CN1022418C - 使用热熔粘合剂粘合不同基材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及特别适用于把织物基材结合在一起的热熔粘合剂。本发明的热熔粘合剂是结晶性的共聚聚酯，它包括由对苯二甲酸，间苯二甲酸、乙二醇和己二醇衍生的重复单元。它的熔点一般在约95～125℃、玻璃化温度在约0～10℃。本发明也涉及用这样的热熔粘合剂把一种基材与另一种基材粘合在一起的方法。

Description

热熔粘合剂是一类粘合组合物，它是经冷却而成为固态并产生强度。它与其它粘合剂（比如乳液或挥发性粘合剂）不同，后者是通过使溶剂气化或除去溶剂而成为固态的。热熔粘合剂一般是一种固态热塑性物质。利用热使固态热熔粘合剂熔化，在除去热源之后，仅通过冷却就可使之固化。这是与热固性粘合剂完全不同的，后者通过加热固化或硬化，在继续加热时，仍然保持硬化的状态。

热熔粘合剂广泛用于包装、制鞋及其它工业中。由于它在熔融态很粘，而且很快就形成很结实的粘合力，因而是特别有用的。然而，有时这类组合物的使用受到限制，因为某些不希望的性能反过来影响了它的综合性能。比如，熔体粘度高使得这种粘合剂难于涂布在基材表面上，而热稳定性差会造成热降解。

为了在工业应用中得到满意的结果，除了在使用温度下必须具有所需的粘性以外，热熔粘合剂组合物还必须具有其它若干性能。具体说来，这类组合物在使用温度下必需表现出低的粘度，以便容易浸润基材表面，还应具有热稳定性以减少由于长时间加热、氧化和水解而造成的分子降解。

对于用于热敏感材料（如纺织品）的热熔粘合剂，重要的是要具有较低的熔点。然而，在进行纺织品复合时，过分低的粘度是不利的。在这种情况下，目标是在一层衬材上粘上一层面材而且使复合的材料仍然保持织物的特性。在进行织物复合时，粉末状熔融粘合剂是较好的。藉助于专门的涂布机***，在衬材（一般是无纺物）上使这种粉末熔融，然后通过热和压力将其粘到面材上。在这类纺织品的应用中，也需要对干洗流体有很高耐受性的热熔粘合剂。

本发明涉及一种具有低熔点的结晶共聚聚酯，它可用作热熔粘合剂，其熔点较低一般为95～125℃。本发明的共聚聚酯也可耐通常的干洗溶剂

和洗涤剂，因而能用于服装工业中，用来把织物和衬材粘在一起。

本发明比较明确地公开了具体使用作热熔粘合剂的共聚聚酯，它包括从以下各顶衍生的重复单元：（a）一种二元酸组份，基本上由（1）70～95%（摩）的对苯二甲酸和（2）10～30%（摩）的间苯二甲酸组成;和（b）一种二元醇组份，基本上由（1）10～20%（摩）的乙二醇和（2）80～95%（摩）的己二醇组成。

令人惊异的是，尽管本发明的热塑性共聚聚酯的熔点低，但却有很好的结晶度，因为一般人们认为它们会是无定形的，至多不过有很低的结晶度，以致无论如何不能用作能耐受典型干洗剂作用的熔融粘合剂。然而，已经确定，本发明的共聚聚酯能耐受普通的干洗剂。因此，本发明的共聚聚酯的特征在于，其在25℃的1，1，2，2-四氯乙烯中的溶解度小于0.3%。

本发明的结晶共聚聚酯是通过二元酸组份与二元醇组份的反应制备的。使用的二元酸组份是对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合物。使用的二元醇是乙二醇和己二醇的混合物。

当然，二元酸组分可以是一种二酯，比如对苯二甲酸二甲酯。因此，这里使用“二元酸组分”这个术语意味着包括二酯。而这里使用“二元醇组分”这个术语也被认为包括二醇醚（二醚）。这种聚酯组合物可以用现有技术中已知的任何惯用的方法来制造。这就是说，采用现有文献与技术中已知方法惯用的温度、催化剂、催化剂用量、稳定剂等。

一种三段工艺可用来制备本发明的结晶共聚聚酯。在这样一种操作中的各阶段，一般主要由以下三步组成：（1）对苯二甲酸酯与二羟醇的酯交换反应，（2）酯交换产物同间苯二甲酸及对苯二甲酸直接酯化，以及（3）这样形成的醇酯在高温和催化剂存在下进行缩聚。酯交换和直接酯化阶段最好在惰性气氛和在适当的催化剂（如烷氧基钛或醋酸锌）存在下进行。这种技术要求在至少4个小时的时间内总体反应温度在180～290℃。实际反应温度范围及反应时间在很大程度上取决于使用的反应物和催化剂。缩聚的程度将取决于共聚聚酯的预期分子量。此外，这类共聚聚酯也可以根据来源的难易和是否容易运输直接从其二烷基酯来制备。典型的熔融聚合技术包括在whinfield等人的美国专利2，465，319以及特别是在Snyder的美国专利2，623，031中所叙述的酯交换反应。关于制备类似共聚聚酯的补充信息可从B.Golding著D.Van    Nostrand    Co.，lnc.1959年出版的《Polymers    and    Resins》第283～289页中找到。

发生反应以形成本发明结晶共聚聚酯的混合物中的二元醇组分在数量上应足以保证进行酯交换。因此，使用的二元醇组分的数量要比化学式计算需要的量过量一般是有益的。在二元酸组分中使用的对苯二甲酸和间苯二甲酸的量将被调节得使制得的共聚聚酯中，含有70～90%（摩）的结合对苯二甲酸和10～30%（摩）的结合间苯二甲酸（以共聚聚酯中二元酸组分的总量为基础）。换句话说，在这种共聚聚酯中，有70～90%（摩）的二元酸重复单元是由对苯二甲酸衍生出的，而在这种共聚聚酯中，有10～30%（摩）的重复单元是由间苯二甲酸衍生出来的。使用的乙二醇和己二醇的量应调节到，使得制备出的共聚聚酯含有10～20%（摩）的乙二醇和80～90%（摩）的己二醇。换句话说，在这样的共聚聚酯中，10～20%（摩）的二元醇重复单元是由乙二醇衍生物的，80～90%（摩）的二元醇重复单元是由己二醇衍生的。由于乙二醇和己二醇的挥发性有很大差别，在其投料量和结合比之间一般存在着非常大的差值。为了得到给定的乙二醇/己二醇的结合比所需要的投料单体中乙二醇和己二醇的精确比值，随着反应条件和使用的反应器设计而有所不同，但是可以由在使用惯用的工程方法的技术中具有通用技巧的人来定出这个比值。例如，在典型的反应器中，需要乙二醇与己二醇的投料比为40∶60～55∶45，为的是得到10∶90～20∶80的结合比。

本发明的结晶共聚聚酯典型地由含有70～90%（摩）的对苯二甲酸和10～30%（摩）的间苯二甲酸的二元酸组份衍生而来。对于结合的二元酸组分，含有75～85%（摩）的对苯二甲酸和15～25%（摩）的间苯二甲酸较好。在这样的可结晶共聚聚酯中的结合二元醇组份将包括10～20%（摩）的乙二醇和80～90%（摩）的己二醇。对于结合的二元醇组份，一般含有15～18%（摩）的乙二醇和82～85%（摩）的己二醇较好。

生成的热熔粘合剂组合物能够被取出，而且立即可被用在热料槽中。它还可以被熔融挤成带形或 变为粒、棒、小圆柱、条状或短条状，它还可以被造粒或切成小方块，这要看它随后进行热熔时使用什么样的设备。作为另一种方法，刚制备的粘合剂可以放到一个经冷却的盘中，成为块状物供以后使用。

任意地，可把粘合剂涂敷在惯用的涂有有机硅的隔离纸上存放起来直到需要使用时，使用前将粘合剂膜从隔离纸上撕下来，用于所选择的基材上。

当加热本发明的粘合剂到其熔点以上而使其能起作用时，它就变粘并能形成粘合剂。

虽然本发明的共聚聚酯本身就是满意的热熔粘合剂，但如果需要的话，可以加入惯用的添加剂，以改善由它形成膜的某些性能。惯用的添加剂或稀释剂，像增粘树脂、抗静电剂、防火剂、增塑剂、稳定剂或着色剂都可以使用。

一般在粘合剂中用作填充剂的填料，如果需要的话也可以加到本发明的粘合剂中，这种填料的例子包括粘土、滑石、氧化硅、碳酸钙等。可以在制备粘合剂时加入填料，或者在以后混入，两种或多种填料的混合物也可使用。

所有的本发明的各种新型热熔粘合剂都可广泛地用于各种应用中，比如在服装、纸张、皮革方面用作天然织物及合成织物的粘合剂，在用作容器的纸板方面作粘合剂等。

可以用任何普通的热熔设备实现本发明热熔粘合剂的实际应用。一般是先在温度为100～140℃的涂布槽中把粘合剂预熔融。然后用一个涂布辊或挤出嘴在任何所需的基材上涂上一层涂层或是一定式样的条或是一串连续的珠状，涂膜的最终干燥厚度约0.5～4.0密耳。这样涂好的基材然后马上叠合或转送到即将被粘合的另一基材的表面上。当粘合涂层冷到室温时，粘合过程就完成了。

在制鞋时，一般用热塑性可变形合成材料作为增强盖。这种材料最好是长条形的，可以把本发明的共聚聚酯涂在上面作为热熔粘合剂。在热熔粘合剂***之后，增强盖的半成品被冲压下来，并在同时加热与加压的作用下，粘到鞋面材料上。在下一步操作中，把涂有粘合剂的鞋内衬，类似地在热和压力作用下粘在刚才的复合层上，这就使得增强盖粘到了鞋的内衬与鞋面材之间了。鞋面的成型最好与加衬鞋衬里材料同时进行。在加衬鞋衬里材料的过程中，视具体情况，增强盖或其半成品必须不移动或基本不和鞋面材料分离。在同时使用热和压力用熔融粘合剂把鞋面材料粘到鞋底以后的工艺过程中，鞋内衬不得发生移动或与鞋面材料分离。

为了更充分地说明本发明的实质和实施本发明的方法，提供以下的实施例。除非另有说明，所有份数和百分比都以重量计。

实施例1

使用普通的缩聚技术制备含有17%（摩）乙二醇和83%（摩）己二醇（以结合的二元醇组分总量为基础）的二元醇组分和含80%（摩）的对苯二甲酸和20%（摩）的间苯二甲酸（以结合的二元酸组分总量为基础）的二元酸组分的结晶性共聚物。制得的共聚聚酯经测定其特性粘度为0.79，羧基值为20，玻璃化温度为5℃，熔点为106℃。经测定，这样制得的共聚聚酯的半结晶时间在57℃为1.7分钟。在工业应用中，半结晶时间少于2分钟就是非常满意的了。这是因为半结晶时间过长会限制挤出量。

能够耐受干洗溶剂对织物内衬粘合剂的良好性能是至关重要的。在本实验中制备的结晶性共聚聚酯对最普通的干洗溶剂（1，1，2，2-四氯乙烯）的耐受性相应地进行了测定。具体是这样做的，把由结晶性共聚聚酯制成的浸泡块放在Perclene（1，1，2，2-四氯乙烯）中泡3小时，然后干燥该小块1小时，最后测增重。经测量增重约为2%。这表示对1，1，2，2-四氢乙烯的耐受性是很好的。实际上，在Perclene中浸泡12小时以后，经测定增重只有4.8%。这进一步表明，结晶性聚酯对干洗液有优异的耐受性。

结晶性共聚聚酯还可在纺织品的应用方面用作可熔融内衬。据报道，在这方面的应用中具有优异的性能。例如，它有所需要的熔点、玻璃化温度和耐干洗溶剂性。

虽然为了说明本发明，已经展示了某些有代表性的实例和细节，但对于熟悉本技术的人员这一点是明确的，即在这里可以进行各种改变及改进而不脱离本发明的范围。

Claims (8)

1、在不同的基材之间放入可热熔的材料，并把基材保持在充分的并列位置直至所述的材料熔融，并把所述的一个基材与另一个基材粘合在一起的方法，所做的改进包括使用一种特别适用作热熔粘合剂的共聚聚酯作为可热熔的材料：

该共聚聚酯由(a)二元酸组分和(b)二元醇组分得到的重复单元所组成；其中(a)由(1)70～90%(摩)的对苯二甲酸和(2)10～30%(摩)的间苯二甲酸组成，而(b)由(1)10～20%(摩)的乙二醇和80～90%(摩)的已二醇组成。

2、在不同的基材之间放入可热熔的材料，并把基材保持在充分的并列位置直至所述的材料熔融，并把所述的一个基材与另一个基材粘合在一起的方法，所做的改进包括使用一种特别适用作热熔粘合剂的共聚聚酯作为可热熔的材料：

该共聚聚酯由（a）二元酸组分和（b）二元醇组分得到的重复单元所组成;其中的（a）由（1）75～85%（摩）的对苯二甲酸和（2）15～25%（摩）的间苯二甲酸组成，而（b）由（1）10～20%（摩）的乙二醇和80～90%（摩）的己二醇组成。

3、在不同的基材之间放入可热熔的材料，并把基材保持在充分的并列位置直至所述的材料熔融，并把所述的一个基材与另一个基材粘合在一起的方法，所做的改进包括使用一种特别适用作热熔粘合剂的共聚聚酯作为可热熔的材料：

该共聚聚酯由（a）二元酯组分和（b）二元醇组分得到的重复单元所组成;其中的（a）由（1）70～90%（摩）的对苯二甲酸和（2）10～30%（摩）的间苯二甲酸组成，而（b）由（1）15～18%（摩）的乙二醇和（2）82～85%（摩）的己二醇组成。

4、按照权利要求1的方法，其中聚酯以加热熔融体的形式置于所述基材之间。

5、按照权利要求1的方法，其中聚酯以固体的形式置于所述的基材之间，然后使之经受足够的温度与压力把所述基材联合在一起。

6、按照权利要求1的方法，其中至少有一种所述的基材是纺织品。

7、按照权利要求1的方法，其中至少有一种所述的基材为天然皮革或人造革。

8、按照权利要求1的方法，其中所述聚酯置于鞋衬里材料和鞋面材料之间，而且在这个位置上受到足够的温度与压力，把所述的衬里材料和鞋面材料联合在一起。