壓敏膠組合物及其制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種壓敏膠組合物及由其制得的壓敏粘合片制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓敏膠帶在家庭和工作場(chǎng)所中事實(shí)上隨處可見(jiàn)。在壓敏膠帶的最簡(jiǎn)單的構(gòu)造中， 其包括粘合劑和背襯，且整體構(gòu)造在使用溫度下是粘性的，并且僅使用適度的壓力便可以 粘附至多種基材以形成結(jié)合。以此方式，壓敏膠帶構(gòu)成了完整自持的粘合系統(tǒng)。
[0003] 根據(jù)壓敏膠帶協(xié)會(huì)，已知壓敏粘合劑(PSA)具有包括以下的性質(zhì)：（1)有力而持久 的粘著力；（2)用不超過(guò)指壓的壓力即可粘附；（3)具有足夠固定在基材上的能力；以及(4) 足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度以便使其從基材干凈地移除。已發(fā)現(xiàn)作為PSA充分發(fā)揮作用的材料包括經(jīng) 設(shè)計(jì)和配制以表現(xiàn)出所需粘彈特性的聚合物，所述粘彈特性實(shí)現(xiàn)所期望的粘著力和內(nèi)聚強(qiáng) 度的平衡。PSA的特征在于通常在室溫(例如20°C)下是發(fā)粘的。PSA不包括僅具有粘著力或 僅能夠黏附于某表面的組合物。
[0004] 在便攜式電子設(shè)備中，許多部件是由PSA膠帶或者PSA片裝配的，要求PSA膠帶或者 PSA片盡可能薄以滿(mǎn)足電子市場(chǎng)的"更薄、更輕、更智能"的發(fā)展趨勢(shì)。但是，當(dāng)膠層的厚度減 小后，高溫保持強(qiáng)度和高粘接強(qiáng)度等常規(guī)要求會(huì)變得越來(lái)越難滿(mǎn)足。此外，當(dāng)薄膠層粘合到 曲面基材或柔性印刷電路(FPC)板時(shí)，由于彎曲部件或柔性部件的斥力采用附加應(yīng)力;分層 問(wèn)題(翹曲）通常會(huì)不幸地發(fā)生，尤其在高溫下。此外，當(dāng)曲面基材為透明塑料基材（即聚碳 酸酯板)時(shí)，由于此塑料基材在高溫下通常形成出氣泡，所以在接口處更易于發(fā)生粘合失 敗，不但通過(guò)透明落下而且通過(guò)粘合性戲劇化地惡化。業(yè)內(nèi)對(duì)于壓敏粘合劑以及壓敏膠帶 在粘接塑料聚酯基材時(shí)的抗翹曲性能的提高做了很多努力，但是效果并不令人滿(mǎn)意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，需要一種新的壓敏膠組合物同時(shí)具有室溫下的高剝離力和高溫下的高內(nèi)聚 強(qiáng)度，以及優(yōu)異的抗翹曲和抗鼓泡性能。
[0006] 本發(fā)明提供了一種壓敏膠組合物，其包括具有側(cè)羧基的高分子量、低玻璃轉(zhuǎn)化溫 度(Tg)的丙烯酸酯共聚物，低分子量、高Tg的丙烯酸酯寡聚物，以及一種萜烯族的增粘樹(shù) 脂。
[0007] 本發(fā)明的第一個(gè)方面與壓敏膠相關(guān)的組合物包括由含有含羧基單體的第一單體 混合物形成的具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物，其中，所述含羧基單體的含量為0.1-10wt. %，以用于形成具有側(cè)羧基的所述丙烯酸酯共聚物的所述第一單體混合物的總重按 lOOwt.%計(jì)，具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于或等于_55°C，且小于 或等于-30°C。所述壓敏膠組合物還包括l_25wt. %的丙烯酸酯寡聚物，以含羧基單體的丙 烯酸酯共聚物和丙烯酸酯寡聚物的總重按l〇〇wt. %計(jì)，所述丙烯酸酯寡聚物的重均分子量 大于或等于20，000Da，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于或等于25°C，和l_20wt. %的萜烯族的增粘 樹(shù)脂，以具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯寡聚物的總重按l〇〇wt. %計(jì)。
[0008] 本發(fā)明的第二方面與壓敏膠相關(guān)的制品（即，壓敏膠層制品)包括基材和應(yīng)用在基 材至少一個(gè)表面上的上述本發(fā)明第一個(gè)方面提及的壓敏膠層。
[0009] 本發(fā)明的第三個(gè)方面與壓敏膠相關(guān)的制品（即，壓敏膠層制品）包括基材和應(yīng)用在 基材兩個(gè)表面上的上述本發(fā)明第一個(gè)方面提及的壓敏膠層。
[0010]本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)通過(guò)將具有側(cè)羧基的高分子量、低玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)的丙烯酸酯共 聚物，結(jié)合到具有側(cè)羧基的低分子量、高Tg的丙烯酸酯寡聚物，特別是在高溫下實(shí)現(xiàn)令人驚 奇的抗翹曲和抗鼓泡性能。根據(jù)發(fā)明人的理解，本發(fā)明的機(jī)理大致如下:其中的丙烯酸酯寡 聚物與具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物部分相容，并可在其中形成納米級(jí)疇區(qū)。這些微相分 離的疇區(qū)可以在高溫時(shí)緊黏基材。這些高Tg的疇區(qū)可以將高Tg部分從低Tg部分中分離出 來(lái)，使得低Tg的部分更軟，避免由其制成的壓敏膠膠帶快速被剝離時(shí)發(fā)生打滑。此外，所述 具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物與具有側(cè)羧基的丙烯酸酯寡聚物可經(jīng)由交聯(lián)劑交聯(lián)，提高了 高分子鏈的排列緊密度，從而增強(qiáng)其抗翹曲和抗鼓泡性能。因此，該壓敏膠組合在粘接易形 變聚酯塑料基材時(shí)，具有高室溫剝離力，以及優(yōu)異的高溫(如70°C)內(nèi)聚強(qiáng)度、抗翹曲及抗鼓 泡性能。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本 說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)設(shè)想其它各種實(shí)施方案并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改。因此，以下的【具體實(shí)施方式】不 具有限制性意義。
[0012] 除非另外指明，否則本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特 性的所有數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下均是由術(shù)語(yǔ)"約"來(lái)修飾的。因此，除非有相反的 說(shuō)明，否則上述說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中列出的數(shù)值參數(shù)均是近似值，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員能夠利用本文所公開(kāi)的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性，適當(dāng)改變這些近似值。用端點(diǎn)表 示的數(shù)值范圍的使用包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)字以及該范圍內(nèi)的任何范圍，例如，1、2、3、4和 5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0013] 定義
[0014] 除非特別指明，本文所使用的術(shù)語(yǔ)具有如下含義：
[0015] 術(shù)語(yǔ)"烷基"是指含有指定碳原子數(shù)的直鏈或支鏈的烷基。所述烷基可以包含1-20 個(gè)、優(yōu)選1-12個(gè)、更優(yōu)選1-8個(gè)、甚至優(yōu)選1-6或1-3個(gè)碳原子。烷基的例子包括但不限于甲 基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、乙基己基、正辛 基、正庚基、環(huán)庚基、金剛烷基和降冰片基等。除非另外指明，否則烷基基團(tuán)可為一價(jià)或多價(jià) 的。
[0016] 術(shù)語(yǔ)"（甲基）丙烯酸酯"是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或兩者。同樣，術(shù)語(yǔ)"（甲基） 丙烯酸"是指丙烯酸、甲基丙烯酸或兩者。
[0017] 壓敏膠組合物
[0018] 本發(fā)明提供的壓敏膠組合物可以做成超薄的壓敏膠帶或者壓敏膠片，其具有室溫 下的高剝離力和高溫下的高內(nèi)聚強(qiáng)度，具有較為理想的抗翹曲、抗鼓泡性能。尤其是當(dāng)粘附 在由塑料聚酯材質(zhì)制成的基體上時(shí)，本發(fā)明提供的壓敏膠仍然具有在室溫下的高剝離力和 在高溫下的高內(nèi)聚強(qiáng)度。所述壓敏膠組合物，包括以下反應(yīng)成分的反應(yīng)產(chǎn)物:具有側(cè)羧基的 丙烯酸酯共聚物，其中，所述丙烯酸酯共聚物由含有〇.l-l〇wt. %的含羧基單體的第一單體 混合物形成，以用于形成具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的第一單體混合物的總重按 lOOwt.%計(jì)，所述含側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于或等于-55°c，且小 于或等于-30°C;l-25wt.%的丙烯酸酯寡聚物，以具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物和丙烯酸 酯寡聚物的總重按l〇〇wt.%計(jì)，所述丙烯酸酯寡聚物的重均分子量大于或等于20,000Da， 其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于或等于25°C;以及l(fā)_20wt. %的萜烯族的增粘樹(shù)脂，以具有側(cè)羧基 的丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯寡聚物的總重按l〇〇wt. %計(jì)。
[0019] 所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于或等于_55°C，且小 于或等于_30°C。在某些實(shí)施例中，所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg 至少為-50°C，至少為_(kāi)48°C，至少為_(kāi)45°C，至少為_(kāi)40°C，至少為_(kāi)35°C。在某些實(shí)施例中，所 述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg最多為-32°C，最多為_(kāi)35°C。
[0020] 所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物，其重均分子量?jī)?yōu)選為400，000-3，000，000，更 優(yōu)選為500,000-1，500,000。在某些實(shí)施例中，所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物重均分子 量至少為400，000Da，至少為500，000Da，至少為600，000Da，至少為700，000Da，至少為800， 000Da，至少為900，000Da，至少為1，000，000Da。在某些實(shí)施例中，所述具有側(cè)羧基的丙烯酸 酯共聚物重均分子量至多為3,000,00003，至多為2,500,0000&，至多為1，500,00003，至多 為1，000，000Da。當(dāng)所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物重均分子量小于400，000Da時(shí)，所得 壓敏膠組合的內(nèi)聚強(qiáng)度不夠，無(wú)法獲得高抗翹曲性能。當(dāng)所述具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚 物重均分子量超過(guò)3，000，000Da時(shí)，壓敏膠組合物不容易獲得良好的潤(rùn)濕性及剝離力。
[0021] 在有些實(shí)施例中，以用于形成具有側(cè)羧基的所述丙烯酸酯共聚物的第一單體混合 物的總重按l〇〇wt. %計(jì)，所述含羧基單體的含量為0. l-10wt. %。在某些實(shí)施例中，以所述 第一單體混合物的總重按l〇〇wt. %計(jì)，所述含羧基單體的含量至少為0. lwt. %，0.5wt. %， 至少為lwt. %，至少為2wt. %，至少為4wt. %，至少為6wt. %，至少為8wt. %。在某些實(shí)施例 中，以所述第一單體混合物的總重按l〇〇wt. %計(jì)，所述含羧基單體的含量至多為10wt. %， 至多為9wt. %，至多為8wt. %，至多為6wt. %，至多為5wt. %。
[0022]作為另外一種實(shí)施例，以第一單體混合物的總重按100wt. %計(jì)，用于形成具有側(cè) 羧基的丙烯酸酯共聚物的第一單體混合物還可以包括〇_5wt. %的含氮單體。在某些實(shí)施例 中，以用于形成具有側(cè)羧基的丙烯酸酯共聚物的第一單體