高度增粘丙烯酸酯压敏粘合剂的制作方法_4

文档序号:8476342阅读:来源:国知局
体系提供。
[0101] 用于本文的可热熔融加工的可辐射交联的压敏粘合剂前体通常为热熔融混合的 共混物,所述共混物包含丙烯酸酯基体聚合物、大于0. 15重量份每100重量份丙烯酸酯基 体聚合物的量的共聚的(II)型光交联剂、共聚的供氢单体、和大于40重量份每100重量份 丙烯酸酯基体聚合物的量的增粘树脂。通常,可热熔融加工的可辐射交联的压敏粘合剂前 体还可包含热塑性材料。
[0102] 用于本文的可热熔融加工的可辐射交联的压敏粘合剂前体可通过各种热熔融技 术制备。一般来说,方法包括:提供热熔融混合设备,提供丙烯酸酯基体聚合物、大于0. 15 重量份每100重量份丙烯酸酯基体聚合物的量的共聚的(II)型光交联剂、共聚的供氢单 体、以及提供大于40重量份每100重量份丙烯酸酯基体聚合物的量的增粘树脂,在热熔融 混合设备中混合所述丙烯酸酯基体聚合物、共聚的(II)型光交联剂、共聚的供氢单体和增 粘树脂以制备热熔融共混物,从热熔融混合设备中去除共混物以形成可热熔融加工的压敏 粘合剂。
[0103] 如下文所述,热熔融共混物中可引入多种其它添加剂,包括一种或多种增塑剂、交 联剂、UV稳定剂、抗静电剂、着色剂、抗氧化剂、杀真菌剂、杀菌剂、有机和/或无机填料颗 粒等。任选地,可向热熔融共混物中添加低含量的增塑剂(例如,低于约10重量份)。广 泛的描述为"增塑剂"的可商购获得的材料都是合适的,只要所添加的增塑剂与热熔融共 混物的其他组分相容即可。代表性的增塑剂包括聚氧乙烯芳基醚、己二酸二烷基酯、磷酸 2-乙基己基二苯酯、磷酸叔丁基苯基二苯酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、甲苯磺酰胺、二 苯甲酸二丙二醇酯、聚乙二醇二苯甲酸酯、聚氧丙烯芳基醚、二丁氧基乙氧基乙基缩甲醛 和己二酸二丁氧基乙氧基乙酯。尤其合适的是可从俄亥俄州克里夫兰的菲洛公司(Ferro Corp.,Cleveland, OH)商购获得的增塑剂SANTICIZER 141 (2-乙基己基二苯基磷酸酯)。 [0104] 使用各种热熔融混合设备的各种热熔融混合技术都适合于制备本发明的可热熔 融加工的压敏粘合剂前体和可热熔融加工的压敏粘合剂。既可以使用间歇混合设备又可以 使用连续混合设备。间歇式方法的例子包括使用BRABENDER(例如可从新泽西州南哈肯萨 克 C.W?布拉本德仪器公司(C.W.Brabender Instruments, Inc. ;South Hackensack, NJ)商 购获得的BRABENDER PREP CENTER)或BANBURY内混式和辊轧式设备(例如可购自康涅狄 格州安索尼亚法雷尔公司(Farrel Co. ;Ansonia,CN)的设备)的那些。连续方法的例子包 括单螺杆挤出、双螺杆挤出、盘挤出、往复式单螺杆挤出、销钉机筒单螺杆挤出、行星挤出和 环挤出。连续方法可采用分配元件、销钉混合元件、静态混合元件和分散元件诸如MADD0CK 混合元件和SAXTON混合元件。可使用单个热熔融混合设备或者可使用热熔融混合设备的 组合来制备本发明的热熔融共混物和可热熔融加工压敏粘合剂。在一些实施例中,可能有 利的是使用多于一个的热熔融混合设备。例如,可以使用一台挤出机(诸如例如单螺杆挤 出机)来热熔融融加工容纳在热塑性小袋内的可热熔融融加工的弹性体(甲基)丙烯酸酯 无规共聚物。该挤出机的输出可被馈送到第二挤出机(例如双螺杆挤出机)中以与其他的 组分热熔融混合。上述热熔融共混物在完成热熔融共混过程后被用于形成可热熔融加工的 压敏粘合剂。
[0105] 将热熔融混合的输出涂布到基材上以形成粘合剂层。如果使用间歇设备,可以从 设备中取出热熔融共混物并置于热熔融涂布机或挤出机中并涂布到基材上。如果使用挤 出机来制备热熔融共混物,可以将共混物直接挤出到基材上以连续的形成方法形成粘合剂 层。在连续形成方法中,可以将粘合剂拉出膜模头并随后接触移动的塑性幅材或其他合适 的基材。如果要使粘合剂为带的一部分,则基材可为带背衬。在一些方法中,将带背衬材料 与粘合剂从膜模头共挤出并然后将所述多层构造冷却而在单个涂布步骤中形成带。如果要 使粘合剂为转移带,则粘合剂层可为自支撑膜,基材可为隔离衬片或其他离型基材。形成 后,可通过使用直接方法(例如冷却辊或水浴)和间接方法(例如空气或气体喷射)骤冷 来使粘合剂层或膜硬化。
[0106] 然而,在本发明的替代方面,可辐射交联的压敏粘合剂前体可使用本领域熟知的 任何其它常规技术涂布,诸如例如溶液涂布、乳液涂布、挤出涂布、共挤出涂布、无溶剂涂 布、水性涂布以及它们的任何组合。
[0107] 然后通过暴露于合适的辐射、尤其是高强度UV辐射来使所得可辐射交联的压敏 粘合剂前体层经受交联步骤以实现交联。通常,交联步骤通过暴露于高强度紫外(UV)辐射 来进行,所述辐射使用发射光谱在介于250至400纳米(nm)之间,并且强度在介于约0. 1 至约1000mW/cm2之间的公知UV灯。
[0108] 根据另一个方面,本发明涉及一种制备辐射交联的压敏粘合剂的方法,所述方法 包括以下步骤:
[0109] a)提供如上所述的可辐射交联的压敏粘合剂前体;以及 [0110] b)辐射交联所述可辐射交联的压敏粘合剂前体。
[0111] 根据本发明的可辐射交联的压敏粘合剂前体可使用配制压敏粘合剂制剂的领域 中的技术人员公知的技术获得。聚合物前体可使用例如溶液聚合、本体聚合或乳液聚合技 术以常规的方式获得。丙烯酸酯基体聚合物可有利地使用本体聚合或溶液聚合使用热或UV 技术获得。交联聚合物可有利地使用溶液聚合、然后汽提溶剂从而形成聚熔体(polymelt) 来获得。
[0112] 根据(II)型光交联剂和/或供氢单体是与丙烯酸酯基体聚合物还是和/或与交 联聚合物共聚,鉴于本描述,各种预聚制剂和对应的单体混合物对于本领域技术人员来说 将是显而易见的。
[0113] 通常,丙烯酸酯基体聚合物的聚合步骤通过暴露于紫外(UV)辐射来实现,如美国 专利4, 181,752 (Martens等人)中所述。在一些实施中,聚合使用UV黑光来进行,该UV黑 光在介于280至400纳米(nm)之间具有其发射光谱的60%以上或75%以上、强度在介于 约0. 1至约25mW/cm2之间。
[0114] 具有共聚的(II)型光交联剂的聚合物(即,丙烯酸酯基体聚合物和/或交联聚合 物)的重均分子量可有利地在约50, 000至约3, 000, 000、或约100, 000至约1,800, 000、更 通常约200, 000至约1,500, 000的范围内。
[0115] 在一个有利的方面,制备辐射交联的压敏粘合剂的方法包括以下步骤:
[0116] a)提供如上所述的可辐射交联的压敏粘合剂前体;以及
[0117] b)辐射交联所述可辐射交联的压敏粘合剂前体。
[0118] 根据一个示例性的方面,制备辐射交联的压敏粘合剂的方法包括以下步骤:
[0119] a)提供丙烯酸酯基体聚合物;
[0120] b)以大于0. 05重量份、大于0. 10重量份、或甚至大于0. 15重量份每100重量份 丙烯酸酯基体聚合物的量提供共聚的(II)型光交联剂;
[0121] c)提供共聚的供氢单体;
[0122] d)以大于40重量份每100重量份丙烯酸酯基体聚合物的量提供增粘树脂;
[0123] e)混合所述丙烯酸酯基体聚合物、共聚的(II)型光交联剂、共聚的供氢单体和增 粘树脂,从而形成可辐射交联的压敏粘合剂前体;以及
[0124] f)辐射交联、优选地UV辐射交联所述可辐射交联的压敏粘合剂前体,从而形成辐 射交联的压敏粘合剂。
[0125] 在制备辐射交联的压敏粘合剂的方法的一个特定的方面,共聚的(II)型光交联 剂和/或共聚的供氢单体与丙烯酸酯基体聚合物和/或与交联聚合物、优选地不同于丙烯 酸酯基体聚合物的丙烯酸酯交联聚合物共聚。
[0126]在制备辐射交联的压敏粘合剂的方法的另一个特定的方面,共聚的(II)型光交 联剂和/或共聚的供氢单体与丙烯酸酯基体聚合物共聚。
[0127]在制备辐射交联的压敏粘合剂的方法的另一个特定的方面,共聚的(II)型光交 联剂和/或共聚的供氢单体与交联聚合物、优选地丙烯酸酯交联聚合物共聚。
[0128]在制备辐射交联的压敏粘合剂的方法的一个优选的实施中,选择丙烯酸酯基体聚 合物和共聚的供氢单体的量以提供通过辐射交联、优选地UV辐射交联获得的辐射交联的 压敏粘合剂,当根据静态剪切试验ASTM D3654测量时,所述可辐射交联的压敏粘合剂前体 在70°C下具有至少2000分钟、优选地至少4000分钟、更优选地至少6000分钟、甚至更优选 地至少8000分钟、还更优选地至少10000分钟的静态剪切。
[0129]在制备辐射交联的压敏粘合剂的方法的一个有利的方面,在涂布在基材上的UV 交联的压敏粘合剂层上测量70°C下的静态剪切,其中所述压敏粘合剂层的厚度通常为约 100 y m,并且其中所述UV交联通常使用250mJ/cm2UV-B光进行。
[0130]有利地,制备辐射交联的压敏粘合剂的方法包括熔融混合丙烯酸酯基体聚合物、 共聚的(II)型光交联剂、共聚的供氢单体和增粘树脂从而形成可热熔融加工的可辐射交 联的压敏粘合剂前体的步骤。
[0131]根据本发明的另一个方面,提供了一种可通过辐射交联如上所述可辐射交联的压 敏粘合剂前体获得的辐射交联的压敏粘合剂。
[0132]在另一个方面,提供了一种涂布在基材上的如上所述辐射交联的压敏粘合剂,其 中所述福射交联的压敏粘合剂涂层优选地具有至少40 ym、或大于50 ym、大于70 ym、大于 80 y m、大于90 y m、或甚至大于100 y m的厚度。
[0133]有利地,如上所述辐射交联的压敏粘合剂是可热熔融加工的。
[0134]本发明的辐射交联的压敏粘合剂和辐射交联的压敏粘合剂前体,尤其是可热熔融 和溶液加工的粘合剂和前体,可有利地用于制备广泛的胶带和制品。许多这些带和制品含 背衬或其他基材以支承粘合剂层。其他胶带和制品不含背衬或基底层并因此为自支撑粘合 剂层。双面胶带为此类粘合剂制品的一个示例。双面胶带也称"转移带",其为在两个暴露 的表面上都具有粘合剂的胶带。在一些转移带中,暴露的表面只是单个粘合剂层的两个表 面。其他转移带为具有至少两个可相同或不同的粘合剂层的多层转移带,并且在一些情况 下为非粘合剂层的中间层。例如,多层转移带可为具有粘合剂层、膜层以及另一粘合剂层的 3层构造。所述膜层可提供抗拉和/或抗撕强度或其他所需的特性。在本公开中,制备包含 一个自支撑的压敏粘合剂层的双面粘合剂。
[0135]由于所述双面粘合剂是自支撑的,故其必须具有足够的操作强度以在不存在支承 层的情况下操作。然而,在许多方面,期望粘合剂层可易于撕裂,也就是说,粘合剂层可易于 用手撕开而无需使用切割工具诸如小刀、剪刀或剃刀刀片。
[0136]有利地,可使用本公开中描述的方法来形成多种粘合剂制品。在这些粘合剂制品 中有带,包括转移带。如上所述,转移带可为在两个暴露的表面上均具有粘合剂的自支撑粘 合剂膜。转移带被广泛用在印刷和造纸工业中以制造纸幅自动接头,并被工业和消费者用 于多种粘结、装配和消光应用中。
[0137]具体地,转移带可通过将上述热熔融共混物热熔融涂布到剥离表面诸如隔离衬 片上来制备。"隔离衬片"是众所周知的膜制品,其对粘合剂、尤其是压敏粘合剂具有低亲 和力。已知广泛的隔离衬片并适合与本公开的压敏粘合剂一起使用。示例性的隔离衬片 包括由纸材(例如牛皮纸)或聚合物材料(例如,聚烯烃诸如聚乙烯或聚丙烯、乙烯-醋 酸乙烯酯、聚氨酯、聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯,等等)制备的那些。至少某些隔离 衬片涂覆有剥离剂层,诸如含硅氧烷的材料或含碳氟化合物的材料。示例性的隔离衬 片包括但不限于可以商品名"T-30"和"T-10"从弗吉尼亚州马丁斯维尔CP膜公司(CP Film, Martinsville, Va.)商购获得的衬片,所述衬片在聚对苯二甲酸乙二醋膜上具有娃氧 烷防粘涂层。所述衬片可在其表面上具有微观结构,这使得所述粘合剂能够在粘合剂层表 面上形成微观结构。然后可移除衬片使具有微结构化表面的粘合剂层暴露。
[0138] 在许多转移带实施例中,有利的是转移带是手可撕裂的,也就是说,所分配的粘合 剂可用手撕开而不需要切割转移带。当转移带自无刀片的手持分配器分配时尤其如此,诸 如可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St. Paul, MN)商购获得的SCOTCH ATG分 配器。本公开的压敏粘合剂不仅具有转移带所需的操作强度,而且通常是可手撕的。
[0139] 因此,在另一个方面,本发明涉及如上所述的可辐射交联的压敏粘合剂前体
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