[发明专利]浅色芳族改性C5烃类树脂

说明书

发明领域

本发明涉及在粘合剂中使用的增粘剂树脂组合物以及它们的制备方法。更特别是本发明涉及从1，3-戊二烯浓缩物和乙烯基芳族化合物制备的浅色芳族改性C₅烃类组合物以及它们在粘合剂应用中的用途。

发明背景

增粘剂树脂可用于制备热塑性粘合剂如热熔性粘合剂(HMA)和热熔性压敏粘合剂(HMPSA)。热熔性粘合剂是一种能在加热下快速熔融的固态热塑性材料。然后热熔性粘合剂经冷却固化成坚固的粘合层。热熔性压敏粘合剂冷却后保留了它的粘性。大多数其它类型的粘合剂通过溶剂蒸发或自由基固化机理固化。热熔性粘合剂提供的快速粘合使得它们很适合许多自动操作。热熔性粘合剂由弹性体、嵌段共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)制成，或由无定形聚烯烃与低分子量的低聚物增粘剂一起制成。

通常增粘剂必须适合于粘合剂应用。选择增粘剂以赋予足够粘合强度、促进底材润湿并通常提高粘合性。增粘剂通常是通过不饱和脂族石油烃原料(如来自石油或石油化学加工装置的乙烯裂化器的原料)的聚合制备的。

更特别是增粘剂常常是从具有两个双键的不饱和C₅烃(如C₅二烯和C₅环二烯)制备的。该C₅树脂通常是使用AlCl₃催化剂在约30℃到约70℃的反应温度下制备的。这些树脂具有70-120℃的软化点以便充分润湿底材、保持粘合性并易于包装。但是这些树脂通常具有约5到约7或更大的加德纳色，其对许多粘合剂应用来说常常颜色太深。

降低C₅树脂中的C₅环二烯的量通常将改进或降低加德纳色，但C₅树脂的粘合性也会受影响(如更低的软化点和降低的粘合性)。对具有降低的C₅环二烯含量的浅色增粘剂来说，可添加芳族物质到C₅树脂来改进树脂的粘合特征。这种低环二烯树脂常常也需要使用萜烯(一种不饱和的环状C₁₀H₁₆烃)来满足粘合要求(如颜色和软化点)。例如参考美国专利第4,994,516号，要求从C₅1，3-戊二烯、不饱和乙烯基芳族化合物和萜烯获得的C₅树脂能获得足够低的颜色而不会损失软化点。但是使用萜烯常常需要制备原料流(如使用前的原料净化或加氢处理)，使得使用萜烯的生产工艺常常更昂贵，更复杂。

芳族取代的C₅树脂常常具有较深的颜色并需要后树脂(post resin)的氢化和加氢处理。例如参考美国专利第4,952,639号，其中乙烯基单不饱和芳族取代的C₅树脂氢化前具有较深的加德纳色(从约5到7)，氢化后的C₅树脂的加德纳色小于2。也可参考美国专利第5,817,900号，其中芳族改性C₅烃类树脂需要加氢处理来将树脂的加德纳色从约7降低到约2。

已经提出无需使用后树脂的氢化或加氢处理的浅色C₅树脂。但是这种树脂常常限制了芳族的取代量。例如参见美国专利第5,853,874号描述了一种加德纳色约为3的浅色芳族改性C₅树脂，但只描述了约5到15％(重量)的单乙烯基芳族取代到树脂中。单乙烯基芳族取代的这种取代范围限制了这些C₅树脂作为增粘剂在某些热熔性应用中的用途。

已经提出具有更高水平的单乙烯基芳族取代的其它树脂，但需要使用BF₃催化剂，其活性比更广泛使用的AlCl₃催化剂更低，导致制造的复杂性和成本的提高。例如美国专利第5,177,163号描述了采用BF₃催化剂形成的具有大约30％(重量)的单乙烯基芳族组分的浅色单乙烯基芳族取代的C₅树脂。但是BF₃催化剂必须用化学品(如石灰和NH₄OH)中和，其与更广泛使用的AlCl₃催化剂的水洗中和相比就更加昂贵。浅色C₅树脂采用BF₃催化剂的所需反应温度为约0℃到约10℃，其通常比AlCl₃催化剂的所需反应温度更低，这导致反应时间更长和工艺成本更高。此外，提高BF₃催化剂体系的反应温度到更经济的条件常常产生不合乎要求分子量的最终C₅树脂。