专利名称：用于粘合剂应用的pvc结构的制作方法
用于粘合剂应用的PVC结构本发明涉及增塑聚氯乙烯("PVC")结构，该结构具有减少的进入到压敏粘合剂层中的增塑剂迁移。更具体地，本发明涉及一种结构，该结构包含a)PVC支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH (1,2-环己烧二羧酸二 -异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面；以及设置于其上的b)由组合物形成的交联聚合涂层，所述组合物包含具有至少两个反应性基团的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中至少两个所述反应性基团与至少两个所述互补基团形成了共价键，并设置在所述交联涂层上，c)基本不交联的压敏粘合剂。本发明还涉及用于提供结构的方法，该方法包括a)提供PVC支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH (1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面；b)将水性可交联聚合涂层施涂于PVC支撑体表面，所述水性可交联聚合涂层包含具有至少两个反应性基团的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物；c)将基本不交联水性压敏粘合剂施涂于涂层上；以及d)干燥所述结构。
经常向PVC基材中加入增塑剂以使得该硬的易碎材料变得更为柔软和易弯曲。所述基材，例如，以PVC的重量计，PVC印刷膜包含大量的增塑剂，通常约25%的增塑剂，所述增塑剂可能迁移到任意涂层或者涂覆在基材上的粘合剂中。该迁移导致了 PVC膜不合乎希望的收缩以及较差的涂层或粘合剂表现。近来，对于替代用于PVC的传统邻苯二甲酸酯增塑剂的重视产生了降低合适的增塑剂，例如，DINCH (1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂的迁移的需求。美国专利第6，995，207号揭示了适用于含增塑剂的乙烯薄膜的抗增塑剂交联压敏组合物。美国专利第5，993，961号揭示了多层粘合剂结构，所述多层粘合剂结构包含在面材上的压敏粘合剂阻隔层以及在阻隔层上的第二压敏粘合剂层。仍然希望对具有压敏粘合剂层的增塑PVC结构的性能进行改进。在本发明的第一个方面提供了一个结构，该结构包含a)聚氯乙烯(〃PVC〃)支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH (1,2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面；以及设置其上的b)由组合物形成的交联聚合涂层，所述组合物包含具有至少两个反应性基团的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中至少两个所述反应性基团与至少两个所述互补基团形成了共价键；并设置在所述交联涂层上，c)基本不交联的压敏粘合剂。在本发明的第二个方面提供了一种用于提供结构的方法，该方法包括a)提供聚氯乙烯(〃PVC〃)支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH(1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面；b)将水性可交联聚合涂层施涂于所述表面，所述水性可交联聚合涂层包含具有至少两个反应性基团的基本不交联的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中每一个所述反应性基团可以与每一个所述互补基团形成共价键；c)将基本不交联水性压敏粘合剂施涂于所述聚合涂层上；以及d)干燥并固化所述结构。
本发明的结构包含PVC支撑体。通常，所述支撑体为板状结构的形式。尽管还考虑了包含主要量为聚合氯乙烯的PVC共聚物，所述PVC支撑体通常包含聚合PVC。所述支撑体通常为标签、带、薄膜或者板的形式；尽管还考虑了具有各种厚度、孔或者网状结构的连续结构，所述支撑体通常为连续、均匀厚度的材料。以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH (1，2-环己烷二羧酸二 -异壬基酯)增塑剂。特别重要的是适用于替代用于PVC的传统邻苯二甲酸酯增塑剂，例如，邻苯二甲酸二辛酯的增塑剂，受到安全和规章原因的限制。所述替代增塑剂包括DINCH (1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂。在本发明的结构中，PVC支撑体的至少一 个表面具有设置于其上的交联聚合涂层。通过将水性可交联聚合涂层施涂于PVC支撑体的至少一个表面来形成所述交联聚合涂层，所述聚合涂层包含基本不交联的乳液聚合物以及改性化合物，所述基本不交联的乳液聚合物具有至少两个反应性基团，所述改性化合物具有至少两个互补基团，其中每一个反应性基团可以与每一个所述互补基团形成共价键。支撑体表面上优选为连续、均匀厚度的涂层。所述反应性基团及其互补基团选自(a)乙酰乙酸酯-醛、(b)乙酰乙酸酯-胺、(C)胺-醛、(d)胺-酐、(e)胺-异氰酸酯、(f)胺-环氧化物、(g)醛-酰肼、⑴羧酸-环氧化物、(j)羧酸-碳二亚胺、(k)羧酸-氯甲基酯、(I)羧酸-氯甲基酰胺、(m)羧酸-酐、(n)羧酸-氮丙啶、(O)环氧化物-硫醇、(P)异氰酸酯-醇以及(q)羧酸-异氰酸酯，每一对中的第一或第二基团可以存在于乳液聚合物或者改性化合物中。所述改性化合物可以是，例如，数均分子量大于或等于1000的有机化合物或者选择能与水性乳液聚合物反应的低聚材料。所述水性可交联涂层可任选地包含其他组分，例如，表面活性剂、颜料、适用于反应性基团与互补基团反应的催化剂。涂层可以完全或者部分干燥并在施涂形成交联涂层的任意后续涂层之前的阶段通过热、辐射以及催化剂等、或者它们的结合的介质来进行反应。可以在施加后续的压敏粘合剂层时或者之后进行进一步的干燥和交联或者固化。可以通过烯键式不饱和单体的加成聚合来形成所述可交联涂层的乳液聚合物，所述烯键式不饱和单体例如是单烯键式不饱和单体，包括苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺，各种(甲基)丙烯酸(C1-C2tl)烷基酯或(甲基)丙烯酸(C3-C2tl)烯基酯，包括丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸油烯基酯、(甲基)丙烯酸棕榈基酯和(甲基)丙烯酸硬脂酯。术语(甲基)丙烯酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸。在本文中，在术语"(甲基)"的后面再使用另一个术语，例如整篇说明书中使用的(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，(甲基)丙烯酰胺表示丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。本文中，“基本不交联”指的是，以交联单体的重量计，可交联涂层的乳液聚合物包含0重量％至0. I重量％，优选为0重量％作为共聚单元，所述交联单体是，例如二烯键式不饱和单体，如(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸甲基烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二(甲基)丙烯酸1，4_ 丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，2_乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，6-己二醇酯以及二乙烯苯。然而，在制备、储藏、处理乳液聚合物时可能造成的低水平的意外交联是不可避免的。优选地，所述可交联乳液聚合物是基于水的丙烯酸共聚物，该共聚物包含主要量的共聚(甲基)丙烯酸酯，包含O. 8重量％至6重量％作为共聚单元的具有羧酸或者羟基官能团的单体或者它们的混合。通常地，改性化合物是水分散性的且每当量的反应性基团包含O. I至I. O当量的互补基团。可以通过选择单体以及单体的量以实现所需的聚合物Tg，从而获得可交联乳液聚合物的计算的玻璃化转变温度("Tg")通常为-60°c至+50°C，该做法是本领域众所周知的。在本文中，使用福克斯公式(Fox equation)计算聚合物的Tg(T. G. Fox, Bull.Am. Physics Soc. ’第I卷，第3期，第123页(1956))，即计算单体M I和M2的共聚物的Tg，1/Tg(计算)=w(Ml)/Tg(Ml)+w(M2)/Tg(M2),其中Tg(计算)是计算的共聚物的玻璃化转变温度 w(Ml)是共聚物中单体Ml的重量分数w (M2)是共聚物中单体M2的重量分数Tg(Ml)是Ml的均聚物的玻璃化转变温度Tg (M2)是M2的均聚物的玻璃化转变温度，所有温度的单位都是K。均聚物的玻璃化转变温度可以在例如J. Brandrup和E. H. Immergut编、Interscience Publishers出版的《聚合物手册(Polymer Handbook)》中找到。在两种或更多种不同的乳液聚合物或者包含多相，例如，使用了芯/壳聚合物的乳液聚合物的实施方式中，应该基于聚合组分的总组合物来计算乳液聚合物的计算的Tg。可交联乳液聚合物颗粒的数均直径通常为IOOnm至1500nm,优选为200nm至600nmo交联聚合涂层的对应于覆盖的干燥厚度通常为I. 5至40g/m2。通常，在施涂后续压敏粘合剂层之前在烘箱中干燥可交联聚合涂层。或者，使用模头涂覆机或者滑动涂覆机的多层涂覆可以用未干燥或者部分干燥的可交联聚合涂层进行。本发明的结构包含基本不交联的压敏粘合剂，所述压敏粘合剂设置在交联聚合涂层上。本文中，“基本不交联”指的是，以交联单体例如二烯键式不饱和单体的重量计，压敏层的聚合组分包含O重量％至0. I重量％，优选为O重量％作为共聚单元。然而，在制备、储藏、处理乳液聚合物时可能造成的低水平的意外交联是不可避免的。尽管还考虑了不连续和图案化的粘合剂层，优选地，所述粘合剂层是连续层。通常，压敏粘合剂是基于水性乳液聚合物的粘合剂。通常，压敏粘合剂层的干燥厚度为10至50g/m2。可以用本领域已知的涂覆方法将粘合剂层施涂于支撑体，并用传统方法干燥。在一个实施方式中，水性丙烯酸压敏粘合剂从硅化纸转移涂布到PVC支撑体表面上的交联涂层上。可以将添加剂结合入层的组合物中，以使其具有某些性能性质。所述层独立地包含颜料，如二氧化钛、氧化锌、碳酸钙和二氧化硅，填料，辅助剂，例如乳化剂、表面活性剂、润滑剂、聚结剂、防冻剂、固化剂、缓冲剂、中和剂、增稠剂、流变改性剂、保湿剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、UV吸收剂、荧光增白剂、光稳定剂或热稳定剂、杀生物剂、螯合齐 、分散剂、着色剂、拒水剂和抗氧化剂。通过以下实施例进一步描述本发明的一些实施方式
实施例1-2和比较例A可交联聚合涂层实施例I :R0B0ND PS8942+2 % CR3 涂层的干燥重量为 2g/m2。所述 R0B0ND PS8942的计算的Tg=-39° C且酸值为8。实施例2 :RH0PLEX B85/RH0PLEX P376L0 (60/40)+2 % CR3 涂层的干燥重量为4-6g/m2。所述 RHOPLEX B85 的计算的 Tg=99° C 且酸值为 4。所述 RHOPLEX P376L0 的计算的Tg=5° C且酸值为25。比较例A-不可交联聚合涂层
干燥条件40° C下3分钟CR-3 (陶氏化学品公司(The Dow Chemical Company))是基于1,6_己二异氛酸酯的亲水改性脂族聚异氰酸酯，揭示用于作为水性丙烯酸聚合物的交联剂。形成于交联层顶部的压敏粘合剂层R0B0ND PS8915 涂层重量20g/m2干燥条件105 °C下2分钟RH0PLEXtm、R0B0ND 和 CR-3 是陶氏化学品公司(The Dow Chemical Company)的
-ir 口
广叩O如上所述在DINCH增塑PVC上制备样品(3密耳)。在老化前用尺测量每一个样品的尺寸。然后将样品放置在70° C的烤箱中并以下面列出的时间间隔测量尺寸。收缩用百分比表示，且是加工方向与交叉方向测量的平均值。表I. I基于PVC结构的收缩实施例I 实施例2 比较例A3 天 0.41% 0. 48% 0. 60%I 周 0.73% 0. 84% 0. 95%相对于比较例A，本发明的结构实施例I和2，展现了较低的收缩，以及相关的增塑PVC的较低增塑剂迁移。比较例B-C交联粘合剂组合物的效果。以PVC的重量计，用压敏粘合剂R0B0ND PS8942(计算的Tg=-39° C且酸值=8，比较例B)涂覆包含5重量％至40重量％ DINCH增塑剂的PVC基材，或者用交联的压敏粘合剂R0B0ND PS8942+2% CR3 (比较例C)涂覆包含5重量％至40重量％ DINCH增塑剂的PVC基材，且每一个在105° C下干燥/固化2分钟。
权利要求
1.一种结构，该结构包括 a)聚氯乙烯("PVC")支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的DINCH (1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面；以及设置于其上的， b)由组合物形成的交联聚合涂层，所述组合物包含具有至少两个反应性基团的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中至少两个所述反应性基团与至少两个所述互补基团形成共价键；并设置在所述交联涂层上， c)基本不交联的压敏粘合剂。
2.一种提供结构的方法，该方法包括 a)提供聚氯乙烯(〃PVC〃)支撑体，以PVC的重量计，所述支撑体包含5重量％至40重量％的0爪01 (1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂；所述支撑体具有至少一个表面； b)将水性可交联聚合涂层施涂于所述表面，所述水性可交联聚合涂层包含具有至少两个反应性基团的基本不交联乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中每一个所述反应性基团可以与每一个所述互补基团形成共价键； c)将基本不交联的水性压敏粘合剂施涂于所述聚合涂层；以及 d)干燥并固化所述结构。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述水性可交联涂层包含具有至少两个反应性基团的乳液聚合物和具有至少两个互补基团的改性化合物，其中每一个所述反应性基团可以与每一个所述互补基团形成共价键。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反应性基团及其互补基团选自(a)乙酰乙酸酯-醛、(b)乙酰乙酸酯-胺、(C)胺-醛、(d)胺-酐、(e)胺-异氰酸酯、(f)胺-环氧化物、(g)醛-酰肼、(i)羧酸-环氧化物、(j)羧酸-碳二酰亚胺、(k)羧酸-氯甲基酯、(I)羧酸-氯甲基酰胺、(m)羧酸-酐、(η)羧酸-氮丙啶、(ο)环氧化物-硫醇、(P)异氰酸酯-醇以及(q)羧酸-异氰酸酯，其中每一对中的第一或第二基团可以存在于所述乳液聚合物或者所述改性化合物中。
全文摘要
提供了用某种交联聚合涂层涂覆并在所述交联涂层上设置有基本不交联的压敏粘合剂的聚氯乙烯("PVC")结构以及形成该结构的方法，所述聚氯乙烯("PVC")结构以PVC的重量计，包含5重量％至40重量％的DINCH(1，2-环己烷二羧酸二-异壬基酯)增塑剂。
文档编号C08K5/12GK102952492SQ201210288989
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月6日 优先权日2011年8月10日
发明者N·西索维斯基, W·B·小格里菲斯, I·尤尔 申请人:罗门哈斯公司