合剂表面,这是因为它们的分子量不是很低以 及这些组分之间结晶度差异不是很大正如在等式1中特性时间(tc)所 定义的。富含丙烯聚合物以及富含乙烯共聚物可以按任何需要的比例 物理混合以形成上述粘合剂。此外,一种聚合物组分可以在一反应器 中制备以及那其他的聚合物组分可以在另一个串联反应器布置反应器 制备或两共聚物在平行布置的反应器中同时制备。任何规定比例的两 种聚合物组分的聚合产物可以随后共同混合以及然后经历加工步骤以 形成本发明中所述粘合剂组合物的基础聚合物(双反应器共混物)。

应用

本申请所公开粘合剂组合物可以涂布至任何基材。适合的基材可 以包括,但是不局限于,木材、纸、卡片纸板、塑料、塑料薄膜、热塑 性塑料、热塑性弹性体(TPE),热塑性硫化橡胶(TPV)、橡胶、金属、金 属薄膜、金属箔(比如铝箔以及锡箔)、金属化表面、布、无纺织物(尤 其是聚丙烯纺粘纤维或者无纺织物)、纺粘纤维、卡片纸板、石料、灰 泥、玻璃(包括通过蒸发氧化硅到薄膜表面之上而涂布的氧化硅(SiOx) 涂层)、泡沫体、岩石、陶瓷、膜、聚合物泡沫体(比如聚氨酯泡沫体)、 涂布油墨、染料、颜料、PVDC的基材或者类似物或其组合。另外的基 材可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸类材料、聚对苯二 甲酸乙二醇酯、或者其共混物。可以通过电晕处理、电子束辐照、γ 照射、微波或者硅烷化来改性上述任何基材。

本发明粘合剂组合物可以作为熔体涂布至衬底以及随后冷却。可 以使用诸如辊式涂布设备、模涂机(die coaters)以及刮刀涂布机之类 的常规的涂布技术,一般在约150℃至约200℃温度下,将该粘合剂组 合物涂布至衬底,。在一个或多个实施方案中,使用窄槽模头(slot die) 将该粘合剂组合物涂布至基材。

槽口模头是闭路系统其中粘合剂组合物经由容积式泵泵送通过该 体系。该槽口模头通常包括在接近粘合剂出口处的刮刀以保持光滑表 面。

该基材涂布足够的粘合剂组合物以提供干涂布重量为约10至约 100,或者约10至约50,或者约15至约25克每平方米(gsm)。

在涂布以后,所涂布基材切割至所需要尺寸。制备带材中,该基 材切割成为带材以及被轧制成成品。该基材也可被分割成成型产品以 提供标签或者医用胶带(medicinal tapers)。在一个或多个实施方案 中,如果需要,也可以使用释放衬里。

在本发明一个或多个实施方案中,可以形成的胶带包含涂布本申 请所公开的一种或多种粘合剂组合物的衬底。如本文所用,该术语"带 材"一般意指包含粘合剂应用方式,包括而不是限于带材、标签、张贴 物、贴花纸、封装应用等。

粘合剂组合物的性能

为了测量凝固时间,基材纤维撕裂,将粘合剂测试试样通过如下 方式产生:将该基材与约0.3克的熔融粘合剂点粘结在一起以及用500 克重量压紧该粘结物。通过该粘合剂体积控制该点的大小使其形成的 该压缩圆片仅仅在该基材大小内产生均匀的圆形。

凝固时间(有时称为特征凝固时间或者点凝固时间)定义为压紧粘 结基材构造物至紧固在一起足以在拉张时产生基材纤维撕裂以及因此 该粘结足够强至可以去除该压紧力所需要花费的时间。这些凝固时间 由试错法测量,通过将粘合剂熔融点放置到捆扎至一平面的文件夹基 材上(一般马尼拉信纸大小的尺寸(1/3切口)的纸料(stock),具有最 少10%由Smead纸提供的邮政消耗再循环纸含量,纸料号码153L,UPC 号码10330)。3秒以后,文件夹标签(2.5cm×7.6cm(1英寸×3英寸)) 放置在该点之上以及用500-克重量加压。预定使该重量维持时间为约 0.5秒至约10秒。由此形成的结构物进行拉离以检测足以产生基材纤 维撕裂的粘结力大小。重复该过程若干次,期间该压缩维持时间间隔 不同,以及凝固时间是此优良粘结出现所需要的最低记录时间。用标 准物来校准该过程。

一旦制备出结构物,它就可以处于各种损伤之下以评定粘结效力。 一旦与基材的粘结失效,量化粘合剂有效性的简单方式是测定当该结 构物沿粘结线破坏时保留基材纤维的粘合剂点的面积。此测定被称作 基材纤维撕裂百分率。优良粘合实例,在使样品处于-12℃下15小时 以及企图破坏该粘结以后,可测定80%-100%基材纤维撕裂。可能存在 0%基材纤维撕裂,在那样条件下表明失去粘合性。

用于基材纤维撕裂试验的样品使用上述相同的过程制备。所有的 基材纤维撕裂在25℃,2℃和-18℃的条件下实施,其中该样品在环境 条件下陈化约12小时。手工分离该粘结以及实施测定以便观察失效类 型。基材纤维撕裂的量在本申请表示为百分比。使用纸板84C(瓦楞纸 板类200#纸料,由Huckster Packaging Supply,6111Griggs Road, 休斯敦TX 77023提供)作为该基材来实施所有纤维撕裂试验。

使用布氏数字粘度计以及27号锭子依照ASTM D-3236或者在 177℃或者在190℃下(温度任意指定)测量布氏粘度。

也称为熔点的峰值熔点(Tm),也称为结晶温度的峰值结晶温度 (Tc),玻璃化转变温度(Tg),熔化热(ΔHf或者Hf),以及结晶度使用 下面差示扫描量热(DSC)方法(二次熔融)依照ASTM D3418-03测定。使 用TA仪器Q100型机DSC数据。样品称重大约5-10毫克密封在铝密封 的样品盘中。通过首先以10℃/分钟的速度逐渐加热样品至200℃记录 该DSC数据。该样品在200℃维持2分钟,然后以10℃/分钟的速度冷 却至-90℃,继之以恒温2分钟,以及以10℃/分钟加热至200℃。记录 第一以及第二两者的热循环过程。测量第二循环吸热峰下的面积以及 用于测定Tc、Tm、以及Hf。计算结晶度百分数使用式:[在该熔融峰 下面积(焦耳/克)/B(焦耳/克)]*100,其中B是主要单体组分100%结 晶均聚物熔化热。B的这些数值获得自Bu,H.-S.;Cheng,S.Z.D.; Wunderl ich,B.Makromol.Chem.RapidCommun.1988,9,第75页, 207J/g(B)用作100%结晶聚丙烯,以及从Wunderl ich, B.Macromolecular Physics,第1卷,第388页,Academic Press, 1973,然而条件是数值293J/g用作100%结晶聚乙烯熔化热。除非另 作说明,本文报告的熔融以及结晶温度以及玻璃化转变温度是在二次 加热/冷却循环期间获得的。

在23℃的聚合物密度按照ASTM D-1505-10,通过密度柱体方法来 测定。

实施例

以下实施例说明本发明。

乙烯衍生单元的重量百分数(wt%C2),就各丙烯-乙烯无规共聚合 物(PEC)而言,通过FTIR决定。各乙烯-辛烯无规共聚物(EOC)的辛烯 衍生单元(C8)的重量百分数通过13C NMR确定。利用LS(光散射)检测 器通过GPC-3D获得重均分子量(Mw)。利用差示折射率(DRI)检测器测 定Mw/Mn比率。g'(g-最初)数据利用粘度计检测器确定。BV表示由ASTM D-3236测定的布氏粘度。Tg,Tc,Tm,以及Hf测定如上所述。

制备粘合剂所使用材料在实施例中标识如下。

"PEC-1","PEC-2",以及"PEC-3"是具有表1所示的性质的丙烯- 乙烯无规共聚物(丙烯-基聚合物)。

"EOC-1"以及"EOC-2"是具有表2所示的性质的乙烯-辛烯无规共 聚物(乙烯-基聚合物)。EOC-1以及EOC-2分别是Affini ty GA 1900 以及Affini ty GA 1950,以及可以从Dow Chemical Company获得。

表1

  PEC-1 PEC-2 PEC-3

Wt%C 3 95.8 98.2 95.3

Wt%C 2 4.2 1.8 4.7

Mw,kg/摩尔 22 29 31

Mw/Mn 4.14 2.71 2.37

G' 0.776 0.785 0.84

BV@190℃,mPa·sec 260 525 583

Tg,℃ -4.5 -9.8 -7.5

Tc,℃ 96 75 87

Tm,℃ 129 112 123

Hf,J/g 78 62 85

%结晶度 38 30 41

密度,g/cm 3 0.8930 0.8982 0.8919

tc,ns 3.73 9.43 7.69

表2

  EOC-1 EOC-2

Wt%C 2 59 62

Wt%C 8 41 38

Mw,kg/摩尔 22 26

Mw/Mn 2.17 1.98

G' 0.921 0.911

BV@190℃,mPa·sec 5412 11075

Tg,℃ -58 -53

Tc,℃ 52 54

Tm,℃ 69 73

Hf,J/g 47 50

%结晶度 16 17

密度,g/cm 3 0.8700 0.8740

t c,ns 132 253

就PEC的BV@190℃而言:PEC-1<PEC-2<PEC-3。就EOC的BV@190℃ 而言:EOC-1<EOC-2。在表1中的PEC很易碎以及难以模塑使得表1 所示的密度是利用具有不同wt%C2的PEC的密度的外推值,基于我们 的数据和来自Journal of Appl ied Polymer Science,第100卷,第 1651-1658页,2006的数据。

"Escorez 5400",获得自ExxonMobi l Chemical Company,是环脂 族烃类增粘剂树脂,其环球软化点为约100℃到约106℃。

"Polywax 3000",获得自Baker Petrolite,是合成蜡,其是具有 高线性度以及结晶度的完全饱和乙烯均聚物。它的密度是约0.98 g/cm3。此合成蜡具有窄分子量分布(Mw为3300g/mol,Mw/Mn为1.10), 149℃温度下的粘度为130mPa·sec,190℃温度下的粘度为55mPa·sec, 结晶温度115℃以及熔融温度为127℃。

"A-C 596P"是聚丙烯-马来酸酐共聚物,产自Honeywel l,Mw为 12,000g/mol,Mw/Mn为2.18,在190℃粘度为128mPa·sec,结晶温度 为102℃,熔融温度为133℃,以及Mettler下降点为143℃。A-C 596P 购自Honeywel l。

Irganox 1010是酚类抗氧剂(稳定剂),其熔点为约110℃至约 125℃以及密度(20℃下)为约1.15g/cm3。Irganox 1010从Ciba Specialty Chemicals,瑞士获得。

Polywax 3000以及AC596P性质显示于表3。

表3

实施例1-7

制备丙烯-基聚合物,PEC-1,的热熔粘合剂配制剂(HMA),其中 80wt%的PEC-1与添加剂包料进行混合,添加剂包料组成为Escorez 5400,Polywax 3000,A-C 596P、以及Irganox 1010,按重量百分比 为8/8/3/1(样品1)。为了比较,其中PEC-1与更高粘度EOC-1混合的 另外HMA,连同上述添加剂包料来制备(样品2-6)。此外制备基于80wt% 的EOC-1以及该添加剂包料的HMA(样品7)。表4显示基于PEC-1以及 更高粘度EOC-1的这些HMA组成以及性能,连同单独PEC-1以及EOC-1 的对比HMA。如所示,在HMA中将PEC-1结合进入EOC-1之内以降低它 的粘度。这些HMA的粘合力高于基于两聚合物中单独一种的HMA的粘 合力,如通过纤维撕裂数据所示,其中在不同的试验温度下全部数值 大于95%。更大百分比的纤维撕裂表示更高的粘合力。这些HMA适用 于非织造布应用,以及在木材加工或其它的应用,这是因为短凝固时 间以及低粘度对于这类粘合剂不是关键的性能。好的包装HMA要求更 短的凝固时间以及更低的HMA粘度、或两者。

表4

实施例8-18

制备两种其它丙烯-基聚合物,PEC-2以及PEC-3,的HMA,其中 80wt%的PEC-2(实施例8)以及80wt%的PEC-3(实施例13)与上述添加 剂包料混合。为了比较,另外基于PEC-2与更高粘度的EOC-1混合的 HMA(实施例9-12),以及基于PEC-3与更高粘度的EOC-1的HMA(实施 例14-18),连同上述添加剂包料来制备。基于80wt%的EOC-1以及上述 添加剂包料的HMA也进行比较(实施例7)。表5显示基于PEC-2与更 高粘度EOC-1的这些HMA,连同PEC-2以及单独EOC-1的对比HMA的 组成以及性能。表6显示基于PEC-3与更高粘度EOC-1的这些HMA, 连同PEC-3以及单独EOC-1的对比HMA的组成以及性能。如所示,使 PEC-2或者PEC-3结合进入在HMA中的EOC-1之内降低它的粘度。这 些HMA的粘合力(除实施例9以及10外)高于基于两种聚合物中单独一 种的HMA的粘合力,如通过纤维撕裂在不同的试验温度下全部大于85% 所示。实施例11以及15-17表示好的包装HMA,其凝固时间短于3秒, 在全部试验温度下纤维撕裂大于85%的程度,以及在177℃的低布氏粘 度。基于PEC-2或PEC-3与EOC-1掺混的其它HMA适用于非织造布应 用,以及在木材加工或其它的应用,这是由于长的凝固时间以及高粘 度。好的包装HMA要求更短的凝固时间以及更低的HMA粘度、或两者。

表5

表6

实施例19-21

制备基于中等粘度PEC-2以及高粘度EOC-2的HMA。表7显示这 些HMA的组成以及性能。如所示,EOC-2比EOC-1具有更高的BV(布氏 粘度),以致基于EOC-2以及PEC-2共混物的HMA具有更高BV@177℃。 好的包装HMA要求更短的凝固时间以及更低的HMA粘度,或两者。包 含PEC-2以及EOC-2共混物的这些HMA需要更多数量的添加剂,比如 增粘剂、蜡或油剂以降低熔体粘度以致HMA更适合于包料HMA应用。 然而,实施例21(32wt%的PEC-2以及48wt%的EOC-2),比实施例 22(80wt%的EOC-2)显示低得多的粘度,而对纸基材粘合性没有任何损 失。由于凝固时间长和/或粘度高,基于PEC-2以及EOC-2的其它HMA 适用于无纺的应用,和在木材加工或其它的应用。

表7

用于上面实施例粘合剂组合物中所有丙烯-基聚合物以及乙烯-基 聚合物的特性时间(tc)在0.1-10,000纳秒范围内(表1以及2)。

某些实施方案以及细节已经使用数字上限以及数字下限的组合描 述。应该理解的是任何下限至任何上限的范围是被预期的,除非另有 陈述。某些下限、上限以及范围出现在以下一个或多个权利要求中。 所有的数值是"约"或者"大约"的该指示值,以及考虑实验误差以及偏 差,其是本领域普通技术人员能预期的。

在权利要求中使用的术语一定程度上不是以上定义,它应该被给 与本领域技术人员已经为该术语给出的最宽广的定义,正如至少一种 印刷出版物或者授权专利所反映的那样。此外,所有的专利、试验方 法、以及在本申请中引证的其它文献完全引入作为参考,其程度使得 上述公开文献与本申请一致以及上述引用的权限全部是允许的。

尽管上述涉及本发明实施方案,可以构思其它的以及另外的本发 明实施方案,只要不背离其基本范围以及不背离下述权利要求对其确 定的范围。

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