單部分的快速定形水性粘合劑乳液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及單部分的水基丙締酸類粘合劑乳液、由其制備的粘結(jié)制品，W及使用 該些乳液來粘結(jié)制品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在家具行業(yè)和相關(guān)行業(yè)中，必須粘附寬泛范圍的基底，包括木材；金屬，例如冷軸 鋼和侶；織物；紙材；皮革；泡沫；塑料，例如聚氯己稀、聚苯己締、聚己締、聚丙締、和丙締 膳-了二締-苯己締（ABS)、玻璃纖維，W及用于構(gòu)造高壓層合物（例如用于臺面）的材料。
[0003] 如本文所用，觸壓粘合劑是指該樣的粘合劑，其必須施加于要接合的兩個(gè)基底上 并允許一定時(shí)間進(jìn)行干燥，通常在將該兩個(gè)基底推在一起之前干燥最多至24小時(shí)。一旦將 基底推在一起，就可非常迅速形成粘結(jié)，并且通常不必長時(shí)間施加壓力。一些觸壓粘合劑能 夠提供在施加于基底后20秒至5分鐘內(nèi)表現(xiàn)出操作強(qiáng)度的粘結(jié)的基底。目P，形成足夠強(qiáng)度 的粘結(jié)W將基底保持在一起并抵抗后續(xù)施加于新粘結(jié)層上的力，該力可能引起失效。在施 加和粘結(jié)后很快提供所需操作強(qiáng)度的粘合劑通常被稱為"快速定形"或"快速定形的"粘合 劑。為了確定粘合劑是否為快速定形粘合劑，可采用壓緊粘結(jié)（pinch bond)測試。
[0004] 壓緊粘結(jié)或刀口粘結(jié)（knife-edge bond)用于評估粘合劑制劑是否表現(xiàn)出所需操 作強(qiáng)度特征，繼而能夠在家具中使用的泡沫橡膠墊的制造過程中立即操作和處理。此類粘 結(jié)需要比形成典型粘結(jié)所需更多的強(qiáng)度積累，因?yàn)橐坏┬纬烧辰Y(jié)，前者就產(chǎn)生處于應(yīng)力下 的粘結(jié)層，而后者不會(huì)。
[0005] 在W往，泡沫和家具制造主要采用單部分觸壓粘合劑，其溶解或分散于有機(jī)溶劑 中，例如氯化溶劑和低閃點(diǎn)有機(jī)溶劑。此類單部分觸壓粘合劑能夠便利地使用單個(gè)來源 (即，容器）施加。然而，出于環(huán)境原因，一直希望從有機(jī)、溶劑基粘合劑組合物轉(zhuǎn)換為水基 或水分散粘合劑組合物。
[0006] 希望找到可用作快速定形粘合劑的水基粘合劑。然而，使其W單部分形式提供的 嘗試僅獲得逐步的行業(yè)認(rèn)可，因?yàn)樗鼈兙哂斜瘸Ｒ?guī)有機(jī)、溶劑基粘合劑更長的干燥時(shí)間，W 及相對較慢的強(qiáng)度積累速率。為了克服此類局限性，已開發(fā)出兩部分（即，從兩個(gè)單獨(dú)容器 共噴涂）水分散粘合劑體系，其在噴涂數(shù)秒內(nèi)即表現(xiàn)出高粘合強(qiáng)度。粘合劑組合物是所述 兩部分體系中的一個(gè)部分；外部凝結(jié)劑例如巧樣酸、乳酸、己酸或硫酸鋒通常W相對于第一 部分的預(yù)定比率用作第二部分。然而，此類兩部分粘合劑體系并不完全令人滿意。共噴涂 設(shè)備是昂貴的，設(shè)備需要維護(hù)，并且在施加過程中必須監(jiān)控該兩個(gè)部分（凝結(jié)劑和粘合劑 組分）的比率。
[0007] 授予化tel等人的美國專利No. 6, 086, 997描述了一種貶存穩(wěn)定、快速定形的單部 分水性觸壓粘合劑組合物，其包含粘合劑組分和棚酸。棚酸用作內(nèi)部凝結(jié)劑并且可W溶液 的形式添加或其可原位生成。粘合劑組分包含至少一種聚氯了二締。粘合劑組分可任選地 包含聚氯了二締與天然橡膠、合成橡膠或其組合的混合物。粘合劑組分基本上不含（即，包 含5重量％或更少）丙締酸醋并且也可包含作為內(nèi)部凝結(jié)劑的氨基酸，例如甘氨酸。據(jù)公 開，棚酸的添加能夠降低聚氯了二締粘合劑組合物的pH，同時(shí)仍然保持良好儲存壽命。"儲 存壽命"被定義為該樣的時(shí)間段，在該時(shí)間段后，水性組合物具有基本上凝結(jié)、凝固、凝塊、 分離、沉降、或形成的不易混合或不易分散的層，使得不可有效地或容易地通過噴涂方法W 同質(zhì)、均勻的液體共混物施加。目P，具有良好儲存壽命的組合物是貶存穩(wěn)定的。"貶存穩(wěn)定 的"被定義為意指水性組合物在室溫（25°C標(biāo)準(zhǔn)溫壓）下貶存時(shí)具有大于約四個(gè)月的儲存 壽命。"快速定形的"被描述為是指粘合劑組合物形成的強(qiáng)度足W在將粘合劑施加到要粘結(jié) 的基底后小于約10分鐘內(nèi)施加指壓時(shí)形成粘結(jié)（即，指壓粘結(jié)）。對于一些應(yīng)用，如，家具 行業(yè)中的粘結(jié)泡沫，快速定形的粘合劑有利地在施加后90秒或更短內(nèi)形成指壓粘結(jié)。據(jù)公 開，組合物是快速定形的，該是由于組合物的抑較低，其優(yōu)選地在約7至約9. 5的范圍內(nèi)。 可通過從一個(gè)容器中噴射出來的方式施加所述單部分、快速定形、貶存穩(wěn)定的水性粘合劑 組合物。
[000引授予化址的美國專利No. 5, 543, 455描述了一種水性粘合劑，所述水性粘合劑包 含如下物質(zhì)的水性乳液；A)介于約50重量％與約80固體重量％ (基于A加B)之間的乳化 丙締酸類聚合物，所述丙締酸類聚合物具有介于約5與約50之間的酸值，W及基于單體固 體計(jì)介于約0. 5重量％與約5重量％之間的N-哲甲基丙締酷胺含量；B)介于約20重量％ 與約50固體重量％ (基于A加B)之間的彈性體膠乳，如橡膠膠乳，例如天然橡膠、氯了橡膠 等；化及C)具有足W使A)和B)的水分散體穩(wěn)定的量的陰離子表面活性劑。據(jù)公開，N-哲 甲基丙締酷胺是必要單體。彈性體膠乳B)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)良好粘結(jié)所必需的，因?yàn)楸喫犷?樹脂單獨(dú)不能獲得膠乳粘合劑那樣的良好粘結(jié)。還提出，主要基于氯了橡膠的觸壓粘合劑 不能獲得良好的高溫粘合，因此丙締酸類聚合物A) W介于約50重量％與約80重量％之間 的水平使用，并且彈性體膠乳B) W介于約20重量％與約50重量％ (基于A加B)之間的 水平使用。據(jù)公開，水性組合物的最終抑介于約7與約11之間。
[0009] 授予Motzet等人的EP 2246403 A1描述了 W水性制劑提供的地板或觸壓粘合劑， 所述水性制劑包含；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)小于+10°C的可交聯(lián)粘結(jié)劑樹脂；任選地，交聯(lián) 劑；W及任選地，增粘劑和/或增塑劑；其中所述制劑的揮發(fā)性有機(jī)化合物（V0C)水平小于 0. 5重量％。據(jù)稱，可交聯(lián)粘結(jié)劑樹脂應(yīng)優(yōu)選地具有+10°C至-90°C范圍內(nèi)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度（Tg)，并且此外還應(yīng)優(yōu)選地包含由單體混合物制備的幾基官能（甲基）丙締酸醋或己締 基共聚物，所述單體混合物包含（甲基）丙締酸燒基醋單體和/或己締基單體W及雙丙酬 丙締酷胺值A(chǔ)AM)單體。舉例說明了抑值為6. 9和更大的丙締酸類的幾基官能粘結(jié)劑乳液。 該些用于制備抑值為7. 2或更大的粘合劑組合物。
[0010] 基于通過"核-殼"乳液聚合方法制備的丙締酸類聚合物的單部分層合粘合劑組 合物在授予lovine和化er的美國專利No. 4, 948, 822中有所公開。粘合劑組合物基于包 含核和殼的丙締酸類共聚物，其中潛在反應(yīng)性官能共聚單體（例如，甲基丙締酸縮水甘油 醋）位于核中，并且能與第一共聚單體反應(yīng)的第二官能共聚單體位于殼中。選擇可用于制 備其中所述粘合劑中所采用的丙締酸類聚合物的單體，W提供核-殼聚合物，其中核和殼 聚合物均將具有約-10至-35C的Tg。在制備聚合物中所采用的核對殼單體的重量比據(jù)稱 在約2:1至5:U67-83重量％)的范圍內(nèi)。通常，將粘合劑涂布在膜上并使之在室溫下干 燥（或在適度加熱下干燥）。然后使其通過"熱漉隙"漉，將涂布粘合劑的膜層合到所需基 底，例如電暈處理的聚己締或聚丙締膜或其它薄片。所得層合物據(jù)稱形成直接粘結(jié)，該直接 粘結(jié)在因聚合物硬化或固化而在室溫下靜置的情況下獲得強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)理解，來自層合方法 中所采用的"漉隙"步驟的熱足W允許官能共聚單體彼此反應(yīng)，并從而引發(fā)聚合物的硬化、 離子鍵合或交聯(lián)。核-殼技術(shù)用于有效地分離反應(yīng)性官能共聚單體，直到反應(yīng)性所需的時(shí) 間為止。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)未提供水基單部分粘合劑，該粘合劑不含各種添加劑例如凝結(jié)劑和貶存 穩(wěn)定劑，不含或至少基本上不含（如，小于30重量％、或小于15重量％或甚至小于5重 量％ )天然橡膠和面化聚合物例如聚氯了二締，其在室溫下快速定形，可施加于要粘結(jié)的 一個(gè)或兩個(gè)基底，W及提供最初可重新定位的粘結(jié)基底。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 希望提供一種水基單部分粘合劑，該粘合劑不含或至少基本上不含（如，小于30 重量％、或小于15重量％或甚至小于5重量％)面化聚合物例如聚氯了二締。如果此類組 合物不含或至少基本上不含（如，小于30重量％、或小于15重量％或甚至小于5重量％ ) 天然橡膠，則具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，該是由于此類材料的膠乳中蛋白質(zhì)的存在可引起皮膚過敏。
[0013] 有利地，所述粘合劑將為貶存穩(wěn)定