專利名稱：(甲基)丙烯酸2-辛酯粘合劑組合物的制作方法
-辛酯粘合劑組合物本專利申請要求2008年4月14日提交的臨時(shí)申請No. 61/044748的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
壓敏粘合劑(PSA)已知具有包括下列各項(xiàng)的性質(zhì)(1)干粘性和持久粘性，(2)不 超過手指壓力下的粘附，(3)足夠的粘附到粘附體或基底上的能力，以及(4)足夠從粘附體 上干凈地除去的粘合強(qiáng)度。已發(fā)現(xiàn)的可很好地用作PSA的材料包括設(shè)計(jì)并配制以表現(xiàn)出所 需粘彈特性的聚合物，所述粘彈特性可實(shí)現(xiàn)所期望的粘著力、剝離粘合力與剪切保持力的 平衡。PSA通過通常在室溫(例如20°C)下發(fā)粘來表征。PSA不僅僅因?yàn)榻M合物具有粘性 或能夠附著到某種表面上而包含這些組合物。已發(fā)現(xiàn)僅有限數(shù)量的一類聚合物可用作PSA。在這些聚合物類別中的是天然橡膠 和合成橡膠、(甲基)丙烯酸類聚合物、硅氧烷、嵌段共聚物和烯烴。已證明丙烯酸類聚合物 尤其可用。丙烯酸類PSA在很多情況下是由丙烯酸異辛酯或丙烯酸2-乙基己酯制備。施 加至多種表面時(shí)，這些粘合劑具有許多期望的屬性，例如高剝離附著力。此外，丙烯酸類PSA —般衍生自石油給料。油價(jià)的增加以及同時(shí)增加的石油衍生 產(chǎn)品的價(jià)格，已導(dǎo)致許多粘合劑產(chǎn)品的價(jià)格和供應(yīng)不穩(wěn)定。希望用衍生自可再生能源(例 如植物)的那些置換全部或部分的石油基給料，因?yàn)檫@些材料相對便宜，并因此在經(jīng)濟(jì)上 和社會(huì)上都是有益的。因此，對這些衍生自植物的材料的需要已變得日益顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了衍生自可再生資源的粘合劑組合物。具體地講，本發(fā)明提供部分地 衍生自植物材料的粘合劑組合物。這種材料與石油基給料相比通常具有較高的碳-14同位 素組成。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明還提供了粘合劑制品，其中基底或背襯也衍生自可再生資 源。壓敏粘合劑組合物包含(甲基)丙烯酸2-辛酯/(甲基)丙烯酸共聚物以及可任選的 交聯(lián)劑。在此所用的(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。 可以將粘合劑組合物直接擠出、涂布或噴霧到將結(jié)合至另一基底或表面的基底或表面上。本發(fā)明還提供了包括設(shè)置在支承件或背襯上的上述壓敏(甲基)丙烯酸系粘合劑 的層的粘合劑制品(例如帶材等)。支承件可以為防粘基底或襯墊以提供所謂的無基材膠 帶，在該膠帶中暴露的粘合劑可以被設(shè)置為與基底或表面接觸，并且隨后可將防粘襯墊從 粘合劑剝離掉以暴露用于粘合至另一基底或表面的粘合劑的另一部分。粘合劑制品可以提 供為帶材或粘合劑薄片，其可以通過諸如將粘合劑組合物擠出、涂布或噴霧到背襯層上之 類的多種已知方法中的任一種制備。壓敏(甲基)丙烯酸類粘合帶或薄片可以層合到表面 或基底上。帶材或薄片還可以被沖切成任何所需的形狀。當(dāng)與(甲基)丙烯酸辛酯的其它異構(gòu)體(例如(甲基)丙烯酸正辛酯和(甲基) 丙烯酸異辛酯)相比時(shí)，衍生自(甲基)丙烯酸2-辛酯的本發(fā)明粘合劑組合物提供了可比 的粘合特性。
具體實(shí)施例方式粘合劑組合物包含a) —種共聚物，其包含1)30至小于90重量％的(甲基)丙烯酸2-辛酯，優(yōu)選為60至小于90重量％ ；2)0. 5至20重量％的羧酸官能性共聚單體，優(yōu)選為(甲基)丙烯酸；3)其它單體，以及b)可選的交聯(lián)劑?？梢酝ㄟ^常規(guī)技術(shù)從2-辛醇和(甲基)丙烯酰衍生物(例如酯、酸和鹵酰)制備 (甲基)丙烯酸2-辛酯。2-辛醇可以通過用氫氧化鈉處理衍生自蓖麻油的蓖麻酸(或其 酯或鹵酰)，之后將其從副產(chǎn)品癸二酸中蒸餾出而制備?？梢耘c(甲基)丙烯酸酯和羧酸官能性單體共聚的其它單體的例子包括 C1-C10(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯 酸丁酯、(甲基)丙烯酸苯基酯；丙烯酸正辛酯，例如丙烯酸-2-乙基己酯和(甲基)丙烯 酸6-甲基庚酯；還包括N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺、α -烯烴、乙烯基醚、烯丙 基醚、苯乙烯和其它芳族乙烯基化合物、馬來酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、N-乙烯基己 內(nèi)酰胺，以及取代的(甲基)丙烯酰胺，例如N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羥乙基(甲基) 丙烯酰胺、N-辛基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N, N- 二甲基(甲基) 丙烯酰胺、N, N- 二乙基(甲基)丙烯酰胺和N-乙基-N- 二羥乙基(甲基)丙烯酰胺?？晒簿鄣幕旌衔镞€可任選地包含鏈轉(zhuǎn)移劑以控制所得聚合物的分子量?？捎玫逆?轉(zhuǎn)移劑的例子包括但不限于選自四溴化碳、醇、硫醇以及它們的混合物的那些鏈轉(zhuǎn)移劑。當(dāng) 存在時(shí)，優(yōu)選的鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸異辛酯與四溴化碳?；?00重量份的總單體混合物， 聚合混合物還可包含最多約0. 5重量份(Pbw)的鏈轉(zhuǎn)移劑，通常約0. 01至約0. 5重量份， 優(yōu)選為約0. 05至約0. 2重量份。在本發(fā)明的操作中，共聚物可以通過以下技術(shù)聚合，包括(但不限于)常規(guī)技術(shù)溶 劑聚合、乳液聚合、無溶劑型本體聚合，以及輻射聚合(包括使用紫外光、電子束和Y輻射 的工藝)。單體混合物可以包含聚合引發(fā)劑，尤其是熱引發(fā)劑或光引發(fā)劑類型，并且是以有 效聚合共聚單體的量。在制備用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯粘合劑聚合物中，可用的引發(fā)劑是當(dāng)暴露 于熱或光時(shí)產(chǎn)生激發(fā)單體混合物(共)聚合的自由基的引發(fā)劑?？梢圆捎脻舛确秶鸀槊?100重量份單體組合物約0. 0001至約3. 0重量份，優(yōu)選約0. 001至約1. 0重量份，并且更優(yōu) 選約0. 005至約0. 5重量份的這些引發(fā)劑。一種典型乳液聚合法的進(jìn)行方式是，在加熱情況下(通常溫度為50至95°C)攪拌 水、單體、表面活性劑、引發(fā)劑和任選的其它添加劑。認(rèn)為單體移入表面活性劑膠束內(nèi)，并在 那里聚合成聚合體微粒。一種典型溶液聚合法的進(jìn)行方式是，向反應(yīng)容器中加入單體、合適的溶劑和可選 的鏈轉(zhuǎn)移劑，加入自由基引發(fā)劑，用氮?dú)獯祾?，并保持反?yīng)容器為高溫(通常為約40至 IOO0C )，直到反應(yīng)完成，通常需耗時(shí)約1至20小時(shí)，這取決于批量大小和溫度。溶劑的例子 是甲醇、四氫呋喃、乙醇、異丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和乙 二醇烷基醚?？梢詥为?dú)使用這些溶劑或使用它們的混合物。
合適的引發(fā)劑包括(但不限于)選自偶氮化合物的那些，例如VAZO 64(2， 2' _ 偶氮二(異丁腈))、VAZO 52(2,2'-偶氮二(2，4-二甲基戊腈))和 VAZO 67(2， 2' _偶氮二-(2-甲基丁腈))，得自E. I.du Pont de Nemours Co.；過氧化物，例如過氧 化苯甲酰和過氧化月桂酰；以及它們的混合物。優(yōu)選的油溶性熱引發(fā)劑是(2，2'-偶氮 二-(2-甲基丁腈))。當(dāng)使用引發(fā)劑時(shí)，按壓敏粘合劑中100重量份的單體組分計(jì)，引發(fā)劑 可以占約0. 05至約1重量份，優(yōu)選占約0. 1至約0. 5重量份。在典型的光聚合方法中，可以在存在光聚合引發(fā)劑(即，光引發(fā)劑)的情況下 用紫外(UV)線照射單體混合物。優(yōu)選的光引發(fā)劑可以商品名IRGA⑶RE和DARO⑶R從 Ciba Speciality Chemical Corp. (Tarrytown,NY)購得并且包括1_羥基環(huán)己基苯基甲酮 (IRGACURE 184)、2，2_二甲氧基-1，2-二苯乙-1-酮(IRGACURE 651)、二(2，4，6-三甲基苯 甲酰)苯基氧化膦(IRGA⑶RE 819)、1-[4-(2_羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙 烷-1-酮(IRGACURE 2959)、2_芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)丁酮(IRGACURE 369)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮(IRGACURE 907)和2-羥基-2-甲 基-1-苯基丙-1-酮(DAR0CUR 1173)。特別優(yōu)選的光引發(fā)劑是IRGACURE 819、184和2959。還可以采用如下方法制備聚合物無溶劑型聚合法，例如在美國專利 No. 4，619，979和4，843，134中描述的連續(xù)自由基聚合法；在美國專利No. 5，637，646中描 述的使用間歇式反應(yīng)器的基本絕熱聚合法；以及在美國專利No. 5，804，610中描述的描述 用于聚合包裝的預(yù)粘合劑組合物的方法。包裝材料由當(dāng)與基料共聚物或增塑壓敏粘合劑組合物混合時(shí)基本上不會(huì)不利地 影響所需的壓敏粘合劑特性的材料制成。由壓敏粘合劑和包裝材料的混合物制備的熱熔融 涂布的壓敏粘合劑與單獨(dú)由壓敏粘合劑制備的熱熔融涂布的壓敏粘合劑相比具有改善的 壓敏粘合劑特性。包裝材料應(yīng)該適用于所使用的聚合方法。例如，對于光聚合，有必要使用在進(jìn)行聚 合反應(yīng)所需的波長下可充分透過紫外線輻射的膜材料。如美國專利No. 4，181，752所述，聚 合反應(yīng)可通過暴露于紫外線(UV)輻射而實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用發(fā)射光譜大于 60% (優(yōu)選大于75%)、波長在280至400納米(nm)范圍內(nèi)的紫外黑燈，并采用介于約0. 1 至約 25mW/cm2之間的輻射強(qiáng)度，來實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)。在另一個(gè)優(yōu)選的無溶劑型聚合法中，本發(fā)明的 壓敏粘合劑根據(jù)美國專利No. 4，181，752中描述的技術(shù)(在此以引用方式并入)通過光引 發(fā)的聚合法制備。將共聚單體和光引發(fā)劑在沒有溶劑的情況下混合在一起并且部分地聚合 至約500厘泊至約50，000厘泊范圍內(nèi)的粘度，以獲得可涂布的漿料。作為另外一種選擇， 將單體和光引發(fā)劑在沒有溶劑的情況下混合并且部分地聚合以制備漿料。隨后向漿料中加 入增塑劑以制備可涂布的混合物用于進(jìn)一步聚合。在另一方法中，可以將單體和增塑劑與 觸變劑(例如熱解法親水性二氧化硅)混合以實(shí)現(xiàn)可涂布的厚度。隨后將交聯(lián)劑和任何其 它成分加入預(yù)聚合的漿料或增稠的增塑單體混合物中。作為另外一種選擇，可以在預(yù)聚合 之前將這些成分(除了交聯(lián)劑之外)直接加入單體混合物中。將所得組合物涂布到基底(其可透過紫外線輻射)上并且在惰性(即，無氧氣) 氣氛中如氮?dú)鈿夥罩型ㄟ^暴露于紫外線輻射來聚合。適合的基底的實(shí)例包括防粘襯墊(如 硅氧烷防粘襯墊)和條帶背襯(其可以為涂底漆或未涂底漆的紙張或塑料)。還可以通過用幾乎完全透過紫外線輻射的塑料薄膜覆蓋可聚合涂層，并且如上述專利中所述的使用紫 外燈在空氣中照射穿透那層薄膜來實(shí)現(xiàn)充分的惰性氣氛?；蛘?，作為覆蓋可聚合涂層的替 代方法，如美國專利No. 4，303，485所描述，可在可聚合漿料中加入可氧化錫化合物來增加 漿料的抗氧化性。其中，紫外線光源在280nm和400nm之間(更優(yōu)選為300nm和400nm之 間)優(yōu)選地具有90%的發(fā)射率，在351nm處發(fā)射率最大?？梢灾苽涞谝唤M分聚合物(如通過溶液聚合，然后分離)。在交聯(lián)之前，在制備 中使用的任何殘余的單體和/或溶劑都可以通過諸如蒸餾、真空蒸發(fā)等之類的常規(guī)技術(shù)移 除，以使殘留量降低至小于2重量％?？梢栽诖嬖谶m合的溶劑(例如不與單體的酸或酯官 能團(tuán)反應(yīng)的乙酸乙酯、甲苯和四氫呋喃)的情況下進(jìn)行聚合反應(yīng)。為了增加聚(甲基)丙烯酸酯壓敏粘合劑的粘合強(qiáng)度，可將可選的交聯(lián)劑摻入粘 合劑組合物中。兩種主要類型的化學(xué)交聯(lián)劑為示例性的。第一交聯(lián)添加劑為熱交聯(lián)劑，例 如多官能氮丙啶、異氰酸酯、哪唑和環(huán)氧化合物。氮丙啶交聯(lián)劑的一個(gè)例子是1，1' -(1， 3-亞苯基二羰基)-二 -(2-甲基氮丙啶)(CAS號7652-64-4)。其它雙酰胺交聯(lián)劑在 U. S. 6，893，718 (Melancon等人)中有所描述，將其以引用的方式并入本文中。常用的多官 能異氰酸酯交聯(lián)劑是三羥甲基丙烷甲苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯和本領(lǐng)域中已知的其 它物質(zhì)?？梢詫⑦@種化學(xué)交聯(lián)劑在聚合反應(yīng)之后加入溶劑型PSA中，并在烘箱干燥涂布的 粘合劑期間熱活化該化學(xué)交聯(lián)劑。雙酰胺交聯(lián)劑可以是由下式表示的化合物
權(quán)利要求
1.一種包含共聚物的粘合劑組合物，所述共聚物為以下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物1)30重量％至小于90重量％的(甲基)丙烯酸2-辛酯；2)0.5重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸共聚單體；和3)其它單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述(甲基)丙烯酸2-辛酯為2-辛醇與丙烯 酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述2-辛醇具有1. OX 10_14或更高的14C/C比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述其它單體包括選自丙烯酸正辛酯的單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘合劑，其中所述其它單體包括選自丙烯酸正辛酯的單體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其還包含增粘劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其還包含增塑劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其還包含交聯(lián)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粘合劑，其中所述交聯(lián)劑選自過氧化物、多官能氮丙啶、異氰 酸酯、幡唑和環(huán)氧化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述(甲基)丙烯酸共聚單體選自丙烯酸、甲基 丙烯酸以及它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述共聚物含有60重量％至小于90重量％的 (甲基)丙烯酸2-辛酯、0.5重量％至10重量％的(甲基)丙烯酸和10重量％至39. 5重 量％的(甲基)丙烯酸丁酯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中所述共聚物基本上由60重量％至小于90重 量％的(甲基)丙烯酸2-辛酯、0.5重量％至10重量％的(甲基)丙烯酸和10重量％至 39.5重量％的(甲基)丙烯酸丁酯組成。
12.—種粘合劑制品，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑和背襯。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粘合劑制品，其中所述背襯選自聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯、 聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚(偏二氟乙烯)、纖維素和纖維素衍生物。
14.一種粘合劑組合物，其包含交聯(lián)的根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合劑。
15.一種共聚物，其包含下列物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物1)(甲基)丙烯酸2-辛酯；2)0.5重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸共聚單體；和3)至少10重量％的其它單體。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種壓敏粘合劑組合物，所述壓敏粘合劑組合物包含(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸共聚物和可選的交聯(lián)劑。所述粘合劑組合物可以衍生自可再生資源并且提供良好的剝離、剪切和高溫穩(wěn)定性。
文檔編號C09J133/10GK102007191SQ200980113243
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者曾啟明, 科德爾·M·哈迪, 約翰·W·弗蘭克 申請人:3M創(chuàng)新有限公司