[发明专利]制备热熔性压敏粘合剂的方法

说明书

技术领域

本发明广义地涉及压敏热熔粘合剂。

背景技术

压敏粘合剂(PSA)具有的性质包括至少以下：(1)强大而持久粘性，(2)用手指轻轻一压就能粘附于粘附体，(3)足够的保持到粘附体上的能力，以及任选地(4)足以使其从粘附体上干净地除去的内聚强度。

热熔性压敏粘合剂(在下文HMPSA)广泛地用于工业。特别是，丙烯酸HMPSA常用于颜色和/或老化特性至关重要的应用中。通常，使丙烯酸HMPSA发生交联以提供理想的剪切性质，并且已使用了各种技术。

一种交联丙烯酸HMPSA的方法涉及使用辐照(UV或电子束)；然而，这类方法通常需要大量的处理时间和专门的设备。此外，在粘合剂配方中存在增粘剂和/或增塑剂会极大地降低辐射诱导的交联的效率。

另一种交联丙烯酸HMPSA的方法是使用金属离子来与聚合物链中的羧酸基团形成离子交联。离子交联的机制被认为是离子键效应的结果。离聚物是由非极性单体以及含离子的单体组成的聚合物。由于聚合物的非极性区段和极性离子基团在能量上不相容，会发生微相分离而产生富离子域(例如，参见B.P.Grady，Polymer Engineering and Science，2008年6月，第48卷，第6期，第1029-1051页)。分散在较软的非极性体相中的富离子域的形态可导致物理交联，类似于嵌段共聚物的交联。理想的是，压敏粘合剂离聚物在高温下会有足够低的粘度以利于涂覆，并在较低的温度下有高粘度以提供良好的剪切性质。

为了制备离子交联的HMPSA，通常将金属交联剂与具有阴离子官能团的聚合物混合。为了实现该目的，通常采用溶液途径，其中将金属盐溶于溶液，然后添加到聚合物溶液，接着移除溶剂。该溶液方法需要使用有机溶剂，有机溶剂会是昂贵的并会引起处理和/或处置问题。

发明内容

在一方面，本发明提供一种制备热熔性压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括在最高加工温度或在低于最高加工温度下将组分进行熔融混合，所述组分包含：

酸性聚合物；和

金属盐水合物，其中金属盐水合物具有低于最高加工温度的熔点。

在一些实施例中，所述组分还包括增粘剂。在一些实施例中，所述组分还包括共混物相容的稀释聚合物。在一些实施例中，所述聚合物包括丙烯酸类聚合物。在一些实施例中，酸性基团包括羧基基团、膦酰基基团、磺基基团以及它们的组合中的至少一种。在一些实施例中，金属盐水合物包括碱土金属。在一些实施例中，金属盐水合物包括过渡金属。在一些实施例中，金属盐水合物包括第13族金属。在一些实施例中，金属盐水合物具有从30摄氏度(℃)至170摄氏度(℃)范围内的熔点。在一些实施例中，组分基本上不含挥发性有机溶剂。在一些实施例中，熔融混合在挤出机中进行。

有利地，在一些实施例中，本发明提供一种制备HMPSA的容易的不含溶剂的方法，如果与使用非水合物的金属盐(基于金属含量以等摩尔浓度使用)制备的HMPSA相比，该HMPSA通常呈现出优良的剪切和/或光学性质。

另外，与某些用于HMPSA制备的替代方法(如举例来说，UV辐射和电子束辐射处理)相比，HMPSA可根据本发明以任何厚度制备并且在其他添加剂(例如，增粘剂、增塑剂、纤维、阻燃剂、填料和/或染料)存在下来制备，有用的交联密度遍布其中。

本文所用的：

术语“酸性基团”是指在水中基本上发生离解生成H⁺离子(例如，-C(＝O)OH、-P(＝O)₂(OH)和-S(＝O)₂OH)的基团；

术语“酸性聚合物”是指具有共价连接至其上的酸性基团的聚合物；

术语“1族”至“第13族”是指元素周期表的对应列；

术语“水合物”是指含有以一定比例结合的水分子的固体化合物；例如，作为结晶金属络合物的组成部分；

术语“烃基”是指衍生自烃的一价基；

术语“熔融混合”是指其中至少一种熔化聚合物组分与至少一种其他组分密切混合的过程；

应用到金属盐水合物的术语“熔点”(m.p.)是指其中金属盐水合物形成流体(例如，通过该盐部分或完全溶于其自身的结晶水中)的热转化；

术语“最高加工温度”是指进行熔融混合的最高温度；

术语“聚合物”是指高相对分子质量的分子(或由这类分子组成的材料)，其结构基本上包含实际上或概念上由低相对分子质量的分子衍生的单元的多个重复；并且