具有受控分子量的丙烯酸类粘合剂组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种用于制备丙烯酸酯粘合剂的方法，所述方法的步骤为部分聚合单体混合物以提供具有高分子量溶质共聚物的浆料聚合物组合物。该第一浆料组合物经过再次聚合以提供具有低分子量共聚物的第二浆料聚合物组合物。所述第二浆料聚合物组合物提供有交联剂并且进一步聚合以提供粘合剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年5月29日提交的美国临时专利申请No.62/004257的权益，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
事实上，压敏胶带在家庭和工作场所中随处可见。最简单构造的压敏胶带包括粘合剂和背衬，整体构造在使用温度下是发粘的并且仅使用适度压力来附着到多种基底以形成粘结。以此方式，压敏胶带构成了完整的、独立成套的粘结体系。根据压敏胶带协会，已知粘合剂具有包括以下的特性：(1)不超过手指压力的附着性，(2)足以保持到附着物上的能力，以及(3)足以干净地从附着物移除的内聚强度。已发现的可很好地用作粘合剂的材料包括经过设计和配制以表现出所需粘弹性特性的聚合物，从而导致粘着力、剥离附着力和剪切保持力的期望的平衡。这些要求一般借助于设计用来单个测量粘着力、附着力(剥离强度)和内聚力(剪切保持力)的测试来进行评估，如A.V.Pocius在由俄亥俄州辛辛那提汉瑟加德纳出版社(HanserGardnerPublication,Cincinnati,OH)于2002年出版的《附着力和粘合剂技术：概论》(AdhesionandAdhesivesTechnology:AnIntroduction)第2版中所指明。这些测量合在一起构成了通常用于表征粘合剂的特性的平衡。已知丙烯酸类粘合剂具有良好的性能，但人们一直在努力增大分子量以改善内聚强度。然而，增大分子量会降低粘合剂的粘着力。
技术实现思路
本公开提供包含高分子量(甲基)丙烯酸类共聚物、低分子量(甲基)丙烯酸类共聚物、交联(甲基)丙烯酸类共聚物的混合物的新型粘合剂组合物。本公开还提供包含高分子量(甲基)丙烯酸类溶质共聚物、低分子量(甲基)丙烯酸类溶质共聚物、交联剂和(甲基)丙烯酸类溶剂单体的混合物的新型浆料聚合物组合物，该混合物在光聚合时产生粘合剂组合物。本公开的粘合剂提供了粘着力、剥离附着力和剪切保持力的期望的平衡，并且还符合Dahlquist标准；即在施加温度(通常为室温)下在1Hz频率下粘合剂的模量小于3×106达因/厘米。粘合剂在内聚强度方面有所改善，并且没有牺牲粘着力。在一种方法中，可制备高Mw和低Mw(甲基)丙烯酸酯共聚物，与溶剂(甲基)丙烯酸酯单体、交联剂以及光引发剂混合，然后进行光聚合以生成(甲基)丙烯酸酯粘合剂组合物。本公开还提供一种制备丙烯酸类粘合剂的方法，该方法包括部分聚合单体混合物，以提供具有高分子量溶质共聚物的浆料聚合物组合物。该第一浆料组合物经过再次聚合以提供具有低分子量共聚物的第二浆料聚合物组合物。所述第二浆料聚合物组合物提供有交联剂并且进一步聚合以提供粘合剂组合物。本公开也提供从本文所述的可交联组合物(例如浆料组合物)制得的压敏粘合剂，以及包括例如这种粘合剂的涂层的压敏粘合剂制品。本公开的压敏粘合剂(交联的组合物)提供粘着力、剥离附着力和剪切保持力的期望的平衡；并且进一步符合Dahlquist标准，即在施加温度(通常为室温)下在1Hz频率下粘合剂的模量小于3×106达因/厘米。在本专利申请中，“预粘合剂”是指包含低Mw溶质共聚物、高Mw溶质共聚物、单体混合物和交联剂的浆料聚合物组合物。可使预粘合剂交联以形成压敏粘合剂。“浆料组合物”指一种或多种溶质共聚物在一种或多种溶剂单体中的溶液，所述组合物在22℃下具有500至20,000cP的粘度。在本文中，“(甲基)丙烯酰基”包括(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺。在本文中，“(甲基)丙烯酸类”包括甲基丙烯酸类和丙烯酸类两者。在本文中，“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯两者。术语“烃基”意指饱和或不饱和的直链、支链、环状或多环烃基。除非另外指出，烃基通常含有至多30个碳原子，通常至多20个碳原子，并且甚至更通常至多10个碳原子。该术语用于涵盖烷基、烯基、炔基，以及环状基团(例如脂环族和芳族基团)。术语“杂烃基”意指具有由诸如O、S或N的链中杂原子取代的至少一个链碳原子(即链中的)的饱和或不饱和直链、支链、环状或多环烃基(除非另外指出，通常含有至多30个碳原子)。术语“(杂)烃基”包括烃基和杂烃基。术语“脂环族基团”意为特性类似于脂族基团特性的环状烃基团。术语“芳族基团”或“芳基基团”是指单核或多核芳香烃基团。在本文中，“烷基”包括直链、支链和环状烷基，并切包括未取代的和取代的烷基两者。除非另外指明，否则烷基基团通常包含1至20个碳原子。如本文所用的“烷基”的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丁基、叔丁基、异丙基、正辛基、2-辛基、正庚基、乙基己基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基和降冰片基等。除非另外指明，否则烷基基团可以为一价或多价的。具体实施方式本公开提供包含浆料聚合物组合物的预粘合剂组合物，所述浆料聚合物组合物包含低Mw溶质共聚物、高Mw溶质共聚物、单体混合物和交联剂。可使预粘合剂交联以形成压敏粘合剂。在一个实施方案中，可制备包含具有300,000至3,000,000的Mw的高Mw溶质共聚物、具有300-300,000的Mw的低Mw溶质共聚物、溶剂单体、交联剂、任选的增粘剂和光引发剂的浆料，该浆料随后可进行光聚合以生成(甲基)丙烯酸酯粘合剂聚合物。两种溶质聚合物可单独制备和混合。一般来讲，浆料聚合物组合物包含5至40重量份的高Mw溶质聚合物、0.1至25重量份的低Mw溶质共聚物、0.1至5重量份的交联剂，总计为100重量份。由聚合剩余浆料单体所得的第三聚合物的Mw为约100,000至1,000,000的中间Mw。或者，可通过以下步骤来制备粘合剂：a)部分聚合(甲基)丙烯酸酯单体混合物至0.1至25％的转化率以生成包含具有300,000至3,000,000的Mw的高Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第一浆料共聚物；b)向第一浆料添加链转移剂和引发剂并部分聚合至5至40％的转化率以生成包含高Mw溶质共聚物、具有300-300,000的Mw的低Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第二浆料聚合物；c)猝灭链转移剂并向第二浆料共聚物添加化合物(交联剂、光引发剂、和任选的增粘剂)，以生成预粘合剂组合物；以及d)使混合物光聚合以生成交联粘合剂共聚物。一般来讲，在步骤d)中完全聚合浆料之前，将步骤c)的产物涂覆在基底上。应当理解，浆料聚合方法将在初始自由基聚合中生成“无活性聚合物”；即，完全聚合的，不是可自由基聚合的聚合物。浆料法提供优于溶剂或溶液聚合方法的优点；浆料法可得到更高的分子量。这些更高的分子量增加链缠结量，从而增加内聚强度。随后，溶剂单体不自由基聚合到现存的溶质共聚物上。产物将为高Mw聚合物和低Mw聚合物以及在最后聚合步骤中生成的具有100,000至1,000,000的Mw的第三聚合物的交联混合物。如果将多丙烯酸酯用作所用的交联剂，则仅可使第三聚合物交联。如果使用卤代三嗪或夺氢型交联剂，则也将使高Mw聚合物交联，并且也可使低Mw聚合物交联。由于可添加链转移步骤以制备低Mw溶质聚合物，可能必须在步骤b)之前通过挥发、氧化或与牺牲性烯烃(诸如多官能丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯或可聚合的光引发剂)发生反应来猝灭残余的链转移剂。这些方法的单体混合物包含(甲基)丙烯酸酯单体、酸官能单体以及任选的非酸官能极性单体。一般来讲，选择单体以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备丙烯酸类粘合剂共聚物的方法，所述方法包括以下步骤：a)部分聚合(甲基)丙烯酸酯单体混合物至0.1至25％的转化率以生成包含具有300,000至3,000,000的Mw的高Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第一浆料共聚物；b)向所述第一浆料添加链转移剂和引发剂并部分聚合以生成包含所述高Mw溶质共聚物、具有300‑300,000的Mw的低Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第二浆料聚合物；c)猝灭所述链转移剂，并添加交联剂、光引发剂和任选的增粘剂并使所述混合物光聚合以生成粘合剂共聚物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 US 62/004,2571.一种制备丙烯酸类粘合剂共聚物的方法，所述方法包括以下步骤：a)部分聚合(甲基)丙烯酸酯单体混合物至0.1至25％的转化率以生成包含具有300,000至3,000,000的Mw的高Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第一浆料共聚物；b)向所述第一浆料添加链转移剂和引发剂并部分聚合以生成包含所述高Mw溶质共聚物、具有300-300,000的Mw的低Mw溶质共聚物以及未反应的溶剂单体的第二浆料聚合物；c)猝灭所述链转移剂，并添加交联剂、光引发剂和任选的增粘剂并使所述混合物光聚合以生成粘合剂共聚物。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括部分聚合至1至10％的转化率。3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括部分聚合至5至40％的转化率。4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b)的所述引发剂为热引发剂。5.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b)的所述引发剂为光引发剂。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联剂为多官能丙烯酸酯。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联剂为卤代三嗪。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述(甲基)丙烯酸酯单体混合物包含：a)50...

【专利技术属性】
技术研发人员：河成元，B·N·加达姆，M·F·埃里斯，李海承，J·R·雅各布森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US