[发明专利]对薄膜层压应用有益的粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在至少两个阶段中固化的反应性粘合剂，它的制备和它作为多层材料的层压和涂料粘合剂的用途。

背景技术

基于含有反应性端基的聚氨酯(PU)预聚物的粘合剂(反应性粘合剂)常常用于复合材料，特别是多层薄膜的制备。端基，特别是例如异氰酸酯端基(其能够于水或其它含有酸性氢原子的化合物反应)，从而导致预聚物的进一步的链增长和/或交联。这种反应性形式能够将反应性PU预聚物在可加工的状态(通常从液体到高度粘稠的状态)下以要求的形式引入要求的位置，并且通过加入水或其它含有酸性氢原子的其它化合物(在这种情形中已知作为硬化剂)而固化。采用这些所谓的双组分体系，硬化剂通常在应用前立刻加入，因此加工者在加入硬化剂后仅仅能够获得有限的加工时间。

适合制备复合材料的反应性粘合剂期望具有合适的应用粘度，但是并不含有能够释放到环境中或通过复合材料的层进行迁移的挥发性或可迁移的物质。此外，这种类型的正被讨论的反应性粘合剂希望能够满足一旦应用于至少一种要粘接的材料之后，在至少一种材料粘接之后它们具有足以阻止复合材料分离为它初始的组成或粘接的材料相对于另一种材料停止移动的初始粘附力的要求。但是还希望形成的粘接有足够的柔性以承受各种抗张应力和弹性应力，以使得仍然处于加工阶段的多层材料通常不表现出任何对粘接或粘接材料的破坏。

在现有技术中已知传统的无溶剂反应性粘合剂基本的缺点在于应用后反应性粘合剂的粘接性质由于它的低粘度并不令人满意，以至于粘接物在最终固化前不能经受任何负载以确保多层材料保持想要的形状。但是，这意味着长的固化时间，其通常使得使用这种反应性粘合剂进行多层材料制备变得不经济。

一种避免上述缺点的方法为在制备复合材料中使用在多个阶段固化的反应性粘合剂体系。使用的反应性粘合剂在第一阶段通过辐射进行快速的第一固化反应。第一固化反应后的粘接强度假设使得粘接的目标或材料可以毫无困难的进行处理。在第二固化阶段，粘合剂连续的固化直到它达到最终要求的强度。

例如，在公开的美国专利申请No.2004-0084138中描述了这种方法，所述方法涉及反应性粘合剂，该粘合剂为具有至少一个与含有至少一个酸性氢原子的组合物反应的官能团的聚氨酯预聚物和至少一种含有通过辐射可聚合的官能团的化合物的混合物。这一公开的专利申请描述了某种特殊类型适合用作后一种化合物的物质。这种反应性粘合剂通过UV辐射或电子束辐射以及通过预聚物上游离的异氰酸酯基团与含有至少一个酸性氢原子的组合物反应而固化。

然而，还期望开发一种双固化反应性粘合剂，所述粘合剂具有甚至更适合于制备复合材料、更特别用于制备薄膜层压制品的改进的性质。

发明内容

本发明提供一种双固化粘合剂，其含有至少一种异氰酸酯官能化的聚氨酯预聚物，至少一种含酸性氢的硬化剂和至少一种选自由含有羟基官能团的聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧基官能化的聚(甲基)丙烯酸类树脂和(甲基)丙烯酸的加合物、聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、以及聚氧化烯烃醚单(甲基)丙烯酸酯组成的组的(甲基)丙烯酸酯官能化的化合物。在一个实施方案中，反应性粘合剂为包含组分A和组分B的双组分粘合剂，其中组分A含有异氰酸酯官能化的聚氨酯预聚物，组分B含有硬化剂，且组分A或组分B或组分A和组分B都额外的含有一种或多种(甲基)丙烯酸酯官能化的化合物。这种粘合剂特别用作层压粘合剂，例如，将两个或多个薄膜或箔片粘接起来以形成适合用于包装应用或类似用途的柔性层压制品。

本发明的双固化粘合剂可以提供许多优点或益处。它能够通过暴露于紫外线或电子束辐射而非常快速的部分固化，因此允许粘接强度的几乎瞬间达到足够将一个基质与另一个基质坚固地粘接(例如可以即刻获得初步粘合)。但是同时可使用时间足够长，粘合剂可以方便的适用于传统的薄膜层压工艺或设备中。与传统的不含任何可辐射固化组分的双组分层压粘合剂相比，所需要的总固化时间通常是减少的。此外，粘合剂可以调配成不含溶剂(因此避免了排放的问题)，但是仍然具有足够低到允许简单的处理和应用的粘度。固化的粘合剂具有良好的耐水解性和耐化学品性以及粘接强度。

具体实施方式

“可聚合的官能团”理解为能够与另一个合适的官能团通过自由基、阴离子和阳离子聚合，缩合聚合或加成聚合反应，使得带有该基团的分子的分子量增加的基团。在通过自由基聚合使分子量增加的的情形中，官能团优选为烯属不饱和双键。在通过缩合聚合使分子量增加的情形中，例如官能团可以为酸性基团或醇基团。在加成聚合的情形中，例如合适的官能团为异氰酸酯基团或环氧基团。