[发明专利]用于包装应用的热熔粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及包含饱和脂肪酸的低应用温度热熔粘合剂。

背景技术

热熔粘合剂在熔融时被应用于基材，然后与第二基材接触 放置。粘合剂冷却并硬化而在基材之间形成粘接。热熔粘合剂广泛用 在工业粘合剂应用中，如产品装配和包装。后者包括箱和盒的密封。

用于包装应用如箱和盒密封的热熔体典型地包括聚合物、 稀释剂(通常为增粘剂)和蜡。蜡具有几种功能。因为其分子量低， 所以它降低粘度。低粘度有助于降低应用温度，提供较清洁的加工过 程以及也提供对基材的优良润湿。另外，蜡迅速结晶，这有助于材料 迅速硬化或凝固。快的凝固速度对于高速生产是重要的。最后，由于 其升高的熔点，蜡为最终粘接提供耐温性。

常规包装粘合剂使用石油来源的蜡，如石蜡和微晶蜡。石 蜡的较低分子量使其成为低应用温度粘合剂的首选。

近来，由于石蜡的供应有限，已经将关注转向天然蜡的应用。 在天然蜡中，最低成本材料基于高度氢化的甘油三酯(Borsinger等，US 6,890,982)。高水平氢化(低碘值)对将熔点提高为更接近石蜡是必需 的。不幸的是，使用这些材料，难于获得具有足够高熔点和适当固化 速度的粘合剂。另外，甘油三酯具有比石蜡高得多的分子量——对于 纯的甘油三硬脂酸酯为大约890Da，而典型的石蜡为430Da。当使用 高度氢化的甘油三酯时，结果是较高的粘度和较低的耐热性。

迄今，已提出使用饱和脂肪酸，并且脂肪酸的衍生物(如 酰胺)已经被广泛用作含高度极性聚合物的粘合剂组合物中的蜡组分， 用于水敏性应用(水分散性或生物可降解粘合剂)。这些极性聚合物是 乙酸乙烯酯/聚环氧乙烷接枝共聚物(Ray-Chaudhuri等；US 3,891,584； Brady等；EP0512250B1)、聚(烷基噁唑啉)(poly(alkyloxazoline)) (Flanagan，EP0212135B1；Sheldon等US 4,522,967)、淀粉酯(starch esters)(Riswick，EP0705895A1)、聚乙烯吡咯烷酮及其与乙酸乙烯 酯的共聚物(Colon等，US 4,331,576和4,325,851)、磺化聚酯 (Blumenthal等US 5,750,605)和生物可降解的聚醚酯(Sharak等 5,583,187)。不饱和脂肪酸已经被提出用作多种粘合剂配方中的油替代 品(Doody等，WO1999/013016)。然而，饱和脂肪酸还没有作为基础 蜡(base wax)与常规乙烯或丙烯共聚物和增粘剂一起使用。

对石蜡的替代品以及对价格合理的天然蜡的需求持续存 在，它们可以被用于低应用温度粘合剂，并且不损失耐热性。本发明 满足了这种需求。

发明内容

已经发现，脂肪酸特别是饱和脂肪酸可以被用作配制热熔 粘合剂以及特别是低应用温度热熔粘合剂中的基础蜡组分。当与常规 粘合聚合物和增粘剂适当配制时，可以制备具有低粘度、长晾置时间 和高耐热性的饱和脂肪酸如硬脂酸粘合剂。

已经惊人地发现，硬脂酸和较高熔点饱和脂肪酸如山嵛酸 可以起着基于常规增粘剂和聚合物的包装配方中的单独蜡的作用。

本发明的一个实施方式涉及热熔粘合剂，其包括约10至约 60wt％，更优选约20至约40wt％的基础聚合物(base polymer)；约10 至约60wt％，更优选约20至约40wt％的增粘剂；和约15至约55wt ％，更优选约30至约50wt％的饱和脂肪酸。

本发明的另一实施方式涉及热熔粘合剂，其包括约10至约 60wt％的基础聚合物；约10至约60wt％的增粘剂；约15至约55wt ％饱和脂肪酸；和0至约10wt％的晶体习性改变剂，所述粘合剂的粘 度在350°F为2000cps以下，Tm(熔融温度)为55℃以上，以及Tc (结晶温度)为35℃以上55℃以下。

本发明的又一实施方式涉及热熔粘合剂，其包括约10至约 60wt％的基础聚合物；约10至约60wt％增粘剂；约15至约55wt％ 饱和脂肪酸；和0至约10wt％的晶体习性改变剂，所述粘合剂的粘度 在250°F为2000cps以下，Tm为60℃以上，以及Tc为40℃以上55 ℃以下。