具有氮丙啶交联剂的丙烯酸类压敏粘合剂制造技术

本发明专利技术描述一种包含酸官能（甲基）丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂的预粘合剂组合物，其当交联时可提供压敏粘合剂和压敏粘合剂制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压敏粘合剂和由其制备的胶带制品。胶带的特证在于其表现出粘合与 内聚特性的综合平衡和异乎寻常的承载能力。
技术介绍
压敏胶带在住宅和工作场所中几乎是随处可见的。按其最简单的构形，压敏胶带 包括粘合剂和背衬，整体构造在使用温度下是有粘性的，并且只用适度的压力便可以粘附 于多种基材以形成粘结。按此方式，压敏胶带构成了完整自持的粘结系统。根据压敏胶带委员会(Pressure-Sensitive Tape Council)，已知压敏粘合剂 (PSA)具有包括如下的性能(1)强力和持久的粘性，(2)用手指轻压便可以粘着，⑶有足 够的能力保持在粘附体上面，和(4)有足够的内聚强度，从而可以从粘附体上干净地去除。 已发现可很好地用作PSA的材料包括被设计并配制成表现出所需粘弹特性的聚合物，所述 粘弹特性可产生所期望的粘性、剥离粘附力与剪切保持力的平衡。PSA特征在于通常在室温 (例如20°C)下发粘。PSA不会仅仅因为组合物具有粘性或能够附着到某种表面上而包含 这些组合物。这些要求通常借助于被设计用来单独地测量粘性、粘附力(剥离强度)和内聚 力(剪切保持力)的测试来进行评定，如Α. V. Α. V. Pocius在"Adhesion and Adhesives Technology :An Introduction, 2nd Ed. , HanserGardner Publication, Cincinnati, OH, 2002.，，中所述。这些测量合起来构成常用于表征PSA的各种性质的平衡。随着多年来压敏胶带使用的扩展，对性能的要求变得更加苛刻。例如，原来预期用 于在室温下支承适度负载的应用的剪切保持能力，现已在操作温度和负载方面对于许多应 用而言大幅度提高。所谓的高性能压敏胶带是那些在高温下能够支撑负载达10，000分钟 的压敏胶带。一般是通过交联PSA来实现剪切保持能力的提高，但操作必须相当小心，以便 保持高水平的粘性和粘附力，从而保持前述的性能平衡。对于丙烯酸类粘合剂来说，存在着两种主要的交联机制多官能烯键式不饱和基 团与其它单体的自由基共聚，和通过官能单体(如丙烯酸)进行的共价或离子交联。另一 种方法是使用UV交联剂如可共聚的二苯甲酮或后加入的光交联剂，如多官能二苯甲酮和 三嗪。过去使用多种不同的材料作为交联剂，例如多官能的丙烯酸酯、苯乙酮、二苯甲酮和 三嗪。然而前述的交联剂具有包括以下一者或多者的某些弊端挥发性高；与某些聚合物 系统不相容；产生腐蚀性或有毒的副产物；产生不良的颜色；需要单独的光敏化合物来引 发交联反应；以及对氧高度敏感。
技术实现思路
简而言之，本专利技术提供一种包含酸官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和水溶性或水分 散性氮丙啶交联剂的预粘合剂组合物。一方面，本专利技术提供一种粘合剂乳液，所述粘合剂乳 液包含酸官能(甲基)丙烯酸酯共聚物与氮丙啶交联剂的水性乳液，该水性乳液可进行涂布和干燥以形成压敏粘合剂。在一个相关的实施例中，本专利技术提供一种粘合剂乳液，所述粘 合剂乳液包含酸官能(甲基)丙烯酸酯共聚物与氮丙啶交联剂的反应产物的水性乳液，该 水性乳液可进行涂布和干燥以形成压敏粘合剂。本专利技术的压敏粘合剂、交联的组合物能提供所需的粘性、剥离粘附力与剪切保持 力的平衡，且还符合Dahlquist标准；即，频率为IHz时，粘合剂在应用温度(通常是室温) 下的模量小于3X IO6达因/厘米。在许多实施例中，与使用(甲基)丙烯酸类粘合剂用的常规交联剂相比，使用氮丙 啶交联剂可提供很多优点。这些优点包括以下一者或多者可交联的组合物对氧的敏感度 降低；避免了任何有毒或腐蚀性副产物的产生或最终产物的变色；以及能被用作固化后交 联添加剂。氮丙啶交联剂优于之前描述的试剂的进一步优点有容易合成，并且原料成本 低。此外，粘合剂乳液在粘合剂共聚物或由其得到的粘合剂制品的制备中不依靠挥发性的 有机溶剂。在一些实施例中，本专利技术提供一种衍生自可再生资源的粘合剂组合物。具体地讲， 本专利技术提供部分地衍生自植物材料的粘合剂组合物。在一些实施例中，本专利技术还提供粘合 剂制品，其中基材或背衬也衍生自可再生资源。原油以及伴随的石油衍生产品的价格上涨 已经导致许多粘合剂产品的价格和供应不稳定。希望能用衍生自可再生来源(例如植物) 的原料来替代全部或部分的石油基原料，因为这些材料相对便宜，因此具有经济和社会效 益。因此，对这些衍生自植物的材料的需求已变得日益显著。在本申请中，“预粘合剂”指的是包含官能性酸官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和氮 丙啶交联剂的乳液，其随后可以进行交联以形成压敏粘合剂。在本申请中，(甲基)丙烯酸 类包括甲基丙烯酸类和丙烯酸类两者。由于环境方面的原因，希望在涂布过程中避开使用挥发性的有机溶剂(VOC)，而倾 向于使用更环保的水基材料，因此本专利技术提供包含上述水性乳液的水性粘合剂。由于成本、 环境、安全和监管的原因，水性体系是理想的。水性体系可能易于涂覆，且在干燥时提供压 敏粘合剂。在其它实施例中，可以通过浆料聚合法制备粘合剂共聚物，其包含溶质聚合物在 一种或多种溶剂单体中的溶液，由其可以不使用挥发性有机溶剂进行涂布和聚合。具体实施例方式本专利技术提供包含酸官能(甲基)丙烯酸酯共聚物和氮丙啶交联剂的预粘合剂组合 物，其当交联时可提供压敏粘合剂和压敏粘合剂制品。可用于制备酸官能(甲基)丙烯酸酯粘合剂共聚物的(甲基)丙烯酸酯单体为非 叔醇的单体(甲基)丙烯酸酯，所述醇含有1至14个碳原子，优选平均含4至12个碳原子。适合用作(甲基)丙烯酸酯单体的单体例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的 酯，所述的非叔醇如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲 基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙 基-1-丁醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、 3，7_ 二甲基庚醇、3，7_ 二甲基庚-3-烯醇、1-癸醇、1-十二醇、1-十三醇、1-十四醇、香茅 醇、二氢香茅醇等。在一些实施例中，优选的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸与丁 醇或异辛醇或它们的组合所成的酯，不过两种或更多种不同的(甲基)丙烯酸酯单体的组合也是合适的。在一些实施例中，优选的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸与衍生 自可再生资源的醇(如2-辛醇、香茅醇、二氢香茅醇)所成的酯。按用于制备聚合物的100份总单体含量计，(甲基)丙烯酸酯单体的存在量为85 至99重量份。优选的是，按100份总单体含量计，(甲基)丙烯酸酯单体的存在量为90至 95重量份。所述聚合物还包含酸官能单体，其中酸官能团可以是酸本身，如羧酸，或者一部分 可以是其盐，如碱金属羧酸盐。可用的酸官能单体包括(但不限于)选自烯键式不饱和羧 酸、烯键式不饱和磺酸、烯键式不饱和膦酸以及它们的混合物中的那些单体。这种化合物的 例子包括选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、油酸、(甲基) 丙烯酸β-羧乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、乙 烯基膦酸以及它们的混合物的那些化合物。由于可获得性的原因，酸官能共聚物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联的组合物，其包含酸官能（甲基）丙烯酸酯共聚物和下式的氮丙啶交联剂：＊＊＊其中Ｒ↑［２］是－Ｈ或－ＣＨ↓［３］；每个Ｒ↑［３］独立地为Ｈ或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷基基团；ｚ是０、１或２；Ａ是－Ｏ－Ｒ↑［６］－Ｚ或－Ｎ（Ｒ↑［３］）Ｒ↑［８］Ｒ↑［８］是Ｈ、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷基或－Ｒ↑［６］－Ｚ，Ｒ↑［６］是二价亚烷基或亚芳基基团，且Ｚ是水增溶性基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉里R克雷普斯基，蒂莫西D菲利特劳尔特，肖恩D麦克拉肯，莫琳A卡瓦纳，巴布N加德丹，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]