高强度氰基丙烯酸酯基胶带的制作方法

本发明涉及可固化氰基丙烯酸酯组合物，该组合物在室温(25℃)下不可流动且适合用作粘合剂组合物，例如以胶带(tape)形式用作粘合剂组合物。相关技术的简单描述在室温下为固体的氰基丙烯酸酯单体是已知的，例如氰基丙烯酸苯乙酯、氰基丙烯酸乙基己酯和氰基丙烯酸十六烷基酯。这种室温固体氰基丙烯酸酯单体可用于制备棒形式和胶带形式的氰基丙烯酸酯产品。然而，在一系列量度(metrics)上，基于这些单体的组合物相对于包含常规室温液体形式的氰基丙烯酸酯单体的组合物表现较差。此外，固体氰基丙烯酸酯单体通常是非标准的专用化学品，其成本高且难以合成。汉高先前开发的氰基丙烯酸酯胶带基于在室温下为固体的单体，例如氰基丙烯酸苯乙酯。然而，使用固体氰基丙烯酸酯单体来生产胶带阻止了它们用作“瞬粘”胶带，并且否定了使用氰基丙烯酸酯作为瞬干胶的主要优点。液体氰基丙烯酸酯单体允许更好地扩散至块体(bulk)中，从而给出比固体氰基丙烯酸酯单体更快的室温固化。然而，基于标准液体氰基丙烯酸酯单体的胶带很难实现。这不仅是由于氰基丙烯酸酯单体对成膜剂本身固有的反应性，还因为需要具有足够结构完整性的材料来实现适当的成膜。在专利文献中，以下文献示出了已被配制用于以胶带形式使用的粘合剂组合物。美国专利申请第2015/0107761号公开了一种包含在剥离基材和/或载体基材上的可固化膜的胶带。该可固化膜包含至少一种特定的氰基丙烯酸酯单体和至少一种成膜(共)聚合物。美国专利第5147938号公开了一种基于包含压敏丙烯酸酯基共聚物的聚合物粘合剂组合物的粘合剂转移胶带(adhesive transfer tape)。美国专利第20060029810号公开了包含基于液体环氧树脂的压敏粘合剂组合物的粘合剂转移胶带，所述压敏粘合剂组合物在高温(elevated temperature)下固化。wo2003020841公开了包含丙烯酸类(acrylic)共聚物和至少两种增粘剂的压敏粘合剂组合物。该组合物可用于制备压敏胶带。有利的是开发一种在不需要在压力下加热的情况下即可实现瞬时粘性的胶带。

背景技术：

技术实现思路

1、在一个方面中，本发明包括这样一种可固化组合物，其包含：

2、(i)可固化氰基丙烯酸酯组分；和

3、(ii)至少一种热塑性聚氨酯(tpu)组分；且

4、其中所述至少一种tpu组分(ii)具有40,000至80,000的质量平均摩尔质量mw，且

5、其中所述tpu组分(ii)基于多元醇，所述多元醇基于至少一种二醇或二羧酸，其中所述至少一种二醇或二羧酸在其主链中具有6个碳原子(c6)并且另外其中所述二醇或二羧酸中没有一种在其主链中具有多于10个碳原子(＞c10)，且

6、其中所述至少一种tpu组分(ii)以大于约50重量％的量存在于所述可固化组合物中，其中重量百分比基于所述组合物的总重量计。

7、本发明的组合物在室温(25℃)下不可流动且适合用作粘合剂组合物，例如以胶带形式用作粘合剂组合物。可以将组合物施用于隔离衬垫上。例如，可以使用具有不同剥离值(release value)的衬垫间层(interliner layer)或衬垫。可以通过使用合适的溶剂施用组合物，例如通过从合适的溶剂中流延到衬垫上而施用。

8、可固化氰基丙烯酸酯组分(i)可选自氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸β-甲氧基酯以及它们的组合。

9、可固化氰基丙烯酸酯组分(i)可以约10重量％至约35重量％的量存在于可固化组合物中，其中重量百分比基于所述组合物的总重量计。

10、至少一种tpu组分(ii)可以约65重量％至约85重量％的量存在于可固化组合物中，其中重量百分比基于所述组合物的总重量计。

11、在一些实施方案中，至少一种tpu组分(ii)具有约-60℃至约-5℃、例如约-50℃至约-10℃的玻璃化转变温度。

12、理想地，至少一种tpu组分(ii)具有约-55℃至约-20℃、例如约-50℃至约-30℃的玻璃化转变温度。

13、tpu组分(ii)基于多元醇，所述多元醇基于至少一种在其主链中具有6个碳原子(c6)的二醇或二羧酸。

14、tpu组分(ii)可以基于多元醇，所述多元醇也基于一种或多种另外的二醇或二羧酸，前提条件是所述二醇或二羧酸中没有一种在其主链中具有多于10个碳原子(＞c10)。

15、在本发明的一些实施方案中，至少一种tpu组分(ii)包含聚酯链段。

16、理想地，tpu组分(ii)包含基于c6二醇或c6羧酸中的至少一种的聚酯链段。

17、至少一种tpu组分(ii)可以基于由c6二羧酸和1,6-己二醇或1,4-丁二醇之一形成的聚酯多元醇。

18、理想地，至少一种tpu组分(ii)基于己二酸和1,4-丁二醇或1,6-己二醇之一的(共)聚酯，其中所述(共)聚酯具有约50至80℃的熔点，并且具有小于约0.5％、例如小于约0.1％的(根据标准程序din 53240-2测得的)oh数。

19、在一些实施方案中，组合物中仅存在一种tpu组分。

20、在一些实施方案中，本发明的组合物可包含两种或更多种tpu组分。

21、理想地，当本发明的组合物包含两种或更多种tpu组分时，存在的每种tpu组分均具有40,000至80,000的质量平均摩尔质量mw。理想地，每种tpu组分均基于多元醇，所述多元醇基于至少一种在其主链中具有6个碳原子(c6)的二醇或二羧酸。

22、本发明的组合物还可以包含一种或多种与上述至少一种tpu组分不同的另外的tpu组分，前提条件是所述一种或多种另外的tpu不基于这样的多元醇，所述多元醇基于在其主链中具有多于10个碳原子(＞c10)的二醇或二羧酸。这种另外的tpu的存在量可以使得基于组合物的总重量总tpu含量可以不高于约95重量％。

23、本发明的组合物还可以包含至少一种溶剂。溶剂的使用可能是有益的，例如，对于配制或分配目的而言是有益的。

24、然而，凡使用重量百分比的地方，它们都是基于不含溶剂的组合物的总重量计。

25、在一些实施方案中，本发明包括选自以下的溶剂：乙酸乙酯、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮和丙酮。

26、理想地，本发明包括乙酸乙酯作为溶剂。

27、本发明还可包括氰基丙烯酸酯组分的稳定剂。

28、在一些实施方案中，氰基丙烯酸酯组分的稳定剂以约10ppm至约200ppm、例如约25ppm至约100ppm的量存在。

29、稳定剂可以选自三氟化硼(bf3)或二氧化硫(so2)。

30、理想地，稳定剂为二氧化硫(so2)。

31、本发明还涉及包含根据本发明的可固化组合物和一个或多个隔离衬垫的胶带。

32、本发明的胶带可以为转移胶带。可以使用一个或多个隔离衬垫以将可固化组合物——例如以膜形式——转移到至少一个基材上。

33、本发明的胶带在室温下可表现出粘附性能，其中制品的可固化组合物可以通过对胶带施加轻度压力(mild pressure)而被附着到至少一个表面上。组合物的氰基丙烯酸酯组分充当瞬干胶。因此，本发明的组合物应立即粘合到任何相容的基材上。

34、在另一个方面中，本发明还涉及制备可固化组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

35、i)将本发明所限定的至少一种热塑性聚氨酯(tpu)组分与本发明所限定的可固化氰基丙烯酸酯组分和溶剂合并以形成混合物；

36、ii)将步骤(i)的混合物施用至基材，任选地通过流延施用；

37、iii)使所述溶剂蒸发或主动除去所述溶剂，从而形成固体形式的可固化组合物。

38、在方法的一些实施方案中，基材为隔离衬垫。

39、在方法的一些实施方案中，溶剂为乙酸乙酯。

40、至少一种tpu组分(ii)以大于约50重量％的量存在于可固化组合物中，其中重量百分比基于所述组合物的总重量计。

41、至少一种tpu组分(ii)的存在量等于或高于可固化氰基丙烯酸酯组分的存在量。

42、可以理解的是，在本发明的方法中，tpu组分可以如上文所述地用于本发明组合物，包括例如其中tpu组分包含聚酯链段。

43、本发明还涉及固化形式的根据本发明的组合物。

44、本发明进一步涉及包括通过固化形式的本发明组合物粘合在一起的两个基材的组件。

45、“基于”某种多元醇的tpu组分是其中所述多元醇已用于所述tpu组分的合成中、或其形成所述tpu组分中的结构单元的组分。类似地，“基于”二醇单元或二羧酸单元的多元醇是其中所述二醇单元或二羧酸单元已用于所述多元醇的合成中、或其形成所述多元醇中的结构单元的多元醇。

46、适合用于本发明中的tpu组分是基于多元醇的那些，其中所述多元醇基于至少一种二醇或二羧酸，其特征在于所述二醇或二羧酸中的至少一种在主链中具有6个碳原子(c6)并且所述二醇或二羧酸中没有一种在其主链中具有多于10个碳原子(＞c10)。根据iupac定义，本文中使用的术语“主链”是指所有其它链——长的或短的或长的和短的——可被视为侧接至其上的线性链。例如，在5-甲基-1,12-十二烷二酸中，从碳1线性行进到碳12的碳原子构成主链，而位于5位的甲基的碳原子则被视为位于主链之外；因此，5-甲基-1,12-十二烷二酸在主链中具有12个碳原子。类似地，由主链-c4二醇和主链c6或主链-c7二羧酸形成而因此包含分别具有(通过酯键桥接的)至少10个或11个碳原子的重复成分的聚酯多元醇不包括这样的基于至少一种二醇或二羧酸的多元醇，其特征在于所述二醇或二羧酸中的至少一种在主链中具有多于10个碳原子(＞c10)。

47、适合用作本发明中凝固剂的热塑性聚氨酯(tpu)包括例如由多异氰酸酯化合物与多元醇反应形成的那些，其产生具有低玻璃化转变温度(tg)——例如约-60℃至-5℃、如约-50℃至-10℃的玻璃化转变温度(tg)——的tpu。玻璃化转变温度(tg)可以容易地通过本领域公知的技术来确定，例如通过差示扫描量热法来确定。适合于实践本发明的多元醇的一个实例是pearlbond 106，它是一种线性芳香族聚氨酯，其熔体流动指数(170℃/2.16kg)为10至30g/10min(根据din 53.735测量)，其熔体粘度(170℃/2.16kg)为1150pa·s(根据din 53.735测量)，其软化范围为62至66℃(根据mqsa 70a测量)，其熔程为85至110℃(根据mqsa 70a测量)，且其具有高结晶速率(根据mqsa 12b测量)和非常高的热塑性(根据mqsa 68a测量)。