[發(fā)明專利]丙烯酸系壓敏膠組合物、其制品及相關(guān)制備方法

有效

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• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN113528065B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 張鑫;周義博
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: C09J151/00
• 分類號: C09J151/00;C09J7/38;C08F289/00;C08F220/18;C08F220/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳勝周

本發(fā)明提供丙烯酸系壓敏膠組合物及其制品，基于100重量份的所述丙烯酸系壓敏膠組合物，包含：45～99.9重量份的聚合物A，其中，所述聚合物A為松香樹脂接枝的聚丙烯酸酯，具有0℃以下的Tg、100,000道爾頓(Dalton)以上的重均分子量及7以上的聚合物分散性指數(shù)；并且基于100重量份的所述聚合物A，所述松香樹脂為1?15重量份。本發(fā)明還涉及一種用于合成該丙烯酸系壓敏膠組合物的方法。通過利用本發(fā)明的丙烯酸系壓敏膠組合物及其制品，適用于低表面能基材，如聚丙烯板/膜、聚乙烯板/膜等聚烯烴及衍生物材料，以及自清潔涂層等功能性涂層表面的粘接，具有高粘接強度和高溫老化后的粘接穩(wěn)定性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及丙烯酸系壓敏膠組合物、包含丙烯酸系壓敏膠組合物的壓敏膠制品、包含丙烯酸系壓敏膠組合物的壓敏膠膠水及用于合成該丙烯酸系壓敏膠組合物的一種重均分子量為100,000道爾頓(Dalton)以上且聚合物分散性指數(shù)為7以上的松香樹脂接枝的聚丙烯酸酯的制備方法。

背景技術(shù)

在膠粘劑領域，針對低表面能基材的粘接方案包括：結(jié)構(gòu)膠水、泡棉膠帶和壓敏膠(PSA)。結(jié)構(gòu)膠水粘接力大，但會破壞表面(通常會造成表面溶脹或腐蝕)，不適合粘接對外觀要求高的、且厚度較薄的基材。泡棉膠帶較厚、有孔且價格貴。現(xiàn)有的壓敏膠(PSA)若要達到對低表面能基材表面的良好的潤濕能力，就需要犧牲自身模量和內(nèi)聚力，因而粘接強度，持粘力和/或粘接穩(wěn)定性較低，且不耐高溫。

針對以上缺陷，有一種技術(shù)方案是在高模量的壓敏膠中混合小分子松香樹脂，以增強壓敏膠和低表面能基材之間的粘接力；同時通過塑化聚合物的鏈纏結(jié)，增強聚合物的鏈運動，進而增加壓敏膠潤濕表面的能力。但是小分子松香樹脂會在隨時間和/或高溫作用向界面遷移，降低壓敏膠的粘接力和粘接穩(wěn)定性。這類壓敏膠的持粘力、粘結(jié)穩(wěn)定性和耐高溫性能較差。

為此，人們曾嘗試著將小分子松香樹脂固定在聚合物鏈上，以減少遷移。例如，在松香樹脂上接枝丙烯酸酯單體，再進一步和丙烯酸酯的膠水體系共聚。但是松香樹脂自身帶有大量活潑氫原子，加上掛著松香樹脂側(cè)鏈的丙烯酸酯單體具有很大的位阻，嚴重影響了聚合物的鏈增長。目前只能得到分子量很小的接枝松香的聚丙烯酸酯，不適合作為膠粘劑中的低聚物。例如，關(guān)于丙烯酸酯單體修飾松香樹脂的方法，中國發(fā)明專利申請CN106479367A(發(fā)明內(nèi)容[0004]和實施例[0007])和CN107254023A(發(fā)明內(nèi)容[0017]、實施例[0065])提及了利用丙烯酸酯單體修飾松香樹脂，其中將松香樹脂與丙烯酸酯單體混合后在高溫(例如120℃以上的溫度)下進行修飾，得到了松香樹脂接枝的丙烯酸酯單體。

雖然可以通過在乳液聚合中加入核-殼結(jié)構(gòu)物質(zhì)，來部分屏蔽松香樹脂的影響，但該屏蔽效果有限。通過乳液聚合得到的接枝松香的丙烯酸酯聚合物主要用做水膠體系的分散劑。例如，關(guān)于制備松香樹脂修飾的丙烯酸酯水膠，中國發(fā)明專利申請CN103059212A(發(fā)明內(nèi)容[0005])提及了用氫化松香樹脂修飾的丙烯酸酯乳液；CN107236496A(發(fā)明內(nèi)容[0004])提及了松香樹脂修飾聚氨酯-丙烯酸酯光學透明結(jié)構(gòu)膠，其中丙烯酸，丙烯酸酯單體和丙烯酰胺在乳液中聚合成核。然而，在目前完成產(chǎn)業(yè)化的工藝中，反應型松香樹脂會直接參與到丙烯酸酯的聚合中，其最大的困難在于松香樹脂的鏈轉(zhuǎn)移效果影響到了聚合物分子量，從而無法形成內(nèi)聚足夠強大的壓敏膠用膠水。在乳液聚合體系中，這種鏈轉(zhuǎn)移效果會一定程度上被核-殼結(jié)構(gòu)減輕(反應由內(nèi)向外)，但是得到的產(chǎn)物分子量(重均分子量小于100,000道爾頓)和持粘性(70℃、1x1 inch、1kg重物下持粘時間小于1000分鐘)不足以用作膠粘劑。

因此，本領域仍然需要解決提供一種用于粘接低表面能基材，具有較好粘接強度，持粘力和/或粘接穩(wěn)定性，耐高溫老化的壓敏膠膠水。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述低表面能基材和其它材料(包括低表面能材料)之間的粘接問題，本發(fā)明提供一種新型丙烯酸系壓敏膠組合物，利用該新型丙烯酸系壓敏膠組合物得到的壓敏膠制品，對低表面能基材，如聚丙烯板或膜，具有良好的粘接強度、粘接穩(wěn)定性和耐高溫老化性能。