[发明专利]用于非极性基材的粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及压敏粘合剂，其包括增粘剂树脂，具有通式结构A-B的第一嵌段共聚物和由至少两个并且不超过11个通式结构A-B的亚单元连接构成的第二嵌段共聚物，A在每种情况下为包括源自含有至少一个芳族基团的乙烯基化合物的单体单元的聚合物嵌段，B在每种情况下为包括源自未取代的和取代的1，3-二烯的单体单元的聚合物嵌段，所述第一嵌段共聚物存在的含量为至少50wt％，基于粘合剂中嵌段共聚物的总重量，并且本发明也涉及这种类型的压敏粘合剂用于生产压敏的、基本上二维的元件的用途。本发明还涉及具有这种类型的压敏粘合剂的压敏的、基本上二维的元件，以及它用于粘结表面能小于45mJ/m²的表面的用途。

背景技术

用于接合工件的最重要的技术之一是粘结工件的粘合剂。在这种情况下，通过巧妙地选择所用的粘合剂，可通过粘合剂粘接成功地将多个不同的材料彼此接合。使用的容许容易地接合两个工件的这种类型的粘合剂优选为压敏粘合剂。

压敏粘合剂(PSA)是这样的粘合剂，其容许永久粘结至基材(基底)，即使是在施加较弱的压力下也是这样。粘合剂的粘接能力是基于它们的粘合性的。

＂粘着力＂通常是用于负责将两相保持在一起的物理作用的术语，所述的两相在它们的界面上彼此接触，由于所述界面上发生的分子间相互作用而保持在一起。因此，是粘着力决定着粘合剂与基材表面的附接，它能以粘性(tack)和粘结强度的形式测定。为了对粘合剂的粘着力施加目的性的影响，通常向粘合剂中添加增塑剂和/或粘结强度增强剂树脂(称为＂增粘剂＂)。

＂内聚力＂通常是用于化合物或组合物由于分子间和/或分子内相互作用而导致内在保持在一起的物理作用的术语。因此，是内聚力决定着粘合剂的粘度(viscousness)和流动性，其可测定为所谓的粘度(viscosity)和持黏(holding power)。为了故意增加粘合剂的内聚力，常常使其经历额外的交联，为了进行所述的额外的交联，将粘合剂与反应性(而因此是可交联的)组分或其它化学交联剂混合，和/或在后处理中将其暴露于电离辐射。

PSA技术性质主要通过粘合性和内聚性之间的关系确定。例如，对于某些应用重要的是，所用的粘合剂是高度内聚的，即具有特别强的内持(internal hold)，而对于其它应用，需要特别高的粘着力。

已经证明，在实践中难以找到合适的在低能量表面上具有高粘结强度的PSA。用于本发明的目的的低能量表面是由表面能小于45mJ/m²，实际上常常小于40mJ/m²或者甚至是小于35mJ/m²的材料构成的所有表面。这种类型的材料也称为非极性材料。具有低能量表面的典型物质包括低密度聚乙烯(LDPE)，高密度聚乙烯(HDPE)，聚丙烯或乙烯和丙烯以及另外的烯烃的共聚物，实例是三元乙丙橡胶(EPDM)。

由于聚乙烯、聚丙烯和三元乙丙橡胶是常常用于膜的材料，并且此外也常常以其它形式使用，例如固体或泡沫体，所以非常需要用于粘结这种类型的非极性材料的粘合剂。

在市场上可获得的大多数PSA仅能够以有限的程度用于这些低能量表面，这是由于这些粘合剂不能够对这些表面产生足够的粘结强度。为了使常规的PSA适合于粘结非极性基材，通常将它与使粘合剂整体变得更软的助剂混合，实例是增粘剂树脂或增塑剂。虽然这不会导致对低能量表面的粘着力增加，但是它伴随着粘度的降低，并因此整体上伴随着内聚力的降低；因此，总体上，不可能产生机械稳固的粘结。

与从要产生粘结的表面的性质来进行PSA的选择一样，需要确保的粘性粘结的环境条件也是同样重要的。因此，例如，找到这样的PSA是有困难的，该PSA在相应的基材上在低温显示出高粘结强度，而且同时在室温或者甚至是在更高的温度下也给出足够高的粘结强度。例如在用于密封冷冻货物的容器如冰包(freezer bag)的粘性粘结的情况下，会产生这个问题。

粘合剂的压敏粘合特性尤其是取决于粘合剂的玻璃化转变温度，Tg，这是由于在低于该玻璃化转变温度的温度下，这些粘合剂变硬并因此失去它们的粘性和它们的粘结强度。下文中记录的温度对应于在半稳态实验中，例如通过动态扫描量热(dynamic scanning calorimetry，DSC)，获得的那些。

有某些已知的PSA体系能够对非极性基材产生高的粘结强度。此外，在改变这些PSA的粘结特性时，已经通过添加具体的添加剂进行了许多尝试，添加的方式使得它们也在低温具有高粘结强度。