粘合劑組合物及其制造與使用方法
【專利摘要】提供一種粘合劑組合物極其制造與使用方法。該粘合劑組合物可包括至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物。該共聚物可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。該共聚物可通過與一種或更多種堿性化合物反應(yīng)而改性。
【專利說明】粘合劑組合物及其制造與使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的實(shí)施方案一般地涉及粘合劑組合物及其制造與使用方法。更特別地,這樣的實(shí)施方案涉及用于制造復(fù)合產(chǎn)品的粘合劑組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合產(chǎn)品,例如,玻璃纖維和木材制品,要求一定的性能,例如撕裂強(qiáng)度,固化時(shí)間,和內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度等。例如,當(dāng)制造商業(yè)和工業(yè)玻璃纖維絕緣產(chǎn)品時(shí)遇到的重要的工藝變量是固化時(shí)間。可至少部分通過加熱顆粒,例如玻璃纖維和/或木材顆粒,和粘合劑組合物的混合物來實(shí)現(xiàn)復(fù)合產(chǎn)品的固化。生產(chǎn)商業(yè)和工業(yè)玻璃纖維絕緣產(chǎn)品所使用的制造設(shè)備操作時(shí)的速度使得期望且常常需要減少固化粘合劑組合物所要求的時(shí)間到盡可能短。
[0003]當(dāng)粘合劑組合物固化時(shí),存在可變的溫度分布,其中產(chǎn)品的表面達(dá)到比產(chǎn)品中心或芯區(qū)域大的溫度。正因?yàn)槿绱?,固化?fù)合產(chǎn)品所要求的時(shí)間至少部分取決于在產(chǎn)品的中心處充分固化粘合劑所要求的溫度。因此,與205°C相比,在降低的溫度下,例如在195°C下固化粘合劑組合物可更加容易地用于生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品,例如商業(yè)和工業(yè)玻璃纖維絕緣產(chǎn)品,因?yàn)楫a(chǎn)品的芯不需要加熱到一樣高的溫度。通過不一定加熱產(chǎn)品的芯到一樣高的溫度,固化粘合劑所要求的時(shí)間可減少。
[0004]因此,需要具有降低的固化溫度的改進(jìn)的粘合劑組合物以供制造復(fù)合產(chǎn)品。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]提供粘合劑組合物及其制造與使用方法。該粘合劑組合物可包括至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物。該共聚物可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物??赏ㄟ^與一種或更多種堿化合物反應(yīng)來改性該共聚物。
[0006]制造復(fù)合產(chǎn)品的方法可包括接觸多個(gè)基底與粘合劑組合物。該粘合劑組合物可包括至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物。該共聚物可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。可通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)來改性該共聚物。該方法也可包括至少部分固化粘合劑組合物,生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品。
[0007]復(fù)合產(chǎn)品可包括多個(gè)基底和粘合劑組合物。該粘合劑組合物在固化之前可包括至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物。該共聚物可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物??赏ㄟ^與一種或更多種堿化合物反應(yīng)來改性該共聚物。
【具體實(shí)施方式】
[0008]粘合劑組合物可包括至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物。該共聚物可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元。該共聚物也可包括一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。該共聚物,聚酰胺基胺預(yù)聚物,和/或粘合劑組合物也可包括一種或更多種堿化合物??赏ㄟ^與一種或更多種堿化合物反應(yīng)來改性該共聚物。
[0009]令人驚奇地且預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn),結(jié)合至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物與至少一種共聚物可提供可用于在降低的固化溫度下生產(chǎn)玻璃纖維基復(fù)合產(chǎn)品和/或木質(zhì)纖維素基復(fù)合產(chǎn)品的粘合劑組合物,同時(shí)與采用對(duì)比粘合劑組合物制造的對(duì)比復(fù)合產(chǎn)品相比,維持相當(dāng)或改進(jìn)的物理性能,例如干燥拉伸強(qiáng)度和/或熱-濕拉伸強(qiáng)度,其中該對(duì)比粘合劑組合物含有相同的共聚物,但不含聚酰胺基胺預(yù)聚物。
[0010]可使用含該共聚物和聚酰胺基胺預(yù)聚物的粘合劑組合物,生產(chǎn)玻璃纖維產(chǎn)品,例如,墊片或絕緣產(chǎn)品,其中在該產(chǎn)品的中心或芯處,粘合劑組合物達(dá)到范圍為約150°C -約199°C的溫度。例如,可使用本文討論并描述的粘合劑組合物,生產(chǎn)玻璃纖維基復(fù)合產(chǎn)品和/或木質(zhì)纖維素基復(fù)合產(chǎn)品,其中在產(chǎn)品的中心或芯處,粘合劑組合物達(dá)到范圍為從低至約 150°C,約 155°C,約 160°C,約 165°C,或約 170°C到高至約 180°C,約 185°C,約 190°C,約195°C,或約199 °C的溫度。
[0011]正因?yàn)槿绱?,生產(chǎn)含有本文討論并描述的粘合劑組合物的玻璃纖維基復(fù)合產(chǎn)品和/或木質(zhì)纖維素基復(fù)合產(chǎn)品所要求的固化溫度可以比生產(chǎn)采用不含聚酰胺基胺預(yù)聚物的對(duì)比粘合劑組合物制造的對(duì)比玻璃纖維基復(fù)合產(chǎn)品和/或木質(zhì)纖維素基復(fù)合產(chǎn)品所要求的固化溫度低約l°c,約2V,約5°C,約7V,約10°C,約15°C,約18°C,約20°C,約23°C,約250C,約 28°C,約 30°C,約 33°C,約 35°C,約 38°C,約 40°C,約 43°C,約 45°C,約 47°C,或約500C,同時(shí)維持與對(duì)比玻璃纖維產(chǎn)品相比,相當(dāng)或改進(jìn)的物理性能。在一個(gè)實(shí)例中,經(jīng)范圍為從低至約I秒,約5秒,約10秒,約15秒或約20秒到高至約30秒,約45秒,約60秒,約90秒,約120秒,約150秒,或約180秒的時(shí)間,復(fù)合產(chǎn)品的中心或芯在其固化過程中可被加熱到范圍從低至約150°C,約155°C,約160°C,或約165°C到高至約180°C,約185°C,約190°C,約195°C,或約199°C的溫度,以生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品。
[0012]在降低的固化溫度下生產(chǎn)玻璃纖維基復(fù)合產(chǎn)品可顯著降低充分固化粘合劑組合物所要求的總時(shí)間,以生產(chǎn)最終的復(fù)合玻璃纖維產(chǎn)品。另外,降低的固化溫度對(duì)應(yīng)于固化粘合劑組合物所要求的總時(shí)間下降,這允許生產(chǎn)較寬范圍的復(fù)合玻璃纖維產(chǎn)品。通過降低充分固化含有聚酰胺基胺預(yù)聚物和該共聚物的粘合劑組合物所要求的溫度,充分固化粘合劑組合物以生產(chǎn)與對(duì)比的玻璃纖維產(chǎn)品相比具有相當(dāng)或改進(jìn)的物理性能的復(fù)合產(chǎn)物所要求的時(shí)間可減少約1%,約5%,約7%,約10%,約13%,約15%,約18%,約20%,約23%,或約25%。由于可降低本文中討論并描述的粘合劑組合物的固化溫度,因此,可使用這種粘合劑組合物生產(chǎn)商業(yè)和工業(yè)絕緣產(chǎn)品以及要求減少的固化時(shí)間的其他產(chǎn)品,同時(shí)仍然維持可接受的物理產(chǎn)品性能。
[0013]該共聚物對(duì)聚酰胺基胺預(yù)聚物的重量比可寬泛地變化。例如,粘合劑組合物可包括約Iwt % -約99wt%至少一種共聚物和相對(duì)地約99wt% -約Iwt %至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物,基于至少一種共聚物和至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,在粘合劑組合物內(nèi)該共聚物的用量范圍可以是從低至約5wt%,約10wt%,約15wt%,約 20wt %,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt % ,或約 45wt % 到高至約 60wt %,約65wt %,約 70wt %,約 75wt %,約 80wt %,約 85wt %,約 90wt %,或約 95wt %,基于該共聚物和聚酰胺基胺預(yù)聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,聚酰胺基胺預(yù)聚物的用量范圍可以是從低至約 5wt %,約 1wt %,約 15wt %,約 20wt %,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt %,或約 45wt % 到高至約 60wt % ,約 65wt %,約 70wt %,約 75wt %,約 80wt %,約 85wt %,約90wt%,或約95wt%,基于該共聚物和聚酰胺基胺預(yù)聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,該共聚物可包括約20wt% -約50wt%聚酰胺基胺預(yù)聚物,或約25wt% -約45wt%聚酰胺基胺預(yù)聚物,或約30wt% -約40wt%聚酰胺基胺預(yù)聚物,基于該共聚物和聚酰胺基胺預(yù)聚物的結(jié)合重量。
[0014]可通過混合,共混或在其他情況下結(jié)合聚酰胺基胺預(yù)聚物與該共聚物來制備含至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物和至少一種共聚物的粘合劑組合物。共混或混合工序可在環(huán)境溫度下或者在大于環(huán)境溫度的溫度,例如范圍為從低至約20°C,約30°C,或約40°C到高至約900C,約100°C,約110°C,或約125°C的溫度下進(jìn)行。共混或混合工序也可在真空下,在大氣壓下或者在比大氣壓大的壓力,例如350kPa下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)例中,聚酰胺基胺預(yù)聚物和該共聚物可在大氣壓下和在范圍為約30°C -約100°C的溫度下與彼此混合??闪⒓词褂谜澈蟿┙M合物或者儲(chǔ)存一段時(shí)間,且可用水稀釋到適合于所需的施加方法的濃度。若儲(chǔ)存一段時(shí)間,則可連續(xù)或周期性攪拌或攪動(dòng)該粘合劑組合物。
[0015]可通過使一種或更多種聚酰胺-胺基和一種或更多種二元酸反應(yīng),生產(chǎn)聚酰胺基胺預(yù)聚物。一種或更多種聚酰胺-胺基可衍生于一種或更多種多亞烷基多胺。因此,可通過使一種或更多種多亞烷基多胺與一種或更多種二元酸反應(yīng)來生產(chǎn)聚酰胺基胺預(yù)聚物。多亞烷基多胺可包括,但不限于,多亞乙基多胺,多亞丙基多胺,多亞丁基多胺和類似物。例舉的多亞乙基多胺可包括,但不限于,二亞乙基三胺,三亞乙基四胺,四亞乙基五胺,雙六亞甲基三胺,雙-2-羥乙基亞乙基二胺,五亞乙基六胺,六亞乙基七胺,或其任何結(jié)合物。例舉的多亞丙基多胺可包括,但不限于,甲基雙(3-氨丙基)-胺,二亞丙基三胺,或其任何結(jié)合物。
[0016]二元酸可以是或者包括一種或更多種飽和脂族二元羧酸,一種或更多種芳族二元酸,一種或更多種脂環(huán)族二元酸,或其任何結(jié)合物。合適的飽和的脂族二元羧酸可包括約
2-約12個(gè)碳原子,約3-約10個(gè)碳原子,或約4-約8個(gè)碳原子。例舉的飽和的脂族二元羧酸可包括,但不限于,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,庚二酸,辛二酸,壬二酸,癸二酸,或其任何結(jié)合物。例舉的芳族二元酸可包括,但不限于,鄰苯二甲酸,間苯二甲酸,對(duì)苯二甲酸,或其任何結(jié)合物。例舉的脂環(huán)族二元酸可包括,但不限于,環(huán)丁烷二羧酸,環(huán)戊烷二羧酸,環(huán)己烷二羧酸,其異構(gòu)體,或其任何結(jié)合物。
[0017]可在足以使多亞烷基多胺中的伯胺基與二元酸基本上反應(yīng),但不足以引起多亞烷基多胺中的仲胺基與二元酸在顯著的程度上反應(yīng)的條件下,使二元酸與多亞烷基多胺反應(yīng),生產(chǎn)聚酰胺基胺預(yù)聚物。本文中所使用的措辭“使多亞烷基多胺中的伯胺基與二元酸基本上反應(yīng)”是指至少90%多亞烷基多胺中的伯胺基與二元酸反應(yīng)。本文中所使用的措辭“不足以引起多亞烷基多胺中的仲胺基與二元酸在顯著的程度上反應(yīng)”是指小于10%多亞烷基多胺中的仲胺基與二元酸反應(yīng)。
[0018]二元酸和多亞烷基多胺的混合物可在范圍從低至約700C,約80°C,約90°C,約100 °C,約 110 V,約 125 V,約 145 V,或約 160 V 到高至約 180 V,約 200 V,約 220 V,約250°C,或約250°C的溫度下反應(yīng)。例如,二元酸和多亞烷基多胺可在約140°C -約240°C,約150°C -約220°C ,或約160°C -約200°C的溫度下反應(yīng)。二元酸和多亞烷基多胺的混合物可在范圍為從真空,例如,約50kPa,大氣壓到大于大氣壓的壓力,例如,約500kPa的壓力下反應(yīng)。當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí),該混合物的溫度可朝向下限,例如,約75°C -約150°C。
[0019]多亞烷基多胺對(duì)二元酸的摩爾比的范圍可以是從低至約0.8:1,約0.85:1,約0.9:1,或約 0.95:1 到高至約 1.2:1,約 1.25:1,約 1.3:1,約 1.35:1,或約 1.4:1。例如,多亞烷基多胺對(duì)二元酸的摩爾比的范圍可以是約0.8:1-約1.4:1,約0.8:1-約1.3:1,或約
0.9:1-約1.2:1。反應(yīng)時(shí)間可至少部分取決于混合物反應(yīng)時(shí)的溫度和壓力。反應(yīng)時(shí)間范圍可以是從低至約0.5小時(shí),約0.75小時(shí),約I小時(shí),或約1.5小時(shí)到高至約2小時(shí),約4小時(shí),約6小時(shí),或約8小時(shí)。多亞烷基多胺和二元酸的縮聚反應(yīng)可產(chǎn)生水作為副產(chǎn)物??墒褂萌魏嗡璧姆椒?,例如蒸餾除去在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的至少一部分水。例如,可除去在反應(yīng)過程中生成的約1%,約3%,約5%,約10%,約15%,約20%,約25%或更多的水。在縮聚反應(yīng)最后和在除去反應(yīng)過程中生成的水之后,所得產(chǎn)物可以至少部分溶解在水中。例如,在縮聚反應(yīng)最后和在除去反應(yīng)過程中生成的水之后,可添加水到所得產(chǎn)物中,以提供濃度范圍為從低至全部聚合物固體重量的約1%,約5%,約10%,約20%,約25%,約30%,約35%,或約40%到高至約45%,約50%,約55%,約60%,約65%,約70%,或約75%的聚酰胺基胺預(yù)聚物。在另一實(shí)例中,在縮聚反應(yīng)最后和在除去反應(yīng)過程中生成的水之后,可將所得產(chǎn)物溶解在水中,提供濃度為全部聚合物固體重量的約40% -約60%,約40% -約55 %,約45 % -約55 %,或約45 % -約50 %的聚酰胺基胺預(yù)聚物。
[0020]聚酰胺基胺預(yù)聚物的重均分子量(〃Mw〃)(單位道爾頓)范圍可以是從低至約700,約 750,約 800,約 900,約 1,000,約 1,300,約 1,500,約 2,000,約 3,000,約 5,000,約 7,000,約 10,000,約 20,000,約 25,000,或約 30,000 到高至約 70,000,約 80,000,約 90,000,或約100,000。例如,聚酰胺基胺預(yù)聚物的重均分子量范圍可以是約20,000-約75,000,約25,000-約 65,000,約 30,000-約 55,000,或約 35,000-約 45,000。在另一實(shí)例中,聚酰胺基胺預(yù)聚物的重均分子量范圍可以是約700-約5,000,約1,000-約10,000,約750-約55,000,約1,000-約25,000,或約700-約70,OOO0可使用凝膠滲透色譜法("GPC"),也稱為尺寸排阻色譜法(SEC),測(cè)量Mw。這一技術(shù)利用含有用多孔珠粒填充的柱子,洗脫溶劑,和檢測(cè)儀的儀器,以便分離不同尺寸的聚合物分子,且是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
[0021]如上所述,該共聚物可包括一個(gè)或更多個(gè)乙烯基芳烴衍生的單元。此外,如上所述,該共聚物也可包括一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。例舉的不飽和羧酸可包括,但不限于,馬來酸,烏頭酸,衣康酸,丙烯酸,甲基丙烯酸,巴豆酸,異巴豆酸,檸康酸,富馬酸,其聚合物,或其任何結(jié)合物。例舉的不飽和羧酸酐可包括,但不限于,馬來酸酐,烏頭酸酐,衣康酸酐,丙烯酸酐,甲基丙烯酸酐,巴豆酸酐,異巴豆酸酐,檸康酸酐,其聚合物,或其任何結(jié)合物。
[0022]乙烯基芳烴衍生的單元可包括,但不限于,苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙烯基甲苯,或其任何結(jié)合物。例如,乙烯基芳烴衍生的單元可衍生于苯乙烯和/或其衍生物。在另一實(shí)例中,乙烯基芳烴衍生的單元可衍生于苯乙烯。在另一實(shí)例中,乙烯基芳烴衍生的單元可衍生于苯乙烯和至少一種α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。
[0023]在至少一個(gè)實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和馬來酸酐和/或馬來酸("SMA")的共聚物。在另一實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和丙烯酸的共聚物。在另一實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和聚丙烯酸。在另一實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和甲基丙烯酸的共聚物。在另一實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和衣康酸的共聚物。在另一實(shí)例中,該共聚物可包括一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元和一種或更多種其他聚合物的共混物。例如,該共聚物可包括一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的共聚物和至少一種聚丙烯酸和苯乙烯丙烯酸。在另一實(shí)例中,該共聚物可以是或者包括苯乙烯和兩種或更多種馬來酸酐,馬來酸,丙烯酸,甲基丙烯酸,和衣康酸的三元共聚物。正因?yàn)槿绱?,本文中所使用的術(shù)語“共聚物”可以是或者包括三元共聚物。換一種方式說,本文中所使用的術(shù)語“共聚物”可以是或者包括由兩種或更多種單體衍生的聚合物。
[0024]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,該共聚物可包括約7mol% -約50mol%的一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和相對(duì)地約50mol% -約93mol %的一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,該共聚物可包括約20mol% -約40mol%的一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和相對(duì)地約60mol % -約80mol %的一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物可以以范圍從低至約711101%,約1211101%,或約Ιδηιο?1^到高至約30mol %,約35mol %,約40mol %,或約45mol %的用量存在于該共聚物內(nèi),基于一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的總重量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元可以以范圍從低至約50mol %,約55mol %,約60mol %,或約65mol %到高至約75mol %,約80mol %,約85mol %,約90mol %,或約95mol %的用量存在于該共聚物內(nèi),基于一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的總重量。
[0025]該共聚物的分子量可以在寬泛的極限內(nèi)變化。優(yōu)選地,該共聚物的Mw為約500至約200,000。例如,該共聚物的Mw范圍可以是從低至約500,約750,約1,000,約1,500,約2,000,約 2,500,約 3,000,或約 4,000 到高至約 50,000,約 60,000,約 70,000,約 80,000,約 90,000,約 100,000,約 110,000,約 120,000,約 130,000 約 140,000,約 150,000,約160,000,約170,000,約180,000,或約190,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw范圍可以是約 500-約 60,000,約 1,000-約 60,000,約 2,000-約 10,000,約 10,000-約 80,000,或約
I,500-約60,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw范圍可以是約500-約10,000,約1,000-約9,000,約1,500-約7,000,或約2,500-約6,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw范圍可以是從低至約500,約700,約900,約I, 000,約I, 100,約I, 300,或約I, 500到高至約3,000,約3,200,約3,400,約3,600,約3,800,或約4,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw范圍可以是從低至約500,約700,約900,約I, 000,約I, 100,約I, 300,或約I, 500到高至約4,500,約 4,700,約 5,000,約 5,300,約 5,700,約 6,000,約 6,300,約 6,500,約 6,700,或約 7,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw范圍可以是從低至約I, 000,約I, 500,約2,000,約2,500,或約 3,000 到高至約 4,000,約 5,000,約 6,000,約 7,000,約 8,000,約 9,000,或約 10,000。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw可以是約500-約10,000,約1,000-約7,000,約2,000-約6,000,約 2,000-約 4,000,約 2,500-約 3,500,約 3,000-約 5,000,或約 4,500-約 5,500。在另一實(shí)例中,該共聚物的Mw可以是小于約30,000,小于約25,000,小于約20,000,小于約17,000,小于約15,000,小于約12,000,小于約10,000,小于約9,000,小于約8,000,小于約7,000,小于約6,000,小于約5,000,小于約4,500,小于約4,000,或小于約3,500??墒褂肎PC,測(cè)量該共聚物的重均分子量(Mw)。
[0026]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,該共聚物可包括主要量(大于50mol%,或大于約6OmoI %,或大于約70mol %,或大于約80mol %,或大于約90mol %,基于不飽和羧酸和/或不飽和羧酸酐的結(jié)合量)的馬來酸酐和/或馬來酸和次要量(小于50mol%,或小于約40mol %,或小于約30mol %,或小于約20mol %,基于不飽和羧酸和/或不飽和羧酸酐的結(jié)合量)的一種或更多種其他不飽和羧酸,例如烏頭酸,衣康酸,丙烯酸,甲基丙烯酸,巴豆酸,異巴豆酸,檸康酸,富馬酸,或其任何結(jié)合物和/或一種或更多種其他不飽和羧酸酐,例如馬來酸酐,烏頭酸酐,衣康酸酐,丙烯酸酐,甲基丙烯酸酐,巴豆酸酐,異巴豆酸酐,檸康酸酐,其聚合物,或其任何結(jié)合物。該共聚物也可含有次要量(小于50mOl%,或小于約40mol%,或小于約30mol%,或小于約20mol %,基于一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的用量)的另一疏水乙烯基單體。另一“疏水乙烯基單體”是典型地產(chǎn)生水不溶性或能吸收小于10wt%水的聚合物作為均聚物的單體。合適的疏水乙烯基單體例舉有(i)脂族酸的乙烯酯,例如乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯,丁酸乙烯酯,己酸乙烯酯,2-乙基己酸乙烯酯,月桂酸乙烯酯,和硬脂酸乙烯酯;(ii) 二烯烴單體,例如丁二烯和異戊二烯;(iii)乙烯基單體和鹵化乙烯基單體,例如乙烯,丙烯,環(huán)己烯,氯乙烯和偏氯乙烯;(iv)丙烯酸酯類和丙烯酸烷酯類,例如丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸正丙酯,丙烯酸異丙酯,丙烯酸正丁酯,丙烯酸異丁酯,丙烯酸叔丁酯,丙烯酸正己酯,丙烯酸環(huán)己酯,丙烯酸羥乙酯,甲基丙烯酸羥乙酯和丙烯酸2-乙基己酯;和(V)腈類單體,例如丙烯腈和甲基丙烯腈及其混合物。
[0027]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,該共聚物可以是SMA。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,該共聚物可包括至少1wt 至少至少至少至少SOwt1^,至少60wt %,至少 70wt %,至少 80wt %,至少 90wt %,至少 95wt %,或約 10wt % SMA。
[0028]如上所述,該共聚物,聚酰胺基胺預(yù)聚物,和/或粘合劑組合物也可包括一種或更多種堿化合物。也可通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)來改性該共聚物。例舉的堿化合物可包括,但不限于,一種或更多種胺類,一種或更多種酰胺類,一種或更多種氫氧化物,一種或更多種碳酸鹽,或其任何結(jié)合物。合適的胺類可包括,但不限于,氨,氫氧化銨,烷醇胺,多胺,芳族胺,及其任何結(jié)合物。例舉的烷醇胺可包括,但不限于,單乙醇胺(〃MEA〃),二乙醇胺(〃DEA〃),三乙醇胺(〃TEA〃),或其任何結(jié)合物。優(yōu)選地,烷醇胺是叔烷醇胺或更優(yōu)選三乙醇胺(〃TEA〃)。烷醇胺定義為具有氨基和羥基這兩種官能團(tuán)的化合物,其中例舉有二乙醇胺,三乙醇胺,2-(2-氨基乙氧基)乙醇,氨乙基乙醇胺,氨基丁醇和其他烷醇胺。例舉的芳族胺可包括,但不限于,節(jié)胺,苯胺,鄰toludine,間toludine,對(duì)toludine,正甲基苯胺,N-N’ - 二甲基苯胺,二 -和二 -苯胺,1-萘胺,2-萘胺,4-氨基苯酌.,3-氨基苯酚和2-氨基苯酚。例舉的多胺可包括,但不限于,二亞乙基三胺(〃DETA〃),三亞乙基四胺(〃TETA〃),四亞乙基五胺(〃TEPA〃)。其他多胺可包括,例如,1,3-丙二胺,I, 4-丁二胺,聚酰胺基胺,和聚乙烯亞胺。
[0029]其他合適的胺可包括,但不限于,伯胺("NH2R1"),仲胺("NHR1R2"),和叔胺("NR1R2R3"),其中每一 R1, R2和R3獨(dú)立地選自烷基,環(huán)烷基,雜環(huán)烷基,芳基,雜芳基和取代芳基。烷基可包括具有1-約15個(gè)碳原子或更優(yōu)選1-約8個(gè)碳原子的支化或非支化烷基。例舉的烷基可包括,但不限于,甲基,乙基,正丙基,異丙基,正丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,正己基和乙基己基。環(huán)烷基可包括3-7個(gè)碳原子。例舉的環(huán)烷基可包括,但不限于,環(huán)戊基,取代環(huán)戊基,環(huán)己基和取代環(huán)己基。術(shù)語“芳基”是指含有單一芳環(huán)或稠合在一起,共價(jià)連接,或連接到共同基團(tuán),例如亞甲基或亞乙基部分上的多個(gè)芳環(huán)的芳烴取代基。更具體的芳基含有一個(gè)芳環(huán)或兩個(gè)或三個(gè)稠合或連接的芳環(huán),例如苯基,萘基,聯(lián)苯基,蒽基,菲基和類似基團(tuán)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,芳基取代基可具有1-約20個(gè)碳原子。與在“含雜原子的環(huán)烷基”中一樣術(shù)語“含雜原子”是指其中一個(gè)或更多個(gè)碳原子被除了碳以外的原子,例如氮,氧,硫,磷,硼或硅取代的分子或分子片段。類似地,術(shù)語“雜芳基”是指含雜原子的芳基取代基。與在“取代芳基”中一樣術(shù)語“取代”是指其中至少一個(gè)與碳原子鍵合的氫原子被一個(gè)或更多個(gè)取代基取代的分子或分子片段,所述取代基是官能團(tuán),如羥基,烷氧基,烷硫基,膦基,氨基,鹵素,甲硅烷基和類似基團(tuán)。例舉的伯胺可包括,但不限于,甲胺和乙胺。例舉的仲胺可包括,但不限于,二甲胺和二乙胺。例舉的叔胺可包括,但不限于,三甲胺和三乙胺。例舉的酰胺可包括,但不限于,乙酰胺,乙烷酰胺(ethanamide),雙氰胺,和類似物,或其任何結(jié)合物。
[0030]合適的氫氧化物可包括一種或更多種堿金屬和/或堿土金屬氫氧化物,和/或碳酸鹽。例舉的氫氧化物可包括,但不限于,氫氧化鈉,氫氧化鉀,氫氧化銨(例如,氨水),氫氧化鋰,氫氧化銫,氫氧化鋇,氫氧化鈣,氫氧化鎂,氫氧化鋁,或其任何結(jié)合物。例舉的碳酸鹽可包括,但不限于,碳酸鈉,碳酸氫鈉,碳酸鉀,和碳酸銨。
[0031]可在任何所需的用量下,結(jié)合乙烯基芳烴衍生的單元和不飽和羧酸和/或不飽和羧酸酐的共聚物與一種或更多種堿化合物。例如,粘合劑組合物可包括約lwt% -約99wt%該共聚物和相對(duì)地約99wt% -約lwt%—種或更多種堿化合物,基于該共聚物和一種或更多種堿化合物的結(jié)合重量。例如,粘合劑組合物內(nèi)該共聚物的用量范圍可以是從低至約5wt %,約 1wt %,約 15wt %,約 20wt %,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt %,或約45wt % 到高至約 60wt %,約 65wt %,約 70wt %,約 75wt %,約 80wt %,約 85wt %,約 90wt %,或約95wt%,基于該共聚物和一種或更多種堿化合物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,一種或更多種堿化合物的用量范圍可以是從低至約5wt%,約10wt%,約15wt%,約20wt%,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt %,或約 45wt % 到高至約 60wt %,約 65wt %,約70wt%,約75wt%,約SOwt1^,約85wt%,約或約95wt%,基于該共聚物和一種或更多種堿化合物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,該共聚物可包括約5wt% -約45wt%—種或更多種堿化合物,或約10wt% -約40wt%—種或更多種堿化合物,或約25wt% -約35wt% —種或更多種堿化合物,或約5wt% -約15wt%—種或更多種堿化合物,基于該共聚物和一種或更多種堿化合物的結(jié)合重量。
[0032]若通過與兩種或更多種堿化合物反應(yīng),來改性一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其任何結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的共聚物,則可相對(duì)于彼此,在任何所需的用量或比值下存在兩種或更多種堿化合物。例如,若存在第一和第二堿化合物,則第一堿化合物的存在量范圍可以是約lwt% -約99wt%,基于第一和第二堿化合物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,若存在第一和第二堿化合物,則第一堿化合物的存在量范圍可以是從低至約2wt%,約5wt%,約15wt%,或約25wt%到高至約50wt%,約60wt%,約70wt%,或約90wt%,基于第一和第二堿化合物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,若存在第一和第二堿化合物,則第一堿化合物的存在量范圍可以是從低至約2wt %,約5wt%,或約1wt %到高至約15wt%,約25wt%,約35wt %,或約50wt%,基于第一和第二堿化合物的結(jié)合重量。類似地,若存在三種或更多種堿化合物,則可相對(duì)于彼此,在任何所需的比例或用量下存在三種或更多種堿化合物。
[0033]在至少一個(gè)實(shí)例中,可通過氨與單乙醇胺,二乙醇胺,和三乙醇胺中至少一種的混合物的反應(yīng)來改性該共聚物,其中氨的存在量范圍可以是約Iwt 約99wt%,和相對(duì)地單乙醇胺,二乙醇胺,和三乙醇胺中至少一種的存在量范圍可以是約99wt% -約lwt%,基于氨與單乙醇胺,二乙醇胺,和三乙醇胺中至少一種的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,可通過與氨和兩種或更多種的單乙醇胺,二乙醇胺,和三乙醇胺的混合物的反應(yīng)來改性該共聚物。在這一混合物中,氨的存在量范圍可以是例如約10wt% -約40wt%,例如,約33wt%,和兩種或更多種單乙醇胺,二乙醇胺和三乙醇胺的存在量范圍可以是約80wt % -約60wt %,例如,約67wt%,基于氨和兩種或更多種的單乙醇胺,二乙醇胺,和三乙醇胺的結(jié)合重量。在至少一個(gè)實(shí)例中,若兩種或更多種堿化合物與該共聚物反應(yīng),和該堿化合物包括單乙醇胺,則單乙醇胺的存在量可以是小于約15wt% ,小于約1wt% ,小于約7wt% ,小于約5wt% ,小于約3wt%,小于約lwt%,或小于約0.5wt%的單乙醇胺,基于堿化合物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,可通過與氨,例如氨的水溶液反應(yīng)來改性該共聚物,其中氨的存在量范圍可以是約 5wt % -約 40wt %,或約 5wt % -約 15wt %,或約 1wt % -約 30wt %,或約 7wt % -約20wt%,基于該共聚物和氨的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,可通過與氨以外的一種或更多種胺類反應(yīng)來改性該共聚物。換句話說,含有該共聚物的粘合劑組合物可以不含任何故意添加的氨。在另一實(shí)例中,可通過與除了胺以外的一種或更多種堿化合物,例如一種或更多種氫氧化物或碳酸鹽反應(yīng)來改性該共聚物。換另一種方式說,可在沒有任何故意添加的胺情況下,通過與一種或更多種氫氧化物,碳酸鹽,或其結(jié)合物反應(yīng)來改性該共聚物。
[0034]含通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物的粘合劑組合物的pH范圍可以是從低至約4,約4.5,約5,或約5.5到高至約7,約8,約9,或約10。例如,該粘合劑組合物的PH可以是約5-約7,約5.5-約6.5,或約5.7-約6.3。
[0035]含通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物的粘合劑組合物的粘度范圍可以是從低至約50厘泊(〃cP〃),約10cP,約200cP,約300cP,約500cP,約750cP,約 900cP,約 I, 10cP,約 I, 300cP,約 I, 500cP,約 I, 700cP,約 2,OOOcP,約 2,250cP,或約 2,500cP 到高至約 5,OOOcP,約 8,OOOcP,約 10,OOOcP,約 13,OOOcP,約 15,OOOcP,約17,OOOcP,或約20,OOOcP??墒褂肂rookfield粘度計(jì),在25°C的溫度下,測(cè)定本文中討論并描述的共聚物,樹脂,粘合劑組合物和類似物的粘度。例如,Brookfield粘度計(jì)可配有小的樣品適配器(adapter),例如1mL適配器,和合適的錠子,以最大化扭矩,例如錠子n0.18。
[0036]在范圍從低至約40°C,約70°C,或約90°C到高至約100°C,約125°C,或約150°C的溫度下,該共聚物可與一種或更多種堿化合物反應(yīng)。在范圍從低至約50kPa,約75kPa,或約1lkPa到高至約150kPa,約300kPa,或約500kPa的壓力下,該共聚物可與一種或更多種堿化合物反應(yīng)。該共聚物可與一種或更多種堿化合物反應(yīng)范圍從低至約30分鐘,約45分鐘,或約I小時(shí)到高至約4小時(shí),約6小時(shí),或約10小時(shí)的時(shí)間。在至少一個(gè)實(shí)例中,在范圍為約85 °C -約115 °C的溫度下,在大氣壓下,和經(jīng)范圍為約I小時(shí)-約7小時(shí)的時(shí)間,可使至少一種共聚物與一種或更多種堿化合物反應(yīng)。在至少一個(gè)其他實(shí)例中,在范圍為約85°C -約115°C的溫度下,在范圍為從低至約1lkPa,約115kPa,約130kPa,或約145kPa到高至約155kPa,約200kPa,約300kPa,或約400kPa的壓力下,和經(jīng)范圍為約I小時(shí)-約7小時(shí)的時(shí)間,可使至少一種共聚物與一種或更多種堿化合物反應(yīng)。
[0037]可單獨(dú)或在液體介質(zhì)存在下,結(jié)合該共聚物和/或一種或更多種堿化合物并與彼此反應(yīng)。液體介質(zhì)可以是或者包括一種或更多種極性非質(zhì)子溶劑,一種或更多種極性質(zhì)子溶劑,或其任何結(jié)合物。例舉的極性非質(zhì)子溶劑可包括,但不限于,四氫呋喃("THF"),二甲亞砜(〃DMS0〃),N-甲基吡咯烷酮(〃NMP〃),二甲基乙酰胺,丙酮,或其任何結(jié)合物。例舉的極性質(zhì)子溶劑可包括,但不限于,水,甲醇,乙醇,丙醇,丁醇,或其任何結(jié)合物。其他液體介質(zhì)可包括酮類,例如甲乙酮。水可以是淡水或工藝用水。合適的工藝用水可包括,例如,聚丙烯酰胺(〃PAA〃),胺氧化物(〃A0〃),羥乙基纖維素(〃HEC〃)的水溶液(〃白水〃),或其任何結(jié)合物??稍谠摴簿畚锱c一種或更多種堿化合物反應(yīng)之前,之中和/或之后,添加液體介質(zhì)(若存在的話)。例如,該共聚物可與含水堿化合物,例如氨和/或氫氧化鈉反應(yīng),和在反應(yīng)之后,可添加額外的液體介質(zhì)到該粘合劑組合物中,所述額外的液體介質(zhì)可以相同或不同,例如氨或甲醇。
[0038]與該共聚物和一種或更多種堿化合物和/或粘合劑組合物,例如通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物結(jié)合的液體介質(zhì)量可足以產(chǎn)生固體濃度范圍為約0.1wt % -約75wt%的粘合劑組合物,基于粘合劑組合物的總重量。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的,可通過測(cè)定經(jīng)足以除去液體的時(shí)間,加熱小的樣品,例如,1-5 g粘合劑組合物到合適的溫度,例如125 °C后的重量損失,從而測(cè)量本文中所使用的粘合劑組合物,該共聚物,和類似物的固體含量。通過測(cè)量在加熱之前和之后樣品的重量,可直接計(jì)算或者在其他情況下估計(jì)樣品內(nèi)的固體%。例如,與該共聚物和一種或更多種堿化合物和/或通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物結(jié)合的液體介質(zhì)量可足以產(chǎn)生固體濃度范圍從低至約lwt%,約5wt%,約10wt%或約15wt%或約20wt%到高至約30wt%,約40wt%,約50wt%,約60wt%,約70wt%,或約75wt%的粘合劑組合物,基于粘合劑組合物的總重量。在至少一個(gè)實(shí)例中,可結(jié)合足量的水,例如淡水或工藝用水與該共聚物和一種或更多種堿性化合物,以提供固體濃度范圍約Iwt%約65wt%,約5wt% -約40wt%,約1wt % -約 30wt %,約 15wt % -約 45wt %,約 20wt % -約 60wt %,約 45wt % -約 55wt %,或約40wt% -約6(^丨%的粘合劑組合物,基于粘合劑組合物的總重量。
[0039]可在任何設(shè)備,體系,裝置,或者設(shè)備,體系和/或裝置的組合中,使該共聚物與一種或更多種堿化合物反應(yīng)。在反應(yīng)器容器或容器內(nèi),例如可彼此混合,共混或在其他情況下結(jié)合共聚物和堿化合物,并允許至少部分反應(yīng),產(chǎn)生通過與堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物。反應(yīng)器容器或容器可包括,但不限于,機(jī)械混合設(shè)備,例如攪拌器,噴射器,超聲混合器或其組合??墒褂靡粋€(gè)或更多個(gè)加熱夾套,加熱線圈,內(nèi)部加熱元件,冷卻夾套,冷卻線圈,內(nèi)部冷卻元件或類似物,以調(diào)節(jié)或在其他情況下控制反應(yīng)混合物的溫度。反應(yīng)器容器可以是敞開的容器或者密閉的容器。
[0040]該共聚物可進(jìn)一步包括一種或更多種多元醇,以增加已固化共聚物的交聯(lián)密度。本文中所使用的術(shù)語“固化”,“已固化”和類似術(shù)語擬包括當(dāng)固化粘合劑組合物引起共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚(clustering),對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合時(shí),在粘合劑組合物內(nèi)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和/或形貌變化。本文中所使用的術(shù)語“部分固化”和類似術(shù)語擬是指已經(jīng)經(jīng)歷了一些共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚,對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合,但能經(jīng)歷額外的共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚,對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合的粘合劑組合物。
[0041]本文中所使用的術(shù)語"多元醇"是指含有兩個(gè)或更多個(gè)羥基官能團(tuán)的化合物。合適的多元醇可包括,但不限于,乙二醇,聚甘油,二甘醇,三甘醇,聚環(huán)氧乙烷(羥基封端的),甘油,季戊四醇,三羥甲基丙烷,二乙醇胺,三乙醇胺,乙基二乙醇胺,甲基二乙醇胺,山梨醇,單糖,例如葡萄糖和果糖,二糖,例如蔗糖,和高級(jí)多糖,例如淀粉和還原和/或改性淀粉,糊精,麥芽糊精,聚乙烯醇,羥乙基纖維素,間苯二酚,兒茶酚,鄰苯三酚,乙醇酸化的脲,和1,4-環(huán)己二醇,木質(zhì)素,或其任何結(jié)合物。
[0042]可結(jié)合一種或更多種多元醇與該共聚物和/或與一種或更多種堿化合物反應(yīng)的共聚物,生產(chǎn)含有約Iwt 約50wt%多元醇的粘合劑組合物,基于多元醇和該共聚物和/或與一種或更多種堿化合物反應(yīng)的共聚物的結(jié)合重量。例如,可結(jié)合一種或更多種多元醇與通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物,生產(chǎn)一種或更多種多元醇的濃度范圍從低至約lwt%,約5wt%,約10wt%,或約15wt%到高至約30wt%,約40wt%,或約45界丨%的粘合劑組合物,基于與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的共聚物和一種或更多種多元醇的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可以不含任何故意添加的多元醇。
[0043]在以上或本文中別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可進(jìn)一步包括一種或更多種其他共聚物或〃第二 〃共聚物。正因?yàn)槿绱耍g(shù)語“共聚物”和〃第一共聚物〃可互換使用,是指可包括一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元和一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或者一種或更多種不飽和羧酸和一種或更多種不飽和羧酸酐的組合的共聚物。
[0044]第二共聚物可以是或者包括一種或更多種醛基共聚物。例舉的醛基共聚物可包括,但不限于,一種或更多種氨基-醛共聚物,苯酚-醛共聚物,二羥基苯或"間苯二酚"-醛共聚物,或其任何結(jié)合物。氨基-醛共聚物中的氨基組分可以是或者包括,但不限于,脲,三聚氰胺,或其結(jié)合物。第二共聚物也可以是或者包括一種或更多種丙烯酸基共聚物。正因?yàn)槿绱?,第二共聚物可以是或者包括,但不限于,一種或更多種醛基共聚物,一種或更多種丙烯酸基共聚物,或其任何結(jié)合物。
[0045]在第二共聚物內(nèi)的醛化合物(若存在的話)可包括,但不限于,未取代的醛化合物和/或取代的醛化合物。例如,合適的醛化合物可用化學(xué)式RCHO表示,其中R是氫或烴基。例舉的烴基可包括1-約8個(gè)碳原子。在另一實(shí)例中,合適的醛化合物也可包括所謂的掩蔽醛或醛等價(jià)物,例如乙縮醛或半縮醛。例舉的醛化合物可包括,但不限于,甲醛,多聚甲醛,乙醛,丙醛,丁醛,糠醛,芐醛,或其任何結(jié)合物。一種或更多種其他醛,例如乙二醛可替代甲醛和/或其他醛或者與之結(jié)合。在至少一個(gè)實(shí)例中,醛化合物可包括甲醛,UFC,或其結(jié)合物。
[0046] 可使用許多形式,例如固體,液體和/或氣體的醛化合物,用以制造合適的脲-醛,苯酚-醛,三聚氰胺-醛,和間苯二酚-醛共聚物。尤其考慮甲醛,甲醛可以是或者包括多聚甲醛(固體,聚合的甲醛),福爾馬林溶液(甲醛的水溶液,有時(shí)具有甲醇,其甲醛濃度為37%,44%或50% ),替代或除了其他形式的甲醛以外,也可使用脲-甲醛濃縮物("UFC"),和/或甲醛氣體。在另一實(shí)例中,醛可以是或者包括脲與甲醛的重量比為約1:2-約1:3的預(yù)反應(yīng)的脲-甲醛混合物。
[0047]可用作第二共聚物的合適的脲-甲醛聚合物可由脲和甲醛單體或者由脲-甲醛預(yù)縮合物以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式制備。類似地,三聚氰胺-甲醛,苯酚-甲醛,和間苯二酚-甲醛聚合物可分別由三聚氰胺,苯酚,和間苯二酚單體與甲醛單體或者由三聚氰胺-甲醛,苯酚-甲醛,和間苯二酚-甲醛預(yù)縮合物制備。脲,苯酚,三聚氰胺,間苯二酚和甲醛反應(yīng)物以許多形式和可與其他反應(yīng)物反應(yīng)且沒有引入對(duì)所需反應(yīng)有害的外來部分的任何形式商購(gòu),且可在制備第二共聚物中使用該反應(yīng)產(chǎn)物??稍诿绹?guó)專利N0.5,362,842中討論并描述一組尤其有用的脲-甲醛聚合物。
[0048]類似于甲醛,脲,苯酚,間苯二酚,和三聚氰胺以許多形式可獲得。例如,關(guān)于脲,固體脲,例如顆粒和脲溶液,典型地水溶液是可商購(gòu)的。進(jìn)一步地,常常在水溶液中可結(jié)合脲與另一部分,最典型地甲醛和脲-甲醛加合物??墒褂秒寤螂迮c甲醛的組合的任何形式,制造脲-甲醛聚合物。脲顆粒和結(jié)合的脲-甲醛產(chǎn)品二者是優(yōu)選的,例如UFC。可在例如美國(guó)專利Nos.5,362,842和5,389,716中討論并描述這些類型的產(chǎn)品。
[0049]許多合適的脲-甲醛聚合物是可商購(gòu)的??墒褂秒?甲醛聚合物,例如由Georgia-Pacific Chemicals LLC.銷售的用于玻璃纖維墊應(yīng)用的類型(例如,GP?_-2928和 GP?1 _2980),也可使用由 Hex1n Specialty Chemicals 和由 Arclin Company 銷售的那些。合適的苯酹-甲醒樹脂和三聚氰胺-甲醒樹脂可包括由Georgia Pacific Resin, Inc.銷售的那些(例如,分別為GP?._2894和GP? -4878)。根據(jù)本領(lǐng)域熟知的方法來制備這些聚合物,且這些聚合物含有反應(yīng)性羥甲基,一旦固化,所述反應(yīng)性羥甲基形成亞甲基或醚鍵。這種含羥甲基的加合物可包括N,N’-二羥甲基,二羥基羥甲基乙烯,N,N’-雙(甲氧基甲基),N, N’-二羥甲基丙烯;5,5-二甲基-N,N’ 二羥甲基乙烯;N,N’-二羥甲基乙烯;和類似物。
[0050]脲-甲醛聚合物可包括約45% -約70%,和優(yōu)選約55% -約65%的固體,通常粘度為約50cP-約600cP,優(yōu)選約150-約400cP,通常顯示出pH約7-約9,優(yōu)選約7.5-約
8.5,和常常具有不大于約3.0 %的游離甲醛水平,且水可稀釋度為約1: 1-約100:1,優(yōu)選約5:1和以上。
[0051]也可提供許多形式的三聚氰胺(若在第二共聚物內(nèi)存在的話)。例如,可使用固體三聚氰胺,例如顆粒和/或三聚氰胺溶液。盡管具體地提到三聚氰胺,但三聚氰胺可完全或部分被其他氨基三嗪化合物替代。其他合適的氨基三嗪化合物可包括,但不限于,取代的三聚氰胺,脂環(huán)族胍胺,或其結(jié)合物。取代的三聚氰胺包括烷基三聚氰胺和芳基三聚氰胺,它們可以是單_,二 _,或三-取代的。在烷基取代的三聚氰胺中,每一烷基可含有1-6個(gè)碳原子,和優(yōu)選1-4個(gè)碳原子。例舉的烷基取代的三聚氰胺的實(shí)例可包括,但不限于,單甲基三聚氰胺,二甲基三聚氰胺,三甲基三聚氰胺,單乙基三聚氰胺,和1-甲基-3-丙基-5- 丁基三聚氰胺。在芳基取代的三聚氰胺中,每一芳基可含有1-2個(gè)苯基,和優(yōu)選一個(gè)苯基。例舉的芳基取代的三聚氰胺的實(shí)例可包括,但不限于,單苯基三聚氰胺和二苯基三聚氰胺。也可使用任何脂環(huán)族胍胺。合適的脂環(huán)族胍胺可包括具有小于或等于15個(gè)碳原子的那些。例舉的脂環(huán)族胍胺可包括,但不限于,四氫苯并胍胺,六氫苯并胍胺,3-甲基-四氫苯并胍胺,3-甲基-六氫苯并胍胺,3,4- 二甲基-1,2,5,6-四氫苯并胍胺,和3,4- 二甲基六氫苯并胍胺,及其混合物。氨基三嗪化合物的混合物可包括,例如,三聚氰胺和烷基取代的三聚氰胺,例如二甲基三聚氰胺,或三聚氰胺和脂環(huán)族胍胺,例如四氫苯并胍胺。
[0052]苯酚組分(若在第二共聚物內(nèi)存在的話)可包括各種取代的酚類化合物,未取代的酚類化合物,或者取代的和/或未取代的酚類化合物的任何結(jié)合物。例如,苯酚組分可以是苯酚本身(即,單-羥基苯)。取代的苯酚的實(shí)例可包括,但不限于,烷基取代的酚類,例如甲酚類和二甲酚類,環(huán)烷基取代的酚類,例如環(huán)己基苯酚;鏈烯基取代的酚類;芳基取代的酚類,例如對(duì)苯基苯酚;烷氧基取代的酚類,例如3,5- 二甲氧基苯酚;芳氧基酚類,例如對(duì)苯氧基苯酚;和鹵素取代的酚類,例如對(duì)氯苯酚。也可使用二元酚類,例如兒茶酚,間苯二酚,氫醌,雙酚A和雙酚F。特別地,苯酚組分可選自苯酚;烷基取代的酚類,例如甲酚類和二甲酚類,環(huán)烷基取代的酚類,例如環(huán)己基苯酚;鏈烯基取代的酚類;芳基取代的酚類,例如對(duì)苯基苯酹;烷氧基取代的酹類,例如3,5-二甲氧基苯酹;芳氧基酹類,例如對(duì)苯氧基苯酚;鹵素取代的酚類,例如對(duì)氯苯酚;兒茶?),氫醌,雙酚A和雙酚F。優(yōu)選地,大于或等于約95wt%的苯酚組分包括苯酚(單羥基苯)。
[0053]可以以各種形式提供間苯二酚組分(若在第二共聚物內(nèi)存在的話)。例如,間苯二酚組分可以以白色/灰白固體或薄片形式提供,和/或可加熱間苯二酚組分并以液體形式供應(yīng)。任何形式的間苯二酚可與任何形式的醛組分一起使用,制造間苯二酚-醛共聚物。間苯二酚組分可以是間苯二酚本身(即,苯-1,3- 二醇)。合適的間苯二酚化合物也可被描述為取代的苯酚。液體間苯二酚-甲醛共聚物中的固體組分范圍可以是約45wt% -約75wt%。液體間苯二酚-甲醛共聚物可具有寬泛地變化的在25°C下的Brookfield粘度,例如約200cP-約20,OOOcP0液體間苯二酚共聚物典型地具有暗琥珀色。
[0054]例舉的丙烯酸基共聚物可包括,但不限于,丙烯酸和一種或更多種不飽和羧酸單體的共聚物,丙烯酸和一種或更多種含羥基的不飽和單體的共聚物,丙烯酸和一種或更多種乙烯基衍生的單元的共聚物,或其任何結(jié)合物。合適的不飽和羧酸單體可包括,但不限于,烏頭酸,衣康酸,馬來酸,甲基丙烯酸,和檸檬酸與馬來酸,巴豆酸,異巴豆酸,檸康酸,富馬酸,或其任何結(jié)合物的加合物(酯)。其它合適的不飽和羧酸單體可包括在隨后的固化反應(yīng)過程中能呈現(xiàn)羧基部分的化合物,例如馬來酸酐。合適的含羥基的不飽和單體可包括,但不限于乳酸烯丙酯,丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯(下文統(tǒng)稱為(甲基)丙烯酸羥乙酯),(甲基)丙烯酸羥丙酯,和羥烷基烯丙基類,例如2-烯丙基氧基乙醇,和類似物。不飽和羥基單體也可包括在隨后的固化反應(yīng)過程中能呈現(xiàn)羥基部分的化合物,例如乙酸乙烯酯(乙烯醇),(甲基)丙烯酸縮水甘油酯,烯丙基縮水甘油基醚,和烯丙基縮水甘油。合適的乙烯基衍生的單元可包括,但不限于,苯乙烯,α甲基苯乙烯,丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸甲基乙酯,丙烯酸丁酯,或其任何結(jié)合物。
[0055]例舉的第二共聚物可包括,但不限于,脲-甲醛(〃UF〃),苯酚-甲醛(〃PF〃),三聚氰胺-甲醛(〃MF〃),間苯二酚-甲醛("RF"),苯乙烯-丙烯酸;丙烯酸馬來酸共聚物,或其任何結(jié)合物。氨基-醛共聚物的結(jié)合物可包括,例如,三聚氰胺-脲-甲醛(〃MUF〃),苯酚-脲-甲醛(〃PUF〃),苯酚-三聚氰胺-甲醛(〃PMF〃),苯酚-間苯二酚-甲醛(〃PRF〃),和類似物。正因?yàn)槿绱?,本文中所使用的術(shù)語“第二共聚物”可以是或者包括由兩種或更多種單體衍生的聚合物。在另一實(shí)例中,第二共聚物可包括氨基-醛共聚物和/或苯酚-醛共聚物和聚丙烯酸的結(jié)合物,例如,脲-甲醛-聚丙烯酸,三聚氰胺-甲醛-聚丙烯酸,苯酚-甲醛-聚丙烯酸,和類似物。
[0056]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,第二共聚物在粘合劑組合物內(nèi)的存在量范圍為約Iwt% -約99wt%,基于第一共聚物和第二共聚物的總重量。例如,第二共聚物的存在量范圍可以是從低至約15wt%,約25wt%,或約35wt%到高至約65wt%,約75wt%,約85wt%,或約95wt%,基于第一共聚物和第二共聚物的總重量。當(dāng)結(jié)合兩種或更多種聚合物,提供第二共聚物時(shí),可存在任何用量的兩種或更多種聚合物,例如,含有苯酚-甲醛和脲-甲醒的第二共聚物可包括約Iwt % -約99wt%苯酹-甲醒和約Iwt% -約99wt%脲-甲醛,基于第二共聚物的總重量。
[0057]第二共聚物的固體范圍可以是lwt% -約80wt%。例如,第二共聚物的固體濃度范圍可以是從低至約1wt %或約15wt%到高至約30wt%,約40wt%,約 50wt %,約 60wt %,約 70wt %,或約 75wt %。
[0058]可彼此結(jié)合第二共聚物和與一種或更多種堿化合物反應(yīng)的第一共聚物,生產(chǎn)另一粘合劑組合物。這種粘合劑組合物可包括約0.1wt % -約99.9wt%第一共聚物和相對(duì)地約99.9wt%-約0.lwt%第二共聚物。例如,第一共聚物的存在量范圍可以是從低至約lwt%,約 5wt %,約 1wt %,約 15wt %,約 20wt %,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt %,或約45wt % 到高至約 60wt %,約 65wt %,約 70wt %,約 75wt %,約 80wt %,約 85wt %,約 90wt %,約95wt%,或約99wt%,基于第一和第二共聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,第二共聚物在粘合劑組合物內(nèi)的存在量范圍可以是從低至約Iwt 約5wt%,約1wt 約15wt%,約 20wt %,約 25wt % 約 30wt %,約 35wt %,約 40wt %,或約 45wt % 到高至約 60wt %,約65wt %,約 70wt %,約 75wt %,約 80wt %,約 85wt %,約 90wt %,約 95wt %,或約 99wt %,基于第一和第二共聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約lwt% -約99wt %,或約 Iwt % -約 15wt %,或約 15wt % -約 35wt % ,或約 35wt % -約 65wt %,或約65wt %約95wt %,或約85wt % -約99wt %,或約45wt % -約55wt %第一共聚物,基于第一和第二共聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約5wt%第一共聚物和約95wt%第二共聚物,或約一共聚物和約90wt%第二共聚物,或約2(^丨%第一共聚物和約80wt%第二共聚物,或約25¥丨%第一共聚物和約75wt%第二共聚物,或約30wt%第一共聚物和約70wt%第二共聚物,或約4(^丨%第一共聚物和約60wt%第二共聚物,或約50被%第一共聚物和約50wt%第二共聚物,或約60被%第一共聚物和約40被%第二共聚物,或約70wt%第一共聚物和約30wt%第二共聚物,或約75wt%第一共聚物和約25wt%第二共聚物,或約8(^丨%第一共聚物和約20wt%第二共聚物,或約9(^丨%第一共聚物和約1wt^第二共聚物,或約95wt%第一共聚物和約5wt%第二共聚物,基于第一和第二共聚物的結(jié)合重量。
[0059]含第一和第二共聚物的粘合劑組合物的pH范圍可以是從低至約4,約4.5,約5,或約5.5到高至約7,約8,約9,或約10。例如,含第一和第二共聚物的粘合劑組合物的pH可以是約5-約7,約5.5-約6.5,或約5.7-約6.3。含第一和第二共聚物的粘合劑組合物的粘度范圍可以是從低至約50cP,約10cP,約200cP,約300cP,約500cP,約750cP,約900cP,約 I, 10cP,約 I, 300cP,約 I, 500cP,約 I, 700cP,約 2,OOOcP,約 2,250cP,或約 2,500cP 到高至約 5,OOOcP,約 8,OOOcP,約 10,OOOcP,約 13,OOOcP,約 15,OOOcP,約 17,OOOcP,或約20,OOOcPo
[0060]含通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的第一共聚物和第二共聚物的粘合劑組合物可以與液體介質(zhì)混合或結(jié)合。液體介質(zhì)可以如以上討論并描述。含第一和第二共聚物的粘合劑組合物的固體濃度范圍可以是約0.1wt% -約75wt%,基于粘合劑組合物的總重量。例如,與第一共聚物和第二共聚物結(jié)合的液體介質(zhì)量可足以產(chǎn)生固體濃度范圍為從低至約Iwt約5wt%,約1wt%或約15wt%或約20wt%到高至約30wt%,約40wt%,約50wt%,約60wt%,約70wt%,或約75?1:%的粘合劑組合物,基于粘合劑組合物的總重量。在至少一個(gè)實(shí)例中,足量的水,例如淡水或工藝用水,可與第一共聚物和第二共聚物結(jié)合,提供固體濃度范圍為約lwt%約65wt%,約5wt% -約40wt% ,約10wt% -約30wt%,約15wt % -約 45wt %,約 20wt % -約 60wt %,約 45wt % -約 55wt %,或約 40wt % -約 60wt %的粘合劑組合物,基于粘合劑組合物的總重量。
[0061]在以上或本文中別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括一種或更多種碳水化合物,一種或更多種多元醇,或其任何結(jié)合物。合適的多元醇可以如以上討論并描述。本文中所使用的術(shù)語“碳水化合物”是指化學(xué)式SCm(H2O)1J^化合物,也就是說,含碳,氫和氧且氫與氧的原子比(H:0)為2:1的化合物。在結(jié)構(gòu)上,術(shù)語“碳水化合物”是指多羥基醛和多羥基酮。一種或更多種碳水化合物可包括一種或更多種單糖,二糖,低聚糖,多糖或其任何結(jié)合物。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,一種或更多種碳水化合物可包括一種或更多種醛糖糖類。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,單糖可以是或者包括D-葡萄糖(一水合右旋糖),L-葡萄糖,或其結(jié)合物。其他碳水化合物醛糖糖類可包括,但不限于甘油醛,赤蘚糖,蘇糖,核糖,脫氧核糖,樹膠醛糖,木糖,來蘇糖,阿洛糖,阿卓糖,葡萄糖,甘露糖,艾杜糖,半乳糖,塔羅糖,及其任何結(jié)合物。碳水化合物也可以是或者包括一種或更多種還原或改性淀粉,例如糊精,麥芽糊精,和氧化的麥芽糊精。
[0062]一種或更多種碳水化合物和/或多元醇的存在量范圍可以是從低至約
3wt%,或約5wt%到高至約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于粘合劑組合物的總重量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括約5wt% -約50wt%碳水化合物和/或多元醇,基于粘合劑組合物的總重量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括約
7.5wt% -約15wt%碳水化合物和/或多元醇,基于粘合劑組合物的總重量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括約5wt% -約30wt%碳水化合物和/或多元醇,基于粘合劑組合物的總重量。
[0063]當(dāng)在粘合劑組合物內(nèi)存在一種或更多種碳水化合物和/或多元醇,第二共聚物,和第一共聚物時(shí),碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合量范圍可以是從低至約Iwt %,約5wt %,或約1wt %到高至約80wt %,約90wt %,或約99wt %,基于粘合劑組合物的總重量。例如,粘合劑組合物可包括約10wt% -約9(^丨%第一共聚物和約10wt% -約90wt%結(jié)合的碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物。碳水化合物和/或多元醇的用量范圍可以是約lwt% -約99wt%和第二共聚物的用量范圍可以是約lwt% -約99wt%,基于碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括約1wt % -約29wt%第一共聚物;約Iwt % -約98wt%碳水化合物和/或多元醇;和約lwt% -約98wt%第二共聚物,基于第一共聚物,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約0.1wt% -約99.9wt%第一共聚物,約0.1wt % -約99.9wt%第二共聚物,和約Iwt % -約60wt%碳水化合物和/或多元醇,基于第一共聚物,第二共聚物,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約70wt% -約90wt%第一共聚物,約10wt% -約30wt%第二共聚物,和約Iwt 約50Wt%碳水化合物和/或多元醇,基于第一共聚物,第二共聚物,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約10wt% -約30wt%第一共聚物,約70wt% -約90wt%第二共聚物,和約lwt% -約50wt%碳水化合物和/或多元醇,基于第一共聚物,第二共聚物,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,粘合劑組合物可包括約40wt% -約60wt%第一共聚物,約40wt% -約60wt%第二共聚物,和約Iwt % -約50wt%碳水化合物和/或多元醇,基于第一共聚物,第二共聚物,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。
[0064]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括馬來酸酐和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和一種或更多種胺類的共聚物。這種粘合劑組合物可包括約99.5mol % -約99.99mol %共聚物和約0.01mol % -約0.5mol %胺,基于該共聚物和胺的結(jié)合重量。例如,胺的存在量范圍可以是從低至約0.01mol%,約0.lmol%,或約0.2mol%到高至約0.3mol%,約0.35mol %,或約0.4mol%,基于該共聚物和胺的結(jié)合重量。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括小于約15wt%,小于約10wt%,小于約7wt%,小于約5wt%,小于約3wt%,小于約Iwt %,或小于約0.5被%單乙醇胺,基于粘合劑組合物內(nèi)胺的結(jié)合重量。例如,粘合劑組合物可包括約14wt%單乙醇胺和約86wt%三乙醇胺或其他胺,基于粘合劑組合物內(nèi)胺的總重量。
[0065]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括第一共聚物,例如,馬來酸酐和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元和一種或更多種胺類的共聚物,和第二共聚物。這種粘合劑組合物可包括約I wt % -約99wt%第一共聚物,約0.05wt% -約0.5wt%胺,和約lwt% -約99wt%第二共聚物,基于第一共聚物,胺,和第二共聚物的結(jié)合重量。例如,第一共聚物的存在量范圍可以是從低至約10wt%,約20wt%,約30wt%,或約40wt%到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,和第二共聚物的結(jié)合重量。一種或更多種胺類的存在量范圍可以是從低至約0.1wt^ 0.15wt%,或約0.2wt%到高至約0.3wt%,約0.35wt%,或約0.4wt%,基于第一共聚物,胺,和第二共聚物的結(jié)合重量。第二共聚物的存在量范圍可以是從低至約1wt %,約20wt %,約30wt %,或約40wt %到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,和第二共聚物的結(jié)合重量。
[0066]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括第一共聚物,例如,馬來酸酐和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元和一種或更多種胺類,和一種或更多種碳水化合物和/或多元醇的共聚物。這種粘合劑組合物可包括約Iwt % -約99wt%第一共聚物,約
0.05wt% -約0.5wt%胺,和約lwt% -約99wt%碳水化合物和/或多元醇,基于第一共聚物,胺,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。例如,第一共聚物的存在量范圍可以是從低至約 1wt %,約 20wt%,約 30wt%,或約 40wt% 到高至約 60wt%,約 70wt%,約 SOwt1^,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。一種或更多種胺類的存在量范圍可以是從低至約0.1wt約0.15wt%,或約0.2wt%到高至約0.3wt%,約0.35wt%,或約0.4wt%,基于第一共聚物,胺,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。碳水化合物的存在量范圍可以是從低至約10wt%,約20wt%,約30wt%,或約40wt%到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。多元醇的存在量范圍可以是從低至約10wt%J4 20wt%J4 30wt%,*約40wt%到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,和碳水化合物和/或多元醇的結(jié)合重量。
[0067]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括第一共聚物,例如,馬來酸酐和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元和一種或更多種胺類,和一種或更多種碳水化合物和/或多元醇的共聚物,和第二共聚物。這種粘合劑組合物可包括約lwt% -約98¥丨%第一共聚物,約0.05wt% -約0.5wt%胺,約Iwt % -約98wt%碳水化合物和/或多元醇,和約lwt% -約98wt%第二共聚物,基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。例如,第一共聚物的存在量范圍可以是從低至約10wt%J^20wt%,或約30wt%,或約40wt%到高至約約約SOwt1^,或約基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。一種或更多種胺類的存在量范圍可以是從低至約0.1wt %,約0.15wt%,或約0.2wt%到高至約0.3wt%,約0.35wt%,或約0.4wt%,基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。一種或更多種碳水化合物的存在量范圍可以是從低至約10wt%J4 20wt%,約30wt%,或約40wt%到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。一種或更多種多元醇的存在量范圍可以是從低至約 1wt %,約 20wt%,約 30wt%,或約 40wt% 到高至約 60wt%,約 70wt%,約 SOwt1^,或約90wt %,基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。第二共聚物的存在量范圍可以是從低至約10wt%,約20wt%,約30wt%,或約40wt%到高至約60wt%,約70wt%,約80wt%,或約90wt%,基于第一共聚物,胺,碳水化合物和/或多元醇,和第二共聚物的結(jié)合重量。
[0068]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可包括一種或更多種碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物。這種粘合劑組合物可包括約lwt% -約99wt%—種或更多種碳水化合物和/或多元醇和約lwt% -約99wt%第二共聚物,基于碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。例如,一種或更多種碳水化合物的存在量范圍可以是從低至約3wt %,約5wt %,或約1wt %到高至約25wt %,約35wt %,或約45wt %,基于碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。在另一實(shí)例中,一種或更多種多元醇的存在量范圍可以是從低至約3wt%,約5wt%,或約1wt %到高至約25wt%,約35wt%,或約45wt%,基于碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。第二共聚物的存在量范圍可以是從低至約55wt%,約65wt%,或約75wt%到高至約約95wt%,或約97wt%,基于碳水化合物和/或多元醇和第二共聚物的結(jié)合重量。
[0069]在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,粘合劑組合物可以是沒有添加甲醛的粘合劑組合物。本文中所使用的術(shù)語"沒有添加甲醛"是指沒有包括故意添加的甲醛的粘合劑組合物。為了最小化組合物的甲醛含量,可使用不含甲醛和/或在干燥和/或固化過程中沒有生成甲醛的添加劑。術(shù)語“沒有添加甲醛”也可以是指采用沒有添加的甲醛配制的粘合劑組合物作為樹脂交聯(lián)結(jié)構(gòu)的一部分,它滿足在Sect1n93120.3of the California Air ResourcesBoard (〃CARB〃) Air Toxic Control Measure (〃ATCM〃)中定義的性能標(biāo)準(zhǔn)。例舉的沒有添加甲醛的粘合劑組合物可包括,但不限于由大豆,聚乙酸乙烯酯或亞甲基二異氰酸酯制造的粘合劑。
[0070]粘合劑組合物可以以稀水溶液形式施加到多根纖維上,且至少部分固化,生產(chǎn)纖維產(chǎn)品,例如,玻璃纖維墊。可將粘合劑組合物以稀水溶液形式施加到多根纖維上并固化,例如充分固化,以生產(chǎn)纖維產(chǎn)品,例如玻璃纖維墊。在至少一個(gè)實(shí)施方案中,水溶液的pH范圍可以是約3-約12。例如,pH范圍可以是從低至約4,5,6,或7到高至約8,9,10,或11。在另一實(shí)例中,水溶液的PH可以是大于或等于約5,大于或等于約6,大于或等于約7,或大于或等于約8。可通過添加任何合適的堿或堿性化合物,例如一種或更多種有機(jī)堿,無機(jī)堿,或其任何結(jié)合物,調(diào)節(jié)水溶液的pH。合適的堿或堿性化合物可包括,但不限于,氫氧化物,碳酸鹽,氨,胺,酰胺,或其任何結(jié)合物。例舉的氫氧化物,碳酸鹽和胺可包括以上或本文別處討論并描述的那些。
[0071]可使用玻璃纖維產(chǎn)品本身或者將其引入到各種產(chǎn)品內(nèi)。例如,玻璃纖維產(chǎn)品可原樣使用或者引入到隔熱棉或卷,復(fù)合地板材料,浙青屋頂瓦,房屋板壁(siding),石膏壁板,粗紗,用于印刷電路板的微玻璃-基基底,電池隔板,過濾衆(zhòng)料(filter stock) ,tape stock,地毯襯里,商業(yè)和工業(yè)絕緣產(chǎn)品,和在磚石工程中,在水泥與非-水泥涂層中作為增強(qiáng)纖維織品。
[0072]在以上或本文別處的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,可借助在第一共聚物的側(cè)掛羧基(例如,SMA共聚物)和當(dāng)添加任選的多元醇時(shí),第一共聚物(例如,SMA共聚物)的側(cè)掛羥基和多元醇的羥基二者之間的酯化反應(yīng),固化或交聯(lián)該粘合劑組合物??膳c可任選地加入到組合物中的任何額外的多元醇發(fā)生附加的交聯(lián)。也可使用熱工藝或加熱,固化粘合劑組合物。例如,可使用烘箱或其他加熱裝置,固化粘合劑組合物。
[0073]本文中所使用的術(shù)語〃纖維",〃纖維的",〃纖維玻璃",〃玻璃纖維〃和類似物可互換使用且是指具有顯示出長(zhǎng)徑比(長(zhǎng)度比厚度)大于100,通常大于500,和常常大于1000的伸長(zhǎng)的形貌的材料。確實(shí)長(zhǎng)徑比超過10,000是可能的。合適的纖維可以是玻璃纖維,天然纖維,合成纖維,礦物纖維,陶瓷纖維,金屬纖維,碳纖維,或其任何結(jié)合物。例舉的玻璃纖維可包括,但不限于,A-型玻璃纖維,C-型玻璃纖維,E-型玻璃纖維,S-型玻璃纖維,ECR-型玻璃纖維,毛料(wool)玻璃纖維,及其任何結(jié)合物。本文中所使用的術(shù)語“天然纖維”是指從任何植物的部分,其中包括,但不限于,莖,種子,葉,根或韌皮中提取的植物纖維。例舉的天然纖維可包括,但不限于棉,黃麻,竹子,苧麻,甘蔗渣,大麻,椰子殼纖維(coir),亞麻(linen),洋麻,劍麻,胡麻(flax),灰葉劍麻及其任何結(jié)合物。例舉的合成纖維可包括,但不限于,合成聚合物,例如聚酯,聚酰胺,芳族聚酰胺,及其任何結(jié)合物。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,纖維可以是為濕法使用的短切絲束玻璃纖維(〃WUCS〃)的玻璃纖維??赏ㄟ^本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法,形成濕法使用的短切絲束玻璃纖維。WUCS的含濕量范圍可以是從低至約5%,約8%,或約10%到高至約20%,約25%,或約30%。
[0074]在使用纖維制造玻璃纖維產(chǎn)品之前,可允許纖維老化一段時(shí)間。例如,在用于制造玻璃纖維產(chǎn)品之前,可老化纖維數(shù)小時(shí)到數(shù)周的時(shí)間段,對(duì)于玻璃纖維墊產(chǎn)品來說,可典型地老化纖維約3-約30天。老化纖維包括在用于制造玻璃纖維產(chǎn)品之前,在室溫下簡(jiǎn)單地儲(chǔ)存纖維所需的時(shí)間量。
[0075]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,粘結(jié)松散地結(jié)合的非織造纖維墊或毯的方法可包括,但不限于,
[0076](I)接觸該纖維與粘合劑組合物和(2)加熱可固化的粘合劑組合物到升高的溫度,所述溫度足以至少部分固化該粘合劑組合物。優(yōu)選地,在范圍為約75°C -約300°C的溫度下,通常在約100°C—直到最高約250°C的溫度下,固化該粘合劑組合物??稍谏叩臏囟认鹿袒澈蟿┙M合物范圍為約I秒-約15分鐘的時(shí)間。特別的固化時(shí)間可至少部分取決于烘箱或其他加熱設(shè)備設(shè)計(jì)的類型和/或生產(chǎn)或線速度。
[0077]在制備粘合劑組合物中,可最初通過與一種或更多種胺類,例如烷醇胺反應(yīng),改性第一共聚物,例如,馬來酸酐和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元??赏ㄟ^混合第一共聚物(它通常以薄片或粉末形式供應(yīng))與胺,實(shí)現(xiàn)改性。然后可用水稀釋胺-改性的共聚物。通常通過混合第一共聚物與胺的水溶液,實(shí)現(xiàn)改性。或者,第一共聚物和胺的起始混合可以在不存在水的情況下(純粹的),和隨后添加水和任選地額外的胺。
[0078]相對(duì)于第一共聚物,以足以提供至少0.05mol胺部分/mol第一共聚物內(nèi)的一種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐的用量,提供胺。例如,相對(duì)于第一共聚物,胺的存在量可提供至少0.1,或0.3,或0.5,或0.7,或0.9,或1.1,或1.3,或1.5,或
1.7,或1.9mol胺部分/mol第一共聚物內(nèi)的一種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,胺部分的用量可以是小于約2mol胺部分,對(duì)于每mol第一共聚物內(nèi)的一種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐來說,或者小于約Imol胺部分,對(duì)于每mol —種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐來說。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,相對(duì)于第一共聚物,胺的存在量可足以提供約0.05mole-約0.4mol胺部分/mol該共聚物內(nèi)的一種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐。
[0079]當(dāng)在環(huán)境溫度下可發(fā)生第一共聚物和胺之間的水性反應(yīng),通常最小化這一工序的持續(xù)時(shí)間時(shí),可優(yōu)選在范圍為約40°C -約125°C或更高的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。為了最小化在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中伴隨粘合劑組合物的水量,可優(yōu)選使用胺的濃縮溶液用以改性第一共聚物。在任何情況下,制備粘合劑組合物所使用的胺的溶液通常含有約10至約99.9wt%的胺。
[0080]最初在混合第一共聚物與胺時(shí),第一共聚物中的一種或更多種不飽和羧酸和/或一種或更多種不飽和羧酸酐與烷醇胺和/或單乙醇胺中的胺基之間的反應(yīng)例如結(jié)果是形成羥基封端的酰胺基和游離羧基。這些相鄰基團(tuán)之一也可反應(yīng),形成羥基封端的酰亞胺基。在范圍為約70°C -約200°C的通常的加熱條件下有利于酰亞胺的形成。酰亞胺形成可以是有利的,因?yàn)樗峁┚哂蓄~外的疏水性的共聚物,所述額外的疏水性可進(jìn)一步增大用該粘合劑組合物固化的纖維產(chǎn)品的濕拉伸強(qiáng)度性能。
[0081]粘合劑組合物的pH可以是大于或等于約5,大于或等于約7,和仍然大于或等于約
9。為了增加粘合劑組合物的pH,可添加一種或更多種堿或"堿化合物"。用于這一目的的優(yōu)選的堿化合物可以是或者包括氨。其他合適的堿化合物可包括胺,例如,伯胺,仲胺和叔胺和多胺,氫氧化鈉(〃Na0H〃),氫氧化鉀("Κ0Η"),和其他堿性化合物。此外,例如,加入仲烷醇胺,叔烷醇胺及其混合物也可充當(dāng)多元醇源以供參與交聯(lián)反應(yīng),所述交聯(lián)反應(yīng)會(huì)引起粘合劑組合物固化。添加例如一種或更多種多胺也可增加交聯(lián)反應(yīng)。例舉的多胺可包括二亞乙基三胺(〃DETA〃),三亞乙基四胺(〃TETA〃),四亞乙基五胺(〃TEPA〃),及其任何結(jié)合物。
[0082]組合物內(nèi)的多元醇量,不管全部還是部分通過烷醇胺來供應(yīng)與否,應(yīng)當(dāng)優(yōu)選提供由第一共聚物(和在該組合物內(nèi)的任何其他任選的多元酸)貢獻(xiàn)的-COOH對(duì)由第一共聚物和由任何額外的多元醇組分二者貢獻(xiàn)的-OH的摩爾比(即,組合物內(nèi)的-COOH: -OH之比)的范圍為約10:1-約1:10,最常常地范圍為約5:1-約1:5,和最通常地范圍為約2:1-約1:2??赏ㄟ^計(jì)算改性的共聚物的摩爾數(shù)乘以其平均-COOH官能度(加上任何其他多元酸組分)對(duì)改性的共聚物的摩爾數(shù)乘以其平均-OH官能度和多元醇組分的摩爾數(shù)乘以它的(它們的)平均官能度之和之比,測(cè)定這一摩爾比。優(yōu)選地,組合物內(nèi)-COOH對(duì)-OH的摩爾比范圍為約2:1_約1:2,和更優(yōu)選范圍為約1.5:1-約1:1.5。
[0083]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,可向其中引入增大粘合劑組合物交聯(lián)用的其他添加劑。例如,脲和聚氨基化合物(二者均是合成和天然的(例如,蛋白質(zhì)源,例如大豆))可被引入到粘合劑組合物中以供增大交聯(lián)。
[0084]如上所述,在制造非織造纖維產(chǎn)品,例如玻璃纖維墊中,可將粘合劑組合物配制成稀水溶液,然后例如通過幕涂,噴涂或浸涂施加到纖維,例如玻璃纖維上。該水溶液可以是淡水,工藝用水,或其結(jié)合物。含有約lwt%至約50wt%之間某一數(shù)值的固體的粘合劑組合物典型地用于制造纖維產(chǎn)品,其中包括玻璃纖維產(chǎn)品。例如含水的粘合劑組合物的固體濃度范圍可以是從低至約1wt約13wt%,約15wt%,或約18wt%到高至約22wt%,約26wt %,約 30wt %,或約 33wt %。
[0085]施加到玻璃纖維產(chǎn)品,例如,玻璃纖維墊產(chǎn)品上的粘合劑組合物量可以非常顯著地變化。負(fù)載范圍典型地可以是約3wt% -約45wt%,約1wt % -約40wt%,或約15wt% -約30wt%F揮發(fā)的粘合劑組合物,基于粘結(jié)的玻璃纖維產(chǎn)品的干重。對(duì)于無機(jī)纖維墊來說,可通常通過測(cè)量纖維墊產(chǎn)品的點(diǎn)火損失% ("L0I"),證實(shí)施加到玻璃纖維產(chǎn)品上的粘合劑組合物量。
[0086]可共混改性的共聚物的水溶液與在制備纖維產(chǎn)品用粘合劑組合物中常用的其他添加劑或成分,并用額外的水稀釋到例如通過幕涂器容易地施加到纖維上的所需的濃度。例舉的添加劑可包括,但不限于分散劑,殺生物劑,粘度改性劑,PH調(diào)節(jié)劑,偶聯(lián)劑,表面活性劑,潤(rùn)滑劑,消泡劑,和類似物。例如,可將粘合劑組合物添加到聚丙烯酰胺("PAA"),胺氧化物(〃A0〃),羥乙基纖維素(〃HEC〃),或其任何結(jié)合物的水溶液(〃白水〃)中。在另一實(shí)例中,偶聯(lián)劑(例如,硅烷偶聯(lián)劑,例如有機(jī)基硅油)也可加入到該溶液中。
[0087]可通過在相對(duì)容易混合的工序中,結(jié)合該共聚物的水溶液和添加劑,制備粘合劑組合物。在環(huán)境溫度下,或者在大于環(huán)境溫度的溫度,例如約50°C下進(jìn)行混合工序??闪⒓词褂谜澈蟿┙M合物或者儲(chǔ)存一段時(shí)間,且可用水稀釋到對(duì)于所需的施加方法,例如通過幕涂器施加到玻璃纖維上來說合適的濃度。
[0088]可在濕法成網(wǎng)或干法成網(wǎng)工藝中制造玻璃纖維墊。在濕法成網(wǎng)工藝中,具有合適長(zhǎng)度與直徑的纖維的短切絲束可被引入到含水分散劑介質(zhì)中,以產(chǎn)生含水纖維漿液,在本領(lǐng)域中稱為"白水"。白水可典型地含有約0.5wt%的纖維。該纖維的直徑范圍可以是例如從低至約0.5 μ m,約5 μ m,約10 μ m,或約20 μ m到高至約30 μ m,約35 μ m,約40 μ m,約45 μ m,或約50 μ m。纖維的長(zhǎng)度范圍可以是例如從低至約5mm,約1mm,約15mm,或約25mm到高至約50mm,約70mm,約100mm,或約130mm。纖維可以被施膠或未施膠和濕或干的,只要纖維可合適地分散在含水纖維漿液內(nèi)即可。
[0089]分散劑的存在量范圍可以是約1ppm-約8,OOOppm,約10ppm-約5,OOOppm,或約200ppm-約1,OOOppmo引入一種或更多種粘度改性劑可減少纖維的沉降時(shí)間且可改進(jìn)纖維在水溶液內(nèi)的分散。所使用的粘度改性劑量可以有效地提供形成濕法成網(wǎng)纖維產(chǎn)品所需的在白水內(nèi)懸浮纖維所需的粘度??梢胗昧糠秶鸀閺牡椭良slcP,約1.5cP,或約2cP到高至約8cP,約12cP,或約15cP的任選的粘度改性劑(Brookfield粘度計(jì),在25°C下測(cè)量)。例如,可引入用量范圍為約IcP-約12cP,約2cP-約10cP,或約2cP_約6cP的任選的粘度改性劑。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,纖維衆(zhòng)液可包括約0.03wt% -約25?1:%的固體??蓴嚢柙摾w維衆(zhòng)液,產(chǎn)生具有合適的稠度(consistency)的纖維的均勻分散體。
[0090]可引入纖維衆(zhòng)液(稀釋或未稀釋)到墊片成型機(jī)(mat-forming machine)中,所述墊片成型機(jī)可包括墊片形成網(wǎng)篩,例如金屬絲網(wǎng)篩或織物片材,它們可形成纖維產(chǎn)品并可允許過量的水從中排放,從而形成濕或潮濕的纖維墊。可在網(wǎng)篩上收集濕纖維墊形式的纖維,并通過重力和/或通過真空輔助,除去過量的水。借助真空輔助除去過量的水可包括一次或一組真空。
[0091]如上所述,可固化的粘合劑組合物可配制成為液體形式并施加到脫水的濕纖維墊上??赏ㄟ^任何常規(guī)的方式,例如通過在過量粘合劑溶液或懸浮液內(nèi)浸泡墊片,降膜或幕涂器,浸涂,或類似方法,實(shí)現(xiàn)粘合劑組合物的施加。粘合劑組合物可包括,例如,約5wt% -約45wt %的固體。可例如在真空下除去過量的粘合劑組合物。
[0092]在施加到纖維上之后,含水的粘合劑組合物可至少部分固化。例如,可加熱玻璃纖維產(chǎn)品,進(jìn)行最終的干燥和固化。加熱的持續(xù)時(shí)間和溫度可影響處理過的基底的加工速率和可處理性,固化程度和性能開發(fā)。如上討論并描述的,可經(jīng)范圍為從低至約I秒,約5秒,約10秒,約15秒或約20秒到高至約30秒,約45秒,約60秒,約90秒,約120秒,約150秒,或約180秒的時(shí)間,充分地加熱粘合劑組合物和纖維混合物,引起復(fù)合產(chǎn)品的中心或芯達(dá)到范圍為從低至約150°C,約155°C,約160°C,或約165°C到高至約180°C,約185°C,約190°C,約195°C,或約199°C的溫度,以生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品。
[0093]當(dāng)加熱時(shí),在粘合劑組合物內(nèi)存在的至少一部分任何水可蒸發(fā),且該組合物可經(jīng)歷固化。這些方法可按序或同時(shí)發(fā)生。本文中所使用的術(shù)語〃固化",〃固化的〃和類似術(shù)語擬是指在粘合劑組合物內(nèi)發(fā)生的結(jié)構(gòu)和/或形貌變化,當(dāng)它固化引起共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚,對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合時(shí)。本文中所使用的措辭“至少部分固化”,〃至少部分固化的〃和類似術(shù)語擬是指已經(jīng)經(jīng)歷了至少一些共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚,對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合,但也可經(jīng)歷額外的共價(jià)化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)),離子相互作用或簇聚,對(duì)基底改進(jìn)的粘合,相轉(zhuǎn)變或翻轉(zhuǎn)和/或氫鍵鍵合的粘合劑組合物。
[0094]或者或除了加熱玻璃纖維產(chǎn)品以外,可使用催化固化來固化玻璃纖維產(chǎn)品。玻璃纖維產(chǎn)品的催化固化可包括添加酸催化劑。例舉的酸催化劑可包括,但不限于,氯化銨或?qū)妆交撬帷?br>
[0095] 在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,可在兩個(gè)或更多個(gè)不同的步驟中進(jìn)行粘合劑組合物的干燥與固化。例如,可首先在足以基本上干燥但沒有顯著固化粘合劑組合物的溫度和時(shí)間下加熱該組合物,然后在較高的溫度和/或經(jīng)較長(zhǎng)的時(shí)間段加熱第二時(shí)間,進(jìn)行固化(交聯(lián)成熱固性結(jié)構(gòu))??墒褂眠@一初步工序,稱為"B-階",提供粘合劑處理過的產(chǎn)品,例如卷形式,所述產(chǎn)品在隨后的階段中,在有或無與固化工藝同步的成形或模塑成特定構(gòu)造的情況下,可充分固化。這使得可例如使用可在別處模塑且固化的玻璃纖維產(chǎn)品。
[0096]可將纖維墊產(chǎn)品形成為約0.25mm的相對(duì)薄的產(chǎn)品到約25.4mm的相對(duì)厚的產(chǎn)品。其他玻璃纖維產(chǎn)品可具有顯著較大的厚度。例如,玻璃纖維絕緣產(chǎn)品的厚度范圍可以是從低至約5cm,約1cm,約15cm,或約20cm到高至約30cm,約35cm,約40cm,約45cm,或約50cm。取決于成形條件,產(chǎn)品的密度也可從相對(duì)蓬松的低密度產(chǎn)品變化到約0.096g/cm3-約
0.16g/cm3(約6-約10磅/英尺3)或更高的較高密度。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,纖維墊產(chǎn)品的基準(zhǔn)重量(basis weight)范圍可以是從低至約0.1磅,約0.5磅,或約0.8磅到高至約3磅,約4磅,或約5磅/100英尺2。例如,纖維墊產(chǎn)品的基準(zhǔn)重量可以是約0.6磅/100英尺2_約2.8磅/100英尺2,約I磅/100英尺2_約2.5磅/100英尺2,或約1.5磅/100英尺2_約2.2磅/100英尺2。在至少一個(gè)具體的實(shí)施方案中,纖維墊產(chǎn)品的基準(zhǔn)重量可以是約1.2磅/100英尺2,約1.8磅/100英尺2,或約2.4磅/100英尺2。
[0097]纖維可代表非織造纖維產(chǎn)品,例如玻璃纖維墊產(chǎn)品的主要材料。例如,基于粘合劑和纖維的結(jié)合量,60wt% -約9(^丨%或約60wt% -約99wt%的玻璃纖維產(chǎn)品可由纖維組成??墒┘诱澈蟿┙M合物,其用量使得已固化的粘合劑占最終玻璃纖維產(chǎn)品的約lwt% -約40wt%。例如,可施加粘合劑組合物,其用量使得已固化的粘合劑占成品玻璃纖維產(chǎn)品的低至約Iwt約5wt%,或約1wt%到高至約15wt%,約20wt%,或約25wt%。
[0098]玻璃纖維墊產(chǎn)品的厚度范圍可以是從低至約0.25mm (1miI),約0.63mm(25mil),約 0.76mm (30mi I),約 1.3mm (50mi I),或約 1.9mm(75mil)到高至約 6.4mm(250mil),約
12.7mm(500mil),約 19mm(750mil),或約 25.4mm (1,OOOmi I)。例如,玻璃纖維墊產(chǎn)品的厚度可以是約0.5臟(2011^1 ),約1111111(391^1),或約2111111(791^1)。在另一實(shí)例中,玻璃纖維墊產(chǎn)品的厚度可以是約 0.5mm(20mil)-約 1.3mm (50mi I),約 0.6mm(25mil)-約 1.1mm (45mi I),或約 0.8mm(30mil)-約 lmm(40mil)。
[0099]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,含有本文公開的一種或更多種粘合劑組合物的玻璃纖維墊的平均干燥拉伸強(qiáng)度可以是至少501bs/3in ;至少751bs/3in,至少1001bs/3in,至少 1101bs/3in,至少 1151bs/3in,至少 1201bs/3in,至少 1251bs/3in,至少 1301bs/3in,至少 1351bs/3in,至少 1401bs/3in,至少 1451bs/3in,至少 1501bs/3in,至少 1551bs/3in,至少 1601bs/3in,至少 1651bs/3in,至少 1701bs/3in,至少 1751bs/3in,至少 1801bs/3in,至少1851bs/3in,至少1901bs/3in,至少195,或至少2001bs/3in。例如,含有本文公開的一種或更多種粘合劑組合物的玻璃纖維墊的平均干燥拉伸強(qiáng)度可以是約1001bs/3in-約1351bs/3in,或約 1151bs/3in_ 約 1451bs/3in,或約 1201bs/3in_ 約 150??墒褂肨hwing-Albert拉伸測(cè)試儀,測(cè)定玻璃纖維墊的平均干燥拉伸強(qiáng)度??筛鶕?jù)TechnicalAssociat1n of the Pulp and Paper Industry (TAPPI)試驗(yàn)方法-玻璃纖維墊的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,試驗(yàn)方法T1009,使用3英寸的樣品尺寸,測(cè)定玻璃纖維墊的平均干燥拉伸強(qiáng)度。
[0100]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,含有本文公開的一種或更多種粘合劑組合物的玻璃纖維墊的平均Elmendorf撕裂強(qiáng)度可為約275克力(〃gf’),約300gf,約325gf,約350gf,約 375gf,約 400gf,約 425gf,450gf,約 475gf,約 500gf,約 525gf,約 550gf,約 575gf,約600gf,約 625gf,約 650gf,約 675gf,約 700gf,約 725gf,約 750gf,約 775gf,或約 800gf。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,含有本文公開的一種或更多種粘合劑組合物的玻璃纖維墊的平均撕裂強(qiáng)度可為至少485gf,至少490gf,至少495gf,至少500gf,至少505gf,至少510gf,至少515gf,至少520gf,至少525gf,至少530gf,至少535gf,至少540gf,至少545gf,至少550gf,至少555gf,至少560gf,至少565gf,至少570gf,或至少575gf。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,含有本文公開的一種或更多種粘合劑組合物的玻璃纖維墊的平均撕裂強(qiáng)度范圍可從低至約500gf,約525gf,約550gf,或約575gf到高至約590gf,約620gf,約650gf,約700gf,約 750gf,約 800gf,約 850gf,或約 900gf。
[0101]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,玻璃纖維墊的基準(zhǔn)重量("BW")范圍可以是從低至約 1.51bs/100ft2,約 1.61bs/100ft2,約 1.71bs/100ft2,或約 1.81bs/100ft2 到高至約 21bs/100ft2,約 2.llbs/100ft2,約 2.21bs/100ft2,或約 2.31bs/100ft2。例如,該玻璃纖維墊的基準(zhǔn)重量可以是約1.651bs/100ft2,約1.751bs/100ft2,約1.851bs/100ft2,約
1.951bs/100ft2,或約 2.llbs/100ft2。
[0102]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案中,玻璃纖維墊的熱-濕保留率% (〃%服〃)大于約50%,約 55%,約 60%,約 65%,約 70%,約 75%,約 80%,約 85%,約 80%,或約 95%。
[0103]本文討論并描述的粘合劑組合物也可施加到多種木質(zhì)纖維素基底上,所述基底可在施加粘合劑組合物之前或之后成形為所需的形狀,和可至少部分固化該粘合劑組合物,生產(chǎn)木質(zhì)纖維素復(fù)合產(chǎn)品。在另一實(shí)例中,可施加粘合劑組合物到木材或其他木質(zhì)纖維素基膠合板(veneers)和/或基底上,且可至少部分固化該粘合劑組合物,將膠合板和/或基底粘合或在其他情況下粘結(jié)到彼此上。在另一實(shí)例中,可施加粘合劑組合物到多種木質(zhì)纖維素纖維,顆粒,薄片,絲束和/或類似物上,形成為墊或板,然后至少部分固化,生產(chǎn)木質(zhì)纖維素復(fù)合墊或板。多種木質(zhì)纖維素纖維可以隨機(jī)取向。
[0104]可通過噴涂,涂布,混合,刷涂,降膜或幕涂器,浸涂,浸泡或類似方法,接觸木質(zhì)纖維素基底與粘合劑組合物。與粘合劑組合物接觸的木質(zhì)纖維素基底可在粘合劑組合物至少部分固化之前,之中和/或之后,形成為所需的形狀。取決于特定的產(chǎn)品,可在粘合劑組合物至少部分固化之前,之中和/或之后,擠壓與粘合劑組合物接觸的木質(zhì)纖維素基底。例如,可固結(jié)或者在其他情況下將與粘合劑組合物接觸的木質(zhì)纖維素基底成形為所需的形狀,視需要擠壓成特定的密度和厚度,并加熱,至少部分固化該粘合劑組合物。
[0105]施加到裝飾物(furnish)上的壓力可至少部分取決于特定的產(chǎn)品,例如在碎料板生產(chǎn)工藝中施加的壓力量范圍可以是約IMPa-約5MPa或約2MPa_約4MPa。在另一實(shí)例中,在MDF生產(chǎn)工藝中施加的壓力量范圍可以是約2MPa-約7MPa或約3MPa_約6MPa??杉訜岙a(chǎn)品,生產(chǎn)至少部分固化的產(chǎn)品的溫度范圍可以是從低至約100°C,約125°C,約150°C,或約170°C到高至約180°C,約200°C,約220°C,或約250°C。在產(chǎn)品的芯或中心處粘合劑組合物可被加熱到范圍為從低至約120°C,約130°C,約140°C,約150°C,或約155°C到高至約160°C,約170°C,約180°C,約190°C,約195°C,或約199°C的溫度??墒┘訅毫Φ臅r(shí)間長(zhǎng)度范圍可以是從低至約15秒,約30秒,約I分鐘,約3分鐘,約5分鐘,或約7分鐘到高至約10分鐘,約15分鐘,約20分鐘,約30分鐘,約I小時(shí),約2小時(shí),或更大,這至少部分取決于特定的產(chǎn)品和/或特定的尺寸,例如產(chǎn)品的厚度。例如,可施加到裝飾物上的壓力和/或熱量的時(shí)間長(zhǎng)度范圍可以是約30秒-約10分鐘,約30秒-約2分鐘,約I分鐘-約3分鐘,約1.5分鐘-約4分鐘,或約45秒-約3.5分鐘。
[0106]施加到木質(zhì)纖維素基底上的粘合劑組合物量范圍可以是從低至約Iwt %,約2wt %,約 3wt %,約 4wt %,約 5wt % 或約 6wt % 到高至約 1wt %,約 12wt %,約 15wt %,或約20wt%,基于木質(zhì)纖維素基底的干重。例如,木質(zhì)纖維素基底的復(fù)合產(chǎn)品可含有約5wt % -約 15wt %,約 8wt % -約 14wt %,約 1wt % -約 12wt %,或約 7wt % -約 1wt %粘合劑組合物,基于木質(zhì)纖維素基底的干重。在另一實(shí)例中,木質(zhì)纖維素基底的復(fù)合產(chǎn)品可含有約 Iwt % -約 4wt %,約 1.5wt % -約 5wt %,約 2wt % -約 4wt %,約 2wt % -約 6wt %,或約0.5wt% -約5.5wt%粘合劑組合物,基于木質(zhì)纖維素基底的干重。
[0107]木質(zhì)纖維素基底(含纖維素和木質(zhì)素二者的材料)可包括,但不限于,稻草,大麻,劍麻,棉桿,小麥,竹子,印度草(sabai grass),稻桿,香蕉葉,構(gòu)樹(即,韌皮纖維),麻蕉葉,菠蘿葉,細(xì)莖針草葉,來自龍舌蘭科黃麻家族的種屬晚蘆薈屬的纖維,鹽水蘆葦,棕櫚葉,亞麻,粉碎的堅(jiān)果殼,硬木,軟木,回收的纖維板,例如高密度纖維板,中密度纖維板,低密度纖維板,定向刨花板,碎料板,動(dòng)物纖維(例如,羊毛,毛發(fā)),回收紙產(chǎn)品(例如,報(bào)紙,紙板,谷物盒,和雜志),或其任何結(jié)合物。合適的木材可包括軟木和/或硬木。例舉的木材類型可包括,但不限于,榿木,白蠟?zāi)?ash),白楊木,椴木,山毛櫸,樺樹,雪松,櫻桃樹,三葉楊,柏樹,榆樹,冷杉,橡膠樹(gum),樸樹,山胡桃木,楓樹,橡樹,美洲山核桃,松樹,白楊木,紅木,檫木,云杉,小無花果樹,胡桃木和柳樹。
[0108]木質(zhì)纖維素基底可由其衍生的起始材料可通過各種方法,例如彎曲(hogging),粉碎,錘磨,撕裂,撕碎和/或壓片,降低到合適的大小或尺寸。木質(zhì)纖維素基底的合適形式可包括,但不限于小片,薄片,圓片(wafer),纖維,刨花,鋸屑或粉塵,或類似物。木質(zhì)纖維素基底的長(zhǎng)度范圍可以是從低至約0.05mm,約0.1mm,約0.2mm到高至約Imm,約5mm,約1mm,約 20mm,約 30mm,約 40mm,約 50mm,或約 100mm。
[0109]木質(zhì)纖維素基底可由其衍生的起始材料也可通過削磨,切割,切片,拉鋸或在其他情況下從木質(zhì)纖維素材料源,例如木塊中除去薄層或片材,形成為合適的大小或尺寸,以產(chǎn)生膠合板或?qū)?。可由兩種或更多種膠合板生產(chǎn)一種或更多種復(fù)合產(chǎn)品。例如,采用膠合板生產(chǎn)的成品形式的復(fù)合產(chǎn)品可包括典型地稱為單板層積材("LVL"),貼板(laminated veneerboard) (〃LVB〃),和/或膠合板的那些產(chǎn)品。正因?yàn)槿绱?,合適的木質(zhì)纖維素基底可包括,但不限于,木片,木纖維,木材薄片,木質(zhì)束(wood strand),圓木片,刨木花,木材顆粒,木材膠合板,或其任何結(jié)合物。
[0110]至少部分取決于可引入有膠合板的特定產(chǎn)品,膠合板可具有合適的形狀,例如矩形,圓形或任何其他幾何形狀。典型地,膠合板可以是矩形,且寬度范圍可以是從低至約Icm,約 5cm,約 1cm,約 15cm,約 20cm,或約 25cm 到高至約 0.6m,約 0.9m,約 1.2m,約 1.8m,或約2.4m。膠合板的長(zhǎng)度范圍可以是從低至約0.3m,約0.6m,約0.9m,約1.2m,或約1.8m到高至約2.4m,或約3m,約3.6m,約4.3m,約4.9m,約5.5m,約6.1m,約6.7m,約7.3m,或約
7.9mο例如,在典型的膠合板產(chǎn)品,例如膠合板中,膠合板的寬度可以是約1.2m和長(zhǎng)度為約
2.4m。膠合板的厚度范圍可以是從低至約0.8mm,約0.9mm,約Imm,約1.1mm或約1.2mm到高至約 3mm,約 4mm,約 5mm,約 6mm,約 7mm,約 8mm,約 9mm,或約 10mnin
[0111]使用該粘合劑組合物生產(chǎn)的例舉的復(fù)合木材制品或制品可包括,但不限于,碎料板,纖維板,例如中密度纖維板("MDF")和/或高密度纖維板("HDF"),合板,例如硬木合板和/或軟木合板,定向刨花板("0SB"),單板層積材("LVL"),貼板("LVB"),和類似物。
[0112]木材基或含木材的產(chǎn)品,例如碎料板,纖維板,合板,和定向刨花板的厚度范圍可以是從低至約1.5mm,約5mm,或約1mm到高至約30mm,約50mm,或約100mm??蓪⒛静幕蚝静牡漠a(chǎn)品形成為片材或板。該片材或板的長(zhǎng)度可以是約1.2m,約1.8m,約2.4m,約3m,或約3.6m。該片材或板的寬度可以是約0.6m,約1.2m,約1.8m,約2.4m,或約3m。
[0113]另一木質(zhì)纖維素復(fù)合產(chǎn)品可包括面板或其他多層產(chǎn)品。例如木質(zhì)纖維素產(chǎn)品可包括2,3,4,5,6,7,8,9,10或更多層粘結(jié)在一起的單獨(dú)的木質(zhì)纖維素層??山佑|該粘合劑組合物與任何一層或更多層單獨(dú)層中的木質(zhì)纖維素基底。在一個(gè)實(shí)例中,多層產(chǎn)品中的單獨(dú)的木質(zhì)纖維素層可以是膠合板。在另一實(shí)例中,多層產(chǎn)品中的單獨(dú)的木質(zhì)纖維素層可包括粘結(jié)到彼此上的多個(gè)木質(zhì)纖維素基底,以生產(chǎn)單獨(dú)的層。在另一實(shí)例中,多層木質(zhì)纖維素產(chǎn)品可包括含膠合板的一層或更多層單獨(dú)的層,和含粘結(jié)到彼此上的多個(gè)木質(zhì)纖維素基底的一層或更多層,以生產(chǎn)單獨(dú)的層。
[0114]實(shí)施例
[0115]為了提供對(duì)前述討論的更好理解,提供下述非限制性實(shí)施例。盡管實(shí)施例可涉及具體實(shí)施方案,但它們?cè)谌魏尉唧w的方面中不要被視為限制本發(fā)明。所有份,比例和百分比以重量計(jì),除非另有說明。
[0116]實(shí)施例1
[0117]實(shí)施例1和2是具有TEA的分子量(Mw)為3,000的SMA溶液。通過添加200g3, OOOMw SMA,352g水,14g MEA,80g TEA,和33g氨水(28% )到標(biāo)準(zhǔn)的密封聚合物反應(yīng)器中,制造實(shí)施例1和2的聚合物。經(jīng)約4-約6小時(shí)加熱該混合物到約98°C,在這一點(diǎn)處,SMA已經(jīng)溶解且該溶液變得清澈。最終pH為約8至8.5。實(shí)施例3和4的聚合物是與實(shí)施例1和2相同的SMA-TEA溶液;然而,通過添加172g50%右旋糖溶液到200g SMA-TEA溶液中,用右旋糖溶液改性SMA-TEA溶液。
[0118]對(duì)比例(C5和C6)是得到高撕裂強(qiáng)度玻璃墊的10%膠乳改性的脲甲醛聚合物。在用10%膠乳改性之前,該脲甲醛聚合物在本文中稱為〃未改性的UF聚合物〃。在室溫下直接共混10%膠乳改性的脲-甲醒聚合物與UF聚合物約30分鐘。使用Rohm and Haas型號(hào)4297,共混該10%膠乳改性的UF聚合物以及所有其他實(shí)施例共混或混合兩種或更多種組分。
[0119]
【權(quán)利要求】
1.一種粘合劑組合物,它包括: 至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物;和 通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的至少一種共聚物,其中該共聚物包括: 一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和 一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。
2.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中一種或更多種堿化合物包括一種或更多種胺類,一種或更多種酰胺類,一種或更多種氫氧化物,一種或更多種碳酸鹽,或其任何結(jié)合物。
3.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中一種或更多種堿化合物包括氨,伯烷醇胺,仲烷醇胺,叔烷醇胺,氫氧化鈉,氫氧化鉀,或其任何結(jié)合物。
4.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種共聚物包括約7mol%-約50mol%—種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物,基于一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種 不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物和一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元的總重量。
5.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種共聚物的重均分子量(Mw)為約500-約200,000。
6.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種共聚物包括苯乙烯馬來酸酐。
7.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物包括一種或更多種多亞烷基多胺和一種或更多種二元酸的反應(yīng)產(chǎn)物。
8.權(quán)利要求7的粘合劑組合物,其中一種或更多種多亞烷基多胺包括一種或更多種多亞乙基多胺,一種或更多種多亞丙基多胺,一種或更多種多亞丁基多胺,或其任何結(jié)合物。
9.權(quán)利要求7的粘合劑組合物,其中一種或更多種多亞烷基多胺包括二亞乙基三胺,三亞乙基四胺,四亞乙基五胺,雙六亞甲基三胺,雙-2-羥乙基亞乙基二胺,五亞乙基六胺,六亞乙基七胺,甲基雙(3-氨丙基)-胺,二亞丙基三胺,或其任何結(jié)合物。
10.權(quán)利要求7的粘合劑組合物,其中一種或更多種二元酸包括丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,庚二酸,辛二酸,壬二酸,癸二酸,鄰苯二甲酸,間苯二甲酸,對(duì)苯二甲酸,環(huán)己烷二羧酸,或其任何結(jié)合物。
11.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種共聚物包括苯乙烯馬來酸酐,其中至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物包括一種或更多種多亞烷基多胺和一種或更多種二元酸的反應(yīng)產(chǎn)物,其中一種或更多種多亞烷基多胺包括一種或更多種多亞乙基多胺,一種或更多種多亞丙基多胺,一種或更多種多亞丁基多胺,或其任何結(jié)合物,和其中一種或更多種二元酸包括丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,庚二酸,辛二酸,壬二酸,癸二酸,鄰苯二甲酸,間苯二甲酸,對(duì)苯二甲酸,環(huán)己烷二羧酸,或其任何結(jié)合物。
12.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物包括二亞乙基三胺,甲基雙(3-氨丙基)_胺,三亞乙基四胺,和四亞乙基五胺中的至少一種;與 己二酸和戊二酸中的至少一種的反應(yīng)產(chǎn)物。
13.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種共聚物的存在量范圍為約60wt%-約95wt%,基于該共聚物和一種或更多種堿化合物的總重量。
14.權(quán)利要求1的粘合劑組合物,其中至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物的存在量范圍為約5wt% -約50wt%,基于至少一種共聚物和至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物的總重量。
15.—種制造復(fù)合產(chǎn)品的方法,該方法包括: 使多個(gè)基底與粘合劑組合物接觸,其中該粘合劑組合物包括: 至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物;和 通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的至少一種共聚物,其中該共聚物包括: 一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和 一種或更多種不飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物;和 至少部分固化該粘合劑組合物,生產(chǎn)復(fù)合產(chǎn)品。
16.權(quán)利要求15的方法,其中至少一部分粘合劑組合物被加熱到小于或等于約195°C的溫度,以至少部分固化該粘合劑組合物并形成復(fù)合產(chǎn)品。
17.權(quán)利要求15的方法,其中復(fù)合產(chǎn)品是碎料板,纖維板,合板,定向刨花板,玻璃纖維墊,或玻璃纖維絕緣產(chǎn)品。
18.權(quán)利要求15的方法,其中基底包括木纖維,玻璃纖維,或其結(jié)合物。
19.一種復(fù)合產(chǎn)品,它包括: 多個(gè)基底和粘合劑組合物,其中該粘合劑組合物在固化之前包括: 至少一種聚酰胺基胺預(yù)聚物;和 通過與一種或更多種堿化合物反應(yīng)而改性的至少一種共聚物,其中該共聚物包括: 一種或更多種乙烯基芳烴衍生的單元,和 一種或更多種不 飽和羧酸,一種或更多種不飽和羧酸酐,或其結(jié)合物。
20.權(quán)利要求19的復(fù)合產(chǎn)品,其中該復(fù)合產(chǎn)品是碎料板,纖維板,合板,定向刨花板,玻璃纖維墊,或玻璃纖維絕緣產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C08L77/00GK104136540SQ201380009539
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】R·斯里尼維桑, B·D·加帕德, K·A·休梅克 申請(qǐng)人:佐治亞-太平洋化工品有限公司