CN107109172A - 包含多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物的压敏粘合剂 - Google Patents

包含多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物的压敏粘合剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了由多模态不对称弹性体嵌段共聚物、增粘树脂和液体聚异戊二烯制成的压敏粘合剂。描述了含有这些压敏粘合剂的制品，其包括保护性片材、标签、层合粘合剂、胶带和粘合剂膜。本文所述的基于多模态不对称嵌段共聚物的压敏粘合剂表现出在各种基材诸如不锈钢(SS)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)上的良好粘附力，以及不受电子束或UV固化影响的增强的高温剪切。

Description

包含多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物的压敏粘合剂
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月19日提交的印度专利申请6412/CHE/2014的权益，该专利申请的公开内容全文以引用的方式并入本文。
技术领域
描述了由多模态不对称弹性体嵌段共聚物制成的压敏粘合剂和含有这些压敏粘合剂的制品，包括保护性片材、标签、层合粘合剂、胶带和粘合剂膜。
背景技术
嵌段共聚物在本领域中已知用于多种应用，包括抗冲击包装材料的制造、模制品的制造和粘合剂的配制。此类嵌段共聚物可以被配制在可用于制造多种不同制品的压敏粘合剂组合物中，包括医用胶带、粘合剂膜和保护性片材。
由含有多模态不对称弹性体嵌段共聚物的压敏粘合剂制成的物品通常对低应力剥离具有良好的抗性，使得它们在轻负荷下抵抗抬升，维持适度的粘附力，从而易于去除，并且在不留下粘合剂残留物的情况下从基材上干净地去除。此外，这些制品承受多种温度和化学环境。
发明内容
描述了由多模态不对称弹性体嵌段共聚物制成的压敏粘合剂和含有这些压敏粘合剂的制品。
在第一方面，提供了一种压敏粘合剂。压敏粘合剂包含：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至少25重量％的增粘树脂；和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
在第二方面，提供了一种三层粘合剂体系。三层粘合剂体系由下式表示：H-S-H，其中层H和S分别被称为硬层和软层，并且其中硬层来源于包含以下的压敏粘合剂：至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；至少40重量％的增粘树脂；和至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶，并且其中软层来源于包含以下的压敏粘合剂：至少48重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；至少25重量％的增粘树脂；和至少15重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
在第三方面，提供了一种含有压敏粘合剂的制品。制品包含具有第一表面和第二表面的背衬片材，该制品在第一表面的至少一部分上被压敏粘合剂涂覆，其中压敏粘合剂包含：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至少25重量％的增粘树脂；和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
上述发明内容并非意图描述本发明的每个实施方案或每种实现方式。随后的附图、具体实施方式和实施例更具体地举例说明了这些实施方案。
附图说明
结合附图对各种实施例所作的以下详细说明可以更全面地理解本发明，其中：
图1分别示出了基于多模态不对称多臂弹性体共聚物(C5)和线性聚合物(C6)的压敏粘合剂的脱粘图(力(g)相对于距离(mm))。还分别示出了在不存在液体增塑剂的情况下基于多模态不对称共聚物(C9)和线性聚合物(C10)的压敏粘合剂的脱粘图。
图2描绘了与单层粘合剂相比的三层粘合剂体系的脱粘图。
图3描绘了三层粘合剂体系在各种表面(SS、PP和HDPE)上的90°剥离粘附力。
具体实施方式
提供了由多模态不对称弹性体嵌段共聚物制成的压敏粘合剂。压敏粘合剂包含多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；增粘树脂；和液体聚异戊二烯。这种情况下的粘合剂不具有任何交联剂或交联试剂诸如UV或电子束辐射。总体优点是提供了在不存在交联剂/交联试剂的情况下，在不同的基材上表现出优异剥离强度、高温剪切特性和良好粘附力的压敏粘合剂。
压敏粘合剂可以附着到不同的基材。例如，粘合剂可以附着到不锈钢基材、聚丙烯基材、高密度聚乙烯基材。还提供了含有这些压敏粘合剂的制品。此类制品包括但不限于保护性片材、标签、层合粘合剂、胶带和粘合剂膜。
必须注意，除非上下文另有清楚指示，否则如本说明书以及所附权利要求书中所使用，单数形式“一种”、“一个”和“该/所述”包括多个指代物。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域中普通技术人员通常所理解的相同的含义。
术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“涉及”等应被理解为开放式的，即意味着包括但不限于。
当术语“约”用于描述值或范围的端值时，本公开应被理解为包括所提及的具体值和端值。
如本文所用，术语“压敏粘合剂”是指在其上施加压力时导致与粘附体粘合的粘合剂。不需要溶剂、水或热量来实现粘合。如“压敏”一词所示，粘结程度受所施加的压力的量影响。
术语“多模态”意指共聚物包含具有至少两个不同分子量的末端嵌段。
术语“不对称”意指弹性体嵌段共聚物的臂不完全一致，因为末端嵌段的分子量不完全相同。嵌段共聚物也可以称为具有混合分子量的末端嵌段。嵌段共聚物还被表征为具有至少一个“高”分子量的末端嵌段和一个“低”分子量的末端嵌段。
如本文所用，术语“增粘剂”或“增粘树脂”是指用于配制粘合剂以增加粘性(粘合剂表面的黏度)的化学化合物。它们通常是具有高玻璃化转变温度的低分子量化合物。在低应变速率下，它们提供较高的应力顺度，而在较高的应变速率下变得更硬。
多模态不对称弹性体嵌段共聚物包含聚合的单乙烯基芳族化合物和共轭二烯。嵌段共聚物具有通式QnY，其中Q表示嵌段共聚物的臂并且具有式S-B；n表示臂(Q)的数量并且为至少3；并且Y为多官能偶联剂的残基。
此外，S为聚合的单乙烯基芳族均聚物的非弹性体聚合物链段末端嵌段，在嵌段共聚物中存在至少两个不同分子量的末端嵌段。可以改变分子量的数量以定制嵌段共聚物以用于具体应用。末端嵌段聚合物的分子量分布是双模态的，即包括两个不同的分子量范围，高范围和低范围。较高分子量末端嵌段(Mn)H的数均分子量为至少5,000或至少10,000。较高分子量末端嵌段(Mn)H的数均分子量为至多达50,000或至多达35,000。较低分子量末端嵌段(Mn)L的数均分子量为至少1,000、至少2,000或至少4,000。较低分子量末端嵌段(Mn)L的数均分子量为至多达10,000、至多达9,000或至多达7,000。
具有高分子量末端嵌段的臂与具有低分子量末端嵌段的臂的比率对许多特性(包括聚合物的拉伸强度)具有影响。当嵌段共聚物仅具有两个不同分子量的末端嵌段分布时，含有较高分子量末端嵌段的臂的数量为嵌段共聚物中臂的总数的至少5％、至少10％或至少15％。在一些实施方案中，含有较高分子量末端嵌段的臂的数量为嵌段共聚物中臂的总数的至多达70％、至多达45％或至多达35％。
此外，B为弹性体聚合物链段中间嵌段，该中间嵌段将每个臂Q连接到多官能偶联剂的残基(Y)并且包含聚合的共轭二烯或共轭二烯的组合。
中间嵌段可以含有少量的单乙烯基芳族材料，但在优选的情况下，主要为聚合的共轭二烯或共轭二烯的混合物。在一些实施方案中，嵌段共聚物包含至少4重量％、至少5重量％或至少6重量％的聚合的单乙烯基芳族均聚物。在某些其它实施方案中，嵌段共聚物包含至多高达40重量％、至多达25重量％或至多达15重量％的聚合的单乙烯基芳族均聚物。嵌段共聚物包含至少60重量％、至少75重量％或至少85重量％的聚合的共轭二烯或聚合的二烯组合。在另外的实施方案中，嵌段共聚物包含至多达96重量％、至多达95重量％或至多达94重量％的聚合的共轭二烯。非弹性体末端嵌段聚合物链段和弹性体中间嵌段聚合物链段通常作为至少两个不同的相存在。根据末端嵌段分子量的差异，来自最低分子量分布的末端嵌段可以第三相存在。
包含聚合的单乙烯基芳族末端嵌段S的单体通常含有8至18个碳原子，并且有用的单乙烯基芳族单体的示例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基吡啶、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、异丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、其它烷基化苯乙烯等。在一些实施方案中，聚合的单乙烯基芳族化合物为聚苯乙烯。包含聚合的共轭二烯中间嵌段的单体通常含有4至12个碳原子，并且有用的共轭二烯单体的示例包括但不限于丁二烯、异戊二烯、乙基丁二烯、苯基丁二烯、间戊二烯、二甲基丁二烯、己二烯、乙基己二烯等。聚合的共轭二烯可以被单独采用或作为与彼此的混合物或共聚物采用。在一些实施方案中，聚合的共轭二烯选自由以下项组成的组：聚丁二烯、聚异戊二烯以及它们的混合物。
适用于本发明的多官能偶联剂“Y”可以是聚烯基偶联剂或其它材料中的任一种，该其它材料已知具有可与活性聚合物的碳负离子反应以形成连接的聚合物的官能团。合适的多官能偶联剂的示例包括卤化硅、聚环氧化合物、多异氰酸酯、聚酮、聚酐、二羧酸酯。合适的聚烯基偶联剂可以是脂族的、芳族的或杂环的。脂族聚烯基偶联剂的示例包括聚乙烯基乙炔和聚烷基乙炔、联乙炔、磷酸酯和亚磷酸酯、二甲基丙烯酸酯诸如二甲基丙烯酸乙二醇酯等。合适的杂环聚烯基偶联剂的示例包括二乙烯基吡啶、二乙烯基噻吩等。合适的芳族聚烯基偶联剂的示例包括聚乙烯基苯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基二甲苯、聚乙烯基蒽、聚乙烯基萘和二乙烯基四甲苯等。合适的聚乙烯基基团包括二乙烯基、三乙烯基和四乙烯基。在一个实施方案中，多官能偶联剂选自由以下项组成的组：邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯以及它们的混合物。
多模态不对称弹性体嵌段共聚物可以通过常规的嵌段共聚物阴离子聚合技术来制备。在一些实施方案中，弹性体嵌段共聚物可以根据美国专利5,296,547(Nestegard等人)和美国专利5,393,787(Nestegard等人)中概述的工序来制备。在某些实施方案中，本公开的压敏粘合剂包含至少30重量％、至少35重量％或至少40重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物。在另外的实施方案中，本公开的压敏粘合剂包含至多达60重量％、至多达58重量％或至多达53重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物。
增粘剂或增粘树脂通常是指以下材料：该材料可与嵌段共聚物中的弹性体嵌段混溶，具有10,000克/摩尔(g/mol)或更低的数均分子量Mn、如使用环球仪确定的高于70℃的软化点，以及如通过差示扫描量热法(DSC)测量的-30℃或更多的玻璃化转变温度(Tg)。与弹性体聚合物链段中间嵌段相容的增粘树脂通常优选提供压敏粘合剂。在一些实施方案中，增粘树脂还与至少一种非弹性体聚合物链段末端嵌段相容。合适的增粘树脂可以包括松香和松香衍生物、多萜烯、苯并呋喃茚、氢化树脂和烃树脂，例如：基于α-蒎烯的树脂、基于β-蒎烯的树脂、基于柠檬烯的树脂、基于间戊二烯的烃树脂、松香酯、多萜烯和芳族改性的多萜烯树脂、芳族改性的基于间戊二烯的烃树脂、芳族改性的基于二环戊二烯的烃树脂以及芳族改性的共萜烯树脂和三萜烯树脂。在某些实施方案中，增粘树脂为氢化的烃树脂，该氢化的烃树脂将赋予低颜色以及可以具有与嵌段共聚物的中间嵌段弹性体相的优先溶解度。
增粘树脂可以压敏粘合剂的至少25重量％、至少30重量％或至少35重量％的量存在于压敏粘合剂中。在其它实施方案中，增粘树脂以压敏粘合剂的至多达60重量％、至多达55重量％或至多达50重量％的量存在。
增塑剂用于粘合剂配制中，以提供润湿作用和/或粘度控制。在这种情况下，使用具有至多达20,000克/摩尔的分子量并且具有-63℃的玻璃化转变温度(Tg)的液体聚异戊二烯橡胶。在一些实施方案中，液体聚异戊二烯橡胶可以压敏粘合剂的至少0.1重量％、至少5重量％或至少10重量％的量存在于压敏粘合剂中。在其它实施方案中，液体聚异戊二烯橡胶可以压敏粘合剂的至多达30重量％、至多达25重量％或至多达20重量％的量存在。
在一个实施方案中，本公开的压敏粘合剂包含至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物、至少25重量％的增粘树脂和至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。在某些其它实施方案中，粘合剂可以包含至多达60重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物、至多达60重量％的增粘树脂和至多达30重量％的液体聚异戊二烯橡胶。在另一个实施方案中，压敏粘合剂包含：a)至少40重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物，b)至少35重量％的增粘树脂，和c)至少10重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
本公开的压敏粘合剂可以任选地包含溶剂和填料。合适的溶剂的示例包括但不限于乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯和甲基乙基酮。填料通常可以改变压敏粘合剂的储能模量。其它任选的添加剂包括但不限于颜料、UV稳定剂、抗氧化剂等。这些任选的成分可以根据所需的量存在。
提供了一种由压敏粘合剂制成的多层粘合剂体系。多层粘合剂体系可以是(–H-H-H–)型、(–S-S-S–)型或(–H-S-H–)型或它们的组合。在某些实施方案中，多层体系具有–H-S-H–型，其中本文的“H”和“S”分别被称为硬层和软层。在某些实施方案中，提供了由式：H-S-H表示的多层体系。这些层由其化学组成不同的压敏粘合剂组成。软层比硬层含有相对更高量的液体聚异戊二烯橡胶。硬层来源于包含以下的压敏粘合剂：至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物、至少40重量％的增粘树脂和至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。在其它实施方案中，三层粘合剂体系的硬层由可包含至多达45重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物、至多达60重量％的增粘树脂和至多达5重量％的液体聚异戊二烯橡胶的压敏粘合剂制成。软层来源于包含以下的压敏粘合剂组合物：a)至少48重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至少25重量％的增粘树脂；c)至少15重量％的液体聚异戊二烯橡胶。在某些实施方案中，三层粘合剂体系的软层来源于包含以下的压敏粘合剂组合物：a)至多达55重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至多达35重量％的增粘树脂和c)至多达30重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
多层粘合剂体系通过层合单个层来构成，该单个层包含压敏粘合剂并且压制在一起使得中间层由外部部分夹在两侧上以形成多层。多层粘合剂层中的每个通常在它们被进一步测试之前，在50％的相对湿度、约25℃的室温下保持约24小时。在某些实施方案中，多层粘合剂体系可以是三层体系或四层体系。
提供了含有压敏粘合剂的制品。在一个实施方案中，包含具有第一表面和第二表面的背衬片材的制品在第一表面的至少一部分上被压敏粘合剂涂覆，其中压敏粘合剂包含：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物，b)至少25重量％的增粘树脂，和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
与上述相同的粘合剂组合物可以从溶液中施加到基材，该溶液在溶剂(诸如甲苯)中具有至多达约40重量％固体的成分，溶剂通过蒸发除去。在一些实施方案中，粘合剂也可以100％固体热熔体被施加到基材。
可使用任何基材。一些合适的基材包括纸材、织物、玻璃、陶瓷材料、聚合物材料、含金属的材料(诸如金属或金属氧化物)或它们的组合。在一些实施方案中，基材可以是聚丙烯基材、高密度聚乙烯基材或不锈钢基材。
被涂覆的制品包括采用压敏粘合剂的保护性片材、标签、层合粘合剂、胶带和粘合剂膜。在某些实施方案中，胶带包含具有第一表面和第二表面的背衬以及涂覆在第一主表面的至少一部分上的压敏粘合剂。背衬片材可以是塑料膜、纸材或任何其它合适的材料，并且胶带可以包括通常已知的并且用于制造压敏粘合剂胶带的各种其它层或涂层，诸如底漆、剥离涂层等。胶带可以被涂覆到背衬的两侧上以形成双面胶带，或者粘合剂可以被涂覆到具有剥离表面的背衬上使得粘合剂膜可以用作转移胶带。
示例性实施方案
实施方案A为一种压敏粘合剂，包含：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物，b)至少25重量％的增粘树脂，和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
实施方案B为实施方案A的压敏粘合剂，其中粘合剂包含至少35重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物。
实施方案C为实施方案A的压敏粘合剂，其中粘合剂包含至少30重量％的增粘树脂。
实施方案D为实施方案A的压敏粘合剂，其中粘合剂包含至少5重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
实施方案E为实施方案A至D中任一项的压敏粘合剂，其中粘合剂包含：a)至少40重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物，b)至少35重量％的增粘树脂，和c)至少10重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
实施方案F为实施方案A的压敏粘合剂，其中所述多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物包含聚合的单乙烯基芳族化合物和共轭二烯，并且具有式QnY，并且其中：Q表示嵌段共聚物的单个臂并且具有式S-B；n表示嵌段共聚物中的臂Q的数量并且为至少3的整数；并且Y为多官能偶联剂的残基；并且进一步地，其中：(a)S为聚合的单乙烯基芳族均聚物的非弹性体聚合物链段末端嵌段，在共聚物中存在至少两个不同分子量的末端嵌段，较高分子量末端嵌段和较低分子量末端嵌段，其中：(i)较高分子量末端嵌段H((Mn)H)的数均分子量(Mn)为至少5,000克/摩尔；(ii)较低分子量末端嵌段L((Mn)L)的数均分子量(Mn)为至少1,000克/摩尔；并且(b)B为将每个臂连接到多官能偶联剂的残基(Y)的弹性体聚合物链段中间嵌段并且包含聚合的共轭二烯或共轭二烯的组合，并且其中聚合的单乙烯基芳族化合物以嵌段共聚物总重量的至少4重量％的量存在并且聚合的共轭二烯以嵌段共聚物总重量的至少60重量％的量存在。
实施方案G为实施方案F的压敏粘合剂，其中聚合的单乙烯基芳族化合物以嵌段共聚物总重量的至少6重量％的量存在。
实施方案H为实施方案G的压敏粘合剂，其中聚合的单乙烯基芳族化合物为聚苯乙烯。
实施方案I为实施方案F的压敏粘合剂，其中聚合的共轭二烯选自由以下项组成的组：聚丁二烯、聚异戊二烯以及它们的混合物。
实施方案J为实施方案F的压敏粘合剂，其中多官能偶联剂选自由以下项组成的组：邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯以及它们的混合物。
实施方案K为实施方案A的压敏粘合剂，其中(Mn)H为至少10,000克/摩尔，并且(Mn)L为至少4,000克/摩尔。
实施方案L为实施方案F的压敏粘合剂，其中含有较高分子量末端嵌段的臂的数量为嵌段共聚物中总臂数的至少10％。
实施方案M为实施方案F的压敏粘合剂，其中含有较高分子量末端嵌段的臂的数量为嵌段共聚物中总臂数的至少15％。
实施方案N为实施方案A的压敏粘合剂，其中增粘树脂是与弹性体聚合物链段中间嵌段相容的。
实施方案O为实施方案A或N的压敏粘合剂，其中增粘树脂还是与至少一种非弹性体聚合物链段末端嵌段相容的。
实施方案P为实施方案A的压敏粘合剂，其中增粘剂树脂选自松香和松香衍生物、多萜烯、苯并呋喃茚、氢化树脂和烃树脂。
实施方案Q为实施方案P的压敏粘合剂，其中增粘剂树脂为选自以下的烃树脂：基于α-蒎烯的树脂、基于β-蒎烯的树脂、基于柠檬烯的树脂、基于间戊二烯的烃树脂、松香酯、多萜烯和芳族改性的多萜烯树脂、芳族改性的基于间戊二烯的烃树脂、芳族改性的基于二环戊二烯的烃树脂以及芳族改性的共萜烯树脂和三萜烯树脂。
实施方案R为实施方案Q的压敏粘合剂，其中增粘树脂为氢化的烃树脂。
实施方案S为实施方案A的压敏粘合剂，其中粘合剂不含有任何交联剂。
实施方案T为一种由下式表示的多层粘合剂体系：–H-S-H–；其中层H和S分别被称为硬层和软层，并且其中硬层来源于包含以下的压敏粘合剂：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至少40重量％的增粘树脂；和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶，并且其中软层来源于包含以下的压敏粘合剂组合物：a)至少48重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；b)至少25重量％的增粘树脂；和c)至少15重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
实施方案U为一种包含具有第一表面和第二表面的背衬片材的制品，该制品在第一表面的至少一部分上被压敏粘合剂涂覆，其中压敏粘合剂包含：a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物，b)至少25重量％的增粘树脂，和c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
实施方案V为实施方案U的制品，其中背衬片材为塑料膜或纸材。
实施例
这些实施例例仅用于说明目的，而不意在对所附权利要求书的范围进行限制。除非另外指明，否则在实施例和说明书其他部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。
本公开的压敏粘合剂的具体组分的信息(identity)列于表-1中。
表-1
测试方法
180°剥离粘附力和静态剪切
为了测量粘附力，将胶带在受控环境中调节24小时，并且根据标准胶带方法PSTC-1(单涂层胶带180°角的剥离粘附力)在用于材料测试的IMASS剥离测试仪系统上进行分析。以30.5cm/分钟(12英寸/分钟)的速率以180度的角除去胶带。使用连接到计算机的负荷单元来估计粘附力的报告值。用于剪切的粘合剂的重叠面积为1平方英寸，并且用1英寸宽的胶带测量剥离粘附力。
粘性测试
使用TA XT加质构分析仪设备执行压敏粘合剂组合物的粘性测试，该设备具有不同组成的PSA片材的6mm直径的PP探头，其中PSA膜的探头直径/厚度<50(接近)。
在用于探头粘性测试的设备中设定以下参数。
实施例-1
按照表2中给出的量，通过将多模态不对称嵌段共聚物与氢化烃(其为增粘树脂)和液体异戊二烯橡胶组合来制备压敏粘合剂。量以重量百分比(重量％)给出。将所得组合物称重干燥并且溶解在甲苯中，以得到40重量％固体的溶液。将溶液以50±2gsm的涂层重量单独刮涂在2密耳的PET厚双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上。将涂层在室温(22℃)下干燥三分钟，然后在90℃下在对流烘箱中干燥10分钟，并且从烘箱中取出并用有机硅涂覆的剥离衬垫覆盖。
除了使用线性嵌段共聚物(KD1161)代替不对称多模态(KD1340)用于比较目的之外，也以类似的方式制备其它粘合剂组合物，称为“C6(COMP)”。此外，也制备了分别与不对称多模态嵌段共聚物和线性嵌段共聚物一起存在的具有增粘树脂或液体聚异戊二烯的一些其它粘合剂组合物(称为“C9(COMP)”、“C10(COMP)”、“C11(COMP)”和“C12(COMP)”)，以便说明含有不对称嵌段共聚物的压敏粘合剂在其粘性、粘附力和剪切特性方面的有利效果。
表-2
实施例-2
测试基于多模态不对称弹性体嵌段共聚物的压敏粘合剂(C5和C8)的180°剥离粘附力和静态剪切强度。如上所提及，出于比较的目的，还测试了基于线性嵌段共聚物的样品(C6)以及分别与不对称多模态嵌段共聚物和线性嵌段共聚物一起存在的基于具有增粘树脂或液体聚异戊二烯的粘合剂组合物的样品。测试结果在表-3中示出。
表-3
表-3中的数据表明，含有不对称多模态嵌段共聚物、增粘树脂和液体异戊二烯的粘合剂(实施例C5和C8)在不同的基材(诸如不锈钢(SS)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE))上具有优异的粘附力以及不受电子束或紫外线固化影响的增强的高温剪切。
实施例-3
研究了本公开的某些压敏粘合剂的粘性测试和随后的脱粘图。其中，将包含由不对称多模态嵌段共聚物制成的压敏粘合剂的实施例C5与含有线性嵌段共聚物的样品C6(COMP)进行比较。出于比较的目的，还测试了基于具有仅存在增粘树脂的粘合剂组合物的样品以及分别具有不对称多模态嵌段共聚物和线性嵌段共聚物的样品C9(COMP)和C10(COMP)。
脱粘图描绘于图1中，并且结果列于表-4中。在大致具有(不对称嵌段共聚物/增粘剂/液体聚异戊二烯＝100:90:10的重量比)的组成的C5组合物中观察到了非常均匀且良好的原纤维化。发现具有多模态不对称嵌段共聚物(KD 1340)的压敏粘合剂原纤维的相对延展性高于对应的基于线性嵌段聚合物(KD 1161)的组合物。C5的脱粘曲线下的面积也比对应的组合物C6(COMP)高。还观察到，在基于弹性体和仅增粘树脂的粘合剂C9(COMP)和C10(COMP)的情况下不存在平顶曲线效应(plateau effect)，不管它们是由不对称嵌段共聚物还是线性聚合物制成。
表-4
*点1对应于粘性测试期间PSA的脱粘曲线的起点，并且点2是任何特定组合物的脱粘曲线的终点(X＝0)；1和2之间的距离被认为是在粘性测试期间占优势的环境大气温度和压力下粘合剂脱粘之前的最大伸长。
在PSA脱粘期间的峰值最大值处，基材的粘合界面处开始裂开。接着将是PSA原纤维的延伸或粘合剂和基材界面处的腔在侧向方向和垂直方向上的膨胀。接着是腔中间的壁以大致恒定的公称应力水平在施加的应力方向上的伸长以及提供如基于KD 1340的曲线所示的平顶曲线效应，接着是由蠕变造成的破裂，该蠕变应该被认为是聚合物纤维的末尾从探头的粘合失效或脱粘，该粘合失效或脱粘对应于如下所示的典型的脱粘曲线中粘合剂原纤维(点2)的最大伸长。(如果探头具有比设备的底压板的SS更低的表面能材料，并且如果粘合剂在SS上具有比第二接触面更大的粘着力，则分层可能也会发生在探针表面上)。
实施例-4
通过层合实施例C5和实施例C1制造像(H-H-H)、(S-S-S)和(H-S-H)的各种三层粘合剂体系，该实施例C5和实施例C1由如表5所示的不同组成的压敏粘合剂制成。H层由实施例C5组成，并且S层由实施例C1组成。
表-5
单个层通过使用符合压敏胶带委员会(PSTC)规格的4.5磅±0.1磅(2.04千克)的辊层合压制来制成。每种三层粘合剂在粘性测试前保持24小时。用于以下粘性测试实验的单个层的厚度接近0.2mm；并且更确切地说，H层具有0.214mm的干燥粘合剂的平均厚度，并且对于S层，干燥粘合剂的厚度平均为0.217mm。在如上所提及的类似条件下执行粘性测试。在图2中描绘了单层压敏粘合剂体系和三层压敏粘合剂体系两者的脱粘图，并且粘性测试结果的总结列于表6中。如图2所示，在(H-S-H)组成中，观察到分层前的原纤维延伸最高，高于脱粘测试期间(H-H-H)和(S-S-S)型粘合剂的对应的伸长。
表-6
实施例-5
研究了对应于压敏粘合剂组合物C5-C1-C5三层的H-S-H型三层体系在不锈钢(SS)板、聚丙烯(PP)板和高密度聚乙烯(HDPE)板上的90°剥离粘附力。在正常室温和大气压力的实验条件下，剥离速率为12英寸/分钟。有关三层粘合剂的粘附力的结果如图3所示。这种三层层合的粘合剂组合物在低表面能基材(LSE)(诸如HDPE)中示出大于100盎司/英寸的剥离值。本研究中使用的背衬是具有约5密耳厚度的铝片材。以这样的方式制备三层粘合剂体系(C5-C1-C5)，其中软层C1用硬层C5从两侧层合，并且该三层粘合剂体系的一侧面向铝，而三层的另一侧附着在基材上，其中C5层面向附着的基材。
因此，上文所述的基于多模态不对称嵌段共聚物的压敏粘合剂在各种基材诸如不锈钢(SS)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)上表现出良好的粘附力，以及不受电子束或UV固化影响的增强的高温剪切。

Claims (16)

1.一种压敏粘合剂，包含：
a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；
b)至少25重量％的增粘树脂；和
c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
2.根据权利要求1所述的压敏粘合剂，其中所述粘合剂包含至少35重量％的所述多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的压敏粘合剂，其中所述粘合剂包含至少30重量％的所述增粘树脂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压敏粘合剂，其中所述粘合剂包含至少5重量％的所述液体聚异戊二烯橡胶。
5.根据权利要求1所述的压敏粘合剂，其中所述多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物包含聚合的单乙烯基芳族化合物和共轭二烯，所述多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物具有式QnY，并且其中：Q表示所述嵌段共聚物的单个臂并且具有式S-B；n表示所述嵌段共聚物中的臂Q的数量并且为至少3的整数；并且Y为多官能偶联剂的残基；并且进一步地，其中：(a)S为聚合的单乙烯基芳族均聚物的非弹性体聚合物链段末端嵌段，在所述共聚物中存在至少两个不同分子量的末端嵌段，较高分子量末端嵌段和较低分子量末端嵌段，其中：(i)所述较高分子量末端嵌段(Mn)H的数均分子量为至少5,000；(ii)所述较低分子量末端嵌段(Mn)L的数均分子量为至少1,000；并且(b)B为将每个臂连接到多官能偶联剂的残基(Y)的弹性体聚合物链段中间嵌段并且包含聚合的共轭二烯或共轭二烯的组合，并且其中所述聚合的单乙烯基芳族化合物以所述嵌段共聚物总重量的至少4重量％的量存在并且所述聚合的共轭二烯以所述嵌段共聚物总重量的至少60重量％的量存在。
6.根据权利要求5所述的压敏粘合剂，其中所述聚合的单乙烯基芳族化合物以所述嵌段共聚物总重量的至少6重量％的量存在。
7.根据权利要求6所述的压敏粘合剂，其中所述聚合的单乙烯基芳族化合物为聚苯乙烯。
8.根据权利要求5所述的压敏粘合剂，其中所述聚合的共轭二烯选自由以下项组成的组：聚丁二烯、聚异戊二烯以及它们的混合物。
9.根据权利要求5所述的压敏粘合剂，其中所述多官能偶联剂选自由以下项组成的组：邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯以及它们的混合物。
10.根据权利要求5所述的压敏粘合剂，其中含有较高分子量末端嵌段的臂的数量为所述嵌段共聚物中总臂数的至少10％。
11.根据权利要求1所述的压敏粘合剂，其中所述增粘剂树脂选自松香和松香衍生物、多萜烯、苯并呋喃茚、氢化树脂和烃树脂。
12.根据权利要求11所述的压敏粘合剂，其中所述增粘剂树脂为选自以下的烃树脂：基于α-蒎烯的树脂、基于β-蒎烯的树脂、基于柠檬烯的树脂、基于间戊二烯的烃树脂、松香酯、多萜烯和芳族改性的多萜烯树脂、芳族改性的基于间戊二烯的烃树脂、芳族改性的基于二环戊二烯的烃树脂以及芳族改性的共萜烯树脂和三萜烯树脂。
13.根据权利要求12所述的压敏粘合剂，其中所述增粘树脂为氢化的烃树脂。
14.一种由下式表示的多层粘合剂体系：
-H-S-H-
其中所述层H和S分别被称为硬层和软层，并且其中所述硬层来源于包含以下的压敏粘合剂：至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；至少40重量％的增粘树脂；和至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶；并且其中所述软层来源于包含以下的压敏粘合剂组合物：至少48重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；至少25重量％的增粘树脂；和至少15重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
15.一种制品，包含具有第一表面和第二表面的背衬片材，所述制品在所述第一表面的至少一部分上被压敏粘合剂涂覆，其中所述压敏粘合剂包含：
a)至少30重量％的多模态不对称多臂弹性体嵌段共聚物；
b)至少25重量％的增粘树脂；和
c)至少0.1重量％的液体聚异戊二烯橡胶。
16.根据权利要求15所述的制品，其中所述背衬片材为塑料膜或纸材。
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