[发明专利]用于浅色或白色热固性材料的可固化碳水化合物粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及碳水化合物和聚合多酸可固化组合物，所述组合物可以用 作无色或浅色的热固性粘合剂，所述热固性粘合剂可用于各种用途。更具 体来说，本发明涉及水性粘合剂组合物，所述组合物包含聚合多酸以及单 糖与分子量等于或小于5000的寡糖的混合物，本发明还涉及所述组合物作 为可固化粘合剂的应用。

背景技术

过去，人们选择的热固性粘合剂树脂是苯酚/甲醛或脲/甲醛树脂，这是 因为这些树脂具有有利的成本/性能比。甲醛树脂的应用很广泛，包括涂料、 粘合剂、层叠材料、空气和油过滤器、木材粘合、纤维粘合以及复合材料。 但是，由于甲醛所造成的健康和环境问题，在许多的产品中，非常需要甲 醛含量极少或不含甲醛的可固化组合物。

现有的丙烯酸类多元醇热固性粘合剂在固化的情况下颜色呈白色，具 有极佳的刚性。但是，近来，新颖的更为廉价的生物基粘合剂材料已经被 引进绝缘体市场。许多这样的材料会发生固化形成具有很深颜色的热固性 材料，例如，包含糖和/或简单的糖的材料会由于焦化反应(carmelization)和/ 或美拉德(Maillard)反应变成棕色。

O’Brien-Bernini等人在最近的美国专利第7,026,390号中揭示了一种含 多酸的粘合剂，其中包含三元醇，例如甘油和三乙醇胺，以及增量剂，例 如淀粉和树胶，所有这些都属于聚糖。O’Brien-Bernini的粘合剂不含本发 明的碳水化合物，需要多元醇来提供所需的物理性质。O’Brien-Bernini没 有揭示包含来自可再生资源的粘合剂材料的浅色或无色粘合剂。

本发明人通过努力研究，提供了一种无甲醛的热固性粘合剂，其包含 可再生来源物质，该可再生来源物质使得该粘合剂具有适合用于玻璃绝缘 体和/或其他纤维复合体的刚性，并且不具有很深的颜色。

发明内容

根据本发明，不含含氮的美拉德反应物的水性粘合剂组合物包含：一 种或多种聚合多酸，例如重均分子量等于或大于1000，或者最高达500,000 的溶液(共聚)聚合物；碳水化合物组分，其包含单糖或二糖以及一种或多种 寡糖，所述寡糖包含三个或更多个糖基团，优选四个或更多个糖基团，分 子量(式量)最高达5,000，或者优选最高达2,000；以及以粘合剂总固体量计， 0.5-30重量％，优选等于或小于20重量％的一种或多种漂白剂，其中碳水化 合物组分中的(例如糖环上的)羟基与聚合多酸中的羧酸基团的比例等于或 小于10.0∶1，或者等于或大于0.2∶1，优选等于或小于5.0∶1，或者优选等于或 大于0.8∶1。所述碳水化合物组分可以包含等于或大于8.0重量％的寡糖， 或者最高达90重量％，或者优选等于或大于10.0重量％，或者更优选等于 或大于20.0重量％。

在本发明组合物的一个方面，为了获得较低的施涂粘度和改进的基材 (例如纤维)覆盖性，所述聚合多酸的重均分子量等于或小于30,000，优选 等于或小于10,000。合适的聚合多酸的重均分子量等于或大于1,000，以帮 助改进粘合剂结构的产生，由此帮助抗张强度之类的机械性质的产生。

在另一个方面，所述组合物的碳水化合物组分的右旋糖当量值(DE)≥4， 或者高达75，优选等于或大于10，或者优选等于或小于70。

在另一个方面，所述组合物的碳水化合物组分，即单糖和/或二糖与一 种或多种包含三个或更多个糖基团的寡糖的混合物，还另外包含最高达50 重量％，优选最高达20重量％的单糖或二糖，例如右旋糖、蔗糖或果糖，所 述含量以所述碳水化合物组分的总重量为基准计。

在另一个方面，所述组合物的漂白剂包含含磷催化剂，例如次磷酸钠 (SHP)，或路易斯酸，例如无机酸的金属盐，例如亚硫酸氢钠，过硫酸钠或 有机钛酸盐或锆酸盐。

在本发明的另一个方面，所述组合物表现出改进的热湿抗张强度，所 述水性组合物还包含三乙醇胺。

在所述组合物的另一个方面，所述水性组合物还包含乳液(共聚)聚合 物。

在本发明的另一个方面，所述水性粘合剂组合物的使用方法包括用所 述组合物对基材进行处理，然后进行干燥和/或热固化。