[发明专利]具有高粘合强度和快速凝固时间的可湿气固化的热熔粘合剂

说明书

本发明涉及具有改善的初始强度的不含异氰酸酯的可湿气固化的热熔粘合剂组合物、所述粘合剂的制备以及所述粘合剂的用途。

技术领域

本发明涉及不含异氰酸酯的可湿气固化的热熔粘合剂组合物以及所述粘合剂的用途。

背景技术

热熔粘合剂组合物在室温下为固体，并且在施加热量时，热熔粘合剂组合物会熔融成液体或流体状态，在该熔融形式下将其施加到基材上。在冷却时，所述粘合剂组合物重新成为固体形式。冷却粘合剂组合物时所形成的硬相赋予了最终粘合所有内聚性(强度、韧性、抗蠕变性和耐热性)。热熔粘合剂组合物为热塑性的，并可以反复加热为流体状态和冷却为固态。热熔粘合剂组合物不包含水或溶剂。

可固化的或反应性热熔粘合剂组合物是一类热熔粘合剂。它们在室温下也是固体，并且在施加热量时熔融为液体或流体状态，在熔融形式下将其施加到基材上。在冷却时，所述粘合剂组合物重新成为固体形式。冷却所述粘合剂组合物时且在固化之前所形成的硬相赋予了所述粘合起始强度(initial strength)或初始强度(green strength)。当暴露于合适条件下时，例如暴露于湿气时，所述粘合剂组合物将通过化学交联反应进行固化。在固化之前，所述粘合剂组合物保持为热塑性的，可以重新熔融并重新凝固。一旦固化，所述粘合剂组合物处于不可逆的固体形式，并不再是热塑性的。所述交联的粘合剂组合物为最终粘合提供了额外的强度、韧性、抗蠕变性和耐热性。与热塑性热熔粘合剂组合物相比，反应性热熔粘合剂组合物可以提供更高的强度和耐热性。反应性热熔粘合剂组合物不包含水或溶剂。

反应性热熔粘合剂组合物冷却而使得凝固但未交联的组合物可以快速地将部件粘合在一起的能力被称为初始强度。在商业操作中想要能够快速产生初始强度的粘合剂组合物，因为其能够使粘合的部件能够被迅速地进行进一步加工。在凝固之后，反应性热熔粘合剂组合物将继续与湿气反应，使得部件间粘合的强度得以持续提高。在商业操作中想要高的固化强度，因为其允许应力部件得以粘合。

大多数反应性热熔粘合剂是湿气固化的聚氨酯热熔组合物。聚氨酯热熔组合物的反应性组分主要由异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物组成，其中所述聚氨酯预聚物含有氨基甲酸酯基团和与表面或大气湿气进行反应以延伸链且形成新的聚氨酯聚合物的反应性异氰酸酯基团。聚氨酯预聚物通常通过使二醇与二异氰酸酯反应获得。

湿气固化的聚氨酯热熔粘合剂组合物具有某些缺点。一个缺点是用于制备异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的多异氰酸酯——特别是更具挥发性的二异氰酸酯——的残余单体含量。某些湿气固化的聚氨酯热熔粘合剂组合物可含有大量未反应的单体二异氰酸酯。在热熔体施用温度下(通常为90℃至170℃)，聚氨酯热熔粘合剂组合物中所含的未反应的单体二异氰酸酯具有相当大的蒸气压，并有可能部分地以气态形式被排出。该异氰酸酯蒸气可能是有毒的、刺激性的且具有致敏作用，这使得在施用过程中必须采取预防措施。含有未反应的异氰酸酯的热熔粘合剂不能用于某些应用，例如辊涂。这种危害在辊涂应用中会进一步加剧，因为在层合过程中涉及大的表面暴露区域。

已经开发了硅烷反应性热熔粘合剂组合物以代替异氰酸酯反应性热熔组合物。硅烷反应性热熔粘合剂组合物在室温下也是固体，并且在施加热量时会熔融为液体或流体状态，其中在熔融形式下将其施加到基材上。在冷却时，所述组合物重新成为固体形式。硅烷反应性热熔粘合剂组合物是基于硅烷改性的聚合物的，所述聚合物包含在暴露于湿气(例如大气中的湿气)时可形成硅氧烷键的湿气反应性硅烷基团。硅烷反应性热熔粘合剂组合物提供了良好的固化粘合性，并且由于不含异氰酸酯，因此不担心异氰酸酯单体蒸气的排放。硅烷反应性热熔粘合剂组合物通常不含水或溶剂。然而，某些硅烷反应性热熔粘合剂组合物比反应性聚氨酯热熔粘合剂组合物在产生初始强度时更为缓慢，并且对许多基材而言比反应性聚氨酯热熔粘合剂组合物具有较低的粘合性。

仍然需要一种硅烷反应性热熔粘合剂组合物，其具有用于商业应用所想要的性能组合，包括初始强度的快速产生、长的工作寿命和高的最终(固化)粘合性。

发明内容