阻燃压敏粘合剂、制品和用途的制作方法

背景技术：

1、压敏粘合剂用于火灾风险问题较大的多种应用中，诸如飞行器、汽车、火车、船舶、建筑构造(例如供暖、通风和空调(hvac)系统)以及与电子和电气布线结合的场合。

2、柔性管道系统是特别受关注的，因为它用于全世界的hvac系统中，并且柔性管道系统必须满足许多建筑规范，举例来说诸如r值、易燃性等级和蒸气渗透性。典型的hvac柔性管道系统构造包括内芯，该内芯含有层压在透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)层之间的金属线圈。在一些构造中，内芯然后用玻璃纤维绝缘材料封装，该玻璃纤维绝缘材料最后用外层封装，该外层包括层压在透明pet层和金属化pet层之间的稀松布。

3、用于形成层压材料，特别是外层pet层压材料的典型粘合剂包括苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、丙烯酸酯和乙烯-丙烯-二烯单体(epdm)粘合剂。许多这些粘合剂是固有易燃的。因此，构造具有阻燃(fr)特性的薄膜pet构造的主要困难之一是仅由于粘合剂夹层的火焰抑制特性而熄灭火焰的能力，这不仅抵消了粘合剂的燃烧，而且抵消了pet层的燃烧。

4、历史上，为了实现粘合剂的期望易燃性等级(诸如ul 181)，已添加阻燃剂。这些阻燃剂可以通过多种机制来降低材料的易燃性，这些机制包括淬灭气相中的自由基、与来自燃烧材料的化学片段反应以引发炭形成以及在燃烧材料内形成阻隔层。

5、一种类型的阻燃剂包括重金属、卤代阻燃剂。这些阻燃剂表现特别好，因为它们在气相中起到熄灭火焰的作用。近年来，由于目前使用的剂的毒性问题，工业上已经开始研究非重金属、非卤代阻燃剂(即阻燃试剂)。然而，不幸的是，非卤代阻燃剂通常是比通常使用的卤代材料低效的阻燃剂。

6、需要具有易燃性固有地低于常规粘合剂(特别是在hvac构造的柔性管道系统中使用的那些粘合剂)的易燃性的粘合剂，从而改进具有添加的非卤代阻燃剂的总配制品的阻燃特性。

技术实现思路

1、本公开提供了阻燃压敏粘合剂和包括此类粘合剂的制品(例如，胶带)，以及其用途。

2、在一个实施方案中，提供了一种阻燃压敏粘合剂，该阻燃压敏粘合剂包含：(甲基)丙烯酸酯聚合物和非卤代阻燃剂。(甲基)丙烯酸酯聚合物包含互聚单体，该互聚单体包含：(a)酸官能的(甲基)丙烯酸酯单体或其低聚物；(b)羟基官能的(甲基)丙烯酸酯单体或其低聚物；(c)含氮单体或其低聚物；以及(d)具有3至4个碳原子的直链或支链醇的(甲基)丙烯酸酯和/或具有5至20个碳原子的直链、支链或环状醇的(甲基)丙烯酸酯。优选地，(甲基)丙烯酸酯聚合物具有-10℃或更低的玻璃化转变温度(tg)。

3、在一个更具体的实施方案中，(甲基)丙烯酸酯聚合物包含互聚单体，该互聚单体包含：(a)0.1份至30份的甲基丙烯酸、丙烯酸或它们的组合和/或0.1份至30份的丙烯酸β-羧基乙酯、琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙基酯、富马酸、它们的低聚物或它们的组合；(b)0.1份至20份的丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、它们的低聚物或它们的组合；(c)0.1份至8份的n-乙烯基己内酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、叔辛基丙烯酰胺或它们的组合；(d)40份至95份的(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯或它们的组合和/或10份至60份的(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸1-辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸3-辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异佛尔基酯或它们的组合；其中各单体的量是基于互聚单体的总量的(并且互聚单体的总量包括100份)。

4、还提供了一种粘合剂制品(例如，胶带)，该粘合剂制品包括粘合剂层和支撑层，该粘合剂层包含本文所述的阻燃压敏粘合剂。

5、在本文中，“阻燃”压敏粘合剂是延迟并且优选阻止火灾蔓延的压敏粘合剂。优选地，“阻燃”压敏粘合剂是其中根据实施例部分中所述的燃烧测试制备和测试样品的压敏粘合剂，该燃烧测试在用于柔性空气管道的ul-181标准程序的燃烧部分之后建模，其中在将火焰施加到测试样品1分钟之后，火焰应在60秒内自熄灭并且不从施加火焰蔓延到样品的最远点。

6、多种方法可以用于鉴别本公开的压敏粘合剂。合适的压敏粘合剂的众所周知的定义是，其所具有的室温储能模量优选地处在如下点(在25℃下的模量与频率的曲线图上标绘出)所限定的区域内：在大约0.1弧度/秒(0.017hz)的频率下，从大约2×105至8×105达因/厘米2的模量范围；以及在约100弧度/秒(17hz)的频率下，从大约2×106至8×106达因/厘米2的模量范围(例如参见压敏粘合剂技术手册(handbook of pressure sensitiveadhesive technology),(donatas satas编辑)，第2版，van nostrand rheinhold,newyork,1989的第173页中的图8至图16)。

7、术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体、来源于这些单体的聚合物或两者。同样，术语“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸。

8、术语“玻璃化转变温度”或“tg”是指材料从玻璃态转变为橡胶态的温度。在此上下文中，术语“玻璃态”意指材料硬且易碎(并且因此相对容易破碎)，而术语“橡胶态”意指材料是有弹性且柔性的。对聚合物材料而言，tg是将其玻璃态与橡胶态分开的临界温度。如果聚合物材料处于低于其tg的温度下，那么大规模的分子运动就会受到严格限制，因为该材料是基本上冻结的。另一方面，如果聚合物材料处于高于其tg的温度下，那么分子运动以其重复单元的规模发生，从而允许材料为柔软或橡胶态的。聚合物材料的玻璃化转变温度是通过实施例部分中的玻璃化转变温度测试测定的流变学tg。

9、用于估计聚合物tg的单体的tg值基于文献(例如，商业文献)值。通常，在此类文献中列出的单体的均聚物的tg值存在一些变化。该差异来自用于测量聚合物种类的tg和分子量的测试方法。这些差异也来自聚合在一起的共聚单体的影响。另选地，测定均聚物的tg的方法可以使用dsc程序测定。

10、术语“聚合物”和“聚合物材料”包括但不限于有机均聚物，共聚物诸如例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三聚物等，以及它们的共混物和改性物。此外，除非另外明确限制，否则术语“聚合物”应包括材料的所有可能的几何构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规立构对称。

11、在本文中，术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但不排除任何其他步骤或要素或者步骤或要素的组。所谓“由……组成”是指包括并且限于短语“由……组成”随后的内容。因此，短语“由……组成”指示列出的要素为所需的或强制性的，并且不可存在其他要素。所谓“基本上由……组成”是指包括在该短语之后所列出的任何要素，并且限于不妨碍或有助于本公开中对所列要素规定的活性或作用的其他要素。因此，短语“基本上由……组成”指示所列要素为所需的或强制性的，但其他要素为任选的并且可存在或可不存在，取决于它们是否实质上影响所列要素的活性或作用。以开放式语言(例如，包括及其派生词)引用到本说明书中的任何要素或要素的组合被认为是以封闭式语言(例如，由……组成及其派生词)并且以部分封闭式语言(例如，基本上由……组成及其派生词)另外地引用。

12、词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本公开的实施方案。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选的实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，并且并不旨在将其他实施方案排除在本公开的范围之外。

13、在本技术中，术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”并非仅旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。

14、如本文所用，术语“或”一般按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该上下文另外清楚地指出。

15、术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部，或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。

16、另外在本文中，所有数值假定通过术语“约”修饰，并且在某些实施方案中优选地通过术语“精确地”修饰。如本文所用，关于所测量的量，术语“约”是指所测量的量方面的偏差，这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。在本文中，“至多”某数字(例如，至多50)包括该数字(例如，50)。

17、另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

18、如本文所用，术语“室温”是指22℃至25℃的温度。

19、术语“在范围中”或“在范围内”(以及类似的表述)包括所述范围的端点。

20、贯穿本说明书的对“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”等的引用，意指结合实施方案描述的具体特征、构型、组成或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各处出现的此类短语不一定是指本发明中的相同实施方案。此外，具体特征、构型、组合物或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式进行组合。

21、本公开的以上
技术实现要素：
并不旨在描述本发明的每个公开实施方案或每种实施方式。以下描述更具体地举例说明了例示性实施方案。在本技术通篇的若干处，通过示例列表提供了指导，这些示例可以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表都只用作代表性的组，并且不应被理解为排他性列表。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何要素可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理，但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。