[发明专利]基于全同立构的聚丙烯的无规共聚物和辅助聚合物的热熔粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及新的热熔粘合剂组合物，其基于立体有择并主要是半结晶性的全同立构的聚丙烯的无规共聚物(RCP)。更特别地，本发明涉及粘合剂组合物，其可用于密封纸箱/纸盒及制造无纺一次性物品，如尿布和女性卫生用品。所述粘合剂组合物特别适于用作一次性无纺物品组装中的弹性附件和结构粘合剂。

背景技术

热熔粘合剂通常在环境温度下是以固体存在，并通过加热能够转变为可流动的液体。这些粘合剂特别适用于制造各种一次性物品，而在一次性物品中粘合各种基底通常是必须的。具体应用包括一次性尿布、医用衬垫、卫生巾、护垫、外科用帘和成人失禁紧身裤，这些统称为一次性无纺物品。其它各种应用包括纸制品、包装材料、带子和标签。在大部分应用中，热熔粘合剂被加热至其熔融态，然后涂覆到基底上。第二基底立即与第一基底接触，并压在一起。粘合剂冷却固化，形成强结合。热熔粘合剂的主要优点是不使用液体载体，而水或溶剂基粘合剂需要液体载体，从而避免了与除去溶剂相关的昂贵过程。

对于多种应用而言，热熔粘合剂通常通过活塞或齿轮泵设备直接挤压在基底上，形成薄膜。在这种情况下，基底借助于压力与热模紧密接触。模具的温度必须保持在高于粘合剂的熔点，通常为150～200℃。对于某些应用而言，尤其是制造无纺物品，通常涉及到 粘接精巧和热敏感性的基底，如薄标准聚乙烯膜。在这些情况下，必须避免薄膜和模具间的直接接触，以防止薄膜燃烧或扭曲。已经研发了几种方法，其中使用热压缩空气将热熔粘合剂喷涂到距离一定距离的基底上。这些非接触涂覆技术包括螺旋喷涂和各种形式的熔喷法。从而避免了涂覆头和基底间的直接接触。所有这些上述涂覆技术对于本领域所属技术人员是公知的，并且所用设备容易商购获得。

然而，喷涂技术对热熔粘合剂的要求苛刻。粘合剂的粘度在使用温度下必须足够低，通常为2,000～30,000cP，优选为2,000～15,000cP。许多其它物理因素，尤其是粘合剂的流变性能，决定着热熔物的喷涂性。大部分市售热熔产品本身不适于喷涂应用。没有可接受的理论模型或指导来预测喷涂性，因此必须结合涂覆设备通过实验测定。

间规聚丙烯(SPP)聚合物在本领域是公知的。SPP聚合物基本上是高分子量立体有择的丙烯均聚物或丙烯与其它α-烯烃单体(如乙烯、1-丁烯或1-己烯)的共聚物。间规聚合物不应与常规结晶聚丙烯及基本上无定型的无规立构的聚-α-烯烃(APAO)混淆。这些聚合物在结构和性能方面彼此不同。本领域技术人员公知的是，常规结晶聚丙烯具有等规分子链构型。等规构型可以描述为，具有与连续单体单元的叔碳原子连接的甲基，并且所述甲基处于沿主聚合物链画出的假想平面的同一侧。这种类型的立体化学结构可使用下面的Fisher投影式说明：

由于其高度的链规则性，常规全同立构的聚丙烯(IPP)是高度结晶的，其结晶度通常大于50％，熔化热大于70J/g。它们通常是高密度和高熔点的坚硬材料。由于缺少柔性，所以IPP聚合物仅能在热熔粘合剂制剂中少量使用作为改性剂，其用量通常约为2％～5重量％。常 规IPP的熔体流速与重均分子量成反比，根据ASTM D-1238测试方法测得其熔体流速为0.5～200g/10min。

公知用于热熔粘合剂组合物混合物中的另一种成分包括APAO聚合物。APAO聚合物基本上是无定型的低分子量的丙烯均聚物或丙烯与乙烯或丁烯或己烯的共聚物。与IPP或SPP中的规则结构相比，APAO具有无规分子链，其中连续单体单元上的甲基在立体结构上随机地分布在沿聚合物链画出的假想平面的两侧。无规APAO分子链的立体构型可由下面的Fisher投影式说明：

SPP的立体链结构不同于IPP，也不同于APAO。与IPP的等规链构型和APAO的无规链构型相比，SPP的立体化学结构可以描述为，连续单体单元的叔甲基在沿聚合物链画出的假想平面的两侧交替分布。SPP的立体构型如下所示：

聚丙烯的立体构型也可通过C-13NMR定量表征。在NMR命名中，在IPP情况下，在平面同一侧的连续甲基的″内消旋″对由字母m表示。在SPP情况下，在平面相对侧的连续甲基的″外消旋″对由字母r表示。m或r的百分比定义成聚合物立构规整度大小，m和r之和等于100％。因此，完美全同立构的聚丙烯具有100％的m对，而完美间规聚丙烯具有100％r对。SPP这种独特的立体化学结构产生不寻常且需要的物理和机械性能组合，如低密度、低熔点、柔性和韧性。SPP聚合物的r值通常等于或大于70％，而相比而言，常规IPP的r值通常在几个百分点内。