用于壓敏粘合劑的陽離子的可uv交聯的丙烯酸聚合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2011年03月09日提交的名稱為"用于壓敏粘合劑的陽離子的可UV交 聯的丙烯酸聚合物"的201180012600. 4號申請的分案申請。
[0002] 相關申請的奪叉引用
[0003] 本申請要求享有2010年3月9日提交的美國臨時專利申請61/311，970的權益， 其內容通過援引并入本文。
技術領域
[0004] 本發明涉及一種可紫外固化的壓敏粘合劑，其包含具有側掛的反應性官能團的丙 烯酸聚合物。
【背景技術】
[0005] 壓敏粘合劑（PSA)是在室溫下活躍且持久粘性的，并可通過施加較輕的手指壓力 即與表面粘著。PSA組合物通常應用于各種基材，例如紙張、織物、金屬和塑料膜，它們隨后 轉化成大量不同的產品，特別是壓敏粘合膠帶和標簽。這些壓敏粘合產品有著寬泛的應用 領域，在汽車工業中例如可用于緊固或密封，在藥學工業中例如可用于綁帶或透皮藥物輸 送系統，或在包裝工業中例如可用于密封、粘結或貼標簽。
[0006] PSA可根據應用配制成溶劑型或熔融粘合劑。熱熔壓敏粘合劑（HMPSA)是組合熱 熔粘合劑的性質與壓敏粘合劑的性質的組合物。熱熔粘合劑在室溫下是固體，在升溫下熔 融以涂布在基材上，并在冷卻時恢復它們的固體形式。這些性質的組合提供了在升溫下熔 化，并冷卻以形成在接觸時粘著的持久粘性的固體涂層的組合物。可良好工作的HMPSA必 須在室溫下顯示出高內聚（cohesive)強度、在基材上的低收縮性、在儲存和使用過程中壓 敏性質的保留和在常規涂布溫度下（即在80°C _180°C之間）相對流體的粘度。盡管非常低 分子量的聚合物會得到具有充足流動性的熱熔粘合劑，但是所得粘合劑缺乏內聚強度。非 常高分子量的聚合物提供較好的內聚強度，但在常規涂敷溫度下過于粘稠而在基材上不易 于涂布。它們必須與高比例的低分子量油或樹脂共混以降低粘度。但是低分子量油或樹脂 的添加進而會降低內聚強度和耐熱性。為了避免這些問題，已制得具有各種官能團的中等 分子量的聚合物，該聚合物可通過加熱或光化照射進行交聯。在該方式下，丙烯酸PSA的內 聚性可通過充分交聯而提高。
[0007] 具有環氧官能團的丙烯酸聚合物是現有技術中已知的。在JP1186876中描述了該 類聚合物的實例，但是，這些聚合物不能在UV照射和/或施熱下交聯。
[0008] JP2008-208149涉及丙烯酸共聚物，其具有不可自由基聚合的氧雜環丁烷化合物 作為聚合介質和反應性稀釋劑。聚合反應在加熱和/或X-射線照射下完成，以形成用于平 板顯示器的粘合劑。
[0009] JP19940816和1996060127描述了可UV固化的丙烯酸聚合物，但需要添加多官能 的多元醇和其它羥基官能團，以用于交聯該聚合物。
[0010] JP2003147311涉及可光聚合的二丙烯酸酯的應用。由于在自由基聚合時交聯的二 官能丙烯酸酯，它對于在粘合劑中的用途是較不理想的，并且特別不適于溶劑型或熱熔粘 合劑。這是因為在最終的涂布基材上涂敷之后，必須聚合該丙烯酸酯單體。
[0011] 對于可配制成溶劑型粘合劑和/或可熱熔加工的可UV交聯的丙烯酸聚合物，在本 領域中存在不斷的要求和持續的需求。本發明通過以下步驟致力于解決該需求：提供由側 掛反應性官能團官能化的丙烯酸聚合物和陽離子光引發劑，在涂布操作后，所述丙烯酸聚 合物和陽離子光引發劑在UV照射下在基材上交聯。本發明為本領域提供溶劑型丙烯酸PSA 和熱熔型丙烯酸PSA。
【發明內容】
[0012] 本發明提供陽離子的可紫外固化的壓敏粘合劑，其包含（a)可交聯的丙烯酸聚合 物，其包含側掛的反應性官能團；和（b)陽離子光引發劑。
[0013] 在一個實施方案中，所述粘合劑的可交聯丙烯酸聚合物（a)包含（i):下式CH2 = CH(R1) (COOR2)的丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物的丙烯酸單體，其中凡是H或CH 3,馬是C ^ 烷基鏈；和（ii):具有側掛的反應性官能團的單體，所述單體選自脂環族環氧化物、氧雜環 丁烷或它們的混合物，并且單體（ii)的量為每100g約0. 001-約0. 015當量的該丙烯酸聚 合物。所述丙烯酸聚合物基本上不含多（甲基）丙烯酸酯、多元醇或OH官能團，并且所述 聚合物在聚合后基本保持為線性。
[0014] 在另一個實施方案中，所述粘合劑的可交聯丙烯酸聚合物（a)包含（i):下式CH2 = CH(R1) (COOR2)的丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物的丙烯酸單體，其中札是!1或 烷基鏈；和（ii):具有側掛的反應性官能團的組合的單體，所述側掛的反應性官能團選自 ⑴脂環族環氧化物、氧雜環丁烷、二苯甲酮或它們的混合物，和⑵單取代的環氧乙烷；并 且單體（ii)的含量為每100g所述丙烯酸包含約〇. 001-約〇. 015當量的量的所述丙烯酸 聚合物。丙烯酸聚合物基本上不含多_(甲基）丙烯酸酯、多元醇或OH-官能團，并且所述 丙烯酸酯聚合物在聚合后基本保持為線性。
[0015] 在另一個實施方案中，所述粘合劑的陽離子光引發劑（b)具有以下結構：
[0016]
[0017] 其中，R 是 C3H7、C12H25, W 是 S、S0、502或 C0。
[0018] 在另一個實施方案中，所述陽離子的可紫外固化的壓敏粘合劑還包含聚乙烯共聚 物添加劑、增塑劑、填料、抑制劑、抗氧化劑、促進劑、增粘劑和/或溶劑。
[0019] 又一個實施方案涉及制備可交聯的丙烯酸聚合物的方法，所述丙烯酸聚合物包含 側掛的反應性官能團。
[0020] 又一個實施方案涉及使用本發明的粘合劑制備的制品。所述粘合劑是溶劑型丙烯 酸壓敏粘合劑或丙烯酸熱熔壓敏粘合劑的形式。所述粘合制品還包括聚酯、聚丙烯、金屬或 玻璃的背襯。所述粘合劑特別有利地作為膠帶、粘合劑轉移膜、裝飾性或保護性膜、貼花或 標簽。
【附圖說明】
[0021] 圖1是在130°c下經過一段時間的粘度的圖，所述粘度通過布氏粘度計測試。
【具體實施方式】
[0022] 本發明為本領域提供了丙烯酸聚合物，其包含連接在聚合物鏈上的UV-反應性的 側掛官能團。取決于連接的官能團，所述丙烯酸聚合物進行快速的UV交聯反應，并在陽離 子光引發劑的存在下提供初始（green)強度和/或進行后-UV交聯，以產生具有高內聚強 度和高溫保持強度的粘合劑。
[0023] 用于構成制備本發明粘合劑中所用的丙烯酸聚合物的具體丙烯酸和乙烯基單體 的選擇和相對量取決于希望的最終性質，和所考慮的粘合劑的最終用途。為了達到希望的 性質，對丙烯酸和乙烯基單體的選擇和對它們在最終組合物中的相對量的選擇處于本領域 技術人員的專業知識中。
[0024] 在本發明的一個實施方案中，所述丙烯酸聚合物是具有以下組成的那些丙烯酸聚 合物或可通過聚合以下所述而制備的那些丙烯酸聚合物：（i)丙烯酸單體，其是式CH 2 = CH(R1)(O)OR2)的丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物（例如甲基丙烯酸酯），其中R1是H或CH 3，并 且R2是Cp2tl、優選Cp8的烷基鏈，和（ii)具有側掛反應性官能團的單體，以下將更詳細地對 其描述，并且，所述單體（ii)的量為每100g丙烯酸聚合物約0. 001-約0. 015當量。在一 個更優選的實施方案中，所述單體的量為每100g丙烯酸聚合物約0.002-約0.01當量。
[0025] 對于本發明的聚合方法，如果合適，組分（i)和（ii)的單體通過自由基聚合轉化 為丙稀酸聚合物。在聚合中，按照Donatas Satas的〃Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" (van Nostrand，N.Y. 1989)選擇所述單體，使得所得聚合物具有的 壓敏粘合劑的性質。
[0026] 可用作單體混合物（i)的組分的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的實例包括：丙 烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁 酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯和丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、甲基丙烯 酸月桂酯、丙烯酸環己酯和支鏈的（甲基）丙烯酸異構體，例如丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸 異丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯和丙烯酸異辛酯。示例 性的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯是單丙烯酸單體，并且不包括任何的二丙烯酸酯和多丙 烯酸酯單體。
[0027] 示例性的丙烯酸單體混合物（i)的Tg值低于0°C，并且重均分子量為約10000-約 2000000g/mol，更優選在 50000-1000000g/mol 之間，并且最優選在 100000-700000g/mol 之 間。混合物（i)可以是單一的單體，只要它的均聚物的Tg低于0°C。
[0028] 合適的所述聚合物的單體（ii)能夠進行陽離子性UV活化的交聯反應，并向粘 合劑膜（adhesive film)提供初始強度，所述單體（ii)包括脂環族環氧化物單體MlOO 和A400 (Daicel)、氧雜環丁燒單體0XE-10 (Kowa Company)、甲基丙稀酸二環戊二稀醋 (Q)535，Sartomer Co.，PA)的環氧化物、4-乙烯基-1-環己稀-1,2-環氧化物（Dow)。其它 示例性的單體（ii)包括乙烯基或丙烯酸化合物，其包含式（1)的陽