具有氮丙啶交联剂的丙烯酸类压敏粘合剂制造技术

本发明专利技术描述一种包含酸官能化（甲基）丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂的预粘合剂组合物，当交联时，该预粘合剂组合物形成压敏粘合剂和压敏粘合剂制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压敏粘合剂和由其制备的胶带制品。所述胶带的特征在于，所述胶带 在高温下显示出粘合性与内聚特性的整体平衡和异常的承载能力。
技术介绍
压敏胶带在住宅和工作场所中几乎是随处可见的。压敏胶带的最简单构形中包括 粘合剂和背衬，整体构造在使用温度下是有粘性的，并且只用适度的压力便可以粘附于多 种基材以形成粘结。按此方式，压敏胶带构成了完整自持的粘结系统。根据压敏胶带协会的规定，已知压敏粘合剂(PSA)具有包括如下的性能(1)强 力和持久的粘性，(2)用不超过手指的压力便可以粘着，(3)有足够的能力保持在粘附体上 面，和(4)有足够的内聚强度，从而可以从粘附体上干净地将其去除。已发现可很好用作 PSA的材料包括，设计并配制以表现出所需粘弹特性的聚合物，所述粘弹特性可产生所期望 的粘性、剥离粘附力与剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室温(例如20°C )下是 发粘的。PSA不仅仅因为组合物具有粘性或能够附着到某种表面上而包含这些组合物。通常借助于设计用来单独地测量粘性、粘附力(剥离强度)和内聚力(剪切保持 力)的测试对这些要求进行评定,如A. V. Pocius在Adhesion and Adhesives Technology An Introduction (第二版，Hanser Gardner Publication,Cincinnatti, OH, 2002)中所述。 这些测量合起来构成常用来表征PSA的性能的平衡。随着多年来压敏胶带使用的扩展，对性能的要求变得更加苛刻。例如就操作温度 和负载而言，对于许多应用来说，原来预期应用于在室温下支承少量负载的剪切保持能力 已大幅度提高。所谓的高性能压敏胶带是在高温下能够承载10，000分钟的那些。一般是 通过交联PSA来实现剪切保持能力的提高，但操作必须相当小心，以便保持高水平的粘性 和粘附力，从而保持前述的性能平衡。对于丙烯酸类粘合剂来说，存在着两种主要的交联机制多官能烯属不饱和基团 与其它单体的自由基共聚，和通过官能化单体(如丙烯酸)的共价或离子交联。另一种方法 是使用UV交联剂如可共聚的二苯甲酮或后加入的光交联剂，如多官能二苯甲酮和三嗪。过 去使用多种不同的材料作为交联剂，例如多官能的丙烯酸酯、苯乙酮、二苯甲酮和三嗪。然 而前述的交联剂具有包括以下一种或多种的某些弊端挥发性高；与某些聚合物系统不兼 容；产生腐蚀性或有毒的副产物；产生不良的颜色；需要单独的光敏化合物来引发交联反 应；以及对氧高度敏感。
技术实现思路
简言之，本专利技术提供一种包含酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂 的预粘合剂组合物。一方面，本专利技术提供一种新型预粘合剂浆料聚合物组合物，其包含a) 第一组分的酸官能化(甲基)丙烯酸酯溶质共聚物，b)包含至少一种自由基聚合型溶剂单 体的第二组分，和c)氮丙啶交联剂。可以聚合及固化所述预粘合剂浆料聚合物组合物以制6备压敏粘合剂。本专利技术的另一实施例提供一种粘合剂乳液，所述粘合剂乳液包含酸官能化(甲 基)丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂的水性乳液，可以用其进行涂布和干燥以形成压敏粘 合剂。在一个相关的实施例中，本专利技术提供一种粘合剂乳液，所述粘合剂乳液包含酸官能化 (甲基)丙烯酸酯共聚物与氮丙啶交联剂的反应产物的水性乳液，可以用其进行涂布和干 燥以形成压敏粘合剂。本专利技术的压敏粘合剂、交联的组合物提供所需的粘性、剥离粘附力与剪切保持力 的平衡，并且进一步符合Dahlquist标准；即，频率为IHz时，粘合剂在应用温度(通常是室 温)下的模量小于3 X IO6达因/厘米。与使用(甲基)丙烯酸类粘合剂用的常规交联剂相比，使用氮丙啶交联剂可提供 许多优点。这些优点包括但不限于可交联的组合物对氧的敏感度减小；避免了任何有毒 或腐蚀性副产物的析出或最终产物的变色；以及能被用作后固化交联添加剂。此外，所述交 联剂具有优于先前所述试剂的以下优点容易合成，在组分单体或有机溶剂中的溶解度高， 并且起始材料成本低。在一些实施例中，本专利技术提供一种衍生自可再生资源的粘合剂组合物。具体地讲， 本专利技术提供部分地衍生自植物材料的粘合剂组合物。在一些实施例中，本专利技术还提供粘合 剂制品，其中基底或背衬也衍生自可再生资源。原油以及伴随的石油衍生产品的价格上涨 已经导致许多粘合剂产品的价格和供应不稳定。希望能用衍生自可再生来源(例如植物) 的那些替代全部或部分的石油基原料，因为这些材料相对便宜，因此具有经济和社会效益。 因此，对这些衍生自植物的材料的需求已变得日益显着。在本申请中，“预粘合剂”是指包含官能化酸官能化(甲基)丙烯酸酯溶质共聚物、 第二溶剂单体组分和第三组分的氮丙啶交联剂的溶液，可以对其进行聚合及交联以形成压 敏粘合剂。“浆料聚合物”是指溶质聚合物在一种或多种溶剂单体中的溶液，所述溶液在 22°C时的粘度为500至10，OOOcPs。“溶液聚合物”是指溶质聚合物在一种或多种有机溶剂 中的溶液。在本申请中，(甲基)丙烯酸类包括甲基丙烯酸类和丙烯酸类两者。由于环境方 面的原因，希望在涂布过程中避开使用挥发性的有机溶剂(VOC)，而倾向于使用更环保的水 基材料，因此本专利技术提供包含上述水性乳液的水性粘合剂。由于成本、环境、安全和监管的 原因，水性体系是可取的。水性体系可易于涂布，并且在干燥时形成压敏粘合剂。在其它实 施例中，可以通过浆料聚合法制备粘合剂共聚物，其包含溶质聚合物在一种或多种溶剂单 体中的溶液，由其可以不使用挥发性有机溶剂进行涂布和聚合。具体实施例方式本专利技术提供包含酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂的预粘合剂组 合物，当交联时，其形成压敏粘合剂和压敏粘合剂制品。可用于制备酸官能化(甲基)丙烯酸酯粘合剂共聚物的(甲基)丙烯酸酯单体为 单体性的非叔醇的(甲基)丙烯酸酯，所述醇含有1至14个碳原子，优选含平均4至12个 碳原子。适合用作(甲基)丙烯酸酯单体的单体例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的7酯，所述的非叔醇如乙醇、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、异辛醇、2-乙基-1-己醇、 3，7-二甲基庚醇、3，7-二甲基庚-3-醇、1-癸醇、1-十二醇、1-十三醇、1-十四醇、香茅醇、 二氢香茅醇等。在一些实施例中，优选的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸与丁醇 或异辛醇的酯或它们的组合，虽然两种或更多种不同(甲基)丙烯酸酯单体的组合是合适 的。在一些实施例中，优选的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸与衍生自可再生来 源的醇(如2-辛醇、香茅醇、二氢香茅醇)的酯。按用于制备聚合物的100份总单体含量计，(甲基)丙烯酸酯单体的存在量为85 至99重量份。优选的是，按100份总单体含量计，(甲基)丙烯酸酯单体的存在量为90至 95重量份。所述聚合物还包含酸官能化单体，其中的酸官能团可以是酸本身，如羧酸，或者一 部分可以是其盐，如碱金属羧酸盐。可用的酸官能化单体包括但不限于选自烯属不饱和羧 酸、烯属不饱和磺酸、烯属不饱和膦酸以及它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联的组合物，其包含酸官能化（甲基）丙烯酸酯共聚物和下式的氮丙啶交联剂：　　（Ｒ↑［３］）↓［ｚ］－＊－Ｒ↑［４］－Ｒ↑［６］　　其中　　每个Ｒ↑［３］独立地为－Ｈ或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷基基团，　　ｚ是为０、１或２；　　Ｒ↑［４］是二价亚烷基，其任选被一个或多个链中酯基团、脲基团和／或氨基甲酸酯基团取代，且　　Ｒ↑［６］是单价烷基或芳基基团。

【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：莫琳A卡瓦纳，凯利S安德森，贝尔曼伊尔道盖恩，拉里R克雷普斯基，萨纳特莫汉蒂，蒂莫西D菲利特劳尔特，巴布N加德丹，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]