专利名称：压敏粘合剂的制作方法
压敏粘合剂本发明涉及压敏粘合剂，制备该压敏粘合剂的方法，以及该压敏粘合剂的用途。包含聚异丁烯的压敏粘合剂(PSA)是本领域已知的。聚异丁烯的性质根据其分子量而变化。所有聚异丁烯均具有约_65°C的橡胶状玻璃化转变温度。然而，聚异丁烯的老化和耐候性能明显比天然橡胶稳定，因为聚异丁烯具有饱和特性。如天然橡胶的情况一样，聚异丁烯通常与增粘树脂共混，此时优选使用高分子量和低分子量的聚异丁烯的混合物。基于聚异丁烯的PSA通常具有和天然橡胶PSA类似的性质。另一方面，基于聚异丁烯的PSA的老化稳定性更像丙烯酸酯PSA。基于高分子量聚异丁烯的PSA除了在室温和低于室温的温度倾向于具有不利的流动性能(冷流)之外，其没有用电子束交联的可能性也是特别不利的。聚合物通过电子束交联在下文称为电子束固化(EBC)，其确保欲交联的PSA组分的分子量增加，并由此确保在组分之间具有强内聚力而没有不利地影响PSA的粘性和抗分离性。由于聚异丁烯的饱和特性，它们不能通过电子束固化进行交联，这导致基于聚异丁烯的PSA的内聚力不足，在低于室温的温度下尤其是这样。本发明的目的是消除现有技术中的缺点。本发明尤其是要详细说明基于聚异丁烯的PSA，该基于聚异丁烯的PSA尤其在低于室温的温度下表现出优异的流动特性和高的内聚力。本发明的另一方面是要详细说明制备该PSA的方法，和该PSA的用途。所述目的通过权利要求1、15、19和20的特征得以实现。本发明有用的实施方式从权利要求2-14和16-18的特征中明显可得。本发明提供一种压敏粘合剂，其包括至少一种聚异丁烯，至少一种(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物，和任选的添加剂，在所述压敏粘合剂中的聚异丁烯含量为至少10wt%， 基于压敏粘合剂的重量。本发明的PSA相对于丙烯酸酯PSA的显著区别在于即使在低温下也具有高的粘结强度。这尤其适用于低于室温的温度(如5°C或更低的温度)。在低温下，丙烯酸酯PSA失去粘结强度，而本发明PSA的粘结强度实际上升高。此效应归功于聚异丁烯的柔性，该柔性依次又基于聚异丁烯非常低的玻璃化转变温度(Tg)。本发明PSA即使在低温下也具有的高粘结强度，这使得其特别适合应用于户外区域。另外，本发明的PSA在长的储存期间显示出在基底上比较一致的粘结强度(长期粘结)。相反，使用丙烯酸酯PSA在长期粘结中粘结强度有增加。当欲将包含这些PSA的胶带再次移除时，这是不利的。另一方面，本发明的PSA确保以该PSA为特征的胶带具有基本上不变的粘结强度，这便于有目的地选择PSA用于特定的粘结应用。此外，本发明的PSA具有高的耐老化性。这归功于聚异丁烯组分和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物组分两者的饱和特性。而且，本发明的PSA即使在高温下也具有良好的加工性能，这归功于它们的粘度和高粘结强度，它们甚至和粗糙基底也具有高粘结强度。在压敏粘合剂中的聚异丁烯含量优选为至少25wt%，更优选为至少45wt%，甚至更优选为至少60wt%，每种情况均基于压敏粘合剂的重量。
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在压敏粘合剂中添加剂含量优选为0 10wt%，基于压敏粘合剂的重量。在一种优选实施方式中，聚异丁烯和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的重量比为5 1至1 5，更优选为2 1至1 2，还更优选为1.5 1至1 1.5，基于在压敏粘合剂中聚异丁烯和聚(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的总重量。在一种实施方式中，本发明的压敏粘合剂包括基于压敏粘合剂重量的(a) 40 60wt % 的聚异丁烯；(b)60 40wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c) 0 ~ IOwt % 的添加剂。在第二实施方式中，本发明的压敏粘合剂包括基于压敏粘合剂重量的(a) 45 55Wt % 的聚异丁烯；(b)55 45wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c) 0 5wt %的添加剂。在另一实施方式中，本发明的压敏粘合剂包括基于压敏粘合剂重量的(a) 45 55Wt % 的聚异丁烯；(b) 55 45wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c) Owt % 的添加剂。优选本发明的压敏粘合剂不含任何增粘树脂。在一种优选实施方式中，对本发明的压敏粘合剂进行电子束固化。聚异丁烯优选为高分子量聚异丁烯。聚异丁烯的重均分子量优选大于或等于 500000,更优选大于或等于800000，甚至更优选大于1000000。可以使用具有不同分子量和摩尔质量分布的聚异丁烯的混合物。所述PSA的粘合活性基本上源自聚异丁烯和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的混合物，因此不需要向PSA中添加任何增粘树脂。作为(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物，可以使用所有用于丙烯酸酯PSA制备的聚合物和/或共聚物。(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物可以由例如式CH2 = CH(R1) (COOR2) 的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯制备，其中R1为H和/或CH3且&为H和/或具有1 30个碳原子，4 14个碳原子，优选4 9个碳原子的烷基链。不受该列举的限制，具体实例为丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸二十二烷基酯，这些化合物的支化异构体，例如丙烯酸2-乙基己酯。对于添加剂，可以将PSA混合有本领域技术人员已知的用于制备聚异丁烯PSA和丙烯酸酯PSA的任何添加剂，实例为填料、颜料、流变添加剂、促粘剂添加剂、增塑剂、弹性体、老化抑制剂(抗氧化剂)、光稳定剂、UV吸收剂，和其它辅剂和助剂如干燥剂(例如，分子筛沸石、氧化钙)、流动和流动控制剂、润湿剂(表面活性剂)或催化剂。对于填料，可以使用所有细磨的固体辅剂，例如白垩、碳酸镁、碳酸锌、高岭土、硫酸钡、二氧化钛或氧化钙。其它实例为滑石、云母、二氧化硅、硅酸盐或氧化锌。也可以使用所述物质的混合物。所用的颜料本身可以是有机的或无机的。所有类型的有机或无机彩色颜料均是合适的，实例为白色颜料如二氧化钛，例如用于改进改进光稳定性和UV稳定性，还有金属颜料。流变添加剂的实例为热解法二氧化硅、层状硅酸盐(膨润土 )、高分子量聚氨酯粉末或蓖麻油衍生物粉末。促粘剂添加剂例如可以为选自聚酰胺、环氧化物或硅烷的物质。增塑剂的实例为酞酸酯，偏苯三酸酯，含磷酯，己二酸酯，和其它无环二羧酸酯，脂肪酸酯，羟基羧酸酯，苯酚的烷基磺酸酯，脂族、脂环族和芳族矿物油，烃，液体或半固体橡胶(例如，丁腈橡胶或聚异戊二烯橡胶)，丁烯和/或异丁烯的液体或半固体聚合物，丙烯酸酯，聚乙烯基酯，基于也是增粘剂树脂基底的原料的液体树脂和增塑剂树脂，羊毛蜡和其它蜡，有机硅，还有聚合物增塑剂，例如聚酯或聚氨酯。合适的树脂是所有天然和合成树脂，例如，松香衍生物(例如，由歧化、氢化或酯化形成的衍生物)，香豆酮-茚树脂和多萜烯树脂，脂族或芳族烃树脂(C-5，C-9，(C-5)2 树脂)，混合的C-5/C-9树脂，所述类型的氢化或部分氢化衍生物，苯乙烯或甲基苯乙烯的树脂，以及还有萜烯-苯酚类树脂等，如Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie (4th edn.), volume 12，pp. 525-555，Weinheim 中所列出的。通过该树脂可以调节和控制本发明的促粘剂的工艺性质。此外，这些树脂可以充当相介质(phase mediator)。合适的弹性体例如为EPDM橡胶或EPM橡胶，聚异丁烯，丁基橡胶，乙烯-乙酸乙烯酯，二烯的氢化嵌段共聚物(例如，通过氢化SBR、cSBR、BAN、NBR、SBS, SIS或顶，这些聚合物称为例如SEPS和SEBS)或丙烯酸酯共聚物如ACM。使用其它组分如填料和增塑剂配制本发明的粘合剂也是现有技术。本发明的PSA可以通过电子束固化(EBC)进行交联。可以使用的典型的辐射装置包括线性阴极体系、扫描仪体系或分段阴极体系(segmentedcathode system)，其中使用电子束力口速器° 在 Skelhorne, Electron BeamProcessing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation forCoatings, Inks and Paints, vol. 1,1991, SITA,London 中可以找到现有技术状态的详尽描述和最重要的工艺参数。典型的加速电压的范围为50kV 至500kV，优选为80kV至300kV。采用的散射剂量的范围为5 150kGy，更具体为20 IOOkGy0电子束固化的作用是交联本发明PSA中的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物。 这导致本发明PSA温度稳定性显著提高，正如通过加速的温度试验(SAFT，accelerated temperature test)所显不的。最后，本发明涉及上述粘合剂用于单面或双面胶带的用途，所述胶带由至少一层载体和PSA层构成。对于胶带来说，用于本发明PSA的载体材料例如为本领域技术人员常见和熟悉的材料，如膜(聚酯、PET、PE、PP、B0PP、PVC、聚酰亚胺)，无纺布，泡沫体，机织织物和机织织物膜，以及还有离型纸(玻璃纸、HDPE, LDPE)。另一实施方式使用PSA制备遮蔽带(masking tape)。此列举是非穷尽的。因此，根据本发明，还提供制备本发明压敏粘合剂的方法，该方法包括以下步骤(a)提供所述聚异丁烯、所述(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物、和任选的所述添加剂；(b)混合步骤(a)提供的各组分，得到均勻的混合物；和
(c)使步骤(b)中获得的混合物成形。步骤(b)可以在合适的混合装置如行星式滚筒挤出机或双螺杆挤出机中进行。优选挤出机的温度大于130°C，更优选为130°C，挤出机在混合或输送操作中的旋转速度大于 50转/min，更优选为75 100转/min，并且有效地选择PRE的温度分布(热处理循环次数为1、2和3)。然后将步骤(b)中获得的混合物(在下文也称为共混物)通过辊涂机成形，形成压敏粘合剂层。为此，有效地将混合物以15 200g/m2的层厚，优选以50g/m2的层厚施涂至载体，该载体优选为纸或膜。优选对该混合物进行电子束固化(EBC)。随后有效地进行此方法步骤，以使混合物成形。在下文参考附图并使用实例更详细地阐述本发明。在附图中
图1显示的图说明在本发明的示例性PSA与丙烯酸酯PSA相比较的粘度、粘结强度、和加速的温度试验(SAFT)的结果；和图2显示的图说明例如本发明的PSA和丙烯酸酯PSA相比较的在80°C温度之后粘结强度随时间的变化。
实施例制备表1所示的本发明的PSA。这些PSA均不含添加剂。如下制备所述PSA 在行星式滚筒挤出机(PRE温度分布(加热循环次数1、2和3)) 中在130°C混合高分子量的橡胶状聚异丁烯(Oppanol B 100，重均分子量为1100000)和含水的弱氨性的(ammoniacal)丙烯酸酯共聚物分散体(Primal PS 83 D)。挤出机在混合和输送操作中的旋转速度为75 lOOrpm。将如此得到的本发明的PSA经辊涂机成形，在膜载体上形成50g/m2的压敏粘合剂膜。表 1
编码聚异丁烯的含量 [wt%](曱基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的含量[wt%]NB-05-28955NB-05-298911NB-05-308218NB-05-317525NB-05-326733NB-05-335743NB-05-344654NB-05-353367NB-05-361882 图1所示的图展示本发明PSA的粘度(Vise)、与钢的粘结强度(BSS)，以及对于所选实施例的加速的耐热性(SAFT)，在图1中标识为PIB/丙烯酸酯混合物。横坐标显示丙烯酸类聚合物的重量分率(0 100wt% )。所使用的缩写的含义如下
Ac丙烯酸酯共聚物EBC电子束固化BSS 50在钢板上50mm宽的胶带的粘结强度w.含有wo.不含PIB聚异丁烯SAFT加速的耐热性，根据剪切粘附力失效试验Vise粘度线性下降的曲线显示PSA的粘度，而呈抛物线上升的曲线显示PSA的粘结强度。显然，在本发明PSA的优选的混合比例中，即使没有添加任何树脂，也可以获得3 4N/cm的粘结强度。这种粘结强度是常见的，例如，在遮蔽带的应用领域中。此外，通过丙烯酸酯的EBC交联，可以获得本发明PSA在耐热性方面的显著提高。 这由加速的耐热性试验(SAFT)可显示。表2显示，对于不同PSA，在室温(RT)、5°C时的粘结强度，以及在施涂并存放14天后在室温的粘结强度。表2 本发明PSA在钢上的粘结强度
权利要求
1.压敏粘合剂，其包括至少一种聚异丁烯，至少一种(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物，和任选的添加剂，在所述压敏粘合剂中聚异丁烯的含量为至少1Owt%，基于压敏粘合剂的重量。
2.权利要求1的压敏粘合剂，其特征在于，在所述压敏粘合剂中聚异丁烯的含量为至少25wt%，基于压敏粘合剂的重量。
3.权利要求1的压敏粘合剂，其特征在于，在所述压敏粘合剂中聚异丁烯的含量为至少45wt%，基于压敏粘合剂的重量。
4.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，在所述压敏粘合剂中添加剂的含量为0 1Owt %，基于压敏粘合剂的重量。
5.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，聚异丁烯和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的重量比为5 1至1 5，基于在所述压敏粘合剂中聚异丁烯和聚(甲基) 丙烯酸酯聚合物或共聚物的总重量。
6.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，聚异丁烯和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的重量比为2 1至1 2，基于在所述压敏粘合剂中聚异丁烯和聚(甲基) 丙烯酸酯聚合物或共聚物的总重量。
7.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，聚异丁烯和(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的重量比为1.5 1至1 1.5，基于在所述压敏粘合剂中聚异丁烯和聚(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的总重量。
8.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，它包括基于压敏粘合剂重量的(a)40 60wt%的聚异丁烯；(b)60 40wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c)0 IOwt%的添加剂。
9.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，它包括基于压敏粘合剂重量的(a)45 55wt%的聚异丁烯；(b)55 45wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c)0 5wt%的添加剂。
10.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，它包括基于压敏粘合剂重量的(a)45 55wt%的聚异丁烯；(b)55 45wt%的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物；和(c)Owt %的添加剂。
11.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，使其经受电子束固化。
12.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，所述聚异丁烯的重均分子量大于或等于500000。
13.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，所述聚异丁烯的重均分子量大于或等于800000。
14.前述权利要求任一项的压敏粘合剂，其特征在于，所述聚异丁烯的重均分子量大于或等于1000000。
15.制备权利要求1-14任一项的压敏粘合剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)提供所述聚异丁烯、所述(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物、和任选的所述添加剂；和(b)混合步骤(a)提供的各组分，得到均勻的混合物；和(c)使步骤(b)中获得的混合物成形。
16.权利要求15的方法，其特征在于，将步骤(c)中的混合物施用至载体和在该过程中将其成形为层。
17.权利要求15或16的方法，其特征在于，使混合物经受电子束处理。
18.权利要求17的方法，其特征在于，在使混合物成形之后进行所述电子束处理。
19.权利要求1-14任一项的压敏粘合剂用于压敏胶带的用途。
20.权利要求1-14任一项的压敏粘合剂用于遮蔽带的用途。
全文摘要
本发明涉及一种压敏粘合剂，其包括至少一种聚异丁烯，至少一种(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物，和任选的添加剂。在所述压敏粘合剂中聚异丁烯的含量为至少10wt％，基于压敏粘合剂的重量。
文档编号C09J123/22GK102159661SQ200980136295
公开日2011年8月17日 申请日期2009年8月5日 优先权日2008年8月15日
发明者克里斯琴·克雷夫特, 弗兰齐斯卡·兹马斯利, 斯蒂芬·邦兹, 萨拜因·托迈耶, 阿克塞尔·伯迈斯特 申请人:德莎欧洲公司