具有高填料含量的粘合剂制造技术

本文提供了粘合剂组合物，其包含受控结构聚合物网络丙烯酸类共聚物、交联剂和至少两种填料。这些粘合剂组合物在高填料浓度下可以表现出强粘附性能。还提供了使用所公开的粘合剂组合物的胶带和方法。组合物的胶带和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高填料含量的粘合剂


[0001]本申请要求于2018年12月20日提交的美国临时专利申请号62/783,095的权益，该美国临时专利申请以引用的方式整体并入本文。
[0002]本公开大体上涉及在高填料浓度下具有提高的粘合剂性能的丙烯酸类聚合物组合物。

技术介绍

[0003]在本领域中已知可以构造具有一层或多层包括丙烯酸基聚合物的压敏粘合剂层的胶带。这些丙烯酸类胶带在应用于诸如铝或钢的高表面能材料时一般表现出良好的粘附性。除了这些粘附性能之外，使用丙烯酸类聚合物的胶带的特征还可以在于它们对剪切力、化学降解和极端温度(例如升高或降低的温度)具有高耐受性。丙烯酸类胶带能够提供轻质且易于应用的手段来有效粘结表面和抑制振动的能力使得这些胶带可用于多种不同的应用。
[0004]然而，丙烯酸类压敏粘合剂常常由于它们固有的有机聚合物结构而具有高易燃性。使用胶带的应用越来越普遍地要求组分满足最大易燃性水平要求。当胶带是建筑物、车辆或必须维护乘员或操作人员安全的其它产品的构造要素时，情况尤其如此。随着阻燃性限制变得越来越严格，丙烯酸类胶带的易燃性开始抵消或超出这些粘合剂产品提供的益处。
[0005]一种已经用于降低丙烯酸类粘合剂的易燃性的方法是包括卤化填料。这些卤化材料即使在低浓度下也能够有效增加丙烯酸类聚合物的阻燃性并且使它们满足大多数易燃性要求。然而，环境问题和法规在许多情况下禁止使用卤化填料。例如，某些法规可能不容许使用卤化材料，包括用于构造机动车辆。此外，可能不期望使用卤化材料。
[0006]随着这种限制卤素使用的趋势继续并且扩展到其它应用，非卤化填充材料对于提供丙烯酸类压敏粘合剂的阻燃性变得越来越重要。然而，为了实现与使用卤化填料能够获得的丙烯酸类聚合物易燃性降低作用相似的丙烯酸类聚合物易燃性降低作用，必须应用更高浓度的非卤化填料。由于这些填料一般不具有固有的粘性，因此它们会对添加有它们的丙烯酸类聚合物组合物的粘附性能产生负面影响，随着更多的填料被添加而导致粘附性降低。因此，仍然需要在高水平的填料，例如非卤化填料含量下维持高粘附性能的丙烯酸类粘合剂组合物。

技术实现思路

[0007]在一个实施方案中，本公开涉及一种粘合剂组合物，其包含丙烯酸类共聚物、交联剂和至少两种填料。所述丙烯酸类共聚物包括第一嵌段和第二嵌段，其各自独立地具有可交联的官能团。在许多实施方案中，所述第一嵌段在化学上不同于所述第二嵌段。在许多实施方案中，所述第一嵌段在结构上不同于所述第二嵌段。所述交联剂能够与所述第一嵌段和所述第二嵌段的可交联的官能团反应。所述丙烯酸类共聚物具有受控结构聚合物(CAP)
网络。优选地，所述粘合剂组合物中所述交联剂的浓度在0.01重量％至2.0重量％的范围。优选地，所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在0.5重量％至50重量％的范围。在许多实施方案中，所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在1重量％至45重量％的范围。在一些实施方案中，所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在1重量％至10重量％的范围。优选地，所述粘合剂组合物具有大于15N/英寸的剥离粘附力。
[0008]在另一个实施方案中，本公开涉及一种制备粘合剂组合物的方法。所述方法包括提供本文所述的粘合剂组合物，其中所述丙烯酸类共聚物具有受控结构聚合物网络。所述方法包括提供丙烯酸类共聚物、交联剂和至少两种填料。所述丙烯酸类共聚物包括第一嵌段和第二嵌段，其各自独立地具有所述第一嵌段和所述第二嵌段的可交联的官能团。所述交联剂能够与所述可交联的官能团反应。所述丙烯酸类共聚物具有CAP网络。所述方法还包括将所述丙烯酸类共聚物、所述交联剂和所述至少两种填料组合以形成所述粘合剂组合物。优选地，所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度大于15重量％。在一些实施方案中，所述至少两种填料包括第一填料和第二填料，并且所述第一填料与所述第二填料的质量比在1至99的范围。
[0009]在另一个实施方案中，本公开涉及一种胶带，所述胶带包括具有如本文所公开的粘合剂组合物的至少一个粘合剂层。优选地，所述至少一个粘合剂层中的每一个独立地具有在10μm至300μm范围的厚度。在某些方面，所述胶带还包括与所述至少一个粘合剂层之一接合的背衬层。在一些实施方案中，所述背衬层具有在5μm至10mm范围的厚度。
[0010]在另一个实施方案中，本公开涉及一种将胶带施加到表面的方法。所述方法包括提供具有外面的表面。所述方法还包括提供如本文所公开的胶带。所述方法还包括将所述胶带的粘合剂层粘附到所述表面的外面，从而将所述胶带施加到所述表面。
[0011]在另一个实施方案中，本公开涉及一种带胶带的表面。所述带胶带的表面包括具有外面的表面。所述带胶带的表面还包括粘附到所述表面的外面的如本文所公开的胶带。
[0012]在另一个实施方案中，本公开涉及一种阻燃剂。在某些方面，所述阻燃剂包括如本文所公开的粘合剂组合物。在一些方面，所述阻燃剂包括如本文所公开的胶带。
具体实施方式
[0013]本公开大体上涉及丙烯酸类粘合剂组合物，其在用于例如胶带构造中时有利地能够在包括高填料浓度的同时表现出高粘附性。例如，对于丙烯酸类粘合剂有利的是，同时具有强粘附性能并且包括填料作为降低粘合剂的易燃性的手段。这种特性的组合可以使得所述粘合剂可用于需要具有强粘结性和高阻燃性的胶带的应用中。
[0014]常规上，通过使用专用的载体、阻燃单体或卤化或纳米级填料，已经将耐火性并入到这样的胶带中。然而，这些常规技术中的每一种都可能存在显著的缺点和限制。
[0015]一种用于提高丙烯酸类胶带的耐火性的方法是将胶带构造成包括具有增强的阻燃性能的载体层的配置。如果所选择的载体层能够充当足够显著的阻燃剂，则可以更自由地选择胶带的粘合剂层的组成，这是因为胶带的所有所需的耐火特性都完全源自于载体层。虽然在一些情况下，这种设计配置在配制胶带粘合剂时确实因此赋予了更大的灵活性，但是存在不适合使用载体层的某些应用。特别是，广泛使用的无基材胶带产品由一个或多个粘合剂层和一次性背衬层组成，并且不包括载体层。
[0016]另一种用于提高丙烯酸类胶带耐火性的方法包括在形成粘合剂的丙烯酸类聚合物期间使用阻燃单体。这些阻燃单体可以包括例如磷基或氮基单体。然而，将这些单体掺入到丙烯酸类聚合物的主链中可能会显著增加聚合过程的成本和复杂性。此外，可以添加到聚合物中而不会对粘合性能造成不利影响的这样的单体的数量有限。因此，以这种方式生产的丙烯酸类聚合物的合成常常被配置为平衡最终丙烯酸类粘合剂产品的粘合性能和阻燃性能。对这些性能之一或这两者的需求的任何变化则需要对聚合过程进行进一步高成本的重新设计。
[0017]将填料，特别是卤化填料添加到丙烯酸类聚合物组合物中是用于提高丙烯酸类粘合剂阻燃性的另一种公知的方法。然而，这些卤化填料越来越多地被认为是可能具有毒性生物效应和高持久性的环境污染物。此外，已经广泛观测到，一般将填料添加到粘合剂中通常会导致粘合剂的粘附性能，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粘合剂组合物，其包含：包含第一嵌段和第二嵌段的丙烯酸类共聚物，其中所述第一嵌段和所述第二嵌段中的每一个独立地包含可交联的官能团，并且其中所述丙烯酸类共聚物具有受控结构聚合物(CAP)网络；能够与所述可交联的官能团反应的交联剂；和至少两种填料。2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述交联剂的浓度在0.01重量％至2.0重量％的范围。3.根据权利要求1或2所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述交联剂的浓度在0.3重量％至0.7重量％的范围。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度小于50重量％。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在0.5重量％至50重量％的范围。6.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在1重量％至45重量％的范围。7.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中所述至少两种填料的组合浓度在1重量％至10重量％的范围。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述至少两种填料包含第一填料和第二填料，并且其中所述第一填料与所述第二填料的质量比在1至99的范围。9.根据权利要求8所述的粘合剂组合物，其中所述第一填料与所述第二填料的质量比在10至75的范围。10.根据权利要求8所述的粘合剂组合物，其中所述第一填料与所述第二填料的质量比在1至10的范围。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的粘合剂组合物，其具有大于15N/英寸的剥离粘附力。12.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的粘合剂组合物，其具有大于20N/英寸的剥离粘附力。13.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述至少两种填料中的至少一种未被卤化。14.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述至少两种填料中的至少一种包含磷基材料、二氧化硅、金属或金属氢氧化物。15.根据权利要求1
‑
14中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述至少两种填料中的至少一种包含磷基材料、氧化物、金属氢氧化物、粘土或二氧化硅。16.根据权利要求1
‑
15中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述至少两种填料中的至少一种包含具有大于20nm的平均特征颗粒尺寸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：