高Tg聚合物乳液和用作压敏粘合剂的压敏粘合剂聚合物乳液的共混物制造技术

一种具有附着性能和内聚性能良好平衡的压敏粘合剂，它是通过将高Ｔｇ聚合物乳液与含水压敏粘合剂聚合物乳液进行共混而生产的。所述高Ｔｇ聚合物的Ｔｇ从３０－３００℃，并且数均粒径（Ｄｎ）从８０－１０００ｎｍ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
压敏粘合剂广泛用于制备标签、胶带、以及用于层合聚合物薄膜如聚(氯乙烯)和聚酯、用于形成待复印图纸和其它相应地产品。术语“压敏”用来表示在室温干燥状态下是腐蚀性且永久粘性的并且牢固地粘结至各种基材上的粘合剂。用于永久型压敏粘合剂的用途需要优异的剥离、粘性和剪切。可复位的粘合剂可能需要更低的粘性，但它们必须具有足够的粘性和粘结强度，以便粘结至基材上，并且还能够取下而没有粘结至基材上的粘合剂部分。当施加至基材上并置于如车辆的压力下时，还将阻止这些压敏粘合剂从基材中渗出。含水乳液压敏粘合剂的另一要求是将其涂布至不同的粘合剂基材如Mylar，聚(氯乙烯)和硅氧烷涂布纸，以及薄膜防粘衬上的能力。压敏粘合剂由共聚物制成，所述共聚物如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯共聚物，所述共聚物将产生具有低玻璃化转变温度(Tg)、柔软且粘性的聚合物；所述低Tg意指Tg从-10℃至-90℃。均聚物没有压敏粘合剂所需要的性能；因而，它们通过与至少少量其它的组分共聚而改性，从而形成压敏粘合剂。除压敏粘合剂所需的共聚单体组分以外，业已发现，为取得所需的粘合剂性能，大量低分子量共聚物将是重要的。链转移剂通常在聚合过程中使用，从而获得希望的低分子量共聚物部分。为增强粘合性能如对低密度聚乙烯的附着力或在亚环境温度下的附着力的种种尝试均需要降低模量和/或粘合剂的Tg。通常，这将危害粘合性能如抗剪切性。相反，添加更高Tg的聚合物以改善柔软压敏粘合剂的内聚力，将导致附着力的明显损失。业已证明，将高、低Tg聚合物相结合可用于涂料中。例如J.Y.Cavaillé等人的“聚(苯乙烯)-聚(丙烯酸丁酯)聚合物的结构形态-通过动态机械测量研究的聚合物复合物”(胶体和聚合物科学，1991，第269卷，第248-258页)提供了低Tg聚(丙烯酸丁酯)和更高Tg聚苯乙烯的共混物用作薄膜时的机械数据；M.Hidalgo等人的“聚苯乙烯(1)聚(丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)(2)核-壳乳液聚合物，第二部分II胶乳薄膜的热机械性能”(胶体和聚合物科学，1992，第270卷，第1208-1221页)提供了由包含高和低Tg聚合物的核-壳乳液聚合物形成的薄膜的热机械数据；和S.Lepizzera等人的“Coalesced Latex Bends的成膜能力和机械性能”(聚合物科学杂志，B部分，1997，第2093-2101)披露了硬和柔胶乳共混物的成膜能力。业已发现，在这些出版物中报道的低Tg聚合物没有将其用作压敏粘合剂所需的性能。过去，一直用增粘树脂和增塑剂来将压敏粘合剂的附着力改善成低表面能表面，如低密度聚乙烯或聚丙烯。然而，附着力的改善却以牺牲内聚性能为代价。EP0 593231A1(1994)披露了将低分子量(＜7,000)环氧乙烷-嵌段-环氧丙烷共聚物添加至丙烯酸类压敏粘合剂中，从而改善低温附着力。这些添加剂使聚合塑化并因此降低了内聚强度。由于这些聚醚添加剂也是水溶性的，因此，压敏粘合性的耐水性和耐湿性将受到损害。取得压敏粘合剂内聚力和附着力所需平衡的、一直在使用的另一种方法包括在聚合期间引入大分子单体。US5,294,668(1994)披露了包含增粘树脂和一种或多种乙烯和C3-C18α-烯烃与一种或多种大分子单体的接枝共聚物的共混物的压敏粘合剂。所述大分子单体是至少一种亚乙烯基(ethenylarene)和共轭二烯单体的反应产物。同样地，US4,732,808(1988)披露了将大分子单体引入溶剂基压敏粘合剂中，从而实现附着力和内聚力的平衡。由于其在水中极低的溶解度，因此大分子单体通常不适于引入聚合物乳液中。
技术实现思路
本专利技术涉及一种具有附着性能和内聚性能良好平衡的压敏粘合剂，它是通过将高Tg聚合物乳液，或分散体与压敏聚合物水合乳液混合而得到。所述高Tg聚合物的Tg从30℃-300℃，数均粒径(Dn)从80-1000nm。制备高Tg聚合物的合适的单体包括当进行均聚或共聚时将满足Tg要求的任何乙烯基单体；例如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氯乙烯、乙烯基酯、丙烯腈、和甲基丙烯酰胺。高Tg聚合物分散体也可以包括不是由传统的乳液聚合法制得的分散体，如通过悬浮聚合、本体聚合或溶液聚合制得的聚合物，其随后分散于水中。高Tg聚合物可以包含至多20％的交联单体。压敏粘合剂聚合物可以包含各种单体单元如(甲基)丙烯酸烷基酯、乙烯基酯、氯丁二烯、丁二烯、和异戊二烯的组合。压敏粘合剂聚合物分散体还可以包括不由传统的乳液聚合法制得的分散体，如天然橡胶胶乳、聚氨酯分散体、和聚硅氧烷分散体。其它例子是嵌段共聚物如由壳牌化学公司以商标Kraton提供的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物。该嵌段共聚物可以溶解于合适的溶剂中和分散于水中，随后汽提掉溶剂。所述共混物用于制备标签、胶带和其它常用的压敏粘合剂结构。业已发现，当在湿层合或干层合工艺中使用时，所述共混物是特别有用的，其中，将共混物涂布至硅化处理过的衬里上并在制备纸标签时转移至纸面原料上。本专利技术提供了优于已知方法的若干种优点，以取得在压敏粘合剂的附着力和内聚力之间的平衡。例如，它(1)无需将增塑剂或增粘树脂添加至压敏粘合剂乳液中；(2)消除了由于在压敏粘合剂中使用增塑剂所造成“渗出”；(3)在无需特定设备的情况下提供了形成改善的压敏粘合剂的简单方法；(4)提供了仅改变高Tg聚合物与压敏粘合剂聚合物的比率或仅改变共混物中高Tg聚合物的种类就能够满足压敏粘合剂性能的灵活性；和(5)能够在难于粘结的表面上使用。专利技术详述烯属不饱和单体的乳液聚合以生产水基压敏粘合剂聚合物乳液是熟知的方法。能够用来生产水基压敏粘合剂聚合物的合适单体的例子是(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸C1-C18烷基酯、(甲基)丙烯酸C1-C13羟烷基酯、马来酸/富马酸二-C1-C13烷基酯、乙烯基酯如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丁二烯、2-氯-1，3-丁二烯、和乙烯。水基压敏粘合剂聚合物也可以是天然橡胶、硅酮聚合物、聚氨酯等等。压敏粘合剂共聚物的Tg从-10℃至-90℃、优选从-25℃至-75℃，并且当根据压敏测试委员会(PSTC)的测试方法，PSTC-5，在不锈钢板上进行测试时，环形粘附附着力值大于每线性英寸1磅(pli)；优选大于1.5pil。另外，也可以通过其中选择乙烯基单体、包括丙烯酸类单体的熟知的乳液聚合工艺来生产高Tg聚合物乳液，或分散体，该工艺将生产出Tg从30℃至300℃并且数均粒径(Dn)从80-1000nm的聚合物或共聚物。合适的单体包括苯乙烯、(甲基)丙烯酯C1-C8烷基酯、氯乙烯、乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯腈等等。聚合物也可包含0-20wt％的交联单体。乳液聚合可以一步进行或利用各种单体的组合顺序进行，以便获得具有适当Tg和数均粒径的聚合物或共聚物。另外也可能制备具有第一阶段芯的聚合物乳液颗粒，该颗粒在目标Tg和粒径范围以下；前提条件是随后将目标Tg范围内的第二阶段壳聚合物施加至该芯上，并且总粒径即壳加上芯在粒径范围内。高Tg聚合物分散体也可以包括不是由传统的乳液聚合法制得的分散体，如通过悬浮聚合、本体聚合或溶液聚合制得的聚合物，其随后进行分离并分散于水中。此外，高Tg聚合物粉末能够分散于水中供本专利技术使用。聚合能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强含水压敏粘合剂聚合物乳液粘合性能的方法，该方法包括将高Ｔｇ聚合物乳液与含水压敏粘合剂聚合物乳液混合，所述高Ｔｇ聚合物的Ｔｇ从３０℃至３００℃并且数均粒径从８０－１０００ｎｍ，以便形成压敏粘合剂聚合物乳液共混物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FV迪斯特范诺，
申请(专利权)人：气体产品聚合物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]