[发明专利]聚合物改性的碳水化合物可固化粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种可作为热固性粘合剂用于各种应用的碳水化合物可固化组合物。更具体来说，本发明涉及水性粘合剂组合物，该组合物包含选自以下的一种或多种胺反应物：蛋白质，肽，氨基酸，多羧酸的铵盐；一种或多种碳水化合物；一种或多种乳液聚合物；还涉及所述水性粘合剂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极佳的成本/性能比。但是，由于与甲醛相关的健康和环境问题，目前在许多的产品中，非常需要甲醛含量极少或不含甲醛的可固化组合物。甲醛树脂的应用非常广泛，包括纤维粘合、复合材料以及纤维。这些纤维可以是纤维素类，聚合物类(例如聚酯)或矿物纤维。所述矿物纤维可以由熔融玻璃、矿渣或石棉组成。通常将这些纤维吹入成形室中，喷洒粘合剂，以网状物的形式沉积在传送机上。将涂覆后的矿物纤维拉入固化炉中，成形制成各种建筑产品和绝缘产品。对于绝缘产品，固化的矿物纤维粘合剂能够使得绝缘材料被压缩，但是要具有刚性，当解除压力的时候，所述压缩的绝缘材料能够基本上恢复其初始的形状。这允许例如所述绝缘材料以成卷的压缩的状态运输，在安装之前退卷而释放压力，能安装蓬松的热绝缘的毡。

硬质粘合剂可以用于例如矿棉应用，例如玻璃纤维和石棉绝缘材料，以及隔音板。对于其他的应用，如硬质粘合剂不适合的应用，例如，在用于屋顶铺设的玻璃纤维薄毡或聚酯薄毡中，用粘合剂将毡保持在一起，所述粘合剂在固化之后使得毡能够充分地挠曲，使得所述毡能够进一步加工(例如将毡制成屋顶铺设材料)，使得包括所述毡的最终产品能够在应用中具有良好的挠性。例如，在屋顶毡中，最终的屋顶铺设用产品可以用沥青材料浸渍，或者铺设沥青材料层，所得的屋顶铺设产品能够保持挠性，使其能够符合屋顶的形状(例如，在突起的峰上弯曲并进入凹谷之内)，使所述屋顶铺设材料能随着温度的波动膨胀和收缩，同时毡本身不会由于过脆和缺乏挠性而破裂。关于这一点可固化、无甲醛、挠性粘合剂是有用的其它应用包括纸张、纤维素、聚酯、玻璃毡和玻璃纱罩。这些基材用于许多种应用，包括地板衬底，过滤介质和建筑产品。

现有的商业无甲醛水性粘合剂组合物最通常包含可溶性多羧酸聚合物和多元醇，它们在热固化的时候会酯化形成热固性聚合物。但是假设所述可溶性聚合物具有较高的酸单体含量，源自这些粘合剂组合物的粘合剂和复合材料会变得很硬，不适于挠性基材。另外，已知这些粘合剂主要由石油原料得到，而石油原料一直在减少，价格发生很大的波动。人们需要由替代原料得到的不含甲醛的粘合剂。

国际专利公开第WO 2007/014236号中描述了一种石油的替代品，该专利揭示了一些粘合剂，该粘合剂用来在未组装或松散组装的物品中产生或者促进粘合，所述粘合剂组合物包含胺组分以及还原性糖或非碳水化合物羰基组分，所述胺组分是蛋白质、肽、氨基酸或者多羧酸反应物的铵盐，并认为该粘合剂是通过美拉德反应固化的。但是，这些粘合剂组合物也是很硬的，不适合用于挠性基材，另外，对于大多数的用途无法产生足够的强度。

人们仍然需要能够为最终产品提供挠性和强度的得自可再生材料的廉价而无甲醛的热固性粘合剂。为了解决提供具有强度和挠性的可再生来源的热固性粘合剂的问题，本发明人设法提供了本发明的无甲醛的粘合剂。

发明内容

本发明提供了一种可以作为粘合剂的水性组合物，该组合物包含：一种或多种胺组分，该胺组分选自蛋白质、肽、氨基酸、多羧酸的铵盐、(多)羟基(多)羧酸的铵盐，及其混合物；与之组合的碳水化合物或非碳水化合物羰基组分；和至少一种乳液聚合物。较佳的是，所述乳液聚合物的玻璃化转变温度Tg不高于70℃。较佳的是，所述碳水化合物是单糖或二糖。在优选的实施方式中，所述水性粘合剂组合物另外包含路易斯酸催化剂。

因此，本发明涉及一种不含甲醛的水性粘合剂组合物，该组合物在合适的基材上固化时，能够提供同时具有挠性和强度的粘合剂以及包含该固化粘合剂的复合材料。本发明提供了一些水性组合物，该组合物可以作为水性粘合剂组合物。

本发明提供了水性组合物，以固体重量百分数计，所述水性组合物包含：

a)25-87％的一种或多种碳水化合物，其选自单糖、二糖、多糖、其衍生物、及其组合；

b)至少8％的一种或多种胺反应物，其选自蛋白质、肽、氨基酸、多羧酸的铵盐、(多)羟基-(多)羧酸的铵盐，其衍生物，及其组合；和

c)5-50％的一种或多种乳液聚合物。