[发明专利]非热塑的烃类弹性体的无溶剂配炼和涂布方法

说明书

本发明涉及由增粘的非热塑烃类弹性体制备非热可固的压敏粘合剂(PSA)的无溶剂、热熔融方法。

基于非热塑烃类弹性体，如天然橡胶、丁基橡胶、合成聚异戊二烯、乙丙橡胶、聚丁二烯、聚异丁烯或丁苯无规共聚橡胶的压敏粘合剂都是本领域已知的。制备这些粘合剂的主要方法包括在双辊辊轧机或Banbury型密闭式混合机内素炼弹性体，将弹性体和其它的粘合剂组分溶解在烃类溶剂中，然后将所得的溶液涂在基质上，最后干燥涂布的产品以除去溶剂。这种方法在Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology(压敏粘合剂技术手册)，D.Satas编，268页，Van Nostrand，N.Y.，(1989)中进行了讨论。这种用溶剂的方法存在劳动强度大、生产效率低、向大气中排放大量可能有毒的气体、需要回收和/或焚烧溶剂的昂贵设备的问题。并且，由于全球性有关环境和安全的规章越来越多，这种基于溶剂制备胶粘带的方法越来越不可取。

当需要较厚的粘合剂涂层时，有时所用的加工方法包括素炼弹性体(如上述)，在密闭混合机(如Banbury混合机)内混合橡胶和其它的粘合剂组分，用三或四辊压延机将固体粘合剂压到基质上。这种压延方法不用溶剂，但要用很昂贵的设备。此外，这种方法速度慢，仅当需要的粘合剂涂层厚度大于约2密耳(51微米)时，用这种方法是经济的。Morris的美国专利US 2,879,547论述了压延方法的应用。

考虑到环境、较低的初始投资，可能较高的生产速度和较低的加工成本等问题，人们对采用热塑粘合剂组合物的连续热熔配炼和挤出涂布的兴趣日益增加。该方法中所用的弹性体是嵌段共聚型的“热塑”弹性体，例如包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物。这些物质的粘度在100℃以上时急剧降低(其中苯乙烯区域变软)。经冷却后，变软的区域回复，物质恢复橡胶性质和粘结强度。已有关于这种类型的粘合剂制剂和方法的说明，例如Korpman的美国专利3,932,238、4,028,292和4,136,071中的说明。这种方法在Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology，317-373页，D.Satas编，VanNostrand，N.Y.，(1989)中进行了更深入的论述。

基于这些热塑弹性体的热熔压敏粘合剂在包装、标签和装饰密封市场得到广泛认可，但在不透明胶纸方面的应用的认同则有限。由热塑弹性体制得的压敏粘合剂与基于非热塑烃类弹性体的粘合剂的性能不同，并且在很多胶带的应用上都不理想。

基于非热塑烃类弹性体的粘合剂体系，特别是利用天然橡胶的粘合剂体系，由于其独特的粘合性能，可能在热塑弹性体体系不适用的领域具有广泛应用。所以需要提供一种用这些非热塑弹性体制备粘合剂的方法，这种方法既对环境适宜，又经济可行，还可节约能源。

采用非热塑烃类弹性体(如天然橡胶)的压敏粘合剂的热熔挤出已经公开。但是，低分子量助塑剂，如加工油、弹性体低聚物、蜡及在Dictionary of Rubber，K.H.Heinisch，359-361页，John Wiley &Sons，纽约，(1974)中定义和描述的用作增塑剂的其它物质是粘合剂配方中的主要组分。这些助塑剂使加工变易，但损害了得到的粘合剂承受负荷的能力，并且据本领域公知，该助塑剂降低粘合剂的性能。

P.Beiersdorf和同事的加拿大专利698,518公开了用无溶剂挤出涂布方法涂布基于包括天然和合成橡胶、高分子量聚异丁烯和聚乙烯基醚的非热塑弹性体的PSA(压敏粘合剂)组合物。用常规橡胶加工设备，如双辊辊轧机或Banbury混合机，通过单独、分批操作将弹性体预素炼和混和，然后将得到的预成型配炼混合物加入加热的单螺杆挤出机内，熔融涂层便挤出到移动的纤维网上。制剂中助塑剂的用量最高达54％。据信这些助塑剂是为解决通常与高粘度弹性体的挤出相关的涂布困难而使用的。

Fukugawa等人的日本专利申请昭50-37692披露了一种类似方法：预素炼压敏粘合剂各组分的混合物25分钟，将预素炼的混合物加入加热的挤出机内，在230℃下将物料挤出到基质上，将挤出物置于电子束照射下固化以增强粘合剂的粘结强度和与基质的粘合。该方法描述了包括非热塑天然橡胶弹性体和丁苯橡胶(SBR)的窄范围物质。在使用天然橡胶的两个实施例中，天然橡胶与丁苯橡胶弹性体及助塑剂混和，助塑剂的用量约为总橡胶量的87.5％，不使用增粘树脂。使用非天然橡胶的实施例包含25.8％的助塑剂。