[发明专利]粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性粘合剂组合物以及一种将第一基质粘合到第二基质的方法。

背景技术

已知适合于粘合诸如纸、板等多种基质的多种类型的粘合剂组合物。

粘合剂根据它们粘合的方法可分为几类。例如，干燥粘合剂(可进一步细分为溶液粘合剂和乳液粘合剂)和热熔粘合剂是本领域已知的两类不同的粘合剂。

干燥粘合剂通过干燥凝固。干燥增加粘合剂的粘度，并增强用粘合剂胶粘的两个基质之间的粘结强度。干燥胶粘剂优选水基的(水溶性的)。干燥粘合剂可以进一步细分为其中溶解粘合聚合物的粘合剂(溶液粘合剂)和聚合物分散粘合剂(乳液粘合剂)。

溶液粘合剂通常包括亲水性聚合物，例如天然聚合物(例如淀粉、糊精、纤维素衍生物、酪蛋白)或水溶性合成聚合物(例如聚乙烯醇)，这些聚合物溶解于水中。随着溶剂挥发，粘合剂凝固。由于其对水的高亲和力，溶液粘合剂中的聚合物释放水的速度非常缓慢。结果，与乳液粘合剂相比，溶液粘合剂一般凝固得相对较慢并需要较长的干燥时间。溶液粘合剂特别适合多孔基质的粘合。基质的多孔性有利于溶剂从溶液粘合剂中扩散，从而加快干燥速度。

乳液粘合剂通常包括分散在水中的聚合物。乳液粘合剂包括分散在水中的疏水性聚合物，例如聚乙酸乙烯酯(PVAc)。乳液粘合剂相比溶液粘合剂包含较少的溶剂，因为聚合物不溶解，而仅仅是分散并且水被聚合物的疏水本性排斥。结果，与溶液粘合剂相比，乳液粘合剂一般凝固得更快。乳液粘合剂通常具有高的固含量。乳液粘合剂经常用于诸如木制品工业和包装业等工业中。

包含非热塑性聚合物，例如天然碳水化合物的干燥粘合剂的优点是它们对温度不是特别敏感。这些干燥粘合剂在低温和高温下都能为两个胶粘的基质之间提供良好的粘结强度。

干燥粘合剂，特别是水溶性干燥粘合剂的进一步优点是它们通常是环境友好的。

干燥粘合剂又一性质是它们凝固相对慢。这可能在一定程度上是有利的，因为它为被胶粘的两个基质提供一定的装配时间。然而，干燥粘合剂特别是水溶性干燥粘合剂的凝固时间通常长并且甚至可能会长至在快速应用中它会提供不充分的粘结。干燥粘合剂需要基质之一可渗透水以供干燥用。

干燥粘合剂特别是水溶性干燥粘合剂又一缺点是，它们通常易受微生物影响和/或可能具有差的耐湿性。

热熔粘合剂(热熔粘接剂)是室温下是固体并在升高温度下变成流体的粘合剂。当热熔粘合剂加热至高于其软化点，通常在140-180℃下时，变成流体，并可应用于基质。一旦冷却至软化点以下，热熔粘接剂固化并可将两个基质结合在一起。

诸如塑料和凝胶等一些材料没有确切的熔点。对于这些材料，所谓的软化点可用于指从固体或凝胶状态成为流体状态的材料的转变温度。软化温度例如可由环&球法(ASTM E28-99)、维卡法(ASTM-D1525或ISO 306)或热挠曲试验(the Heat Deflection Test)(ASTM-D648)测定。优选由环&球法测定软化点。环&球法测定的软化点是在该温度下标准化的钢球不能再由材料的圆盘托住的温度。测定软化点的该方法更详细地描述在下述实验部分中。

热熔粘接剂通常是热塑性粘合剂组合物。热塑性塑料是可反复加热软化和冷却硬化的有机材料。热熔粘合剂用于粘合剂工业的许多分支中，特别是用于包装业和装订业中。

热熔粘合剂的优点是，它们通常提供短的凝固时间，例如低于5秒，从而胶粘后基质仅需短时间按压在一起(短按压时间)。按压时间结束时，粘合强度应高至足以将基质保持在一起。此外，热熔粘接剂可粘结许多不同类型的基质，包括可渗透的基质和非渗透的基质。

热熔粘接剂的缺点是它们固有地对温度敏感。热熔粘接剂在升高温度下变软，并在低温下变脆。在升高温度下，热熔粘接剂容易接合处移动或蠕变，这可导致粘结失败。

热熔粘接剂又一缺点是，它们通常具有在140-180℃之间的较高施用温度。这样高的温度对于能源消耗和操作人员的安全是不合需要的，并且在某些应用中使用时，例如，当将被胶粘的基质之一是热敏性基质时，这样高的温度是进一步不合需要的。