用于PSA的丙烯酸烯丙酯交联剂制造技术

本文描述了一种通过与含有烯丙基基团的(甲基)丙烯酸类交联单体交联而制备的(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂共聚物。

Allyl acrylate crosslinker for PSA

A (meth) acrylate pressure-sensitive adhesive copolymer is prepared by cross-linking with a crosslinked monomer of an acrylic acid (meth) containing an allyl group.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于PSA的丙烯酸烯丙酯交联剂
本专利技术涉及新型交联单体和丙烯酸类压敏粘合剂及由其制备的条带制品。该粘合剂的特征在于表现出粘合和内聚特性的总体平衡。
技术介绍
事实上，压敏条带在家庭和工作场所中随处可见。在压敏条带的最简单构造中，其包含粘合剂和背衬，并且总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。按此方式，压敏条带构成了完整自持的粘结系统。根据压敏条带协会，已知压敏粘合剂(PSA)具有包括以下的特性：(1)有力而持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)足以保持在附着物上的能力；以及(4)足够的内聚强度以便使其从附着物干净地去除。已发现的作为PSA充分发挥作用的材料包括经设计和配制以表现出所需粘弹特性的聚合物，这些粘弹特性实现预期的粘着力、剥离粘附力与剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室温(例如20℃)下发粘。PSA不仅仅因为组合物是粘性的或能够附着到某种表面上而包含这些组合物。这些要求通常使用经设计以单独地测量粘着力、粘附力(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《粘附力和粘合剂技术：简介》(AdhesionandAdhesivesTechnology:AnIntroduction)第2版，2002年俄亥俄州辛辛那提市汉瑟加德纳出版(HanserGardnerPublication,Cincinnati,OH,2002)中所指明的那样。这些测量合在一起构成了通常用于表征PSA的特性的平衡。随着多年来压敏条带使用的扩展，对性能的要求变得更加苛刻。例如就操作温度和负载而言，对于许多应用来说，原来预期应用于在室温下支撑适度负载的剪切保持能力现已大幅度提高。所谓的高性能压敏条带是在升高的温度下能够承载10,000分钟的那些。一般通过使PSA交联来实现剪切保持能力的提高，但操作必须相当小心，以便保持高水平的粘性和粘附力，从而保持前述的特性平衡。对于丙烯酸类粘合剂而言有两种主要的交联机制：多官能烯属不饱和基团与其它单体的自由基共聚作用，和通过诸如丙烯酸之类的官能单体的共价或离子交联。另一种方法是使用UV交联剂(诸如可共聚的二苯甲酮)或后添加的光交联剂(诸如多官能二苯甲酮和三嗪)。在过去，已使用多种不同的材料作为交联剂，例如多官能丙烯酸酯、苯乙酮、二苯甲酮和三嗪。然而，上述交联剂具有某些缺点，这些缺点包括如下中的一者或多者：高挥发性；与某些聚合物体系的不相容性；产生腐蚀性或毒性副产物；产生不期望的颜色；需要单独的光敏化合物来引发交联反应；以及对氧的高度敏感性。
技术实现思路
本公开提供了具有下式的新型交联单体：其中R1为H或CH3，X1为-O-或-NR1-，R*包括亚芳基基团或亚烷基基团，所述亚烷基基团任选地被处于链中的醚、酯、酰胺、脲、硫醚或氨基甲酸酯官能团取代，当R*为亚芳基基团时，X2为共价键、-O-、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团，并且当R*为亚烷基基团时，X2为-O-、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团。更特别地，本公开还提供浆料聚合物组合物，该浆料聚合物组合物包含烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和衍生自新型交联单体的交联单体。在一个方面，本公开提供了新型浆料聚合物组合物，其包含a)第一组分烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯溶质共聚物，b)包含至少一种可自由基聚合的溶剂单体的第二组分，和c)交联单体。浆料组合物在溶剂单体组分中包含至少一种交联单体，并且/或者(甲基)丙烯酸类溶质聚合物包含衍生自至少一种交联单体的聚合单元。可使浆料聚合物组合物聚合并固化来产生压敏粘合剂。本公开的压敏粘合剂(交联的组合物)具有所需的粘着力、剥离粘附力和剪切保持力的平衡，并且还符合Dahlquist标准；即在应用温度(通常为室温)下粘合剂在1Hz频率下的模量低于3×106达因/厘米。在一些实施方案中，在1Hz的频率下，压敏粘合剂在室温(25℃)下的储能模量小于2×106达因/厘米或1×106达因/厘米。“浆料聚合物”是指溶质聚合物在一种或多种溶剂单体中的溶液，该溶液在22℃下的粘度为500至10,000cPs(厘泊)。“溶液聚合物”是指溶质聚合物在一种或多种有机溶剂中的溶液。(甲基)丙烯酸类包括甲基丙烯酸类和丙烯酸类二者。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二者。在本文中，“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯二者。术语“烷基”包括直链、支链和环状烷基基团并且包括未取代的和被取代的烷基基团二者。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。除非另有说明，否则烷基基团可以为一价或多价的。“亚烷基”意指具有一至约十二个碳原子的直链不饱和二价烃基或具有三至约十二个碳原子的支链饱和二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-甲基亚丙基、亚戊基、亚己基等。“芳基”意指单价芳族，诸如苯基、萘基等。“亚芳基”意指多价芳族，诸如亚苯基、亚萘基等。术语杂烷基是指烷基基团，如刚刚所定义，该烷基基团具有被链中杂原子(诸如O、S或N)取代的至少一个链中碳原子(即，处于链中)。“可再生资源”是指在100年的时间框架内可被补充的自然资源。资源可自然地或经由农业技术补充。可再生资源通常为植物(即，各种光合作用生物体中的任一者，包括所有陆地生物，包括树)、原生生物的生物体，诸如海藻和藻类、动物和鱼。它们可为天然存在的、杂交体，或遗传工程生物体。天然资源(诸如原油、煤和泥炭，它们耗费100年以上才形成)不视为可再生资源。具体实施方式本公开提供包含如上所述的烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和交联单体的可交联的组合物。在一些实施方案中，本公开提供浆料聚合物组合物，该浆料聚合物组合物包含第一组分溶质(甲基)丙烯酸酯共聚物和第二组分溶剂单体。交联单体可作为溶质共聚物中的聚合单体单元掺入，从而对其提供侧接烯丙基基团。另选地或除此之外，第二组分溶剂单体组分可包含交联剂。在另一个实施方案中，提供了可聚合组合物，其包含(甲基)丙烯酸酯单体、酸官能单体、任选地非酸官能极性单体、其它任选单体和在合适溶剂中的交联单体的单体混合物。溶液可以为聚合，然后交联以提供交联的压敏粘合剂的溶液。(甲基)丙烯酸类聚合物或单体混合物包含衍生自(例如，非叔)醇的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体，该醇包含1至14个碳原子并且优选4至12个碳原子的平均值。单体的示例包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的酯，该非叔醇为诸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-丙基庚醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇等。在一些实施方案中，优选的(甲基)丙烯酸酯单体为具有异辛基醇的(甲基)丙烯酸的酯。在一些有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联的组合物，所述可交联的组合物包含烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和具有下式的交联单体：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 US 62/049,6391.一种可交联的组合物，所述可交联的组合物包含烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和具有下式的交联单体：其中R1为H或CH3，X1为-O-或-NR1-，R*包括亚芳基基团或亚烷基基团，所述亚烷基基团任选地被处于链中的醚、酯、酰胺、脲、硫醚或氨基甲酸酯官能团取代，当R*为亚芳基基团时，X2为共价键、醚基团、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团，并且当R*为亚烷基基团时，X2为醚基团、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团。2.根据权利要求1所述的可交联的组合物，其中R*为亚芳基基团R芳基，并且X2为共价键、醚基团、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团。3.根据权利要求1所述的可交联的组合物，其中R*为亚烷基基团R烷基，所述亚烷基基团任选地被处于链中的醚、酯、酰胺、脲、硫醚或氨基甲酸酯官能团取代，并且X2为醚基团、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团。4.根据权利要求3所述的可交联的组合物，其中R烷基具有下式：-CxH2x-X4-CyH2y-，其中X4选自共价键或醚、酯、酰胺、脲、硫醚或氨基甲酸酯官能团，并且x和y独立地为2至10。5.根据前述权利要求中任一项所述的可交联的组合物，其中基于100重量份总单体计，所述烯丙基官能(甲基)丙烯酸酯共聚物包含互聚的以下物质的单体单元：i.80至99重量份的(甲基)丙烯酸酯单体；ii.1至15重量份的酸官能烯属不饱和单体；iii.0至20重量份的非酸官能烯属不饱和极性单体；iv.0至5份的乙烯基单体；和v.0.1至5份的互聚的交联剂的单体单元。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含0.5至10重量份的酸官能单体。7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含0.5至5重量份的非酸官能烯属不饱和极性单体。8.根据权利要求6所述的可交联的组合物，其中所述酸官能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、油酸、(甲基)丙烯酸-β-羧乙酯、甲基丙烯酸-2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸以及它们的混合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的可交联的组合物，所述可交联的组合物包含90至95重量份的(甲基)丙烯酸酯单体的单元。10.根据权利要求7所述的可交联的组合物，其中所述非酸官能烯属不饱和极性单体选自(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯；N-乙烯基吡咯烷酮；N-乙烯基己内酰胺；丙烯酰胺；叔丁基丙烯酰胺；二甲基氨基乙基丙烯酰胺；N-辛基丙烯酰胺；聚(烷氧基烷基)(甲基)丙烯酸酯；聚(乙烯基甲基醚)；以及它们的混合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的可交联的组合物，其中所述共聚物包含0.5至5重量份的丙烯酸和1至5重量份的非酸官能烯属不饱和极性单体。12.根据前述权利要求中任一项所述的可交联的组合物，所述可交联的组合物包含1至5份的乙烯基单体，所述乙烯基单体选自乙烯基酯、苯乙烯、被取代的苯乙烯、乙烯基卤化物、丙酸乙烯酯以及它们的混合物。13.一种浆料聚合物组合物，所述浆料聚合物组合物包含：i)溶质(甲基)丙烯酸类聚合物组分，其包含衍生自一种或多种(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元；ii)可自由基聚合的溶剂单体组分；并且其中所述浆料包含至少一种交联单体，并且/或者所述(甲基)丙烯酸类溶质聚合物包含衍生自至少一种具有下式的交联单体的聚合单元：其中R1为H或CH3，X1为-O-或-NR1-，R*包括亚芳基基团或亚烷基基团，所述亚烷基基团任选地被处于链中的醚、酯、酰胺、脲、硫醚或氨基甲酸酯官能团取代，当R*为亚芳基基团时，X2为共价键、醚基团、酯基团、脲基团或氨基甲酸酯基团，并且当R*为亚烷基基团时，X2...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·利普斯科姆，K·M·莱万多夫斯基，
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