制备丙烯酸系粘合剂的多级辐射方法技术

一种将含有自由基光引发剂的组合物聚合的二步方法，它包括下述顺序步骤：将组合物用在３００ｎｍ以上波长有最大光谱输出的第一辐射源进行照射，然后将组合物用在３００ｎｍ以下波长有最大光谱输出的第二辐射源进行照射。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

宽泛地说，本专利技术涉及一种组合物的聚合方法。具体地说，本专利技术涉及一种通过使将可自由基聚合的组合物在不同波长或波长区域的光化性光下顺序照射而将其聚合的二步法。本专利技术还涉及一种将组合物聚合来制备粘弹性物质(尤其是丙烯酸系粘弹性物质)的方法。本专利技术还涉及一种制备压敏粘合剂的方法及用该方法制备的胶带。
技术介绍
压敏粘合剂(常简称为“PSA”)及将组合物聚合来制备压敏粘合剂的方法是现有技术中已知的。例如，美国专利No.4,181,752(Martens等)公开了一种将含有辐射敏感性丙烯酸酯的可聚合物质在近UV区域以约0.1-7mW/cm2的积分通量率进行辐射来制备标准粘性压敏粘合剂的一步法。美国专利No.6,174,931B1(Moon等)公开了一种制备丙烯酸系组合物(如粘合剂或压敏胶带)的多级辐射方法。其第一个辐射阶段是，以较低的积分通量率(即，0.1-20mW/cm2)进行电磁辐射，使单体进行较低程度的转化，在下一阶段中，以较高的积分通量率(即，大于20mW/cm2)进行电磁辐射，使单体基本上完全光聚合。美国专利No.6,040,352公开了一种制备粘合剂组合物的方法，它包括将可自由基聚合的组合物在光谱输出峰位于约250-600nm的波长区域的单色辐射源下进行照射。低积分通量率(例如约0.1-20mW/cm2)的紫外辐射可用来形成高分子量的丙烯酸酯聚合物，这些聚合物作为具有高性能特性(例如高静态剪切强度)的压敏粘合剂特别有用。但即使长时间的辐射后，一般聚合材料中仍有少量残余的未聚合物质，它们对于一些应用是不合适的。因此，仍需要对将组合物聚合来制备压敏粘合剂的方法进行改善。本专利技术提供这样一种方法，它与先前已知的使用单光源或光源组合的技术相比，能够以显著少的时间实现更高程度的聚合(即，更高程度的转化)而不牺牲物理性能。令人惊奇的是，业已发现，在本专利技术的实践中，第二光源最好其发射波长大多在约200-280nm的区域，虽然有证据表明，这样的光源并不能单独地制造高性能压敏粘合剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种将含有自由基光引发剂的组合物聚合的方法，它包括下述顺序步骤将组合物用在300nm以上波长有最大辐射功率的第一辐射源进行照射，然后将组合物用在300nm以下波长有最大辐射功率的第二辐射源进行照射。在本专利技术的一个方面，所述组合物是可自由基聚合的组合物。在一个具体实施方式中，组合物包含约50-100重量份的至少一种烷基醇的丙烯酸酯(该烷基醇含1-14个碳原子)、约0-50重量份的至少一种可共聚单体、和光引发剂。在一个实施方式中，光引发剂占组合物总重量的约5％以下。合适的光引发剂有2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮。组合物还可包括至少二种不同光引发剂的组合。在另一个实施方式中，组合物包括丙烯酸酯单体。在一个具体实施方式中，丙烯酸酯单体至少占组合物总重量的约30％。组合物还可包括交联剂。合适的交联剂包括官能能丙烯酸酯、三嗪、二苯甲酮、取代的二苯甲酮、或它们的组合。较佳的交联剂包括官能能丙烯酸酯和三卤代甲基-s-三嗪。在本专利技术的另一个方面，所述方法还包括在将组合物用第一辐射源照射之前将其涂布于基材上的步骤。该基材可以是纸、高分子膜、金属箔、织造布或无纺布。在本专利技术的又一个方面，所述方法还包括在将组合物涂布于基材之前将其聚合至至少5％转化的步骤。在又一个实施方式中，所述方法包括至少将组合物在惰性环境中用第一辐射源照射的步骤，惰性环境中的氧浓度一般小于约1000ppm，小于500ppm为佳，小于300ppm尤佳。在一个具体实施方式中，在将组合物用第一辐射源照射之前，用透明膜将其覆盖，这样就无需提供惰性环境。在一个实施方式中，透明膜透射至少50％的光化性输出。在本专利技术的一个实施方式中，将组合物用第一辐射源照射，使得聚合反应至少完成约20-75％，将组合物用第二辐射源照射，使得聚合反应至少完成约95％。本专利技术还提供一种将含有自由基光引发剂的组合物聚合的方法，它包括下述顺序步骤将组合物用包括约280-500nm波长区域的第一辐射源照射，然后将组合物用包括约200-280nm波长区域的第二辐射源照射。在一个具体实施方式中，来自第一辐射源的光化性输出的至少90％属于315-400nm波长区域，来自第二辐射源的光化性输出的至少90％属于200-280nm波长区域。本专利技术还提供一种将含有自由基光引发剂的组合物聚合的方法，它包括下述顺序步骤将组合物用第一辐射源照射，该第一辐射源包含白炽灯和荧光灯中的至少一种，然后将组合物用第二辐射源照射，该第二辐射源包含低压汞弧光灯、准分子灯和准分子激光器中的至少一种。在一个具体实施方式中，第一辐射步骤的积分通量率小于约50mW/cm2，第二辐射步骤的积分通量率大于2mW/cm2。“光化性输出”一词是指可引起光化学变化的光谱波长。具体实施例方式本专利技术的方法包括将包含至少一种光引发剂和可自由基聚合的物质的可自由基聚合的组合物聚合或聚合并交联的二步辐射法。第一步骤中使用的光化性辐射波长一般大于第二步骤中使用的光化性辐射波长。第一步骤中的光化性辐射波长一般大于约300nm，第二步骤中的光化性辐射波长一般小于约300nm。但由于大多数辐射源的特性，第一和第二步骤中的光化性辐射波长可能有一些重叠。更具体地说，在第一步骤中，所用的第一光源的光化性辐射的大多数辐射在包含光引发剂会吸收的波长的第一波长区域，在至少一个第二顺序步骤中，所用的第二光源的光化性辐射的大多数辐射在一个不同的波长区域，该波长区域包含光引发剂具有第二吸收的波长，所述第二吸收比第一吸收大。“大多数辐射”一词是指超过50％的光源辐射在规定波长区域。如上所述，第一波长区域与第二波长区域相比，一般包括具有更长波长的光化性辐射，但由于目前用来产生光化性辐射的手段的缘故，第一和第二步骤的波长通常有一些重叠。二个光源的光谱重叠一般小于约20％，小于约15％为佳，小于约10％尤佳。较好的是，超过80％的辐射在规定波长区域，更好的是，超过90％的辐射在规定波长区域。此外，第一辐射步骤最好用低强度光化性辐射(即，积分通量率小于约20mW/cm2)进行。实践中，将包含自由基光引发剂的组合物用第一光源照射，以进行至少约10％的转化，然后用第二光源照射。组合物例如可以是单体物质、低聚物质、单体浆液或它们的任意组合。较好的是，将组合物聚合成粘弹性聚合物。更好的是，形成丙烯酸酯类粘弹性聚合物。丙烯酸酯类粘弹性聚合物适合于各种应用，如压敏粘合剂、减震剂和热熔粘合剂。虽然本专利技术适用于包括非粘弹性聚合物在内的其它物质，但为方便起见，下面以压敏粘合剂为例对本专利技术进行说明。合适的光源是那些可激发所含的至少一种光引发剂以产生自由基并引发聚合反应的光源。合适的光源包括有磷涂层以吸收直接发射能量并将其以更长波长再辐射的低强度光源。这些灯的辐射通常遍布一个宽的波长区域，因此，它们被分类为宽带光源。灯的最合适类型取决于所用的光引发剂。最好选择那些能够发出激活光引发剂的波长的辐射的灯，以得到所需性能。在本专利技术的较佳实践中，第一光源的大多数辐射在约280-500nm之间，较好地在约300-500nm之间，更好地在约315-440nm之间，最好在约315-400nm之间。第一步骤辐射的积分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将含有自由基光引发剂的组合物聚合的方法，它包括下述顺序步骤：（ａ）将组合物用在３００ｎｍ以上波长有最大光谱输出的第一辐射源进行照射；（ｂ）然后将组合物用在３００ｎｍ以下波长有最大光谱输出的第二辐射源进行照射；。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RE赖特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]