生物基熱熔融粘合劑制造技術

本發明專利技術提供了一種熱熔融粘合劑，該熱熔融粘合劑包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的增塑劑；其中該熱熔融粘合劑組合物在350°F下的粘度為約500cPs至約15,000cPs，并且其中該熱熔融粘合劑組合物基本上不含增粘樹脂。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
熱熔融粘合劑(HMA)在室溫下為固體，但是受熱時形成可快速冷卻并粘結至基底的液體粘合劑層。HMA可用于需要粘結靈活性、大間隙填充和最小收縮率的高速制造和應用。HMA不需要載液諸如有機溶液或水，因此當其被施加到基底時，無需干燥液體粘合劑層。無需干燥步驟減少溶劑使用量，提高生產線速度，以及降低運輸費用。HMA組合物以往是基于石油衍生的聚合物的，并且這些組合物進一步利用多種樹脂、油和蠟增粘、增塑并強化，這些樹脂、油和蠟可衍生自石油和天然存在的原料，諸如木材、膠和妥爾油松香、以及萜烯。這些HMA組合物經受所有石油衍生的材料所共有的周期性價格波動，并且在處理采用這些組合物的制品(諸如硬紙板箱等)之后，這些組合物通常也非常耐降解。由來源于可再生的自然資源的原材料制成的HMA組合物在與土壤接觸之后可做成堆肥或天然降解。例如，由聚(丙交酯)(乳酸的雙分子環酯)的均聚物或共聚物制成的HMA組合物(在本文中也被稱為PLA)可用于許多粘結應用中。
技術實現思路
本專利技術涉及HMA組合物，在各種實施方案中，該組合物包含來源于可再生自然資源的至少50重量％、或至少75重量％、或至少85重量％、或至少95重量％的組分。HMA組合物利用當做成堆肥或與土壤接觸時發生一定程度的自然降解的原材料。HMA組合物利用來源于非石油原料諸如基體聚合物的聚(乳酸)。聚(乳酸)聚合物具有過去認為其不適用于HMA組合物中并且不適用于需要與大量石油衍生的增粘樹脂、稀釋劑或其他改性劑混合的這些應用中的高分子量。在一個方面，本專利技術涉及一種通過使用分子量降低化合物(諸如弱酸、醇、堿、胺、或它們的組合)來修改聚(乳酸)聚合物的分子量的方法，該方法可提供適于HMA應用的低熔融粘度材料。本專利技術方法不同于常規技術，在常規技術中，HMA組合物由單體丙交酯制成并以共聚單體構建分子鏈或依賴高分子量基體聚合物，這可能需要來自非再生資源的大量的增粘劑和其他改性劑以達到所需的HMA性能。本專利技術方法可產生具有定制的分子量分布的基體聚合物，這些聚合物在一些實施方案中不需要增粘劑，并且在一些實施方案中可能需要較少的改性劑以達到HMA的良好性能。在另一方面，本專利技術涉及低熔融粘度HMA組合物，該組合物具有良好的熱粘特性，因此不需要增粘劑或只需少量的增粘劑/化合物。HMA組合物只需最少量的增塑劑和/或稀釋劑便可達到HMA在300-375°F(150-190℃)的施加溫度下通常所需的濕潤特性。在一個方面，本專利技術涉及熱熔融粘合劑，該熱熔融粘合劑包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量(Mn)的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的增塑劑；其中該熱熔融粘合劑組合物在350°F下的粘度為約500cPs至約15,000cPs，并且其中該熱熔融粘合劑組合物基本上不含增粘樹脂。在又一方面，本專利技術涉及熱熔融粘合劑，該熱熔融粘合劑包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量的60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑劑；以及1重量％至25重量％的環氧樹脂。在另一方面，本專利技術涉及熱熔融粘合劑組合物，該熱熔融粘合劑組合物包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑劑；0重量％至25重量％的環氧樹脂；以及0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，該分子量降低化合物選自弱酸、胺、強堿、醇、路易斯酸、以及它們的組合，其中熱熔融粘合劑基本上不含增粘樹脂。在又一方面，本專利技術涉及用于制備熱熔融粘合劑的方法，該方法包括：將熱熔融粘合劑組合物加熱至溫度180℃至210℃，其中熱熔融粘合劑組合物包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的1重量％至40％重量％的增塑劑；以及0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，該分子量降低化合物選自弱酸、胺、路易斯酸、以及它們的組合。本專利技術的一個或多個實施方案的細節在以下附圖和具體實施方式中示出。從說明書及附圖以及從權利要求中可顯而易見本專利技術的其他特征、目的和優點。附圖說明圖1為實施例1中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖2為使用尺寸排阻色譜法(SEC)的實施例1中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖3為實施例2中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖4為使用SEC的實施例2中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖5為實施例3中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖6為使用SEC的實施例3中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖7為實施例4中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖8為使用SEC的實施例4中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖9為實施例5中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖10為使用SEC的實施例5中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖11為實施例6中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖12為使用SEC的實施例6中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖13為實施例7中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖14為實施例7中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖15為實施例8中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖16為使用SEC的實施例8中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖17為實施例9中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖18為使用SEC的實施例9中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖19為實施例10中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖20為使用SEC的實施例10中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖21為實施例11中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖22為使用SEC的實施例11中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖23為實施例12中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖24為使用SEC的實施例12中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖25為實施例13中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖26為使用SEC的實施例13中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖27為實施例14中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖28為使用SEC的實施例14中的HMA組合物的分子量分布的曲線圖。圖29為實施例1-2中的HMA組合物以及各種純PLA聚合物和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)HMA組合物的彈性模量(G’)與溫度關系的曲線圖。圖30為實施例15中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖31為實施例16中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。圖32為實施例17中的HMA組合物的熔融粘度測量的曲線圖。在這些附圖中，類似的符號表示類似的元件。具體實施方式在一個方面，本專利技術涉及HMA組合物，該HMA組合物包含聚交酯化合物(乳酸的雙分子環酯，在本文中也被稱為PLA)或它們與其他內酯(諸如乙交酯和己內酯)的共聚物、增塑劑、弱有機酸、以及任選的添加劑。在一些實施方案中，HMA組合物基本上不含增粘樹脂，這在本專利申請中意指，HMA組合物包含小于5重量％、或小于1重量％、或小于0.5重量％、或小于0.1重量％的增粘樹脂、或0％的增粘樹脂。在旨在用于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱熔融粘合劑，包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；和增塑劑，所述增塑劑包含具有約50％至約100％的生物基含量的酯；其中所述熱熔融粘合劑組合物在350°F下的粘度為約500cPs至約15,000cPs，并且其中所述熱熔融粘合劑組合物基本上不含增粘樹脂。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.31 US 61/972,7901.一種熱熔融粘合劑，包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；和增塑劑，所述增塑劑包含具有約50％至約100％的生物基含量的酯；其中所述熱熔融粘合劑組合物在350°F下的粘度為約500cPs至約15,000cPs，并且其中所述熱熔融粘合劑組合物基本上不含增粘樹脂。2.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，其中所述增塑劑包含具有99％的生物基含量的酯。3.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)包含(L-丙交酯)單體單元、(D-丙交酯)單體單元和(內消旋-丙交酯)單體單元。4.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)包括聚(L-丙交酯，PLLA)或聚(D-丙交酯，PDLA)。5.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)為包含主要量的L-丙交酯單體單元和D-丙交酯單體單元的均聚物或共聚物。6.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)為包含L-丙交酯單體單元的均聚物。7.根據權利要求1所述的熱熔融粘合劑，還包含約1重量％至約25重量％的環氧樹脂。8.一種熱熔融粘合劑，包含：具有約1000道爾頓至約40000道爾頓的分子量的60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的1重量％至40重量％的增塑劑；和1重量％至25重量％的環氧樹脂。9.根據權利要求8所述的熱熔融粘合劑，其中所述增塑劑包含99％的生物基含量。10.根據權利要求8所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)為包含主要量的L-丙交酯單體單元和D-丙交酯單體單元的均聚物或共聚物。11.根據權利要求8所述的熱熔融粘合劑，其中所述聚(丙交酯)為包含L-丙交酯單體單元的均聚物。12.一種熱熔融粘合劑組合物，包含：60重量％至99重量％的聚(丙交酯)均聚物或共聚物；包含具有約50％至約99％的生物基含量的酯的1重量％至40重量％的增塑劑；0重量％至25重量％的環氧樹脂；和0.1重量％至10重量％的分子量降低化合物，所述分子量降低化合物選自弱有機酸、胺、強...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊格內修斯·A·卡多瑪，張承忠，邁克爾·D·克蘭德爾，吳永康，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US