包含聚合表面改性的纳米粒子的压敏粘合剂制造技术

本发明专利技术描述了包含丙烯酸酯聚合物和表面改性纳米粒子的压敏粘合剂。所述表面改性纳米粒子包含具有二氧化硅表面和共价地附接至所述二氧化硅表面的表面改性基团的纳米粒子。至少一种表面改性基团为聚合硅烷表面改性基团。至少一种表面改性基团为未聚合硅烷表面改性基团。本发明专利技术还描述了制备此类粘合剂的方法，包括使它们暴露于UVA和UVC辐射。

【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，所述压敏粘合剂包含用聚合硅烷表面改性剂表面改性的纳米粒子。
技术实现思路
简而言之，在一个方面，本专利技术提供了一种压敏粘合剂，其包含丙烯酸酯聚合物和表面改性的纳米粒子。表面改性的纳米粒子包含含有二氧化硅表面的纳米粒子；聚合硅烷表面改性基团；和未聚合硅烷表面改性基团。聚合硅烷表面改性基团和未聚合硅烷表面改性基团两者共价键合至纳米粒子的二氧化硅表面。在一些实施例中，丙烯酸酯聚合物包含一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体的反应产物和至少一种乙烯基羧酸单体。在一些实施例中，聚合硅烷表面改性基团包含(甲基)丙烯·酸酯重复单元。在一些实施例中，聚合硅烷表面改性基团包含乙烯基羧酸重复单元。在一些实施例中，未聚合硅烷表面改性剂包含三烷氧基烷基硅烷和三烷氧基芳基硅烷中的至少一种。在一些实施例中，非聚合表面改性剂对聚合表面改性剂的摩尔％比率处于95:5和50:50 (含)之间，例如处于80:20和60:40 (含)之间。在一些实施例中，聚合表面改性剂包含能够与丙烯酸酯聚合物交联的官能团。在一些实施例中，压敏粘合剂还包含交联剂和/或增粘剂。在另一方面，本专利技术提供了一种制备压敏粘合剂的方法，该方法包含将第一(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基羧酸、第一光引发剂和表面改性的纳米粒子的混合物暴露于足以部分地聚合第一(甲基)丙烯酸酯单体和乙烯基羧酸从而形成部分聚合的混合物UVA辐射；将交联剂和第二光引发剂添加至部分聚合的混合物中以形成涂料；将涂料施加至基底；和将涂料暴露于UVA照射以形成压敏粘合剂。在一些实施例中，该方法还包含将压敏粘合剂暴露于UVC照射以使聚合表面改性剂交联丙烯酸酯聚合物。本公开的上述
技术实现思路
并不旨在描述本专利技术的每一个实施例。本专利技术的一个和多个实施例的细节还在下面的描述中示出。本专利技术的其他特征、目标和优点根据描述和权利要求将显而易见。附图说明图I为示出数据集H中粘合剂对高表面能基底不锈钢的剥离性能的条形图。图2为示出数据集H中粘合剂对低表面能基底聚丙烯的剥离性能的条形图。具体实施例方式一般来讲，粘合剂，例如，包括丙烯酸类粘合剂在内的压敏粘合剂(PSA)是众所周知的。使用诸如增粘剂、增塑剂和填充剂之类的添加剂从而改进粘合剂的性能也是已知的。然而，尽管粘合剂配方的个别成分或许是已知的，但是为了获得特定的、期望的最终使用要求，对这些组分的特定组合以及它们的相对数量的选择仍是一个巨大挑战。在包括可固化树脂的树脂中使用表面改性的纳米粒子也是已知的。曾经建议可将表面改性纳米粒子掺入到PSA中。然而，如同任何其它可能的添加剂，选择特定的纳米粒子、表面改性剂和含量，以及将此类表面改性纳米粒子配制入特定粘合剂组合物仍然是一项巨大的挑战。粘合剂开发商面临的一个问题是，希望提供一种稳定的压敏粘合剂，其适于使用在多种基底上，包括高表面能基底和低表面能基底两者。一般来讲，低表面能基底定义为具有小于37达因/cm的表面能的基底，诸如聚丙烯和聚乙烯(例如，高密度聚乙烯)。一般来讲，高表面能基底定义为具有大于37达因/cm的表面能的基底，例如，大于约200达因/cm的表面能的基底，包括例如铝、玻璃和不锈钢。 除了改进宽泛的基底范围的剥离粘合力之外，粘合剂配方设计师还必须考虑其它粘合剂性质的效应，诸如粘合强度。粘合强度通常通过测定粘合剂的剪切强度进行评估。例如，增粘剂的添加可改进粘合力(例如，剥离强度)但通常降低粘合强度(例如，剪切强度)。一般来讲，本专利技术提供了包含被聚合、反应性或非反应性硅烷官能团改性的表面的二氧化娃纳米粒子的压敏粘合剂。表面改性的纳米粒子分散在丙烯酸类粘合剂中。一般来讲，该丙烯酸类粘合剂含有包含第一(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的混合物的反应产物的丙烯酸共聚物。本文所用的“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。例如，(甲基)丙烯酸丁酯指丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸丁酯。在一些实施例中，该混合物还可以包含交联剂。第一(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基包含4至18个碳原子。在一些实施例中，该烷基包含至少5个碳原子。在一些实施例中，该烧基包含不超过8个碳原子。在一些实施例中，第一(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基具有8个碳原子，例如(甲基)丙烯酸异辛酯和/或(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯。在本专利技术的一些实施例中可用的示例性的乙烯基羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸和羧乙基丙烯酸酯。在一些实施例中，本专利技术的丙烯酸类共聚物基于(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的总重量，包含至少2重量％，在一些实施例中，至少3重量％的乙烯基羧酸。在一些实施例中，该丙烯酸类聚合物包含不超过10重量％,在一些实施例中不超过8重量％,并且在一些实施例中不超过5重量％的乙烯基羧酸。在一些实施例中，该丙烯酸类聚合物基于(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的总重量，包含3-5重量％ (含)的乙烯基羧酸。一般来讲，含有此类更高水平的乙烯基羧酸的丙烯酸类粘合剂被认为适用于粘合至高表面能基底，诸如，例如不锈钢。在一些实施例中，本专利技术的丙烯酸类共聚物基于(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的总重量，包含小于2重量％，例如小于I重量％的乙烯基羧酸。在一些实施例中，丙烯酸类共聚物基于(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的总重量，包含O. 3至I. 5重量％，例如O.5至I重量％ (含)的乙烯基羧酸。在一些实施例中，混合物可包含一种或多种附加的单体，该单体包括一种或多种附加的(甲基)丙烯酸烷基酯。在一些实施例中，至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基包含不超过4个碳原子。在一些实施例中，至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基包含4个碳原子，例如(甲基)丙烯酸丁酯。在一些实施例中，至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基具有I至2个碳原子，例如丙烯酸甲酯和/或丙烯酸乙酯。在一些实施例中，可使用非极性(甲基)丙烯酸烷基酯。如本文所用，非极性单体为其均聚物具有如通过Fedors方法所测量的不超过10. 50的溶解度参数的单体。非极性单体的添加改进了粘合剂的低表面能粘合力。它还改进了粘合剂的结构性质(例如，粘合强度)。合适的非极性单体及其Fedors溶解度参数((cal/cm3)1/2)的实例包括3，3，5三甲基环己基丙烯酸酯(9. 35)、丙烯酸环己酯(10. 16)、丙烯酸异冰片酯(9. 71)、正辛基丙烯酰胺(10. 33)、丁基丙烯酸酯(9.77)以及它们的组合。光致聚合型组合物可包含交联剂以提高所得粘合剂或制品的粘合强度。合适的交联剂包括如美国专利No. 4，181，752所公开的诸如蒽醌和二苯甲酮以及它们的衍生物的夺氢羰基，和诸如1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1，2-乙二醇二丙烯酸酯的多官能丙烯酸酯，以及美国专利No. 4，379，201中所公开的那些。其它可用的交联剂单体包括聚合多官能(甲基)丙烯酸酯，例如聚(环氧乙烷)二丙烯酸酯或聚(环氧乙烷)二甲基丙烯酸酯；聚乙烯基类交联剂，诸如取代的和未取代的二乙烯基苯；和双官能聚氨酯 丙烯酸酯，诸如“EBECRYL” 270和“EBECRYL” 230 (1500重均分子量和5000重均分子量丙烯酸酯改性聚氨酯，两者分别可得自乔治亚州士麦那(Smyrna，. Ga.)的UCB)，以及它们的组合。也可用作为光引发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.20 US 61/325,9631.一种压敏粘合剂，其包含丙烯酸酯聚合物和表面改性的纳米粒子，其中所述的表面改性的纳米粒子包含 (a)包含二氧化硅表面的纳米粒子； (b)聚合硅烷表面改性基团；和 (C)未聚合娃烧表面改性基团； 其中，所述的聚合硅烷表面改性基团和所述的未聚合硅烷表面改性基团共价键合至所述的纳米粒子的所述二氧化硅表面。2.根据权利要求I所述的压敏粘合剂，其中所述的丙烯酸酯聚合物包含一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体与至少一种乙烯基羧酸单体的反应产物，其中所述的(甲基)丙烯酸酯单体包含第一(甲基)丙烯酸酯单体，其中所述的第一(甲基)丙烯酸酯单体的烷基包含4至18个碳原子,含4个和18个碳原子。3.根据权利要求2所述的压敏粘合剂，其中所述的乙烯基羧酸选自丙烯酸和甲基丙烯酸。4.根据权利要求2或3所述的压敏粘合剂，其中，基于所述的乙烯基羧酸单体和所述的(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述的丙烯酸酯聚合物包含2至10重量％的所述乙烯基羧酸。5.根据权利要求2或3所述的压敏粘合剂，其中，基于所述的乙烯基羧酸单体和所述的(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述丙烯酸酯聚合物包含O. 5至I. 5重量％的所述乙烯基羧酸。6.根据前述任一项权利要求所述的压敏粘合剂，其中所述的聚合硅烷表面改性基团包含(甲基)丙烯酸酯重复单元。7.根据权利要求6所述的压敏粘合剂，其中所述的聚合硅烷表面改性基团还包含乙烯基羧酸重复单元。8.根据权利要求7所述的压敏粘合剂，其中，基于所述的丙烯酸酯聚合物的所述乙烯基羧酸单体和所述(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述丙烯酸酯聚合物包含Wap重量％的乙烯基羧酸；基于所述的聚合硅烷表面改性基团的所述乙烯基羧酸单体和所述(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述聚合硅烷表面改性基团包含Wffi重量％的乙烯基羧酸；并且Wc^Wap的比率为O. 8和I. 2之间，含O. 8和1.2。9.根据权利要求7所述的压敏粘合剂，其中，基于所述的丙烯酸酯聚合物的所述乙烯基羧酸单体和所述(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述的丙烯酸酯聚合物包含Wap重量％的乙烯基羧酸；基于所述聚合硅烷表面改性基团的所述乙烯基羧酸单体和所述(甲基)丙烯酸酯单体的总重量，所述聚合硅烷表面改性基团包含Wffi重量％的乙烯基羧酸；并且Wc^Wap的比率小于O. 5或大于2。10.根据前述任一项权利要求所述的压敏粘合剂，其中所述的聚合硅烷表面改...

【专利技术属性】
技术研发人员：米凯莱·A·克拉顿，凯利·S·安德森，贝尔马·埃尔多安奥格，杰伊施瑞·塞思，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
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