CN113825813B - 粘合剂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种组合物含有:(A)乙烯/α‑烯烃共聚物,所述乙烯/α‑烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc,并且所述乙烯/α‑烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;(C)增粘剂;以及(D)蜡。
Description
背景技术
在粘合剂行业,基于烯烃的聚合物与增粘剂和蜡一起调配,用于生产具有适用于包装粘合剂和其它应用的粘合性质的热熔胶(HMA)。已经尝试通过用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物调配HMA。然而,尽管含有EVA共聚物的HMA可以表现出足够的高温粘合性能(如热应力),但HMA表现出较差的低温粘合性能(如纤维撕裂)。
本领域认识到需要扩展可用于提供合适粘合性能的HMA调配物中的基于烯烃的聚合物的种类。本领域还认识到需要扩展可用于提供合适的粘合性能的HMA调配物中的基于烯烃的聚合物的种类,如用于在低温和高温两者下难以粘合基材如纸板。
发明内容
本公开提供了一种组合物。所述组合物含有:(A)乙烯/α-烯烃共聚物,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc,并且所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;(C)增粘剂;以及(D)蜡。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的热应力样品固持器的示意图。
定义
对元素周期表(PeriodicTable of Elements)的任何参考是如CRC出版公司(CRCPress,Inc.)于1990-1991年出版的元素周期表。通过用于对各族进行编号的新记号法来提及所述表中的一族元素。
出于美国专利实践的目的,任何提及的专利、专利申请或公布的内容均全文以引用方式并入(或其等效美国版以引用方式如此并入),尤其是关于本领域中的定义(在不会与本公开中具体提供的任何定义不一致的情况下)和常识的公开内容。
本文公开的数值范围包含来自上限值和下限值的所有值,并且所述所有值包含上限值和下限值。对于含有明确值的范围(例如,1或2或3到5或6或7的范围),包含任何两个明确值之间的任何子范围(例如,以上范围1-7包含子范围1到2;2到6;5到7;3到7;5到6;等)。
除非相反地说明,由上下文暗示或在所属领域中惯用,否则所有份数和百分比都以重量计,并且所有测试方法都是到本公开的提交日为止的现行方法。
“粘合剂组合物”是能够在施加热和/或压力下将相关基材接合在一起的组分的混合物。合适的粘合剂组合物的非限制性实例是热熔性粘合剂(HMA)组合物。“热熔性粘合剂(HMA)组合物”是能够在施加热或更通常地施加热和压力下将相关基材接合在一起的组分的混合物。
术语“嵌段共聚物”或“链段共聚物”是指包括以线性方式而不是以悬垂或接枝方式接合的两个或更多个化学上不同的区域或链段(被称为“嵌段”)的聚合物,即包括相对于聚合官能团端对端接合(共价键合)的化学上不同的单元的聚合物。在实施例中,嵌段的不同之处在于并入其中的共聚单体的量或类型、密度、结晶度的量、结晶度的类型(例如,聚乙烯相对于聚丙烯)、可归因于此类组成的聚合物的微晶大小、立构规整度(全同立构或间同立构)的类型或程度、区域规则度或区域不规则度、支化的量(包含长链支化或超支化)、均勻度或任何其它化学或物理性质。
术语“组合物”是指包括所述组合物以及由所述组合物的材料形成的反应产物和分解产物的混合物。
术语“包括”、“包含”、“具有”及其派生词并不意图排除任何另外的组分、步骤或程序的存在,无论其是否被具体公开。为了避免任何疑问,除非相反地说明,否则通过使用术语“包括”所要求保护的所有组合物可以包含任何另外添加剂、佐剂或化合物,无论呈聚合或其它形式。相比之下,术语“基本上由……组成”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序,除了对操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由......组成”排除未具体描绘或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外说明,否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。单数的使用包含复数的使用,并且反之亦然。
“基于乙烯的聚合物”是含有超过50重量%的聚合乙烯单体(按可聚合单体的总量计)并且任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。基于乙烯的聚合物包含乙烯均聚物和乙烯共聚物(意指衍生自乙烯和一种或多种共聚单体的单元)。术语“基于乙烯的聚合物”和“聚乙烯”可互换使用。基于乙烯的聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包含低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯。线性聚乙烯的非限制性实例包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、多组分基于乙烯的共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也被称为烯烃嵌段共聚物(OBC))、单位点催化的线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、基本上线性或线性塑性体/弹性体和高密度聚乙烯(HDPE)。通常,聚乙烯可在气相、流化床反应器、液相淤浆工艺反应器或液相溶液工艺反应器中使用非均相催化体系(如齐格勒-纳塔催化剂),包括第4族过渡金属和配体结构的均相催化体系(如茂金属、非茂金属金属中心的杂芳基、杂价芳氧基醚、膦亚胺等)生产。非均相和/或均相催化剂的组合还可以用于单反应器或双反应器配置中。在一个实施方案中,基于乙烯的聚合物不含有在其中聚合的芳香族共聚单体。
“乙烯塑性体/弹性体”是包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元的基本上线性的或线性的含有均相短链支化分布的乙烯/α-烯烃共聚物。乙烯塑性体/弹性体的密度为0.870g/cc,或0.880g/cc,或0.890g/cc到0.900g/cc,或0.902g/cc,或0.904g/cc,或0.909g/cc,或0.910g/cc,或0.917g/cc。乙烯塑性体/弹性体的非限制性实例包含AFFINITYTM塑性体和弹性体(可购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company))、EXACTTM塑性体(可购自埃克森美孚化学(Exxon Mobil Chemical))、TafmerTM(可购自三井(Mitsui))、NexleneTM(可购自鲜京化学公司(SK Chemicals Co.))和LuceneTM(可购自乐金化学有限公司(LG Chem Ltd.))。
“高密度聚乙烯”(或“HDPE”)是具有至少一种C4–C10α-烯烃共聚单体或C4-C8α-烯烃共聚单体并且密度大于0.94g/cc、或0.945g/cc、或0.95g/cc或0.955g/cc到0.96g/cc、或0.97g/cc或0.98g g/cc的乙烯均聚物或乙烯/α烯烃共聚物。HDPE可以是单峰共聚物或多峰共聚物。“单峰乙烯共聚物”是在显示分子量分布的凝胶渗透色谱法(GPC)中具有一个独特峰的乙烯/C4–C10α-烯烃共聚物。“多峰乙烯共聚物”是在显示分子量分布的GPC中具有至少两个独特峰的乙烯/C4-C10α-烯烃共聚物。多峰包含具有两个峰(双峰)的共聚物以及具有多于两个峰的共聚物。HDPE的非限制性实例包含各自可购自陶氏化学公司的DOWTM高密度聚乙烯(HDPE)树脂、ELITETM增强聚乙烯树脂以及CONTINUUMTM双峰聚乙烯树脂、可购自莱昂德尔巴塞尔工业公司(LyondellBasell)的LUPOLENTM以及来自北欧化工公司(Borealis)、英力士公司(Ineos)、埃克森美孚公司的HDPE产品。
“互聚物”是通过使至少两种不同的单体聚合来制备的聚合物。此通用术语包含共聚物,通常用于指由两种不同单体制备的聚合物,以及由多于两种不同单体制备的聚合物,例如三元共聚物、四元共聚物等。
“低密度聚乙烯”(或“LDPE”)由乙烯均聚物或包括至少一种C3–C10α-烯烃,优选地密度为0.915g/cc到0.940g/cc并且含有具有宽MWD的长链分支的C3–C4的乙烯/α-烯烃共聚物组成。LDPE通常借助于高压自由基聚合(具有自由基引发剂的管状反应器或高压釜)而生成。LDPE的非限制性实例包含MarFlexTM(雪佛龙菲利斯)、LUPOLENTM(莱昂德尔巴塞尔工业公司(LyondellBasell))、以及来自北欧化工、英力士、埃克森美孚等LDPE产品。
“线性低密度聚乙烯”(或“LLDPE”)是含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物,所述非均相短链支化分布包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元。LLDPE的特征在于与常规LDPE相比长链支化(如果存在的话)极少。LLDPE的密度为0.910g/cc、或0.915g/cc、或0.920g/cc、或0.925g/cc到0.930g/cc、或0.935g/cc、或0.940g/cc。LLDPE的非限制性实例包含各自可购自陶氏化学公司的TUFLINTM线性低密度聚乙烯树脂和DOWLEXTM聚乙烯树脂;以及MARLEXTM聚乙烯(可购自雪佛龙菲利普斯公司)。
“多组分基于乙烯的共聚物”(或“EPE”)包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元,如以下专利参考所述的:USP 6,111,023;USP5,677,383;以及USP 6,984,695。EPE树脂的密度为0.905g/cc、或0.908g/cc、或0.912g/cc、或0.920g/cc到0.926g/cc、或0.929g/cc、或0.940g/cc、或0.962g/cc。EPE树脂的非限制性实例包含各自可购自陶氏化学公司的ELITETM增强型聚乙烯和ELITE ATTM先进技术树脂;可购自诺瓦化学公司(NovaChemicals)的SURPASSTM聚乙烯(PE)树脂;以及可购自从鲜京化学公司(SK Chemicals Co)的SMARTTM。
“基于烯烃的聚合物”或“聚烯烃”是含有超过50重量%的聚合烯烃单体(按可聚合单体的总量计)并且任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。基于烯烃的聚合物的非限制性实例包含基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物。
“聚合物”是通过使呈聚合形式提供构成聚合物的多个和/或重复“单元”或“单体单元”的无论相同或不同类型的单体聚合而制备的化合物。因此,通用术语聚合物涵盖术语均聚物,通常用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物,和术语共聚物,通常用于指由至少两种类型的单体制备的聚合物。聚合物还涵盖所有形式的共聚物,例如,无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示如上所述分别使乙烯或丙烯与一种或多种额外可聚合α-烯烃单体聚合而制备的共聚物。应注意,尽管聚合物经常称作由一种或多种特定单体“制成”,“基于”特定的单体或单体类型,“含有”特定的单体含量等,但在此上下文中,术语“单体”应理解为指特定单体的聚合遗余物,而不是未聚合的物质。通常,本文的聚合物指代基于聚合形式的相应单体的“单元”。
“基于丙烯的聚合物”是指含有超过50重量%的聚合丙烯单体(按可聚合单体的总量计)以及任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。
“单位点催化的线性低密度聚乙烯”(或“m-LLDPE”)是包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元的含有均相短链分支分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物。m-LLDPE的密度为0.913g/cc、或0.918g/cc、或0.920g/cc到0.925g/cc、或0.940g/cc。m-LLDPE的非限制性实例包含EXCEEDTM茂金属PE(可购自埃克森美孚化学公司)、LUFLEXENTMm-LLDPE(可购自利莱昂德尔巴塞尔工业公司)和ELTEXTMPF m-LLDPE(可购自英力士烯烃和聚合物公司(IneosOlefins&Polymers))。
“超低密度聚乙烯”(或“ULDPE”)和“极低密度聚乙烯”(或“VLDPE”)各自为包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3–C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4–C8α-烯烃共聚单体、或至少一种C6–C8α-烯烃共聚单体的单元的含有非均相短链分支分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物。ULDPE和VLDPE的密度各自为0.885g/cc,或0.90g/cc到0.915g/cc。ULDPE和VLDPE的非限制性实例包含各自可购自陶氏化学公司的ATTANETMULDPE树脂和FLEXOMERTM VLDPE树脂。
测试方法
根据ASTM D 1386/7测量酸值(或酸数)。酸值是物质中存在的未反应脂肪酸含量的量度。酸值是中和一克物质(例如,蜡)中存在的游离羧酸所需要的氢氧化钾的毫克数。酸值单位为mg KOH/g。
根据ASTM D792,方法B对密度进行测量。以克(g)每立方厘米(g/cc或g/cm3)对结果进行记录。
根据ASTM D3954测量滴点。
组合物的纤维撕裂度(%)根据标准化方法使用双向拉伸聚丙烯(BOPP)层压纸板确定。将样品组合物加热至177℃,并且通过沿纸板试样纵向拉动样品组合物用刮刀或热熔胶施加器将样品组合物珠粒(以每米2.1克的重量施加)施加到纸板试样(25.4mm×76.2mm)上,并且将第二试样快速(在1秒内)放置在样品组合物的顶部,在2.5巴(250kPa)的压力下保持10秒以保持粘合就位。将样品在室温和54%相对湿度下调节24小时。调节后,立即通过在一个角下方***刮刀的刀片以将角折叠起来,从而将样品(n=5)拉开。然后将样品放置在水平表面上,具有折角的一面朝上。在将样品保持在尽可能接近设定在测试温度的加热或冷却源的情况下,以相对于每个试片的纵向轴线成大约45-90°的角度尽可能快地手动拉动折角,以撕开粘合剂粘合部。以25%的增量(即,0%、25%、50%、75%和100%)估算撕裂的纤维的百分比(纤维撕裂度),并且记录平均值。
根据由包装专业协会(Institute of Packaging Professions)(IoPP)编制的《建议用于测定热熔胶的热应力抗性的测试方法(Suggested Test Method for Determiningthe Heat Stress Resistance of Hot Melt Adhesives)》方法T-3006测量热应力抗性(热应力)。为了制备一个样品,通过使用Inatec粘结测试仪(应用温度177℃)施涂0.00014lb/in的组合物(约0.12–0.13克)来使尺寸为2英寸(50.8mm)×3-3/16英寸(81mm)和2英寸(50.8mm)×5-1/2英寸(139.7mm)的两个纸板试片(切割有沿长方向的凹槽)粘结。此测试仪用于在恒定压力下压缩试样,并且不需要进一步加热。垂直于较短试片的中心的凹槽涂覆组合物,并且对试片进行粘结,使得组合物距长试片的一端3/4英寸(19mm)。每种组合物制备五个复本。将每个试片在22℃-23℃和50%相对湿度下储存24小时。如图1所示,然后将样品(10)装入样品架(12)中,使短的试片端与样品架(12)的边缘对齐,如图1所示。样品(10)用样品架(10)的宽板(14)固持就位,并且用蝶形螺帽(16)将板(14)固定到样品架(12)上。将“200g”重物(18)附接到试片(20)上,离粘结的距离为3.94英寸(100mm)。通过将附接到重物的栓钉放入在较长试片的末端处制成的孔中来固定重物(18)。然后将含有试片(20)和附接重物(18)的样品架(12)放入对流烘箱(未示出)中,在设定温度下进行平衡,并且在烘箱中保持24小时。在24小时结束时,如果至少80%的粘合(即,4个粘合)未破坏,则认为样品在测试温度下通过了耐热性测试。改变烘箱温度,直到测定到最大传递热应力抗性(温度)。每个测试温度都使用所有的新粘结试片样品。结果记录为热应力温度(℃)。
根据ASTM D1238,在条件190℃/2.16千克(kg)重量下测量熔融指数(MI)并且以每10分钟洗脱的克数(克/10分钟)进行报告。
根据ASTM D 3236使用布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度计(型号DV0III,版本3)和SC-31热熔粘度计转子测量以下物质的熔体粘度:在177℃下的基于乙烯的共聚物;在177℃下的组合物;在190℃下的官能化的基于丙烯的聚合物;在135℃下的基于乙烯的聚合物蜡;以及在190℃下的基于丙烯的聚合物蜡。将样品倒入铝一次性管状室中,转而将所述室***布鲁克菲尔德加热器(Brookfield Thermosel)中,并且锁定就位。样品室在底部具有与布鲁克菲尔德加热器的底部适配的槽口,以确保当主轴***并且旋转时不会使所述室转动。将样品(大约8-10克)加热到所需温度直到熔融样品在样品室顶部下方一英寸处为止。降低粘度计设备,并且将主轴浸没在样品室中间,其中所述主轴不与所述室的侧面接触。继续降低,直到粘度计上的支架在加热器上对齐为止。将粘度计接通,并且设定成以平稳剪切速率运行,按粘度计的rpm输出计,所述剪切速率会引起转矩读数在40%到60%的总转矩容量的范围内。每分钟获取一次读数,持续15分钟,或直到值稳定的时刻记录最终读数。
根据ASTM E28使用梅特勒托利多FP900热值分析***(Mettler Toledo FP900Thermosystem)测量环球软化点。
根据ASTM D 1525测量维卡软化点。
差示扫描量热法(DSC)
差示扫描量热法(DSC)可用于测量聚合物在宽温度范围内的熔融、结晶和玻璃化转变行为。例如,使用配备有冷藏冷却***(RCS)和自动取样器的TA仪器(TA Instruments)Q1000 DSC来执行此分析。在测试期间,使用50毫升/分钟的氮气吹扫气流。在190℃下将每个样品熔融压制成薄膜;然后将熔融样品空气冷却到室温(25℃)。从经过冷却的聚合物中抽取3–10mg,6mm直径样本;称重;放置于轻铝盘(50mg)中,并且进行卷曲关闭。接着执行分析以确定其热性质。
通过使样品温度斜升和斜降以产生热流对温度的曲线来确定样品的热行为。首先,将样品快速加热到180℃并且保持等温3分钟以便去除其热历程。接下来,以10℃/分钟冷却速率将样品冷却到-80℃并且在-80℃下保持等温3分钟。然后以10℃/分钟的加热速率将样品加热到180℃(这是“第二加热”匀变)。记录冷却和第二加热曲线。确定的值为外推的熔融开始温度Tm和外推的结晶开始温度Tc。
通过首先在熔融转变的开始与结束之间绘制基线来根据DSC加热曲线确定熔点Tm。接着对熔融峰的低温侧上的数据绘制切线。此线与基线的相交处是外推的熔融开始温度(Tm)。这如在Bernhard Wunderlich,《聚合材料的热表征中的热分析基础(The Basis ofThermal Analysis,in Thermal Characterization of Polymeric Materials)》92,277–278(Edith A.Turi编辑,第2版1997)中所描述。
结晶温度Tc如上从DSC冷却曲线确定,不同之处在于在结晶峰的高温侧上绘制切线。此切线与基线相交的地方为结晶(Tc)的外推起始点。
玻璃化转变温度Tg由其中一半样品已经得到液体热容的DSC加热曲线确定,如Bernhard Wunderlich,《聚合材料的热表征中的热分析基础》92,278-279(Edith A.Turi编辑,第2版1997)中所描述。从玻璃化转变区域上方和下方绘制基线并且通过Tg区域外推所述基线。样品热容在这些基线中间的温度是Tg。
剥离粘合破坏温度(PAFT)和剪切粘合破坏温度(SAFT)
在剥离模式下使用Cheminstruments OSI-8可编程烘箱用100克重物根据ASTM D4498测试剥离破坏温度(PAFT)。测试开始于40℃,并且温度以0.5℃/分钟的平均速率升高。
在剪切模式下使用Cheminstruments OSI-8可编程烘箱用500克重物根据ASTM D4498测量剪切破坏温度(SAFT)。测试开始于40℃,并且烘箱温度以0.5℃/分钟的平均速率匀变。记录样本失效时的温度。
使用两张60g/m2的牛皮纸(每张尺寸为6英寸×12英寸(152mm×305mm))制备用于进行PAFT和SAFT测试的样品。在纵向且以1英寸(25mm)的间隙隔开的底部纸张上以平行方式粘附两个1.75英寸或2英寸(45mm或51mm)宽的单面压敏胶带(如遮蔽胶带)条。将待测组合物样品加热到177℃(350℉)并且以均匀方式细洒在胶带条之间形成的间隙的中间。然后,在组合物可能过度变稠之前,使两根玻璃棒(一根棒紧跨在胶带上并且垫在具有同一胶带的条的间隙的两侧,随后是第二根棒和(两根棒之间的)第二张纸)沿纸的长度向下滑动。这以以下方式完成:使得第一根棒将组合物均匀地铺展在胶带条之间的间隙中,并且第二根棒将第二张纸均匀地压缩在间隙的顶部和胶带条的顶部。因此,在两个胶带条之间产生了单个的1英寸(25.4mm)宽的样品组合物条,并且对纸张进行粘结。将如此粘结的纸张横向切成宽度为1英寸(25.4mm)且长度为3英寸(76.2mm)的条,每个条在中心具有1英寸×1英寸(25mm×25mm)的粘合剂样品粘结。将条在室温(23℃)和54%相对湿度下调节24小时。然后在PAFT和SAFT测试中根据需要使用条。测试来自每个组合物样品的两个样本,并且记录PAFT和SAFT的平均失效温度。
凝胶渗透色谱法(GPC)
使用凝胶渗透色谱(GPC)***测量重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
“Z平均分子量”(Mz)是三阶矩的平均摩尔质量。Mz是使用凝胶渗透色谱(GPC)***测量的。
Mw、Mn和Mz根据以下等式(1)-(3)计算:
其中,Wfi是第i个组分的重量分数,并且Mi是第i个组分的分子量。多分散性根据以下等式(4)计算:
具体实施方式
本公开提供了一种组合物。所述组合物含有:(A)乙烯/α-烯烃共聚物,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc,并且所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;(C)增粘剂;以及(D)蜡。
在实施例中,所述组合物是粘合剂组合物。
A.乙烯/α-烯烃共聚物
所述组合物含有乙烯/α-烯烃共聚物。所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc并且所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s。
合适的乙烯/α-烯烃共聚物的非限制性实例包含LDPE和线性聚乙烯。线性聚乙烯的非限制性实例包含LLDPE、ULDPE、VLDPE、EPE、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也被称为OBC)、m-LLDPE、基本上线性或线性塑性体/弹性体(POP)和其组合。在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物是POP。
在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物含有以下、基本上由以下组成或由以下组成:(i)乙烯和(ii)C3–C8α-烯烃或C4–C8α-烯烃或C6–C8α-烯烃共聚单体。在实施例中,α-烯烃共聚单体选自己烯和辛烯。在另外的实施例中,α-烯烃是辛烯。
在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物是乙烯/辛烯共聚物。
在实施例中,按所述乙烯/α-烯烃共聚物的总重量计,所述乙烯/α-烯烃共聚物含有(i)乙烯和(ii)20wt%到36wt%或40wt%的C6–C8α-烯烃共聚单体。在实施例中,按所述乙烯/α-烯烃共聚物的总重量计,所述乙烯/α-烯烃共聚物含有(i)60wt%或64wt%到80wt%的衍生自乙烯的单元;以及(ii)互补量的衍生自C6–C8α-烯烃共聚单体的单元或20wt%到36wt%或40wt%的衍生自C6–C8α-烯烃共聚单体的单元。
所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc。在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc、或0.860g/cc、或0.865g/cc或0.870g/cc到0.875g/cc,或0.880g/cc,或0.885g/cc,或0.890g/cc或0.895g/cc。在另一个实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.870g/cc到0.880g/cc或0.870g/cc到0.875g/cc。
所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s。在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s、或10,000mPa·s、或15,000mPa·s或17,000mPa·s到20,000mPa·s,或25,000mPa·s,或30,000mPa·s,或40,000mPa·s或50,000mPa·s。在另一个实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为10,000mPa·s到20,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s。
在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物的玻璃化转变温度Tg为-60℃或-58℃到-55℃或-50℃或-40℃或-20℃。在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物的熔融温度Tm为40℃或50℃或55℃或60℃或65℃或70℃到75℃或77℃或80℃或85℃或90℃或100℃或110℃或120℃。在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物的结晶温度Tc为50℃、或55℃、或60℃、或65℃、或70℃到75℃、或80℃或90℃。
在实施例中,所述乙烯/α-烯烃共聚物是(i)密度为0.855g/cc到0.895g/cc、或0.870g/cc到0.880g/cc或0.870g/cc到0.875g/cc;(ii)在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s、或10,000mPa·s到20,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s的乙烯/辛烯共聚物。在实施例中,按所述乙烯/辛烯共聚物的总重量计,所述乙烯/辛烯共聚物由(i)乙烯和(ii)20wt%到36wt%或40wt%的辛烯共聚单体组成。在另外的实施例中,所述乙烯/辛烯共聚物具有以下性质中的一种、一些或全部性质:(i)Tg为-60℃到-20℃或-58℃到-55℃;和/或(ii)Tm为40℃到120℃或70℃到75℃;和/或(iii)Tc为50℃到90℃、或50℃到75℃或70℃到75℃。
乙烯/α-烯烃共聚物可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
B.官能化的基于丙烯的聚合物
所述组合物含有官能化的基于丙烯的聚合物。所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团。所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol。
“官能化的基于丙烯的聚合物”是指基于羧酸的部分与基于丙烯的聚合物链键合的基于丙烯的聚合物(例如,基于羧酸的部分接枝到丙烯/α-烯烃互聚物链)。“基于羧酸的部分”是含有羧基(-COOH)的化合物或其衍生物。合适的基于羧酸的部分的非限制性实例包含羧酸和羧酸酐。可以接枝于基于丙烯的聚合物上的合适的羧酸和羧酸酐的非限制性实例包含马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸酐(MAH)和衣康酸酐。
官能化的基于丙烯的聚合物的基于基础丙烯的聚合物可以是本文所公开的任何基于丙烯的聚合物。合适的基于基础丙烯的聚合物的非限制性实例包含丙烯均聚物、丙烯/α-烯烃互聚物和丙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃的非限制性实例包含C2α-烯烃、C4–C20α-烯烃或C4–C10α-烯烃、或C4–C8α-烯烃。代表性α-烯烃包含乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在实施例中,基于基础丙烯的聚合物不含有聚合于其中的芳香族共聚单体。在实施例中,基于基础丙烯的聚合物是丙烯/1-辛烯共聚物。在另一个实施例中,基于基础丙烯的聚合物是丙烯/乙烯共聚物。
在实施例中,按基于基础丙烯的聚合物的总重量计,基于基础丙烯的聚合物含有大于50wt%的衍生自丙烯的单元、或51wt%、或55wt%、或60wt%到70wt%、或80wt%、或90wt%、或95wt%、或99wt%、或100wt%的衍生自丙烯的单元以及互补量的衍生自α-烯烃共聚单体的单元,或小于50wt%或49wt%、或45wt%、或40wt%到30wt%、或20wt%、或10wt%、或5wt%、或1wt%或0wt%的衍生自α-烯烃共聚单体的单元。
在实施例中,官能化的基于丙烯的聚合物是含有以下、基本上由以下组成或由以下组成的官能化丙烯/α-烯烃共聚物:(i)丙烯、(ii)C2或C4–C8α-烯烃共聚单体和(iii)官能团。在实施例中,α-烯烃共聚单体选自乙烯、丁烯、己烯和辛烯。在另外的实施例中,α-烯烃是乙烯。
在实施例中,官能化的基于丙烯的聚合物是马来酸酐接枝的基于丙烯的聚合物(“MAH-g-PP”)。
在实施例中,官能化的基于丙烯的聚合物是官能化丙烯/α-烯烃共聚物。在另外的实施例中,官能化丙烯/α-烯烃共聚物是马来酸酐接枝的丙烯/α-烯烃共聚物(“MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物”)。合适的MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物的非限制性实例是陶氏化学公司的杜邦凡事邦(DuPont FUSABOND)P353。
按官能化的基于丙烯的聚合物的总重量计,官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团。“官能团”是基于羧酸的部分。在实施例中,按所述官能化的基于丙烯的聚合物的总重量计,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到2wt%或5wt%或8wt%或10wt%的官能团。在另外的实施例中,按所述官能化的基于丙烯的聚合物的总重量计,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到5wt%或1wt%到2wt%的官能团。
所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s。在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为10,000mPa·s或12,000mPa·s或15,000mPa·s到18,000mPa·s或20,000mPa·s或30,000mPa·s或40,000mPa·s或50,000mPa·s。在另外的实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为10,000mPa·s到30,000mPa·s或10,000mPa·s到20,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s。
所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol。在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的Mw为31,000g/mol或35,000g/mol到40,000g/mol或50,000g/mol或70,000g/mol。在另外的实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的Mw为31,000g/mol到70,000g/mol、或31,000g/mol到50,000g/mol或35,000g/mol到40,000g/mol。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的数均分子量Mn为10,000g/mol或12,000g/mol或14,000g/mol到15,000g/mol或18,000g/mol或20,000g/mol或30,000g/mol;或10,000g/mol到30,000g/mol、或10,000g/mol到20,000g/mol或14,000g/mol到15,000g/mol。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的Mw/Mn为2.0或2.2或2.4到2.5或2.6或2.8或2.9或3.0;或2.0到3.0或2.4到2.6。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的Z均分子量Mz为50,000g/mol或55,000g/mol或60,000g/mol到65,000g/mol或70,000g/mol或80,000g/mol;或50,000g/mol到80,000g/mol或60,000g/mol到65,000g/mol。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的熔融指数(MI)为100克/10分钟或200克/10分钟或400克/10分钟到500克/10分钟或1000克/10分钟;或100克/10分钟到1000克/10分钟、或200克/10分钟到500克/10分钟;或400克/10分钟到500克/10分钟。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的密度为0.890g/cc或0.895g/cc或0.900g/cc到0.905g/cc或0.910g/cc或0.915g/cc;或0.890g/cc到0.915g/cc或0.900g/cc到0.905g/cc。
在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的熔融温度Tm为或120℃、或125℃、或130℃、或135℃到140℃、或145℃、或150℃或160℃;或120℃到160℃或135℃到140℃。在实施例中,所述官能化的基于丙烯的聚合物的维卡软化点为100℃、或105℃、或110℃、或112℃到115℃、或120℃或130℃。
在实施例中,按所述MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物的总重量计,所述官能化的基于丙烯的聚合物是含有以下、基本上由以下组成或由以下组成的MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物:(i)丙烯、(ii)C2或C4–C8α-烯烃共聚单体和(iii)1wt%到10wt%或1wt%到2wt%的MAH。所述MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物(i)在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s、或10,000mPa·s到20,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s;并且(ii)所述MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物的重均分子量Mw大于30,000g/mol、或31,000g/mol到70,000g/mol或35,000g/mol到40,000g/mol。在另外的实施例中,所述MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物具有以下性质中的一种、一些或全部性质:(i)Mn为10,000g/mol到30,000g/mol或14,000g/mol到15,000g/mol;和/或(ii)Mw/Mn为2.0到3.0或2.4到2.6;和/或(iii)Mz为50,000g/mol到80,000g/mol或60,000g/mol到65,000g/mol;和/或(iv)MI为100克/10分钟到1000克/10分钟、或200克/10分钟到500克/10分钟或400克/10分钟到500克/10分钟;和/或(v)密度为0.890g/cc到0.915g/cc或0.900g/cc到0.905g/cc;和/或(vi)Tm为120℃到160℃或135℃到140℃;和/或(vii)维卡软化点为100℃到130℃或110℃到115℃。
所述官能化的基于丙烯的聚合物可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
C.增粘剂
所述组合物包含增粘剂。所述增粘剂可以改性组合物的性质,如粘弹性性质(例如,tanδ)、流变性质(例如,粘度)、粘性(例如,粘附能力)、压敏性和润湿性质。在一些实施例中,所述增粘剂用于改善组合物的粘性。在特定实施例中,所述增粘剂用于润湿粘附表面和/或改善对粘附表面的粘附。
适用于本文所公开的组合物的增粘剂在室温下可以为固体、半固体或液体。合适的增粘剂的非限制性实例包含(1)天然或改性的松香(例如脂松香、木松香、妥尔油松香(talloil rosin)、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香和聚合松香);(2)天然或改性松香的甘油酯和季戊四醇酯(例如浅木松香的甘油酯、氢化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、氢化松香的季戊四醇酯以及经酚醛改性的松香的季戊四醇酯);(3)天然萜烯的共聚物和三元共聚物(例如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯);(4)多萜树脂和氢化多萜树脂;(5)酚类改性萜烯树脂和其氢化衍生物(例如,由双环萜烯与苯酚在酸性介质中缩合所得的树脂产品);(6)脂肪族或脂环族烃树脂和其氢化衍生物(例如,由主要由烯烃和二烯烃组成的单体聚合所得的树脂);(7)芳香烃树脂和其氢化衍生物;(8)芳香族改性脂肪族或脂环族烃树脂和其氢化衍生物;以及(9)其组合。
在实施例中,所述增粘剂包含但脂肪族、脂环族和芳香族烃以及改性烃和氢化形式;萜烯和改性萜烯以及氢化形式;以及松香和松香衍生物以及氢化形式;以及这些增粘剂中的两种或更多种增粘剂的混合物。这些增粘树脂的环球软化点为70℃或100℃到130℃或150℃。所述增粘树脂还具有不同水平的氢化或饱和度,这是另一个常用术语。合适的增粘树脂的非限制性实例包含来自田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司(Eastman ChemicalCo.)的EastotacTMH-100、H-115和H-130,其是部分氢化的脂环族石油烃树脂,其中软化点分别为100℃、115℃和130℃。这些有E级、R级、L级和W级,表明氢化水平不同,其中E氢化最少并且W氢化最多。E级的溴值为15,R级的溴值为5,L级的溴值为3,并且W级的溴值为1。来自伊士曼化学公司的EastotacTMH-142R的软化点为140℃。合适的增粘树脂的其它非限制性实例包含EscorezTM5300、5400和5637,部分氢化的脂肪族石油烃树脂,以及EscorezTM5600,部分氢化的芳香族改性石油烃树脂,均可从位于德克萨斯州休斯顿的埃克森化学公司(ExxonChemical Co.)获得;WingtackTMExtra,其是脂肪族、芳香族石油烃树脂,可从位于俄亥俄州阿克伦的固特异化学公司(Goodyear Chemical Co.)获得;HercoliteTM2100,部分氢化的脂环族石油烃树脂,可从位于特拉华州威尔明顿的赫克力士公司(Hercules,Inc.)获得;来自克雷威利(Cray Valley)的NorsoleneTM烃树脂;以及ArkonTM水白色氢化烃树脂,可从荒川欧洲股份有限公司(Arakawa Europe GmbH)获得。
在实施例中,所述增粘剂包含脂肪族烃树脂,如由烯烃和二烯烃组成的单体聚合得到的树脂(例如,来自得克萨斯州休斯顿埃克森美孚化工公司的ESCOREZTM1310LC、ESCOREZTM2596或来自田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司的PICCOTACTM1095、PICCOTACTM9095)和其氢化衍生物;脂环族石油烃树脂和其氢化衍生物(例如,来自埃克森美孚化工公司的ESCOREZTM5300和5400系列;来自伊士曼化学公司的EASTOTACTM树脂)。在一些实施例中,所述增粘剂包含氢化环烃树脂(例如来自伊士曼化学公(Eastman ChemicalCompany)的REGALREZTM和REGALITETM树脂)。
在实施例中,所述增粘剂是脂环族烃树脂。在另外的实施例中,所述增粘剂是氢化脂环族烃树脂。合适的氢化脂环族烃树脂的非限制性实例是可从埃克森公司(Exxon)获得的ESCOREZTM5400。
在实施例中,所述增粘剂的环球软化点为95℃或97℃或100℃到105℃或110℃或115℃或120℃或130℃或140℃或150℃。
在实施例中,所述增粘剂是氢化烃树脂;并且增粘剂的环球软化点为95℃到150℃、或95℃到110℃或100℃到105℃。
所述增粘剂可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
D.蜡
所述组合物包含蜡。所述蜡可以用于降低组合物的熔体粘度并且调节组合物的开放时间和凝固时间。合适的蜡的非限制性实例包含基于乙烯的聚合物蜡、基于丙烯的聚合物蜡、石蜡、微晶蜡、副产物聚乙烯蜡、费托蜡(Fischer-Tropsch wax)、氧化的费托蜡、如羟基硬脂酰胺蜡和脂肪酰胺蜡等官能化蜡以及其组合。
基于乙烯的聚合物蜡
在实施例中,所述蜡是基于乙烯的聚合物蜡。
“基于乙烯的聚合物蜡”是在135℃下熔体粘度小于或等于(≤)1,000mPa·s或≤500mPa·s或≤100mPa·s或≤50mPa·s或≤10mPa·s的基于乙烯的聚合物。基于乙烯的聚合物蜡由大部分量(即,大于50wt%)的聚合乙烯单体和任选的α-烯烃共聚单体构成。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡选自高密度、低分子量的聚乙烯蜡;副产物聚乙烯蜡;含有基于乙烯的聚合物的费托蜡;含有基于乙烯的聚合物的氧化费托蜡;官能化聚乙烯蜡;和其组合。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡未被官能化。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡是含有基于乙烯的聚合物的费托蜡。含有基于乙烯的聚合物的费托蜡的非限制性实例包含SASOLTM蜡,例如SASOLWAXTMH1,可购自沙索蜡公司(Sasol Wax Company)。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡在135℃下的熔体粘度为1mPa·s、或2mPa·s、或5mPa·s、或6mPa·s、或7mPa·s、或8mPa·s到10mPa·s、或20mPa·s、或50mPa·s、或100mPa·s、或200mPa·s、或300mPa·s、或400mPa·s、或500mPa·s、或750mPa·s,或小于1,000mPa·s。在另一个实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡在135℃下的熔体粘度为1mPa·s到小于1,000mPa·s、或1mPa·s到100mPa·s、或1mPa·s到50mPa·s、或1mPa·s到10mPa·s或5mPa·s到10mPa·s。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡的密度为0.880g/cc、或0.885g/cc、或0.890g/cc、或0.895g/cc、或0.900g/cc、或0.910g/cc to 0.920g/cc、或0.930g/cc、或0.940g/cc、或0.950g/cc、或0.960g/cc或0.970g/cc。在另一个实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡的密度为0.880g/cc到0.970g/cc、或0.900g/cc到0.960g/cc、或0.920g/cc到0.950g/cc、或0.940g/cc到0.950g/cc或0.895g/cc到0.905g/cc。
在实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡具有以下性质中的一种、一些或全部性质:(i)在135℃下的熔体粘度为1mPa·s或小于1,000mPa·s或5mPa·s到10mPa·s;和/或(ii)密度为0.880g/cc到0.970g/cc或0.940g/cc到0.950g/cc;和/或(iii)熔点大于80℃或大于90℃;和/或(iv)酸值为0mg KOH/g到0.1mg KOH/g或0.5mg KOH/g或1.0mg KOH/g;和/或(v)滴点为100℃到120℃或110℃到115℃。在另外的实施例中,所述基于乙烯的聚合物蜡是费托蜡。
所述基于乙烯的聚合物蜡可以包括本文公开的两个或更多个实施例。
基于丙烯的聚合物蜡
在实施例中,所述蜡是基于丙烯的聚合物蜡。
“基于丙烯的聚合物蜡”是基于丙烯的聚合物,其在190℃下的熔体粘度小于或等于(≤)1,000mPa·s、或≤500mPa·s、或≤100mPa·s或≤50mPa·s。所述基于丙烯的聚合物蜡由大部分量(即,大于50wt%)的聚合丙烯单体和任选的α-烯烃共聚单体构成。基于丙烯的聚合物蜡可以借助于齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂聚合或茂金属催化剂聚合产生,分别得到齐格勒-纳塔催化的基于丙烯的聚合物蜡或茂金属催化的基于丙烯的聚合物蜡。
在实施例中,所述基于丙烯的聚合物蜡是丙烯均聚物。
在实施例中,基于丙烯的聚合物蜡是丙烯均聚物,并且排除官能化蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、动物蜡、植物蜡、石油衍生的蜡(石蜡、微晶蜡)和褐煤蜡。
合适的基于丙烯的聚合物蜡的非限制性实例是以商品名称LICOCENE出售的可购自科莱恩(Clariant)的蜡。
在实施例中,所述基于丙烯的聚合物蜡具有以下性质中的一种或两种:(i)密度为0.89g/cc或0.90g/cc到0.91g/cc;和/或(ii)在190℃下的熔体粘度为40mPa·s或50mPa·s或60mPa·s到65mPa·s或70mPa·s或75mPa·s或80mPa·s或90mPa·s或100mPa·s。
所述基于丙烯的聚合物蜡可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
所述蜡可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
E.任选的添加剂
在实施例中,所述组合物含有(A)乙烯/α-烯烃共聚物;(B)官能化的基于丙烯的聚合物;(C)增粘剂;(D)蜡;以及(E)任选的添加剂。
合适的添加剂的非限制性实例包含增塑剂、油、稳定剂、抗氧化剂、颜料、染料、抗粘连添加剂、聚合添加剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、流变改性剂、保湿剂、填充剂、溶剂、成核剂、表面活性剂、螯合剂、胶凝剂、加工助剂、交联剂、中和剂、阻燃剂、荧光剂、相容剂、抗菌剂、水和其组合。
在实施例中,组合物包含抗氧化剂。抗氧化剂防止组合物由于由像热、光或者来自原料(例如增粘性树脂)的残留催化剂此类东西引发的与氧气的反应而被降解。合适的抗氧化剂包含高分子量受阻酚和多官能酚,例如含硫酚和含磷酚。代表性的受阻酚包含:1,3,5-三甲基-2,4,6-三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-苯;季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯;3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸正十八烷酯;4,4'-亚甲基双(2,6-叔丁基-苯酚);4,4'-硫代双(6-叔丁基-邻甲酚);2,6-二叔丁基苯酚;6-(4-羟基苯氧基)-2,4-双(正辛基硫基)-1,3,5三嗪;3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸二正辛基硫基)乙酯;以及山梨醇六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)-丙酸酯]。此类抗氧化剂可购自巴斯夫(BASF)并且包含IrganoxTM565、1010、1076和1726,其为受阻酚。这些是主要的抗氧化剂,用作自由基清除剂,并且可单独使用或者与其它抗氧化剂组合使用,所述其它抗氧化剂例如是亚磷酸酯抗氧化剂,如IrgafosTM168,可购自巴斯夫。亚磷酸酯抗氧化剂被看作是次要抗氧化剂,并且通常不会单独使用。这些主要用作过氧化物分解剂。其它可用的抗氧化剂是可购自索尔维(Solvay)的CyanoxTMLTDP和可购自圣莱科特国际集团(SI Group)的EthanoxTM330。许多此类抗氧化剂可以单独使用或与其它此类抗氧化剂组合使用。
在实施例中,组合物包含作为受阻酚抗氧化剂的抗氧化剂。在另外的实施例中,受阻酚抗氧化剂是季戊四醇四-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯,可从巴斯夫以IRGANOXTM1010商购获得。
任选的添加剂可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
F.组合物
本发明的组合物含有(A)乙烯/α-烯烃共聚物;(B)官能化的基于丙烯的聚合物;(C)增粘剂;以及(D)蜡。在实施例中,所述组合物含有(E)任选的添加剂。
在实施例中,所述组合物为粘合剂组合物,并且进一步为热熔性粘合剂(HMA)组合物。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有20wt%、或25wt%、或30wt%到35wt%、或40wt%、或45wt%或50wt%的乙烯/α-烯烃共聚物。在另一个实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有20wt%到50wt%、或25wt%到40wt%或30wt%到35wt%的乙烯/α-烯烃共聚物。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有1wt%、或2wt%、或5wt%到10wt%或15wt%的官能化的基于丙烯的聚合物。在另一个实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有1wt%到15wt%、或5wt%到15wt%或5wt%到10wt%的官能化的基于丙烯的聚合物。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有20wt%、或25wt%、或30wt%、或35wt%到40wt%、或45wt%、或50wt%、或55wt%、或60wt%的增粘剂。在另一个实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有20wt%到60wt%、或20wt%到50wt%或35wt%到40wt%的增粘剂。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有10wt%、或15wt%、或20wt%到25wt%、或30wt%或40wt%的蜡。在另一个实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有1wt%到40wt%、或15wt%到30wt%或20wt%到25wt%的蜡。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有0wt%、或0.1wt%、或0.2wt%、或0.3wt%、或0.4wt%到0.5wt%、或1.0wt%、或2.0wt%或3.0wt%的一种或多种任选添加剂。
在实施例中,按所述组合物的总重量计,所述组合物含有(A)20wt%到50wt%、或25wt%到40wt%或30wt%到35wt%的乙烯/α-烯烃共聚物;(B)1wt%到15wt%、或5wt%到15wt%或5wt%到10wt%的官能化的基于丙烯的聚合物;(C)20wt%到60wt%、或20wt%到50wt%或35wt%到40wt%的增粘剂;(D)1wt%到40wt%、或15wt%到30wt%或20wt%到25wt%的蜡;以及(E)0wt%到3wt%或0.1wt%到1.0wt%的一种或多种任选添加剂。
在实施方案中,(A)乙烯/α-烯烃共聚物、(B)官能化的基于丙烯的聚合物、(C)增粘剂和(D)蜡是组合物中存在的仅有的聚合物组分。换言之,所述组合物不含或基本上不含在组成上、结构上和/或物理上不同于(A)乙烯/α-烯烃共聚物、(B)官能化的基于丙烯的聚合物、(C)增粘剂和(D)蜡的聚合物。
在实施例中,所述组合物不含或基本上不含官能化的基于乙烯的聚合物。
在实施例中,所述组合物不含或基本上不含无定形聚合物。“无定形聚合物”是不表现出熔点的聚合化合物。
在实施例中,所述组合物不含或基本上不含乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物。
在实施例中,所述组合物在177℃下的熔体粘度为500mPa·s、或800mPa·s、或1000mPa·s、或1200mPa·s、或1300mPa·s、或1400mPa·s到1500mPa·s、或1550mPa·s、或1600mPa·s、或1800mPa·s或2000mPa·s。在另一个实施例中,所述组合物在177℃下的熔体粘度为500mPa·s到2000mPa·s、或800mPa·s到1800mPa·s、或1000mPa·s到1600mPa·s或1400mPa·s到1550mPa·s。
在实施例中,所述组合物的热应力大于或等于60℃或大于60℃。高热应力在HMA应用中是有利的,因为所述高热应力表明组合物表现出改善的耐高温性,并且使由所述组合物形成的制品(如包装)能够在高温环境中保持粘附。
在实施例中,组合物的剥离粘合破坏温度(PAFT)大于60℃或大于63℃。在另一个实施例中,组合物的PAFT为60℃到90℃或63℃到85℃。高PAFT在HMA应用中是有利的,因为所述高热应力表明组合物表现出改善的耐高温性,并且使由所述组合物形成的制品(如包装)能够在高温环境中保持粘附。
在实施例中,所述组合物的剪切粘合破坏温度(SAFT)大于90℃。在另一个实施例中,所述组合物的SAFT位90℃到100℃,或92℃到100℃。高SAFT在HMA应用中是有利的,因为所述高热应力表明组合物表现出改善的耐高温性,并且使由所述组合物形成的制品(如包装)能够在高温环境中保持粘附。
在实施例中,所述组合物在-20℃到60℃的温度范围下的纤维撕裂大于80%、或大于90%或等于或大于92%。在另一个实施例中,所述组合物在-20℃到60℃的温度范围下的纤维撕裂为80%到100%、或90%到100%或92%到100%。在-20℃到60℃的温度范围下的高纤维撕裂在HMA应用中是有利的,因为其表明用所述组合物形成的制品(如包装)将在广泛的温度范围内粘附。
在实施例中,所述组合物具有以下性质之一、一些或全部:(i)在177℃下的熔体粘度为500mPa·s到2000mPa·s或1000mPa·s到1550mPa·s;和/或(ii)热应力大于或等于60℃或大于60℃;和/或(iii)PAFT为60℃到90℃或63℃到85℃;和/或(iv)SAFT为90℃到100℃或92℃到100℃;和/或(v)在-20℃到60℃的温度范围下的纤维撕裂为80%到100%、或90%到100%或92%到100%。
在实施例中,所述组合物是粘合剂组合物,并且进一步是热熔胶(HMA)组合物,并且所述组合物含有以下、基本上由以下组成或由以下组成:
(A)20wt%到50wt%、或25wt%到40wt%或30wt%到35wt%的乙烯/α-烯烃共聚物(如乙烯/辛烯共聚物),其具有以下:(i)密度为0.855g/cc到0.895g/cc或0.870g/cc到0.875g/cc;和(ii)在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s;和(iii)任选地Tg为-60℃到-20℃或-58℃到-55℃;和/或(iv)任选地Tm为40℃到120℃或70℃到75℃;和/或(v)任选地Tc为50℃到90℃或50℃到75℃;
(B)1wt%到15wt%、或5wt%到15wt%或5wt%到10wt%的官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物是含有以下、基本上由以下组成或由以下组成的MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物:(i)丙烯、(ii)C2或C4–C8α-烯烃共聚单体和(iii)1wt%到10wt%或1wt%到2wt%的MAH,按所述MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物的总重量计;MAH-g-丙烯/α-烯烃共聚物具有以下:(i)在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s或15,000mPa·s到20,000mPa·s;和(ii)重均分子量Mw大于30,000g/mol、或31,000g/mol到70,000g/mol或35,000g/mol到40,000g/mol;和(iii)任选地Mn为10,000g/mol到30,000g/mol或14,000g/mol到15,000g/mol;和/或(iv)任选地Mw/Mn为2.0到3.0或2.4到2.6;和/或(v)任选地Mz为50,000g/mol到80,000g/mol或60,000g/mol到65,000g/mol;和/或(vi)任选地MI为100克/10分钟到1000克/10分钟或200克/10分钟到500克/10分钟;和/或(vii)任选地密度为0.890g/cc到0.915g/cc或0.900g/cc到0.905g/cc;和/或(viii)任选地Tm为120℃到160℃或135℃到140℃;和/或(ix)任选地维卡软化点为100℃到130℃或110℃到115℃;
(C)20wt%到60wt%、或20wt%到50wt%或35wt%到40wt%的增粘剂(如环球软化点为95℃到150℃或100℃到105℃的氢化烃树脂);
(D)1wt%到40wt%、或15wt%到30wt%或20wt%到25wt%的蜡(如基于乙烯的蜡);
(E)0wt%到3wt%或0.1wt%到1.0wt%的一种或多种任选添加剂(如抗氧化剂);并且
所述组合物具有以下性质中的一种、一些或全部性质:(i)在177℃下的熔体粘度为500mPa·s到2000mPa·s或1000mPa·s到1550mPa·s;和/或(ii)热应力大于或等于60℃或大于60℃;和/或(iii)PAFT为60℃到90℃或63℃到85℃;和/或(iv)SAFT为90℃到100℃或92℃到100℃;和/或(v)在-20℃到60℃的温度范围下的纤维撕裂为80%到100%、或90%到100%或92%到100%。
应当理解,本文公开的组分和组合物中的每种组分和组合物,包含前述组合物中的组分的总数得到按相应组分或组合物的总重量计,100重量%(wt%)。
令人惊讶地发现,HMA组合物含有包含(A)乙烯/α-烯烃共聚物,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc并且所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;(C)增粘剂;以及(D)蜡,所述蜡出人意料地表现出以下组合:(i)在-20℃到60℃的温度范围下的高纤维撕裂(即,等于或大于80%)、(ii)高热应力(即,大于或等于60℃)和(iii)高PAFT(即,大于60℃)。在-20℃到60℃的温度范围下的高纤维撕裂、高热应力和高PAFT的组合在HMA应用中是有利的,因为所述组合使用所述组合物形成的制品(如包装)能够在广泛的温度范围内粘附,并且在高温环境中保持粘附。
组合物可以包括本文公开的两个或更多个实施例。
G.制品
本公开提供一种制品。所述制品包含至少一种由本发明组合物形成的组分。
组合物可以是如上文所公开的任何组合物。在实施例中,组合物是HMA组合物。
合适的制品的非限制性实例包含HMA粘合的纸板包装盒、多层制品、木制品和非编织制品。
在实施例中,所述制品包含基材。组合物在基材的至少一个表面上。合适的基材的非限制性实例包含薄膜、片材、织物、纸板和木材。在实施例中,组合物在基材的至少一个表面与另一基材的至少一个表面之间形成密封。
所述基材是具有两个相对表面的连续结构。
在实施例中,所述制品包含第一基材和第二基材。所述粘合层定位在所述第一基材与所述第二基材之间。第一基材和第二基材可以相同,也可以不同。在实施例中,第一基材和第二基材是相同的,从而他们具有相同的组成和相同的结构。
在实施例中,第一基材和第二基材在组成上彼此不同和/或在结构上彼此不同。
在实施例中,所述粘合剂组合物被施加到第一基材的表面。合适的施涂方法的非限制性实例包含刷涂、倾倒、喷涂、涂覆、辊涂、铺展和注入。所述粘合剂组合物与第二基材的表面接触。
在实施例中,粘合剂组合物的涂层重量为每平方米1克(1g/m2),或2g/m2到5g/m2。
在实施例中,将粘合剂组合物均匀地施加在第一基材的表面上以形成粘合层,并且然后使所述粘合层与第二基材接触。“均匀施涂”是在基材的表面上是连续的(而不是间断的),并且在基材的整个表面上具有相同或基本上相同厚度的组合物层。换句话讲,均匀地施涂到基材上的组合物直接接触基材表面,并且该组合物与基材表面共延。
粘合剂组合物和第一基材彼此直接接触。如本文所用,术语“直接接触”是这样的层配置:其中基材位于紧邻粘合剂组合物或粘合层的位置,并且在基材与粘合剂组合物或粘合层之间不存在中间层或中间结构。粘合剂组合物直接接触第一基材的表面。在实施例中,粘合层直接接触第二基材的表面。
在实施例中,基材是多层薄膜或层压板,具有选自以下的层:双向拉伸聚丙烯层(“BOPP层”)、基于乙烯的聚合物层(“聚乙烯层”)、纸板层以及其组合。在另外的实施例中,基材含有BOPP层。在实施例中,基材含有BOPP层和纸板层。BOPP层直接接触含有组合物的粘合层。
在实施例中,制品包含与含有组合物的粘合层接触的基材。在另外的实施例中,基材包含BOPP层。BOPP层是直接接触粘合层的薄膜层。
BOPP层具有无孔和非极性表面,这很难将BOPP层与常规的HMA粘合。然而,出乎意料地发现,含有具有与粘合层直接接触的BOPP层的基材的制品含有本发明HMA组合物,所述组合物包含以下的组合:(A)乙烯/α-烯烃共聚物,所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc,并且所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物含有1wt%到10wt%的官能团,所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s,并且所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;(C)增粘剂;以及(D)蜡,所述蜡表现出以下组合:(i)在-20℃到60℃的温度范围下的高纤维撕裂(即,等于或大于80%)、(ii)高热应力(即,大于或等于60℃)和(iii)高PAFT(即,大于60℃)。在-20℃到60℃的温度范围下的高纤维撕裂、高热应力和高PAFT的组合在HMA应用中是有利的,因为所述组合使用HMA形成的制品(如包装)能够在广泛的温度范围内粘附,并且在高温环境中保持粘附。
作为实例而非限制,现在将在以下实例中详细描述本公开的一些实施例。
实例
下表1中显示了用于生产组合物,进一步热熔性粘合剂组合物的材料。
表1.组合物的起始材料
将表1中的起始材料称入铁容器中,在177℃温度下的烘箱中预热30分钟,并且然后在177℃温度下的加热块中使用“Paravisc样式”混合头以100转/分钟(rpm)熔融共混10分钟。
如测试方法部分所描述的,层压板是使用第一基材为BOPP薄膜层压纸板和第二基材为纸板形成的。所述组合物直接接触第一基材的BOPP薄膜和第二基材的表面。下表2提供了组合物和其应用性能数据。
如表2所示,CS 3包含(A)乙烯/辛烯共聚物(亲和力GA 1950),(i)所述乙烯/辛烯共聚物的密度为0.855-0.895g/cc(0.874g/cc)并且(ii)所述乙烯/辛烯共聚物在177℃下的熔体粘度5,000mPa·s到50,000mPa·s(17,000mPa·s);(C)增粘剂(ESCOREZ 5400)和(D)蜡(SASOLWAX H1)——并且没有(B)官能化的基于丙烯的聚合物。CS 3在-20℃到60℃的温度范围下表现出小于80%的纤维撕裂(-20℃时为27%,0℃时为15%,60℃时为70%)。因此,CS 3不适用于HMA应用,如BOPP层压纸板应用。
CS 4-CS 9各自包含(A)乙烯/辛烯共聚物(亲和力GA 1950),(i)所述乙烯/辛烯共聚物的密度为0.855-0.895g/cc(0.874g/cc)并且(ii)所述乙烯/辛烯共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s(17,000mPa·s);(B)含有1-10wt%的MAH(分别为7.6wt%、4.4wt%和1.6wt%)的马来酸酐接枝的基于丙烯的聚合物(MAH-g-PP)(霍尼韦尔公司A-C 597P、霍尼韦尔公司A-C950P或霍尼韦尔公司A-C 1325P),(i)所述MAH-g-PP在190℃下的熔体粘度小于10,000mPa·s(分别为350mPa·s、2,000mPa·s和1,600mPa·s)并且(ii)所述MAH-g-PP的Mw小于30,000g/mol;(C)增粘剂(ESCOREZ 5400)以及(D)蜡(SASOLWAXH1)。CS 4-CS 9各自缺乏在190℃下熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s并且Mw大于30,000g/mol的官能化的基于丙烯的聚合物。CS 4-CS 9在-20℃到60℃的温度范围下均表现出小于80%的纤维撕裂。因此,CS 6-CS 9各自不适用于HMA应用,如BOPP层压纸板应用。
表2.组合物*
CS=对比样品
*按组合物的总重量计,表2中的值为重量百分比(wt%)
CS 10和CS 11各自包含(A)乙烯/辛烯共聚物(亲和力GA 1950),(i)所述乙烯/辛烯共聚物的密度为0.855-0.895g/cc(0.874g/cc)并且(ii)所述乙烯/辛烯共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s(17,000mPa·s);(B)马来酸酐接枝的乙烯/辛烯共聚物(MAH-g-PE)(亲和力GA 1000R),所述MAH-g-PE含有1-10wt%的MAH(1.1wt%MAH)并且(i)所述MAH-g-PE在177℃下的熔体粘度为13,000mPa·s并且(ii)所述MAH-g-PE的Mw为17,660g/mol;(C)增粘剂(ESCOREZ 5400)和(D)蜡(SASOLWAX H1)。CS 10和CS 11各自缺乏官能化的基于丙烯的聚合物。CS 10和CS 11在-20℃到60℃的温度范围下均表现出小于80%的纤维撕裂。因此,CS 10和CS 11各自不适用于HMA应用,如BOPP层压纸板应用。
相比之下,组合物(Ex 1和Ex 2)包含(A)乙烯/辛烯共聚物(亲和力GA1950),(i)所述乙烯/辛烯共聚物的密度为0.855-0.895g/cc(0.874g/cc)并且(ii)所述乙烯/辛烯共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s(17,000mPa·s);(B)马来酸酐接枝的丙烯/乙烯共聚物(MAH-g-PP)(杜邦凡事邦P353),所述MAH-g-PP含有1-10wt%的MAH(1.3wt%MAH)并且(i)所述MAH-g-PP在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s到50,000mPa·s(15,000mPa·s)并且(ii)所述MAH-g-PP的Mw大于30,000g/mol(36,160g/mol);(C)增粘剂(ESCOREZ 5400)以及(D)蜡(SASOLWAX H1),其出人意料地表现出(i)在-20℃到60℃的温度范围下纤维撕裂大于80%和(ii)大于或等于60℃的热应力的组合。因此,Ex 1和Ex 2各自适用于HMA应用,如BOPP层压纸板应用。
尤其期望的是,本公开不限于本文所含有的实施例和说明,但是包含那些实施例的修改形式,所述修改形式包含在以下权利要求书的范围内出现的实施例的部分和不同实施例的要素的组合。
Claims (14)
1.一种组合物,其包括:
(A)乙烯/α-烯烃共聚物,
所述乙烯/α-烯烃共聚物的密度为0.855g/cc到0.895g/cc;
所述乙烯/α-烯烃共聚物在177℃下的熔体粘度为5,000mPa·s到50,000mPa·s;
(B)官能化的基于丙烯的聚合物,所述官能化的基于丙烯的聚合物包括1wt%到10wt%的官能团,
所述官能化的基于丙烯的聚合物在190℃下的熔体粘度为大于10,000mPa·s且小于等于50,000mPa·s;
所述官能化的基于丙烯的聚合物的重均分子量Mw大于30,000g/mol;
(C)增粘剂;以及
(D)蜡,并且
其中所述组合物在-20℃到60℃的温度范围的纤维撕裂大于80%。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述乙烯/α-烯烃共聚物包括(i)乙烯和(ii)C4–C8α-烯烃共聚单体。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述官能化的基于丙烯的聚合物是马来酸酐接枝的基于丙烯的聚合物。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的组合物,其中所述官能化的基于丙烯的聚合物的Mw/Mn为2.0到3.0。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的组合物,其中所述官能化的基于丙烯的聚合物的熔融指数为100克/10分钟到1000克/10分钟。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的组合物,其中所述官能化的基于丙烯的聚合物是马来酸酐接枝的丙烯/α-烯烃共聚物。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的组合物,其中所述增粘剂是氢化烃树脂。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的组合物,其中所述蜡是基于乙烯的蜡。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的组合物,其包括
(A)20wt%到50wt%的乙烯/α-烯烃共聚物;
(B)1wt%到15wt%的马来酸酐接枝的基于丙烯的聚合物;
(C)20wt%到60wt%的增粘剂;以及
(D)10wt%到40wt%的蜡。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的组合物,其中所述组合物在177℃下的熔体粘度为500mPa·s到2,000mPa·s。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的组合物,其中所述组合物的热应力大于或等于60℃。
12.一种制品,其包括至少一种由根据权利要求1到11中任一项所述的组合物形成的组分。
13.根据权利要求12所述的制品,其包括基材,所述基材与包括所述组合物的粘合层接触。
14.根据权利要求13所述的制品,其中所述基材包括双向拉伸聚丙烯层(BOPP层),并且所述BOPP层与所述粘合层直接接触。
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