可固化的異丁烯粘合劑共聚物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及由異下締共聚物制備的壓敏粘合劑和粘合密封劑，W及由其制備的膠 帶制品。壓敏粘合劑的特征在于表現(xiàn)出粘合特性和內(nèi)聚特性的整體平衡W及在粘結(jié)基底方 面的超常性能。
【背景技術(shù)】
[0002] 事實(shí)上，壓敏膠帶在家庭和工作場(chǎng)所中隨處可見(jiàn)。在壓敏膠帶的最簡(jiǎn)單構(gòu)造中，其 包括粘合劑和背襯，并且整體構(gòu)造在使用溫度下是發(fā)粘的，并且僅使用適度壓力來(lái)附著到 多種基底W形成粘結(jié)。W此方式，壓敏膠帶構(gòu)成了完整的、獨(dú)立成套的粘結(jié)體系。
[0003] 根據(jù)壓敏膠帶協(xié)會(huì)，已知壓敏粘合劑(PSA)具有包括W下的特性：（1)有力而持久 的粘著力；（2)用不超過(guò)指壓的壓力即可粘附；（3)具有足夠固定到粘附體上的能力；W及
[4] 足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度W便使其從粘附體干凈地移除。已發(fā)現(xiàn)作為PSA充分發(fā)揮作用的材料包 括經(jīng)設(shè)計(jì)和配制W表現(xiàn)出所需粘彈特性的聚合物，所述粘彈特性實(shí)現(xiàn)所期望的粘著力、剝 離粘附力與剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室溫(例如20°C)下發(fā)粘。PSA不僅僅 因?yàn)榻M合物是粘性的或能夠粘附到某種表面而涵蓋運(yùn)些組合物。
[0004] 運(yùn)些要求通常使用被設(shè)計(jì)W單獨(dú)地測(cè)量粘著力、粘附力（剝離強(qiáng)度)和內(nèi)聚力（剪 切保持力）的測(cè)試來(lái)進(jìn)行評(píng)估，如A.V.Pocius在由俄亥俄州辛辛那提漢瑟加德納出版社 (化nser Gardner化bli cat ion, Cincinnati ,ΟΗ)于2002年出版的《粘附力和粘合劑技術(shù)： 概論》(Α化esion and A化esives Technology:An Introduction)第2版中所指明的那樣。 運(yùn)些測(cè)量合在一起構(gòu)成了通常用于表征PSA的特性的平衡。
[0005] 隨著多年來(lái)壓敏膠帶使用的擴(kuò)展，性能要求已變得更加苛刻。例如就操作溫度和 負(fù)載而言，對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，原來(lái)預(yù)期應(yīng)用于在室溫下支撐少量負(fù)載的剪切保持能力現(xiàn) 已大幅度提高。所謂的高性能壓敏膠帶是能夠在升高的溫度下支撐負(fù)載達(dá)10,000分鐘的那 些。一般已通過(guò)使PSA交聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)剪切保持能力的提高，但操作必須相當(dāng)小屯、，W便保持高 水平的粘性和粘附力，從而保持前述的特性平衡。
[0006] 如今存在多種可得的壓敏粘合劑(PSA)材料，其包括天然未加工或合成橡膠、嵌段 共聚物和丙締酸醋基聚合物組合物。對(duì)于所有PSA極為重要的是粘附力和內(nèi)聚力的期望的 平衡，該平衡常常通過(guò)優(yōu)化丙締酸類彈性體的物理特性(諸如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和模量)來(lái)實(shí) 現(xiàn)。例如，如果彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或模量過(guò)高，并高于粘性的化hlquist標(biāo)準(zhǔn)(在 室溫和IHz的振動(dòng)頻率下3 X 106達(dá)因/cm2的儲(chǔ)能模量），則所述材料將不是粘性的，且本身不 可用作PSA材料。通常在運(yùn)種情況下，低分子量高Tg的樹脂聚合物(增粘劑)或低分子量低Tg 的聚合物(增塑劑)常用于將Tg和模量調(diào)節(jié)至最佳PSA范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開的粘合劑(共）聚合物包括:a)具有側(cè)鏈烷氧基娃烷基團(tuán)的下基橡膠，b)增 粘劑，和C)任選地非官能化聚(異下締)聚合物。在一個(gè)方面，壓敏粘合劑包括異下締/異戊 二締或異下締/下二締共聚物和琉基娃烷基團(tuán)的自由基反應(yīng)產(chǎn)物。
[0008] 本公開的壓敏粘合劑提供了粘著力、剝離附著力和剪切保持力的期望的平衡，并 且還符合化hlquist標(biāo)準(zhǔn)；即在施用溫度(通常為室溫)下粘合劑在IHz頻率下的模量小于3 X106達(dá)因/厘米。
[0009] 近年來(lái)，低表面能、締控基熱塑性塑料(例如聚乙締、聚丙締、乙締丙締雙締單體橡 膠化PDM))在汽車、油漆、器具和電子器件市場(chǎng)中的使用顯著增加。該新型材料的優(yōu)點(diǎn)包括 成本較低、易于加工和優(yōu)異的機(jī)械特性。然而，運(yùn)種趨勢(shì)在對(duì)運(yùn)些低表面能表面進(jìn)行粘合劑 粘結(jié)方面形成了一定的挑戰(zhàn)。
[0010] 當(dāng)考慮到粘合劑膠帶時(shí)，壓敏粘合劑(PSA)膠帶是最容易使用的，但在大多數(shù)情況 下，壓敏粘合劑不會(huì)良好地粘附到低表面能基底。另外，大部分PSA不適用于需要在升高的 溫度下具有良好內(nèi)部（內(nèi)聚)強(qiáng)度的應(yīng)用。例如，加熱時(shí)橡膠-樹脂PSA往往發(fā)生軟化和降解。 基于包含苯乙締的嵌段共聚物的PSA在加熱時(shí)也不會(huì)保持良好的內(nèi)部強(qiáng)度，因?yàn)楸揭揖喚?有低Tg，所W在適度升高的溫度下發(fā)生軟化。目前通過(guò)用極性液體對(duì)基底涂底漆，然后再施 用PSA來(lái)實(shí)現(xiàn)與低表面能表面的粘結(jié)。即使在運(yùn)兩個(gè)步驟的處理之后，現(xiàn)有的PSA還是不能 滿足客戶要求。需要開發(fā)成本有競(jìng)爭(zhēng)力但仍具有最佳特性的無(wú)底漆LSE PSA。
[0011] 最近，聚異下締 (PIB)被認(rèn)為是用于低表面能化SE)粘結(jié)應(yīng)用的值得注意的材料， 因?yàn)樗诰喛鼗鶡崴苄运芰仙暇哂谐錾恼掣教匦浴Ａ硗?，PIB的出色濕氣和氧氣阻隔特性 表明PIB基材料在電子和光伏封裝應(yīng)用中具有潛在用途。盡管它具有有益的特性，但材料的 低內(nèi)聚強(qiáng)度限制了它在高剪切應(yīng)用中的用途。PIB基材料的另一個(gè)可能的應(yīng)用是醫(yī)療粘合 劑領(lǐng)域。大部分丙締酸醋基PSA不適用于醫(yī)療應(yīng)用，因?yàn)楸喫岽譖SA在高溫下往往會(huì)散發(fā) 有毒蒸汽。丙締酸醋基PSA通常包含即使在普通的室溫下也會(huì)散發(fā)氣味的單體材料，運(yùn)使得 丙締酸醋PSA膠帶一般不適用于醫(yī)療用途。聚異下締 PSA通常用于醫(yī)療用途，因?yàn)樗鼈兪巧?理惰性的，但它們?cè)趦?nèi)部強(qiáng)度方面也往往不足。
[0012] 本公開的粘合劑組合物提供了改善的壓敏組合物，其可W在寬泛的溫度范圍內(nèi)粘 附到包括低表面能化SE)基底在內(nèi)的多種基底，并提供了良好的粘附強(qiáng)度和保持特性。本公 開的粘合劑組合物還提供了壓敏粘合劑制品，諸如粘合劑膠帶和密封劑。
[0013] 在一些實(shí)施例中，本公開提供了可用于粘結(jié)光學(xué)制品中的粘合劑。具體地，粘合劑 具有可用于粘結(jié)光學(xué)制品中的期望特性，該特性包括透射性、清晰度、低介電常數(shù)、高折射 率和低濕氣敏感度，并且對(duì)電子器件/電部件沒(méi)有腐蝕性。具體地，粘合劑可用于粘結(jié)電容 觸摸部件。
[0014] 如本文所用，
[0015] "烷基"意指具有一至約十二個(gè)碳原子的直鏈或支鏈、環(huán)狀或無(wú)環(huán)的飽和單價(jià)控 基，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、戊基等。
[0016] "亞烷基"意指具有一至約十二個(gè)碳原子的直鏈飽和二價(jià)控基或具有Ξ至約十二 個(gè)碳原子的支鏈飽和二價(jià)控基，例如亞甲基、亞乙基、亞丙基、2-甲基亞丙基、亞戊基、亞己 基等等。
[0017] "締基"意指具有一至約十二個(gè)碳原子的直鏈不飽和單價(jià)控基或具有Ξ至約十二 個(gè)碳原子的支鏈不飽和控基。
[0018] "芳基"意指單價(jià)芳族基團(tuán)，諸如苯基、糞基等等。
[0019] "亞芳基"意指多價(jià)芳族基團(tuán)，諸如亞苯基、亞糞基等。
[0020] "亞芳烷基"意指芳基基團(tuán)附接到亞烷基的W上所定義的基團(tuán)，例如芐基、1-糞乙 基等等。
[0021] 如本文所用，"(雜）控基"包括控基烷基和芳基基團(tuán)，和雜控基雜烷基和雜芳基基 團(tuán)，后者包含一個(gè)或多個(gè)鏈(鏈中）雜原子諸如酸或氨基基團(tuán)。雜控基可任選地包含一種或 多種鏈(鏈中館能團(tuán)，所述官能團(tuán)包括醋、酷胺、脈、氨基甲酸醋和碳酸醋官能團(tuán)。除非另外 指明，否則非聚合的（雜)控基基團(tuán)通常包含1至60個(gè)碳原子。除了 W上對(duì)于"烷基"、"雜燒 基"、"芳基"和"雜芳基"所述的那些外，如本文使用的運(yùn)類雜控基的一些示例還包括但不限 于甲氧基、乙氧基、丙氧基、4-二苯基氨基下基、2-(2'-苯氧基乙氧基）乙基、3,6-二氧雜庚 基、3,6-^氧雜己基-6-苯基。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本公開的示例性多層光學(xué)制品的截面。
[0023] 圖2是本公開的示例性多層光學(xué)制品的截面。
[0024] 圖3是制備本公開的多層光學(xué)制品的示例性方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 粘合劑共聚物包括:a)具有側(cè)鏈烷氧基娃烷基團(tuán)的取代的異下締共聚物，b)增粘 劑，和C)任選地非官能化聚(異下締)聚合物。在一個(gè)方面，壓敏粘合劑包含異下締與至少一 個(gè)具有側(cè)鏈烷氧基娃烷基團(tuán)的單體的互聚反應(yīng)產(chǎn)物。
[0026] 具有側(cè)鏈烷氧基娃烷基團(tuán)的取代的異下締共聚物可由W下通式表示：
[0027]
[0028] 其中a為至少20，b為至少1，并且C可為0;
[0029] r1 為 Η或 C出
[0030] R2為多價(jià)飽和或不飽和的亞烷基或亞芳基，優(yōu)選具有1至10個(gè)碳原子，任選包含一 個(gè)或更多個(gè)鏈中氧原子的飽和亞烷基；
[0031] 每個(gè)R3為烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán)，X為1至3,并且q為1或2。
[0032] 下標(biāo)b代表被烷氧基娃烷基團(tuán)取代的那些異戊二締或下二締重復(fù)單元的份數(shù)，并 且下標(biāo)C代表未取代的異戊二締或下二締單元。
[00削另外，關(guān)于式I，將下標(biāo)V和V選擇為使得共聚物包含1至20重量％的相應(yīng)的單 體單元，例如將b和C選擇為使得含硅氧烷的單體單元占共聚物的1至20重量％。通常，異下 締共聚物中1至5 %的重復(fù)單元將被烷氧基娃烷基團(tuán)所取代。
[0034] S是大部分異下締與少量異戊二締的共聚物，例如，可W商品名VISTA肥X(?？松?化學(xué)公司化xxon化emical Co.))和JSR BUTYL(日本下基聚合物有限公司（Japan Butyl Co.，Ltd.))獲得的下基橡膠。在一些實(shí)施例中，該共聚物還包括大部分異下締與下二締的 共聚物，其隨后可被改性W包含側(cè)鏈不飽和基團(tuán)。
[0035] 在一些實(shí)施例中，可W使用共聚物的混合物，即，第一聚異下締包含異下締的均聚 物，而第二聚異下締包含下基橡膠，或者第一聚異下締包含下基橡膠，而第二聚異下締包含 異下締的共聚物，隨后進(jìn)行改性。還設(shè)想異下締均聚物和改性的聚(異下締)的共混物。
[0036] 式I的共聚物通常通過(guò)將琉基硅烷對(duì)異下締/異戊二締或異下締/下二締共聚物進(jìn) 行自由基加成來(lái)制備。琉基硅烷具有下式：
[0037]
[00；3引 其中
[0039] R2為化合價(jià)是q+1的多價(jià)飽和或不飽和的亞烷基或亞芳基，每個(gè)R3為烷基基團(tuán)或芳 基基團(tuán)，X為1至3,并且q為1或2。
[0040] 可用的硫代硅烷包括(琉甲基）二甲基乙氧基硅烷、（琉甲基）甲基二乙氧基硅烷、 3-琉丙基甲基二甲氧基硅烷、3-琉丙基Ξ乙氧基硅烷(琉甲基）甲基二乙氧基硅烷。
[0041] 可W使用自由基引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)琉基硅烷（III)對(duì)不飽和下締化合物（II)的加成。可 用的自由基引發(fā)劑包括無(wú)機(jī)和有機(jī)過(guò)氧化物、氨過(guò)氧化物、過(guò)硫酸鹽、偶氮化合物、氧化還 原體系（例如，K2S2O8和化2S2O5的混合物），W及自由基光引發(fā)劑，諸如K.K.Dietliker在 "Chemistry&Technology of UV & EB Formulation for Coatings , Inks & Paints，第3 卷，276-298頁(yè)，SITA Technology Ltd. ,1991年"中所述的那些。代表性的示例包括過(guò)氧化 氨、過(guò)硫酸鐘、叔下基過(guò)氧化氨、過(guò)氧化苯甲酯、過(guò)苯甲酸叔下醋、異丙基苯過(guò)氧化氨、2,2'-偶氮雙(2-甲基下臘KVAZ0 67)和偶氮雙(異下臘KAIBN)。技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，引發(fā)劑的 選擇將取決于具體的反應(yīng)條件，例如溶劑的選擇。
[0042] 本公開的可固化的組合物任選地還包含非官能異下締(共)聚合物