CN102604549B - 水分散体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水分散体，本发明公开了形成粘合的一种方法和一种组合物。所述的方法包括在底材上沉积水分散体以形成一种可选择性活化的涂层，水分散体包括(A)一种聚合物，其能形成粘合剂，(B)至少一种分散剂，和(C)至少一种增粘树脂、蜡或油，其中分散体含有至少一种平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5的粒子；并且在涂覆的底材的至少一部分上选择性活化以形成粘合。

Description

水分散体
本申请是申请号为200680028598.9，申请日为2006年7月7日，发明名称为“水分散体”的中国专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本发明要求根据35U.S.C.§119(e)针对美国临时申请No.60/697,087的优先权，并将其全部内容以参考文献的方式并入全文。
技术领域
本发明涉及一种水分散体，一种形成粘合的方法和由该方法制备的组合物。
背景技术
粘合剂广泛应用于各种商业应用中，比如产品组装和包装。压力敏感型粘合剂(PSAs)和热熔粘合剂(HMAs)是已知的两种特定的粘合剂。PSAs是独特的一类粘合剂，其以净形式(不含溶剂)存在，在室温下发生侵蚀并永久性地粘合，并且不需要多大的压力就能粘着在各种表面上。它们不需要用水、溶剂或加热来活化。大不相同的是，HMAs通常在熔融状态下应用于底材，并冷却以硬化粘合剂层。
商业上最有效的HMAs要求175℃或更高的温度以确保完全熔融所有的组分并达到满意的应用粘度。在低于150℃的温度下能使用的粘合剂配方可以用较低分子量的组分或较高的蜡含量制备、但是应用粘度和粘合剂性能受到损害。为了改善粘合，可以加入更软的或更多的非晶态的组分，但是这些组分降低了有效的耐热度。
另外，在热填充包装应用中，例如包装熔融的干酪、酸乳或新焙烤的产品的纸箱、盒子、或碟子的密封和封闭操作(其后又将它们放入冰箱或进行冷冻)，使用具有高耐热性和好的耐低温性的HMA是重要的。
因为PSAs提供许多希望的特性，例如可除去性和容易使用，它们已应用于各种应用中。因为具有更持久的和较高的平滑粘合，一些常用的PSAs不必要具有充分的强度来维持或保持它们在某个底材上的粘合。而且，应用于某些材料的常用的PSA不能暴露于升高的温度或高湿度中。例如，将PSA在已知为“放气材料”并难以粘合的丙烯酸板和聚碳酸酯板上的应用会导致冒泡和层离。
可固化的粘合剂(例如热或光固化)可用于其中底材要求基本永久和高强度粘合的应用中。对于光学产品应用(例如釉光)来说，希望使用可固化的粘合剂，因为它们能提供光学上清晰的、强力粘合的层压材料(例如，分层的底材)。另外，例如纸张生产商和印刷商在书本粘合应用中使用PSAs。
为了实现粘合力强又容易应用，已经发展出能用于光学应用中的混合组合物。例如，已将光可固化的、聚酯基粘合剂用于塑性釉光应用中。在数字视频盘(DVD或光盘)粘合或CRT应用中，已经使用一种含水粘合剂配方。已经建议在制备反光制品中的珠粘合中使用可固化的聚合物网络。
但是，强度和应用不是许多底材/层压材料要求的唯一的标准。某些光学产品暴露于恶劣的环境条件中，如热、紫外(太阳)光、水等。例如，汽车挡风板通常处于户外条件中，使得它们经历各种天气。这些挡风板通常包括底材，如丙烯酸或聚碳酸酯，该底材粘附于由多层光学膜(MLOF)(3M Co；St.Paul，Minn.)形成的日光或红外线(IR)反射膜。如果层间的粘附被毁坏或损坏，该材料就会产生光学上的障碍。
美国专利No.6,548,579公开了一种现有技术方法中的成膜聚合物和一种特殊的热塑性组分，该组分选自热塑性聚合物、热塑性树脂、热熔粘合剂组合物、或其混合物。热塑性组分的平均粒度为约10微米至约1,500微米。在本领域中仍然需要改进的粘合剂，其可以应用于低温、使用各种底材、和应用于各种环境条件。
发明内容
一方面，本发明涉及一种形成粘合的方法，该方法包括在底材上沉积一种水分散体以形成可选择性活化的涂层，水分散体包括(A)一种聚合物，其能形成粘合剂；(B)至少一种分散剂；和(C)至少一种增粘树脂、蜡或油，其中分散体含有至少一种平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5的粒子，并且涂覆的底材的至少一部分被选择活化以形成粘合。
另一方面，本发明涉及一种含水的热熔粘合剂分散体，其包括(A)一种聚合物，其能形成粘合剂；(B)至少一种增粘树脂、蜡或油；(C)一种分散剂；和(D)水，其中分散体含有至少一种平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5的粒子。
再一方面，本发明涉及一种含水压力敏感型粘合剂，其包括(A)一种聚合物，其能形成粘合剂，所述聚合物选自下列聚合物中的至少一种：丙烯基共聚物和均聚物、或苯乙烯基共聚物和嵌段共聚物；(B)至少一种分散剂；(C)至少一种增粘树脂、蜡或油；和(D)水，其中分散体含有至少一种平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5的粒子。
从以下的说明书和权利要求书，可以明显看出本发明的其它方面及其好处。
附图说明
图1示出适用于本发明的实施方案用于形成分散体的示例性装置。
图2示出本发明的实施方案所述的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的多方面涉及粘合剂组合物，其可以应用于许多不同的“难结合”底材，如木材、粘土涂覆的纸板、聚烯烃薄膜等，以及其他相对容易粘合的底材。本发明的实施方案特别涉及用水分散体选择性形成粘合剂结合和涂覆的底材的方法，所述水分散体包括一种能形成粘合剂化合物的聚合物，至少一种增粘树脂、蜡或油，和分散剂。聚合物、增粘树脂、蜡或油，和/或分散剂的具体类型并无限制，只要它们能形成一种粘合剂组合物。
在此使用的术语“粘合剂”是指一种物质或组合物，其能通过粘合或结合各个表面将两种底材结合在一起。
换言之，通过使用本发明的实施方案所述的组合物和方法，可以创造含有能形成粘合剂组合物的前体的分散体。值得注目地，可活化的涂层在以后的时间里可以活化(HMA通过热应用，或PSA通过压力应用)。这是指前体分散体可以贮存(例如作为水溶液)或，替代地，分散体可以沉积在底材上并作为底材上未活化的(但下一步会干)涂层进行装运。值得注目地，可活化的涂层可以在晚些时候和/或在需要粘合的特定底材上活化(HMA通过热应用下，或PSA通过压力应用)。可选择性活化是指粘合能在晚些时候形成和/或仅在为了达到粘合而提供充分的热和/或压力的位置形成粘合。
制成的粘合剂可以用于下列代表性的应用中：书本粘合、盒子和/或纸箱密封、通常的包装、仪表、门和磨光工作、卫生学用品、尿片、鞋、和家具。粘合剂其它的应用包括，但不限于此，地毯接缝带、层压结构、产品组装、无纺织结构、和密封和封装化合物。
在此所述的水分散体的实施方案除了以下所述的组分外还包含水。在此所用的术语“分散体”是指在连续的液体媒介中细微分开的固体或液体。水分散体是其中的连续液体媒介是水的分散体。如上文所提到的，本发明的实施方案涉及水分散体和由那些包括能形成粘合剂化合物的聚合物的分散体形成的粘合剂组合物，所述的水分散体包括聚合物(其能形成粘合剂化合物)，至少一种增粘树脂、蜡或油，和一种分散剂。本领域普通技术人员清楚知道从这些群组的每个群组选出的多组分都可以使用。
聚合物：
许多种不同的聚合物可以用作本发明的实施方案的分散体和粘合剂的基本组分。例如，可以使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)基聚合物。一定种类和数量的蜡和树脂与EVA共聚物一起使用可以控制变定时间和粘合剂的剩余粘性。在一些例子中，为了特殊的应用可以将填料加入EVA粘合剂中。本发明其它的实施方案可以使用乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、(如VERSIFYTM(陶氏化学公司(TheDow Chemical Company，Midland，MI)有售)或VISTAMAXXTM(埃克森美孚公司(Exxon-Mobil，Inc.Houston，TX)有售))丙烯-乙烯共聚物、非晶态聚α-烯烃、聚酰胺、嵌段共聚物、和/或本领域已知的其它聚合物。
其它的聚合物可包括，例如，乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸(EAA)(其中的一个例子是商业上有售的PRIMACORTM(陶氏化学公司(The DowChemical Company，Midland，MI)，有售))、或乙烯-甲基丙烯酸共聚物(如那些NUCRELTM(杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商标)，和ESCORTM(埃克森美孚(ExxonMobil)的商标)和美国专利(U.S.Pat.)Nos.4,599,392、4,988,781、和5,938,437所公开的，每个专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。EAA和EMA的离子聚合物也特别清楚地并入其中，其中的一个例子是SURL YNTM(杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours)的商标)。其它的聚合物包括乙烯丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，和许多其它苯乙烯共聚物(SEBS、SEPS等)、聚氨酯聚氯乙烯、胶乳腈(latex nitrile)、丙烯腈共聚物、丙烯酸酯类(包括纯的丙烯酸酯类和苯乙烯丙烯酸酯类和乙烯基丙烯酸酯)、和聚异丁烯。另外，也可以使用以下聚合物，如乙烯丙烯酸丁酯(EnBA)和环氧化的聚丁二烯(epoxydized polybutadiene，PBE)。合成的聚合物可以与本发明的一些实施方案一起使用。
而且，使用改性的聚合物是可取的，例如，接枝的、交联的或其它改性产品可用作本发明的实施方案中的上下文公开的聚合物。例如，根据美国专利No.6,593,005公开的技术，双(磺酰基)叠氮化物可用作交联剂，该专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。其它的例子包括用马来酸酐(MAH)接枝的低密度聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、或其组合。本发明特定的实施方案也可以用不含有可水解的基团(“非水解性聚合物”)的聚合物。
合适的聚合物的不完全的清单包括α-烯烃的均聚物和共聚物(包括弹性体)，如乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、和1-十二烯(这些通常有下列代表，聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-3-甲基-1-丁烯、聚-3-甲基-1-戊烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、和丙烯-1-丁烯共聚物)，α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物(包括弹性体)(其通常的代表有：乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亚乙基降冰片烯共聚物)，和聚烯烃(包括弹性体)，如两个或多个α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物，其通常的代表有乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二聚环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物、和乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、和乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯共聚物(包括弹性体)如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯乙烯基醇、苯乙烯丙烯酸酯(如苯乙烯丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯、和苯乙烯丁二烯)和交联苯乙烯聚合物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括弹性体)如苯乙烯-丁二烯共聚物及其水解产物、和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段(triblock)共聚物；聚乙烯基化合物如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚丙烯酸甲酯、和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺如尼龙6、尼龙6，6、和尼龙12；热塑性聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯、聚苯醚、和其类似物；和透明的烃基树脂，包括聚-二聚环戊二烯聚合物和相关的聚合物(共聚物，三元共聚物)；饱和的单烯烃如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯和类似物；乙烯基酯如单羧酸的酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、和甲基丙烯酸丁酯及其类似物；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺及其混合物，和用开环置换和交叉置换聚合反应制备的树脂及其类似物。这些树脂既可单独使用也可两个或更多个组合使用。
在一些实施方案中，分散体中的一个或多个原料聚合物(base polymers)可包括本发明的受让人发明的一类乙烯/α-烯烃嵌段共聚体(interpolymers)(从此以后“嵌段共聚体”、“乙烯/α-烯烃共聚体”，或其变体)。这些聚合物至少已在下列文献中公开了：美国临时申请(U.S.Provisional Application)No.60/553,906(2004年3月17日提交)，美国临时申请No.60/662,937(2005年3月17日提交)，美国临时申请No.60/662,939(2005年3月17日提交)，美国临时申请No.60/5662938(2005年3月17日提交)，PCT申请No.PCT/US2005/008916(2005年3月17日提交)，PCT申请No.PCT/US2005/008915(2005年3月17日提交)，和PCT申请No.PCT/US2005/008917(2005年3月17日提交)，所有这些专利的全部内容以参考文献的形式并入全文。
乙烯/α-烯烃共聚体包括乙烯和一种或多种以聚合形式存在的能共聚的α-烯烃共聚单体，其特征为两种或多种聚合的化学或物理性能不同的单体单元形成的多个(即两个或多个)嵌段或链段(嵌段共聚体)，优选为多嵌段共聚物。在一些实施方案中，多嵌段共聚体可用下列通式进行表示：
(AB)n
其中n为至少1，优选为大于1的整数，如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100，或更大的数；“A”表示硬的嵌段或链段；和“B”表示软的嵌段或链段。优选地，多个A和多个B以线型的形式连接，而不是以分枝或星形的形式连接。“硬”链段指这样聚合的单元嵌段，即在一些实施方案中其中乙烯的数量大于95重量％，和在其它的实施方案中大于98重量％。换言之，在一些实施方案中硬链段中的共聚单体含量小于5重量％，而在其它的实施方案中，则为硬链段总重量的不到2重量％。在一些实施方案中，硬链段包括所有的或基本上所有的乙烯。另一方面，“软”链段指这样聚合的单元嵌段，即在一些实施方案中其中的共聚单体含量大于软链段的总重量的5重量％，在各种其它的实施方案中大于8重量％、大于10重量％、或大于15重量％。在一些实施方案中，软链段中的共聚单体含量可以大于20重量％，在各种其它的实施方案中可以大于25重量％、大于30重量％、大于35重量％、大于40重量％、大于45重量％、大于50重量％、或大于60重量％。
在一些实施方案中，A嵌段和B嵌段在聚合物链中是无规分布的。换言之，这些嵌段共聚物不含有以下类似结构：
AAA-AA-BBB-BB。
在其它的实施方案中，嵌段共聚物不含有第三种嵌段。还有些其它的实施方案中，A嵌段和B嵌段都不包含两种或多种链段(或亚嵌段(sub-blocks))，如末端链段(tip segment)。
乙烯/α-烯烃共聚体的特征是：平均嵌段指数(average block index)，ABI的范围为大于0至约1.0，和分子量分布Mw/Mn大于约1.3。平均嵌段指数ABI是嵌段指数(“BI”)相对各个聚合物级分的重量的平均值，各个级分从20℃至110℃每步升温5℃经制备升温淋洗分级法(preparative temperature rising elutionfractionation，TREF)得到的：
ABI＝∑(wiBIi)
其中BIi是在制备TREF中得到的嵌段乙烯/α-烯烃共聚体的第i个级分的嵌段指数，和wi是第i个级分的重量百分数。
第二个矩平均值的平方根同样地在此指第二个矩的重均嵌段指数，可以定义为：
第二个矩重均 BI = Σ ( w i ( BI i - ABI ) 2 ) ( N - 1 ) Σ w i N
对于每个聚合物级分，BI可用下列两个方程中的一个来定义(两个方程算得的BI值是相同的)：
BI = 1 / T X - 1 / T XO 1 / T A - 1 / T AB 或 BI = - Ln P X - Ln P XO Ln P A - Ln P AB
其中Tx是分析升温淋洗分级法(ATREF)中第i个级分的淋洗温度(优选用开氏温度(Kelvin)表示)，Px是第i个级分中的乙烯摩尔分数，可以用下文中所述的NMR或IR方法进行测定。PAB是整个乙烯/α-烯烃共聚体(在分级前)中的乙烯的摩尔分数，其可以用NMR或IR进行测定。TA和PA是ATREF淋洗温度和纯“硬链段”(它是指共聚体中结晶的链段)中的乙烯的摩尔分数。在不知道“硬链段”组成是何近似物或聚合物时，TA和PA值可设定为高密度聚乙烯均聚物的相应值。
TAB是与嵌段共聚物具有相同的组成(含有PAB的乙烯的摩尔分数)和分子量的无规共聚物的ATREF淋洗温度。TAB可以由乙烯的摩尔分数(由NMR测定)通过下列方程进行计算：
Ln PAB＝α/TAB+β，
其中α和β是两个常数，它们可以用一个标准进行确定，其中用一定量的表征好的宽组成的无规共聚物的制备TREF级分，和/或表征好的窄组成的无规乙烯共聚物进行标定。应当注意，α和β可能因为仪器不同而有所不同。而且，对有益的聚合物组合物需要建立合适的标准曲线，即用制备TREF级分和/或无规共聚物的合适的分子量范围和共聚单体种类来进行标定。分子量的影响很小。如果标准曲线由相似的分子量范围得到，这种影响基本上可以忽略。在一些实施方案中，无规乙烯共聚物和/或无规共聚物的制备TREF级分满足以下关系：
Ln P＝-237.83/TATREF+0.639。
以上标准方程将乙烯的摩尔分数P与分析TREF淋洗温度TATREF相关联，用于窄组成的无规共聚物和或宽组成的无规共聚物的制备TREF级分。TXO是同种组合物并且乙烯的摩尔分数为Px的无规共聚物的ATREF温度。TXO可以通过Ln Px＝α/TXO+β来计算。相反地，PXO是同种组合物并且ATREF温度为Tx的无规共聚物的乙烯摩尔分数，其可以通过Ln PXO＝α/TX+β来计算。
一旦得出了每个制备TREF级分的嵌段指数(BI)，就可以计算出整个聚合物的重均嵌段指数ABI。在一些实施方案中，ABI大于0但至多为约0.4，或为约0.1至约0.3。在其它的实施方案中，ABI大于约0.4而和至多约1.0。在其它的实施方案中，ABI的范围可以是约0.4至约0.7、约0.5至约0.7、或约0.6至约0.9。在一些实施方案中，ABI的范围为约0.3至约0.9、约0.3至约0.8、或约0.3至约0.7、约0.3至约0.6、约0.3至约0.5、或约0.3至约0.4。在其它的实施方案中，ABI的范围为约0.4至约1.0、约0.5至约1.0、或约0.6至约1.0、约0.7至约1.0、约0.8至约1.0、或约0.9至约1.0。
乙烯/α-烯烃嵌段共聚体的另一特征是乙烯/α-烯烃嵌段共聚体包括至少一种可以用制备TREF获得的聚合物级分，其中该级分的嵌段指数为大于约0.1和至多约1.0，并且聚合物的分子量分布，Mw/Mn大于约1.3。在一些实施方案中，聚合物级分的嵌段指数为大于约0.6和至多1.0、大于约0.7和至多约1.0、大于约0.8和至多约1.0、或大于约0.9和至多约1.0。在其它的实施方案中，聚合物级分的嵌段指数大于约0.1和至多约1.0、大于约0.2和至多约1.0、大于约0.3和至多约1.0、大于约0.4和至多约1.0、或大于约0.4和至多约1.0。还有一些其它的实施方案中，聚合物级分的嵌段指数大于约0.1和至多约0.5、大于约0.2和至多约0.5、大于约0.3和至多约0.5、或大于约0.4和至多约0.5。另一些其它的实施方案中，聚合物级分的嵌段指数大于约0.2和至多约0.9、大于约0.3和至多约0.8、大于约0.4和至多约0.7、或大于约0.5和至多约0.6。
除嵌段指数平均值和各个级分的嵌段指数之外，乙烯/α-烯烃共聚体可以用一个或多个如下所述的性能来表征。
一方面，本发明的实施方案用到的乙烯/α-烯烃共聚体的Mw/Mn为约1.7至约3.5和至少一个熔点Tm，用摄氏度表示，和密度d，用克/立方厘米表示，其中变化的数值对应于以下关系式：
在一些实施方案中Tm＞-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2；
在其它的实施方案中Tm≥-6288.1+13141(d)-6720.3(d)2；和
在另一些其它的实施方案中Tm≥858.91-1825.3(d)+1112.8(d)2。
与乙烯/α-烯烃传统的无规共聚物(它的熔点随着密度的降低而降低)不同，嵌段共聚体的熔点基本上与密度无关，当密度为约0.87克/立方厘米至约0.95克/立方厘米时尤其如此。例如，如果密度为约0.875克/立方厘米至约0.945克/立方厘米，这些聚合物的熔点在约110℃至约130℃的范围内。在一些实施方案中，如果密度为约0.875克/立方厘米至约0.945克/立方厘米，这些聚合物的熔点在约115℃至约125℃的范围内。
另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体包括以聚合物形式存在的乙烯和一种或多种α-烯烃；并用ΔT进行表征，ΔT用摄氏度表示，定义为在ΔH不大于130J/g时，最高的差分扫描量热(“DSC”)峰的温度减去最高的结晶分析分级法(“CRYSTAF”)峰的温度和熔融热(用J/g、ΔH表示)，ΔT和ΔH满足下列关系式：
在一些实施方案中，ΔT＞-0.1299(ΔH)+62.81；
在其它的实施方案中，ΔT≥-0.1299(ΔH)+64.38；和
在另一些其它的实施方案中，ΔT≥-0.1299(ΔH)+65.95。
而且，ΔH大于130J/g时，ΔT等于或大于48℃。CRYSTAF峰用累积的聚合物的至少5％来确定(即该峰代表累积的聚合物的至少5％)，并且如果不足5％的聚合物具有能确定的CRYSTAF峰，那么CRYSTAF温度是30℃，ΔH是用J/g表示的熔融热的数值。最高的CRYSTAF峰更优选包含至少10％的累积的聚合物。
仍在另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体中的一个分子级分用升温淋洗分级法(“TREF”)在40℃至130℃洗脱出来，这种级分的特征是所述级分的摩尔共聚单体含量更高，与那些在相同的温度范围洗脱出来的对比的无规乙烯共聚体级分相比，在一些实施方案中至少高5％，在其它的实施方案中至少高10％；其中对比的无规乙烯共聚体包含相同的共聚单体(多种单体)，且它的熔融指数、密度、和摩尔共聚单体含量(以整个聚合物计)为嵌段共聚体的10％以内。在一些实施方案中，对比的共聚体的Mw/Mn也是嵌段共聚体的10％以内，和/或对比的共聚体的总的共聚单体含量是嵌段共聚体的10重量％以内。
还在另一方面，如果乙烯/α-烯烃共聚体基本不含交联相，乙烯/α-烯烃共聚体的特征是一个弹性回复，Re，(即在300％的应变和1个往复条件下测得的乙烯/α-烯烃共聚体的模压塑膜伸长百分数)和其密度d(用克/立方厘米表示)的数值满足下列关系式：
在一些实施方案中，Re＞1481-1629(d)；
在其它的实施方案中，Re≥1491-1629(d)；
在其它的实施方案中，Re≥1501-1629(d)；和
仍在其它的实施方案中，Re≥1511-1629(d)。
在一些实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体的抗拉强度在10MPa以上；在其它的实施方案中，抗拉强度≥11MPa；和仍在其它的实施方案中，抗拉强度≥13MPa。在一些实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体在十字头以11厘米/分钟的速度分离断裂时伸长率为至少600％；在其它的实施方案中为至少700％；在其它的实施方案中为至少800％；和仍在其它的实施方案中，十字头以11厘米/分钟的速度分离伸长率为至少900％。
在其它的实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体的(1)储能模量率，G’(25℃)/G’(100℃)，为1至50，在其它的实施方案中为1至20，还有一些其它的实施方案中为1至10。在一些实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体在70℃压力永久变形为小于80％；在其它的实施方案中为小于70％；在另一些其它的实施方案中为小于60％；和还有一些其它的实施方案中为小于50％、或小于40％、直至压力永久变形为0。
在一些实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体的熔融热为小于85焦尔/克。在其它的实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体的颗粒粘接强度等于或小于100磅/平方英尺(4800帕斯卡)；在其它的实施方案中，等于或小于50磅/平方英尺(2400帕斯卡)；还有一些其它的实施方案中，等于或小于5磅/平方英尺(240帕斯卡)，和低至0磅/平方英尺(0帕斯卡)。
在其它的实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体包括，以聚合物形式存在的至少50摩尔％的乙烯，并且在70℃的压力永久变形为小于80％；在另一些其它的实施方案中小于70％；在再一些其它的实施方案中小于60％；还有一些其它的实施方案中小于40％至50％和压力永久变形低至0％。
在一些实施方案中，多嵌段共聚物的PDI符合Schultz-Flory分布而不符合Poisson分布。共聚物进一步具有以下特征，既有多分散的嵌段(polydisperseblock)分布又有嵌段尺寸的多分散分布，并具有最可能的嵌段长度的分布。优选的多嵌段共聚物是那些含有4个或多个嵌段或链段的共聚物，其中包括末端嵌段。共聚物更优选地包括至少5个、10个或20个嵌段或链段，其中包括末端嵌段。
另外，嵌段共聚体具有额外的特征或性能。一方面，共聚体优选地包含以聚合的形式存在的乙烯和一种或多种能共聚的共聚单体，其特征是具有不同化学或物理性质的两种或多种聚合的单体单元的多个嵌段或链段(嵌段共聚体)，最优选多个嵌段共聚物；所述的嵌段共聚体含有的分子级分用TREF在40℃至130℃洗脱出来，这种级分的特征是所述级分的摩尔共聚单体含量更高，与那些在相同的温度范围洗脱出来的对比的无规乙烯共聚体级分相比，优选高至少5％，更优选高至少10％；其中所述的对比的无规乙烯共聚体包含相同的共聚单体(多种单体)，且它的熔融指数、密度、和摩尔共聚单体含量(以整个聚合物计)是嵌段共聚体的10％以内。对比的共聚体的Mw/Mn也优选为嵌段共聚体的10％以内，和/或对比的共聚体的总的共聚单体含量为嵌段共聚体的10％以内。
共聚单体含量可以用任何合适的技术进行测定，优选基于核磁共振(“NMR”)谱的技术。而且，对于具有相对宽的TREF曲线的聚合物或聚合物的混合物，聚合物用TREF首先分级成多个级分(每个级分的洗脱温度范围为10℃或更低)。也就是说，每个洗脱出来的级分的收集温度窗口为10℃或更低。使用这种技术，所述的嵌段共聚体含有至少一种这样的级分，该级分与对比的共聚体对应的级分相比含有更高的摩尔共聚单体含量。
另一方面，嵌段共聚体是一种烯烃共聚体，优选其包括以聚合的形式存在的乙烯和一种或多种能共聚的共聚单体，其特征是具有不同化学或物理性质的两种或多种聚合的单体单元的多个嵌段(即至少两个嵌段)或链段(嵌段共聚体)，最优选多个嵌段共聚物，所述的嵌段共聚体在40℃至130℃(不收集和/或分离各个级分)有洗脱峰(不仅是一种分子的级分)，所述峰的特征是用红外光谱来测定共聚单体含量(展开时用全宽/半最大值(FWHM)面积计算)，其中的级分的平均摩尔共聚单体含量更高，与那些在相同的洗脱温度的对比的无规乙烯共聚体级分相比(展开时用全宽/半最大值(FWHM)面积计算)，在一些实施方案中优选高至少5％，在其它的实施方案中高至少10％，其中所述的对比的无规乙烯共聚体包含相同的共聚单体(多种单体)，且它的熔融指数、密度、和摩尔共聚单体含量(以整个聚合物计)是嵌段共聚体的10％以内。对比的共聚体的Mw/Mn也优选为嵌段共聚体的10％以内，和/或对比的共聚体的总的共聚单体含量为嵌段共聚体的10重量％以内。全宽/半最大值(FWHM)是用ATREF红外检测器得到的甲基与亚甲基对应的响应面积的比值[CH3/CH2]来计算的，其中最高的(高度最大的)峰从基线来确定，然后就可以确定FWHM面积。在用ATREF峰测定的分布中，FWHM面积定义为T1至T2之间的曲线下的面积，其中T1至T2是ATREE峰的左边的点和右边的点，它是这样得来的：将峰高分成两半，然后在基线上画一条水平线与ATREF曲线的左边点和右边点相交。共聚单体的标准曲线用无规乙烯/α-烯烃共聚物，用NMR与TREF峰的FWHM的面积比值绘制共聚单体含量来确定。对于这种红外方法，标准曲线用有利的相同共聚单体进行绘制。嵌段共聚体的TREF峰的共聚单体含量可以参考这条标准曲线用它的TREF峰的FWHM甲基∶亚甲基面积比值[CH3/CH2]来确定。
共聚单体含量可以用任何合适的技术来测量，优选基于核磁共振(NMR)谱的技术。用这种技术，所述的嵌段共聚体具有比对应的对比共聚体更高的摩尔共聚单体含量。
在一些实施方案中，对于乙烯和1-辛烯的共聚体，嵌段共聚体的TREF级分(在40至130℃洗脱)的共聚单体含量大于或等于数值(-0.2013)T+20.07，其中T是进行对比的TREF级分的峰值洗脱温度值，用℃表示。在其它的实施方案中，TREF级分(在40至130℃洗脱)的共聚单体含量大于或等于数值(-0.2013)*T+21.07。
除了在此所述的以上的各方面和性能，嵌段共聚体还具有一个或多个其它的特征。一方面，嵌段共聚体是一种烯烃共聚体，优选其包括以聚合的形式存在的乙烯和一种或多种能共聚的共聚单体，其特征是具有不同化学或物理性质的两种或多种聚合的单体单元的多个嵌段或链段(嵌段共聚体)，最优选多个嵌段共聚物；用TREF增量分级时，所述嵌段共聚体在40℃至130℃洗脱时具有一个分子级分，其特征是所述级分的摩尔共聚单体含量更高，与那些在相同的温度范围洗脱出来的对比的无规乙烯共聚体级分相比，优选高至少5％，更优选高至少10％、15％、20％或25％；其中所述的对比的无规乙烯共聚体包含相同的共聚单体(多种单体)，优选是相同的共聚单体(多种单体)，且它的熔融指数、密度、和摩尔共聚单体含量(以整个聚合物计)是嵌段共聚体的10％以内。对比的共聚体的Mw/Mn也优选为嵌段共聚体的10％以内，和/或对比的共聚体的总的共聚单体含量为嵌段共聚体的10重量％以内。
在一些实施方案中，以上的共聚体可以是乙烯和至少一种α-烯烃的共聚体，特别是整个聚合物密度为约0.855至约0.935克/立方厘米的那些共聚体。在其它的实施方案中，对于共聚单体含量大于约1摩尔％的共聚单体来说，嵌段共聚体的TREF级分(在40至130℃洗脱)的共聚单体含量大于或等于数值(-0.1356)*T+13.89，其中T是进行对比的TREF级分的峰值ATREF洗脱温度值，用℃表示。在其它的实施方案中，TREF级分(在40至130℃洗脱)的共聚单体含量大于或等于数值(-0.1356)*T+14.93；仍在其它的实施方案中大于或等于数值(-0.2013)*T+21.07。
另一方面，嵌段共聚体是烯烃共聚体，优选其包括以聚合的形式存在的乙烯和一种或多种能共聚的共聚单体，其特征是具有不同化学或物理性质的两种或多种聚合的单体单元的多个嵌段或链段(嵌段共聚体)，最优选多个嵌段共聚物；在40℃至130℃用TREF增量进行分级时，所述嵌段共聚体具有一个分子级分，其特征是其中的每个级分的共聚单体含量为至少约6摩尔％，熔点大于约100℃。对于共聚单体含量为约3摩尔％至约6摩尔％的那些级分，每个级分的DSC熔点为约110℃或更高。在其它的实施方案中，含有至少1摩尔％的共聚单体的聚合物级分的DSC熔点对应于以下方程：
Tm≥(-5.5926)(级分中的摩尔％共聚单体)+135.90。
再一方面，嵌段共聚体是烯烃共聚体，其包括以聚合的形式存在的乙烯和一种或多种能共聚的共聚单体，其特征是具有不同化学或物理性质的两种或多种聚合的单体单元的多个嵌段或链段(嵌段共聚体)，最优选多个嵌段共聚物；在40℃至130℃用TREF增量进行分级时，所述嵌段共聚体洗脱时具有一个分子级分，其特征是其中的每个级分的ATREF洗脱温度大于或等于约76℃，熔融焓(熔融热)用DSC测量，对应于以下方程：
熔融热(J/gm)≤(3.1718)(ATREF洗脱温度℃)-136.58。
在40℃至130℃用TREF增量分级洗脱的嵌段共聚体可以含有分子级分，其特征是其中的每个级分的ATREF洗脱温度大于或等于40℃和小于约76℃，熔融焓(熔融热)用DSC测量，对应于以下方程：
熔融热(J/gm)≤(1.1312)(ATREF洗脱温度℃)+22.97。
ATREF峰值共聚单体组成用红外检测器测定。
TREF峰的共聚单体组成可以用IR4红外检测器(Polymer Char，Valencia，Spain有售，http://www.polymerchar.com)测定。
检测器的“组成模式”装有测量受感器(CH2)和组成受感器(CH3)，它们是在区域2800-3000cm-1的固定窄带红外过滤器。测量受感器检测聚合物上的亚甲基(CH2)碳(它直接涉及到溶液中聚合物浓度)，而组成受感器检测聚合物的甲基(CH3)基团。组成信号(CH3)除以测量信号(CH2)得到的数学比率灵敏地随测量到的溶液中被测聚合物的共聚体含量而变化，而且它的响应用已知的乙烯α-烯烃共聚物标样进行标定。
如果与ATREF仪器一起使用，在TREF过程中，检测器提供洗脱的聚合物的浓度(CH2)和组成(CH3)信号响应。聚合物特定的标准曲线可以用已知的共聚单体含量(优选用NMR测定)测量聚合物的CH3与CH2的面积比率来绘制。聚合物的ATREF峰的共聚单体含量可以参考各自的CH3和CH2响应的面积的比率来进行估算(即面积比CH3/CH2相对共聚单体含量)。
峰面积可以在采用合适的基线对TREF色谱各个信号响应积分后用全宽/半最大值(FWHM)计算法来计算。全宽/半最大值的计算以甲基与亚甲基在ATREF红外检测器上的响应面积的比值[CH3/CH2]为基础，其中最高的(高度最大的)峰从基线进行确定，然后确定FWHM面积。对于用ATREF峰测定的分布，FWHM面积定义为T1至T2之间的曲线下的面积，其中T1至T2是ATREF峰的左边的点和右边的点，通过将峰高分成两半，然后画一条与基线平行的水平线，与ATREF曲线相交的左边点和右边点即为T1和T2。
在这个ATREF红外方法中应用红外光谱测量聚合物的共聚单体含量原理上与下列参考文献中所述的GPC/FTIR系统相似：Markovich，Ronald P.；Hazlitt，Lonnie G.；Smith，Linley的“凝胶渗透色谱-付立叶红变换红外光谱表征乙烯基聚烯烃共聚物的研究进展”(“Development of gel-permeation chromatography-Fouriertransform infrared spectroscopy for characterization of ethylene-based polyolefincopolymers”，Polymeric Materials Science and Engineering(1991)，65，98-100)；和Deslauriers，P.J.；Rohlfmg，D.C.；Shieh，E.T.的“用体积排斥色谱和付立叶变换红外光谱(SCE-FTIR)定量分析乙烯-1-烯烃共聚物的短链分枝微结构”(“Quantifying short chain branching microstructure in ethylene-1-olefin copolymersusing size exclusion chromatography and Fourier transform infrared spectroscopy(SEC-FTIR)”，Polymer(2002)，43，59-170)，两者的全部内容皆以参考文献的形式并入全文。
应当注意，以上说明书中的TREF级分在5℃的增量中得到的，其它的温度增量是不可能的。例如，在4℃的增量、3℃的增量、2℃的增量、或1℃的增量中的TREF级分是不可能的。
对于乙烯和α-烯烃共聚物，嵌段共聚体优选具有：(1)PDI优选为至少1.3，更优选为至少1.5，至少1.7或至少为2.0，和最优选为至少2.6，高至最大值5.0，更优选高至最大值3.5，和尤其优选为高至最大值2.7；(2)熔融热为80焦/克或更少；(3)乙烯含量为至少50重量％；(4)玻璃化转变温度Tg为小于-25℃，更优选为小于-30℃，和/或(5)一个并且仅一个Tm。
进一步地，无论单独或与在此公开的任何其它的性能结合，嵌段共聚体具有的储能模量G’，在100℃时log(G’)大于或等于400kPa；在其它的实施方案中大于或等于1.0MPa。而且，嵌段共聚体可具有相对平坦(relatively flat)的储能模量(在温度范围0至100℃时其是温度的函数，这是嵌段共聚物的特征)，和迄今还未知的烯烃共聚物、尤其是乙烯和一种或多种C3-8脂肪族α-烯烃的共聚物。(术语“相对平坦”在上下文中指在50至100℃范围内logG’(以帕斯卡表示)降低少于一个数量级，优选在0至100℃范围内)。
嵌段共聚体可以进一步具有以下特征：热机械分析渗透深度在温度至少90℃时为1毫米，和弯曲模量为3kpsi(20MPa)至13kpsi(90MPa)。嵌段共聚体可替代地具有：热机械分析渗透深度在温度至少104℃时为1毫米，和弯曲模量至少为3kpsi(20MPa)。它们的抗磨强度(或体积损耗)为小于90立方毫米。
另外，在一些实施方案中乙烯/α-烯烃共聚体的熔融指数，I2可以为0.01至2000克/10分钟；在其它的实施方案中为0.01至1000克/10分钟；在另一些其它的实施方案中为0.01至500克/10分钟；和还有一些实施方案中为0.01至100克/10分钟。在某些实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体的熔融指数I2可以为0.01至10克/10分钟、0.5至50克/10分钟、1至30克/10分钟、1至6克/10分钟或0.3至10克/10分钟。在某些实施方案中，乙烯/α-烯烃聚合物的熔融指数为1克/10分钟、3克/10分钟或5克/10分钟。
在一些实施方案中，共聚体的分子量Mw为1,000克/摩尔至5,000,000克/摩尔，在其它的实施方案中为1000克/摩尔至1,000,000克/摩尔，在另一些其它的实施方案中为10,000克/摩尔至500,000克/摩尔，和还有一些其它的实施方案中为10,000克/摩尔至300,000克/摩尔。在一些实施方案中嵌段共聚体的密度为0.80至0.99克/立方厘米，且含有乙烯的聚合物的密度为0.85至0.97克/立方厘米。在某些实施方案中，乙烯/α-烯烃聚合物的密度为0.860至0.925克/立方厘米，或0.867至0.910克/立方厘米。
制造聚合物的方法已经在下列专利申请中公开：美国临时专利申请(U.S.Provisional Application)No.60/553,906，2004年3月17日提交；美国临时专利申请No.60/662,937，2005年3月17日提交；美国临时专利申请No.60/662,939，2005年3月17日提交；美国临时专利申请No.60/5662938，2005年3月17日提交；PCT申请No.PCT/US2005/008916，2005年3月17日提交；PCT申请No.PCT/US2005/008915，2005年3月17日提交；和PCT申请No.PCT/US2005/008917，2005年3月17日提交，所有的专利申请的全部内容以参考文献的形式并入全文。例如，一种此类的方法包括将乙烯与任选的一种或多种加成聚合的单体而不是乙烯，在加聚条件下催化剂组合物存在下进行反应，其包括：
掺和物或反应产品由下列结合而形成：
(A)第一种烯烃聚合反应催化剂，其含有较高的共聚单体掺入指数，
(B)第二种烯烃聚合反应催化剂，它的共聚单体掺入指数小于催化剂(A)的共聚单体掺入指数的90％，优选为小于50％，最优选为小于5％，和
(C)一种链穿梭剂(chain shuttling agent)。
具有代表性的催化剂和链穿梭剂如下所述。
催化剂(A1)是[N-(2，6-二(1-甲基乙基)苯基)酰胺)(2-异丙基苯基)(α-萘-2-二基(diyl)(6-吡啶-2-二基)甲烷)]铪二甲基，根据WO 03/40195、美国专利No.6,953,764和No.6,960,635和WO 04/24740的指教进行制备的：
催化剂(A2)是[N-(2，6-二(1-甲基乙基)苯基)酰胺)(2-甲基苯基)(1，2-亚苯基-(6-吡啶-2-二基)甲烷)]铪二甲基，根据WO 03/40195、美国专利No.6,953,764和No.6,960,635、和WO 04/24740的指教进行制备的：
催化剂(A3)是双[N，N”’-(2，4，6-三(甲基苯基)酰胺)亚乙基二胺]铪二苄基：
催化剂(A4)是双((2-氧桥基(oxoyl)-3-(二苯并-1H-吡咯-1-基(yl))-5-(甲基)苯基)-2-苯氧甲基]环己烷-1，2-二基锆(Ⅳ)二苄基，基本上根据美国专利No.6,897,276的指教进行制备的：
催化剂(B1)是1，2-双-(3，5-二-叔丁基亚苯基)(1-(N-(1-甲基乙基)仲胺基(immino))甲基)(2-氧桥基(oxoyl))锆二苄基：
催化剂(B2)是1，2-双-(3，5-二-叔丁基亚苯基)(1-(N-(2-甲基环己基)-仲胺基)甲基(2-氧桥基锆)二苄基：
催化剂(C1)是(叔丁基酰胺基)二甲基(3-N-吡咯基-1，2，3，3a，7a-η-茚-1-基硅烷钛二甲基，基本上根据美国专利No.6,268,444的技术进行制备的：
催化剂(C2)是(叔丁基酰胺)二(4-甲基苯基)(2-甲基-1，2，3，3a，7a-η-茚-1-基硅烷钛二甲基，基本上根据美国专利No.6,825,295的指教进行制备的：
催化剂(C3)是(叔丁基酰胺)二(4-甲基苯基)(2-甲基-1，2，3，3a，8a-η-s-茚-1-基硅烷钛二甲基，基本上根据美国专利No.6,825,295的指教进行制备的：
催化剂(D1)是双(二甲基二硅氧烷基)(茚-1-基)锆二氯化物，西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)有售：
穿梭剂使用的穿梭剂包括二乙基锌、二异丁基锌、二正己基锌、三乙基铝、三辛基铝、三乙基镓、异丁基铝双(二甲基叔丁基硅氧烷)、异丁基铝双(二(三甲基甲硅烷基)酰胺)、正辛基铝二(吡啶-2-甲醇盐)、双正十八烷基异丁基铝、异丁基铝双(二正戊基酰胺)、正辛基铝双(2，6-二叔丁基酚盐)、正辛基铝二(乙基(1-萘基)酰胺)、乙基铝双(叔丁基二甲基硅氧烷基)、乙基铝二(双(三甲基甲硅烷)酰胺)、乙基铝双(2，3，6，7-二苯并-1-氮杂环庚烷基酰胺)、正辛基铝双(2，3，6，7-二苯并-1-氮杂环庚烷基酰胺)、正辛基铝双(二甲基叔丁基硅氧烷)、乙基锌(2，6-二苯基酚盐)、和乙基锌叔丁醇盐。
前述方法可以在多种不能互换的催化剂存在下，采用连续溶液方法的形式以形成嵌段共聚物，特别的是形成多嵌段共聚物，优选为两种或多种单体的线型多嵌段共聚物，更特别的是乙烯和C3-20烯烃或环烯烃，和最特别的是乙烯和C4-20α-烯烃的线型多嵌段共聚物。也就是说，这些催化剂化学上是独特的。在连续溶液聚合反应条件下，该方法完美地适合具有很高的单体转化率的单体混合物的聚合反应。在这些聚合条件下，在链穿梭剂与催化剂之间的穿梭与链生长相比是有利的，多嵌段共聚物，特别是线型多嵌段共聚物能高效地形成。
嵌段共聚体可以不同于通常通过依序的单体添加、立体易变催化剂、阴离子或阳离子活性聚合反应技术加成制成的无规共聚物，聚合物的物理混合物和嵌段共聚物。在相当的结晶度和模量的情况下，与相同单体和单体含量的无规共聚物相比，嵌段共聚体尤其具有更好的(更高的)抗热性，通过熔点、更高的TMA渗透温度、更高的高温抗拉强度、和/或更高的高温扭力储能模量(用动态机械分析确定)。与含有相同单体和单体含量的无规共聚物相比，嵌段共聚体具有更低的压缩永久变形，在升高温度时尤其如此，更低的应力松弛，更高的抗蠕变性，更高的撕裂强度，更高的抗粘着性，更快的开始(因为具有更高的结晶(固化)温度)，更高的回复(在升高温度时尤其如此)，更好的抗磨损性，更高的回缩力，和更高的油和填料接受性。
嵌段共聚体也表现出独特的结晶度与枝化分布的关联性。也就是说，嵌段共聚物的最高峰值温度(是熔融热的函数)用CRYSTAF测量到的与用DSC测量到的有相当大的不同，与含有相同的单体和单体水平或聚合物的物理混合物相比尤其如此，如高密度聚合物和低密度共聚物的混合物在总密度上相当。认为嵌段共聚体的这种独特的特性是因为在聚合物的骨架中嵌段中的共聚单体具有独特的分布。嵌段共聚体特别地包括不同共聚单体含量的交替嵌段(包括均聚嵌段)。嵌段共聚体也可以包括具有不同密度和共聚单体含量的聚合物嵌段的数量和/或嵌段大小的分布，它符合Schultz-Flory型分布。另外，嵌段共聚体也具有独特的峰值熔点和结晶温度概貌，这基本上与聚合物密度、模量、和形态学无关。在一个优选的实施方案中，聚合物的微晶次序说明存在独特的球晶和片晶(这可以区分无规或嵌段共聚物)，甚至PDI值低于1.7、或低于1.5、低至小于1.3。
而且，嵌段共聚体可以使用影响嵌段程度和水平的技术进行制备。即共聚单体的数量和每个聚合物嵌段或链段的长度可以通过控制催化剂和穿梭剂的比率和类型进行改变，控制聚合反应的温度和其它的聚合反应变量也可以进行改变。这种现象的奇异的好处是以下发现：嵌段度增加，可以改善形成的聚合物的光学性能、抗撕裂强度、和高温回复性能。尤其是，聚合物中的嵌段的平均数增加时，雾度降低，而透明度、抗撕裂强度、和高温回复性能增加。通过选择具有希望的链转化能力的穿梭剂和催化剂组合(高速率的穿梭剂与低水平的链终止)，其它形式的聚合物终止被有效地抑制。因此，根据本发明的实施方案，在乙烯/α-烯烃共聚单体混合物的聚合反应中，很少观察到，如果有的话，β-氢化物消除，且形成的结晶的嵌段高度或基本上完全线型的，含有很少的或不含长链分枝。
含有高度结晶的链尾的聚合物可以根据本发明的实施方案有选择性地制备。在弹性体应用中，减少用非晶嵌段端接的聚合物的相对用量可以缩减结晶区分子间的稀释效果。这种结果可以通过选择对氢或其它的链终止剂具有合适的响应的链穿梭剂和催化剂来得到。特别地，如果能制成高结晶度的聚合物的催化剂比负责制备更少结晶度的聚合物链段(比如通过更高的共聚单体掺入程度，立构错误(regio-erro)、或无规立构聚合物的形成)的催化剂对链终止(如使用氢)更敏感，那么高结晶度的聚合物链段优先在聚合物的终端部分增长。不仅形成终止基团晶体，而且在终止时，形成高度结晶聚合物的催化剂活性位又一次活化再引发催化剂的形成。最初形成的聚合物因此是另一高度结晶的聚合物链段。因此，形成的多嵌段共聚物的两种结果都优选地是高度结晶的。
本发明的实施方案中用到的乙烯α-烯烃共聚体优选为乙烯和至少一种C3-C20α-烯烃的共聚体。共聚体可以进一步包括C4-C18二烯烃和/或烯基苯。对与乙烯聚合有用的合适的不饱和共聚单体包括，例如，烯键式不饱和单体，共轭或非共轭二烯烃，多烯，烯基苯等。这些共聚单体的例子包括C3-C20α-烯烃，如丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、及其类似物。1-丁烯和1-辛烯是特别优选的。其它的合适的单体包括苯乙烯、卤代或烷基取代的苯乙烯、乙烯基苯并环丁烷、1，4-己二烯、1，7-辛二烯、和环烯烃(如环戊烯、环己烯、环辛烯)。
也可以使用其它的乙烯/烯烃聚合物。在此用到的烯烃指具有至少一个碳-碳双键的不饱和的烃类化合物。通过选择催化剂，任何烯烃可以用于本发明的实施方案。合适的烯烃是含有乙烯基不饱和键的C3-C20脂肪族和芳香族化合物，以及环状化合物如环丁烯、环戊烯、二环戊二烯、和降冰片烯(包括但不限制于C1-C20烃基或环氢基在5和6位上取代的降冰片烯)。这些烯烃的混合物，以及这些烯烃的混合物与C4-C40二烯烃化合物的混合物也包括在内。
烯烃单体的例子包括，但不限制于此，丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、和1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4，6-二甲基-1-庚烯、4-乙烯基环己烷、乙烯基环己烷、降冰片二烯、亚乙基降冰片烯、环戊烯、环己烯、二环戊二烯、环辛烯、C4-C40二烯烃(包括但不限制于此，1，3-丁二烯、1，3-戊二烯、1，4-己二烯、1，5-己二烯、1，7-辛二烯、1，9-癸二烯)、其它的C4-C40α-烯烃、及其类似物。在某些实施方案中，α-烯烃是丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、或其组合。虽然任何含有乙烯基的烃具有用于本发明的实施方案的潜力，实际存在的问题比如单体能否购买到、成本、和能否方便地从形成的聚合物中除去未反应的单体，可能是比单体的分子量变得太高还要严重的问题。
其它的烯烃共聚体包括烯烃聚合物，该烯烃聚合物包括单亚乙烯基芳香族单体(包括苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯)、及其类似物。特别地，可以使用包括乙烯和苯乙烯的共聚体。在其它的实施方案中，可以使用包括乙烯、苯乙烯和一种C3-C20α-烯烃(任选地包括C4-C20二烯烃)具有改善的性能的共聚物。
合适的非共轭二烯烃单体可包括具有6至15个碳原子的直链、枝化链或环二烯烃。合适的非共轭二烯烃的例子包括，但是不限制于此，直链无环二烯烃，例如1，4-己二烯，1，6-辛二烯，1，7-辛二烯，1，9-癸二烯，枝化无环二烯(比如5-甲基-1，4-己二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，7-辛二烯、和二氢月桂烯(dihydromyricene)和苎烯(dihydroocinene)的混合的异构体)，单环脂环族二烯(比如1，3-环戊二烯、1，4-环己二烯、1，5-环辛二烯和1，5-环十二基二烯)和多环脂环族稠合的和桥联的环二烯(比如四氢茚(tetrahydroindene)、甲基四氢茚、二环戊二烯、二环-(2，2，1)-七-2，5-二烯)，烃基、亚烷基、环烯基和环亚烷基降冰片烯(比如5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)、5-丙烯基-2-降冰片烯5-异亚丙基-2-降冰片烯、5-(4-环戊烯基)-2-降冰片烯、5-环亚己基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯)，和降冰片二烯。在通常用来制备EPDMs的二烯中，特别优选的二烯是1，4-己二烯(HD)、5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)、5-亚乙烯基-2-降冰片烯(VNB)、5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)、和二环戊二烯(DCPD)。尤其优选的二烯是5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)和1，4-己二烯(HD)。
根据本发明的实施方案可以制备的一类希望的聚合物包括乙烯、C3-C20α-烯烃(特别是丙烯)和任选的一种或多种二烯单体的弹性的共聚体。用于本发明的实施方案的优选的α-烯烃通过由CH2＝CHR*设定，其中R*是线型或枝化的含有1至12个碳原子的烷基。合适的α-烯烃的例子包括，但不限制于此，丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、和1-辛烯。特别优选的α-烯烃是丙烯。丙烯基聚合物通常是指本技术领域的EP或EPDM聚合物。制备这种聚合物特别是多嵌段EPDM类聚合物时用到的合适的二烯烃包括共轭或非共轭、直链或枝化链的、环状或多环的含有4至20个碳原子的二烯。优选的二烯包括1，4-戊二烯、1，4-己二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、二环戊二烯、环己二烯、和5-亚丁基-2-降冰片烯。特别优选的二烯是5-亚乙基-2-降冰片烯。
因为含二烯的聚合物包括含有较多或较少量的二烯(包括没有)和α-烯烃(包括没有)的交替链段或嵌段，可以减少二烯和α-烯烃的总数量而不损失其后得到的聚合物的性能。也就是说，因为二烯和α-烯烃单体优选地加入一种聚合物嵌段中，而不是统一地或任意地加入整个聚合物中，它们被更有效地利用，并且随后聚合物的交联密度可以更高的控制。这种可交联的弹性体和固化产品具有优异的性能，包括更高的抗撕裂强度和更好的弹性回复。
在一些实施方案中，使用两种催化剂加入不同量的共聚单体制得的嵌段共聚体中形成的嵌段重量比率为95∶5至5∶95。以聚合物的总重量计，弹性聚合物如所希望的其中的乙烯含量为20至90％，二烯含量为0.1至10％，和α-烯烃含量为10至80％。以聚合物的总重量计，多嵌段弹性的聚合物进一步优选为：其中的乙烯含量为60至90％，二烯含量为0.1至10％，和α-烯烃含量为10至40％。在一些实施方案中，共聚体是高分子量聚合物，它的重均分子量(Mw)为10,000至约2,500,000，在其它的实施方案中为20,000至500,000，还有一些其它的实施方案中为20,000至350,000。在一些实施方案中，共聚体的多分散性低于3.5，在其它的实施方案中低于3.0。在其它的实施方案中，共聚体的门尼(mooney)粘度(ML(1+4)125℃)为1至250。在其它的实施方案中，这些聚合物的乙烯含量为65至75％，二烯烃含量为0至6％，和α-烯烃含量为20至35％。
乙烯/α-烯烃共聚体可以通过在它的聚合物结构中加入少一种官能团来进行官能化。示例性的官能团包括，例如，烯键式不饱和单和双官能的羧酸、烯键式不饱和单和双官能的羧酸酐、它们的盐类和它们的酯类。这种官能团可以接枝至乙烯/α-烯烃共聚体，或者它与乙烯和一种任选的额外的共聚单体进行共聚以形成乙烯、官能的共聚单体和任选的其它的共聚单体的一种共聚体。将官能团接枝至聚乙烯的方法例如在美国专利Nos.4,762,890、4,927,888、和4,950,541中已公开，这些专利公开的全部内容以参考文献的形式并入全文。一种特别有用的官能团是马来酸酐。
官能的共聚体中存在的官能团的数量可以变化。官能团可以存在于共聚物型官能化的共聚体中，在一些实施方案中其数量为至少约1.0重量％，在其它的实施方案中为至少约5重量％，还有一些实施方案中为至少约7重量％。在一些实施方案中存在于共聚物型的官能化的共聚体中的官能团的数量可以小于约40重量％，在其它的实施方案中小于约30重量％，还有一些实施方案中小于约25重量％。
再者，这种十分有限的列表仅是根据本发明的实施方案可用来制成分散体和粘合剂组合物的各种聚合物的代表。本领域普通技术人员知道存在许多其它合适的聚合物。而且，本领域普通技术人员知道可以使用上述聚合物的组合。在挑选的实施方案中，也可以使用具有不同的重均分子量的同种聚合物的组合。因此，可以知道组合可以包括不同的聚合物、或具有不同的特征的相似的聚合物，或其组合。
在挑选的实施方案中，本发明的实施方案使用的聚合物的Mw值为等于或小于300,000(用下文中所述的GPC系统测量)。在其它的实施方案中，聚合物的Mw为等于或小于200,000。还有一些其它的实施方案中，聚合物的Mw为等于或小于150,000和可以低至约5,000。
GPC系统说明
色谱系统由聚合物实验室型号(Polymer Laboratories Model)PL-210或聚合物实验室型号(Polymer Laboratories Model)PL-220构成。柱子和转盘室是温控的以促进色谱的可重复性，促进溶解并降低溶剂的粘度。柱子，三根，是聚合物实验室(Polymer Laboratories)10微米Mixed-B柱。以50毫升溶剂中含有0.1克聚合物的浓度配制样品。制样用的溶剂含有200ppm的丁基化的羟基甲苯(BHT)或其它的合适的稳定剂(如果必要的话)。轻轻搅动制备样品，直至样品完全溶解，如果必要进行加热。注射体积为100微升和流速为1.0微升/分钟。
GPC柱设置的标准用21个窄分子量分布的聚苯乙烯标准样品(分子量范围为580至8,400,000，放入6个“鸡尾”混合物中，各个分子量分成至少十个等级)进行。这些标样可以从聚合物实验室(Polymer Laboratories)(Shropshire，UK)买到。聚苯乙烯标样用0.025克分子量等于或大于1,000,000的样品溶于50毫升，和0.05克分子量小于1,000,000的样品溶于50毫升制成。聚苯乙烯标样在40℃轻微搅动30分钟进行溶解。窄分子量的标样混合物首先运行并以降低分子量组分的顺序以使降解最少化。聚苯乙烯当量分子量可以用Viscotek TriSEC软件3.0版进行计算。
应当计算平皿计数(plate count)以确定柱子的分离率是足够的。平皿计数通过计算峰保留体积(RV)并将它与保留体积(RV)峰的半高宽(色谱峰的50％)联系起来，可以有效地测得柱子的理论板数，如下列方程所示：
平皿计数＝5.54*[RV峰最大值/(RV后50％峰高-RV前50％峰高)2]。
通常，分析用最小的可接受的平皿计数为28,000。
为了有助于最高精度地测定流体标记峰的保留体积，用最小二乘拟合方法将流体标记浓度色谱的局部峰顶点拟合成一个二次方程。二次方程的第一派生物接着用来处理真的峰顶点位置。在标定基于流体标记峰的系统后，有效的流速(为标准曲线的斜率的测量值)用下列方程进行计算：
有效的流速＝公称流速*流体标记标准/观察到的流体标记
在GPC系统中，抗氧化剂不匹配的峰或空气峰(如果流动相充分脱气)可以作为有效的流体标记物。有效的流体标记具有以下的基本特征：流体标记应当是单分散的，流体标记应当洗脱出接近于总的柱渗透体积；流体标记不应干扰样品的色谱积分窗口，和流体标记不应当含有任何非尺寸(non-size)的对柱设备的排斥作用。
蜡：
本发明的实施方案中有用的蜡包括费托(Fischer-Tropsch)蜡，石油衍生出的蜡，和合成蜡。这些蜡商业上可以购买，例如从Sasol购买。大的石油公司，比如壳牌石油(Shell Oil)、埃克森美孚(ExxonMobil)、和其它的炼油商供应适用于这些应用的石油蜡。褐煤蜡(Montan waxes)是另一种适用的蜡。这些蜡中的大部分是在炼制润滑油的过程中得到的，其中蜡是从润滑油库存中分离出来并炼制成各种级分的蜡，包括石蜡和微晶蜡。配方设计者，比如Astor Was、IGI、和摩尔芒格(Moore & Munger)也供应适用于这些应用的蜡。从石油公司出来这些蜡被再销售和/或再配制和再包装以满足顾客的特定需要。
除了合成和/或石油衍生的蜡，许多其它的“天然的”蜡也可以使用，比如巴西棕榈蜡，和商业上有售的由天然含油日用品(比如大豆、棕榈和其它的从中可以得到油的作物)加工中衍生来的高三酸甘油酯蜡。
合适的蜡可以从下列公司获得：阿彻丹尼尔斯米德兰(Archer Daniels Midland)(Defcatur I11.)，它们的产品号为86-197-0；嘉吉公司(Cargil Incorporated)(Wayzata，Mn)，它们产品号为800mrcs0000u；和一般名为“氢化大豆油”其它的资源。棕榈油蜡可以从Custom Shortenings & Oils(Richmond，Va)获得并且名称为Master Chef Stable Flake-P。大豆油蜡也可以在马库斯石油化学公司(Marcus Oiland Chemical Corp.)(Houston，Tex.)买到，指定产品为“Marcus Nat 155”。这些蜡也可以用作食品添加剂。在包括PSAs的实施方案中，以上所列的蜡可以用(具有相似构成的)油替代。
增粘树脂
本发明中有用的增粘树脂包括脂肪族、环脂肪族、和芳香族烃和改性的烃及其氢化产品；萜和改性的萜及其氢化产品；松香和松香衍生物和氢化变体，和它们的混合物。这些增粘树脂具有环形和球形的在70℃至150℃范围内的软化点，并且其通常的粘度为350℉(177℃)(用Brookfield粘度计测定的)时不大于2000厘泊。它们具有不同水平的氢化度、或饱和度(另一个常用的术语)也是可以的。
有用的例子包括伊士曼化学公司(Eastman Chemical Co.)(Kingsport，TN)的EASTOTACTM H-100、H-115和H-130，它们是部分氢化的环脂肪族石油烃树脂，软化点分别为100℃、115℃、和130℃。这些具有E级、R级、L级和W级，表明含有不同水平的氢化度，其中E级氢化度最低和W级氢化度最大。E级含有的溴值为15，R级的溴值为5，L级的溴值为3，和W级的溴值为1。伊士曼化学公司(Eastman Chemical Co.)的EASTOTACTM H-142R的软化点为约140℃。其它的有用的增粘树脂包括部分氢化的环脂肪族石油烃树脂ESCOREZTM 5300、5400和5637；和可以从埃克森美孚化工公司(Exxon Chemical Co.)(Houston，Tex).得到的部分氢化的芳香族改性的石油烃树脂ESCOREZTM 5600；和可以从固特异化学公司(Goodyear Chemical Co.)(Akron，Ohio)买到的的脂肪族的、芳香族的石油烃树脂WINGTACKTM Extra。
存在许多种含有不同水平氢化度的松香和改性松香，其包括脂松香、木松香、高油松香(tall-oil rosins)、提炼松香、二聚化松香、和聚合的松香。一些特定的改性的松香包括木松香和高油松香的甘油和季戊四醇酯。商业上有售的等级包括，但不受此限制，SYLVATACTM 1103，一种季戊四醇松香酯，亚利桑那化学公司(Arizona Chemical Co.)(Jacksonville，FL)有售；UNITACTM R-100Lite，一种季戊四醇松香酯，联合恒普公司(Union Camp)(Wayne，NJ)有售；PERMALYNTM305，一种丁四醇改性的木松香，劲力宝公司(Hercules，Inc.)(Brunswick，GA)有售；和FORAL 105，一种高度氢化的季戊四醇松香酯，赫克力士公司(Hercules，Inc.)(Brunswick，GA)也有售。SYLVATACTM R-85和295是熔点为85℃和95℃的松香酸，亚利桑那化学公司(Arizona Chemical Co.)有售；和FORAL AX是熔点为70℃的氢化的松香酸，劲力宝公司(Hercules，Inc.)有售；NIREZ V-2040是一种苯酚的改性的萜树脂，亚利桑那化学公司有售。
另一种示例性的增粘剂PICCOTACTM 115(伊士曼化学公司(EastmanChemical Co.)有售)的粘度为350℉(177℃)时约1600厘泊。其它的常用的增粘剂的粘度为350℉(177℃)时大大低于1600厘泊，例如50至300厘泊。
示例性的脂肪族树脂包括这些可以买到的产品，商品名为：ESCOREZTM、PICCOTACTM、MERCURESTM、WINGTACKTM、HI-REZTM、QUINTONETM、TACKIROLTM等。示例性的聚萜树脂包括这些可以买到的产品，商品名为：NIREZTM、PICCOLYTETM、WINGTACKTM、ZONAREZTM等。示例性的氢化树脂包括这些可以买到的产品，商品名为：ESCOREZTM、ARKONTM、CLEARONTM等。如果这些增粘剂以兼容的水平使用，它们可以与本发明的聚合物一起使用。
在本发明的某些应用中，期望在制备粘合剂中不使用增粘剂或使用最少量的增粘剂。制备粘合剂也可以不用蜡，比如聚合物与增粘树脂混合物。
加入粘合剂中的增粘剂可以用以下参数进行表征，如它们的软化点、比重、或酸值。增粘剂可以选自以上所述的多种增粘剂，但不受此限制，选自含有不同酸值的增粘剂，比如酸值为0至100，更优选酸值为0至25.8，和最优选增粘剂的酸值为3-10。
在本发明的实施方案中，包含的聚合物和/或蜡、增粘树脂、油和分散剂通常为总的分散体的约1至约74体积％。因此，包含的水通常为约26至99体积％。但是，也会存在百分之几的如下文中所说明的分散剂、添加剂、抗微生物剂和其它的化合物。所有中间的范围，例如5至50体积％的聚合物/蜡/增粘树脂/油，包括在本发明公开的范围内。特定的范围包括总的分散体的50至60％的聚合物和/或蜡、增粘树脂、油、和分散剂。
分散剂
此处所述的分散体包括分散剂。任何分散剂均可用于本发明的实施方案。此处使用的术语“分散剂”指有助于分散体的形成和/或稳定的试剂。一些分散剂也可以用来形成乳化液，并且在Paul Becher(乳化液：理论和实践，第三版，牛津大学出版社，纽约，2001(Emulsions：Theory and Practice，3rd edition，OxfordUnversity))对其进行了详细的描述，该文的全部以参考文献的形式并入全文。分散剂通常分为三种：1)表面活性材料，2)天然材料，和3)微细固体。表面活性剂也叫表面活化剂，是一种能够减少两种不溶混的液相间的界面张力的材料。根据分子中的亲水基团，它们可以分成：阴离子、阳离子、非离子、或两性(双性)表面活性剂。商业上可购买的分散剂的例子在McCutcheon可以找得到(McCutcheon的乳化剂和洗涤剂(McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents，GlenRock，NJ)每年出版)。天然材料的例子包括磷脂、固醇、羊毛脂、水溶胶、藻酸盐、鹿角菜胶(carageenin)、和纤维素衍生物。微细固体的例子包括金属的碱式盐、碳黑、粉末二氧化硅、和各种粘土(主要是膨润土)。
在一些实施方案中，将脂肪酸或脂肪酸盐用作分散剂。常用的盐包括脂肪酸的碱金属盐或碱土金属盐。其它的盐包括脂肪酸的氨盐或烷基氨盐。在一些实施方案中，脂肪酸或它的盐含有12至小于25个碳原子。如果分散剂是盐，碳原子数指脂肪酸链段上的碳原子。在其它的实施方案中，盐是用含有15至25个碳原子的链段的脂肪酸形成的。特殊的实施方案使用芥酸的碱金属盐。芥酸是一种含有22个碳原子的脂肪酸。一些实施方案使用以油菜籽油的形式存在的芥酸，油菜籽油是一种天然油，含有大约40至约50％的芥酸，其余的基本上由含有18个碳原子的链烃组成。芥酸的碱土金属盐在一些实施方案中也有用。在一些优选的实施方案中，使用含有16至26个碳原子的脂肪酸。
在特殊的实施方案中，含小于25个碳原子的脂肪酸盐采用中和含小于25个碳原子的脂肪酸来制备，或皂化含小于25个碳原子的脂肪酸的酯来制备。
本发明的一些实施方案使用脂肪酸或由脂肪酸的酯衍生来的盐。形成这种酯的醇残基(alcohol residue)优选含有2至30个碳原子，最优选含有6至20个碳原子。这处残基是直链的或枝化的残基，也可以是两种或多种含有不同数目的碳原子的残基的混合物。示例性的醇残基包括含有10至20个碳原子的更高级的醇，比如十六烷醇、十八醇、和油醇。一些实施方案使用芥酸的酯。
在其它的实施方案中，分散剂可以是乙烯丙烯酸共聚物。更广泛地说，分散剂可以仅仅是酸共聚物。例如，乙烯甲基丙烯酸是另一种合适的试剂。还有一些其它的实施方案使用烷基醚羧酸酯作分散剂。在一些实施方案中，石油磺酸盐是有用的。在其它的实施方案中，分散剂是磺化的或聚氧乙烯化的醇。还有一些其它的实施方案中，硫酸化的或磷酸化的聚氧乙烯化的醇是适用的。聚环氧乙烷/环氧丙烷/环氧乙烷分散剂，熟知为泊洛沙姆(poloxamers)，也可以用作分散剂。伯和仲醇乙氧基化物也可适用于一些分散体。烷基配糖体(glycosides)和烷基甘油酯可以用于一些分散体。当然，这些分散剂的组合也是适用的。
以所用的聚合物和/或蜡、增粘树脂、和油的总量计，本发明的实施方案通常包括约1至30pph(份每100份)分散剂。但是，在选定的应用中也可以使用更大量或更少量的分散剂。在其它的实施方案中，可使用5至20pph的分散剂。
抗微生物剂
此外，可以使用增强生物稳定性的抗微生物剂。本领域技术人员知道存在许多适当的化合物。例如，氯、季铵化合物，和五氯酚钠都是适当的例子。一种特别有用的抗微生物剂陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)(Midland，MI)有售，商品名DOWICIL 200。抗微生物剂存在的范围为总重量的约0至约1重量％。
添加剂
本发明的粘合剂也可含有许多的额外的组分，比如稳定剂、增塑剂、染料、填料、或抗氧化剂。本发明的粘合剂组合物包含的可应用的稳定剂或抗氧化剂是高分子量的受阻酚和多官能的酚，比如含硫的和含磷的酚。本技术领域人员知道受阻酚可以为酚类化合物，邻近酚羟基的位置还包含空间大体积的基团。特别是叔丁基通常取代苯环上相对酚羟基的至少一个邻位。这些空间大体积的取代基团在羟基邻近位置的出现有利于阻碍它的伸缩频率，相应地降低它的反应活性。这种阻碍能够提供这些酚类化合物的起稳定作用的性能。
代表性的受阻酚包括，但不受此限制，2，4，6-三烷基化单羟基酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-苯、季戊四醇四-3(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯，商业上有售的商品名为IRGANOX(R)1010、正十八烷基-3(3，5-二-叔丁基4-羟基苯基)-丙酸酯、4，4’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4’-硫代二(6-叔丁基间甲酚)、2，6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2，4-双(正辛基-硫代)-1，3，5-三嗪、2-(正辛基硫基)乙基3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、二正十八基3，5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸酯、和山梨糖醇六(3，3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯。
抗氧化剂包括，但不受此限制，丁基化羟基苯甲醚(“BHA”)或丁基化羟基甲苯(“BHT”)，它们也可以用来增加制剂的热稳定性。这些稳定剂和抗氧化剂加入的数量为制剂的重量的约0.01％至约5％。
将已知增效剂与抗氧化剂一起使用可以进一步增强这些抗氧化剂的性能。这些已知的增效剂中的一部分是，例如，硫代二丙酸酯或磷酸酯。也可以使用螯合剂和金属失活剂。这些化合物的例子包括乙二胺四乙酸(“EDTA”)，更优选为它的盐，和二水杨醛基丙二胺(disalicylalpropylenediamine)。双十八烷基硫基二丙酸酯也特别有用。加入粘合剂组合物中时，这些稳定剂存在的数量通常为约0.1至约1.5重量％，更优选的范围为约0.25至约1.0重量％。
粘合剂工业已知的其它添加剂也可以与本发明的实施方案联合使用。本发明的范围不限于上下文中设定的特定的制剂，而是权利要求确定保护范围。其它的常用的添加剂包括，但不限于此，成核剂、用来延迟结晶的化学品、增稠剂、流变调节剂、防结块剂、油和其它的添加剂。
如上所提及的，本发明的实施方案涉及能选择性活化的粘合剂分散体。为了形成本发明第一个实施方案的可选择性活化的分散体，聚合物在热熔加料箱(设定的温度足够基本熔融聚合物)中熔融。然后液体聚合物通过热的导管加入混合器中，加入的速率依据希望的加工时间来选定。在进入混合器的途中，液体聚合物可能会与一种或多种蜡、增粘树脂、油、或其它的以上所述的添加剂进行组合。在到达混合器后，液体聚合物(和其它的组分，如果有的话)与水/分散剂溶液进行组合，水/分散剂溶液在注入混合器前通常进行了预热。在混合足够长时间后，可选择性活化的粘合剂分散体就制成了。在混合器出料时，可以加入热水稀释混合物至希望的程度。添加剂也可以替代地在分散体离开混合器后加入分散体中。
任何方法都可以使用，但制备此处所述的分散体的一种方便的方法是用熔融捏合。可以使用本领域已知的任何熔融捏合方法。在一些实施方案中，可以使用捏合器、本伯里(Banbury)密炼机、单螺杆挤出机、或多螺杆挤出机。制备本发明所述的分散体的方法不是特别受限。例如，一种优选的方法是包括根据美国专利No.5,756,659和美国专利公开(U.S.Patent Publication)No.20010011118熔融捏合上文提及的组分的方法。
图1图示性地说明可用于本发明的实施方案的挤出装置。挤出机20，在某些实施方案中为双螺杆挤出机，连接有后压力调节器、熔融泵、或齿轮泵30。实施方案也提供碱储存器40(base reservoir)和初始的水储存器50，它们都包括一个泵(没有显示出来)。碱和初始的水的希望的数量分别由碱储存器40和初始的水储存器50提供。任何合适的泵都可以使用，但是在一些实施方案中，使用240巴(bar)压力下流速约150毫升/分钟的泵来提供碱和初始的水至挤出机20。在其它的实施方案中，液体注射泵提供200巴压力下300毫升/分钟的流体，或133巴压力下600毫升/分钟的流体。在一些实施方案中，碱和初始的水在预热器中预热。
在一些实施方案中，碱性物质或其水溶液、分散体或浆液在加工的任何位置加入分散体中，优选加入挤出机。通常，碱性物质作为水溶液加入的。但是，在一些实施方案中，以其它方便的形式将其加入，比如以颗粒或微粒的形式加入。在一些实施方案中，碱性物质和水通过挤出机分开的入口加入。在熔融捏合方法中用来中和或皂化的碱性物质的例子包括碱金属和碱土金属(如钠、钾、钙、锶、钡)、无机胺(如羟基胺或肼)、有机胺(如甲基胺、乙基胺、乙醇胺、环己基胺、氢氧化四甲基铵)，碱金属和碱土金属的氧化物或氢氧化物、和氢化物(如氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、氢化钠、氢化钾、氢化钙)，和碱金属和碱土金属的弱酸盐(如碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙)或氢氧化铵。在特殊的实施方案中，碱性物质是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。在一些实施方案中，碱性物质选自氢氧化钾、氢氧化钠或其组合。
示例性制剂如下所述。通常，形成下述例子的一种方法是在热熔加料箱中熔融HMA或PSA，制成熔融的HMA或PSA。然后将液体HMA或PSA与分散剂混合。然后再将这种组合物投入混合器，在混合器中所述的组合物与水(和通常用到的碱)组合成水分散体。水分散体然后可以沉积在底材上，或贮存以备后用。
使用本发明的实施方案的方法形成分散体的前体的一个有利的特征是形成的分散体具有很小的粒度。“平均粒度”在本发明中指体积-平均粒度。
通常，平均粒度为直径0.1微米至100微米。一些优选的分散体的平均粒度为约0.1微米至约10微米。在一些实施方案中，平均粒度为约0.1微米至约5微米。在其它的实施方案中，分散体的平均粒度为约0.5微米至约1.5微米。对于不是球形的粒子来说，粒子的直径是粒子的长轴和短轴的平均值。可以用Beckman-Coulter LS230激光衍射粒度分析仪或其它的合适的设备来测定粒度。
对于此处使用的水分散体的平均粒度，本领域的普通技术人员知道测定的平均粒度只包括聚合物、分散剂、和增粘树脂、蜡、和/或油。其它的组分，如填料、染料等不包括在该测量中，但是它们是存在的。
在其它的实施方案中，用多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)来表征粒度。本发明的实施方案的通常具有的特征为多分散性为小于约5。在特定的实施方案中，多分散性可小于3。在另一些其它的实施方案中，多分散性可小于2。
HMA和PSA前体分散体制剂实施例
实施例1：
一种水分散体，National Starch Cool-Lok 34-2116热熔粘合剂(HMA)包括聚合物、蜡、和分散剂(国家淀粉化学公司(National Starch & Chemical Company，Berkeley，CA)有售)，其可以用下列方法制造：
HMA在温度设定在135℃的热熔加料箱中熔融。液体HMA用热熔器齿轮泵以85克/分钟的速率通过加热的导管加入混合器中。在通往混合器的导管中，液体HMA与2.8克/分钟的Industrene 106(基本上是油酸)一起注入。在混合器中(Oakes M-4 4”转子-定子以800转/分钟的速率进行运转)，HMA与12.35克/分钟水和1.26克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，这两种组分在注入混合器前都预热至约120℃。在混合器中，制成了水包HMA分散体。
在离开混合器后，将52克/分钟的水预热至100℃并加入分散体中。将150PSIG弹簧控制的止回阀用在流程的出口以保持系统的压力。稀释的分散体产品通过弹簧止回阀并离开流程进入收集器。形成的产品是一种水包HMA分散体，其体积平均粒度为约0.6微米(用Beckman Coulter LS230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为小于1.5。
实施例2：
水分散体H.B.Fuller HM-2055PI HMA(富乐公司(H.B.FullerCompany，St.Paul，MN)有售)包括聚合物(在本实施例中是聚乙烯)和蜡，其可以用下列方法制造：
HMA在温度设定在135℃的热熔加料箱中熔融。液体HMA用热熔器齿轮泵以50克/分钟的速率通过加热的导管加入混合器中。在通往混合器的导管中，液体HMA与1.8克/分钟的Industrene 106(基本上是油酸)一起注入。在混合器(Oakes M-4 4”转子-定子以500转/分钟的速率进行运转)中，HMA与4克/分钟的水和0.7克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，这两种组分在注入混合器前都预热至约120℃。在混合器中，制成了水包HMA分散体。
在离开混合器后，将45克/分钟的水预热至100℃并加入分散体中。将150PSIG弹簧控制的止回阀用在流程的出口以保持系统的压力。稀释的分散体产品通过弹簧止回阀并离开流程进入收集器。形成的产品是一种水包HMA分散体，其体积平均粒度为约0.8微米(用Beckman Coulter LS 230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为小于1.5。
实施例3：
水分散体H.B.Fuller HL-72687PI HMA(富乐公司(H.B.FullerCompany，St.Paul，MN)有售)可以用下列方法制造：
HMA在温度设定在135℃的热熔加料箱中熔融。液体HMA用热熔器齿轮泵以50克/分钟的速率通过加热的导管加入混合器中。在通往混合器的导管中，液体HMA与1.8克/分钟的Industrene 106(基本上是油酸)一起注入。在混合器(Oakes M-44”转子-定子以500转/分钟的速率进行运转)中，HMA与4克/分钟水和0.8克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，这两种组分在注入混合器前都预热至约120℃。在混合器中，制成了水包HMA分散体。
在离开混合器后，将50克/分钟的水预热至100℃并加入分散体中。将150PSIG弹簧控制的止回阀用在流程的出口以保持系统的压力。稀释的分散体产品通过弹簧止回阀并离开流程进入收集器。形成的产品是一种水包HMA分散体，其体积平均粒度为约0.8微米(用Beckman Coulter LS 230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为小于1.5。
实施例4：
水分散体H.B.Fuller PHL-4164HMA(富乐公司(H.B.FullerCompany，St.Paul，MN)有售)包括聚合物、蜡、油和增粘剂，其可以用下列方法制造：
HMA在温度设定在135℃的热熔加料箱中熔融。液体HMA用热熔器齿轮泵以50克/分钟的速率通过加热的导管加入混合器中。在通往混合器的导管中，液体HMA与1.8克/分钟的Industrene 106(基本上是油酸)一起注入。在混合器(Oakes M-44”转子-定子以500转/分钟的速率进行运转)中，HMA与3.5克/分钟水和0.8克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，这两种组分在注入混合器前都预热至约120℃。在混合器中，制成了水包HMA分散体。
在离开混合器后，将50克/分钟的水预热至100℃并加入分散体中。将150PSIG弹簧控制的止回阀用在流程的出口以保持系统的压力。稀释的分散体产品通过弹簧止回阀并离开流程进入收集器。形成的产品是一种水包HMA分散体，其体积平均粒度为约0.5微米(用Beckman Coulter LS 230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为小于1.5。
实施例5：
水分散体H.B.Fuller HL8141XZP PSA(富乐公司(H.B.FullerCompany，St.Paul，MN)有售)包括聚合物和油(矿物油)，其可以用下列方法制造：
粘合剂在温度设定在150℃的热熔加料箱中熔融。液体粘合剂用热熔器齿轮泵以50克/分钟的速率通过加热的导管加入混合器中。在通往混合器的导管中，液体粘合剂与1.6克/分钟的Industrene 106(基本上是油酸)一起注入。在混合器(Oakes M-44”转子-定子以500转/分钟的速率进行运转)中，PSA与3.5克/分钟水和0.6克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，这两种组分在注入混合器前都预热至约120℃。在混合器中，制成了水包粘合剂分散体。
在离开混合器后，将50克/分钟的水预热至100℃并加入分散体中。将150PSIG弹簧控制的止回阀用在流程的出口以保持系统的压力。稀释的分散体产品通过弹簧止回阀并离开流程进入收集器。形成的产品是一种水包PSA分散体，其体积平均粒度为约1.15微米(用Beckman Coulter LS 230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为小于1.5。
实施例6：
水分散体HB Fuller PHC9256PE热熔粘合剂(HMA)(富乐(HBFuller)有售)包括聚合物、蜡、和分散剂，其可以用下列方法制造：
将HMA和分散剂(以质量计30％的Dow Primacor 5990i乙烯丙烯酸共聚物)以150克/分钟的速率一起加入25毫米双螺杆挤出机。将聚合物熔融并向前加入乳化区，其中55克/分钟水和15.2克/分钟的45％(重量/重量)KOH水溶液进行组合，预热至约100℃并注入聚合物混合物。在乳化区，制成了水包HMA分散体。
在制成初始分散体后，将120克/分钟的水预热至100℃并注入稀释区内的桶中，其中稀释物水在剪切作用下注并入初始分散体中。完成的分散体通过设置在约200PSIG的回压(back-pressure)调节器离开挤出机，并在产品收集器中进行收集。形成的产品是一种水包HMA分散体，其体积平均粒度为约0.6微米(用Beckman Coulter LS 230测定)和多分散性(定义为体积平均粒度除以数量平均粒度)为约4。
本发明的方法包括将本公开中所述的粘合剂前体分散体沉积在底材上以形成可选择性活化的涂层和选择性地活化至少一部分涂覆的底材以形成粘合。图2是这样的一个实施方案的流程图。
在图2中，可选择性活化的粘合剂前体分散体沉积在底材上(ST 100)。前体溶液干了后或者还是含水状态时，在至少一个选择的面积上加热粘合剂前体分散体(如果是HMA)，或者施加压力(如果是PSA)。活化步骤(ST102)的结果形成一种粘合剂(ST104)。例如，底材可以包括纸、纸板、薄膜、玻璃、陶瓷、织物、复合材料、纤维、木材、金属、粘土涂覆的纸板、非织造卫生学用品、书本粘合、塑料成型制品、混凝土、和沥青。
在本发明的另一实施方案中，步骤102和104可以省略，也就是说，可选择性活化的粘合剂前体溶液可以简单地用于至少一部分的底材。结果形成的涂覆的底材然后运至另一地点以待活化，或可以贮存以备后用。因此，与先有技术的各种HMA或PSA相比，本发明的优点是本发明的粘合剂分散体提供“符合要求”的粘合剂源头，因而可以形成大量的涂覆的底材并贮存以备后用。
在另一实施方案中，上文中所设定的分散体可以在生产工厂“在线”制备。例如，如果是HMA，蜡、增粘树脂、和聚合物可以在制备HMA的传统方法之后进行混合。不以枕形(pillow)、小鸡(chicklet)或糖果(dragee)形式做成HMA(通常是这么做的)，但是，熔融的混合物与表面活性剂可以泵送并计量进入机械分散设备并进行测定，在分散设备中与水混合形成最终产品。有利地，这种制备方法允许除去形成枕形的中间步骤，将它们运到分散体的加工地点，并再熔融，这样做更经济。
在另一实施方案中，可以用能形成粘合剂的聚烯烃、分散剂、和水制成粘合剂，其中分散体的至少一个平均粒度为约0.1至约100微米和多分散性为小于5。
本发明的实施方案的方法和制剂可用于制成许多的制品。水分散体可以用各种工序涂覆于底材上，例如，喷洒涂覆、屏流涂覆(curtain flow coating)、用滚动涂覆器或凹版涂覆器涂覆、刷涂覆或浸涂。虽然涂层的干燥可以用任何合适的方法来完成，但优选通过将涂覆的底材加热至50至150℃保持1至300秒对涂覆层进行干燥。例如，本发明的水分散体可以在底材的表面(如纸、纸板、薄膜、玻璃、陶瓷、织物、复合材料、纤维、木材、金属、粘土涂覆的纸板、非织造卫生学用品、书本粘合、塑料成型制品、混凝土、和沥青)上进行涂覆和干燥。特别地，本发明的实施方案对赛璐珞底材尤其有用。
可以用于本发明的塑料成型制品的例子包括由α-烯烃的均聚物或共聚物(包括弹性体)形成的那些产品，其中α-烯烃例如有乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、和1-十二烯，聚合物通常的代表有聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚3-甲基-1-丁烯、聚3-甲基-1-戊烯、聚4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、和丙烯-1-丁烯共聚物，α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物(包括弹性体)，其通常的代表有：乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亚乙基降冰片烯共聚物；和聚烯烃(包括弹性体)如两个或多个α-烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚物，其通常的代表有乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二聚环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物、和乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物；乙烯-乙烯基化合物共聚物，如乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯酸或乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、和乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯共聚物(包括弹性体)如聚苯乙烯、ABS、丙烯腈-苯乙烯共聚物、和α-甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物；和苯乙烯嵌段共聚物(包括弹性体)如苯乙烯-丁二烯共聚物及其水合物、和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段(triblock)共聚物；聚乙烯基化合物例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚丙烯酸甲酯、和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺如尼龙6、尼龙6，6、和尼龙12；热塑性聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)和聚对苯二甲酸丁二醇酯；和聚碳酸酯、聚苯醚等。这些树脂既可单独使用也可两个或更多个组合使用。
在特别的实施方案中，水分散体可以使用聚烯烃，例如聚丙烯、聚乙烯、和其共聚物及其混合物，也可以是乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物。在一些实施方案中，优选的烯烃聚合物包括均聚物(埃尔斯通(Elston)的美国专利No.3,645,992对其进行公开)、高密度聚乙烯(HDPE)(安德森(Anderson)的美国专利No.4,076,698对其进行公开)，非均匀枝化的线型低密度聚乙烯(LLDPE)，非均匀枝化的线型超低密度聚乙烯(ULDPE)，均匀枝化的线型乙烯/α-烯烃共聚物，均匀枝化的基本线型乙烯/α-烯烃聚合物(例如，其可以用美国专利Nos.5,272,236和5,278,272公开的方法进行制备，其公开的内容以参考文献的形式并入全文)；和高压、自由基聚合的乙烯聚合物和共聚物，比如低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-丙烯酸(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸共聚物比如，例如那些可以购买的商品名为PRIMACORTM、NUCRELTM、和ESCORTM和美国专利Nos.4,599,392、4,988,781、和5,938,437所公开的，每个引用的专利的全部内容以参考文献的形式并入全文，和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物)。
美国专利Nos.6,538,070、6,566,446、5,869,575、6,448,341、5,677,383、6,316,549、6,111,023、或5,844,045(每个专利的全部内容以参考文献的形式并入全文)中公开的聚合物组合物也可以适用于作为一些实施方案中的底材。当然，聚合物的混合物也能够使用。在一些实施方案中，混合物包括两种不同的Ziegler-Natta聚合物。在其它实施方案中，混合物可以包括Ziegler-Natta聚合物和茂金属聚合物的混合物。还有一些其它的实施方案中，此处使用的热塑性树脂是两种不同的茂金属聚合物的混合物。
一个或多个本发明的实施方案在底材上涂覆，可以有利地形成粘合，即使暴露在冰霜或冷冻条件下也可以保持有效。而且，实施方案可以提供比先有技术的制剂在更低的温度下在干燥或湿的环境下形成的粘合剂。
虽然本发明已经公开了有限量的实施方案，受益于这份公开的本领域技术人员会知道其它的可能的实施方案，这些实施方案不脱离本发明在此公开的范围。因此，本发明的保护范围应当仅由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种形成粘合的方法，所述的方法包括：
在底材上沉积水分散体以形成一种可选择性活化的涂层，所述的水分散体包括：
A)至少一种聚合物，其能形成粘合剂，
B)至少一种分散剂，和
C)至少一种增粘树脂，所述增粘树脂选自萜、改性的萜、松香、松香衍生物和它们的混合物，其中增粘树脂具有环形和球形的70℃至150℃的软化点，
其中分散体含有至少一种平均粒度为0.1至100微米和多分散性为小于5的粒子；并且
在涂覆的底材的至少一部分上选择性活化以形成粘合；
其中选择性活化包括加热至低于约150℃的温度，和
其中至少一种聚合物(A)包括选自聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物的至少一者。
2.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，所述改性的萜为氢化的萜。
3.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，所述松香衍生物为氢化的松香。
4.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，所述乙烯-α-烯烃共聚物为乙烯-α-烯烃嵌段共聚物。
5.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，所述乙烯-α-烯烃共聚物为丙烯-乙烯共聚物。
6.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其进一步包括在选择性活化前干燥涂覆的底材。
7.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中水分散体在低于聚合物的熔融温度的温度下沉积在底材上。
8.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中选择性活化包括加热或使用压力中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其进一步包括将第二种底材连接至涂覆的底材。
10.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中底材包括下列底材中的至少一种：纸、纤维、木材、金属、粘土涂覆的纸板、非织造卫生学用品、书本粘合、或塑料成型制品。
11.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中分散体的平均粒度为0.1至10微米。
12.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中组分A)、B)、和C)总计为分散体的1至74体积％。
13.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中分散剂的数量为组分A)和B)的1至30pph。
14.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中分散体包括26至99体积％的水。
15.根据权利要求1所述的形成粘合的方法，其中选择性活化包括加热至低于150℃的温度。
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