基于丙烯酸-硅氧烷的复合乳液粘合剂组合物及其制备方法_2

文档序号:8448721阅读:来源:国知局
乙烯酯、不饱和醋酸酯和不饱和腈中的至少一种单体; iii)选自不饱和碳酸和含有羟基的不饱和单体中的至少一种单体;以及iv)交联剂。
[0026] 在一个实施方式中,i)的单体可以是选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙 酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基 丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸 辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲 基丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸月桂酯中的至少一种。特别是,基于(甲基)丙烯酸 醋单体的总重,i)的单体可以是20wt%至40wt%的丙稀酸2-乙基己醋和60wt%至80wt% 的丙烯酸丁酯的混合物。
[0027] 基于丙烯酸系单体混合物的总重,i)的单体的量可以是60wt%至90wt%。当i)的 单体的量低于60wt%时,不可能获得初始粘附力。另一方面,当i)的单体的量超过90wt% 时,当粘合剂从被粘附的材料剥离时,粘合剂向被粘附的材料上的转移大量发生。
[0028] 此外,i)的单体的烷基可具有1至14的碳数,例如,2至14的碳数。当i)的单体 的烷基的碳数低于1时,粘合剂组合物的粘结强度下降。另一方面,当i)的单体的烷基的 碳数超过14时,所述粘合剂组合物变得太软,并且因此,它们的粘合剂物理性能下降。
[0029] 在一个实施方式中,ii)的单体可以是选自醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、 月桂酸乙烯酯、乙烯吡咯烷酮、丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种。特别是,可以使用醋酸 乙烯酯、丁酸乙烯酯或丙烯腈。
[0030] 基于丙烯酸系单体混合物的总重,ii)的单体的量可以是5wt%至35wt%,例如, 7wt%至25wt%。当ii)的单体的量低于5wt%时,所述粘合剂组合物变得太软,并且因此, 不可能获得足够粘合剂物理性能。当ii)的单体的量超过35wt%时,所述粘合剂组合物变 得过于坚硬,并且因此,粘附力显著下降。
[0031] 在一个实施方式中,iii)的单体可以是选自丙烯酸、衣康酸、马来酐、富马酸、巴豆 酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基) 丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟己酯、(甲基)丙烯酸羟辛酯、(甲 基)丙烯酸羟月桂酯和(甲基)丙烯酸羟丙二醇酯中的至少一种。
[0032] 基于丙稀酸系单体混合物的总重,iii)的单体的量可以是0. 5wt%至5wt%。当 iii)的单体的量低于〇.5wt%时,所述粘合剂组合物变得太软,并且因此,不可能获得足够 粘合剂物理性能。当iii)的单体的量超过5wt%时,所述粘合剂组合物变得过于坚硬,并且 因此,粘附力显著下降。
[0033] 加入iv)的交联剂以增强粘附力。在一个实施方式中,所述交联剂可含有5至15 个亚烷基氧基团(alkylene oxide group),例如,6至12个亚烷基氧基团。当所述交联剂 含有在上述范围内的亚烷基氧基团时,所述粘合剂组合物具有在室温下以及在老化之后的 优异的粘附力和尚稳定性。
[0034] 供参考,所述亚烷基氧基团的数量表示在所述交联剂中含有的亚烷基氧基团的平 均数量。当在所述交联剂中的亚烷基氧基团的数量低于5时,所制备的粘合剂组合物不必 要地变硬,并且因此,初始粘附力降低。另一方面,当在所述交联剂中的亚烷基氧基团的数 量超过15时,所述粘合剂组合物不必要地变软,并且因此粘合剂物理性能下降。
[0035] 在一个实施方式中,所述交联剂可以是选自有机交联剂(如聚乙二醇二丙烯酸 酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三 羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸 酯、3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙烯基苯等)和无机 交联剂(如乙酰丙酮铝、乙酸锌、碳酸锆等)中的至少一种。特别是,所述交联剂可以是选 自聚乙二醇二丙烯酸酯和聚丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
[0036] 在一个实施方式中,所述丙烯酸系单体混合物可进一步包含含有环氧基的不饱 和单体。特别是,所述含有环氧基的不饱和单体可以是选自(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、 a _甲基缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、烯丙基缩水甘油醚、氧代环己基(甲基)丙烯酸酯 和3, 4-环氧基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。更具体地,所述含有环氧基的 不饱和单体可以是(甲基)丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚。
[0037] 在一个实施方式中,基于丙烯酸系单体混合物的总重,含有环氧基的不饱和单体 的量可以是〇. lwt%至3wt%。当含有环氧基的不饱和单体的量在上述范围内时,所述粘合 剂组合物具有足够的粘结强度。
[0038] 本发明还提供一种制备所述基于丙烯酸-硅氧烷的复合乳液粘合剂组合物的方 法。
[0039] 制备所述基于丙烯酸-硅氧烷的复合乳液粘合剂组合物的方法包括:
[0040] (A)制备包含由活性硅氧烷树脂形成的种子的乳液;
[0041] (B)制备包含丙烯酸系单体混合物的预制乳液,基于丙烯酸系单体混合物的总重, 该丙烯酸系单体混合物包含:i)60wt%至90wt%的具有烷基的(甲基)丙烯酸酯单 体,ii) 5wt %至35wt %的选自稀丙醋、乙稀醋、不饱和醋酸醋和不饱和腈中的至少一种单 体,iii)0. 5wt至5wt%的选自不饱和碳酸和含羟基的不饱和单体中的至少一种单体,以及 iv) 0? lwt %至3wt %的交联剂;和
[0042] (C)通过将引发剂和由步骤⑶制备的预制乳液加入到由步骤(A)制备的乳液中 经由聚合来制备丙烯酸系乳液树脂。
[0043] 如在此使用的术语"预制乳液"可以定义为除丙烯酸系单体之外还包含蒸馏水、电 解质、表面活性剂等的溶液。
[0044] 所述丙烯酸系乳液树脂的制备可以通过乳液聚合(如,种子聚合)来进行。
[0045] 现在将要详细描述经由乳液聚合的丙烯酸系乳液树脂的制备。首先,向反应器中 加入蒸馏水和活性硅氧烷树脂,升高反应器的温度来排出其中的氧气,并且在所得到的溶 液中溶解引发剂来制备乳液。单独地,将蒸馏水、电解质和表面活性剂加入到i)60wt%至 90wt%的具有CfC 14烷基的(甲基)丙稀酸醋单体,ii) 5wt%至35wt%的选自稀丙醋、乙稀 醋、不饱和醋酸醋和不饱和腈中的至少一种单体,iii)〇. 5wt至5wt%的选自不饱和碳酸和 含羟基的不饱和单体中的至少一种单体,以及iv)0. lwt%至3wt%的交联剂的混合物中来 制备预制乳液。随后,向所述乳液中持续加入引发剂和所述预制乳液,升高反应器的温度然 后冷却至室温,并且调整所得到的产物的pH。
[0046] 在一个实施方式中,所述引发剂可以是水溶性聚合引发剂,如,铵的过硫酸盐或碱 金属、过氧化氢、过氧化物、氢过氧化物等,并且可以与至少一种还原剂结合使用以在低温 下实现乳液聚合。所述还原剂可以是亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、 甲醛合次硫酸氢钠、抗坏血酸等。
[0047] 所述乳液聚合可以在0°C至100°C的温度下进行,例如,40°C至90°C,并且所述温 度可以使用一种方法调整,如引发剂的单独使用,引发剂与至少一种还原剂的结合使用等。
[0048] 在聚合反应中使用的电解质用于调整pH,并且给所制备的丙烯酸系乳液树脂赋予 稳定性。特别是,所述电解质可以是选自碳酸氢钠、碳酸钠、磷酸钠、硫酸钠和氯化钠中的至 少一种。更具体地,所述电解质可以是碳酸钠。基于100重量份的混合物,所述电解质的量 可以是0. 1重量份至2重量份,例如,0. 3重量份至1重量份。
[0049] 所述表面活性剂用来在乳液聚合期间产生初始胶束,调整所产生的胶束的大小, 并且给所产生的胶束赋予稳定性。所述表面活性剂由亲水基
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