KR100836606B1 - 구조 접착제용 폴리머 희석제 - Google Patents

구조 접착제용 폴리머 희석제 Download PDF

Info

Publication number
KR100836606B1
KR100836606B1 KR1020060075456A KR20060075456A KR100836606B1 KR 100836606 B1 KR100836606 B1 KR 100836606B1 KR 1020060075456 A KR1020060075456 A KR 1020060075456A KR 20060075456 A KR20060075456 A KR 20060075456A KR 100836606 B1 KR100836606 B1 KR 100836606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactive
hot melt
composition
weight
adhesive
Prior art date
Application number
KR1020060075456A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070020344A (ko
Inventor
제임스 엘. 리차드
Original Assignee
롬 앤드 하아스 컴패니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롬 앤드 하아스 컴패니 filed Critical 롬 앤드 하아스 컴패니
Priority to KR1020060075456A priority Critical patent/KR100836606B1/ko
Publication of KR20070020344A publication Critical patent/KR20070020344A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100836606B1 publication Critical patent/KR100836606B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00—Compositions for adhesives
    • C08G2170/20—Compositions for hot melt adhesives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

본 발명은 크리프(creep)에 악영향이 없이 구조 접착제의 작용 시간을 연장하도록, 반응성 핫 멜트를 포함하나, 이에 한정되지 않는, 구조 접착제용으로 유용한 폴리머 반응성 희석제로서 기능이 있는, 저분자량, 폴리머 수반응성(moisture reactive) 조성물에 관한 것이다.

Description

구조 접착제용 폴리머 희석제{Polymeric diluents for structural adhesives}
본 발명은 반응성 핫 멜트 접착제를 비롯하여, 구조 접착제에 사용된 반응성 희석제에 대한 다른 방식의 조성물에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 접착 라미네이트를 제조할 때, 반응성 핫 멜트 접착제를 포함하나, 이에 한정되지 않는, 구조 접착제의 작용 시간을 연장하도록 반응성 희석제로서 작용하는 폴리머, 액체 수경화 반응성 핫 멜트의 용도에 관한 것이다.
반응성 핫 멜트와 같은 구조 접착제는 접착 라미네이트를 제조할 때 이들의 작용 시간, 그린 강도(green strength) 및 크리프(creep) 속도에 의해 제한된다. 반응성 희석제로서 알려진, 휘발성 유기 화합물을 비롯한, 저분자량 유기 화합물은 유체 상태를 유지함으로써 구조 접착제의 작용 시간을 연장하는데 사용된다. 종래의 반응성 희석제는 여러 가지 제한되고 있으며, 즉, 생리적으로 유해할 뿐만 아니라 독특하고 특유의 부정적인 맛과 냄새 특성이 있다. 이러한 반응성 희석제에서 얻을 수 있는 가교도(90% 미만 전후에만 존재함)는 이들이 패키징 라미네이트와 접착 라미네이트를 마무리하는데 사용될 수 없다는 것이 확실하다. 또한, 종래의 반 응성 희석제는 이들이 용매처럼 잘 분산될 수 있으므로, 잔류물로서 백만당부의 양으로 가교되지 않고 경계면에 대한 접착성이 부정적 영향을 미친다는 단점이 있다.
미국 가특허출원 제 60/615,668 호에서는 내크리프성이 개선되고 기재(substrate)에 대해 양호한 접착성을 가진 수반응성(moisture reactive) 핫 멜트 접착제 조성물을 기재하고 있다. 반응성 핫 멜트 접착제 조성물은 (a) 중량 평균분자량이 30,000 내지 100,000인 하나 이상의 폴리머; (b) 하나 이상의 다작용성 폴리올; (c) 적어도 2 개의 히드록시 그룹을 가진 하나 이상의 유기 화합물; 및 (d) 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하며, 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹의 비(NCO/OH)가 2.1 내지 6.0이고, 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 3.5 중량% 보다 크다. 공교롭게도, 접착제 조성물의 작용 시간은 비교적 짧으며, 이 조성물을 큰 면적의 기재에 적용하여 접착 구조 라미네이트를 형성할 때 제한될 수 있다.
저분자량 액체 수반응성 핫 멜트는 의외로 구조 접착제에서 반응성 희석제로서 작용하며 종래의 반응성 희석제와 관련된 문제점이 없다는 것을 알아냈다. 반응성 수경화 조성물은 구조 접착제의 작용 시간을 연장하는 독창적인 반응성 희석제이며; 이러한 특징은 크리프에 악영향이 없이 큰 면적의 접착 구조 라미네이트를 제조하는 것과 관련하여 중요하다.
따라서, 본 발명은
(a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
(b) (i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
(ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
(iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 포함하는 접착제 조성물을 제공한다. 일 구체예에 따라, (a) 성분은 (i) 중량 평균분자량이 30,000 내지 100,000인 하나 이상의 폴리머; (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; (iii) 적어도 2 개의 히드록시 그룹을 가진 하나 이상의 유기 화합물; 및 (iv) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 2.1 내지 6.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 3.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함한다.
본 발명은
(a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
(b) (i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
(ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
(iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 혼합하는 단계를 포함하는 반응성 핫 멜트 접착제의 작용 시간을 연장하는 방법을 제공한다. 일 구체예에 따라, (a) 성분은 (i) 중량 평균분자량이 30,000 내지 100,000인 하나 이상의 폴리머; (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; (iii) 적어도 2 개의 히드록시 그룹을 가진 하나 이상의 유기 화합물; 및 (iv) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 2.1 내지 6.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 3.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함한다.
본 발명은 또한
(a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
(i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
(ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
(iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 혼합하고;
(b) 반응성 핫 멜트 접착제를 가열하며;
(c) 핫 멜트 접착제를 수분 존재하에 제 1 기재에 적용하고;
(d) 적용된 핫 멜트 접착제를 적어도 하나의 제 2 기재와 접촉한 다음;
(e) 접착된 핫 멜트 접착제를 냉각하는 단계를 포함하는 하나 이상의 기재를 접착하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용된, "수반응성"이란 예를 들어 이소시아네이트 그룹을 함유 한 조성물을 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 물과 반응하여 유용하게는 후에 물과 접촉되는 접착제의 강도 특성을 증가시키도록 접착제 조성물의 분자량의 증가 작용이 있고/있거나 접착제 조성물의 가교 작용이 있을 수 있는, 조성물을 의미한다. 본 발명에서 "핫-멜트"란 고체, 반-고체, 또는 점성 물질일 수 있는 적합한 접착제가 유용하게도 가열되어 기재에 대한 적용 및 이에 대한 접착에 적합한 점성의 유체 접착제를 제공할 수 있다는 것을 의미한다.
폴리머 반응성 희석제로서 작용하는 본 발명에 따라 유용하게 사용된 조성물은 적절하게 더 큰 중량 평균분자량을 가진, 화학적으로 및/또는 구조적으로 관련된 그의 대응하는 반응성 핫 멜트 조성물과 혼합되는 더 낮은 중량 평균분자량을 가진 수반응성 조성물이다. 종래의 저 중량 평균분자량의 수-반응성 조성물 단독으로는 큰 면적의 접착 라미네이트를 제조하는데 적합한 구조 접착제는 아니다. 그러나, 화학적으로 및/또는 구조적으로 관련된 반응성 핫 멜트 조성물에 저 중량 평균분자량의 폴리머 수반응성 조성물을 첨가하면 크리프에 악영향 없이 접착 라미네이트를 제조할 때 반응성 핫 멜트 조성물의 작용 시간을 연장한다.
핫 멜트 접착제용의 유용한 폴리머 반응성 희석제로서 작용하는 수반응성 조성물은 하나 이상의 저 분자량 폴리머 성분을 포함한다. 적합한 저 분자량 성분은 예를 들어 중량 평균분자량(Mw)이 2,000 내지 10,000인 폴리머를 포함하며 Mw가 2,000 내지 7,000인 폴리머를 포함하는, Mw가 1,000 내지 20,000인 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 저 분자량 폴리머의 일예는 예를 들어 (메트)아크릴 폴리머, 코폴리머 및 터폴리머, 폴리우레탄 폴리머 및 코폴리머, 폴리실록산 폴 리머, 폴리에스테르, 폴리비닐 폴리머, 폴리스티렌(PS), PS 코폴리머, 및 이들 폴리머의 블렌드와 같은 적합한 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 다른 적합한 저 분자량 폴리머 성분은 적어도 하나의 히드록시 작용성을 포함한다.
수반응성 폴리머 희석제 조성물은 하나 이상의 다작용성 폴리올을 포함한다. 적합한 다작용성 폴리올은 예를 들어, 디올, 트리올, 테트라올, 펜타올, 헥사올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 이들의 폴리에테르아민 폴리올 폴리머 블렌드, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 다작용성 폴리올 성분은 수반응성 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 0 내지 80 중량%의 양으로 존재한다. 적합한 폴리올 성분은 예를 들어 중량 평균분자량(Mw)이 2,000 내지 7,000인 폴리머를 포함하고, Mw가 2,000 내지 5,000인 폴리머를 포함하여, Mw가 400 내지 10,000인 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 적합한 폴리올의 다른 일예는 히드록시프로판산으로부터 제조된 올리고머 및 폴리머와 바이오매스(예, 슈가)의 다른 발효 제품을 포함한다.
수반응성 폴리머 희석제 조성물은 또한 적어도 2 개의 이소시아네이트 그룹을 함유한 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함한다. 적합한 폴리이소시아네이트는 예를 들어, 방향족, 지방족, 사이클로지방족 폴리이소시아네이트 및 이들의 조합물, 이를테면, 예를 들어 m-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트, 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 1-메톡시-2,4-페닐렌 디이소시아네 이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 1,3,5-트리이소시아네이토 벤젠, 2,4,6-트리이소시아네이토 톨루엔, 4,4'-디메틸디페닐메탄-2,2',5,5'-테트라이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트, 4,4'-디메틸-디페닐메탄 테트라이소시아네이트, 및 수 평균분자량 Mn이 2000 보다 적고 적어도 2 개의 이소시아네이트 그룹을 함유한 프레-폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 폴리이소시아네이트 성분은 수반응성 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 1 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.
당량 기준으로 취한 모든 혼합 성분으로부터 폴리머 반응성 희석제 조성물에서 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹의 비(NCO/OH)는 1.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양은 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 크다.
반응성 핫 멜트(RHM) 접착제 조성물은 하나 이상의 고 분자량 폴리머 성분을 포함한다. 적합한 고 분자량 성분은 예를 들어, 중량 평균분자량(Mw)이 45,000 내지 100,000인 폴리머를 비롯하여, Mw가 30,000 내지 100,000인 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 고 분자량 폴리머의 일예는 예를 들어, (메트)아크릴 폴리머, 코폴리머 및 터폴리머, 폴리우레탄 폴리머 및 코폴리머, 폴리실록산 폴리머, 폴리에스테르, 폴리비닐 폴리머, 폴리스티렌(PS), PS 코폴리머, 디비닐벤젠 폴리머 및 코폴리머, 에틸렌의 코폴리머 및 터폴리머, 폴리에테르아미드, 폴리에테르 및 이러한 열가소성 폴리머의 블렌드와 같은 적합한 열가소성 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 다른 적합한 고 분자량 폴리머 성분은 적어도 하나의 히드록시 작용성을 포함한다. 히드록실 작용성이 있는 고 분자량 폴리머는 1 내지 15의 히드록실 가를 가진다. 조성물에 대해 히드록실 가를 측정하는 방법에 대한 설명은 예를 들어, 문헌[G. Woods, The ICI Polyurethanes Book, 2nd Ed., ICI Polyurethanes, Netherlands (1990)]에서, 본 기술에 잘 알려진 텍스트에서 발견된다. 적합한 일예는 예를 들어, Mw가 20,000 이상인 폴리비닐알코올(PVOH), PVOH 코폴리머, 폴리(히드록시)아크릴레이트 폴리머, 폴리비닐에테르/폴리비닐알코올 코폴리머, 화학 골격이 바이오매스로부터 유도되는 열가소성 폴리머, 이들의 폴리머 블렌드 및 히드록시 작용성이 있는 열가소성 폴리머와 히드록시 작용성이 없는 열가소성 폴리머의 폴리머 블렌드를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. RHM 조성물은 하나 이상의 고 분자량 폴리머 성분을 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 1 내지 30 중량%의 양으로 포함한다.
반응성 핫 멜트 조성물은 또한 하나 이상의 다작용성 폴리올을 포함한다. "다작용성 폴리올"이란 1 사슬 당 적어도 2 개의 히드록실 그룹을 함유한 폴리올을 뜻한다. 적합한 다작용성 폴리올은 예를 들어, 디올, 트리올, 테트라올, 펜타올, 헥사올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 이들의 폴리에테르아민 폴리올 폴리머 블렌드, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 다작용성 폴리올 성분은 RHM 접착제 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 80 중량%의 양으로 존재한다. 적합한 폴리올 성분은 예를 들어, Mw가 2,000 내지 5,000인 폴리머를 비롯하여, Mw가 400 내지 10,000인 폴리머를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 적합한 폴리올의 다른 일예는 히드록시프로판산으로부터 제조된 올리고머 및 폴리머 및 바이오매스(예, 슈가)의 다른 발효 제품을 포함한다.
본 발명에서 사용하는데 적합한 폴리에스테르 폴리올은 이산, 또는 이들의 모노에스테르, 디에스테르, 또는 무수물 대응물, 및 디올로부터 형성된 폴리올을 포함한다. 이산은 측쇄, 직쇄, 또는 사이클릭 물질을 비롯한, 포화 C4-C12 지방족 산, 및/또는 C8-C15 방향족 산일 수 있다. 적합한 지방족 산의 일예는 예를 들어, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,12-도데칸이산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 및 2-메틸펜탄이산을 포함한다. 적합한 방향족 산의 일예는 예를 들어, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 4,4'-벤조페논 디카르복실산, 4,4'-디페닐아민 디카르복실산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 디올은 C2-C12 측쇄, 직쇄, 또는 사이클릭 지방족 디올일 수 있다. 적합한 디올의 일예는 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,3-부탄디올, 헥산디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 사이클로헥산-1,4-디메탄올, 1,12-도데칸디올, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따라 유용하게 사용된 다른 적합한 폴리에스테르 폴리올은 산 이합체 및/또는 이합체 디올로부터 제조된 폴리올을 포함한다. 다양한 적합한 폴리에스테르 폴리 올의 혼합물이 또한 본 발명에서 사용하는데 적합하다.
본 발명의 일 구체예에 따라, 폴리에스테르 폴리올은 반결정체 내지 결정체이다. 별도 구체예에 따라, 폴리에스테르 폴리올은 무정형이며, 이는 이들이 주위 조건하에 결정으로 되지 않는다는 것을 의미한다. 반-결정 및 무정형 폴리올 둘 다 바람직하게는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 중량 평균분자량("Mw")이 250 내지 5,000을 비롯하여, 250 내지 10,000이며 2보다 적은 산가를 비롯하여, 5보다 적은 산가를 가진다. 무정형 폴리에스테르 폴리올은 바람직하게는 무수 프탈산과 디에틸렌 글리콜로부터 형성된 것들과 같은 방향족 화합물이다. 다양한 적합한 반-결정 및 무정형 폴리에스테르 폴리올의 혼합물이 또한 본 발명에서 사용하는데 적합하다. 적어도 하나의 무정형 또는 반-결정 폴리에스테르의 양은 접착제 조성물의 중량을 기준으로 하여, 30 내지 70 중량%이다.
본 발명에서 사용하는데 적합한 폴리에테르 폴리올은 측쇄 및 직쇄 알킬렌 그룹을 포함하여, 폴리옥시-C2-C6-알킬렌 폴리올을 포함한다. 폴리에테르 폴리올은 다가 알코올과 알킬렌 옥사이드의 반응에 의해 제조될 수 있다. 적합한 폴리에테르 폴리올의 일예는 예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리(1,2- 및 1,3-프로필렌옥사이드), 폴리(1,2-부틸렌옥사이드), 에틸렌 옥사이드와 1,2-프로필렌 옥사이드의 랜덤 또는 블록 코폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 폴리에테르 폴리올은 폴리프로필렌 글리콜이다. 폴리에테르 폴리올은 바람직하게는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 중량 평균분자량(Mw)이 400 내지 8,000, 더 바람직 하게는 1,000 내지 3,000이다. 다양한 적합한 폴리에테르 폴리올의 혼합물이 또한 본 발명에서 사용하는데 적합하다.
반응성 핫 멜트 조성물은 또한 적어도 2 개의 히드록시 그룹을 가진 하나 이상의 유기 화합물을 포함한다. 적합한 유기 화합물은 Mw가 약 100 내지 5,000인 폴리머를 비롯하여, Mw가 약 100 내지 10,000인 화합물이다. 적어도 2 개의 히드록실 작용성을 가진 유기 성분은 10 내지 1500, 10 내지 1000 및 10 내지 500의 히드록실 가를 비롯하여, 10 내지 20000의 히드록실 가를 가진다. 적합한 유기 화합물은 예를 들어, 디올, 트리올, 테트라올, 펜타올, 헥사올, 불포화 지방산의 에스테르, 포화 지방산의 에스테르, 지방, 오일, 면실유, 아마인유, 올리브유, 팜유, 옥수수유, 피넛유, 대두유, 및 캐스터유를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 오일은 수소화에 의해 개질된 오일과 폴리옥시알켄 폴리머, 이를테면 폴리옥시에틸렌 폴리머를 포함하며 예를 들어 수소화 오일, 부분 수소화 오일, 및 폴리옥시에틸렌 오일을 포함한다. 적어도 2 개의 히드록실 작용성을 가진 유기 성분의 양은 접착제 조성물의 중량을 기준으로 하여, 1 내지 15 중량%이다.
반응성 핫 멜트 조성물은 또한 적어도 2 개의 이소시아네이트 그룹을 함유한 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함한다. 적합한 폴리이소시아네이트는 예를 들어 방향족, 지방족, 사이클로지방족 폴리이소시아네이트 및 이들의 조합물, 이를테면, 예를 들어, m-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트, 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 1-메톡시-2,4-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 1,3,5-트리이소시아네이토 벤젠, 2,4,6-트리이소시아네이토 톨루엔, 4,4'-디메틸디페닐메탄-2,2',5,5'-테트라이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트, 4,4'-디메틸-디페닐메탄 테트라이소시아네이트, 및 수 평균분자량 Mn이 2000 보다 적고 적어도 2 개의 이소시아네이트 그룹을 함유한 프레-폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 폴리이소시아네이트 성분은 RHM 접착제 조성물의 총중량을 기준으로 하여, 14 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.
당량 기준으로 취한 모든 혼합 성분으로부터 반응성 핫 멜트 접착제 조성물에서 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹의 비(NCO/OH)는 과량의 이소시아네이트 그룹을 가진 접착제 조성물을 제공하기 위해, 2.2 내지 4.0을 포함하고, 3.0 보다 큰 것을 포함하며 3.5 이상을 포함하여, 2.1 내지 6.0이다.
본 발명의 성분의 혼합을 특징으로 하는 다른 유용한 방법에서는 유리 NCO 함량이다. 본 명세서에서 "유리 이소시아네이트(NCO)"란, 이소시아네이트 단량체와 히드록실 단량체로부터 폴리이소시아네이트를 제조한 후에 제조된 폴리이소시아네이트 내에 유리(free) 상태로 남아 있는 이소시아네이트 그룹을 의미한다. 유리 NCO 함량은 혼합물의 총중량을 기준으로 하여, 유리 NCO의 중량%이다. 유리 NCO는 1:1 당량 기준으로 혼합물에서 OH 그룹을 일치하는데 필요한 양을 초과하는 NCO의 양이다. 본 발명의 실시에서, 적합한 조성물은 3.5% 내지 20%를 포함하고, 3.5% 내지 7%를 포함하여, 적어도 3.5%의 유리 NCO 함량을 가진다. 이론에 제한되지 않고, NCO/OH 비와 유리 NCO 함량을 증가시키면 가교결합의 농도가 더 큰 경화된 접착제 조성물을 유도하며, 차례로 내크립성 개선을 유도한다.
반응성 핫 멜트 접착제와 폴리머 반응성 희석제 조성물의 성분들을 종래의 수단에 의해, 바람직하게는 불활성, 건조 분위기에서 혼합하며, 바람직하게는 50℃ 내지 120℃의 온도에서, 모든 히드록시 그룹을 반드시 대응하는 우레탄 그룹으로 전환하는데 충분한 시간 동안 반응시킨다. 폴리이소시아네이트와 반응 전에 비-이소시아네이트 함유 성분 중 적어도 하나를 가열하고 이와 혼합함으로써 폴리머 성분을 용해시킨다. 임의로, 예를 들어 3차 아민 또는 주석류 촉매와 같은 촉매를 반응 전, 동안, 또는 그 후에 성분들과 혼합하여 접착제 조성물을 형성할 수 있다. 이러한 임의 촉매를 사용할 때, 통상의 사용 수준은 혼합된 성분들의 총중량을 기준으로 하여, 0.3 중량% 보다 적다. 연장된 작용 시간을 증가시킨 접착제 조성물은 바람직하게는 사용시까지 불활성, 건조 분위기하에 저장된다.
핫-멜트 접착제 조성물은 바람직하게 유지되는, NCO-작용 그룹의 반응성에 대해, 사슬 확장제, 충진제, 안료, 증점제, 가소제, 레올로지 개질제, 및 다른 적합한 첨가제와 같은 추가의 종래 성분을 혼합하여 배합될 수 있다. 일 구체예에 따라, 첨가된 사슬 확장제의 양은 RHM 접착제 조성물의 중량을 기준으로 하여, 0 내지 10 중량%이다.
본 발명의 일 구체예에 따라, 성분들은 하나 이상의 지방산의 적어도 하나의 히드록시-작용성 트리글리세라이드 또는 적어도 하나의 작용성 폴리올을 포함한다. 지방산의 히드록실-작용성 트리글리세라이드는 화학식 CH2OR1-CHOR1-CH2OR3(여기서, R1, R2 및 R3 은 같거나 다를 수 있는, 지방산의 잔기이며, 이중 적어도 하나는 히드록실 작용성을 가진다)을 가진다.
본 발명의 기재를 접착하는 방법에서, 이를테면 펌핑 또는 중력 공급에 의해, 적용 설비로 접착제를 이동하고 수분 존재하에 제 1 기재에 접착제를 적용하는데 적합한 점도를 얻기 위해, 작용 시간이 연장된 반응성 핫-멜트 접착제를 가열한다. 온도는 적합한 점도를 얻는데 충분히 높아야 하지만 접착제에 대한 과도한 분해 또는 다른 좋지 않은 효과를 피하는데 충분히 낮아야 한다. 전형적인 유용한 온도는 40℃ 내지 200℃, 바람직하게는 50℃ 내지 160℃, 및 더 바람직하게는 100℃ 내지 150℃의 범위 내이다. 접착제의 적용은 예를 들어, 가열된 스프레이 어플리케이터(applicator), 가열된 비드 어플리케이터, 가열된 노즐, 및 가열된 롤 코터와 같은 종래의 수단에 의해 수행하여 필요한 경우 접착제의 연속 또는 불연속 필름을 형성할 수 있다. 접착제는 기재 중 하나가 천인 경우 1-50 g/㎡ 만큼 낮은 수준에서 적용될 수 있지만 전형적으로 50 내지 250 g/㎡(4-20 g/ft2)의 수준으로 적용될 수 있다. NCO-작용 그룹과 반응을 수행하여 적용된 접착제의 궁극적인 접착 강도를 증가시킨다고 예상되는, 수분, 즉 물은 예를 들어 주위 습도, 인공적으로 증가되거나 조절된 습윤 공기, 물방울 분무, 또는 적용된 접착제와 접촉하는 액상 물의 스프레이의 결과일 수 있다고 생각된다. 또한 수분은 예를 들어 아민과 같은 다른 NCO-작용성 그룹-반응성 성분들에 의해 증대될 수 있다고 생각된다.
제 2 기재를 적용된 접착제와 접촉시켜 복합 구조를 제공한다. 이와 같이 형성된 복합 구조를 롤러 사이를 통과시키는 것과 같은 적용 압력으로 가해 접착제와 기재의 접촉 증가를 수행한 다음 복합 구조를 냉각하거나 냉각시킨다. 다른 구체예에서, 접착제를 동시에 또는 순차로 제 1 기재의 두 표면에 적용하고, 접착제-코팅된 표면을 같거나 서로 다를 수 있는, 2 개의 추가 기재에 동시에 또는 순차로 접착한다. 또한 본 발명에서 기재된 공정 전 또는 후에 같거나 다른 접착제를 이용하여 복합 구조를 다른 기재에 후에 접착할 수 있다고 생각된다. 본 발명의 방법으로 접착될 제 1 및 제 2 기재는 같거나 다를 수 있으며 예를 들어, 매끄럽거나 조직화된 표면을 가질 수 있는, 금속, 목재, 강화 목재 제품, 종이, 직물 및 부직포, 및 플라스틱을 포함하며 롤, 시트, 필름, 호일, 등의 형태로 제공된다. 이들은 예를 들어, 나왕 마호가니 합판, 함침지, 압출 폴리스티렌 포움, 팽창된 폴리스티렌 포움, 파이버글래스 강화 폴리에스테르, 폴리에스테르 천, 고압 또는 저압 라미네이트, 합판, 알루미늄, 스틸, PVC, 및 엔지니어링 플라스틱을 포함한다.
본 발명의 몇몇 구체예에서, 접착되는 기재는 비교적 얇고 평편하며, 이러한 경우 복합 제품은 소위 라미네이트 또는 라미네이트화 구조이다. 다른 구체예에서 기재는 얇거나 평편하지 않다.
일 구체예에 따라, 작용 시간이 연장된 구조 접착제는 수년간 ICC AC05 빌딩 코드 조건에 만족할 것이다.
미국 가특허출원 제 60/615,668 호에 기재된 최근 개발된 구조 접착제는 ICC AC05 조건에 따른다. 그러나, 일부 구체예에서, 이 제품은 작용 시간이 단 2 분이며 구조 절연 패널(SIP) 시장이 표적이다. 이것은 팽창된 폴리스티렌(EPS) 절연체의 양면에 접착된 배향 스트랜드 보드(oriented strand board)로 구성된 라미네이트이다. 이 패널은 공업용 또는 주택용으로 사용될 수 있는 구조를 조성하는 빌딩 시장에 사용되고 있다. 폴리머 희석제 및 이로부터 제조된 접착제는 SIP 제조업자가 종래의 제조 방법에 비해 생산 효율을 개선하게 하며, 처리량의 개선을 유도한다. 그러나, 단 2 분의 작용 시간으로, 구조 접착제는 예를 들어 4'X 8' 패널을 비롯한, 비교적 적은 면적의 패널을 구성하여 사용하는데 제한된다. 예를 들어 8'X 24' 패널을 비롯한, 더 큰 패널을 구성하는 것이 바람직하며, 이것은 작용 시간이 연장된 구조 접착제를 필요로 한다.
액체 폴리머 반응성 희석제 조성물을 1 내지 10 중량% 첨가하면(촉매 첨가 전에) 의외로 상기에 기재한 반응성 핫 멜트 접착제를 위한 반응성 희석제로서 작용한다는 사실을 알아냈다. 일 구체예에 따라, ICC AC 05 빌딩 코드 조건을 만족하는 구조 접착제에 무정형 폴리머 희석제 조성물을 도입함으로써, 구조 접착제의 작용 시간이 상당히 연장된다. 폴리머 희석제 조성물의 장점은 이 조성물이 반응성 핫 멜트 접착제와 혼합될 때 완전히 반응하며(>80% 까지 및 100% 포함) 반응성 핫 멜트의 내크리프성에 악영향이 없다는 것이다. 사실상, 폴리머 반응성 희석제를 첨가하면 실제로 추가 가교결합 밀도를 통해 내크리프성을 개선할 수 있다. 폴리머 희석제의 다른 장점은 액상 폴리우레탄인 것에 의해, 수반응성 조성물이 반응성 핫 멜트에서 상용성(상용성은 또한 폴리머 희석제가 사용된 RHM에 화학적으로 및/또는 구조적으로 관련된다는 것을 의미함), 가용성 또는 혼화성이 있다는 것이다. 종래의 반응성 희석제는 사용된 양에 비례하여 반응성 핫 멜트의 감압 성능에 부작용이 있다. 놀랍게도 액상 수반응성 조성물을 첨가하면 배향된 스트랜드 보드에 대한 접착성을 개선한다는 것을 알아냈고, 접착성은 처음부터 반응성 핫 멜트를 개발하는데 문제점이었다. 또한 수반응성 화합물은 스트랜드 보드의 습윤성을 개선한다.
일 구체예에 따라, 무정형 수반응성 액상 폴리머 조성물은 촉매 없는 반응성 희석제로서 작용하였다. 이러한 구체적인 폴리머 희석제는 추가 촉매 때문에 핫 멜트 열안정성의 퇴화를 방지하는데 사용된다.
다음 실시예는 본 발명을 예시하고자 제시되며 시험 과정에 의해 결과를 얻는다.
시험 과정
시편 제조:
시편은 문헌["Acceptance Criteria For Sandwich Panel Adhesives," #AC05]에서, the International Conference of Building Officials(ICBO)에 의해 제공된 과정에 따라 제조된, 배향 스트랜드 보드(OSB), 접착제, 팽창된 폴리스티렌 포움, 접착제, 및 OSB의 샌드위치 라미네이트이다.
손 실패:
샌드위치 라미네이트 시편을 폭 약 5 내지 7.5 cm(2 내지 3 인치)로 절단한다. OSB의 피스 하나를 고정하고, 샌드위치가 떨어질 때까지 OSB의 다른 피스에 손으로 힘을 가하고, 실패 모드를 관찰한다. "패스" 실패 모드는 폴리스티렌 포움이 분리되는 것이다. "실패" 실패 모드는 접착면에서 접착제의 접착제 실패이다.
고온 크리프:
ICBO 허용 기준 AC05-8.3에 따라, 단단한 목재(단풍나무)에 접착된 금속을 포함하는 샌드위치 시편에 345 kPas(50 psi)의 스트레스를 가해 변형을 관찰하였다. 통과하는데, 크리프는 시험기간 동안 평균 0.005 in/in(0.127 mm/mm)로서 처음 시간에 0.002 in/in(0.0508 mm/mm)로 제한된다. 샘플을 섹션 8.6.3에 따라 시험하며; 목재 기재의 크리프를 측정할 때 158℉(70℃)에서 1 주간으로 또는 접착된 금속 표면이 관련되는 경우 182℉(83℃)에서 1 주간 시험한다.
고온 랩 전단(Lap Shear):
ICBO 허용 기준 AC05-8.4에 따라, 조절된 샌드위치 시편을 182℉(83℃)의 글루 라인(glue line) 온도에 평형화하고 랩 전단 강도에 대해 시험하였다. 통과하는데, 시험 시편은 73℉(23.7℃)에서 글루 라인으로 시험할 때 적어도 80%의 랩 전단 강도를 보유해야 한다.
촉진 노화:
ICBO 허용 기준 AC05-7.2에 따라, 샌드위치 시편을 실온에서 48 시간 동안 수중에 함침한 후 145℉(63℃)에서 8 시간 건조시켰다. 그 후 샘플에 실온에서 16 시간 적시고 145℉(63℃)에서 8 시간 건조시키는 사이클을 3 회 처리하였다. 시험 전에 섹션 6.0에 따라 샘플을 7 일간 조절하였다. 통과하는데, 샘플은 촉진 노화 처리하지 않은 시험 시편의 최초 접착 강도의 적어도 80%를 보유해야 한다.
실시예
반응성 핫 멜트 성분
작용 시간이 1.5 분인 반응성 핫 멜트 접착제(Mor-MeltTM R-5022, Rohm and Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania)를 대조군으로 사용하였다.
반응성 희석제로서 폴리머 수반응성 조성물(MRC)
비촉매화(uncatalyzed), 폴리머 액체 수반응성 조성물(PMRC)을 제조하였다.
PMRC1
성분 중량%
Rubinate MTM, Lupranate M-20STM, 또는 Mondur MRTM(light) 28.70
MDI 11.68
Luprinate MITM 1.24
P-2010TM 58.3
FoamblastTM 20F 0.006
BC 0.033
Blankophor SOLTM 0.02
총중량 100
MDI: 디페닐메탄 디이소시아네이트, 이성체의 혼합물, 즉 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI
PMRC2
성분 중량%
Rubinate MTM, Lupranate M-20STM, 또는 Mondur MRTM(light) 57.56
P-2010TM 39.38
Santicizer 160TM 3.01
BC 0.049
Blankophor SOLTM 0.02
총중량 100
PMRC3
성분 중량%
Rubinate MTM, Lupranate M-20STM, 또는 Mondur MRTM(light) 12.58
Luprinate MITM 23.6
P-2010TM 40.7
Poly G 55-56TM 20.3
DIDP 0.75
Tufflo 6006TM 1.98
FoamblastTM 20F 0.007
BC 0.018
Blankophor SOLTM 0.02
총중량 100
SIP는 EPS의 양면에 접착된 OSB를 포함한다. 소량의 접착제 사용을 용이하게 하기 위해 그리고 편리하게, Mor-MeltTM R-5022를 사용하여 1# EPS의 단면 한쪽 면을 7/16" OSB에 예비-라미네이트화 하였다. 그 후 이것을 6" X 12" 피스로 절단하였다. 또한 OSB의 매칭 섹션을 일치하는 외장 재료로서 제조하였다. 이로서 하나의 접착선으로 코팅하게 하고 오픈 타임(open time)을 측정할 수 있게 한다.
반응성 희석제로서 PMRC-3
Mor-MeltTM R-5022 중 500 g의 부분표본(aliquot)을 글래스 반응기에 넣고, 90℃로 가열한 다음 건조 질소를 흘렸다. 여기에 5 중량%의 MRC-3을 넣었다. PMRC-3은 6000 psi의 경화된 영율(Young's modulus)과 4500 cps의 점도를 가진다.
혼합물이 균일화될 때까지 90℃에서 방치하였다. 그 후 물질을 Black Bros. 핫 멜트 롤 코터로 이동하고, 310℉의 오일 온도로 설정하였다. 코어 물질로 사용되었던 동일 밀도의 EPS를 이용하여 접착제 적용율을 설정하였다. 일단 적용율 12 g/ft2 이 얻어지면, 예비-라미네이트화 패널을 코팅하여, 접착제를 EPS에 적용하였다. 원하는 규정된 작용 시간을 위해 패널을 옆에 둔 다음, OSB의 일치하는 섹션을 적용하였다. 패널의 3/16" 압축을 위해 설정된 Black Bros. 닙 라미네이터를 이용하여 완성된 SIPS 패널을 2회 조였다. 일단 조였으면, 패널을 옆에 두어 실험실 조건하에 1 시간 동안 방치하였다.
1 시간이 끝난 후에, 6" X 12" 패널을 세로로 하여 2 개로 절단하였다. 반쪽으로, 한 단부에서 1 인치의 EPS를 제거하고, 바이스에 놓고, OSB 면 중 하나를 죄었다. 그 후 바이스 면과 OSB의 외부 섹션 사이에 프라이 바(pry bar)를 끼워, 패널이 실패할 때까지 코어(core)로부터 페이서(facer)를 천천히 움직였다. 특정 작용 시간에 제조된 각 패널에 대해 수행하였다.
반응성 희석제로서 PMRC-3을 사용하여 작용 시간이 현저히 증가하였다: Mor-MeltTM R-5022(반응성 희석제가 첨가되지 않음)에 대해 1.5 분으로부터 적층에서 1 시간에 EPS를 찢어 계측한 5.5 분으로.
반응성 희석제로서 PMRC-2
PMRC-2는 더 큰 영율(27000 psi)과 더 큰 점도(8000 cps@25℃)를 가진다. PMRC-2를 5 중량%로 Mor-MeltTM R-5022에 첨가하였다. 이전과 같이 라미네이트를 제조하였다. 결과는 다음과 같았다:
EPS 코어 실패에 의해 측정된, 4.5 분의 오픈 타임을 얻었다. 이를 확인하기 위해, Mor-MeltTM R-5022를 5 중량% 첨가하고 반응성 희석제로서 PMRC-0 베이스를 이용한 다른 배치의 반응성 핫 멜트를 구성하였다.
PMRC-0을 이용한 시스템에 대해 동일한 라미네이션 과정을 사용하였다.
다시, PMRC-1과 비교할만하게, PMRC-0을 이용하여 5.5 분의 오픈 타임을 얻었다. PMRC-0의 고유 점도는 5000 cps로서, PMRC-1의 것과 매우 근접하다. 처음에, 더 낮은 점도의 수반응성 조성물이 Mor-MeltTM R-5022용 반응성 희석제로서 더 긴 오픈 타임을 얻는 것 같았다. 그러나, 24 시간 후에, PMRC-3으로 제조된 패널이 또한 상당한 개선을 보여 주었다는 사실이 알려졌다.
PMRC-1로 제조된 패널은 초기 5.5 분의 오픈 타임을 초과하는 접착성에서 약간의 개선을 보여주었으나 완전한 코어 실패는 아니었다. 실패 모드는 반응성 희석제로서 PMRC-3에 의해 24 시간 후에 개선되었다. 사실상, 7 분까지의 관찰된 코어 실패가 관찰되었다. PMRC-1 반응성 희석제에 의해 동일한 효과가 보였고, PMRC-0 반응성 희석제에 의해 관찰되었다.
최대 작용 시간 측정에 추가하여, 패널의 열안정성을 시험하였다. Mor-MeltTM R-5022에 100% 반응성 액체 수경화 조성물을 첨가하는 조건은 롤 상에서의 온도 하에 핫 멜트 접착제가 안정하도록 보장하는 것이다.
점도 대 시간은 Brookfield ThermacellTM 점도계를 이용하여 측정하고, 260℉에서 6 시간에 걸쳐 점도를 모니터하였다. 결과를 표 1에 요약한다.
강도 대 시간 합판-합판@12 g/ft2 플랫와이즈(flatwise) 인장 강도(psi)
시간(분) Mor-MeltTM R-5022 Mor-MeltTM R-5022+9% PMRC-1 Mor-MeltTM R-5022+9% PMRC-2
1 1.4 1.7 0.9
2 5.6 5 3
3 12.9 11 4.4
4 17 13 7
5 19.1 13.5 9.5
6 24 17.2 18.2
7 26.4 18 14.5
8
10 36.9 24 18.9
11 39 20.6 26
12 42 28 36.5
15 31.3 31.5
Mor-MeltTM R-5022에 수반응성 조성물 PMRC-1 및 PMRC-2를 첨가하면 Mor-MeltTM R-5022 대조군과 비교하여 접착된 구조 패널에 사용할 때 양호하거나 더 양호한 열안정성을 나타냈다. 단지 5%의 액체 수반응성 조성물을 첨가하여 반응성 핫 멜트의 오픈 시간에서 이러한 현저한 개선에 따라, 희석제의 퍼센트를 증가시켜 효과를 관찰하였다.
PMRC-1(9 중량%)를 Mor-MeltTM R-5022에 첨가하고 라미네이트를 이전과 동일하게 구성하였다. 코어 실패에 의해 계측한, 오픈 타임은 8 분으로 상당히 증가하였다.
PMRC-2(9 중량%)도 Mor-MeltTM R-5022에 첨가하였다. 샘플 SIPS 구조를 3, 4, 5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 및 8.5 분의 오픈 타임에서 제조하였다. 얻어진 패널을 세로로 반으로 절단하였다. 반쪽을 라미네이션으로부터 1 시간에 파괴적으로 시험하였다. 시험 결과는 작용 시간의 5 분까지만 EPS 코어 실패를 나타냈다. 6 분의 작용 시간에, OSB에 대한 약간의 접착제 실패가 관찰되었다.
PMRC-3(9 중량%)도 Mor-MeltTM R-5022에 첨가하였다. PMRC-3은 PMRC-1과 마찬가지로 실행되지 않는다. 1 시간 마크(mark)에서 5 분 이상의 일관된 코어 실패가 관찰되지 않으며, 심지어 24 시간 후에 8 분까지 코어 실패를 나타낸다. 최초, 5 중량%의 PMRC-3에서, 4.5 분까지 코어 실패를 관찰하였다. 희석제 수준을 8 중량%로 증가시킴으로써, 0.5 및 1.0분의 작용 시간을 얻는다.
대조군으로서 Mor-MeltTM R-5022를 사용하고 반응성 희석제를 사용하는 접착된 라미네이트의 강도 발생을 또한 평가하였다. 그 결과를 표 2에 요약한다.
강도 대 시간 합판-합판@12 g/ft2 플랫와이즈(flatwise) 인장 강도(psi)
시간(분) Mor-MeltTM R-5022 Mor-MeltTM R-5022+9% PMRC-1 Mor-MeltTM R-5022+9% PMRC-3
1 1.4 1.7 0.9
2 5.6 5 3
3 12.9 11 4.4
4 17 13 7
5 19.1 13.5 9.5
초기 강도 발생 결과는 처음 5 분 이내에, 반응성 희석제로서 Mor-MeltTM R-5022와 PMRC-1은 실제로 반응성 희석제로서 Mor-MeltTM R-5022와 PMRC-3보다 빠르게 발생한다고 제시한다. 이 데이터로부터, 반응성 희석제로서 PMRC-1은 PMRC-3이 부작용이 있는데 비해 처음 커플의 분 이내에 강도 발생에 부작용이 없다고 파악된다. 강도는 처음 커플의 분 이내에 1# 밀도 EPS 코어를 찢는데 필요한 것 이상으로 신속히 증대되며, 반면에 Mor-MeltTM R-5022와 PMRC-3에 대해 8 psi 수준을 넘어서 증대되는데 4 분을 초과할 필요가 있다.
ICC AC 05 증명서에 요구된 고온 크리프 조건을 Mor-MeltTM R-5022와 수반응성 조성물에 대해 평가하였다. 5% PMRC-1과 함께 12 g/ft2 의 Mor-Melt R-5022를 이용하여 알루미늄-미송(Douglas Fir) 크리프 시편을 구성하였다. 데이터를 표 3에 요약한다.
Mor-MeltTM R-5022+5% PMRC-1에 대한 크리프 시험
크리프(인치)
시간 1 2 3 4
0 시간 0 0 0 0
1 0 2 1 0
2 2 3 1 1
3 2 3 1 1
4 2 4 2 1
5 2 4 2 1
6 2 4 2 1
7 2 4 2 1
8 2 4 2 2
1일 AM 2 4 2 2
1일 PM 2 4 2 2
2일 AM 2 4 2 2
2일 PM 2 4 2 2
3일 AM 2 4 2 2
3일 PM 2 4 2 2
4일 AM 2 4 2 2
4일 PM 2 4 2 2
5일 AM 2 4 2 2
5일 PM 2 4 2 2
6일 AM 2 4 2 2
6일 PM 2 4 2 2
7일 AM 2 4 2 2
7일 PM 2 4 2 2
AC 05 섹션 8.6.3의 조건은 크리프가 처음 시간 이내에 어느 하나의 시편 상에서 0.002"(2 mil)를 초과하지 않고 시험기간에 걸쳐 평균 0.005"(5 mil)을 초과하지 않는다는 것이다. Mor-MeltTM R-5022와 PMRC-1에 대한 크리프 값은 이들 조건 이내에서 좋으며, 수반응성 조성물이 크리프에 부작용이 없다는 것을 나타낸다.

Claims (7)

  1. (a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
    (b) (i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
    (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
    (iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 포함하는 접착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 반응성 핫 멜트 접착제가 (a) 중량 평균분자량이 30,000 내지 100,000인 하나 이상의 폴리머; (b) 하나 이상의 다작용성 폴리올; (c) 적어도 2 개의 히드록시 그룹을 가진 하나 이상의 유기 화합물; 및 (d) 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하는 접착제 조성물.
  3. (a) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
    (b) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
    (c) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하는 폴리머 반응성 희석제.
  4. 제 3 항에 기재된 폴리머 반응성 희석제에 이소시아네이트 함유 반응성 핫 멜트 조성물을 추가로 포함하는 접착제 조성물.
  5. (a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
    (b) (i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
    (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
    (iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 혼합하는 단계를 포함하는 반응성 핫 멜트의 작용 시간을 연장하는 방법.
  6. (a) 반응성 핫 멜트 접착제; 및
    (i) 중량 평균분자량이 2000 내지 4000인 하나 이상의 폴리머;
    (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
    (iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유하는 폴리머 반응성 희석제를 혼합하고;
    (b) 반응성 핫 멜트 접착제를 가열하며;
    (c) 핫 멜트 접착제를 수분 존재하에 제 1 기재에 적용하고;
    (d) 적용된 핫 멜트 접착제를 적어도 하나의 제 2 기재와 접촉한 다음;
    (e) 접착된 핫 멜트 접착제를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기재의 접착 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 반응성 핫 멜트가
    (i) 중량 평균분자량이 30,000 내지 100,000인 하나 이상의 폴리머;
    (ii) 하나 이상의 다작용성 폴리올; 및
    (iii) 이소시아네이트 그룹 대 히드록실 그룹(NCO/OH)의 비가 4.0 내지 11.0이며 유리 이소시아네이트 그룹의 양이 조성물의 총량을 기준으로 하여, 7.5 중량% 보다 큰, 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기재의 접착 방법.
KR1020060075456A 2005-08-15 2006-08-10 구조 접착제용 폴리머 희석제 KR100836606B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060075456A KR100836606B1 (ko) 2005-08-15 2006-08-10 구조 접착제용 폴리머 희석제

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60/708,160 2005-08-15
KR1020060075456A KR100836606B1 (ko) 2005-08-15 2006-08-10 구조 접착제용 폴리머 희석제

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070020344A KR20070020344A (ko) 2007-02-21
KR100836606B1 true KR100836606B1 (ko) 2008-06-10

Family

ID=41639025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060075456A KR100836606B1 (ko) 2005-08-15 2006-08-10 구조 접착제용 폴리머 희석제

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100836606B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216180A (ja) * 1988-05-06 1990-01-19 Emhart Ind Inc ホットメルトポリウレタン接着性組成物
JP2001316653A (ja) 2000-05-08 2001-11-16 Asahi Denka Kogyo Kk ホットメルト型接着剤用組成物
DE10218718C1 (de) 2002-04-26 2003-03-27 Carbotech Fosroc Gmbh Verfahren zum Verfestigen von geologischen Formationen
EP1318182A1 (en) * 2001-12-06 2003-06-11 Rohm And Haas Company Hot-melt adhesive
WO2004046217A1 (de) * 2002-11-15 2004-06-03 Bayer Materialscience Ag Raumtemperaturhärtende reaktivsysteme
US20040140055A1 (en) 2003-01-21 2004-07-22 Gang-Fung Chen Adhesive additives and adhesive compositions containing an adhesive additive
US20050159575A1 (en) 2004-01-16 2005-07-21 Bayer Materialscience Ag Polyurethane-polyurea dispersions stable to thermal yellowing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216180A (ja) * 1988-05-06 1990-01-19 Emhart Ind Inc ホットメルトポリウレタン接着性組成物
JP2001316653A (ja) 2000-05-08 2001-11-16 Asahi Denka Kogyo Kk ホットメルト型接着剤用組成物
EP1318182A1 (en) * 2001-12-06 2003-06-11 Rohm And Haas Company Hot-melt adhesive
DE10218718C1 (de) 2002-04-26 2003-03-27 Carbotech Fosroc Gmbh Verfahren zum Verfestigen von geologischen Formationen
WO2004046217A1 (de) * 2002-11-15 2004-06-03 Bayer Materialscience Ag Raumtemperaturhärtende reaktivsysteme
US20040140055A1 (en) 2003-01-21 2004-07-22 Gang-Fung Chen Adhesive additives and adhesive compositions containing an adhesive additive
US20050159575A1 (en) 2004-01-16 2005-07-21 Bayer Materialscience Ag Polyurethane-polyurea dispersions stable to thermal yellowing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070020344A (ko) 2007-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100733150B1 (ko) 반응성 핫-멜트 접착제
DE60316890T2 (de) Reaktive Heissschmelzhaftmittelzusammensetzungen mit verbesserter Haftung an schwierigen Substraten
EP2242784B1 (en) Liquid polyurethane prepolymers useful in solvent-free adhesives
EP1378531B1 (en) Reactive hot-melt adhesive compositions with improved green strength
US20070155859A1 (en) Reactive polyurethane hot melt adhesive
US20090266482A1 (en) High-strength polyurethane adhesive
WO2009086064A1 (en) Method for preparing a moisture curable hot melt adhesive
JP4025666B2 (ja) ウレタンポリマー組成物
AU2018338182A1 (en) A high strength long open time polyurethane reactive hot melt
JP3932036B2 (ja) ホットメルト接着剤
JP2002194318A (ja) 木質化粧部材用反応性ホットメルト接着剤及び木質化粧部材の製造方法
KR100836606B1 (ko) 구조 접착제용 폴리머 희석제
US20060175009A1 (en) Reactivatable polyurethane hot-melt adhesive
EP1754765B1 (en) Polymeric diluents for structural adhesives
US11708514B2 (en) Solvent free liquid moisture curable polyurethane compositions with long open times and fast cure rates
CN116888182A (zh) 层压复合薄膜结构

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130522

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140521

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee