用于胶粘剂化合物的聚合物水分散体制造技术

本发明专利技术涉及用于胶粘剂化合物的聚合物水分散体、其制备方法以及聚合物水分散体用于制备胶粘剂的用途。聚合物水分散体可通过包括以下步骤的方法获得A)提供呈分散聚氨酯颗粒形式的至少一种基本上未交联的聚氨酯PU的水分散体，所述聚氨酯PU可通过聚合形成聚氨酯的化合物PU‑M获得，所述形成聚氨酯的化合物PU‑M包含至少一种二醇PU‑M2，所述二醇PU‑M2具有至少一种聚‑C2‑C14亚烷基醚基团，所述聚‑C2‑C14亚烷基醚基团具有至少一种式(i)重复单元‑O‑CHRa‑CH2‑Rb‑…(i)其中Ra表示氢或C1‑C12‑烷基，且Rb表示键或C1‑C3‑烯基，其中如果Rb为键，则Ra不表示氢，并且PU基本上不具有烯键式不饱和双键并具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于胶粘剂化合物的聚合物水分散体本专利技术涉及用于压敏胶粘剂的聚合物水分散体。本专利技术还涉及它们的制备方法以及聚合物水分散体用于制备胶粘剂的用途。
技术介绍
最成功的胶粘剂原材料包括聚合物水分散体,它们越来越多地代替基于有机溶剂的胶粘剂。与基于溶剂的胶粘剂相比，聚合物水分散体允许提供(如果有的话)仅具有小部分有机溶剂的胶粘剂组合物。在该应用领域中有用的胶粘剂原材料例如是基于聚丙烯酸酯的胶粘剂和包含氨基甲酸酯基团的聚合物，其中在本专利技术的上下文中，胶粘剂原材料应理解为意指粘合剂的水分散体。这样的胶粘剂原料包含聚合物组分作为粘合剂，该聚合物组分在干燥之后主要负责涂层的机械性能和化学性能。所述性能是高剪切强度(内聚力)、高剥离强度(粘附力)、良好的热稳定性和良好的瞬时粘接性，以及耐化学性和耐候性。WO2008/049932描述了包含低分子量烯键式不饱和非芳族化合物的可辐射固化的混合物，以及其作为压敏胶粘剂的用途。US3705164描述了通过乙烯基单体在分散的高分子量阴离子聚氨酯中在水的存在下的自由基聚合可获得的聚合物水分散体，及其作为涂料的用途。EP0841357描述了聚氨酯混合分散体及其作为涂料和作为胶粘剂的用途，其中分散体可通过在水和至少一种水混溶性有机物的混合物中在至少一种聚氨酯的存在下烯属不饱和单体的自由基乳液聚合而获得。US4918129描述了通过在具有支链分子结构的具有氨基甲酸酯基团的乳化剂的存在下烯属不饱和单体的聚合而获得的聚合物水分散体，以及这些分散体用于制备涂层的用途。WO2012/084668描述了聚氨酯-聚丙烯酸酯混合分散体，其可通过在至少一种聚氨酯的存在下烯键式不饱和化合物的两阶段自由基聚合而获得。在此文中，在第一阶段中，在至少一种仅由脂族和/或脂环族异氰酸酯组成作为含异氰酸酯基的结构组分并且具有低于500mmol/kg聚氨酯的至少部分中和的酸基团的聚氨酯、至少一种氧化还原引发剂体系和至少一种铁化合物的存在下，至少部分地自由基聚合至少一种烯键式不饱和化合物，所述烯键式不饱和化合物具有的玻璃化转变温度为至少50℃。然后，在第二阶段中，自由基聚合玻璃化转变温度最高达20℃的至少一种烯键式不饱和化合物。此处，聚氨酯与第一和第二阶段的烯键式不饱和化合物的总和的重量比为50:50至10:90，并且自由基聚合期间的温度不超过85℃。由现有技术已知的基于分散体的压敏胶粘剂具有一些严重的缺点。例如，没有给出高剪切强度(内聚力)和热稳定性以及同时良好的剥离力(粘附力)。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供新的聚合物水分散体，其产生具有改进性能，特别是改进的剪切强度(内聚力)、耐热性和剥离力(粘附力)的胶粘剂。特别地，聚合物水分散体应该具有最佳的粘附-内聚平衡。其他有利的性能是对水、化学品和气候的良好耐受性，以及良好的可涂布性(均匀涂布型)和快速干燥。这些目的和其他目的通过下述的聚合物水分散体来实现。这些聚合物水分散体可通过包括以下步骤的方法获得A)提供呈分散聚氨酯颗粒形式的至少一种基本上未交联的聚氨酯PU的水分散体，其中聚氨酯PU可通过聚合聚形成氨酯的化合物PU-M获得，所述形成氨酯的化合物PU-M包含至少一种二醇PU-M2，所述二醇PU-M2具有至少一种聚-C2-C14-亚烷基醚基团，所述聚-C2-C14亚烷基醚基团具有至少一种式(i)重复单元-O-CHRa-CH2-Rb-(i)其中Ra为氢或C1-C12-烷基，Rb为键或C1-C3-烯基，其中如果Rb为键，则Ra不为氢，并且其中PU基本上不具有烯键式不饱和双键并具有<20％的凝胶率；B)在至少一种聚氨酯PU的水分散体中自由基聚合单体组合物PA-M，所述单体组合物PA-M来自可自由基聚合的烯键式不饱和化合物，包含至少一种在20℃和1巴下在水中的溶解度<60g/l的单体烯键式不饱和化合物作为主要成分，其中单体组合物的理论玻璃化转变温度根据Fox至多为50℃，其中大部分单体组合物PA-M在聚合过程中添加至所述至少一种聚氨酯PU的聚合物水分散体中。因此，本专利技术涉及该类型的聚合物水分散体。本专利技术还提供了用于制备聚合物水分散体的方法，包括此处和下文所述的步骤A)和B)。本专利技术还提供了本专利技术的聚合物水分散体和/或通过本专利技术方法制备的聚合物水分散体用于制备胶粘剂、优选作为用于制备粘性标签、胶带、膏药、绷带和自粘膜的压敏胶粘剂的用途。本专利技术进一步提供压敏胶粘剂制品，其中至少一些物质表面涂覆有至少一种本专利技术的聚合物水分散体和/或至少一种通过本专利技术的方法制备的聚合物水分散体。出乎意料地，根据本专利技术的聚合物水分散体在剪切强度、耐热性和剥离力方面展现出优异的性能。此外，根据本专利技术的方法适合用于特别经济地制备分散体。具体实施方式在本专利技术的上下文中，前缀Cn-Cm表示由其指定的分子或基团可具有的碳原子的数目。因此Cn-Cm中的碳原子的数目在n至m的范围内。在本专利技术的上下文中，术语“C1-C12-烷基”描述了具有1至12个碳原子的非分支和分支饱和烃，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基及其结构异构体。在本专利技术的上下文中，术语“C1-C3-亚烷基”描述了具有1至3个碳原子的非分支和分支饱和烃，例如亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基。优选的C1-C3-亚烷基是亚甲基、亚乙基、正亚丙基。在本专利技术上下文中，术语“C1-C20-烷基酯”描述了具有1至20个碳原子的非分支和分支饱和烃的酯，例如甲基酯、乙基酯、正丙基酯、异丙基酯、正丁基酯、异丁基酯、叔丁基酯、正戊基酯、异戊基酯、新戊基酯、正己基酯、正庚基酯、正辛基酯、正壬基酯、正癸基酯、正月桂基酯、正肉豆蔻基酯、正鲸蜡基酯、正硬脂基酯、正芳酰基酯及其结构异构体。在本专利技术的上下文中，术语“饱和脂族二异氰酸酯”是指带有两个异氰酸酯基团的饱和无环的和环状的烃化合物。特别地，该术语是指无环饱和脂族二异氰酸酯。在本专利技术的上下文中，术语“饱和脂环族二异氰酸酯”是指具有至少一个例如1或2个碳环结构单元，例如具有1或2个环己烷单元的饱和烃化合物，所述单元具有两个异氰酸酯基团。这同样适用于二醇和相应的化合物。在本专利技术的上下文中，术语“极性基团”描述了离子的、可离子化的或极性的化合物或基团。极性化合物的实例是羧酸、磺酸、磺酸酯、磷酸、磷酸酯及其盐。极性基团的实例尤其是阴离子基团，例如羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根、磷酸根和相应的酸基团。极性基团还包括C1-C4-烷氧基聚亚乙基氧基团。在本专利技术的上下文中，术语“对异氰酸酯反应的基团”描述与异氰酸酯基团反应形成共价键的基团。其实例是羟基、巯基、伯胺和仲胺。(甲基)丙烯酸((Meth)acrylic)和类似的名称(甲基)丙烯酸((meth)acrylicacid)以及(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸(acrylic)、丙烯酸(acrylicacid)和丙烯酸酯以及甲基丙烯酸(methacrylic)、甲基丙烯酸(methacrylicacid)和甲基丙烯酸酯。通常，物理性质可以如下测定：-分散体的粒度通过动态光散射(DLS)或通过流体动力学半径(HDC)测定。-聚合物的摩尔质量，特别是数均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可通过包括以下步骤的方法获得的聚合物水分散体：A)提供呈分散聚氨酯颗粒形式的至少一种基本上未交联的聚氨酯PU的水分散体，其中聚氨酯PU可通过聚合形成聚氨酯的化合物PU‑M获得，所述形成聚氨酯的化合物PU‑M包含至少一种二醇PU‑M2，所述二醇PU‑M2具有至少一种聚‑C2‑C14‑亚烷基醚基团，所述聚‑C2‑C14‑亚烷基醚基团具有至少一种式(i)单元‑O‑CHRa‑CH2‑Rb‑  (i)其中Ra为氢或C1‑C12‑烷基，Rb为键或C1‑C3‑亚烷基，其中如果Rb为键，则Ra不为氢，并且其中PU基本上不具有烯键式不饱和双键并具有

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 62/267,2941.一种可通过包括以下步骤的方法获得的聚合物水分散体：A)提供呈分散聚氨酯颗粒形式的至少一种基本上未交联的聚氨酯PU的水分散体，其中聚氨酯PU可通过聚合形成聚氨酯的化合物PU-M获得，所述形成聚氨酯的化合物PU-M包含至少一种二醇PU-M2，所述二醇PU-M2具有至少一种聚-C2-C14-亚烷基醚基团，所述聚-C2-C14-亚烷基醚基团具有至少一种式(i)单元-O-CHRa-CH2-Rb-(i)其中Ra为氢或C1-C12-烷基，Rb为键或C1-C3-亚烷基，其中如果Rb为键，则Ra不为氢，并且其中PU基本上不具有烯键式不饱和双键并具有<20％的凝胶率；B)在至少一种聚氨酯PU的水分散体中自由基聚合单体组合物PA-M，所述单体组合物PA-M来自可自由基聚合的烯键式不饱和化合物，包含至少一种在20℃和1巴下在水中的溶解度<60g/l的单体烯键式不饱和化合物作为主要成分，其中单体组合物的理论玻璃化转变温度根据Fox至多为50℃，其中大部分单体组合物PA-M在聚合过程中添加至所述至少一种聚氨酯PU的水分散体中。2.根据权利要求1所述的聚合物水分散体，其中聚氨酯PU可通过聚合形成聚氨酯的化合物PU-M获得，形成聚氨酯的化合物PU-M包含至少98重量％的：a)至少一种异氰酸酯化合物PU-M1，其包含：a1)至少一种二异氰酸酯化合物PU-M1a和a2)任选地至少一种不同于PU-M1a的异氰酸酯化合物PU-M1b，其每分子具有多于2个异氰酸酯基团，b)至少一种二元醇或多元醇组分，其包含：b1)至少一种具有至少一个聚-C2-C14-亚烷基醚基团的二醇PU-M2，所述聚-C2-C14-亚烷基醚基团具有至少一个式(i)单元，-O-CHRa-CH2-Rb-(i)其中Ra为氢或C1-C12-烷基，Rb为键或C1-C3-亚烷基，其中如果Rb为键，则Ra不为氢，以及b2)任选地一种或多种不同于PU-M2的二醇或多元醇组分PU-M3，其选自-脂族饱和低聚和高聚的二醇和多元醇化合物PU-M3a和-摩尔质量小于400g/mol的脂族、脂环族和芳族的低分子量二醇化合物PU-M3b，c)任选地至少一种具有至少一个极性基团和至少一个对异氰酸酯具有反应性的基团的组分PU-M4，d)任选地一种或多种不同于组分A)至c)的组分PU-M5，其具有至少一个对异氰酸酯具有反应性的基团。3.根据权利要求2所述的聚合物水分散体，其中形成聚氨酯的化合物PU-M包括：a)基于化合物PU-M的总质量计，5至40重量％、优选10至25重量％的至少一种异氰酸酯组分PU-M1，b1)基于化合物PU-M2、PU-M3、PU-M4和PU-M5的总质量计，45至100重量％、优选70至99.5重量％的至少一种二醇组分PU-M2，b2)基于化合物PU-M2、PU-M3、PU-M4和PU-M5的总质量计0-20重量％、优选0-15重量％的至少一种二元醇或多元醇组分PU-M3，c)基于化合物PU-M2、PU-M3、PU-M4、PU-M5的总质量计0-15重量％、优选0.5-10重量％的至少一种组分PU-M4，d)基于化合物PU-M2、PU-M3、PU-M4和PU-M5的总和计，0-10重量％、优选0-5重量％的不同于组分a)至c)的化合物PU-M5。4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物水分散体，其中异氰酸酯组分PU-M1包含至少一种选自具有4至60个碳原子的二异氰酸酯化合物的二异氰酸酯化合物PU-M1a作为主要成分。5.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物水分散体，其中异氰酸酯组分PU-M1包含至少一种二异氰酸酯化合物PU-M1a作为主要成分，所述二异氰酸酯化合物PU-M1a选自甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、1-异氰酸酯基-3,5,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(HMDI)及其混合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物水分散体，其中二醇PU-M2具有至少一种聚-C2-C14-亚烷基醚基团，所述聚-C2-C14-亚烷基醚基团具有至少一种式(i)的单元-O-CHRa-CH2-Rb-(i)其中Ra为C1-C12-烷基，Rb为键或C1-C3-亚烷基。7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物水分散体，其中二醇PU-M2选自具有基于二醇的总重量计至少80重量％式(i)单元的聚-C2-C14-烷基亚乙基醚二醇。8.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物水分散体，其中化合物PU-M3a选自不同于PU-M2的脂族聚醚二醇、聚醚多元醇、聚酯二醇、聚酯多元醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·通豪泽，K·罗施曼，D·伍尔夫，G·桑德斯，K·西曼卡斯，K·格奥尔基耶娃，U·利希特，H·哈尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE