高聚合物負(fù)載量的聚烯烴粘合劑組合物的制作方法
【專利說明】高聚合物負(fù)載量的聚烯烴粘合劑組合物
[0001] 發(fā)明人：Jurgen J. Schroeyers , Jennifer J. Austin, Shawn ff .Mowry , James N.Coffey
[0002] 優(yōu)先權(quán)
[0003] 本申請(qǐng)要求2013年10月18日提交的USSN 61/892,826的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi) 容在此完全引用納入。 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及一種聚烯烴粘合劑組合物，其包含高聚合物負(fù)載量。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 粘合劑組合物組分例如基礎(chǔ)聚合物、增粘劑、蠟和油通常是作為分開的組分來提 供，用于配制成熱熔粘合劑(HMA)組合物。用于非織造應(yīng)用的HMA組合物被用于構(gòu)建和層合， 例如來將無紡布和其它組分粘合在一起和將所述材料的層粘合在一起。非織造應(yīng)用可以包 括衛(wèi)生產(chǎn)品例如嬰兒尿布、成人尿布、失禁產(chǎn)品或者裝置、吸收劑制品、襯褲和衛(wèi)生帶。在非 織造應(yīng)用中，尋求這樣的HMA組合物，其提供了物理性能例如寬的施用溫度所指示的穩(wěn)定的 經(jīng)時(shí)粘合力，和機(jī)涂性期望的組合。機(jī)涂性是本領(lǐng)域公知的術(shù)語，其指的是粘合劑配料在基 底上經(jīng)由機(jī)器的強(qiáng)的施涂能力，僅僅需要對(duì)機(jī)器設(shè)定進(jìn)行最小的調(diào)整，包括機(jī)器速度和溫 度。具有良好的機(jī)涂性的粘合劑配料可以降低與該粘合劑施涂方法相關(guān)的時(shí)間并由此降低 成本，因?yàn)樵撜澈蟿┡淞鲜峭ㄓ玫模阋杂糜谝环N以上的機(jī)器而無需對(duì)機(jī)器設(shè)定進(jìn)行諸多 調(diào)整。差的機(jī)涂性會(huì)導(dǎo)致在該粘合劑施涂過程中在機(jī)器的啟動(dòng)和停止間隔時(shí)該粘合劑配料 的網(wǎng)斷裂，這會(huì)不利地影響生產(chǎn)線效率，并且還會(huì)導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間增加和成本提高。通常還尋 求在寬的施涂溫度具有穩(wěn)定的和一致的粘合性的HMA，用于非織造構(gòu)建和層合應(yīng)用。
[0007] 用于HMA應(yīng)用的示例性的基礎(chǔ)聚合物組合物和制造聚合物組合物的方法公開在美 國(guó)專利No. 7294681和7524910中。這些專利中所述的和/或通過這些專利公開的方法生產(chǎn)的 不同的聚合物已經(jīng)由ExxonMobil Chemical Company作為L(zhǎng)INXAR?聚合物出售。
[0008] W0公布No. 2013/134038公開了一種在并聯(lián)反應(yīng)器中生產(chǎn)具有至少兩種不同的基 于丙烯的聚合物的聚合物共混物的方法。該多峰聚合物共混物的Mw是約10000g/mol-約 150000g/mol。當(dāng)進(jìn)行溫度上升洗提分餾時(shí)，該聚合物共混物表現(xiàn)出在-15°C可溶于二甲苯 的第一餾分，該第一餾分具有約70mol 約90mol %的的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī)整度;和 在-15°C不溶于二甲苯或者溶解度小于第一餾分的第二餾分，該第二餾分具有約85m〇l%_ 約98mol%的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī)整度。
[0009] 雖然許多不同類型的聚合物是已知的，并且已經(jīng)用于HMA配料中，但是仍然需要增 粘的粘合劑配料，其具有高負(fù)載量的新的基礎(chǔ)聚合物來實(shí)現(xiàn)與目前市售的HMA配料相比相 當(dāng)?shù)幕蛘吒玫恼澈蟿┬阅軐傩裕ù碇鴮挼氖┯脺囟确秶姆€(wěn)定的經(jīng)時(shí)粘合力，以 及機(jī)涂性。
[0010] 因此，本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物，其使用了新的聚合物共混物，使得該粘合劑 組合物具有代表著寬的施用溫度的穩(wěn)定的經(jīng)時(shí)粘合力，以及機(jī)涂性。此處所述的該粘合劑 組合物可以通過接觸和非接觸例如噴涂施涂技術(shù)來施用。所述的粘合劑組合物可以用于非 織造構(gòu)建/層合和類似的非織造彈性應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 前述和/或其它挑戰(zhàn)是通過此處公開的方法和產(chǎn)品來解決的。
[0012] 在一方面，提供了用于粘合劑組合物的聚合物共混物和一種或多種增粘劑。該聚 合物共混物包括第一基于丙烯的聚合物，其中該第一基于丙烯的聚合物是丙烯均聚物或者 丙烯與乙烯或C4-C1Qa-烯烴的共聚物;第二基于丙烯的聚合物，其中該第二基于丙烯的聚合 物是丙烯均聚物或者丙烯與乙烯或C4-C 1Qa-烯烴的共聚物;其中該第二基于丙烯的聚合物 不同于該第一基于丙烯的聚合物。該聚合物共混物在190°C測(cè)得的熔體粘度小于約6000cP。 當(dāng)進(jìn)行溫度上升洗提分餾時(shí)，該聚合物共混物表現(xiàn)出：在_15°C可溶于二甲苯的第一餾分， 該第一餾分具有約70mol%_約90mol %的的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī)整度;和在_15°C不溶 于二甲苯的第二餾分，該第二餾分具有約85mol 約98mol %的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī) 整度。該聚合物共混物的存在量是該粘合劑組合物的約50-約100wt %。
[0013] 在另一方面，提供用于粘合劑組合物的聚合物共混物和一種或多種增粘劑。該聚 合物共混物包括第一基于丙烯的聚合物，其中該第一基于丙烯的聚合物是丙烯均聚物或者 丙烯與乙烯或C4-C1Qa-烯烴的共聚物;第二基于丙烯的聚合物，其中該第二基于丙烯的聚合 物是丙烯均聚物或者丙烯與乙烯或C4-C 1Qa-烯烴的共聚物;其中該第二基于丙烯的聚合物 不同于該第一基于丙烯的聚合物。該聚合物共混物在190°C測(cè)得的熔體粘度大于或等于約 6000cP。當(dāng)進(jìn)行溫度上升洗提分餾時(shí)，該聚合物共混物表現(xiàn)出：在_15°C可溶于二甲苯的第 一餾分，該第一餾分具有約70mol%_約90mol%的的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī)整度;和在-15°C不溶于二甲苯的第二餾分，該第二餾分具有約85mol 約98mol %的全同立構(gòu)(mm)三 重立構(gòu)規(guī)整度。該聚合物共混物的存在量是該粘合劑組合物的約30-約60wt %。
[0014] 本發(fā)明的這些和其它方面將在下面的【具體實(shí)施方式】中更詳細(xì)的描述，并且是以附 圖和表格來說明的。
【附圖說明】
[0015] 圖1顯示了熱熔粘合劑配料在不同的施用溫度的剝離強(qiáng)度。
[0016] 圖2顯示了熱熔粘合劑配料在不同的施用溫度的栗壓力和粘度。
[0017] 圖3顯示了熱熔粘合劑配料的粘度穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高負(fù)載量聚合物共混物形成粘合劑組合物導(dǎo)致該粘合劑組合物具有有 利地性能，包括代表著寬的施用溫度范圍的穩(wěn)定的經(jīng)時(shí)粘合力，以及機(jī)涂性，其等于或者優(yōu) 于市售粘合劑。本發(fā)明的粘合劑可以使用新方法平臺(tái)來生產(chǎn)，這樣的方法平臺(tái)是更穩(wěn)固的， 并且不存在與用于制造 LINXAR?聚合物和美國(guó)專利No. 7294681和7524910中所公開的那些 所用的方法相關(guān)的諸多限制和困難。
[0019] 有利地，當(dāng)該聚合物共混物的熔體粘度小于約6000CP，例如是約100-約6000CP時(shí)， 將約50-約100wt %的一種或多種聚合物共混物用于粘合劑配料。當(dāng)該聚合物共混物的恪體 粘度大于或等于約6000cP，例如約6000-約60000cP時(shí)，將約30-約60wt%的一種或多種聚合 物共混物用于粘合劑配料。
[0020]有利地，用于該粘合劑組合物的聚合物可以使用新方法平臺(tái)來生產(chǎn)，其享有 LINXAR?聚合物使得LINXAR?聚合物是用于粘合劑應(yīng)用的優(yōu)異的聚合物的許多特性。新聚 合物可以使用新方法平臺(tái)來生產(chǎn)，新聚合物具有其它特性，雖然所述其它特性使得該聚合 物不同于LINXAR?聚合物，但是據(jù)信它們提供了該新聚合物的優(yōu)異的粘合劑性能。這些聚合 物在進(jìn)行溫度上升洗提分餾時(shí)，也會(huì)表現(xiàn)出在_15°C可溶于二甲苯的第一餾分，和在_15°C 在二甲苯中不溶或者溶解度低于第一餾分的第二餾分。該第一餾分的全同立構(gòu)(mm)三重立 構(gòu)規(guī)整度可以是約70m〇l%_約90mol%，和該第二餾分的全同立構(gòu)(mm)三重立構(gòu)規(guī)整度可 以是約85mol%_約98mol%。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該聚合物共混物中每種聚合物的部分是 在每個(gè)餾分中的。
[0021] A.制備聚烯烴粘合劑組分和組合物的方法
[0022] 用于制備聚烯烴粘合劑組分的溶液聚合方法通常是通過這樣的系統(tǒng)來進(jìn)行的，該 系統(tǒng)包括第一反應(yīng)器，與該第一反應(yīng)器并聯(lián)的第二反應(yīng)器，液相分離器，液化容器和造粒 機(jī)。該第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器可以例如是連續(xù)攪拌的槽反應(yīng)器。
[0023] 該第一反應(yīng)器可以接收第一單體供料，第二單體供料和催化劑供料。該第一反應(yīng) 器也可以接收溶劑和活化劑供料。該溶劑和/或活化劑供料可以與任何的該第一單體供料， 該第二單體供料或者催化劑供料合并，或者該溶劑和活化劑可以以分開的供料流供給到反 應(yīng)器。第一聚合物是在第一反應(yīng)器中生產(chǎn)的，并且經(jīng)由第一產(chǎn)物流從第一反應(yīng)器排出。第一 產(chǎn)物流包含第一聚合物、溶劑和任何未反應(yīng)的單體。
[0024]在任何實(shí)施方案中，該第一單體供料中的第一單體可以是丙烯，該第二單體供料 中的第二單體可以是乙烯或者C4-C1Q烯烴。在任何實(shí)施方案中，該第二單體可以是乙烯、丁 烯、己烯和辛烯。通常，單體的選擇和所選擇的單體在所述方法中的相對(duì)用量取決于該第一 聚合物和最終的聚合物共混物的期望性能。對(duì)于粘合劑組合物來說，乙烯和己烯是用于與 丙烯共聚的特別優(yōu)選的共聚單體。在任何實(shí)施方案中，供給到第一反應(yīng)器的丙烯和共聚單 體的相對(duì)量可設(shè)計(jì)為生產(chǎn)主要是丙烯的聚合物，即大于50mol%的丙烯的聚合物。在另一實(shí) 施方案中，該第一反應(yīng)器可以生產(chǎn)丙烯均聚物。
[0025]該第二反應(yīng)器可以接收第三單體的第三單體供料，第四單體的第四單體供料和第 二催化劑的催化劑供料。該第二反應(yīng)器也可以接收溶劑和活化劑供料。該溶劑和/或活化劑 供料可以與任何的該第三單體供料，第四單體供料或者第二催化劑供料合并，或者該溶劑 和活化劑可以以分開的供料流供給到反應(yīng)器。第二聚合物是在第二反應(yīng)器中生產(chǎn)的，并且 經(jīng)由第二產(chǎn)物流從第二反應(yīng)器排出。該第二產(chǎn)物流包含第二聚合物、溶劑和任何未反應(yīng)的 單體。
[0026] 在任何實(shí)施方案中，該第二單體可以是丙稀，該第四單體可以是乙稀或者C4-Cio稀 烴。在任何實(shí)施方案中，該第四單體可以是乙烯、丁烯、己烯和辛烯。在任何實(shí)施方案中，供 給到第二反應(yīng)器的丙烯和共聚單體的相對(duì)量可以設(shè)計(jì)為生產(chǎn)主要是丙烯的聚合物，即，大 于50mol%的丙烯的聚合物。在另一實(shí)施方案中，該第二反應(yīng)器可以生產(chǎn)丙烯均聚物。
[0027] 優(yōu)選該第二聚合物不同于第一聚合物。該差異可以例如通過兩種聚合物的共聚單 體含量、熔化熱、結(jié)晶度、支化指數(shù)、重均分子量和/或多分散度來量度。在任何實(shí)施方案中， 該第二聚合物可以包含與第一聚合物不同的共聚單體，或者一種聚合物可以是丙烯均聚 物，另一聚合物可以包含丙烯與乙烯或C4-C1Q烯烴的共聚物。例如該第一聚合物可以包括丙 烯-乙烯共聚物，該第二聚合物可以包括丙烯-己烯共聚物。在任何實(shí)施方案中，該第二聚合 物的重均分子量(Mw)可以不同于第一聚合物和/或熔體粘度不同于該第一聚合物。此外，在 任何實(shí)施方案中，該第二聚合物的結(jié)晶度和/或熔化熱可以不同于該第一聚合物?？梢杂糜?組合來生產(chǎn)有利的混合物的聚合物類型的具體例子在此更詳細(xì)的描述。
[0028] 應(yīng)當(dāng)理解，任何數(shù)目的另外的反應(yīng)器可以用于生產(chǎn)其它聚合物，該其它聚合物可 以與第一和第二聚合物結(jié)合(例如接枝)或者共混。在任何實(shí)施方案中，第三反應(yīng)器可以生 產(chǎn)第三聚合物。該第三反應(yīng)器可以與第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器并聯(lián)，或者該第三反應(yīng)器可 以與第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器之一串聯(lián)。
[0029] 用于聚合此處所述的聚合物的示例性方法的進(jìn)一步的說明可以在美國(guó)專利 No. 6881800中找到，其在此通過引用納入。
[0030] 該第一產(chǎn)物流和第二產(chǎn)物流可以合并來生產(chǎn)混合物流。例如該第一產(chǎn)物流和第二 產(chǎn)物流可以將該第一和第二聚合物供給到混合容器，例如帶有攪拌器的混合槽。
[0031] 該共混物流可以供給到液相分離容器來生產(chǎn)富含聚合物的相和貧含聚合物的相。 該貧含聚合物的相可以包含溶劑且基本上沒有聚合物。至少一部分的該貧含聚合物的相可 以經(jīng)由溶劑再循環(huán)流從該液相分離容器中排出。該溶劑再循環(huán)流可以進(jìn)一步包含未反應(yīng)的 單體。至少一部分的該富含聚合物的相可以經(jīng)由富含聚合物的流從液相分離容器中排出。
[0032] 在任何實(shí)施方案中，該液相分離容器可以基于較低臨界溶液溫度(LCST)相分離的 原理來操作。這種技術(shù)使用了旋節(jié)線分解的熱力學(xué)原理來產(chǎn)生兩種液相;一種基本上沒有 聚合物，另一種含有濃度高于到液相分離容器的單個(gè)液體供料的溶解的聚合物。
[0033] 使用液相分離容器(其使用了旋節(jié)線分解來實(shí)現(xiàn)形成兩種液相)是一種將溶劑與 多峰聚合物共混物分離的有效方法，特別是在其