TWI834602B - 雙組分無溶劑黏著劑組合物、包含其之層狀結構及用於形成層狀結構之方法 - Google Patents
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Abstract
揭示雙組分無溶劑聚胺基甲酸酯黏著劑組合物。在一些實施例中，所述無溶劑黏著劑組合物包含含有異氰酸酯之異氰酸酯組分。所述無溶劑黏著劑組合物進一步包含異氰酸酯反應性組分，所述異氰酸酯反應性組分包含包括兩個或更多個一級羥基及併入三級胺之主鏈的高反應性胺引發之多元醇。所述異氰酸酯反應性組分進一步包含磷酸酯多元醇。所述異氰酸酯反應性組分可進一步包含一或多種非胺引發之多元醇。亦揭示形成層狀結構之方法，所述方法包括：將異氰酸酯組分均勻塗覆於第一基板；將異氰酸酯反應性組分均勻塗覆於第二基板；使所述第一基板與所述第二基板結合在一起，進而使所述異氰酸酯組分與所述異氰酸酯反應性組分混合且反應，以在所述第一基板與所述第二基板之間形成黏著劑；及固化所述黏著劑以黏合所述第一基板與所述第二基板。另外揭示包括所述黏著劑組合物之層合物。
Description
本發明係關於無溶劑黏著劑組合物。更特定言之，本發明係關於用於層狀結構中之雙組分無溶劑聚胺基甲酸酯黏著劑組合物。所揭示之黏著劑組合物包括胺引發之多元醇及磷酸酯多元醇，其提供具有改良之轉化效率的層狀結構且適用於高效能食品封裝應用(例如，蒸煮袋應用)。
在一些實施例中，黏著劑組合物呈現高反應性，且因此經調配以獨立地塗覆於兩個基板，隨後使所述基板結合在一起以使黏著劑組合物混合且反應。特定言之，黏著劑組合物之一種組分經組態以均勻地塗覆於第一基板之表面，且黏著劑組合物之另一種組分經組態以塗覆於第二基板之表面。隨後使第一與第二基板結合在一起，進而混合兩種組分且使其反應，以在第一與第二基板之間形成黏著劑。以此方式，可隨後固化黏著劑，進而黏合第一基板與第二基板。
黏著劑組合物適用於各種目的。舉例而言，黏著劑組合物用於將基板，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚醯胺、金屬、紙或塞璐芬(cellophane)黏合在一起以形成複層薄膜，亦即層合物。黏著劑在不同的最終用途應用中之
用途通常為已知的。舉例而言，黏著劑可用於製造用於封裝行業中，尤其用於食品封裝之薄膜/薄膜及薄膜/箔層合物。用於層壓應用中之黏著劑或「層壓黏著劑」一般可分為三種類別：溶劑類、水類及無溶劑。黏著劑之效能視所塗覆之黏著劑之類別及應用而改變。
可塗覆高達100%固體且無有機溶劑或水性載劑之無溶劑層壓黏著劑。因為在應用時不需要自黏著劑乾燥有機溶劑或水，所以此等黏著劑可以較高的生產線速度運作且在需要快速黏著劑塗覆之應用中為較佳的。溶劑類及水類之層壓黏著劑受到在塗覆黏著劑後可有效乾燥且自層狀結構中移除溶劑或水之速率的限制。出於環境、健康及安全原因，層壓黏著劑較佳含水或無溶劑。然而，無溶劑黏著劑常常遇到問題，諸如適用期短、初始黏合低、黏合發展緩慢、一級芳胺(「PAA」)及異氰酸酯(「NCO」)衰變緩慢、至金屬表面之黏著力低且耐化學性及耐熱性差，尤其在諸如蒸煮袋應用之高效能應用中。
在無溶劑層壓黏著劑之類別內，存在多個種類。一種特定種類包含預混合雙組分聚胺基甲酸酯類層壓黏著劑。通常，雙組分聚胺甲酸酯類層壓黏著劑包含：第一組分，其包括含異氰酸酯的預聚物及/或聚異氰酸酯；及第二組分，其包括多元醇。預聚物可藉由使過量異氰酸酯與每分子含有兩個或更多個羥基之聚醚及/或聚酯反應而獲得。第二組分包括經每分子兩個或更多個羥基引發之聚醚及/或聚酯。兩種組分以預定比例組合或「預混合」，且隨後將其塗覆於第一基板(「載體幅材」)上。隨後，使第一基板與第二基板結合在一起以形成層狀結構。
可將額外基板層添加至結構中，其中額外黏著劑組合物之層位於各連續基板之間。隨後，在室溫或高溫下固化黏著劑，進而使基板黏合在一起。
層狀結構之進一步加工視黏著劑之固化速度而定。黏著劑之固化速度指示為層壓基板之間的機械黏合變得足以允許進一步加工且層合物符合適
用規定(例如，食品接觸規定)所花費的時間。緩慢固化速度導致較低轉化效率。相比於傳統含溶劑之黏著劑，預混合雙組分無溶劑層壓黏著劑呈現較弱初始黏合及緩慢固化速度。轉化工業中的一般趨勢朝向較快固化層壓黏著劑。較快固化改良轉化器之操作效率。具體言之，將成品快速搬離倉庫提高生產能力及處理最後時刻訂單之靈活性(例如，零售商促銷活動)。為提高操作效率，應使用反應性遠高於現有黏著劑組合物之黏著劑組合物來形成層合物。然而，此類黏著劑組合物將對傳統黏著劑塗覆技術造成難題。
相應地，具有改良之黏合強度、較快固化速度及高效能塗覆能力之雙組分無溶劑聚胺基甲酸酯類層壓黏著劑組合物為理想的。
揭示雙組分無溶劑聚胺基甲酸酯黏著劑組合物。在一些實施例中，無溶劑黏著劑組合物包含含有異氰酸酯之異氰酸酯組分。無溶劑黏著劑組合物進一步包含異氰酸酯反應性組分，其包含包括兩個或更多個一級羥基及併入三級胺之主鏈的高反應性胺引發之多元醇。異氰酸酯反應性組分進一步包含磷酸酯多元醇。在一些實施例中，異氰酸酯可選自由以下組成之群：脂族聚異氰酸酯、環脂族聚異氰酸酯、芳族聚異氰酸酯及其兩者或更多者之組合。在一些實施例中，胺引發之多元醇所包括之官能度可為約2至約12，羥基數目可為約5至約1,830且分子量可為約200至約20,000。在一些實施例中，磷酸酯多元醇為多元醇與聚磷酸之反應產物。異氰酸酯反應性組分可進一步包含一或多種非胺引發之多元醇。
所揭示之黏著劑組合物相對於現有雙組分無溶劑黏著劑組合物呈現快速固化速率及提高之效能。因此，包括黏著劑組合物之層狀結構可在短至層壓後兩小時內切割且在兩天內遞送至客戶。包括現有通用黏著劑組合物之
層合物通常需要在層壓兩至三天後切割且需要五至七天來遞送。相應地，方法效率使用所揭示之黏著劑組合物得到極大提高。另外，所揭示之黏著劑組合物之操作窗與現有通用黏著劑之二十至三十分鐘適用期相比為無限期的。如下文將論述，此係因為所揭示之黏著劑組合物之適用期與固化製程完全無關。
因為所揭示之黏著劑組合物經調配以變得比現有黏著劑組合物具有更高反應性且呈現更快固化速率，所以其並不理想地適於與現有黏著劑塗覆設備一起使用。此係因為兩種組分反應極快，促使黏著劑膠化且不適於塗覆於基板上。出於此原因，所揭示之黏著劑組合物經調配以使異氰酸酯及異氰酸酯反應性組分分別塗覆於兩個不同基板上，而非使其預混合且塗覆於載體幅材上。
特定言之，所揭示之黏著劑組合物經調配以使異氰酸酯組分可均勻塗覆於第一基板之表面且異氰酸酯反應性組分可塗覆於第二基板之表面。隨後使第一基板表面與第二基板表面接觸以使兩種組分混合且反應，進而形成層合物。黏著劑組合物隨後可固化。
根據本發明之雙組分無溶劑黏著劑組合物包括異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分。
異氰酸酯組分
在一些實施例中，異氰酸酯組分包括異氰酸酯。異氰酸酯可選自由以下組成之群：單體異氰酸酯、聚合異氰酸酯、預聚合異氰酸酯及其兩者或
更多者之組合。如本文所用，預聚合異氰酸酯為包括異氰酸酯之反應物與多元醇之反應產物，例如聚酯多元醇。「預聚合異氰酸酯」可為聚異氰酸酯自身。
在一些實施例中，異氰酸酯所包括之官能度為1.5至10、或1.8至5、或2至3。如關於異氰酸酯組分所使用，「官能度」係指每分子羥基反應性位點之數目。諸如異氰酸酯組分之具有異氰酸酯基的化合物可由參數「%NCO」表徵，所述參數為按化合物之重量計異氰酸酯基之量(按重量計)。參數%NCO藉由ASTM D 2572-97(2010)之方法量測。在一些實施例中，異氰酸酯組分之%NCO為至少3%、或至少6%、或至少10%。在一些實施例中，異氰酸酯組分之%NCO不超過25%、或18%、或14%。
在一些實施例中，異氰酸酯組分所包括之游離單體含量為0至50%、或5至40%、或10至30%。在一些實施例中，異氰酸酯組分所包括之分子量為200至3,000g/mol、或300至2,000g/mol、或500至1,000g/mol。在一些實施例中，如藉由ASTM D2196之方法所量測，在25℃下異氰酸酯組分之黏度為300至40,000mPa-s、或500至20,000mPa-s、或1,000至10,000mPa-s。
在一些實施例中，異氰酸酯組分之異氰酸酯可選自由以下組成之群：脂族聚異氰酸酯、環脂族聚異氰酸酯、芳族聚異氰酸酯及其兩者或更多者之組合。「芳族聚異氰酸酯」為含有一或多個芳環之異氰酸酯。「脂族聚異氰酸酯」不含芳環。「環脂族聚異氰酸酯」為脂族聚異氰酸酯之子集，其中化學鏈為環結構。
根據本發明適用之異氰酸酯之實例包含但不限於：二異氰酸己二酯(hexamethylene diisocyanate，「HDI」)之異構體、異佛爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate，「IPDI」)之異構體、二甲苯二異氰酸酯(xylene diisocyanate，「XDI」)之異構體、亞甲基二苯基二異氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate，「MDI」)之異構體(諸如4,4-MDI、2,2-MDI及2,4-MDI)、甲
苯-二異氰酸酯(toluene-diisocyanate，「TDI」)之異構體(諸如2,4-TDI、2,6-TDI)、萘-二異氰酸酯(naphthalene-diisocyanate，「NDI」)之異構體(諸如1,5-NDI)、降冰片烷二異氰酸酯(norbornane diisocyanate，「NBDI」)之異構體、四甲基二甲苯二異氰酸酯(tetramethylxylylene diisocyanate，「TMXDI」)之異構體及其兩者或更多者之組合。較佳為MDI之異構體，尤其為4,4-MDI與2,4-MDI(亦即，液體MDI)或4,4-MDI(亦即，固體MDI)之混合物。
在一些實施例中，按異氰酸酯組分之重量計，異氰酸酯組分中異氰酸酯之量按重量計為至少40重量%、或至少70重量%或至少90重量%。在一些實施例中，按異氰酸酯組分之重量計，異氰酸酯組分中異氰酸酯之量按重量計不超過100重量%、或不超過95重量%、或不超過90重量%。在一些實施例中，按異氰酸酯組分之重量計，異氰酸酯組分中異氰酸酯之量按重量計為40至100重量%。
異氰酸酯組分可進一步包括一般技術者通常已知之其他成分。
異氰酸酯反應性組分
無溶劑黏著劑組合物進一步包括異氰酸酯反應性組分，其包括高反應性胺引發之多元醇。在一些實施例中，胺引發之多元醇包括一級羥基及併入至少一個三級胺之主鏈。在一些實施例中，異氰酸酯反應性組分亦可包括另一類型之多元醇，其為非胺引發之多元醇。舉例而言，異氰酸酯反應性組分可包括選自由以下組成之群的至少一者：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚烯烴多元醇、天然油多元醇及其兩者或更多者之組合。各多元醇類型可包含一種多元醇。或者，各多元醇類型可包含不同種類之多元醇之混合物。在一些實施例中，一個多元醇類型可為一種多元醇，而另一多元醇類型可為不同種類之多元醇之混合物。
在一些實施例中，胺引發之多元醇包括一級羥基及併入至少一個
三級胺之主鏈。在一些實施例中，胺引發之多元醇具有以下化學結構I：
其中R1、R2及R3各自獨立地為直鏈或分支鏈烷基。舉例而言，可各自獨立地為C1-C6直鏈或分支鏈烷基。在一些實施例中，胺引發之多元醇包括三級胺及二級胺。
在一些實施例中，胺引發之多元醇所包括之官能度為2至12、或3至10、或4至8。如關於異氰酸酯反應性組分所使用，「官能度」係指每分子異氰酸酯反應性位點之數目。在一些實施例中，胺引發之多元醇所包括之羥基數目為5至1,830、或20至100、或31至40。如關於異氰酸酯反應性組分所使用，「羥基數目」為可用於反應的反應性羥基之量的量測值。此數目以濕式分析法測定且報導為等效於一公克樣品中發現之羥基的氫氧化鉀之毫克數。測定羥基數目之最常用的方法描述於ASTM D 4274 D中。在一些實施例中，在25℃下胺引發之多元醇所包括之黏度為500至30,000mPa-s、或1,000至15,000mPa-s、或1,500至10,000mPa-s。
根據本發明適用之胺引發之多元醇藉由用一或多種環氧烷使一或多種胺引發劑烷氧基化而製得。
在一些實施例中，按異氰酸酯反應性組分之重量計，異氰酸酯反應性組分中胺引發之多元醇之量按重量計為至少0.2重量%、或至少1重量%、或至少5重量%。在一些實施例中，按異氰酸酯反應性組分之重量計，異氰酸酯反應性組分中胺引發之多元醇之量按重量計不超過30重量%、或不超過15重量%、或不超過10重量%。在一些實施例中，按異氰酸酯反應性組分之重量計，異氰酸酯反應性組分中胺引發之多元醇之量按重量計為0.2至30重量%。
在一些實施例中，非胺引發之多元醇可視情況包含於異氰酸酯反應性組分中。適合之非胺引發之多元醇之實例包含但不限於：聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚烯烴多元醇、天然油多元醇及其兩者或更多者之組合。在一些實施例中，如藉由ASTM D2196之方法所量測，在25℃下非胺引發之多元醇之黏度為30至40,000mPa-s、或50至30,000mPa-s、或70至20,000mPa-s。在一些實施例中，如藉由ASTM D2196之方法所量測，在25℃下非胺引發之多元醇之黏度為100至10,000mPa-s。在一些實施例中，在25℃下非胺引發之多元醇為固體。
在一些實施例中，異氰酸酯反應性組分中非胺引發之多元醇之量為至少0重量%、或至少5重量%、或至少10重量%。在一些實施例中，異氰酸酯反應性組分中非胺引發之多元醇之量不超過98重量%、或不超過90重量%、或不超過70重量%。
在一些實施例中，異氰酸酯反應性組分進一步包括磷酸酯多元醇。在一些實施例中，磷酸酯多元醇由三官能丙二醇、聚磷酸及聚異氰酸酯製成。根據本發明適用之三官能丙二醇之市售實例包含以VORANOLTM CP-450、VORANOLTM CP-260、VORANOLTM CP-755及VORANOLTM CP-1055商標名出售之產品，各產品可自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)獲得。
在一些實施例中，按磷酸酯多元醇之重量計磷酸酯多元醇之磷酸含量低於4重量%，或按磷酸酯多元醇之重量計磷酸含量為0至3重量%，或按磷酸酯多元醇之重量計磷酸含量為1.5至2.5重量%。在一些實施例中，如藉由ASTM D2196之方法所量測，磷酸酯多元醇之黏度在25℃下低於40,000cp、或在25℃下低於30,000cp。在一些實施例中，磷酸酯多元醇之羥基當量低於330g/mol。在一些實施例中，按磷酸酯多元醇之重量計，磷酸酯多元醇具有0至100重量%之當量低於2,000g/mol的三官能聚醚多元醇。
異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分之混合比(按重量計)係藉由調節各組分與其相應基板之塗佈重量而控制。在一些實施例中，最終黏著劑組合物中異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分之混合比可為100：100或100：90或100：80。所揭示之黏著劑組合物比傳統黏著劑更為寬容且可接受一定塗佈重量誤差(例如，至多約10%塗佈重量誤差)。
在一些實施例中，一或多種添加劑可視情況包含於黏著劑組合物中。此類添加劑之實例包含但不限於：增黏劑、塑化劑、流變改質劑、助黏劑、抗氧化劑、填充劑、著色劑、表面活性劑、去泡劑、濕潤劑、調平劑、溶劑及其兩者或更多者之組合。
異氰酸酯反應性組分可進一步包括一般技術者通常已知的其他成分，例如額外多元醇、異氰酸酯等。
層合物形成
預期分別調配所揭示之無溶劑黏著劑組合物之異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分且儲存直至期望形成層狀結構。較佳地，異氰酸酯組分及異氰酸酯反應性組分在25℃下呈液態。即使組分在25℃下為固體，但可接受視需要加熱組分以使其呈液態。
包括所揭示之黏著劑組合物的層合物可藉由將黏著劑組合物之異氰酸酯及異氰酸酯反應性組分分別塗覆於兩個不同基板(諸如兩個薄膜)上而形成。如本文所使用，「薄膜」為一個尺寸為0.5mm或更小且其他兩個尺寸為1cm或更大之任何結構。「聚合物薄膜」為由聚合物或聚合物之混合物製成的薄膜。聚合物薄膜之組成通常為80重量%或更高的一或多種聚合物。
舉例而言，將異氰酸酯組分之層塗覆於第一基板之表面。較佳地，第一基板上異氰酸酯組分之層的厚度為0.5至2.5μm。將異氰酸酯反應性組分之層塗覆於第二基板之表面。較佳地，第二基板上異氰酸酯反應性組分之層
的厚度為0.5至2.5μm。藉由控制塗覆於各基板之層的厚度，組分之比例可得到控制。
第一及第二基板之表面隨後穿過用於向第一及第二基板施加外部壓力之裝置，諸如夾壓捲筒。使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分結合在一起形成可固化黏著劑混合物層。當使第一及第二基板之表面結合在一起時，可固化黏著劑混合物層之厚度為1至5μm。當使第一與第二基板結合在一起且使組分彼此接觸時，異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分開始混合且反應。此標誌著固化製程之開始。
當第一及第二基板穿過各種其他捲筒且最終到達重繞輥時，實現另外混合及反應。因為基板各自比穿過各捲筒之另一基板採取更長或更短路徑，所以進一步混合及反應在第一及第二基板穿過捲筒時進行。以此方式，兩個基板相對於彼此移動，使相應基板上的組分混合。塗覆設備中之此類捲筒配置通常在此項技術中已知。可固化混合物隨後經固化或允許其固化。
層狀結構中的適合基板包含薄膜，諸如紙、編織及非編織織物、金屬箔、聚合物薄膜及金屬塗佈之聚合物薄膜。一些薄膜視情況具有如下表面，影像藉由墨印刷在所述表面上，所述影像可與黏著劑組合物接觸。基板分層以形成層狀結構，其中根據本發明之黏著劑組合物將基板中之一或多者黏著在一起。
現轉而參看圖1，展示曲線，所述曲線展示根據本發明之黏著劑組合物(亦即包括所揭示之胺引發之多元醇)的反應性概況及無胺引發之多元醇之黏著劑組合物的反應性概況。在圖1中，在層壓時，包括胺引發之多元醇之黏著劑組合物在40℃下最初所包括之黏度為約6,000mPa-s。出人意料地，在層壓後小於十分鐘內，黏度迅速提高至大於10,000mPa-s。相反地，在層壓時，不含胺引發之多元醇之黏著劑組合物在40℃下最初所包括之黏度為約1,000
mPa-s。直至層壓後約五十分鐘，黏度才超過10,000mPa-s。此反應性概況對現有無溶劑黏著劑組合物而言為典型的。
相應地，在黏著劑組合物之異氰酸酯反應性組分中包含所揭示之胺引發之多元醇向黏著劑組合物提供顯著較快反應性概況。所述黏著劑組合物尤其適合於根據本文所揭示之方法的層壓。
現將藉由描述說明所揭示之黏著劑組合物及現有黏著劑組合物之實例(統稱為「實例」)來進一步詳細解釋本發明。然而，本發明之範疇當然不限於所述實例。
所述實例之異氰酸酯反應性組分使用下表1中確認的原材料來製備：
所述實例根據由以組分重量百分比為基準展示的調配物製備，在下表2中列出：
說明性實例1(「IE1」)
在80℃下於氮氣沖洗下使VORANOLTM CP 450、VORANOLTM CP755及ISONATETM 125M在反應器中反應2小時以形成OH封端之聚醚類聚胺基甲酸酯。使合成之聚醚類聚胺基甲酸酯與SPECFLEXTM ACTIV 2306及MOR-FREETM 88-138摻合以形成共反應物2D(「CR2D」)。CR2D之詳細組成資訊在表3中列出。
包括約52.2重量%聚異氰酸酯A及47.8重量%CR 2D之聚胺基甲酸酯黏著劑用於黏合箔/聚乙烯(「PE」)結構及聚對苯二甲酸乙二酯(「PET」)/PE結構。在25℃及50%相對濕度下固化所製備之層合物。將所製備之層合物樣品切割成15mm寬條帶，且在Thwing-Albert剝離測試儀上以4吋/分鐘評估其T-剝離黏合強度。若基板中之一者伸長或撕裂，則記錄最大力或斷裂時的力。若兩個基板分離，則記錄測試期間力的平均值。黏合強度值為至少三個樣品條帶之平均值。
在黏著劑完全固化之後對箔/PE層合物進行蒸煮袋測試。用於蒸煮袋測試之小袋之內部尺寸為4吋×6吋，且填充有100ml之1：1：1的醬(亦即等份之醋、玉米油及番茄醬)。隨後，將小袋置放於沸水中30分鐘。完成時，自與沸水接觸之區域切除至少三個25.4mm寬的條帶，且各條帶之黏合強度在Thwing-Albert剝離測試儀上以10吋/分鐘進行量測。
說明性實例2(「IE2」)
在80℃下於氮氣沖洗下使VORANOLTM CP 755與ISONATETM 125M在反應器中反應2小時以形成OH封端之聚醚類聚胺基甲酸酯。使合成之聚醚類聚胺基甲酸酯與VORANOLTM CP450、SPECFLEXTM ACTIV 2306及MOR-FREETM 88-138摻合以形成CR2F。CR 2F之詳細組成資訊在表4中列出。
包括約52.6重量%聚異氰酸酯A及47.4重量%CR2F之聚胺基甲酸酯黏著劑用於黏合箔/PE結構及PET/PE結構。在25℃及50%相對濕度下固化所製備之層合物。將層合物樣品切割成15mm寬條帶，且在Thwing-Albert剝離測試儀上以4吋/分鐘評估其T-剝離黏合強度。若基板中之一者伸長或撕裂，則記錄最大力或斷裂時的力。若兩個基板分離，則記錄測試期間力的平均值。黏合強度值為至少三個樣品條帶之平均值。
在黏著劑完全固化之後對箔/PE層合物進行蒸煮袋測試。用於蒸煮袋測試之小袋之內部尺寸為4吋×6吋，且填充有100ml之1：1：1的醬(亦即等份之醋、玉米油及番茄醬)。隨後，將小袋置放於沸水中30分鐘。完成時，自與沸水接觸之區域切除至少三個25.4mm寬的條帶，且各條帶之黏合強度在Thwing-Albert剝離測試儀上以10吋/分鐘進行量測。
比較實例1(「CE1」)
包括約52.6重量%MOR-FREETM L-PLUS及47.4重量%CR 121-14之聚胺基甲酸酯黏著劑用於黏合箔/PE結構及PET/PE結構。在25℃及50%相對濕度下固化所製備之層合物。將層合物樣品切割成15mm寬條帶，且在Thwing-Albert剝離測試儀上以4吋/分鐘評估其T-剝離黏合強度。若基板中之一
者伸長或撕裂，則記錄最大力或斷裂時的力。若兩個基板分離，則記錄測試期間力的平均值。黏合強度值為至少三個樣品條帶之平均值。
在黏著劑完全固化之後對箔/PE層合物進行蒸煮袋測試。用於蒸煮袋測試之小袋之內部尺寸為4吋×6吋，且填充有100ml之1：1：1的醬(亦即等份之醋、玉米油及番茄醬)。隨後，將小袋置放於沸水中30分鐘。完成時，自與沸水接觸之區域切除至少三個25.4mm寬的條帶，且各條帶之黏合強度在Thwing-Albert剝離測試儀上以10吋/分鐘進行量測。
比較實例2
在80℃下於氮氣沖洗下使VORANOLTM CP 450、VORANOLTM CP755及ISONATETM 125M在反應器中反應2小時以形成OH封端之聚醚類聚胺基甲酸酯。使合成之聚醚類聚胺基甲酸酯與SPECFLEXTM ACTIV 2306摻合以形成CR2E。CR2E之詳細組成資訊在表5中列出。
包括約50.5重量%聚異氰酸酯A及49.5重量%CR2E之聚胺基甲酸酯黏著劑用於黏合箔/PE結構及PET/PE結構。在25℃及50%相對濕度下固化所製備之層合物。將層合物樣品切割成15mm寬條帶，且在Thwing-Albert剝離測試儀上以4吋/分鐘評估其T-剝離黏合強度。若基板中之一者伸長或撕裂，則記錄最大力或斷裂時的力。若兩個基板分離，則記錄測試期間力的平均值。黏合強度值為至少三個樣品條帶之平均值。
在黏著劑完全固化之後對箔/PE層合物進行蒸煮袋測試。用於蒸煮袋測試之小袋之內部尺寸為4吋×6吋，且填充有100ml之1：1：1的醬(亦即
等份之醋、玉米油及番茄醬)。隨後，將其置放於沸水中30分鐘。完成時，自與沸水接觸之區域切除至少三個25.4mm寬的條帶，且各條帶之黏合強度在Thwing-Albert剝離測試儀上以10吋/分鐘進行量測。
比較實例3
在80℃下於氮氣沖洗下使VORANOLTM CP 450、VORANOLTM CP755及ISONATETM 125M在反應器中反應2小時以形成OH封端之聚醚類聚胺基甲酸酯。使合成之聚醚類聚胺基甲酸酯SPECFLEXTM ACTIV 2306摻合以形成CR2C。CR2C之詳細組成資訊在表6中列出。
包括約49.5重量%聚異氰酸酯A及50.5重量%CR2C之聚胺基甲酸酯黏著劑用於黏合箔/PE結構及PET/PE結構。在25℃及50%相對濕度下固化所製備之層合物。將層合物樣品切割成15mm寬條帶，且在Thwing-Albert剝離測試儀上以4吋/分鐘評估其T-剝離黏合強度。若基板中之一者伸長或撕裂，則記錄最大力或斷裂時的力。若兩個基板分離，則記錄測試期間力的平均值。黏合強度值為至少三個樣品條帶之平均值。
在黏著劑完全固化之後對箔/PE層合物進行蒸煮袋測試。用於蒸煮袋測試之小袋之內部尺寸為4吋×6吋，且填充有100ml之1：1：1的醬(亦即等份之醋、玉米油及番茄醬)。隨後，將其置放於沸水中30分鐘。完成時，自與沸水接觸之區域切除至少三個25.4mm寬的條帶，且各條帶之黏合強度在Thwing-Albert剝離測試儀上以10吋/分鐘進行量測。
效能結果
表7及8說明IE1及IE2具有超快速固化及黏合強度發展。舉例而言，在2小時固化之後，IE1及IE2兩者之黏合強度均高於1N/15mm。與CE1至CE3相比，在24小時固化之後IE1及IE2呈現較高乾式黏合。在1：1：1蒸煮袋測試之後如表9中所示，自CE1至CE3之層合物均分層。相反地，IE1及IE2之黏合強度仍分別為約383及386公克/吋，展示極佳耐熱性及耐化學性。
Claims (14)
- 一種雙組分無溶劑黏著劑組合物，其包括：異氰酸酯組分，其包括異氰酸酯；及異氰酸酯反應性組分，其包括：胺引發之多元醇，其包括兩個或更多個一級羥基及併入三級胺之主鏈，其中所述胺引發之多元醇具有結構I：
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述胺引發之多元醇所包括之官能度為2至12，羥基數目為5至1,830且25℃下黏度為500至30,000mPa-s。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中按所述異氰酸酯反應性組分之總重量計，所述胺引發之多元醇包括0.5至30重量%之所述異氰酸酯反應性組分。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述胺引發之多元醇為環氧烷與胺之反應產物。
- 如申請專利範圍第4項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述胺選自由以下組成之群：甲苯二胺、甲胺、乙二胺、二伸乙三胺、苯胺、胺基乙基乙醇胺、雙-3-胺基丙基甲胺、丙二胺、四亞甲胺或六亞甲胺、三乙醇胺、苯二胺及其兩者或更多者之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其 中按所述異氰酸酯反應性組分之所述總重量計，所述磷酸酯多元醇包括0.2至30重量%之所述異氰酸酯反應性組分。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述磷酸酯多元醇為多元醇與聚磷酸之反應產物。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述磷酸酯多元醇由三官能丙二醇、聚磷酸及聚異氰酸酯製成，按所述磷酸酯多元醇之重量計，所述磷酸酯多元醇之磷酸含量低於3重量%，且在25℃下黏度低於40,000cp。
- 如申請專利範圍第1項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其進一步包括助黏劑。
- 如申請專利範圍第9項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述助黏劑為選自由以下組成之群之偶合劑：矽烷偶合劑、鈦酸鹽偶合劑、鋁酸鹽偶合劑及其兩者或更多者之組合。
- 如申請專利範圍第9項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述助黏劑選自由以下組成之群：偶合劑、環氧樹脂、磷酸、聚磷酸、磷酸酯及其兩者或更多者之組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，其中所述偶合劑選自由以下組成之群：矽烷偶合劑、鈦酸鹽偶合劑、鋁酸鹽偶合劑；環氧樹脂、磷酸、聚磷酸。
- 一種層狀結構，其包括如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物。
- 一種用於形成層狀結構之方法，該層狀結構包括如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之雙組分無溶劑黏著劑組合物，該方法包括：將異氰酸酯組分均勻塗覆於第一基板，所述異氰酸酯組分包括異氰酸酯； 將異氰酸酯反應性組分均勻塗覆於第二基板，所述異氰酸酯反應性組分包括：包括一級羥基及併入三級胺之主鏈的胺引發之多元醇；及磷酸酯多元醇；使所述第一基板與所述第二基板結合在一起，進而使所述異氰酸酯組分與所述異氰酸酯反應性組分混合且反應，以在所述第一基板與所述第二基板之間形成黏著劑；以及固化所述黏著劑以黏合所述第一基板與所述第二基板。
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