水基组合物的制作方法

文档序号:11528527阅读:291来源:国知局
本发明涉及水基组合物和通过施加所述水基组合物得到的压敏粘合剂,其显示出对纸和烯烃基材足够的粘合性。更具体地,其涉及用于产品标签和标记标签(taglabel)的压敏粘合剂。
背景技术
::粘合产品(adhesiveproducts)如标签、压敏粘合带、压敏粘合膜和压敏粘合片通常包含压敏粘合剂和基材。压敏粘合剂用于制造纸制品如带、片材和标签,和将标签贴在pet瓶和金属容器等上。以这种方式,压敏粘合剂已被用于各种粘合产品中,但由于对全球环境问题和对人体的安全性日益增加的关注,用于压敏粘合剂的不含有机溶剂的水性组合物引起了人们的关注。压敏粘合剂需要具有对各种基材如纸、烯烃基材和金属的优异粘合性。一种改进对基材的粘合性的技术是包含混合具有低玻璃化转变温度的含水树脂作为用于压敏粘合剂的水基组合物的组分的方法。当所述含水树脂具有低玻璃化转变温度时,改进压敏粘合剂的粘合性,但包括粘合产品如压敏粘合标签的切割和切开的所谓的二次加工变得困难。如果压敏粘合剂具有非常高的粘合性,则当使用刀具等对粘合产品进行二次加工时,所述压敏粘合剂将粘附至刀具等。因此,需要对基材具有优异粘合性且对粘合产品的加工没有不利影响的压敏粘合剂。在专利文献1和专利文献2中,具有低玻璃化转变温度的含水树脂用作主要成分,混合少量具有高玻璃化转变温度的含水树脂,从而制备用于压敏粘合剂的水基组合物。专利文献1的用于压敏粘合剂的水基组合物含有(a)具有90-105℃的玻璃化转变温度的聚合物的含水分散体和(b)具有-75℃至-45℃的玻璃化转变温度的聚合物的含水分散体。以(a)/(b)之比=1/99至5/85(基于固体含量的重量)混合所述组分(a)和组分(b)([权利要求1])。专利文献2的用于压敏粘合剂的组合物含有85-95重量份的具有-40℃或更低的玻璃化转变温度的丙烯酸系共聚物(a)和5-15重量份的具有30℃或更高的玻璃化转变温度的丙烯酸系共聚物(b)([权利要求1])。所述两篇文献中的用于压敏粘合剂的水基组合物含有具有高玻璃化转变温度的树脂以改进粘合产品的加工性,但反而导致胶粘性(粘合性)下降。另外,除粘合性之外,要求所述压敏粘合剂具有将标签或带长期保持至纸或金属基材的能力(保持强度)。此外,考虑到标签或片材附着到曲面或复杂形状的基材,要求压敏粘合剂具有对曲面的优异粘合性。[引文列表][专利文献][专利文献1]日本专利特开号2006-016517[专利文献2]日本专利特开号2009-263494发明概述技术问题已经完成本发明以解决上述问题,其目标是提供一种水基组合物和通过将所述水基组合物施加至基材以形成涂层并干燥所述涂层得到的压敏粘合剂,其具有优异的粘合性,有利于粘合产品的二次加工,并具有优异的对基材的保持强度和对曲面的粘合性。问题的解决方案作为解决上述问题的深入研究的结果,本发明人已经发现,当用于粘合剂的组合物含有多种包含分别具有不同玻璃化转变温度的聚合物的含水树脂乳液,其中一种含水树脂乳液包含具有高玻璃化转变温度的聚合物且所述树脂乳液具有预定值的最小成膜温度时,压敏粘合剂的粘合性、保持强度、对曲面的粘合性和二次加工性得到改进,由此完成本发明。即,本发明和本发明的优选方面如下:1.一种水基组合物,其包含:(a)包含具有-65℃至-40℃的玻璃化转变温度的聚合物的含水树脂乳液,和(b)包含具有20℃或更高的玻璃化转变温度的聚合物的含水树脂乳液,其中所述含水树脂乳液具有40℃或更高的最小成膜温度。2.根据项目1所述的水基组合物,其中所述含水树脂乳液(b)中含有的所述聚合物具有20-100℃的玻璃化转变温度,和所述含水树脂乳液(b)的最小成膜温度为60℃或更高。3.根据项目1或2所述的水基组合物,其中所述含水树脂乳液(b)中含有的所述聚合物具有20-60℃的玻璃化转变温度,和所述含水树脂乳液(b)的最小成膜温度为60-80℃。4.根据项目1至3任一项所述的水基组合物,其中所述含水树脂乳液(b)以5-20重量份(基于固体含量的重量)的量混合至100重量份(基于固体含量的重量)的所述含水树脂乳液(a)。5.根据项目1至4任一项所述的水基组合物,其中所述含水树脂乳液(b)包含包括(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物的单体的聚合物。6.根据项目1至5任一项所述的水基组合物,其中增粘剂树脂以5重量份或更少(基于固体含量的重量)的量混合至100重量份的所述含水树脂乳液(a)和含水树脂乳液(b)的总重量(基于固体含量的重量)。7.根据项目1至6任一项所述的水基组合物,其中所述含水树脂乳液(b)是通过聚合可聚合单体以制备预聚物并进一步聚合所述预聚物得到的。8.一种压敏粘合剂,其是通过将项目1至7任一项所述的水基组合物施加至基材以形成涂层并干燥所述涂层得到的。9.一种含水树脂乳液,其是用于水基组合物的材料,包含具有20℃或更高的玻璃化转变温度的聚合物,其中所述含水树脂乳液具有40℃或更高的最小成膜温度。10.根据项目9所述的含水树脂乳液,其中所述乳液包含具有20-100℃的玻璃化转变温度的聚合物,且具有60℃或更高的最小成膜温度。11.根据项目9所述的含水树脂乳液,其中所述乳液包含具有20-60℃的玻璃化转变温度的聚合物,且具有60-80℃的最小成膜温度。12.一种粘合产品,其包含根据项目8所述的压敏粘合剂。[发明的有益效果]本发明的压敏粘合剂具有优异的粘合性,有利于粘合产品的二次加工,并具有优异的对基材的保持强度和对曲面的粘合性。即使基材是弯曲结构或复合形状,通过施加本发明的水基组合物得到的压敏粘合剂也可以将标签或片材保持至基材,并且当用刀具等切割粘合产品时,所述压敏粘合剂从不粘附至所述刀具。具体实施方式的描述根据本发明的水基组合物优选包含(a)含有具有-65℃至-40℃的玻璃化转变温度的聚合物的含水树脂乳液(在下文,有时称为组分(a));和(b)含有具有20℃或更高的玻璃化转变温度的聚合物的含水树脂乳液,其中所述含水树脂乳液具有40℃或更高的最小成膜温度(在下文,有时称为组分(b))。本文中的"含水树脂乳液"是同时含有作为分散质的聚合物颗粒和作为分散介质的含水介质的分散液体。所述聚合物颗粒分散在含水介质中以形成乳液(乳状液体、乳状混浊物质)。本文中的"含水介质"表示普通水如自来水、蒸馏水和离子交换水,但可以包括在水中可溶或可分散且与本发明涉及的乳液的原材料(例如,单体)具有不良反应性的有机溶剂。用于本发明的组分(a)和组分(b)可进一步含有在水中可溶或可分散的单体、低聚物、预聚物和/或树脂等,并且还可含有乳化剂、可聚合的乳化剂、聚合反应引发剂、扩链剂和/或各种添加剂等,通常在当如下所述制造含水树脂或水溶性树脂时使用。(a)含水树脂乳液在本发明中,所述含水树脂乳液(a)含有具有-65℃至-40℃的玻璃化转变温度的聚合物。组分(a)中含有的聚合物的玻璃化转变温度优选为-60℃至-45℃,特别优选-60℃至-50℃。因为含水树脂乳液(a)中含有的聚合物的玻璃化转变温度处于上述范围内,本发明的压敏粘合剂具有优异的粘合性。在本文中,含水树脂乳液(a)中含有的聚合物的玻璃化转变温度根据当作为所述聚合物的材料的单体均聚时得到的均聚物的玻璃化转变温度(在下文,也称为"均聚物的tg")来计算。考虑该均聚物的tg,求出各单体(重量份)的混合比例。具体地,含水树脂乳液(a)中含有的聚合物的tg可通过使用等式(1)计算来得到。1/tg=c1/tg1+c2/tg2+…+cn/tgn(1)其中tg为所述共聚物的理论tg,cn为单体混合物中含有的第n种单体n的重量比例,tgn为所述第n种单体n的均聚物的tg,和n为构成所述共聚物的单体的数量且是正整数。作为单体的均聚物的tg,可使用文献中列出的值。此类文献的实例包括"polymerhandbook"(第四版;由johnwiley&sons,inc.出版)。举例来说,以下示出列出在polymerhandbook上的单体的均聚物的tg。甲基丙烯酸甲酯(在下文,称为"mma",tg=105℃)丙烯酸正丁酯(在下文,称为"n-ba",tg=-54℃)丙烯酸2-乙基己酯(在下文,称为"2eha",tg=-70℃)苯乙烯(在下文,称为"st",tg=100℃)丙烯酸(在下文,称为"aa",tg=106℃)甲基丙烯酸(在下文,称为"maa",tg=130℃)甲基丙烯酸正丁酯(在下文,称为"bma",tg=20℃)在本发明中,除上述单体之外,其它单体的均聚物的玻璃化转变温度也适用等式(1)。含水树脂乳液(a)的实例包括丙烯酸系树脂基乳液、醋酸乙烯酯树脂基乳液、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基乳液、苯乙烯-丁二烯共聚物基乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基乳液、聚酯树脂基乳液、聚氨酯树脂基乳液、尼龙树脂基乳液和聚烯烃基乳液。在本发明中,(a)含水树脂基乳液优选为含有丙烯酸系树脂作为分散质的丙烯酸系树脂基乳液。在下文,作为含水树脂基乳液(a)的实例,将描述丙烯酸系树脂基乳液,但在本发明中不意图将其限于此。丙烯酸系树脂是通过聚合包括选自(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物中的一种或多种的单体得到的树脂。应注意,本文中的丙烯酸和甲基丙烯酸统称为"(甲基)丙烯酸",丙烯酸衍生物和甲基丙烯酸衍生物统称为"(甲基)丙烯酸衍生物"。(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物是具有一个或多个(甲基)丙烯酰基的化合物,并且可具有两个或更多个(甲基)丙烯酰基。在本发明中,作为具有一个或多个(甲基)丙烯酰基的化合物,含水树脂乳液(a)优选含有包括由下式(i)表示的(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物的单体的聚合物;ch2=c(r1)-coor2式(i)其中r1表示氢原子或甲基,和r2表示氢原子或除氢原子以外的官能团。在以上描述的式(i)中r2为氢原子的情况下,由式(i)表示的化合物为(甲基)丙烯酸,和在r2为除氢原子以外的官能团的情况下,式(i)为(甲基)丙烯酸衍生物。在式(i)中,r2优选,但不特别限于,氢原子或烷基。考虑以下描述的组分(b),在本发明中,更优选含水树脂乳液(a)含有包括(甲基)丙烯酸(即,r2为氢原子)的单体的聚合物。在式(i)中,在r2为烷基的情况中,烷基可以是链状或环状的,并且可以是直链或支化的。链状烷基优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子。环状烷基优选具有3至8个碳原子,更优选3至6个碳原子。在式(i)中,在r2为链状烷基的情况中,r2的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、壬基、异壬基、癸基、月桂基、肉豆蔻基和鲸蜡基。在r2为环状烷基的情况中,r2的实例包括环丙基、环丁基、环戊基和环己基。作为"(甲基)丙烯酸衍生物",优选(甲基)丙烯酸烷基酯。实例具体包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯和(甲基)丙烯酸鲸蜡酯。这些之中,更优选丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸甲酯。可用于本发明的"(甲基)丙烯酸衍生物"的其它实例包括具有oh基团的(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯;由(甲基)丙烯酸和二醇得到的二酯和单酯,如单(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、单(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯和(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;酰胺(甲基)丙烯酸酯,如酰胺(甲基)丙烯酸酯、n-羟甲基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺;和具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯,如甲基丙烯酸缩水甘油酯和(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基酯。这些(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸衍生物可单独使用,或以两种以上的组合使用。此外,在本发明中,在制备含水树脂乳液(a)中,其它可共聚单体可单独使用,或以两种以上与(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物的组合使用。在这种情况下,基于用于制备含水树脂乳液(a)中含有的聚合物的单体的总重量,(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸衍生物的重量(如果含有两者,总量)优选为80重量%或更高(包括100重量%)。此类"其它可共聚单体"的实例包括具有烯属双键且含有羧基或酸酐的单体,如巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸和马来酐;具有烯属双键且含有氯或氰基的单体,如氯乙烯和丙烯腈;羧酸乙烯基酯,如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯基酯、叔丁基乙烯基酯和叔碳酸乙烯酯;芳族乙烯基单体,如苯乙烯;具有烯属双键且含有硅的单体,如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二丙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(异丙氧基)硅烷。在本发明中,作为"其它可共聚单体",优选包括具有烯属双键且含有硅的单体,特别优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。作为含水树脂乳液(a)的实施方式,包括一种或多种选自由丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的单体的聚合物是优选的,包括这些单体中的两种以上的单体的共聚物是更优选的,和所有这些可聚合单体的混合物的共聚物是进一步优选的。在本发明中,用于制备(a)含水树脂乳液的方法的实例包括常规乳液聚合方法(参见chemistryofpolymerlatex,soichimuroi编写,第51至54页,kobunshikankokai,出版于1970)和强制乳化方法(参见日本专利公开号6-102748)。此外,商购的乳液可用作含水树脂乳液(a)。根据本发明的含水树脂乳液(a)可通过使用例如上述的(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物和根据需要的其它可共聚单体的已知乳液聚合法来得到。"乳液聚合"表示使用乳化剂在含水介质中进行的自由基聚合。根据本发明的乳液(a)可根据乳液聚合法的已知步骤得到。在(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物进行乳液聚合的情况下,乳液聚合的步骤的实例可包括,(i)将(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物和乳化剂投入含水介质中并聚合的方法,(ii)将(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物和乳化剂连续或间歇地滴入含水介质中并使它们聚合的方法,和(iii)将(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物和乳化剂添加至水以制备乳化的液体,将所述液体连续或间歇地滴入含水介质,由此将所述液体聚合的方法。具有乳化单体的能力的"乳化剂"在乳液聚合过程中形成胶束以向单体提供用于聚合的位点,并通过在聚合期间或聚合后固定在聚合物颗粒表面上提升颗粒分散稳定性。乳化剂的实例包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物表面活性剂和可自由基聚合到一个乳化剂分子中的具有双键的反应性表面活性剂。"阴离子表面活性剂"的实例包括:碱金属烷基硫酸盐,如十二烷基硫酸钠和十二烷基硫酸钾;十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠;烷基硫酸铵,如十二烷基硫酸铵;钠sulfosinoate;烷基磺酸盐,如磺化石蜡的碱金属盐和磺化石蜡的铵盐;脂肪酸盐,如月桂酸钠、油酸三乙醇胺和三乙醇胺松香酸酯;烷基芳基磺酸盐,如十二烷基苯磺酸钠和碱性苯酚羟基乙烯(alkaliphenolhydroxyethylene)的碱金属硫酸盐;高级烷基萘磺酸盐;萘磺酸盐-福尔马林缩合物;磺基丁二酸二烷基酯;聚氧化乙烯烷基硫酸盐;和聚氧化乙烯烷基芳基硫酸盐。"非离子表面活性剂"的实例包括:聚氧乙烯烷基醚;聚氧化乙烯烷基芳基醚;山梨聚糖脂肪酸酯;聚氧化乙烯山梨聚糖脂肪酸酯;脂肪酸单酸甘油酯,如甘油的单月桂酸酯;聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚物;和环氧乙烷和脂肪族胺、酰胺或酸的缩合产物。"聚合物表面活性剂"的实例包括聚乙烯醇。"反应性表面活性剂"的实例包括聚氧化乙烯烯丙基缩水甘油基壬基苯基醚的硫酸酯盐(asahidenkaco.,ltd.制造的adekareasoapse系列(商品名))、α-硫-ω-(1-(烷氧基)甲基-2-(2-丙烯基氧基)乙氧基)-聚(氧-1,2-乙烷二基)的铵盐(asahidenkaco.,ltd.制造的adekareasoapsr系列(商品名))、聚氧化乙烯(或亚烷基)烷基(或烯基)醚硫酸酯铵盐(kaocorporation制造的pd系列(商品名))、磺基丁二酸酯型反应性活化剂(kaocorporation制造的latemul180系列(商品名))、烷基烯丙基磺基丁二酸钠盐(sanyochemicalindustries,ltd.制造的eleminoljs-20(商品名))、聚氧化乙烯壬基丙烯基苯基醚硫酸酯铵盐(dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronhs系列(商品名))、聚氧化乙烯-1-(烯丙氧基甲基)烷基醚硫酸酯铵盐(dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronkh系列(商品名))、聚氧化乙烯烯丙基缩水甘油基壬基苯基醚(asahidenkaco.,ltd.制造的adekareasoapne系列(商品名))、聚氧化乙烯壬基丙烯基醚(dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronrn系列(商品名))和α-氢-ω-(1-(烷氧基)甲基-2-(丙烯基氧基)乙氧基)-聚(氧-1,2-乙烷二基)(asahidenkaco.,ltd.制造的adekareasoaper系列(商品名))。此外,链转移剂可用于调节通过自由基聚合得到的丙烯酸系树脂的分子量。"链转移剂"的实例包括巯基乙醇、硫代甘油、巯基乙酸、巯基乙酸辛酯、巯基丙酸甲酯和正十二烷硫醇。在本发明中,在组分(a)中,含水树脂乳液(a)的固体含量浓度优选为,但不特别限于,5-70重量%。应注意,乳液的固体含量表示通过在105℃下干燥乳液3小时得到的固体含量。(b)含水树脂乳液在本发明中,含水树脂乳液(b)包含具有20℃或更高的玻璃化转变温度的聚合物,且具有40℃或更高的最小成膜温度(mft)。含水树脂乳液(b)中含有的聚合物的玻璃化转变温度为20℃或更高,优选20-100℃,特别优选20-60℃。因为含水树脂乳液(b)中含有的聚合物的玻璃化转变温度为20℃或更高,本发明的压敏粘合剂可将优异的加工性赋予粘合产品。此外,关于组分(b)中含有的聚合物的玻璃化转变温度,提及通过在105℃下干燥乳液3小时得到的固体含量。以与用于组分(a)的玻璃化转变温度的相同方法计算玻璃化转变温度。含水树脂乳液(b)的mft为40℃或更高,优选60℃或更高,最优选60℃至80℃。当组分(b)的mft为40℃或更高时,本发明的压敏粘合剂可进一步改进粘合产品的加工性。应注意,本文中的最小成膜温度通常也称为mft,其表示乳液可干燥成膜的最低温度。在本发明中,mft是根据jisk6828-2中描述的方法测量的值。热梯度测试仪(rigakukogyok.k.制造)用作测量仪器。最小成膜温度通常也称为mft,其表示乳液可干燥成膜的最低温度。在本发明中,mft是根据jisk6828-2中描述的方法测量的值。热梯度测试仪(rigakukogyok.k.制造)用作测量仪器。此外,如同组分(a),所述组分(b)优选含有包括(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸衍生物的单体的聚合物。如同组分(a),组分(b)可含有"其它可共聚单体"。在组分(b)中,基于用于制备含水树脂乳液(b)中含有的聚合物的单体的总重量,(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸衍生物的重量(如果含有两者,总量)优选为80重量%或更高(包括100重量%)。然而,不要求作为组分(a)的材料的单体与作为组分(b)的材料的单体相同。作为含水树脂乳液(b)的实施方式,包括一种或多种选自由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的单体的聚合物是优选的,包括这些单体中的两种以上的单体混合物的共聚物是更优选的,和所有这些可聚合单体的混合物的共聚物是进一步优选的。用于制备含水树脂乳液(b)的方法可以与用于制备含水树脂乳液(a)的方法相同。然而,所述含水树脂乳液(b)可以通过聚合可聚合单体以制备预聚物并进一步聚合所述预聚物得到。在本发明中,在组分(b)中,含水树脂乳液(b)的固体含量浓度优选为,但不特别限于,5-70重量%。在本发明的水基组合物中,所述含水树脂乳液(b)以优选5至20重量份(基于固体含量的重量)、特别优选7至15重量份和最优选8至13重量份的量混合至100重量份所述含水树脂乳液(a)(基于固体含量的重量)。因为所述两种组分的混合比例处于上述范围内,本发明的压敏粘合剂具有在粘合性、保持强度和对曲面的粘合性之间更好的平衡,并且可提供具有更优异的二次加工性(切开加工性)的粘合产品。所述组分(a)和(b)的混合通过混合乳液的已知方法来实施,并且没有特别限制,只要所述方法能够允许得到根据本发明的水基组合物。在本发明的水基组合物的优选实施方式中,优选地,所述组分(a)为含有通过聚合包括一种或多种选自由丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的单体得到的聚合物的含水树脂乳液,并且所述组分(b)为含有通过聚合包括一种或多种选自由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的单体得到的聚合物的含水树脂乳液。本发明的水基组合物的实施方式最期望含有:(a)含有通过使丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体的混合物共聚合得到的聚合物的含水树脂乳液,和(b)含有通过使甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体的混合物共聚合得到的聚合物的含水树脂乳液。压敏粘合剂是通过将本发明的水基组合物施加至基材以形成涂层并干燥所述涂层得到的。本发明的压敏粘合剂具有在粘合性、保持强度和对曲面的粘合性之间的优异的总平衡,并显示出粘合产品的优异加工性。本发明的水基组合物进一步优选含有增粘剂树脂。"增粘剂树脂"的实例包括松香树脂、萜烯树脂、萜烯-酚树脂、香豆酮-茚树脂和石油烃树脂。松香树脂的实例包括松香酯和松香酚。增粘剂树脂可以是可商购获得的那些,实例包括superestere-730-55、superestere-720、superester786-60、superestere-650、superestere-865、tamanole-200、tamanole-100和am-1002(arakawachemicalindustries,ltd.制造);和hariesterds-70e、hariestersk-70d、hariestersk-90d-55、hariestersk-508h、hariestersk-816e和hariester822e。列出的所有名称均是商品名。此外,在这几年中,从环境意识增加的观点,优选使用无甲苯和无二甲苯的增粘剂树脂和无溶剂的增粘剂树脂。此类增粘剂树脂的实例包括superestere-865nt、superestere-625nt、superesterns-100h、superesterns-121和tamanole-200nt(arakawachemicalindustries,ltd.制造);和hariestersk-218ns、hariestersk-323ns、hariestersk-370n、hariestersk-501ns和hariestersk-385ns(harimachemicalsgroup,inc.制造)。列出的所有名称均是商品名。在本发明中,相对于100重量份的组分(a)和组分(b)的总重量(基于固体含量的重量),增粘剂树脂的添加量可以是5重量份或更少(基于固体含量的重量)。因为增粘剂树脂的添加量减少,本发明的压敏粘合剂对烯烃基材等的粘合性没有降低,可以维持保持强度,并显示出粘合产品的进一步改进的加工性。根据需要和酌情,本发明的水基组合物可进一步含有增塑剂、消泡剂、增稠剂、蜡、防腐剂、着色剂、填料等作为添加剂。这些添加剂可在混合组分(a)和组分(b)后混合,或可预混合到组分(a)或组分(b)任一个中。"增塑剂"的实例包括甘油;多元醇,如乙二醇和丙二醇;聚酯,如己二酸、苯甲酸、乙酰柠檬酸、烷基磺酸和邻苯二甲酸聚酯;糖,如蔗糖和山梨糖醇;和有机溶剂,如溶纤剂。"消泡剂"的实例包括:硅酮基消泡剂,如二甲基聚硅氧烷、聚氧化烯改性的硅酮、有机改性的聚硅氧烷和氟化硅酮;油基和脂肪基消泡剂,如蓖麻油、芝麻油、亚麻子油和动物油和植物油;脂肪酸基消泡剂,如硬脂酸、油酸和棕榈酸;脂肪酸酯基消泡剂,如硬脂酸异戊酯、月桂酸二甘醇酯、琥珀酸二硬脂基酯、双硬脂酸、单月桂酸山梨聚糖酯、脂肪酸甘油酯、聚氧化乙烯山梨聚糖、硬脂酸单月桂酸丁酯、脂肪酸蔗糖酯、磺化蓖麻油酸的醋酸乙酯烷基酯、和天然蜡;醇基消泡剂,如聚氧化烯二醇及其衍生物、聚氧化烯醇水合物、二戊基苯氧基乙醇、3-庚醇和2-乙基己醇;醚基消泡剂,如3-庚基溶纤剂和壬基溶纤剂-3-庚基卡必醇;磷酸酯基消泡剂,如磷酸三丁酯、辛基磷酸酯钠和三(丁氧基乙基)磷酸酯;胺基消泡剂,如二戊基胺;酰胺基消泡剂,如聚亚烷基酰胺、酰化多胺和双十八烷酰基哌啶;金属皂基消泡剂,如硬脂酸铝、硬脂酸钙、油酸钾和羊毛油精的钙盐;磺酸酯基消泡剂,如月桂基磺酸钠和十二烷基磺酸钠;和疏水性二氧化硅基消泡剂;和矿物油基消泡剂。"增稠剂"的实例包括:天然聚合物基增稠剂,如明胶、酪蛋白、褐藻酸、褐藻酸丙二醇酯、褐藻酸三乙醇胺、褐藻酸铵、褐藻酸钠、瓜尔胶、洁冷胶、黄原胶、welan胶、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素;聚乙烯基增稠剂,如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯基苯甲基醚共聚物;聚(甲基)丙烯酸基增稠剂,如聚丙烯酸酯钠、丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯钠、甲基丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、改性的聚丙烯酸磺酸酯、改性的聚甲基丙烯酸磺酸酯、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物;聚醚基增稠剂,如普朗尼克(pluronic)聚醚、聚醚二烷基酯、氨基甲酸酯改性的聚醚、聚醚二烷基醚和环氧改性的聚醚;衣康酸基增稠剂,如聚衣康酸、衣康酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、衣康酸-马来酸共聚物、衣康酸-丙烯酸共聚物和衣康酸-甲基丙烯酸共聚物;马来酸酐基增稠剂,如马来酸酐-(甲基)丙烯酸酯共聚物、马来酸酐-丙烯腈共聚物、马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯基甲基醚-马来酸酐共聚物的偏酯;和高级脂肪酸基酰胺增稠剂。填料是添加以改进性能和降低成本的物质,其没有特别限制,只要填料是通常认为是填料的填料。具体实例包括碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、滑石、粘土和氧化铝。在制备本发明的水基组合物中,混合所述组分(a)和组分(b),并根据需要优选混合上述添加剂。"混合"是通常用于混合树脂组合物的方法,其没有特别限制,只要根据本发明的水基组合物可通过所述方法得到。当使用b型旋转粘度计测量时,根据本发明的水基组合物的粘度(30℃,固体含量浓度:55重量%)优选为2000-5000mpa·s,更优选2000-4500mpa·s,和特别优选2000-4000mpa·s。因为粘度处于上述范围内,本发明的水基组合物在制备粘合产品中变得易于施加。因为用于压敏粘合剂的水基组合物包含两种组分,所述含水树脂乳液(a)和含水树脂乳液(b),并且在一些情况下含有上述添加剂,本发明的压敏粘合剂具有优异的粘合性、保持强度和对曲面的粘合性,并且可改进粘合产品的二次加工性。根据本发明的粘合产品包含上述压敏粘合剂。所述粘合产品可以是使用上述压敏粘合剂将被粘物附着至基材的产品,或可以是在被粘物或基材上具有所述压敏粘合剂且准备附着至所述基材或被粘物的产品。所述水基组合物可施加在所述基材或被粘物上。被粘物材料的实例包括纸和塑料。被粘物的形状的实例包括片材、膜和标签。作为基材,使用纸、塑料、金属、玻璃、非织布等。本发明的粘合产品的实例包括所谓的压敏粘合带、压敏粘合片、压敏粘合膜和压敏粘合标签。具体实例包括用于电子领域的压敏粘合膜和保护膜,如用于半导体晶片的背磨带和切割带、用于转移电子部件的保护带和用于印刷电路板的保护带;用于汽车领域,如用于窗格的保护膜、用于烤漆的膜、用于保护汽车直到送达使用者的防护膜、用于指示的标记膜、用于装饰的标记膜、和用于缓冲、保护、隔热和隔音的海绵带;用于医药和卫生材料领域,如膏药和透皮贴剂;用于电绝缘;用于鉴别;用于管道工作;用于保护窗格;用于覆盖;用于包裹;用于包装;用于商业用途;用于民用;用于固定;用于绑定;和进行修理。制备粘合产品的方法没有特别限制。所述水基组合物可在普通方法中施加到粘合产品的基材或被粘物,然后这两者彼此粘合。具体地,本发明的水基组合物可使用各种涂布装置如逗号涂布机(commacoaters)、反向涂布机、狭缝模涂布机、唇涂布机、凹版印刷涂布机和幕涂机施加到纸或塑料膜基材或可剥离片材,并干燥,由此得到各种粘合产品如压敏粘合片和压敏粘合标签。作为固体含量,所述水基组合物的量优选为5-100g/m2,更优选5-50g/m2,和特别优选10-20g/m2。在这里,所述水基组合物的固体含量表示通过在105℃下干燥所述水基组合物3小时得到的固体含量。应注意,本发明的以下实施方式也是优选的。(额外的方面1)一种水基组合物,其包含:第一树脂,其具有-65℃至-40℃的玻璃化转变温度且是包括一种或多种选自由丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的可聚合单体的聚合物;和第二树脂,其具有20℃或更高的玻璃化转变温度且是包括一种或多种选自由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯和具有烯属双键且含有硅的单体组成的组的可聚合单体的聚合物。(额外的方面2)根据额外的方面1所述的水基组合物,其进一步包含5重量份或更少的增粘剂树脂,基于所述第一树脂和第二树脂的总重量。应注意,优选以5重量份或更少的量、更优选以大于0重量份且5重量份或更少的量含有所述增粘剂树脂,基于所述第一树脂和第二树脂的总重量。(额外的方面3)根据额外的方面1或2的水基组合物,其中所述第一树脂和第二树脂中的至少一种具有基于所述具有烯属双键且含有硅的单体的结构单元。实施例在下文,详细描述本发明的实施例,但这些实施例仅仅是本发明的一些方面,并且本发明无论如何不意图限于这些实施例。由(a)含水树脂乳液(组分(a))和含水树脂乳液(b)(组分(b))制备根据本发明的水基组合物。在下文描述作为所述组分(a)和(b)的材料的可聚合单体和各种添加剂。应注意,在表1至4中,表示各组分的混合量的任何数值均是基于固体含量的重量份。<可聚合单体>以下示出作为组分(a)和组分(b)的材料的可聚合单体。应注意,可聚合单体的均聚物tg是使用以上描述的理论计算式计算的值。苯乙烯(在下文,称为"st")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=100℃)甲基丙烯酸甲酯(在下文,称为"mma")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=105℃)甲基丙烯酸正丁酯(在下文,称为"n-bma")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=20℃)丙烯酸甲酯(在下文,称为"ma")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=8℃)丙烯酸(在下文,称为"aa")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=106℃)甲基丙烯酸(在下文,称为"maa")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=130℃)丙烯酸正丁酯(在下文,称为"n-ba")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=-54℃)丙烯酸2-乙基己酯(在下文,称为"2eha")(wakopurechemicalindustries,ltd.制造,tg=-70℃)3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(在下文,"sz-6030")γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(在下文,称为"y9910")<(a)含水树脂乳液的制备例>(a1)含水树脂乳液的合成如表1所示,将86重量份的2eha、12.7重量份的ma和1.3重量份的aa均匀混合以制备单体溶液。将所述单体溶液添加至18.8重量份的水和1.0重量份的dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronkh10(商品名)的均匀混合溶液,并使用搅拌器搅拌这些混合溶液,由此制备预乳液。将42重量份的水和0.14重量份的aquaronkh10添加至装备有搅拌器、冷凝器和温度计的反应器,用氮气吹扫体系,然后将加入的溶液加热至80℃。随后,将2重量份的3重量%过硫酸铵(在下文,也称为"aps")水溶液添加至所加入的溶液。在额外的10分钟后,在将反应器中的温度维持在80℃的同时,将上述预乳液和8重量份的作为聚合催化剂的3重量%的aps水溶液在3小时内同时各自滴加。在将反应器中的温度维持在80℃的同时,在所述滴加完成后1小时,将2.4重量份的3重量%aps水溶液添加至反应器,并继续搅拌额外的2小时,由此得到(a1)含水树脂乳液。将氨水添加至含水树脂乳液(a1),以调节(a1)的ph至7。含水树脂乳液(a1)包含具有-61℃的玻璃化转变温度的聚合物,且具有58重量%的固体含量浓度。所述固体含量为在105℃下在烘箱中干燥3小时后的剩余部分与干燥之前的重量的重量百分比。(a2)至(a'5)含水树脂乳液的合成除如表1所示使用材料单体以外,以与(a1)相同的方法合成(a2)至(a'5)含水树脂乳液。合成(a2)至(a'5)中的可聚合单体的组合物、聚合物的玻璃化转变温度和得到的含水乳液的固体含量浓度示出在表1中。[表1]<(b)含水树脂乳液的制备例>(b1)含水树脂乳液的合成如表2所示,将67.6重量份的st、10.0重量份的mma、19.9重量份的2eha和2.5重量份的maa均匀混合以制备单体溶液。将所述单体溶液添加至25.2重量份的水、3.3重量份的dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的noigenea177(商品名)和1.0重量份的kaocorporation制造的pelexot-p(商品名)的均匀混合溶液,并使用搅拌器搅拌这些混合溶液,由此制备预乳液。将51.6重量份的水和0.3重量份的noigenea177加入至装备有搅拌器、冷凝器和温度计的反应器,用氮气吹扫体系,然后将加入的溶液加热至80℃。将3.2重量份的所述预乳液添加至所述加入的溶液,并在10分钟后,向其中添加0.4重量份的5重量%过硫酸钠(在下文,也称为"sps")水溶液。在额外的20分钟后,在将反应器中的温度维持在80℃的同时,将剩余的预乳液和8.4重量份的作为聚合催化剂的3%sps水溶液在4小时内同时各自滴加。在将反应器中的温度维持在80℃的同时,在所述滴加完成后1小时,将2.8重量份的3%sps水溶液添加至反应器,并继续搅拌额外的2小时,由此得到(b1)含水树脂乳液。所述含水树脂乳液(b1)包含具有48℃的玻璃化转变温度的聚合物,具有54重量%的固体含量浓度,并具有75℃的最小成膜温度(mft)。所述固体含量为在105℃下在烘箱中干燥3小时后的剩余部分与干燥之前的重量的重量百分比。mft根据jisk6828-2中描述的方法测量,并作为最低温度,在该温度下,使用热梯度测试仪(rigakukogyok.k.制造)干燥乳液以形成连续的膜。(b2)含水树脂乳液的合成如表2所示,将18重量份的mma、20重量份的bma、11重量份的2eha、1.1重量份的maa和0.1重量份的y9910均匀混合以制备单体溶液(b1)。将所述单体溶液(b1)添加至18重量份的水和0.9重量份的dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronkh10(商品名)的均匀混合溶液,并使用搅拌器搅拌这些混合溶液,由此制备预乳液1。将27.5重量份的mma、20重量份的bma、1.5重量份的2eha、0.9重量份的maa和0.1重量份的y9910均匀混合以制备单体溶液(b2)。将所述单体溶液(b2)添加至18重量份的水和0.9重量份的dai-ichikogyoseiyakuco.,ltd.制造的aquaronkh10(商品名)的均匀混合溶液,并使用搅拌器搅拌这些混合溶液,由此制备预乳液2。将56重量份的水和0.2重量份的aquaronkh10加入至装备有搅拌器、冷凝器和温度计的反应器,用氮气吹扫体系,然后将加入的溶液加热至80℃。随后,将12重量份的所述预乳液1添加至所述溶液,并在10分钟后,向其中添加2.8重量份的1重量%过硫酸钠(在下文,也称为"sps")水溶液。在额外的20分钟后,在2小时内滴加剩余的预乳液1,并在所述预乳液1的滴加后1小时,在2小时内滴加预乳液2。在开始滴加预乳液1的同时,开始滴加作为聚合催化剂的3重量%sps水溶液。达5小时直到预乳液2滴加结束,滴加4.2重量份的3重量%sps水溶液。在滴加完成后,将反应器中的温度维持在80℃,1小时后,将2.8重量份的3重量%sps水溶液添加至反应器,并继续搅拌额外的2小时,由此得到(b2)含水树脂乳液。所述含水树脂乳液(b2)包含具有36℃的玻璃化转变温度的聚合物,具有65℃的最小成膜温度(在下文,也称为mft),并具有50重量%的固体含量。(b3)至(b'5)含水树脂乳液的合成除如表2所示使用材料单体以外,以与(b1)相同的方法合成(b3)至(b'5)含水树脂乳液。合成(b3)至(b'5)中的可聚合单体的组合物示出在表2中。[表2]<水基组合物的制备>如下制备实施例1至实施例11和比较例1至比较例10的水基组合物。如表3和表4所示,使用机械搅拌器(tokyorikakikaico.,ltd.制造),将含水树脂乳液(b)、增粘剂(arakawachemicalindustries,ltd.制造,superestere730-55(商品名))和碳酸钙(maruocalciumco.,ltd.制造,super#2000(商品名))混合至100重量份的含水树脂乳液(a)(基于固体含量),制备水基组合物。<评价样品的制备>使用台式涂布机(tablecoater),将水基组合物施加到脱膜纸上,以使干燥后的涂层的量为20g/m2。在105℃下的气氛中在烘箱中干燥3分钟后,将优质的纸粘贴至所述脱膜纸,以制备标签型评价样品。通过使用该评价样品,评价粘合性、保持强度、对曲面的粘合性和可切开性。以下示出评价方法和评价标准。<粘合性>将具有预先抛光的表面的不锈钢板(30mm×100mm×15mm)和具有用异丙醇脱脂的表面的聚丙烯板(30mm×100mm×15mm)在23℃和5℃的条件下静置1小时以上,并将上述评价样品粘贴到这些上面,评价压敏粘合剂的粘合性。将评价样品切割成具有25mm宽度的条,并在除去脱膜纸后,将样品各自粘贴到所述不锈钢板和聚丙烯板上。在粘贴30分钟后,在缓慢应变速率的通用试验机(jttoshi制造)上,沿180°的方向以300mm/分钟的剥离速度剥离样品,并测量剥离强度。以下示出评价标准。○○:剥离强度为15n/25mm或更高,和评价样品的优质纸断裂。○:剥离强度为15n/25mm或更高,和在板与压敏粘合剂之间的界面发生剥离。△:剥离强度小于15n/25mm,和在板与压敏粘合剂之间的界面发生剥离。×:发生快速移动(zipping),压敏粘合剂层转移到板上,或者压敏粘合剂层的部分内聚失效。<保持强度>将评价样品粘贴到具有预先抛光的表面的不锈钢板上,并使用辊以在25mm×25mm的粘贴面积上施加2kgw的压力,使样品和板加压粘合。将该加压粘合的产品在40℃的温度和50%的湿度的条件下静置1小时。在粘合表面下,在垂直方向上悬挂1kg的砝码,以在样品上施加1kg的载荷,所述样品放置在40℃的温度的条件下。测量该砝码落下的时间(分钟),由此评价压敏粘合剂的保持强度。以下示出评价标准。○○:在1440分钟过去后,砝码不落下,并且粘贴位置没有移动。○:在1440分钟过去后,砝码不落下,和粘贴位置移动。△:720分钟或更多且小于1440分钟后,砝码落下。×:在不到720分钟后,砝码落下。<对曲面的粘合性>在23℃的条件下,静置具有8mm直径和150mm长度的聚丙烯棒和评价样品,并将评价样品切割成20mm的宽度和15mm的长度。在除去脱膜纸后,将评价样品粘贴到所述聚丙烯棒上。用手指紧紧地按压脱膜纸,以将样品加压粘合到所述棒上,并将所述加压粘合产品在23℃下静置24小时。将方格纸插入该加压粘合产品的两侧之间,并测量提升和剥离的长度。在三个样品上进行测量,并将计算值的平均值用于评价对曲面的粘合性。○○:剥离小于0.5mm。○:剥离为0.5mm以上且小于1.0mm。△:剥离为1.0mm以上且小于2.0mm。×:剥离为2.0mm以上。<可切开性>在23℃的条件下,将评价样品和可商购获得的手工切刀静置1小时以上。在使用已经预先称重过的切割刀片将评价样品切割成300mm的长度后,再次称重所述刀片,并将切割前后的重量变化作为压敏粘合剂附着量。○○:压敏粘合剂附着量小于0.5mg。○:压敏粘合剂附着量为0.5mg以上且小于1.0mg。△:压敏粘合剂附着量为1.0mg以上且小于2.0mg。×:压敏粘合剂附着量为2.0mg以上。.如表3所示,同时含有组分(a)和组分(b)的实施例的压敏粘合剂具有优异的粘合性、保持强度、对曲面的粘合性和可切开性,具有优异的总体平衡。特别是,实施例6至8的压敏粘合剂因为具有组分(a2),具有大大改进的上述性能。如表4所示,因为粘合剂不含有组分(a)和组分(b)之一,因而比较例的压敏粘合剂的粘合性、保持强度、对曲面的粘合性和可切开性中的任一种被评为×。[工业实用性]本发明可提供水基组合物。将根据本发明的水基组合物施加到纸、塑料、金属等上,由此得到称为压敏粘合带、压敏粘合片和压敏粘合标签的粘合产品。当前第1页12当前第1页12
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