[发明专利]脲基和聚氨基甲酸酯基压敏粘合剂共混物

说明书

技术领域

本发明整体涉及粘合剂领域，具体地涉及压敏粘合剂和压敏粘合剂共混物领域，该压敏粘合剂共混物为非硅氧烷和脲基的或氨基甲酸酯基的。

背景技术

粘合剂已用于各种标记、固定、保护、密封和掩蔽用途。粘合带通常包括背衬(也称基底)以及粘合剂。一种类型的粘合剂——压敏粘合剂(PSA)对许多应用而言是特别理想的。

PSA为本领域中的普通技术人员熟知，其在室温下具有某些特性，这些特性包括以下：(1)有力而持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)具有足够固定在粘附体上的能力；以及(4)足够的内聚强度以便使其从粘附体干净地移除。已发现能够作为PSA良好地发挥作用的材料为聚合物，该聚合物被设计并配制成表现出所需的粘弹性，从而使得粘着性、剥离粘合性以及剪切强度达到所需的平衡。制备PSA最常用的聚合物为天然橡胶、合成橡胶(例如，苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)和苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、各种(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)共聚物。除了一些(甲基)丙烯酸酯(其为固有粘性的)之外，这些聚合物通常与适当增粘树脂共混以使它们为压敏的。

较少的普通类别的PSA为聚氨酯基或聚脲基的那些。这些类型的PSA的一些实例为基于聚氨酯基聚合物的那些，诸如由Allport和Mohajer在《嵌段共聚物》(Block Copolymers)(D.C.Allport和W.H.Janes编辑(1973年)，第443-92页)所描述的聚醚/聚氨酯聚合物。另外，参见美国专利3,718,712(Tushaus)和3,767,040(Tushaus)。然而，当利用聚氨酯基聚合物时，一直难以获得均衡粘弹性，这可解释它们在制备PSA时很少使用。例如，美国专利5,591,820(Kydonieus等人)指出，现有聚氨酯基粘合剂作用为弱弹性部件或高粘度液体。前者(弱弹性部件)通过从其已被施加的表面剥离往往逐渐失效。后者(高粘度液体)通常在从表面移除时留下残余并且其内聚强度太低而不能承受在许多应用中所施加的应力。一系列的聚氨酯基PSA分散体已描述于美国专利6,518,359(Clemens等人)和6,642,304(Hansen等人)中。这些聚氨酯基PSA分散体由大于2000g/mol分子量的多元醇来制备。

聚氨酯基聚合物通常通过使异氰酸酯功能性材料与羟基功能性材料反应来制备。用于配制PSA的聚氨酯基聚合物的一些实例包括描述于美国专利3,437,622(Dahl)中的那些。然而，聚氨酯基聚合物不总是期望的，因为它们通常需要催化剂或外部热源来形成聚氨基甲酸酯键。例如，参见美国专利5,591,820(Kydonieus等人)。

此外，许多聚氨酯基聚合物必须被交联以如同PSA具有足够的内聚强度。存在两种用于交联聚氨酯基聚合物的一般方法。一种方法为通过形成共价键的化学交联。然而，化学交联的程度必须小心地控制使得所得材料的模量不被增大至不利地影响剥离粘附力和粘着力的程度。此外，粘合剂的过早胶凝作用和PSA的有限适用寿命在使用化学交联来增强PSA的内聚强度时也可为有问题的。

文献中所描述的通用化学交联方法为使用多价组分来实现粘合剂组合物中的交联网络。例如，交联网络可通过将聚氨基甲酸酯或脲键并入于聚氨酯聚合物链之间来形成。通常通过例如使用多胺将脲键并入所述材料中。例如，参见JP-07-102,233(积水化学工业株式会社(Sekisui Chemical))和JP 62-297,375(花王株式会社(Kao Corp.))。一些所得材料在部分固化状态或在最终组合物中据称具有PSA特性。

例如，美国专利4,803,257(Goel)描述了一种聚氨酯粘合剂(即，具有结构或半结构特性)，所述聚氨酯粘合剂包含用酚醛剂和多胺固化剂封端的多异氰酸酯的混合物。该组合物可任选地包含聚环氧化合物。在部分固化状态下，这种组合物据说表现出类似于PSA的那些的特性。该组合物在室温下固化，从而达到结构粘合剂的完全强度。

另外，美国专利3,437,622和3,761,307(Dahl)描述了适用于制备PSA的聚氨酯聚合物的制备，并且其可与某些胺交联。据提出，合适的胺为具有通过负基团(Cl、Br、I、OH等)在空间上或以其它方式受阻的氨基的芳族二胺或多胺。这些负基团降低了相邻氨基的反应性。在交联时，要求这些氨基为充分不反应的，使得多元醇和异氰酸酯可反应以在异氰酸酯与氨基充分反应之前形成聚氨酯聚合物。