用于非极性基材的粘合剂的制作方法

文档序号:3736888阅读:380来源:国知局

专利名称::用于非极性基材的粘合剂的制作方法
技术领域
:本发明涉及压敏粘合剂,其包括增粘剂树脂,具有通式结构A-B的第一嵌段共聚物和由至少两个并且不超过11个通式结构A-B的亚单元连接构成的第二嵌段共聚物,A在每种情况下为包括源自含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物的单体单元的聚合物嵌段,B在每种情况下为包括源自未取代的和取代的1,3-二烯的单体单元的聚合物嵌段,所述第一嵌段共聚物存在的含量为至少50wt%,基于粘合剂中嵌段共聚物的总重量,并且本发明也涉及这种类型的压敏粘合剂用于生产压敏的、基本上二维的元件的用途。以及它用于粘结表面能小于45mJ/m2的表面的用途。
背景技术
:用于接合工件的最重要的技术之一是粘结工件的粘合剂。在这种情况下,通过巧妙地选择所用的粘合剂,可通过粘合剂粘接成功地将多个不同的材料彼此接合。使用的容许容易地接合两个工件的这种类型的粘合剂优选为压壽l粘合剂。压敏粘合剂(PSA)是这样的粘合剂,其容许永久粘结至基材(基底),即使是在施加较弱的压力下也是这样。粘合剂的粘接能力是基于它们的粘合性的。"粘着力"通常是用于负责将两相保持在一起的物理作用的术语,所述的两相在它们的界面上彼此接触,由于所述界面上发生的分子间相互作用而保持在一起。因此,是粘着力决定着粘合剂与基材表面的附接,它能以粘性(tack)和粘结强度的形式测定。为了对粘合剂的粘着力施加目的性的影响,通常向粘合剂中添加增塑剂和/或粘结强度增强剂树脂(称为"增粘剂")。"内聚力"通常是用于化合物或组合物由于分子间和/或分子内相互作用而导致内在保持在一起的物理作用的术语。因此,是内聚力决定着粘合剂的粘度(viscousness)和流动性,其可测定为所谓的粘度(viscosity)和持黏(holdingpower)。为了故意增加粘合剂的内聚力,常常使其经历额外的交联,为了进行所述的额外的交联,将粘合剂与反应性(而因此是可交联的)组分或其它化学交联剂混合,和/或在后处理中将其暴露于电离辐射。PSA技术性质主要通过粘合性和内聚性之间的关系确定。例如,对于某些应用重要的是,所用的粘合剂是高度内聚的,即具有特别强的内持(internalhold),而对于其它应用,需要特别高的粘着力。已经证明,在实践中难以找到合适的在低能量表面上具有高粘结强度的PSA。用于本发明的目的的低能量表面是由表面能小于45mJ/m2,实际上常常小于40mJ/n^或者甚至是小于35mJ/mS的材料构成的所有表面。这种类型的材料也称为非极性材料。具有低能量表面的典型物质包括低密度聚乙烯(LDPE),高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯或乙烯和丙烯以及另外的烯烃的共聚物,实例是三元乙丙橡胶(EPDM)。由于聚乙烯、聚丙烯和三元乙丙橡胶是常常用于膜的材料,并且此外也常常以其它形式使用,例如固体或泡沫体,所以非常需要用于粘结这种类型的非极性材料的粘合剂。在市场上可获得的大多数PSA仅能够以有限的程度用于这些低能量表面,这是由于这些粘合剂不能够对这些表面产生足够的粘结强度。为了使常规的PSA适合于粘结非极性基材,通常将它与使粘合剂整体变得更软的助剂混合,实例是增粘剂树脂或增塑剂。虽然这不会导致对低能量表面的粘着力增加,但是它伴随着粘度的降低,并因此整体上伴随着内聚力的降低;因此,总体上,不可能产生机械稳固的粘结。与从要产生粘结的表面的性质来进行PSA的选择一样,需要确保的粘性粘结的环境条件也是同样重要的。因此,例如,找到这样的PSA是有困难的,该PSA在相应的基材上在低温显示出高粘结强度,而且同时在室温或者甚至是在更高的温度下也给出足够高的粘结强度。例如在用于密封冷冻货物的容器如水包(freezerbag)的粘性粘结的情况下,会产生这个问题。这是由于在低于该玻璃化转变温度的温度下,这些粘合剂变硬并因此失去它们的粘性和它们的粘结强度。下文中记录的温度对应于在半稳态实验中,例如通过动态扫4苗量热(dynamicscanningcalorimetry,DSC),获4寻的那些。有某些已知的PSA体系能够对非极性基材产生高的粘结强度。此外,在改变这些PSA的粘结特性时,已经通过添加具体的添加剂进行了许多尝试,添加的方式使得它们也在低温具有高粘结强度。因此,例如,基于苯乙烯嵌段共聚物的粘合剂是已知的,其在低能量表面上产生高于使用其它PSA(例如基于丙烯酸酯或天然橡胶的那些)的情况下的粘结强度。为了进一步增加这种苯乙烯嵌段共聚物粘合剂在非极性基材上的粘结强度,可将它们另外与各种添加剂和增粘剂树脂混合。例如,US5,453,319披露压敏粘合剂,其包括通式结构A-B的二嵌段共聚物(即包括两个不同均聚物嵌段的嵌段共聚物;这也称为二-嵌段共聚物),和由通式结构A-B的亚单元构成的多嵌段共聚物,以及,此外,具有脂肪族和芳族成分的固体增粘剂树脂和液体增粘剂树脂(20wt。/c0。此处的聚合物嵌段A含有具有单烯基的芳烃,此处的聚合物嵌段B含有1,3-丁二烯。当然可能使用本体系获得低至-12。C的玻璃化转变温度;但是,这些体系总是显示出显著较差的剪切强度,这是因为该体系的内聚力不足以获得稳定的粘性粘结,即使是在低温下也是这样。此外,US5,453,319中所述的样品不能与常规的产品相比,这是因为这些样品中的粘合剂的层在每种情况下都具有非常高的厚度,并且粘合剂的粘结强度随着层的厚度增加而增加。此外,EP1151052披露压敏粘合剂,其也包括通式结构A-B的二嵌段共聚物和包括通式结构A-B的亚单元的多嵌段共聚物(其中聚合物嵌段A包括具有烯基的芳烃,并且聚合物嵌段B包括1,3-丁二烯),以及,此外,聚苯醚树脂和增粘剂树脂。当使用这种粘合剂时,实际上发现了在非极性基材上的粘结强度的增加,但是它在低温的有用性没有改善。此外,已知,在PSA中使用高含量的二嵌段共聚物,能够提高它的粘结强度,但是同时大大损害了它的内聚力。
发明内容因此,本发明的目的是提供压敏粘合剂,其消除这些缺点,尤其是被调节至适用于在低能量表面上产生高粘结强度,并且其因此是基于具有高二嵌段共聚物含量的嵌段共聚物而形成的,并包括大含量的液体增粘剂树脂,但是同时也能够在低温用于粘性粘结,而不损害该粘合剂的内聚力。根据本发明的这个目的通过在本文开始所述类型的压敏粘合剂而达到,在所述压敏粘合剂中所述增粘剂树脂的至少30wt。/。在室温为液体,基于所述增粘剂树脂的总重量,所述在室温为液体的增粘剂树脂是这样的增粘剂树脂,其与所述聚合物嵌段A不可均匀混溶,并且与聚合物嵌段B基本上可均勻混溶。因此,根据本发明,使用具有相对坚硬的组分并且具有相对柔软的组分的增粘剂树脂,所述相对柔软的组分与B类型的弹性体嵌段相互作用。作为该实施方式的结果,保证本发明的PSA含有大含量的液体树脂。在高含量(高于30wt。/。)的在室温为液体的树脂的情况下,这种类型的粘合剂即使在相对低温下也是非常柔软的,并且因此具有高粘性。选择增粘剂树脂,使得它们与A型聚合物嵌段不可混溶-所述A型聚合物嵌段也即,具有包括乙烯基化合物的单体单元的嵌段,所述乙烯基化合物含有至少一个芳族基团。由于这些聚合物嵌段构成嵌段共聚物部分,在聚合物嵌段内具有高强度,并且因此是较硬的(所谓的刚性嵌段或硬链段),其因此基本上共同决定了聚合物的内聚性,所述刚性嵌段在微观水平上的粘结强度没有通过添加增粘剂树脂而被改变,这些聚合物嵌段仅对粘着力有少量贡献。由于所述刚性嵌段是与液体增粘剂树脂不混溶的,所以可认为所述刚性嵌段相对于液体增粘剂树脂可谓是填料。这种类型的刚性嵌段的玻璃化转变温度通常大于90°C。相反,所述增粘剂树脂必须是与B类型的聚合物嵌段基本上可均匀混溶的-所述B类型的聚合物嵌段也即,具有包括取代的和未取代的1,3-二烯的单体单元的嵌段。这些聚合物嵌段构成软的嵌段共聚物部分(所谓的软嵌段或软链段)。作为添加增粘剂树脂的结果,这些区域在微观水平变得甚至更软,而没有伴随总体的粘合剂剪切强度的降低。这种类型的增粘剂树脂对于本领域技术人员是大量已知的。借助于这种特定组成,本发明的粘合剂与现有技术的PSA混合物显著不同,并且因此能够在非极性基材上得到机械稳定的粘性粘结,甚至在低温也是这样。这一点是例如通过US5,453,319中所述的增粘剂树脂所不能获得的,这是因为,由于它们的芳香性,它们显示出与乙烯基芳族的聚合物嵌段(A型)具有良好的可混溶性,但是与二烯的聚合物嵌段(B型)不可混溶,并且因此这种粘合剂的内聚力总的来说是不够的。所述在室温为液体的增粘剂树脂可为脂肪族增粘剂树脂。通过选择这种增粘剂树脂,可以以特别筒单的方式确保它们容易与B类型的聚合物嵌7段混溶,但是与A类型的聚合物嵌段不可均匀混溶。因此,根据与B类型的聚合物嵌段的可混溶性和相容性,其中获得的所述液体增粘剂树脂是非常合适的,并且使得同样能够制备甚至是在较低的温度也具有优异的机械稳定性的PSA。尤其是,已经证明有利的是,所述增粘剂树脂包括多碎烯树脂,优选基于柠檬烯和/或蒎烯的那些,更具体地基于a-蒎烯的那些。在室温,这些增粘剂树脂通常是固体形式,是在室温为液体的增粘剂树脂的理想补充,从整体上确保了在非极性基材上的高粘结强度。因此,有利的是,将所述压敏粘合剂的玻璃化转变温度调节为小于-15°C,优选小于-20。C。具体地改变玻璃化转变温度的方法是本领域技术人员已知的,例如,通过选择所使用的具体的单体单元,使用如下所述的Flory和Fox编辑的方程进行。这种类型的低玻璃化转变温度使得可产生^/L械稳固的粘结,甚至是在低至-20°C的低温通过使用本发明的粘合剂也能够产生。已经表明有利的是,用于A类型的聚合物嵌段在每种情况下都是包括源自未取代的和/或取代的苯乙烯的单体单元的聚合物嵌段。用于PSA的基础聚合物的这种亚单元的选择确保了在低能量表面上的特别高的粘结强度。特别有利的结果可通过在所述嵌段共聚物中使用特别高含量的苯乙烯而获得,当所述第一嵌段共聚物和/或所述第二嵌段共聚物包括含量为至少20wt。/。的源于未取代的和/或取代的苯乙烯的单体单元时尤其是这样。此外,作为B类型的聚合物嵌段,在每种情况下都可选择包括源自未取代的和/或取代的1,3-丁二烯和/或异戊二烯的单体单元的聚合物嵌段。这种类型的构造使得可实现具有特别高的内聚力的粘合剂。此外,特别重要的是,苯乙烯作为单体单元的聚合物嵌段用作A类型的聚合物嵌段,从而从整体上确保在低能量表面上高水平的机械稳固的粘结。还有利的是,将所述第二嵌段共聚物中的亚单元线型地或以星形的形式彼此连接。在这种情况下,获得了嵌段共聚物,其由于它们的三维排列而参与了与其它聚合物分子的强分子间相互作用,并且因此确保了甚至是在低温也具有特别高的内聚力。最后,有利的是,所述第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物一起存在的含量为至少20wt。/。并且不大于70wt%,优选存在的含量为至少30wt。/。并且不大于60wt。/。,更具体地存在的含量为至少35wt。/。并且不大于55wt%,在每种情况下都基于所述粘合剂的总重量。通过使用这种嵌段共聚物含量(对应于第一嵌段共聚物的含量和第二嵌段共聚物的含量之和),从根本上确保了粘合剂的高粘结强度。本发明的另一目的是提供压敏粘合的、基本上二维的元件,其容许即使是在低温也能在低能量表面上产生机械稳固的粘结。这个目的已经通过使用用于生产压敏粘合的、基本上二维的元件的上述PSA而达到,也通过这样获得的压敏粘合的、基本上二维的元件而达到。此外,作为使用这种压敏粘合的、基本上二维的元件用于与表面能小于45mJ/m2的表面粘结的结果,已经可以在这种基材上获得特别稳固的粘结,甚至是在低温也是这样。本发明涉及所述压敏粘合剂(PSA)的组合物。PSA是这样的粘合剂,其容许永久粘结至基材,即使是在施加较弱的压力下也是这样。粘合剂的粘接能力是基于它们的粘合性的。更多种基础聚合物的混合物。可通过添加另外的辅料(auxiliaries)将这些聚合物根据具体期望的需求结构(profileofrequirements)进行改性,此夕卜,这些辅料在性质上也可以是聚合的。'本发明的PSA包括至少两种共聚物作为基础聚合物,也即第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物。共聚物是由至少两种不同类型的单体单元构成的聚合物。嵌段共聚物是具有至少两种不同聚合物嵌段作为结构单元的共聚物。根据它们含有的(不同)嵌段的数目,嵌段共聚物分类为例如二嵌段共聚物(具有两个聚合物嵌段),三嵌段共聚物(具有三个聚合物嵌段)或多-嵌段共聚物(具有多个聚合物嵌段)。聚合物嵌段是低聚物或聚合物(均聚物),其具有单种单体单元作为它们的主要结构单元,其中多个单体单元基本上顺序地彼此连接。为了对这种聚合物嵌段的物理和化学性质进行目标管理(targetedcontrol),它们也可另外含有单个的与主要结构单元的构成不同的单体单元。本发明的粘合剂具有弹性组分,第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物;这两个嵌段共聚物-在合适的时候与基于嵌段共聚物的另外的粘合剂组分一起-相应地对该粘合剂的嵌段共聚物的总重量做出贡献。9第一嵌段共聚物在粘合剂中存在的含量为至少50wt%,基于嵌段共聚物的总重量;因此所述第一嵌段共聚物形成粘合剂的聚合物主要组成。第一嵌段共聚物是二嵌段共聚物,即由两个不同聚合物嵌段构成的聚合物,一个A类型的聚合物嵌段和一个B类型的聚合物嵌段。由于A类型和B类型的聚合物嵌段在第一嵌段共聚物中彼此接合,所以所述第一嵌,殳共聚物的通式结构为A-B。A类型的聚合物嵌段包括相互连接的源于含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物的单体单元。除了这些单体单元之外,在A类型的聚合物嵌段中也可存在另外的单独的单体单元。含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物是含有未取代的乙烯基H3C=CH-,或源于所述基团的单取代的或多取代的乙烯基的那些化合物,所述基团连接至至少一个芳香性有机基团。含有至少一个芳族基团的这种类型的乙烯基化合物(也称为乙烯基芳族化合物)从根本上是指落入该类物质范围内的任何化合物;在最简单的情况下,该化合物是未取代的苯乙烯或者包括取代的苯乙烯。这种类型的单体以聚合的形式存在于A类型的聚合物嵌段中。A类型的聚合物嵌段也包括仅具有一个单种类型的含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物单体的聚合物嵌段,以及,具有两种或多种不同类型的含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物单体的聚合物嵌段。因此,属于A类型的聚合物嵌段的规格,并不指示,存在于该聚合物嵌段中的单体的数目,或者A类型的一个聚合物嵌段的单体单元是否与在相同的同或不同。B类型的聚合物嵌段包括相互连接的源于未取代的和取代的1,3-二烯的单体单元。合适的这种未取代的和取代的1,3-二烯在原则上可为在1,3位具有两个双^;的所有有机化合物;最简单的情况下,所讨论的化合物是未取代的和/或取代的1,3-丁二烯和/或异戊二烯。这种类型的单体以聚合的形式存在于B类型的聚合物嵌段中。所述B类型的聚合物嵌段也包括仅具有一个单种类型的源于未取代的和取代的1,3-二烯的单体的聚合物嵌段,以及,具有两种或多种不同类型的源于未取代的和取代的1,3-二烯的单体的聚合物嵌段,即,例如丁二烯和异戊二烯的共聚物。因此,属于B类型的聚合物嵌段的规格,并不指示,存在于该聚合物嵌段中的单体的数目,或者B同的嵌段共聚物内的这种类型的其它聚合物嵌段相同或不同。该第二嵌段共聚物是多嵌段共聚物,即由两个或更多个不同的聚合物嵌段构成的聚合物,这种多嵌段共聚物的结构单元由A类型的聚合物嵌段和B类型的聚合物嵌段构成。所述第二嵌段共聚物由分别由A类型的聚合物嵌段和B类型的聚合物嵌段构成的亚单元构成,并且因此所述亚单元同样具有通式结构A-B。A类型的聚合物嵌段和B类型的聚合物嵌段选自对第一嵌段共聚物所描述的化合物组。在一种粘合剂中,在第一嵌段共聚物中选择的A类型的聚合物嵌段和在第二嵌段共聚物中选择的A类型的聚合物嵌段可在每种情况下相同或不同。也可能的是,根据本发明,在一种粘合剂中,选择在第一嵌段共聚物中所用的B类型的聚合物嵌段,和在第二嵌段共聚物中所用的B类型的聚合物嵌段在每种情况下相同或不同。在本发明的PSA的第二嵌段共聚物中,在每种情况下,至少2个并且不大于11个这种A-B亚单元彼此接合。作为这种接合的结果,所述第二嵌段共聚物可具有不同的结构;例如,所述亚单元可线型地彼此连接。在这种类型的线型连接的情况下,产物总是通式(A-B)n(2^n兰ll)的部分交替的嵌段共聚物,A类型的或B类型的聚合物嵌段在一个嵌段共聚物中的长度可能是不同的。这可归因于以下事实在两个亚单元连接,其中相同类型的两个聚合物嵌段彼此连接的情况下,这两个亚单元各自对应于同样具有该类型的较大的聚合物嵌段。因此,例如,在两个A-B,亚单元通过B类型的聚合物嵌段连接的情况下,将会获得A-B,-B,-A类型的嵌段共聚物,其等价于作为A-B"-A类型的嵌段共聚物的描述,较大的B"类型的聚合物嵌段,对应于彼此接合的两个较小的聚合物嵌段B,-B,(在这种情况下,B,和B"都属于通式类型B)。这可归因于以下事实两个相同的A类型的或B类型的聚合物嵌段的接合在每种情况下本身又再次分别是一个较大的A类型的或B类型的聚合物嵌段。关于这一点,已经证明,总而言之有利的是,第二嵌段共聚物的封端聚合物嵌段通过相对硬的聚合物嵌段形成,因此此时通过A类型的聚合物嵌段形成。(因此,对于这种情况,从在室温为液体的增粘剂树脂的可均匀混溶性来看,与中间嵌段的相容性是特别有利的)。因此,那么用于本发明的目的的第二嵌段共聚物在最简单的情况下为两个A-B亚单元的连接;可将其描述为具有通式结构A-B-A-B的四嵌段共聚物或描述为具有通式结构A-B-A的三嵌段共聚物。此外,也可将第二嵌段共聚物中的A-B亚单元以星形的形式接合,得到星形嵌段共聚物。中心连接点(centrallinkagepoint)可为例如另外的连接单元,其可为聚合物嵌段的一部分,或者是单独使用的连接单元。但是,与作为在此处特别有利的实例而强调的两种实例无关的是,第二嵌段共聚物中的A-B亚单元原则上可以以任何排列存在,因此包括例如A-B亚单元的支链(branchedlinkage)。因此获得了嵌段共聚物的混合物,作为粘合剂的基础聚合物,所述混合物在一定程度上由至少50wt。/。的二嵌段共聚物构成。关于这一点,也可能使用不同嵌段共聚物的混合物,以及部分或完全氢化的产物。所述二嵌段共聚物决定粘合剂整体的软化度(softness),并且因此决定它的粘结强度,而所述多嵌段共聚物主要对它的内聚力有贡献。考虑到该限制,存在于粘合剂中的所有嵌段共聚物中的最大含量的嵌段共聚物主要由第一嵌段共聚物形成,此外,可指定第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物在粘合剂中的含量,使得粘合剂中第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物的总含量为至少20%并且不大于70wt%,优选至少30%并且不大于60wt%,或者甚至是至少35%并且不大于55wt%,在每种情况下都基于粘合剂的总重量。但是,当将未取代的和/或取代的苯乙烯用作含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物时,要选择的第一嵌段共聚物和/或第二嵌段共聚物中的苯乙烯类单体单元的含量,其可为各个嵌段共聚物的至少20wt%,从而确保粘合剂整体上良好的内聚力。所有制备嵌段共聚物的方法制备。为了对粘合性进行目标管理(targetedcontrol),所述粘合剂还包括增粘剂树脂。通常将该增粘剂树脂混合到基础聚合物中,从而获得粘合剂的粘结强度在整体上的增加也即,使粘合剂具有更强的粘性。作为增粘剂树脂,可无例外地使用文献中已知的和所述的所有增粘剂树脂。它们通常包括不同类型的增粘剂树脂的混合物,但是增粘剂树脂也可由单种增粘剂树脂组成。12作为增粘剂树脂,可在原则上使用所有合适的增粘剂树脂,例如基于松香或其衍生物的未氢化的、部分氢化的或完全氢化的树脂;二环戊二烯的氢化的聚合物;基于C5、CVC9或C9单体流的未氢化的、部分氢化的、选择性氢化的或完全氢化的烃树脂;基于柠檬烯如5-柠檬烯的多萜烯树脂和/或基于蒗烯如a-蒗烯(a-蒗烯)和B-蒗烯的多萜烯树脂,及其混合物。尤其是可使用例如a-蒎烯。有利的是,这些增粘剂树脂的至少一种的软化点为至少100。C(通过环球法测定),并且因此在室温是固态。但是,为了实现本发明,在增粘剂树脂的选择方面重要的是,使用的全部增粘剂树脂的至少30wt。/。通过在室温为液体形式的增粘剂树脂形成,或者通过两种或更多种在室温为液体形式的增粘剂树脂形成。此外,所述至少一种在室温为液体的增粘剂树脂必须与A类型的聚合物嵌段不可均勻混溶,相反的是,必须与B类型的聚合物嵌段容易混溶。因此,需要确保所述液体增粘剂树脂与乙烯基芳族聚合物嵌段的混溶性比与脂肪族聚合物嵌段的混溶性显著更差。认为两种组分可均匀混溶(相容)的条件是两种组分能够以所关心的含量在均匀连续的相中完全彼此混合,而不会观察到无论是分层形式还是分散系(dispersesystem)形式(如乳液或悬浮液的形式)的任何相分离。因此,作为液体增粘剂树脂的这种特定实施方式的结果,增粘剂树脂与嵌段共聚物的弹性体嵌段是特别相容的,并且因此将其在B类型的聚合物嵌段的情况下置于PSA中,由此具有的整体结果是在低温在粘合剂部分上产生良好的粘结性。对于增粘剂树脂而言,PSA可包括意图用于例如调整或改变粘合剂的性质的另外的配制成分。这些可为所有合适的添加剂和辅剂,实例是主抗氧齐寸(primaryantioxidant)3口空间4立阻酚,專it助4元氧剂(secondaryantioxidant)如亚磷酸盐(phosphite)或硫醚,加工过程中的稳定剂如C自由基清除剂,光稳定剂如UY吸收剂和空间位阻胺,加工助剂或端基封闭增强剂树脂。合适的时候,也可将另外的聚合物提供作为添加剂,优选本质上是弹性的聚合物,实例是基于纯烃的那些,如不饱和聚二烯,天然或合成的聚异戊二烯或聚丁二烯,基本上饱和的弹性体如饱和的乙烯-丙烯共聚物,a-烯烃共聚物,聚异丁烯,丁基橡胶,二元乙丙橡胶,和化学官能化的烃如含卣素的聚烯烃,含丙烯酸酯的聚烯烃或含有乙烯基醚的聚烯烃,而不希望以上的13示例性列举导致对本发明施加任何限制。此外,也可能的是,通过例如选择嵌段共聚物使得得到的粘合剂的玻璃化转变温度为小于-15。C,优选小于-20。C,而将粘合剂的聚合组分以寻輩巴的方式(inatargetedmanner)调整到适用于j氐温。为了使粘合剂的玻璃化转变温度Tg小于-15。C,可能的是,例如,根据它们的结构和在粘合剂中的含量,选择粘合剂的各个组分,使得通过如下的方程(E1)(类似于Flory和Fox提出的方程)给出整个粘合剂的玻璃化转变温度Tg的期望值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(El)在该方程中,i是所用的粘合剂组分的序号,Wi是各个组分i的重量分数(以wt。/。计),Tg,i是组分i各自的玻璃化转变温度(以K计)。关于这一点,应该记住,由两个聚合物嵌段构成的嵌段共聚物如第一嵌段共聚物或第二嵌段共聚物,具有两个玻璃化转变温度A类型的聚合物嵌段(刚性嵌段)的玻璃化转变温度和B类型的聚合物嵌段(软嵌段)的玻璃化转变温度。总的来说,对于计算嵌段共聚物的玻璃化转变温度唯一关键的因素是在这种情况下B类型的聚合物嵌段的玻璃化转变温度,这是因为所用的增粘剂树脂仅是与这些聚合物嵌段相容的。因此,当确定嵌段共聚物各自的质量分数时,应该仅考虑B类型的聚合物嵌段的质量分数。可通过所有已知的适合于这种混合物的方法将本发明的粘合剂的组分混合,例如在溶液中,在分散体中,或者作为熔体例如在挤出机中-或者在混合装置(mixingassembly)如捏合机中混合。粘合剂可连续、半连续或间断地(例如作为分批法的一部分)生产。为了应用的目的,可将共混的PSA施用到临时载体上(称为加工过程中的村垫(in-processliner))或者施用到永久载体上。可将本发明的粘合剂用于生产压敏粘合的、基本上二维的元件(简称2D元件)。用于本说明书的目的的2D元件是具有基本上二维的区域的任何典型的、合适的结构。本发明的2D元件容许进行粘性粘结,并且可采用不同的形式,尤其是柔性形式,作为粘合剂片材、胶带、粘合剂标签或成形的模切件(shapeddiecut)。压敏粘合性2D元件是即使在温和的施压下也能够粘结的2D元件。对于此目的,将至少一种粘合剂置于该2D元件的一侧或两侧上,并且在双面可粘结的2D元件的情况下,2D元件的不同侧上的粘合剂可以相同或不同。这种类型的2D元件可具有载体,或者可以是无载体的设计。通常,如果所述2D元件要具有高的机械强度(mechanicalrobustness),那么就使用载体例如膜、织物、无纺织物、泡沫体等。相反,在当例如目的是实现具有尽可能低的粘结水平的粘性粘结的情况下,2D元件的无载体的设计是有利的。为了生产这种2D元件,同样可能使用所有典型的加工技术;因此,例如,可能从溶液、悬浮液或从熔体来加工本发明的PSA。一般来说,目的是为了从溶液或从熔体进行加工的生产和加工方法,其中从熔体进行加工是特别优选的。此处也可能选择连续、半连续或间断的操作方式;除了分批的方法之外,对于这种制造步骤,通常用使用挤出机的连续方法。当使用本发明的粘合剂时,能够制造压敏粘合性2D元件,其即使在低的环境温度下也非常适合于粘结非极性基材,换句话说,非常适合于粘结表面能小于45mJ/m2的表面。因此,例如,可能生产即使是在低温下也显示出对高密度聚乙烯(HDPE)有至少8N/cm的高粘结强度的压敏粘合性2D元件。具体实施例方式对于应用的另外的优点和可能性将通过工作实施例而显现,下文中将更加详细地描述这些工作实施例。为了说明本发明的一般观念,示例性地制备了5个不同的PSA,以及2个另外的PSA作为对比例(后者含有在室温为液体但是不能用作增粘剂树脂的组分)。为此目的,将PSA的单个组分溶于曱苯中,将得到的溶液的固含量调节至40wt。/。。使用涂布条(coatingbar)将这样得到的溶液施用至聚酯膜的一侧(厚度为36nm的聚对苯二曱酸乙二醇酯),并且在接下来的干燥步骤中在100。C除去曱苯。在每种情况下获得的涂覆量(coatweight)为50g/m2。作为第一嵌段共聚物和作为第二嵌段共聚物,使用以下可商购的嵌段共聚物*Quintac3433:得自NipponZeon的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS),其中二嵌段共聚物(第一嵌段共聚物)的含量为约1556wt%,整个聚苯乙烯聚合物嵌段(A类型)的含量为约16wt%;KratonD1118:得自KratonPolymers的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),其中二嵌段共聚物(第一嵌段共聚物)的含量为约76wt%,整个聚苯乙烯聚合物嵌段(A类型)的含量为约31wt%;KratonD1102:得自KratonPolymers的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其中二嵌段共聚物(第一嵌段共聚物)的含量为约14wt%,整个聚苯乙烯聚合物嵌段(A类型)的含量为约30wt%;和Solprene1205:得自Housmex的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SB),其中二嵌段共聚物(第一嵌段共聚物)的含量为约100wt%,聚苯乙烯聚合物嵌段(A类型)的含量为约18wt%。所用的增粘剂树脂在每种情况下是两种可商购的增粘剂树脂的混合物,两种中的一种在室温是液体。所用的在室温为固体的所述增粘剂树脂PentalynH-E:得自Eastman的氢化的松香酯,其软化点为约110°C(Ring&Ball)和玻璃化转变温度为48°C;DercolyteA115:得自DRT的a-蒗烯树脂,其软化温度为约115。C和玻璃化转变温度为74。C;和PiccolyteA135:得自Hercules的a-蒗烯树脂,其软化温度为约135。C和玻璃化转变温度为89°C。所用的在室温为液体的增粘剂树脂如下PiccoA10:得自Eastman的液体烃树脂,其玻璃化转变温度为—48。C;Foralyn5020:得自Eastman的液体松香树脂,其玻璃化转变温度为-31。C;和Wingtackl0:得自Goodyear的液体烃树脂,其玻璃化转变温度为-31。C。用于对比例的在室温为液体但是不用作增粘剂树脂的组分是玻璃化转变温度为-64。C环烷基油(得自Shell的Shellflex371)。该5个本发明的粘合剂El、E2、E3、E4和E5以及两个对比例CI和C2具有表1中所示的组成(以wt。/。计)。表1^、、_一、_ElE2E3E4E5ClC2Quintac343345KratonD11184550302022.5KratonD11022510Solprene1205252022.5PentalynH-E3535DercolyteAl15303035PiccolyteA1355046PiccoA1020Foralyn502020Wingtack10202025Shellflex371109选择作为对比例的粘合剂是基于嵌段共聚物的PSA,其在每种情况下都具有大含量的增粘剂树脂,并且此外还具有液体油,但是所述液体油本身不具有压敏粘合性。在应用这些粘合剂之前,将它们各自与一半质量百分数(onehalfmassfraction)的老化抑制剂(空间位阻酚;得自CibaAdditive的Irganox1010)和UV保护剂(得自CibaAdditive的TinuvinP)混合。检测这样获得的单面压敏粘合性2D元件的工业粘合性,尤其是粘结强度、初始粘性和持黏。如下测定粘结强度作为预定的基材,使用钢表面以及聚乙烯(PE)表面。将用于测验的可粘结2D元件切成20mm的宽度和约25cm的长度,设置一个把手部分,紧接着使用4kg钢辊以10m/min的前进速度将其压到分别选择的基材上5次。紧接着使用张力试验设备(得自Zwick)将该可粘结的2D元件从基材上以180。的角度牵拉,测量在室温完成此操作所需要的力。测量值(以N/cm计)为三个单独测量的平均值。所述可粘结2D元件的剪切强度,作为该粘合剂的内部强度的量度,测定为静态剪切试验中的持黏。对于该测量,将13mm宽和20mm长的可粘结2D元件的带施用到预定的钢试验基材上,并使用2kg钢辊以30mm/min的前进速度将其用恒定施加的压力沿着纵向压4次。在室温,将该可粘结2D元件经受恒定的剪切载荷,测量它从试验基材上剪切所需要的时间持黏(以分钟计)。每个持黏值是三次测量的平均值。在标准条件下的剪切载荷17(也即,环境温度为23。C,相对湿度为50%)为10N,或在60。C的环境温度下为5N。如下测定初始粘性具有非常短的接触时间的初始粘性的测量值是称为滚球粘性(rollingballtack)的参数。可粘结2D元件的约30cm长的带在拉紧状态水平地固定在试-睑面(testplane)上,使粘合剂侧朝上。使用丙酮对钢样品球(直径11mm;质量5.6g)进行清洗,并在标准条件(温度23。C+/-1°C;相对湿度50%+/-1%)下适应30分钟。对于该测量,通过在重力下将钢球从65mm高的斜坡(倾斜角度21。)上滚下而将其加速。该钢球从该斜坡上直接前进到样品的粘合剂表面上。测量在粘合剂上直到该球达到停滞所经过的距离。在4及性滚动体(polarrollingbody)的情况下,以这种方式测定的滚动距离与自粘合剂组合物的初始粘性的量度成反比(即,滚动距离越短,初始粘性越大,反之亦然)。各个测量值(表示为以mm计的长度)得自5次单独测量的平均值,每次都是在5个不同的可粘结2D元件的带上进行的。最后,每个PSA的玻璃化转变温度通过DSC测定。在本试验过程中获得的结果示于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>该测量值表明样品和对比例在钢和聚乙烯基材上在室温具有平均粘结强度。但是,在-10。C的环境温度,本发明的样品在聚乙烯上显示出比对比例的粘合剂显著更高的粘结强度,所述对比例的粘合剂混合有液体油。在低温测定的本发明的粘合剂的粘结强度比对比例的相应值大4至10倍,并且在一种情况下达到了超过22倍。在这种情况下(样品E5),该粘合剂由基础聚合物混合物(约40wt。/。)和增粘剂树脂(约60wt。/。)构成,其中约60wt。/o的基础聚合物混合物由具有聚苯乙烯嵌段和聚丁二烯嵌段的二嵌段共聚物(对应于该粘合剂的24wt。/。)构成,并且其中约42wt。/。的增粘剂树脂是在室温为液体的脂肪族增粘剂树脂,剩余的58wt。/。的增粘剂树脂是固体a-蒎烯树脂(分别对应于粘合剂的约25wt。/。和35wt%)。这种样品的高粘结强度归因于特别高含量的包括固体和液体增粘剂树脂的增粘剂树脂。在室温,所有被检测的样品都显示出高的持黏。如所预期的,一些本发明的粘合剂(E1和E2)的持黏在较高温度下低得多,这是因为这些粘合剂是对于在低温使用优化过的,并且相对于增粘剂树脂的固体组分仅具有低含量的液体增粘剂树脂。相反,其它样品,E3、E4和E5,即使在较高温度下,也显示出比对比例的粘合剂更高的持黏。对于具有极性表面的样品元件(钢球),所有样品的初始粘性都是足够好的,甚至是在样品E3的情况下是非常好的。对于本发明的样品,测量的玻璃化转变温度都一致低于-20。C;相反,在对比例的情况下,测得了更高的玻璃化转变温度。因此显然,通过使用液体增粘剂树脂,可能制备即使在低温也仍然对非极性基材具有非常高的粘结强度的PSA。相反,对于相应地混合有油的对比例的PSA,没有观察到这一点。权利要求1.压敏粘合剂,包括增粘剂树脂,具有通式结构A-B的第一嵌段共聚物和由至少两个并且不超过11个通式结构A-B的亚单元连接构成的第二嵌段共聚物,A在每种情况下为聚合物嵌段,其包括源自含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物的单体单元,B在每种情况下为聚合物嵌段,其包括源自未取代的和取代的1,3-二烯的单体单元,和所述第一嵌段共聚物存在的含量为至少50wt%,基于粘合剂中嵌段共聚物的总重量,其特征在于,所述增粘剂树脂的至少30wt%在室温为液体,基于所述增粘剂树脂的总重量,所述在室温为液体的增粘剂树脂是这样的增粘剂树脂,其与所述聚合物嵌段A不可均匀混溶,并且与聚合物嵌段B基本上可均匀混溶。2.根据权利要求1的压敏粘合剂,其特征在于所述在室温为液体的增粘剂树脂是脂肪族增粘剂树脂。3.根据权利要求1或2的压敏粘合剂,其特征在于将所述压敏粘合剂的玻璃化转变温度调节为小于-15。C,优选小于-20°C。4.根据权利要求1至3中任一项的压敏粘合剂,其特征在于所述增粘剂树脂包括多薛烯树脂,优选基于柠檬烯和/或蒎烯的增粘剂树脂,更加尤其是基于a-蒎烯的增粘剂树脂。5.根据权利要求1至4中任一项的压敏粘合剂,其特征在于所述增粘剂树脂的软化点为至少+100°C。6.根据权利要求1至5中任一项的压敏粘合剂,其特征在于A在每种情况下为聚合物嵌段,其包括源自未取代的和/或取代的苯乙烯的单体单元。7.根据权利要求1至6中任一项的压敏粘合剂,更加尤其是根据权利要求6的压敏粘合剂,其特征在于B在每种情况下为聚合物嵌段,其包括源自未取代的和/或取代的1,3-丁二烯和/或异戊二烯的单体单元。8.根据权利要求1至7中任一项的压敏粘合剂,其特征在于所述第一嵌段共聚物和/或所述第二嵌段共聚物含有含量为至少20wt。/。的源自未取代的和/或取代的苯乙烯的单体单元。9.根据权利要求1至8中任一项的压敏粘合剂,其特征在于所述第二嵌段共聚物的亚单元线型地或以星形的形式;f皮此连接。10.根据权利要求1至9中任一项的压敏粘合剂,其特征在于所述第一嵌段共聚物和所述第二嵌段共聚物一起存在的含量为至少20wt。/。并且不大于70wt%,优选存在的含量为至少30wt。/。并且不大于60wt%,更具体地存在的含量为至少35wt。/。并且不大于55wt%,在每种情况下都基于所述粘合剂的总重量。11.根据权利要求1至10中任一项的压敏粘合剂的用途,用于生产压敏的、基本上二维的元件。12.压敏的、基本上二维的元件,其包括根据权利要求1至10中任一项的压敏粘合剂。13.根据权利要求12的压敏的、基本上二维的元件的用途,其用于粘结表面能小于45mJ/m2的表面。全文摘要本申请描述了对低表面能的基材产生高粘结强度的压敏粘合剂,该粘合剂即使在低温也是这样。所述粘合剂包括通式为A-B的第一嵌段共聚物和由至少两个并且不超过11个通式A-B的亚单元连接构成的第二嵌段共聚物,A在每种情况下为包括乙烯基芳族单体单元的聚合物嵌段,B在每种情况下为聚(1,3-二烯)。所述第一嵌段共聚物在粘合剂中存在的含量为至少50wt%,基于粘合剂中嵌段共聚物的总重量。根据本发明,所述粘合剂还含有增粘剂树脂,其至少30wt%在室温为液体,并且与所述聚合物嵌段B是可混溶的,但是与所述聚合物嵌段A不混溶。本申请还描述了具有这种类型的压敏粘合剂的胶带。文档编号C09J153/02GK101463237SQ200810185609公开日2009年6月24日申请日期2008年12月17日优先权日2007年12月21日发明者克里斯琴·林,索斯滕·克拉温克尔申请人:蒂萨股份公司
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