[发明专利]植物油基压敏粘合剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月7日提交的第61/568,099号美国临时申请的优先权，其全文纳入本文中。

背景技术

压敏粘合剂(PSA)(又称为“自粘合剂”或“自粘接粘合剂”)为非反应性粘合剂，当施加轻微压力时，其在室温下与多种不同的表面联结。不需要溶剂、热或辐射以活化粘合剂。其在压敏胶带和/或箔、多用途标签、便签、汽车装饰、包装、医疗和各种其他产品中具有广泛的应用。

目前，大部分市售可得的PSA衍生自橡胶、丙烯酸、改性丙烯酸和硅氧烷基配方，它们主要是由基于石油化学品的聚合物制得。考虑到石油和天然气是将要耗尽的非可再生资源，其在自然界中的供应有限且成本不断增加，提供可以由可再生天然材料制备的PSA组合物是理想的。另外，特别希望PSA的制造和使用不产生环境污染。

植物油为最丰富的可再生材料之一。在美国每年生产约200亿磅。目前，不到6亿磅的大豆油用于工业应用。因此，有大量大豆油可用于新的工业应用。

植物油主要为根据植物、作物和生长条件而具有不同组成的长链饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的甘油三酯的混合物。不饱和脂肪酸中的双键可以通过合适的反应转化为更具反应性的环氧乙烷部分(环氧官能团)。环氧化植物油(EVO)如环氧化大豆油(ESO)为市售可得的并且在橡胶、塑料、树脂、涂料和各种热固性复合材料中广泛应用。

使用植物油作为原料制备PSA具有许多优点，例如低成本、低毒性、固有的生物可降解性和相当高的纯度。已经公开三种由植物油制备PSA的一般方法(见WO 2008/144703)。在第一种方法中，可自由基聚合的官能团例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团被首先引入至脂肪酸、脂肪酯(fatty ester)或植物油并随后通过自由基聚合方法例如紫外辐射而聚合形成PSA。官能团的引入通常通过环氧化脂肪酯或环氧化油与丙烯酸/甲基丙烯酸反应而实现。在聚合反应过程中，各种丙烯酸或甲基丙烯酸单体可用于与丙烯酸酯化的脂肪酯/脂肪酸/油共聚。在该方法中，仍然使用基于石油化学品的丙烯酸酯。该方法被认为是制备基于石油化学品的PSA的传统自由基聚合方法的扩展。在第二种方法中，脂肪酯或植物油首先被环氧化。环氧化脂肪酯或环氧化植物油随后通过阳离子催化的环氧环的开环聚合形成PSA。一些其他的环氧化合物可以与环氧化脂肪酯或环氧化植物油共聚以改进PSA的性能。第三种方法包括脂肪酸、脂肪酯或植物油上的碳碳双键与其他可自由基聚合的化合物如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯直接聚合。与干性油如桐油中的碳碳双键不同，植物油中的大部分碳碳双键不是共轭的，因此在自由基聚合过程中具有相对低的反应性。在该第三种方法中，脂肪酸、脂肪酯或植物油在自由基聚合前必须改性以形成共轭的双键。

发明内容

本文公开了压敏粘合剂组合物、压敏粘合剂构件(pressure sensitive adhesive construct)，制备压敏粘合剂组合物的方法和制备压敏粘合剂构件的方法。

本文公开的一个实施方案是一种压敏粘合剂构件，其包括：

(A)背衬基底；和

(B)置于背衬基底上的压敏粘合剂组合物，其中压敏粘合剂组合物包括由以下物质制得的产物

(i)至少一种环氧化植物油和；

(ii)二聚酸或其酸酐，三聚酸或其酸酐，多聚脂肪酸或其酸酐，或它们的混合物。

本文公开的另一个实施方案为一种压敏粘合剂构件，其包括：

(A)背衬基底；和

(B)置于背衬基底的压敏粘合剂组合物，其中压敏粘合剂组合物包括由以下物质制得的产物

(i)至少一种环氧化植物油和；

(ii)预聚物或低聚物的两个链末端用羧酸基团封端的预聚物或低聚物，或预聚物或低聚物的支链和预聚物或低聚物的链末端中的至少两个用羧酸基团封端的支化的预聚物或低聚物，其中羧酸封端的预聚物或低聚物由(a)过量的二元酸与(b)具有至少两个环氧基团的缩水甘油基化合物或环氧化化合物、二元醇或多元醇、二胺、或它们的结合物反应制得。

本文公开的另一个实施方案为一种压敏粘合剂构件，其包括：

(I)背衬基底；和

(II)置于背衬基底的压敏粘合剂组合物，其中压敏粘合剂组合物包含一种交联聚酯缩合产物，其包括

(A)环氧化植物油组分和；

(B)选自以下的组分：

(i)二聚酸或其酸酐，三聚酸或其酸酐，多聚脂肪酸或其酸酐，或它们的混合物；