[发明专利]紫外辐射可固化压敏丙烯酸类粘合剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2009年4月3日提交的美国专利申请61/166,431的权益。将美国专利申请61/166,431在此援引加入。

技术领域

本发明涉及一种通过用由二异氰酸酯和羟基官能丙烯酸酯单体制备的衍生化试剂衍生化丙烯酸类聚合物如羟基官能丙烯酸类聚合物来制备紫外(“UV”)可固化压敏粘合剂(“PSA”)的方法。

背景技术

基于溶剂的PSA一般具有低固含量例如约40％-约55％的固体。由溶液进行涂覆的方法通常限制了常见应用的有效涂覆厚度，因为难以从厚膜中蒸发溶剂。然而，对于许多应用，需要较厚的膜。热熔胶提供了一种容易产生厚膜的途径。历史上，大多数热熔胶是基于橡胶的，在性能上有局限。

UV可固化丙烯酸类热熔PSA提供了对于基于橡胶的热熔胶潜在有吸引力的替代方案，因为轻度交联的丙烯酸类粘合剂具有与基于橡胶的粘合剂相比优异的剥离和剪切性能、以及显著的气候和老化性能。然而，很多对于UV可固化丙烯酸类PSA上的努力对于厚薄膜应用的商业成功有局限性。这通常由于较厚的膜在膜的整个深度上固化均匀性不足。

对于UV可固化PSA在某些商业应用中的主要局限是由于光引发剂本体的性质。对于这些粘合剂产物，光引发剂通过丙烯酸酯二苯甲酮的自由基聚合而引入到丙烯酸类聚合物骨架中。引入的二苯甲酮的量为约0.5％-约1.0％。二苯甲酮基团是非常强的UV吸收剂，并且当由UV激发时是强的去氢剂。去氢过程导致产生自由基。当这些自由基再结合时，其导致聚合物的轻度交联。交联是将熔融可流动的聚合物转化为合适的PSA的关键。然而，对于基于二苯甲酮的聚合物的固化存在深度上的限制。由于二苯甲酮在258nm处的强吸收，在这个波长的UV辐射不能通过超过约70μm(约2.7mils)的样品深度。因此，从实际目的出发，基于二苯甲酮的UV可固化PSA只能在2mils或更小的厚度上均匀固化。

在UV可固化丙烯酸类热熔PSA领域的其它专利有包含内在的光引发剂和烯属组分的组合以促进交联的粘合剂组合物。另外，丙烯酸酯官能聚氨酯已经作为UV可固化温热熔融PSA出售。所有这些热熔PSA是100％固体，在施用期间没有挥发性有机化合物(“VOC”)，免去了对干燥炉和焚烧炉/热氧化剂的需求。

除非另有说明，本文给出的所有份数和百分比是基于重量。

发明内容

本发明涉及一种由羟基官能化丙烯酸类聚合物制备UV可固化PSA的方法，其包括用由二异氰酸酯和羟基官能丙烯酸酯单体制备的衍生化试剂对所述聚合物进行衍生化。在所述丙烯酸酯类聚合物中的羟基与衍生化试剂反应形成氨基甲酯键。该方法得到了能通过UV辐射固化的丙烯酸酯官能丙烯酸类聚合物。

所述衍生化试剂由在两个异氰酸酯基之间具有不同反应性的二异氰酸酯制得，使得与一当量的羟基官能丙烯酸酯单体的反应主要产生单氨基甲酸酯，而不是单氨基甲酸酯、二氨基甲酸酯和未反应的二异氰酸酯的无规分布。通过主要产生丙烯酸酯化的单氨基甲酸酯而几乎没有或没有残留的二异氰酸酯，加入到羟基官能丙烯酸类聚合物不会导致明显的分子量增加。残留的异氰酸酯将简单地加入在丙烯酸类聚合物中的醇基并产生丙烯酸酯官能丙烯酸类聚合物。该丙烯酸酯官能化的丙烯酸类聚合物能在比二苯甲酮取代的UV可固化PSA产品更大的粘合剂薄膜厚度上进行UV固化。

通常，丙烯酸酯官能化丙烯酸类聚合物本身不是UV可固化的。因此，在该方法中丙烯酸类聚合物必须与合适的光引发剂添加剂配制。所述粘合剂还可包含填料和添加剂如增粘剂、交联剂、稳定剂、抑制剂、溶剂、增塑剂等及其组合。

可将PSA应用于粘合材料的方法。该方法包括以下步骤：提供用于PSA的基底材料，将PSA施加到基材的表面上，UV固化粘合剂以及将该基底材料与另一种基底材料接合并粘合，优选在施加压力下。

附图说明

图1显示了根据本发明的实施方案的官能化丙烯酸类聚合物。

具体实施方式

羟基官能化聚合物一般为分子量为约40,000-约100,000的丙烯酸类聚合物。可用于本发明的丙烯酸类单体包括大量的产生低玻璃化转变温度(Tg)聚合物的单体。这样的单体包括选自丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸异辛基酯、丙烯酸异癸基酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸正丁酯等及其组合的那些。