[发明专利]含有多官能二烯和亲二烯体化合物的热可逆热熔性粘合剂

说明书

发明领域

本发明涉及热可逆热熔性粘合剂，特别是用至少一种多官能二烯和至少一种多官能亲二烯体制备的不含异氰酸酯的、不受水分影响的、热可逆的热熔性粘合剂，其中至少一种多官能二烯单体/预聚物或多官能亲二烯体单体/预聚物的活性官能度大于2.1。

发明背景

热熔性粘合剂在室温下是固体，但是，在施加热后，熔融成液体或流体形态。在其液体或流体形态期间，将热熔性粘合剂施加在基材上。冷却后，粘合剂重回固体形式。通过冷却粘合剂形成的硬质相赋予最终的粘合剂以全部粘合力(强度、韧性、蠕变和耐热性)。“活性”或可交联热熔性粘合剂，其也以熔融形式施加，经冷却固化，随后通过化学交联反应固化。可固化热熔性粘合剂比传统液体固化粘合剂的优势在于其可以在固化前通过冷却提供“湿强度”。可固化热熔性粘合剂比非固化热熔性粘合剂的优势包括改善的耐温性和耐化学性。

大多数“活性”或可交联热熔性粘合剂基于水分固化氨基甲酸酯粘合剂。这些粘合剂主要由异氰酸酯端基的聚氨基甲酸酯预聚物组成，其与表面或外界的水分反应，以使链扩链，形成新的聚氨基甲酸酯/脲聚合物。聚氨基甲酸酯预聚物可以通过多羟基化合物与异氰酸酯反应而方便地得到。通过水分从大气或基材中扩散到粘合剂中，并随后反应而得到固化。水分与残基异氰酸酯反应形成氨基甲酸。该酸不稳定，分解成胺和二氧化碳。胺迅速与异氰酸酯反应形成脲。最终的粘合剂产品是主要通过脲与氨基甲酸酯基团的聚合得到的可逆材料。

这些“活性”热熔组合物具有若干缺点。典型地通过过量二异氰酸酯与多羟基化合物反应制备材料。组合物通常含有百分之二到五的未反应二异氰酸酯，如MDI(亚甲基二苯基二异氰酸酯)，其是呼吸和皮肤敏感的。而且，水分可固化活性热熔性粘合剂必须无水分保存，以防止过早固化，典型地在在氮气下，或在惰性气层下储存，使用昂贵的包装，如聚烯烃涂布的铝袋，以防止水分侵入。而且，水分可固化活性热熔性粘合剂需要昂贵的专业加工应用设备，以保持隔离水分。而且，所述活性热熔性粘合剂的固化率不稳定，高度依赖于渗透进粘合剂的水分。因此，大气湿度、基材的含水量、粘合剂的水蒸气透过率和粘结线的厚度都对活性热熔组合物的固化率产生影响。另外，聚氨基甲酸酯水分固化产生CO₂，这可以导致粘合线中产生气泡，使粘合剂强度弱化，而且这可以导致美观问题，特别是在塑料基材上。另外，活性热熔性粘合剂的固化不可逆，因而不能再维修或再修复。如果发生过早固化，所述粘合剂不能使用，或者在固化发生后，其不能改变位置或去除。

需要对活性热熔技术的改善，以扩展所述粘合剂的应用以及其在所述应用中的效率。本发明致力于此需求。

发明概述

本发明提供一种热可逆热熔性粘合剂。本发明的粘合剂包含多官能二烯单体/预聚物和多官能亲二烯体单体/预聚物，其中至少一种多官能二烯单体/预聚物或多官能亲二烯体单体/预聚物的活性官能度大于2.1。

在一个实施方案中，热可逆热熔性粘合剂由至少一种多官能二烯单体/预聚物和至少一种多官能亲二烯体单体/预聚物组成，其中至少一种多官能二烯单体/预聚物或多官能亲二烯体单体/预聚物的活性官能度大于2.1，以形成非线性聚合物网络。热可逆热熔性粘合剂可以在环境温度下运输和储存。通过加热至特定温度之上，粘合剂离解成由多官能二烯单体/预聚物或多官能亲二烯体单体/预聚物构成的非交联态。通过冷却粘合剂，或低于特定温度，二烯和亲二烯体间的键(bonds)重新形成其起初的交联态。热可逆热熔性粘合剂可以重复加热和冷却，没有对热可逆性或粘合剂性能的负面影响。

在另一个实施方案中，热可逆热熔组合物包含

至少一种多官能二烯单体或预聚物，其具有以下通式结构：

L-(X)_P；

其中L独立地是单体单元、低聚单元或聚合单元，具有选自但不限于以下组中的骨架：(聚)氨基甲酸酯、(聚)脲、(聚)酯、(聚)碳酸酯、(聚)酰胺、(聚)酰亚胺、(聚)苯乙烯、(聚)醚、(聚)(甲基)丙烯酸酯、(聚)烯烃、(聚)硅氧烷、以上成分的共聚物，包括马来酸酐的共聚物；X独立地是二烯，该二烯含有一个或多个非环的1，3-二烯、环戊二烯、环己二烯、呋喃、富烯、吡咯、萘、蒽；而P大于零；

(II)至少一种多官能亲二烯体单体或预聚物，具有通式结构：

L-(Y)_Q；