低粘合性的背胶组合物制造技术

公开了一种低粘合性背胶（ＬＡＢ）材料，它通过各材料混合在一起制得，是自缔合的。该混合物可以是水基的，且固体含量高。通过诸如硅氧烷、氟烃或长链烃这些官能团提供剥离性能。剥离程度可以定制，对于微球粘合剂，剥离程度可低至０．５克／厘米。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及那种与涂有通常粘性的压敏粘合剂的制品一起使用的低粘合性背胶和剥离涂料，更具体是涉及自缔合的低粘合性背胶涂料。
技术介绍
通常粘性的压敏粘合剂(PSA)材料已被使用了大半个世纪。这类产品的形式有胶带、标签和其它各种涂有粘合剂的制品，必须保护这些产品使其避免与其它表面发生非预定的粘合。因此，胶带通常卷绕在其自身的背衬上形成卷筒，而标签和片材通常层压在剥离片上，或者一张叠在另一张上面，以防与其它表面发生意外粘合，还防止被空气中的灰尘和其它污染物所沾污。为了使胶带卷展开而粘合剂不会不合需要地转移到胶带背衬上，或者为了使涂有粘合剂的片材从类似涂覆的片材叠上剥离取下，通常在胶带背衬或逐层片材的表面上施涂低粘合性背胶(LAB)。类似地，涂有粘合剂的制品通常层压在上面的剥离片或衬垫具有剥离涂层，以使衬垫容易从被涂覆的制品上剥离。希望该LAB或剥离涂料能重现性好地从相关粘合剂上以恰当程度剥离而不对粘合剂产生不利影响，且抗老化以使剥离水平对时间保持较好的稳定性。近年来，随着PSA工业竞争的扩大，需要区别产品性能和更高的产品要求，这使得剥离程度的重要性受到重视。D.Satas编写的压敏粘合剂工艺手册(第二版)，Van Nostrand Reinhold，1989的第23章“剥离涂料”(D.Satas)中确定了7种不同的剥离程度，从“超低剥离”(0.15-0.30 N/dm)到“非常困难的剥离”(20-80N/dm)。重要的是，在许多情况下LAB除了剥离剂的功能外还具有其它性能。例如，掩模胶带上的剥离涂层除了提供涂料可粘合的表面以外，还必须具有良好的耐溶剂性。剥离涂料和LAB通常以约1克/米2的涂覆重量施涂到底材上。为了获得如此之薄的涂层，通常使用涂料组合物在有机溶剂中的稀溶液(固体含量2-5％)。近来人们致力于提供高固体含量或100％固体含量或由水性介质制得的涂料，从而减少对环境有害的烃类物质的排放，保护珍贵的自然资源，并降低了经济成本。尽管在制造高固体含量或100％固体含量或由水性介质制得的剥离涂料方面作出了许多努力，但这类涂料仍需要复杂的组分组合，并要求相关聚合过程能确保足够的剥离程度，以及剥离涂料的转移最小。例如，揭示了一种剥离涂料，它包含可交联的成膜乙烯基聚合物(其玻璃化转变温度为0-60℃)和占乳液聚合物固体含量0.5-2重量％的剥离促进化合物的水胶体稳定的水乳液，该化合物包括硅氧烷共聚多元醇(silicone copolyol)、烃类或氟烃类Werner复合物或者有机官能的硅氧烷。然而遗憾的是，该涂料需要交联。另一个例子揭示了涂有剥离涂料组合物的底材，该组合物基本上由聚乙烯醇、可迁移的剥离促进剂、配位金属的水溶性盐和水溶性硼化合物组成。剥离促进剂在功能上被定义为一种表面活性剂，当它以5％的含量配制到聚乙烯醇中时，对于掩模胶带的剥离值低于约162.5克/厘米。该例不仅需要交联，而且还需使用配位金属的盐，这是有毒性的。一种常规方法通过施涂聚合物(较好是具有酸官能度)和具有至少一种脂肪酸酯和至少一种季铵(如卵磷脂)的有机化合物水溶液或分散体的混合物来提高背衬层的可剥离性。然而，利用离子相互作用来产生对底材的锚定会有助于湿敏性。另一种用于压敏粘合剂胶带的水性剥离涂料试图提供包含胶乳成膜用聚合物材料、剥离促进添加剂和微分散的聚酰胺树脂(其软化点高于70℃)的剥离涂料。如上所述，较佳的剥离促进添加剂包括磺化琥珀酰胺酸N-烷基酯、磺基丁二酸烷基酯、烷基芳基聚环氧烷、长链硫酸烷基酯的盐，和胺-多元醇缩合物。已观察到最初剥离涂料转移到粘合剂上，这一观察得到热老化数据的支持，所述数据揭示了粘性的下降(用滚球试验测得)。适用于可重置粘合剂的水基剥离涂料组合物的另一个例子包含约10-80湿重量份磺化琥珀酰胺酸酯表面活性剂和约20-90湿重量份丙烯酸类共聚物。这些组合物看来仅依赖于离子相互作用，这往往会对湿度敏感。因此，需要一种水性剥离涂料组合物，它可通过混合市售材料制得，因而无需聚合过程；它可对永久和可重置的压敏粘合剂提供宽范围的剥离程度，该剥离程度取决于各组分的用量和性质；它无需涂覆后的交联反应来提供稳定的剥离性能和使再粘合值的损失最小；它对湿度环境不敏感。还需要一种剥离涂料，它由水基材料制得而无需有机助溶剂在涂覆和干燥时提供可接受的剥离性能。还需要一种剥离涂料，该涂料由水制得，具有上述性质，能够用水基钢笔在上面书写，且牢固地锚定在涂料和油墨上。专利技术概述简而言之，本专利技术的一个方面是提供低粘合性的背胶涂料，该涂料包含(1)占固体含量25-75重量％的官能聚合物，该官能聚合物(a)具有官能部分，(b)于室温无粘性，(c)是水分散性的、水基的或胶乳乳液，(d)任选地可以是共聚物，(e)任选地可以是经交联的，(2)占固体含量75-25重量％的剥离促进添加剂，其分子量为10,000或更低，该剥离促进添加剂是(a)双官能材料，所述双官能材料具有(i)位于一端的剥离部分，和(ii)位于另一端的锚定部分(anchoring moiety)，具有与官能聚合物的官能部分互补的官能，和(b)是水分散性的或水混溶性的。官能聚合物与剥离促进添加剂的组合有利地使表面能和内聚破坏降至最小。对官能聚合物的官能团加以选择，以能促进离子相互作用，酸碱相互作用，和/或氢键作用。较好是官能聚合物和剥离促进添加剂的组合的工作方式使得各组分的每个分子提供一个以上的相互作用，例如多个氢键作用或酸碱相互作用。尽管在官能聚合物和剥离促进添加剂之间可以有一些共价键合，较好是不存在共价键合，而存在如上所述的较弱的相互作用。较佳实施方案的说明本专利技术揭示一种低粘合性背胶(LAB)材料，它通过各材料混合在一起制得，是自缔合的。该混合物可以是水基的，且固体含量高。通过诸如硅氧烷、氟烃或长链烃这些官能团提供剥离性能。剥离程度可以定制，对于微球粘合剂，剥离程度可低至0.5克/厘米。由于使用市售材料而不必进行聚合过程，因此LAB的成本就是各组分的成本。如此制得的样品不仅显示低剥离程度，而且显示高度的可书写性和高度的平板印刷密度。本专利技术通过离子、酸碱或氢键的相互作用使还具有一个供相互作用的部分的低至中等分子量的表面活性材料(硅氧烷、氟烃、长链烃)与成膜用聚合物结合，提供良好的锚定。在干燥期间，认为表面活性材料由于其低分子量而容易在锚定之前迁移至界面。或者，这两种组分可以层状涂覆，而不是混合起来再涂覆。例如，可以将官能基聚合物涂在底材上并干燥，然后涂覆剥离促进添加剂并干燥。较好的是，可将涂料中的一种施涂到底材上，然后可再施涂第二层。例如，在制造底材时可以施涂官能聚合物层。在使用时再在该底材上涂覆剥离促进添加剂材料，由此获得本专利技术的组合。这例如在底材所需的涂料中已包括官能基聚合物时是有利的，例如膜底材上的无光涂层。官能基聚合物有用的官能基聚合物是那些水分散性的、水基的或胶乳乳液材料。总体物理性能包括室温以上的玻璃化转变温度和一旦干燥即成膜。此外，聚合物可以是共聚物，可以是交联的。从化学性质来看，聚合物单元包括与剥离组分上的官能团互补的官能部分。这些官能团包括氢键给体，如羧酸或醇；氢键受体，如取代的酰胺或醚；酸性基团；碱性基团；阴离子基团；阳离子基团或其组合。特别有用的含这些官本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低粘合性的背胶涂料，该涂料包含：（１）占固体含量２５－７５重量％的官能聚合物，该官能聚合物（ａ）具有官能部分，（ｂ）于室温无粘性，（ｃ）是水分散性的、水基的或胶乳乳液悬浮体，（ｄ）任选地可以是共聚物，（ｅ）任选地 可以是经交联的，（２）占固体含量７５－２５重量％的剥离促进添加剂，其分子量为１０，０００或更低，该剥离促进添加剂是（ａ）双官能材料，所述双官能材料具有（ｉ）位于一端的剥离部分，和（ｉｉ）位于另一端的锚定部分，具有与所述官能聚 合物的官能部分互补的官能，和（ｂ）是水相容性的或水混溶性的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MD克兰德尔，SS坎特纳，
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]