包含与多官能的氮丙啶交联的针状二氧化硅粒子的压敏粘合剂制造技术

本发明专利技术介绍一种包含乳液聚合物的粘合剂组合物，所述乳液聚合物包含（甲基）丙烯酸酯共聚物以及由多官能氮丙啶交联剂交联的针状二氧化硅粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含与多官能的氮丙啶交联的针状二氧化硅粒子的压敏粘合剂
技术介绍
已知压敏粘合剂(PSA)具有包括以下的特性(1)干粘性和持久 粘性，(2)不超过手指压力下的粘附，(3)足够的粘附到粘附体上 的能力，以及(4)足够的粘合强度，以能够干净地从粘附体上除去。 已发现可很好地用作PSA的材料包括这样的聚合物，该聚合物经设计 和配制而表现出所需粘弹性，产生粘性、剥离附着力和剪切保持力的 ,的平衡。PSA的特征在于在室温(例如，2(TC)通常为粘性的。 PSA不仅仅因为组合物是粘性的或能够附着到某种表面上而包含这些 组合物。美国专利No.Re. 24,906 (Ulrich)公开了一种压敏粘合剂条带，该 压敏粘合剂条带的粘合剂层包含丙烯酸酯和可共聚的单体(例如丙烯 酸)的共聚物，在该专利中其被描述为一种"丙烯酸类压敏粘合剂条 带"。尽管丙烯酸类压敏粘合剂条带可以提供合格的强度和良好的粘 合力，但仍需要甚至更高的剪切强度(特别在高温时)，而没有任何 粘合力降低(尤其是剥离强度)。
技术实现思路
本专利技术涉及一种粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含(甲基)丙烯酸 酯共聚物、多官能的氮丙啶交联剂以及具有高纵横比的二氧化硅纳米 粒子。优选地，二氧化硅纳米粒子为针状(类似针形)。在另一个实 施例中，本专利技术提供(甲基)丙烯酸酯共聚物和二氧化硅纳米粒子的水性 乳液，该水性乳液可以被涂布并干燥，以生成压敏粘合剂制品。纳米 粒子的添加导致粘合剂的重叠剪切特性明显提高。有利的是，对于本 文所述的丙烯酸类压敏粘合剂来说，只需要少量纳米粒子(1-8重量％， 相对于粘合剂(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量)来观察剪切特性的增加。此外，关于本粘合剂聚合物，申请人已经观察到针状二氧化硅纳米粒 子相对于具有相同直径的球形二氧化硅纳米粒子有降低团聚的趋势。另外，已经发现的是，就剪切测定过程来说，多官能的氮丙啶与 针状纳米粒子的组合相对于具有仅纳米粒子组分或仅氮丙啶组分的相 同粘合剂聚合物混料可以表现出协同增强效应。由于环境原因，希望在涂覆工艺中避免使用挥发性有机溶剂(VOC's)，并趋向于更为环境友好的水基材料，因此本专利技术提供了一种包括乳液(甲基)丙烯酸酯共聚物和纳米粒子二氧化硅溶胶的水性粘 合剂。由于成本、环境、安全和调节原因，水性体系是理想的。水性 体系可能易于涂布，并当干燥时会形成压敏粘合剂。如本文所用"乳液"是指由一种或多种表面活性剂保持于悬浮液中的两种或 多种不混溶的液体的稳定混合物，更具体地讲，其是指速溶的可聚合 单体混合物、或生成的聚合物和水的稳定混合物；"乳胶"是指聚合物的水性悬浮液或乳液，更具体地讲，其是指 速溶聚合物的水性乳液；"水包油乳液"是指一种混合物，其中水形成连续相而单体(油) 是不连续的液滴；在水包油乳液中"油相"是指水相中个别超过其溶解度极限的制 剂中的全部组分；这些是在蒸馏水中通常具有低于1%的溶解度的材料， 然而，水相组分(如盐)可以降低某些油的溶解度导致它们分配进入 油相；在水包油乳液中"水相"是指现存的水和任何可溶于水(即没有 超过它们在水中的溶解度极限)的组分；"(甲基)丙烯酸酯单体"是醇类的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；此处所用的术语"二氧化硅溶胶"是指离散的、无定形的二氧化 硅粒子在液体(通常为水)中的分散体。7此处所用的"疏水性"意思是单体对水缺乏基本的亲和力，也就 是说，在室温下其既不充分吸收水也不吸收水。在二氧化硅纳米粒子语境中的"亲水性"是指那些容易分散于水 中的纳米粒子。在单体的语境中，其是指对水具有基本亲和力的单体。具体实施例方式本专利技术提供压敏粘合剂，包含(a) —种聚合物，包含(i) 90至99重量份，优选的是90至95重量份的非叔醇的(甲 基)丙烯酸酯，所述醇具有1至14个碳原子，优选的是具有约4至约 12的平均碳原子数；(ii) l至IO重量份，优选地2至7重量份酸性官能单体；(iii) 0至IO重量份第二、非酸性官能极性单体；(iv) 0至5份乙烯基单体；(V)可任选地O.Ol至1重量份的多官能丙烯酸酯；(b) 0.001至1份的多官能氮丙啶交联剂(基于100份的聚合物(a))以及(c) 1至8重量份，优选的是2至5重量份的针状二氧化硅纳米粒 子(基于IOO份的聚合物)。优选的是，粒子具有9-25nm的平均粒径 和40-300 nm的长度。本专利技术还提供pH大于7的水性乳液，该水性乳液包含70至30 重量。/。的(a)、 (b)和(c)以及30至70重量％的水相。更具体地讲，乳液包含(a)聚合物，该聚合物包含以下组分的反应产物(i) 90至99重量份，优选地90至95重量份非叔醇的(甲基) 丙烯酸酯，所述醇具有1至14个碳原子，并且碳原子的平均数量为从 约4至约12;8(ii) l至10重量份，优选地2至7重量份酸性官能单体；(iii) 0至IO重量份第二、非酸性官能极性单体； (W)0至5重量份乙烯基单体；(V)任选地0.01至1重量份多官能团丙烯酸酯，(vi)0至0.5重量份链转移剂， 其中，(i)至(vi)的总和为IOO重量份，(b) 0.001至1份多官能氮丙啶交联剂(基于100份的聚合物(a));以及(c) 1至8重量份，优选2至5重量份的针状二氧化硅纳米粒子(基 于100份的聚合物)。纳米粒子优选具有9-25 nm的平均粒径和40-300 nm的长度(d) 30至70重量％的水相，基于乳液的总重量包含0.5至约8重 量％的表面活性剂，优选阴离子表面活性剂。优选的是，乳液包含约50至约65重量M的(a + b + c)和约35至约 50重量％的水相，最优选地约55至约62重量。/。的(a + b + c)和约38至 约45重量％的水相(基于乳液的总重量)，用以最小化水相并因此在 干燥乳胶过程中节约能源、用以最小化储存和运输费用以及用以最大 化工厂生产力。可以涂布并干燥乳液来生成压敏粘合剂。在制备粘合剂聚合物中有用的丙烯酸酯单体是非叔醇的疏水性单 体(甲基)丙烯酸酯，所述醇包含1至14个碳原子并优选地平均4至12 个碳原子。适合用作丙烯酸酯单体的单体的实例包括丙烯酸或甲基丙烯酸与 的如下的非叔醇的酯乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、1-戊 醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-l-丁醇、l-己醇、2-己醇、2-甲基-l-戊醇、 3-甲基-l-戊醇、2-乙基-l-丁醇、3，5,5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、l-辛醇、 2_辛醇、异辛醇、2-乙基-l-己醇、l-癸醇、l-十二烷醇、l-十三烷醇、 1-十四烷醇等。在某些实施例中，尽管两种或多种不同的丙烯酸酯单体的组合物是适合的，但是优选的丙烯酸酯单体是丙烯酸与丁醇或者异 辛醇，或它们组合物的酯。丙烯酸酯单体优选地以基于用来制备聚合物的100份总单体含量 (即，上述组合物中i至v的总量)的90至99重量份的量存在。更优 选地，丙烯酸酯单体以90至95重量份的量存在。聚合物进一步包括酸性官能单体，其中酸性官能基团可以是酸本 身，例如羧酸，或它们的盐例如碱金属羧酸盐。可用的酸性官能单体 包括(但不限于)选自烯键不饱和羧酸、烯键不饱和磺酸、烯键不饱 和膦酸以及它们的混合物的那些。这样的化合物实例包括选自丙烯酸、 甲基丙烯酸、衣康酸、延胡索本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压敏粘合剂，其包含：　（ａ）聚合物，该聚合物包含：　（ｉ）９０至９９重量份的非叔醇的（甲基）丙烯酸酯，所述醇具有１至１４个碳原子，优选的是碳原子的平均数为约４至约１２；　（ｉｉ）１至１０重量份酸性官能单体；　（ｉｉｉ）０至１０重 量份第二、非酸性官能极性单体；　（ｉｖ）０至５份乙烯基单体；　（ｖ）任选地０．０１至１重量份的多官能丙烯酸酯；　（ｂ）基于１００份的聚合物（ａ）计，０．００１至１份的多官能氮丙啶交联剂，以及　（ｃ）基于基于１００份的聚合物（ａ）计的 １００份聚合物计，１至８重量份二氧化硅纳米粒子，该二氧化硅纳米粒子具有９－２５ｎｍ的平均粒径和４０－３００ｎｍ的长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西D菲利特劳尔特，凯文M莱万多夫斯基，凯利S安德森，巴布N加德丹，尤金G约瑟夫，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]