[发明专利]具有超支化倍半硅氧烷核心的压敏粘合剂和制品及其制备方法

说明书

描述了包含超支化倍半硅氧烷核心聚合物的压敏粘合剂。还描述了制备所述聚合物和压敏粘合剂的各种方法。此外，描述了多种制品，包括利用所述压敏粘合剂的胶带。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月28日提交的美国临时专利申请第62/538,512号的权益，该专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本主题涉及制备具有新型架构的压敏粘合剂的方法，所述新型架构以包围倍半硅氧烷核心的超支化壳表示，所述倍半硅氧烷核心与所述超支化壳化学结合。在许多方面，充当结构单元的前体单元经历缩合反应以形成超支化倍半硅氧烷。在其它方面，所述架构在核心层面以及壳层面受到控制。在另一些其它方面，通过在核心中掺入金属原子以制备混合金属核心来控制核心的化学组成。在又一些其它方面，通过使用各种前体的共混物来控制超分支的架构。本主题还涉及由所述方法形成的压敏粘合剂。此外，本主题涉及使用所述压敏粘合剂的胶带和其它制品。

背景技术

尽管已知有多种组合物和实践用于制备(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂，但常规的基于(甲基)丙烯酸酯的PSA的基础常见元件基本上由具有限定模量和玻璃化转变温度的聚合物的线性未交联链组成。术语“线性”是指聚合物的结构单元(单体)沿着链类似于链环首尾相连，从而产生简单的线性结构。图1a中的简图示出了未交联的线性聚合物链的聚合物结构。PSA的线性聚合物链在后续加工过程中通常轻微交联，以“剥离”强度为代价来改善其内聚强度。必须强调的是，交联结构对PSA性能是有害的。尽管如此，进行交联以平衡PSA的物理性能。图2A和2B示出了交联聚合物链的结构。

将反应性基团置于两个链端或使它们随机分布在(甲基)丙烯酸酯聚合物链主链上是本领域通常实施的交联技术。虽然线性聚合物的交联对于许多PSA应用是有用的技术，但是性能范围和工艺能力都受到限制并且已经达到最高限度。必须注意的是，交联对PSA的“粘性”和“剥离”性能是有害的，并且应当尽可能地避免。然而，需要交联以建立剪切强度，防止粘合剂从卷绕的胶带卷渗出，并改善粘合剂的模切性。但是所有这些都是以牺牲其它性质为代价的。在理想的PSA领域，人们努力获得高“剪切”，但不放弃“剥离”和“粘性”性能。因此，消除交联需要的方法可以拓宽PSA的性能窗口。

因此，需要从分子上重新设计压敏粘合剂的架构，以便扩大这些材料的可用范围。在这方面，发明人考虑通过“设计的架构”策略来利用在构建聚合物方面的最新进展。必须注意的是，受控架构是聚合物科学研究的活跃领域，其已经在许多领域中显示出益处。

发明内容

与先前方法相关联的困难和缺点在本主题中如下解决。

在一个方面，本主题提供了一种聚合物，其包含超支化聚合物、基本上由超支化聚合物组成或由超支化聚合物组成，所述超支化聚合物包含至少一个纯倍半硅氧烷核心和至少两个与所述纯倍半硅氧烷核心中的每一个化学结合的聚合物链。纯倍半硅氧烷核心可为完全缩合的核心、部分缩合的核心、或完全缩合的核心和部分缩合的核心的组合。超支化聚合物的所述聚合物链中的每一个可以是组成不同的聚合物链、组成相同的聚合物链、或组成不同的聚合物链和组成相同的聚合物链的组合。此外，超支化聚合物和/或聚合物包含至少约50重量％的(甲基)丙烯酸酯单体。

在另一方面，本主题提供了一种聚合物，其包含超支化聚合物、基本上由超支化聚合物组成或由超支化聚合物组成，所述超支化聚合物包含至少一个杂化倍半硅氧烷核心和至少两个与所述杂化倍半硅氧烷核心中的每一个化学结合的聚合物链。杂化倍半硅氧烷核心可为完全缩合的核心、部分缩合的核心、或完全缩合的核心和部分缩合的核心的组合。超支化聚合物的所述聚合物链中的每一个可以是组成不同的聚合物链、组成相同的聚合物链、或组成不同的聚合物链和组成相同的聚合物链的组合。此外，超支化聚合物和/或聚合物包含至少约50重量％的(甲基)丙烯酸酯单体。