壓敏粘合劑組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了粘合劑組合物，其包含低Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分、高Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分、以及氫化烴類增粘劑。本公開提供了尤其可用于粘結(jié)低表面能(LSE)基材的壓敏粘合劑和壓敏粘合劑制品。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】壓敏粘合劑組合物
本專利技術(shù)涉及壓敏粘合劑和由其制得的條帶制品。所述條帶的特征在于顯示出粘合和內(nèi)聚特性的總體平衡以及對低表面能基材的超常的粘附力。
技術(shù)介紹
壓敏膠帶在家庭和工作場所中事實上隨處可見。在壓敏條帶的最簡單的構(gòu)造中，其包括粘合劑和背襯，且整體構(gòu)造在使用溫度下是粘性的，并且僅使用適度的壓力便可以粘附至多種基材以形成結(jié)合。以此方式，壓敏膠帶構(gòu)成了完整自持的粘合系統(tǒng)。根據(jù)壓敏膠帶協(xié)會，已知壓敏粘合劑(PSA)具有包括以下的性質(zhì)：(1)有力而持久的粘著力；(2)用不超過指壓的壓力即可粘附；(3)具有足夠固定在粘附體上的能力；以及(4)足夠的內(nèi)聚強度以便使其從粘附體干凈地移除。已發(fā)現(xiàn)作為PSA充分發(fā)揮作用的材料包括經(jīng)設(shè)計和配制以表現(xiàn)出所需粘彈特性的聚合物，所述粘彈特性實現(xiàn)所期望的粘著力、剝離粘附力與剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室溫(例如20℃)下是發(fā)粘的。PSA不包括僅具有粘性或僅能夠黏附于某表面的組合物。通常使用設(shè)計用來逐個地測量粘著力、粘附力(剝離強度)和內(nèi)聚力(剪切保持力)的測試方法來評估這些要求，如A.V.Pocius在由俄亥俄州辛辛那提漢瑟加德納出版社(HanserGardnerPublication,Cincinnati,OH)于2002年出版的AdhesionandAdhesivesTechnology:AnIntroduction(粘附和粘合劑技術(shù)：概論)(第2版)中所指明的那樣。這些量度合在一起構(gòu)成了經(jīng)常用來表征PSA的諸性質(zhì)的平衡。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本公開提供了粘合劑組合物，其包含低Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分、高Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分、以及優(yōu)選地氫化烴類增粘劑。本公開提供了壓敏粘合劑和壓敏粘合劑制品，其尤其可用于粘結(jié)低表面能(LSE)基材，并且尤其是在高溫下表現(xiàn)出高剝離值。低Tg丙烯酸酯共聚物組分可以為溶液共聚物或漿料共聚物，并且其Tg≤20℃，其包含：i.C1-C18(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii.酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii.任選的非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；iv.任選的乙烯基單體單元；和v.任選的多官能(甲基)丙烯酸酯單體單元。高Tg丙烯酸酯共聚物具有Mw≥20k、Tg≥50℃，并包含：i)高Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii)任選的酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii)任選的低Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；iv)任選的非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；v)任選的乙烯基單體單元。在本專利申請中，“漿料(共)聚合物”是指溶質(zhì)(共)聚合物在一種或多種溶劑單體中的溶液，該溶液在22℃下的粘度為500至10,000cPs(厘泊)。“溶液(共)聚合物”是指溶質(zhì)(共)聚合物在一種或多種有機溶劑中的溶液。本公開的壓敏粘合劑提供所需的粘著力、剝離粘附力和剪切保持力的平衡，且還符合Dahlquist標準；即，在涂覆溫度，通常室溫下的粘合劑的模量在1Hz的頻率下小于3×106達因/cm。本公開的粘合劑尤其可用于形成對低表面能(LSE)基材的強效粘結(jié)，并進一步表現(xiàn)出在高溫下在這些基材上的優(yōu)異粘附性。如本文所用，“烷基”包括直鏈的、支鏈的和環(huán)狀烷基并且包括未取代的和取代的烷基基團。除非另外指明，所述烷基基團一般包含1至18個碳原子。本文所使用的“烷基”的例子包括(但不限于)甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、異丁基、叔丁基、異丙基、正辛基、2-辛基、正庚基、乙基己基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、金剛烷基和降冰片基等等。除非另外指明，否則烷基基團可以為一價或多價的。對低表面能材料的粘附性是丙烯酸系粘合劑配方領(lǐng)域渴求已久的需求。雖然已有提供可接受的性能水平的粘合劑，但是為滿足該要求，仍不斷希望有更多的選擇。此外，通常對于在或接近室溫下的粘附性能來配制壓敏粘合劑。當使用溫度遠高于其Tg時，典型的丙烯酸系粘合劑的粘附性迅速下降。因此，還需要丙烯酸系粘合劑組合物，其甚至在高溫下(<100℃)也能維持足夠的粘附性用于許多苛刻的應(yīng)用，例如電子、機動車、和工業(yè)市場中。本專利技術(shù)已發(fā)現(xiàn)通過將高Tg丙烯酸類共聚物共混入低Tg共聚物基質(zhì)中以形成弱分離相形態(tài)，特別是在高溫下實現(xiàn)令人驚奇的對LSE基材的總體粘附性的改善。具體實施方式本公開的粘合劑組合物部分地包含低Tg共聚物組分，其在優(yōu)選的實施例中可以為溶液共聚物或漿液共聚物。共聚物的Tg≤20℃，優(yōu)選地≤0℃。用于制備酸官能(甲基)丙烯酸酯粘合劑共聚物的(甲基)丙烯酸酯單體為非叔醇的單體(甲基)丙烯酸酯，所述醇包含1至18個碳原子，并且優(yōu)選包含平均4至12個碳原子。可以使用此類單體的混合物。適合用作(甲基)丙烯酸酯單體的單體的例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸與非叔醇的酯，所述非叔醇諸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、異辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-丙基庚醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、香茅醇、二氫香茅醇等等。在一些實施例中，優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯單體為(甲基)丙烯酸與丁醇或異辛醇或它們的組合的酯，但是兩種或更多種不同的(甲基)丙烯酸酯單體的組合也是合適的。在一些實施例中，優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯單體為(甲基)丙烯酸與衍生自可再生來源的醇(諸如2-辛醇、香茅醇、二氫香茅醇)的酯。在一些實施例中，上述(甲基)丙烯酸酯的一部分可用衍生自2-烷基鏈烷醇(Guerbet醇)的(甲基)丙烯酸酯取代，如申請人的共同待審的U.S.8137807(Lewandowski等人)中所述，其以引用的方式并入本文。以用于制備低Tg共聚物的100份總單體含量計，(甲基)丙烯酸酯單體的存在量為85至99.5重量份。優(yōu)選地，以低Tg共聚物的100份總單體含量計，(甲基)丙烯酸酯單體的存在量為95至99重量份。所述聚合物還包含酸官能單體，其中酸官能團可以是酸本身，例如羧酸，或者一部分可以是其鹽，例如堿金屬羧酸鹽。可用的酸官能單體包括但不限于選自烯鍵式不飽和羧酸、烯鍵式不飽和磺酸、烯鍵式不飽和膦酸、以及它們的混合物的那些。此類化合物的例子包括選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、巴豆酸、檸康酸、馬來酸、油酸、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、乙烯基膦酸以及它們的混合物的那些。由于其可獲得性，酸官能共聚物的酸官能單體一般選自烯鍵式不飽和羧酸，即(甲基)丙烯酸。當需要更強的酸時，酸性單體包括烯鍵式不飽和磺酸和烯鍵式不飽和膦酸。以100重量份低Tg共聚物的總單體計，所述酸官能單體的用量通常為0.5至15重量份，優(yōu)選地1至15重量份，最優(yōu)選地1至5重量份。可用于制備共聚物的極性單體多少有些油溶性且多少有些水溶性，從而導(dǎo)致極性單體在乳液聚合中分布在水相與油相之間。如本文所用，術(shù)語“極性單體”不包括酸官能單體。合適的極性單體的代表性例子包括但不限于：(甲基)丙烯酸2-羥乙酯；N-乙烯基吡咯烷酮；N-乙烯基己內(nèi)酰胺；丙烯酰胺；單-或二-N-烷基取代的丙烯酰胺；叔丁基丙烯酰胺；二甲氨基乙基丙烯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種粘合劑組合物，包含：a)60重量份或更大的低Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分，其包含：i.C1?C18(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii.酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii.任選地非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；iv.任選地乙烯基單體單元；和v.任選地多官能(甲基)丙烯酸酯，和b)至多40重量份Mw>20k的高Tg丙烯酸酯共聚物，其包含：i)高Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii)任選的酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii)任選的低Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；iv)任選的非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；v)任選的乙烯基單體單元；和c)以100重量份的a)和b)計，0.1至20重量份的氫化烴類增粘劑。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.11.18 US 61/561,4591.一種粘合劑組合物，包含：a)60重量份或更大的低Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組分，所述低Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物組份是包含具有<20℃的Tg的低Tg(甲基)丙烯酸酯溶質(zhì)共聚物和溶劑單體的漿料共聚物或溶液共聚物，并且所述低Tg(甲基)丙烯酸酯溶質(zhì)共聚物包含：i.C1-C18(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii.酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii.任選地非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；iv.任選地乙烯基單體單元；和v.任選地多官能(甲基)丙烯酸酯，和b)5至40重量份Mw>20k的高Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物，所述高Tg(甲基)丙烯酸酯共聚物具有>50℃的Tg并且包含：i)高Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；ii)任選的酸官能烯鍵式不飽和單體單元；iii)任選的低Tg(甲基)丙烯酸酯單體單元；iv)任選的非酸官能烯鍵式不飽和極性單體單元；v)任選的乙烯基單體單元；和c)以100重量份的a)和b)計，0.1至20重量份的氫化烴類增粘劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述低Tg(甲基)丙烯酸酯溶質(zhì)共聚物包含：i.85至99.5重量...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳中，K·S·安德森，馬京晶，E·L·雷克謝森，
申請(專利權(quán))人：三M創(chuàng)新有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US