高性能反应性压敏粘合剂组合物制造技术

本文提供了高性能反应性压敏粘合剂(HPR‑PSA)配制物，其可以在环境温度下复合并涂覆在面材上。在暴露于高温下固化之后，HPR‑PSA变成具有优异机械性能的结构粘合剂。这种HPR‑PSA配制物包含SIS和SB橡胶，烃和松香树脂增粘剂以及酚衍生物固化剂的独特混合物。

High performance reactive pressure sensitive adhesive composition

A high performance reactive pressure-sensitive adhesive (HPR_PSA) formulation is presented, which can be compounded and coated on the surface at ambient temperature. After being exposed to high temperature, HPR PSA becomes a structural adhesive with excellent mechanical properties. The HPR_PSA formulation contains a unique mixture of SIS and SB rubber, hydrocarbon and rosin resin tackifiers, and phenol derivatives curing agents.

【技术实现步骤摘要】
高性能反应性压敏粘合剂组合物
本专利技术广义地涉及压敏粘合剂(“PSA”)，特别涉及高性能反应性PSA(“HPR-PSA”)。本申请还涉及包含HPR-PSA的标签。
技术介绍
PSA容易以固体形式处理。它们可以快速形成粘合性连接而无需大量补充处理。PSA通常具有较长的保存期限，并且可以为用于消费和工业产品的玻璃，金属和塑料容器等的商品的标签提供方便且经济的方式。因此，PSA广泛用于制造为了呈现信息(例如条形码，说明或价格)和/或用于装饰目的而被固定到物品上的不干胶标签。传统上，标签和胶带应用使用热熔PSA，因为其在施用期间具有良好的可加工性。但是，热熔PSA倾向于在载荷下蠕变，不能用于需要非常高的保持力(holdingpower)和搭接剪切强度(lapshearstrength)的应用。这些应用的一个例子是汽车轮胎标签。其他标签和胶带应用涉及交联PSA。这些标签中的粘合剂包含在将粘合剂涂覆到面材期间与基础聚合物反应的固化剂。在使用中，交联反应在标签附着到基材上时不发生。美国专利第5,439,963号描述了一种压敏粘合剂，其具有包含约50-100份二嵌段苯乙烯-异戊二烯共聚物和约0-50份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物的热塑性弹性体组分。该粘合剂包含每100份约25-150份用于所述弹性体组分的增粘剂树脂，和约5-40份用于所述粘合剂的热反应性酚醛树脂固化剂。美国专利号5,274,036公开了一种压敏粘合剂，其包含比例为约1:0.5和约1:7的固体橡胶和液体橡胶。该固体橡胶包含具有构型A-B-A的嵌段共聚物，其中每个A为热塑性苯乙烯聚合物嵌段，总嵌段A含量为嵌段共聚物的约5至约50重量％，B为异戊二烯的弹性体聚合物嵌段。它还公开了通过与每约100份固体橡胶一起使用约5-40份酚醛树脂来使用热反应性酚醛树脂作为固化剂。美国专利3,232,429公开了一种包含醛树脂反应性弹性体，增粘剂，固化剂和相容性酸加速剂的压敏粘合剂。弹性体可以是丁二烯和苯乙烯共聚物，固化剂可以是烷基酚醛树脂。一般而言，这些PSA在施加到基材之前已经被交联；交联反应在将PSA涂覆到面材(facestock)期间完成。即使考虑这些参考文献，仍然需要在涂覆过程中基本保持未交联，但是在通常用于应用(例如轮胎硫化)所需的高温下固化时变得交联并且变成结构粘合剂的反应性PSA。专利技术概述本文公开了独特的高性能反应性压敏粘合剂(“HPR-PSA”)组合物和涂覆该PSA的方法。该粘合剂不仅具有PSA的特征，例如在组装过程中具有良好的粘合和重定位(reposition)性能和可涂覆性，而且在升高的温度下固化时还具有结构粘合剂的性能，例如高的静态剪切(staticshear)和剥离强度(peelstrength)。一方面，本文提供了一种粘合剂，其包含：包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(“SIS”)共聚物的第一橡胶，包含苯乙烯-丁二烯(“SB”)共聚物的第二橡胶。在一些实施方案中，SIS共聚物与SB共聚物的重量比在4:1至0.25:1的范围内。该粘合剂进一步包含增粘剂(该增粘剂是烃树脂和松香树脂的混合物)以及为酚醛树脂的固化剂。在一些实施方案中，固化剂包含酚衍生物并且基本不含硫。在一个特定实施方案中，酚衍生物包含溴化酚醛，例如溴化烷基酚醛。基于粘合剂的总重量，粘合剂可以包含10至50重量％的SIS共聚物。基于粘合剂的总重量，粘合剂可以包含10至50重量％的SB共聚物。在一些情况下，增粘剂与SIS和SB共聚物的组合的重量比在1:9至4:1的范围内。在一些实施方案中，基于粘合剂的总重量，粘合剂中松香树脂的量在5至40重量％的范围内。在一些实施方案中，基于粘合剂的总重量，粘合剂中烃树脂的量为5至40重量％。在一些实施方案中，烃树脂与松香树脂的重量比在5:1至1:5的范围内。在一些实施方案中，基于粘合剂的总重量，增粘剂的总量为10至75重量％。在一些实施方案中，粘合剂中的烃树脂选自具有5个碳原子的脂族烃，具有9个碳原子的芳族烃，二环戊二烯及其混合物。在一些实施方案中，松香树脂选自甘油酯，季戊四醇酯及其混合物。在一些实施方案中，固化剂是烷基酚醛和溴化烷基酚醛的混合物。在一些实施方案中，基于粘合剂的总重量，固化剂的量在1至15重量％的范围内。在一些实施方案中，基于固化剂的重量，固化剂具有范围从7重量％至13重量％的羟甲基含量。在一些实施方案中，粘合剂在固化之前在170℃下展示出至少300Pa的储能模量。在一些实施方案中，粘合剂在170℃下固化10分钟后在170℃下展示出至少1800Pa的储能模量，或者与固化之前的储能模量相比，粘合剂展示出至少5倍的增加。在一些实施方案中，根据FINAT-1(2016)方法，粘合剂在固化之前在不锈钢上展示出至少8牛顿/英寸的剥离强度。在一些实施方案中，根据FINAT-8(2016)方法，粘合剂在固化之前在不锈钢上展示出至少10,000分钟的剪切强度。在一些实施方案中，粘合剂在固化之前在不锈钢上展示出0.05MPa至2MPa范围内的搭接剪切。在一些实施方案中，粘合剂在固化之后在不锈钢上展示出至少1MPa的搭接剪切。在一些实施方案中，粘合剂在固化之前展示出5至300牛顿/英寸的D-剪切(D-shear)。在一些实施方案中，粘合剂在固化之后展示出范围为100-2,000牛顿/英寸的D-剪切。另一方面，本公开提供了用于涂覆面材的粘合剂溶液，其包含：包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(“SIS”)共聚物的第一橡胶，包含苯乙烯-丁二烯(“SB”)共聚物的第二橡胶，包含烃树脂和松香树脂的增粘剂，溶剂和固化剂，其中固化剂为酚醛树脂，其中SIS与SB共聚物的重量比为4:1和0.25:1。在一些实施方案中，基于粘合剂溶液的总重量，粘合剂溶液包含25重量％至75重量％的溶剂。在一些实施方案中，粘合剂溶液展示出100-5000cps的粘度。在一些实施方案中，粘合剂溶液具有范围从30重量％至75重量％的固含量。在一些实施方案中，用于制备粘合剂溶液的溶剂是芳族溶剂。又另一方面，本公开提供了一种制备粘合剂溶液的方法，包括在低于50℃的温度下在溶剂中溶解i)包含SIS共聚物的第一橡胶，包含SB共聚物的第二橡胶，ii)包含烃树脂和松香树脂的增粘剂，iii)固化剂，其中固化剂是酚醛树脂，从而形成粘合剂溶液。在一些实施方案中，SIS与SB共聚物的重量比在4:1和0.25:1的范围内。在一些实施方案中，该方法还包括用上述粘合剂溶液涂覆面材并在低于110℃的温度下干燥粘合剂溶液以在面材上产生粘合剂层。又一方面，本公开提供了用于生产粘合剂的方法，其中所述方法包括a)在环境温度下在溶剂中溶解i)包含SIS共聚物的第一橡胶，包含SB共聚物的第二橡胶，ii)包含烃树脂和松香树脂的增粘剂，iii)固化剂，其中固化剂为酚醛树脂，从而形成粘合剂溶液，其中SIS与SB共聚物的重量比为4:1至1:4，b)用粘合剂溶液涂覆面材，和c)在低于110℃的温度下干燥粘合剂溶液，其中SIS和SB共聚物基本未交联。另一方面，本公开提供了包含面材和粘合剂的标签，其中粘合剂被涂覆在面材上，并且粘合剂包含：a)包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(“SIS”)共聚物的第一橡胶，b)包含苯乙烯-丁二烯(“SB”)共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘合剂，包含：包含苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯(“SIS”)共聚物的第一橡胶，包含苯乙烯‑丁二烯(“SB”)共聚物的第二橡胶，包含选自烃树脂，松香树脂及其混合物的化合物的增粘剂；和包含酚醛树脂的固化剂。

【技术特征摘要】
2017.05.08 CN PCT/CN2017/0834921.一种粘合剂，包含：包含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(“SIS”)共聚物的第一橡胶，包含苯乙烯-丁二烯(“SB”)共聚物的第二橡胶，包含选自烃树脂，松香树脂及其混合物的化合物的增粘剂；和包含酚醛树脂的固化剂。2.权利要求1的粘合剂，其中SIS与SB的重量比为4:1至0.25:1。3.权利要求1的粘合剂，其中所述固化剂包含酚衍生物并且基本不含硫。4.权利要求2的粘合剂，其中所述酚衍生物包含溴化酚醛。5.权利要求4的粘合剂，其中所述溴化酚醛为溴化烷基酚醛。6.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述粘合剂包含10至50重量％的SIS。7.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述粘合剂包含10至50重量％的SB。8.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述增粘剂与SIS和SB共聚物的组合的重量比在0.11:1至4:1的范围内。9.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述粘合剂中松香树脂的量为0至50重量％。10.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述粘合剂中烃树脂的量在0至50重量％的范围内。11.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中烃树脂与松香树脂的重量比在1:0至0:1的范围内。12.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述增粘剂的总量在10-75重量％的范围内。13.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述烃树脂选自具有5个碳原子的脂族烃，具有9个碳原子的芳族烃，二环戊二烯及其混合物。14.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述松香树脂选自甘油酯，季戊四醇酯及其混合物。15.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述固化剂是烷基酚醛和溴化烷基酚醛的混合物。16.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述粘合剂的总重量，所述固化剂的量在1至15重量％的范围内。17.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中基于所述固化剂的重量，所述固化剂具有在5重量％至18重量％的范围内的羟甲基含量。18.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述粘合剂在固化之前在170℃下展示出至少300Pa的储能模量。19.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中所述粘合剂在170℃下固化10分钟后在170℃下展示出至少1800Pa的储能模量，或者所述粘合剂展示出与固化之前的储能模量相比至少5倍的增加。20.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中根据FINAT-1(2016)方法，所述粘合剂在固化之前在不锈钢上展示出至少8牛顿/英寸的剥离强度。21.前述权利要求中任一项的粘合剂，其中根据FINAT-8(2016)方法，所述粘合剂在固化之前在不锈钢上展示出至少10,000分钟的剪切强度。22.前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈骠，杨宇润，朱元华，王少华，潘晓明，张军，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US