使增塑劑遷移最小化的壓敏粘合劑、具有所述壓敏粘合劑的壓敏粘合制品、以及制備所述 ...的制作方法
【專利說明】使増塑劑遷移最小化的壓敏粘合劑、具有所述壓敏粘合劑 的壓敏粘合制品、以及制備所述壓敏粘合劑的方法 優(yōu)先權(quán)要求
[0001] 本申請要求2013年2月5日提交的美國臨時申請No. 61/760,675的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]
技術(shù)領(lǐng)域總體上涉及壓敏粘合劑、具有該壓敏粘合劑的壓敏粘合制品、及制備該 壓敏粘合劑的方法，且更特別地涉及抵抗或使增塑劑迀移最小化的壓敏粘合劑、具有該壓 敏粘合劑的聚氯乙烯基材、及制備該壓敏粘合劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 壓敏粘合劑（PSA)是一種在對其施加壓力時與被粘著物粘合的粘合劑。PSA，例如 與通過熱、輻射、或化學反應(yīng)來活化的粘合劑形成對比。PSA可以以乳液或分散體的形式施 加到基材上，然后將其干燥以去除載液?；蛘?，PSA可以以固體的形式施加，然后加熱以降 低其粘度。
[0004] PSA組合物通常施加在聚氯乙烯（PVC)基材上，例如，如PVC膠帶。PVC基材典型 地包含增塑劑例如鄰苯二甲酸二辛酯（D0P)或某些聚合物。這些增塑劑在高溫下儲存或老 化后，具有向施加在PVC基材上的粘合劑迀移的趨勢。增塑劑的這種迀移損害了PSA的粘 合性能。
[0005] 因此，期望提供一種PSA，其能抵抗和/或使來自PVC基材的增塑劑的迀移最小化。 此外，期望提供具有該壓敏粘合劑的PSA制品。還期望提供制備該PSA的方法。而且，從隨 后詳細說明和所附權(quán)利要求，結(jié)合附圖和該【背景技術(shù)】，各實施方案的其它期望的特性和特 征將變得顯而易見。 發(fā)明概述
[0006] 本發(fā)明提供了使增塑劑迀移最小化和/或抵抗增塑劑迀移的壓敏粘合劑、具有該 壓敏粘合劑的壓敏粘合制品、和制備該壓敏粘合劑的方法。根據(jù)一個示例性的實施方案，壓 敏粘合劑包含選自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、或其混合物的蠟。所述壓敏粘 合劑還包含天然橡膠、合成橡膠、增粘劑，和溶劑。
[0007] 根據(jù)另一個實施方案，壓敏粘合制品包含PVC基材和覆蓋在PVC基材上的壓敏粘 合劑。所述壓敏粘合劑包含選自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、或其混合物的蠟。 所述壓敏粘合劑還包含天然橡膠、合成橡膠、和增粘劑。
[0008] 根據(jù)又一個實施方案，提供了一種制備壓敏粘合劑的方法。所述方法包括將選自 乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、和其混合物的蠟與天然橡膠混合，直到蠟顆粒均 勻分布在整個天然橡膠中以形成蠟/橡膠組合物。將所述蠟/橡膠組合物、合成橡膠、和增 粘劑溶解在溶劑中。 附圖簡要說明
[0009] 下文中將結(jié)合以下附圖描述各種實施方案，其中相同的標號表示相同的組件，和 其中：
[0010] 圖1是根據(jù)一個示例性實施方案的壓敏粘合制品的橫截面圖；
[0011] 圖2是根據(jù)一個示例性實施方案的壓敏粘合劑的制備方法的流程圖；
[0012] 圖3和4是說明剝離試驗結(jié)果的條形圖，該試驗比較了當從包含D0P增塑劑和聚 合物增塑劑的PVC片材上剝離時，根據(jù)各示例性實施方案的包含四種不同的蠟的壓敏粘合 劑各自的剝離力；和
[0013] 圖5是說明剝離試驗結(jié)果的條形圖，該試驗比較了根據(jù)示例性實施方案的包含兩 種不同量的相同的蠟和不含蠟的壓敏粘合劑的剝離力。 詳細說明
[0014] 以下詳細說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，且不旨在限制各實施方案或應(yīng)用和其用 途。而且，也無意受到前述【背景技術(shù)】或以下詳細說明中存在的任何理論的束縛。
[0015] 本文中所預(yù)期的各實施方案是針對抵抗和/或使來自PVC基材的增塑劑的迀移最 小化的壓敏粘合劑。所述壓敏粘合劑是基于溶劑的且包含蠟，所述蠟抑制增塑劑，例如鄰苯 二甲酸二辛酯（D0P)或其它聚合物增塑劑的迀移，其從PVC基材中迀移且損害壓敏粘合劑 的粘合性能。所述蠟選自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、和其混合物。
[0016]圖1是根據(jù)一個示例性實施方案的壓敏粘合制品10,例如壓敏粘合帶的橫截面 圖。所述壓敏粘合制品10具有覆蓋在PVC基材12上的壓敏粘合劑14。如本文中所使用 的，術(shù)語"覆蓋"包含術(shù)語"在之上"和"遍及"。因此，壓敏粘合劑可直接施加到PVC基材 上或可沉積在整個基材上，由此使得一種或更多其它材料插入到粘合劑和基材之間，盡管 增塑劑迀移至粘合劑可能仍然是一個問題。除了氯乙烯的均聚物外，所述PVC基材可由氯 乙烯與各種共聚單體的共聚物形成，只要氯乙烯單體的量達到50質(zhì)量％或更多。所述PVC 基材還可包含增塑劑例如聚合物增塑劑、D0P等。所述PVC基材可具有適于其應(yīng)用的厚度。 盡管圖1中顯示壓敏粘合劑14在PVC基材12的一個表面上，應(yīng)當理解的是壓敏粘合劑可 沉積在PVC基材的一個以上的表面上。將壓敏粘合劑14施加到其上的所述PVC基材12的 (一個或多個）面可經(jīng)過表面處理例如，如底漆涂覆或電暈放電，隨后通過底漆涂覆處理以 促進壓敏粘合劑14粘合到PVC基材上。
[0017] 如上所述，壓敏粘合劑14包含蠟，所述蠟為乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯 酯共聚物和/或其混合物。本文中所預(yù)期的壓敏粘合劑中使用的乙烯-丙烯酸共聚物一般 使用自由基引發(fā)劑，通過乙烯和丙烯酸單體的聚合來制備。共聚物的丙烯酸含量有助于共 聚物的極性和粘結(jié)性，且降低其結(jié)晶度。隨著聚合物中丙烯酸單體的含量增加，乙烯-丙烯 酸共聚物的結(jié)晶度下降。共聚物中丙烯酸單體的量，或共聚物的酸值通過ASTMD-1386方法 來測定。具有高酸值的聚合物包含高含量的丙烯酸單體。適用于本文的商品級乙烯-丙烯 酸共聚物的酸值可以以約10至約200mgKOH/g得到。乙烯-丙烯酸共聚物的數(shù)均分子量 (Mn)為約1，000至約6, 000,且其重均分子量（Mw)為約2, 000至約10, 000。乙烯-丙烯酸 共聚物的分子量通過凝膠滲透色譜（GPC)測定。所述聚合物的密度為約0. 90至約1. 00g/ cc，由ASTMD-1505方法測定。聚合物的Mettler滴落點為約70至約110°C，由ASTMD-3954 方法測定。乙稀-丙稀酸共聚物在140°C下的粘度為約200至約1，OOOcps，由Brookfield 旋轉(zhuǎn)粘度計測定。乙烯-丙烯酸共聚物在25°C下的硬度為約1至約50dmm，由ASTMD-5方 法測定。適合用于本文中所預(yù)期的壓敏粘合劑中的市售可得的乙烯-丙烯酸共聚物的實例 是來自Morristown，NewJersey的HoneywellInternationalInc?的A-C? 540和A-C? 5120。A-C? 540具有約37-44mgKOH/g的酸值、在25°C下小于2. 5dmm的硬度、在140°C 下 575cps的粘度（Brookfield)、105°C的滴落點（Mettler)、和 0? 93g/cc的密度。A-C? 5120具有112至130mgKOH/g的酸值、在25°C下小于15dmm的硬度、在140°C下600cps的 粘度（Brookfield)、92°C的滴落點（Mettler)、和0.93g/cc的密度。適合用在本文中所預(yù) 期的壓敏粘合劑中的其它市售可得的乙烯-丙烯酸共聚物包括A-C? 580和A-C? 5180， 兩者均購自HoneywellInternationalInc。A-C? 580 具有 75mgKOH/g的酸值、在 25°C 下小于4.Odmm的硬度、在140°C下650cps的粘度（Brookfield)、95°C的滴落點（Mettler)、 和0. 93-0. 94g/cc的密度。A-C? 5180具有200mgKOH/g的酸值、在25°C下小于50dmm的 硬度、在 140°C下 625cps的粘度（Brookfield)、76°C的滴落點（Mettler)、和 0? 93-0. 94g/ cc的密度。
[0018] 本文中所預(yù)期的壓敏粘合劑中使用的乙烯_醋酸乙烯酯共聚物一般使用自由基 引發(fā)劑，通過乙烯和醋酸乙烯酯單體的聚合來制備。具有高酸值的聚合物包含高含量的醋 酸乙烯酯單體。適用于本文的商品級乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可以以約5至約30%的醋酸 乙烯酯％(VA% )得到。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的Mn為約2, 000至約8, 000,且其Mw為 3, 000至15, 000。聚合物的密度為約0. 90至約1. 00g/cc，由ASTMD-1505方法測定。聚合 物的Mettler滴落點為約70至約110°C，由ASTMD-3954方法測定。乙烯-醋酸乙烯酯共 聚物在140°C下的粘度為約200至約1，OOOcps，由Brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計測定。乙稀-醋 酸乙稀酯共聚物在25 °C下的硬度為約1至約50dmm，由ASTMD-5方法測定。適合用于本文 中所預(yù)期的壓敏粘合劑中的市售可得的乙稀-醋酸乙稀酯共聚物的實例是來自Honeywell International的A-C? 405。A-C? 405 具有約 6 至約 10. 5% 的VA%、在 25°C下小于 7dmm 的硬度、在140°C下600cps的粘度（Brookfield)、約94至約102的滴落點（Mettler)、和 0.92g/cc的密度。在一個示例性實施方案中，壓敏粘合劑中的蠟以占壓敏粘合劑總重量的 約1重量％ (wt. % )至約20wt. %的量，例如，約4wt. %至約12wt. %的量，例如約4. 5wt. % 至約10wt. %的量存在。
[0019] 在一個實施方案中，所述壓敏粘合劑包含天然橡膠。所述天然橡膠不作特別限制， 且可以是未改性的、改性的或其組合。所述天然橡膠可以用例如丙烯酸酯等來改性。在一 個實施方案中，所述天然橡膠以壓敏粘合劑總重量的約15wt. %至約45wt. %的量存在。
[0020] 在一個示例性實施方案中所述壓敏粘合劑還包含合成橡膠。與天然橡膠一樣，合 成橡膠也不作特別限制，且可以是未改性的、改性的（例如通過羧酸酯）或其組合。在一個 實施方案中，所述合成橡膠以壓敏粘合劑總重量的約l〇wt. %至約40wt. %的量存在。
[0021] 在另一個實施方案中，所述壓敏粘合劑還具有增粘劑。適合用于本文中所預(yù)期的 壓敏粘合劑中的增粘劑是具有約500至約1500的分子量（Mn)的低分子量樹脂。在一個示 例性實施方案中，所述增粘劑以壓敏粘合劑總重量的約40wt. %至約70wt. %的量存在。
[0022] 合適的增粘劑包括基于帖稀的增粘樹脂，基于石油的樹脂等。各種增粘樹脂可以 單獨使用或相互組合使用。適合在本文中使用的基于萜烯的樹脂的實例包括a-蒎烯樹 月旨、蒎烯樹脂、芳族萜烯樹脂、萜烯酚樹脂等。適合在本文中使用的基于石油的樹脂的 實例包括脂族、芳族、共聚合和脂環(huán)族的基于石油的樹脂，及其氫化產(chǎn)物等。芳族石油樹脂 包括使用僅一種或兩種或更多種具有8至10個碳原子的含乙烯基的芳族烴，例如，苯乙烯、 茚