[发明专利]包含含有侧接可自由基聚合的季铵取代基的聚(异丁烯)共聚物的粘合剂

说明书

背景技术

聚异丁烯(PIB)被认为是用于低表面能(LSE)粘结应用的值得注意的材料，因为它在烯烃基热塑性塑料上具有优异的粘附特性。(参见例如WO 2011/062852和WO 2011/062851)

发明内容

本发明描述了包含异丁烯重复单元与烯烃重复单元的共聚物的粘合剂组合物。烯烃重复单元的至少一部分键合至包含可自由基聚合的取代基的季铵盐的侧接氮原子。粘合剂任选地包含诸如增粘剂、非官能化的聚异丁烯聚合物、增塑剂及它们的组合的其它组分。

在一个实施例中，共聚物具有通式：

其中a为至少20，b和c的总和为至少1，并且Z为包含可自由基聚合的取代基的季铵盐基团。

具体实施方式

本文所述的发明涉及由异丁烯共聚物制备的粘合剂和密封剂，以及由其制备的条带制品。在有利的实施例中，粘合剂为压敏粘合剂。

粘合剂组合物包含异丁烯重复单元与烯烃重复单元的共聚物，其中烯烃重复单元的至少一部分键合至包含可自由基聚合的取代基的季铵基团的侧接氮原子。在一些实施例中，共聚物本身可用作粘合剂。在其它实施例中，粘合剂包含与增粘剂组合的此类异丁烯共聚物、非官能化的异丁烯聚合物(即，共聚物或均聚物)或它们的组合。

异丁烯共聚物包含烯烃重复单元。如本文所用，“烯烃”是指具有不饱和基团的直链或支化的二价烃，例如异戊二烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯，等等。在典型实施例中，共聚物的烯烃重复单元通常包含异戊二烯、丁烯或它们的组合。在一些实施例中，共聚物包含异丁烯重复单元与异戊二烯重复单元的共聚物，其中异戊二烯重复单元的一部分键合至包含可自由基聚合的取代基的季铵基团的侧接氮原子。

如本文所用，“可自由基聚合的”基团或取代基是指在暴露于合适的自由基源时参与交联反应的烯键式不饱和部分。可自由基聚合的基团包括例如(甲基)丙烯酰基，诸如(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺；以及乙烯基(例如芳环的乙烯基)。可自由基聚合的基团使用二价连接基团诸如(例如支链或直链)亚烷基键合至季铵基团的氮原子。亚烷基连接基团通常具有至少2个碳原子并且不超过18或12个碳原子，诸如，例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、新戊烯基、己烯基和辛烯基。

在一些实施例中，异丁烯重复单元和诸如衍生自异戊二烯或丁二烯的烯烃重复单元为共聚物的唯一重复单元。然而，共聚物可任选地包含低浓度的其它重复单元，诸如包含对甲基苯乙烯的重复单元，前提条件是其它重复单元不减损粘合剂的剥离和剪切特性。对甲基苯乙烯单体单元还可以通过对甲基苯乙烯本身的内聚力和硬度赋予共聚物耐热性和强度。然而，本文所述的粘合剂组合物在不存在包含对甲基苯乙烯重复单元的共聚物的情况下表现出良好的粘附力以及高剪切值(10,000分钟+室温下)。

异丁烯重复单元与烯烃重复单元的共聚物通常包含较低浓度的烯烃(例如异戊二烯)重复单元，该重复单元键合至包含可自由基聚合的取代基的季铵基团的氮原子。浓度大于共聚物的0重量％并通常为共聚物的至少1、2、3、4或5重量％。键合至季胺基团的氮原子的烯烃(例如异戊二烯)重复单元的浓度通常不大于20重量％并且在一些实施例中不大于15、14、13、12或10重量％。由于可自由基聚合的取代基的分子量通常为包含可自由基聚合的取代基的季铵基团的分子量的约一半，可自由基聚合的基团的浓度通常为异丁烯共聚物的至少0.5、1、1.5或2重量％并且通常不大于10或7.5或7.0或6.5或6或5重量％。低浓度的可自由基聚合的基团易于经由交联来增加剪切强度，而不会在(例如热熔融)处理期间过早形成凝胶。

衍生自键合至季胺基团的氮原子的异戊二烯的重复单元可由下式表示：

其中Z为包含可自由基聚合的取代基的季铵基团。

如以下反应方案中所述，通常通过对可商购获得的卤化PIB(包括具有叔胺的卤化聚(异丁烯-共-异戊二烯))进行亲核置换，从而形成其中卤素(如溴)被置换为带负电的抗衡离子的季铵盐，由此制备共聚物。

用于此类亲核置换的合适叔胺包括例如丙烯酸3-(二甲氨基)新戊酯、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯、N-[3-(二甲氨基)丙基]丙烯酰胺和乙烯基吡啶。

当共聚物包含衍生自异戊二烯的重复单元时，反应方案可如下描述：

其中X²为卤素，优选地为溴；