紫外固化型(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂组合物及其制备方法技术

技术编号:14689436 阅读:70 留言:0更新日期:2017-02-23 11:53
本发明专利技术提供了(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂、可用于制备(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂的可固化的粘合剂组合物、以及制备(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂的方法。更具体地,(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂包含(a)(甲基)丙烯酸酯共聚物,其具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量和(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,其具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量。压敏粘合剂有利地通过对包含很少有机溶剂或不含有机溶剂的可固化的粘合剂组合物进行紫外(UV)固化而制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及紫外固化型(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂组合物及其制备方法
技术介绍
压敏粘合剂(PSA)胶带在住宅和工作场所中几乎无所不在。按其最简单的构造之一,压敏胶带包括背衬层以及附接至背衬层的粘合剂层。根据压敏胶带协会(Pressure-SensitiveTapeCouncil),已知压敏粘合剂具有包括以下的性质:(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)具有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移除。已发现作为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性的聚合物,所述粘弹性实现所期望的粘着力、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,约20℃至25℃)下是发粘的。仅具有粘性或仅能够粘附于某表面的材料并不构成PSA;术语PSA涵盖具有另外的粘弹性的材料。基于丙烯酸的压敏粘合剂已被广泛使用。这些压敏粘合剂组合物可为包含有机溶剂或不含有机溶剂的。包含有机溶剂的PSA组合物虽然当前在市场上占据主导地位,但是由于与使用有机溶剂有关的污染和高能耗等相关问题,使得其重要性逐渐降低。也就是说,粘合剂行业越来越关注不含有机溶剂型压敏粘合剂。不含有机溶剂的PSA组合物可归类为乳液型粘合剂、热熔融型粘合剂或紫外固化型粘合剂。随着不含溶剂的PSA组合物的使用(尤其在工业领域中的使用)不断增加,性能要求,尤其是对粘附力的要求也随之增加。用于有效增强基于丙烯酸的PSA的粘附力的传统方式包括向制剂中添加增塑剂或传统增粘剂。与增粘剂相比,增塑剂已由于工艺限制、原料问题以及稳定性问题而不太常用。目前,常用的增粘剂主要为松香树脂、萜烯树脂、石油树脂、芳族树脂等。虽然这些常见的增粘剂已被广泛使用,但是它们通常不用于通过紫外辐射固化的压敏粘合剂。也就是说,这些常见的增粘剂往往吸收大量紫外辐射,并趋于显著抑制聚合反应,这继而又会不利地影响所得PSA的性能。例如,在粘合剂与增粘剂之间可发生相分离,并且可能会因低分子量以及粘合剂聚合物的低固化百分比导致内聚力差。已进行了多种尝试找出适合用于通过紫外辐射固化的丙烯酸PSA组合物的增粘剂。所使用增粘剂通常是氢化的松香树脂或芳族合成树脂,但是这些增粘剂的限制较大,诸如成本较高并且增强压敏粘合剂性能的能力有限。
技术实现思路
因此,需要新的压敏粘合剂组合物,这些压敏粘合剂组合物能够通过紫外固化制备,能耗低、施涂速度快且十分高效,此外不含有机溶剂(或含极少量的有机溶剂)。提供了一种压敏粘合剂组合物,该压敏粘合剂组合物包含酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物和(甲基)丙烯酸酯增粘剂。该压敏粘合剂组合物由反应混合物形成,该反应混合物包含第一浆料聚合物、(甲基)丙烯酸酯增粘剂和紫外光引发剂,该第一浆料聚合物包含部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物。令人惊讶的是,该压敏粘合剂可以使用紫外辐射而非使用有机溶剂(或者另选地,使用极少量的有机溶剂)制备。用于形成PSA的工艺可具有低能耗、高速度和高效率。第一方面涉及一种可固化的粘合剂组合物,该可固化的粘合剂组合物包含(a)第一浆料聚合物,其由第一反应混合物形成,(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,其具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度,以及(c)紫外光引发剂。用于形成第一浆料聚合物的第一反应混合物包含:(1)丙烯酸非叔烷基酯;以及(2)酸官能化烯键式不饱和单体。第一浆料聚合物包含:(i)基于第一反应混合物中单体的总重量计1重量%至30重量%的部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中该部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量;以及(ii)基于第一反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的未反应单体。第二方面涉及一种经固化的粘合剂组合物,该经固化的粘合剂组合物是可固化的粘合剂组合物的紫外固化反应产物。可固化的粘合剂组合物包含(a)第一浆料聚合物,其由第一反应混合物形成,(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,其具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度,以及(c)紫外光引发剂。用于形成第一浆料聚合物的第一反应混合物包含:(1)丙烯酸非叔烷基酯;以及(2)酸官能化烯键式不饱和单体。第一浆料聚合物包含:(i)基于第一反应混合物中单体的总重量计1重量%至30重量%的部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中该部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量;以及(ii)基于第一反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的未反应单体。经固化的粘合剂组合物是压敏粘合剂。第三方面涉及一种制备压敏粘合剂的方法。该方法包括由第一反应混合物形成第一浆料聚合物,该第一反应混合物包含:(1)丙烯酸非叔烷基酯;以及(2)酸官能化烯键式不饱和单体。第一浆料聚合物包含:(i)基于第一反应混合物中单体的总重量计1重量%至30重量%的部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中该部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量;以及(ii)基于第一反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的未反应单体。该方法还包括提供具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度的(甲基)丙烯酸酯增粘剂。该方法还包括将第一浆料聚合物、(甲基)丙烯酸酯增粘剂、以及紫外光引发剂合并以制备可固化粘合剂组合物,然后用紫外辐射固化该可固化粘合剂组合物以制备为压敏粘合剂的经固化的粘合剂组合物。本专利技术的第四方面涉及一种(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂组合物,该(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂组合物包含(a)酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量(Mw)和(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,其具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)。具体实施方式提供了(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂、可用于制备(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂的可固化的粘合剂组合物,以及制备(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂的方法。更具体地,(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂包含:(a)(甲基)丙烯酸酯共聚物,其具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量和(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,其具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)。压敏粘合剂有利地通过对包含很少有机溶剂或不含有机溶剂的可固化的粘合剂组合物进行紫外(UV)固化而制备。如本文所用,术语“聚合物”、“聚合物的”和“聚合产物”是指作为均聚物、共聚物、三元共聚物等的材料。如本文所用,术语“共聚物”和“共聚物的”是指由至少两种单体形成的聚合物材料。也就是说,共聚物是聚合物的仅排除了均聚物的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种可固化的粘合剂组合物,所述可固化的粘合剂组合物包含:(a)第一浆料聚合物,所述第一浆料聚合物由第一反应混合物形成,所述第一反应混合物包含(1)丙烯酸非叔烷基酯;以及(2)酸官能化烯键式不饱和单体;并且其中所述第一浆料聚合物包含(i)基于所述第一反应混合物中单体的总重量计1重量%至30重量%的部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中所述部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量;以及(ii)基于所述第一反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的未反应单体;以及(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度;以及(c)紫外光引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可固化的粘合剂组合物,所述可固化的粘合剂组合物包含:(a)第一浆料聚合物,所述第一浆料聚合物由第一反应混合物形成,所述第一反应混合物包含(1)丙烯酸非叔烷基酯;以及(2)酸官能化烯键式不饱和单体;并且其中所述第一浆料聚合物包含(i)基于所述第一反应混合物中单体的总重量计1重量%至30重量%的部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中所述部分聚合的酸官能化(甲基)丙烯酸酯共聚物具有大于500,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量;以及(ii)基于所述第一反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的未反应单体;以及(b)(甲基)丙烯酸酯增粘剂,所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂具有大于20,000克/摩尔(道尔顿)但不大于200,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量并且具有不大于20℃的玻璃化转变温度;以及(c)紫外光引发剂。2.根据权利要求1所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述可固化的粘合剂组合物包含基于所述第一浆料聚合物的总重量计5重量%至40重量%的(甲基)丙烯酸酯增粘剂。3.根据权利要求1或2所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂的重均分子量在40,000克/摩尔(道尔顿)至150,000克/摩尔(道尔顿)的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂的Tg不大于0℃。5.根据权利要求1至4中任一项所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述第一反应混合物包含45重量%至99.5重量%的丙烯酸非叔烷基酯。6.根据权利要求1至5中任一项所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述第一反应混合物包含(1)45重量%至99.5重量%的丙烯酸非叔烷基酯;(2)0.5重量%至15重量%的酸官能化烯键式不饱和单体;(3)0重量%至40重量%的任选的高Tg(甲基)丙烯酸酯,所述高Tg(甲基)丙烯酸酯的Tg高于所述丙烯酸非叔烷基酯单体的Tg值;(4)0重量%至10重量%的任选的非酸性烯键式不饱和极性单体;(5)0重量%至5重量%的任选的其它乙烯基单体;以及(6)0重量%至5重量%的任选的多官能丙烯酸酯,其中每个重量%均是基于所述第一反应混合物中单体的总重量计的。7.根据权利要求6所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述第一反应混合物包含(1)总量为85重量%至99.5重量%的丙烯酸非叔烷基酯和任选的高Tg(甲基)丙烯酸酯;以及(2)0.5重量%至15重量%的酸官能化烯键式不饱和单体。8.根据权利要求1至7中任一项所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂是由第二反应混合物形成的,所述第二反应混合物包含(1)30重量%至99.5重量%的丙烯酸非叔烷基酯;(2)0.5重量%至15重量%的酸官能化烯键式不饱和单体;(3)0重量%至60重量%的任选的高Tg(甲基)丙烯酸酯,所述高Tg(甲基)丙烯酸酯的Tg高于所述丙烯酸非叔烷基酯单体的Tg值;(4)0重量%至40重量%的任选的非酸性烯键式不饱和极性单体;以及(5)0重量%至40重量%的任选的其它乙烯基单体;以及(6)0重量%至5重量%的任选的多官能(甲基)丙烯酸酯,其中每个重量%均是基于所述第二反应混合物中单体的总重量计的。9.根据权利要求8所述的可固化的粘合剂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯增粘剂呈第二浆料聚合物的形式,所述第二浆料聚合物包含(i)基于所述第二反应混合物中单体的总重量计70重量%至99重量%的部分聚合的(甲基)丙烯酸酯增粘剂;以及(ii)1重量%至30重量%的未反应单体,其中每个重量%均是基于所述第二反应混合物中单体的总重...

【专利技术属性】
技术研发人员:张文杰
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

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