[发明专利]包含与丙烯酸类聚合物氢键结合的官能化聚异丁烯的压敏粘合剂

说明书

背景技术

压敏粘合剂(PSA)是一类重要的材料。

近年来，汽车、器具和电子器件市场中对塑料、硫化橡胶和热塑性硫化橡胶(“TPV”)的使用显著增加。一般来讲，这些材料将硫化橡胶的有利特性与热塑性材料的易加工性结合在一起。然而，粘合到这些和其他低表面能基底上通常需要在与压敏粘合剂（“PSA”）粘合之前对基底表面涂底漆。涂底漆工艺昂贵而又费力，还可能存在环境污染问题。

因此，行业内要找到其可表现出对多种基底（如低表面能基底）具有良好粘附力的优点的新型压敏粘合剂。

发明内容

在一个实施例中，描述了一种压敏粘合剂组合物，该组合物包含具有第一官能团的聚异丁烯聚合物和具有第二官能团的丙烯酸类聚合物，所述第二官能团存在于丙烯酸类聚合物主链中。该第一官能团和第二官能团形成氢键。在一些实施例中，粘合剂组合物还包含共价地交联存在于丙烯酸类聚合物的聚合物主链中的一个或多个第二官能团的交联剂。

在另一个实施例中，描述了压敏粘合剂涂覆制品，例如胶带。该制品包括基底和本文所述的施加在基底的至少一个表面上的压敏粘合剂。

在另一个实施例中，描述了一种粘合方法，其包括：提供基底；将粘合剂施加在基底表面上；以及使压敏粘合剂与另一基底接触。

在另一个实施例中，描述了一种制备压敏粘合剂的方法。该方法包括：混合具有第一官能团的聚异丁烯聚合物；和具有存在于聚合物主链中的第二官能团的丙烯酸类聚合物；其中该第一官能团和第二官能团形成氢键。

具体实施方式

如本领域中所用，术语“压敏粘合剂”是指具有如下性质的粘合剂组合物：(1)有力且持久的粘着性，(2)不超过指压进行粘合，(3)足够的固定在粘附体上的能力，和(4)足够的内聚强度以从粘附体干净地移除。

本文所述的压敏粘合剂组合物包含至少一种具有第一官能团的聚异丁烯(PIB)聚合物，其在本文中也称为“官能化聚异丁烯”。第一官能团通常为端基。第一官能团可形成与丙烯酸类聚合物的主链（如主链的侧羧酸基团）或附接至丙烯酸类聚合物（如其主链）的官能团连接的氢键。

在一些实施例中，官能化聚异丁烯聚合物为异丁烯的官能化均聚物。在其他实施例中，官能化聚异丁烯聚合物可为共聚物，该共聚物包含异丁烯重复单元和少量的衍生自另一单体（例如苯乙烯、异戊二烯、丁烯或丁二烯）的单元。这些共聚物通常由单体混合物制备，所述单体混合物包含基于单体混合物中的单体重量计至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、或至少95重量%的异丁烯。通常，至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%或至少90重量%的聚异丁烯共聚物由异丁烯重复单元形成。示例性的共聚物包括与异戊二烯共聚的异丁烯。

官能化聚异丁烯通常为具有较低至中等数均(M_n)分子量的液态聚合物。M_n通常为至少500克/摩尔、750克/摩尔或约1,000克/摩尔。在一些实施例中，官能化聚异丁烯的M_n不大于25,000克/摩尔，或10,000克/摩尔，或5,000克/摩尔。

根据差示扫描量热法(DSC)测定，官能化聚异丁烯的玻璃化转变温度通常不大于约-30℃或更低，不大于约-50℃，或不大于约-70℃。

官能化聚异丁烯的官能团可为与丙烯酸类聚合物的主链（如主链的侧羧酸基团）或附接至丙烯酸类聚合物（如其主链）的官能团形成氢键的任何官能团。聚异丁烯的官能团与丙烯酸类聚合物之间的主键为氢键。因此，此类官能团不形成共价键。氢键为存在于极性化合物的吸引力或桥键，在该极性化合物中，一个分子或官能团的氢原子被吸引至另一分子或官能团的未共享电子。氢原子为一个极性分子或官能团的正电端（又称为氢键供体）并与另一分子或官能团（又称为氢键受体）的负电端形成键。具有非极性共价键的官能团不形成氢键。

常见的氢键供体包括羧酸、膦酸、磷酸酯、磺酸、亚磺酸、醇和酚。

常见的氢键受体包括含氮基团（例如胺、酰胺、亚胺、酰亚胺、腈和脲）以及芳族氮基官能团（例如吡啶、咪唑等）。其他氢键受体包括羧化物基团（羧酸、羧酸酯）、膦酸酯、亚砜、砜和氨基甲酸酯。

在一个实施例中，丙烯酸类聚合物具有羧酸官能团，并且官能化PIB具有与丙烯酸类聚合物的羧酸基团或附接至丙烯酸类聚合物（如其主链）的官能团氢键结合的官能（如末端）基团。