CN108368395A - 包括聚合物泡沫的粘合剂制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种泡沫粘合剂制品，所述泡沫粘合剂制品包括：包括挤出热塑性聚合物泡沫和分布于其中的粒子的闭孔泡沫层，其中所述粒子包括多个中空粒子以及多个吸附剂粒子，其中所述中空粒子包括下列中的至少一种：热塑性膨胀聚合物粒子、玻璃粒子、以及它们的混合物。本文也公开了前体组合物以及制备此类构造的方法。

Description

包括聚合物泡沫的粘合剂制品及其制备方法
技术领域
本文描述了包括聚合物泡沫的粘合剂制品，其中该聚合物泡沫包括吸附剂材料，以吸附来自粘合剂制品的挥发性有机化合物。
附图说明
图1为根据本公开的一个实施方案的泡沫粘合剂制品的横剖视图。
发明内容
掺入聚合物泡沫芯的制品为已知的。泡沫包括聚合物基质并且其特征在于密度低于聚合物基质本身的密度。密度降低可以多种方式实现，包括通过在基质中形成气体填充的空隙(例如，借助发泡剂)或加入聚合物微球(例如，可膨胀微球)或非聚合物微球(例如，玻璃微球)。
期望提供具有吸附挥发性有机化合物的材料的含泡沫粘合剂制品。
在一个方面，描述了一种泡沫粘合剂制品，该泡沫粘合剂制品包括：包括挤出热塑性聚合物泡沫和分布于其中的粒子的闭孔泡沫层，其中该粒子包括：(a)多个中空粒子，其中该中空粒子包括下列中的至少一种：(i)热塑性膨胀聚合物粒子、(ii)非聚合物粒子、以及(iii)它们的混合物；以及(b)多个吸附剂粒子，其中吸附剂粒子具有高比表面积。
在另一方面，描述了一种可膨胀泡沫前体组合物，该可膨胀泡沫前体组合物包括：热塑性聚合物基质和分布于其中的粒子，其中该粒子包括：多个热塑性可膨胀聚合物粒子；以及多个吸附剂粒子，其中吸附剂粒子具有高比表面积。
在又一方面，描述了一种制备泡沫粘合剂制品的方法，该方法包括：将组合物挤出以形成闭孔泡沫层，该组合物包括：(i)热塑性聚合物、(ii)多个中空粒子，其中该中空粒子包括下列中的至少一种：热塑性可膨胀聚合物粒子、非聚合物粒子、以及它们的混合物；以及(iii)多个吸附剂粒子，其中该吸附剂粒子具有高比表面积。
以上发明内容并非旨在描述每个实施方案。在下面的具体实施方式中还列出了本发明的一个或多个实施方案的细节。根据本说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。
具体实施方式
如本文所用，术语
“一个”，“一种”和“所述”可互换使用并指一个或多个；
“和/或”用于表示一种或两种所述的情况可发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；以及
“可膨胀聚合物粒子”为包括聚合物外壳和呈气体、液体或其组合形式的受热膨胀的芯材料的粒子。芯部材料的膨胀继而至少在达到加热温度时导致外壳膨胀。可膨胀聚合物粒子为其外壳能够初始膨胀或进一步膨胀而不会破裂的粒子。一些粒子可具有仅允许芯材料在达到加热温度时或达到加热温度附近时膨胀的聚合物外壳；以及
根据本发明所使用的“聚合物”可优选具有至少约10,000g/mol的重均分子量，更优选至少约50,000g/mol或甚至更优选100,000g/mol。
而且，在本文中，由端点表述的范围包括该范围内包含的所有数值(例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。
而且，在本文，表述“至少一个”包括一个及大于一的所有数字(例如，至少2、至少4、至少6、至少8、至少10、至少25、至少50、至少100等)。
挥发性有机化合物(VOC)是指包括碳(排除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或金属碳酸盐和碳酸铵)的具有足够蒸汽压力的任何化合物，使得其能够在常规条件下蒸发并进入大气环境。在成品(诸如粘合剂制品)中包括VOC以(a)限制VOC释放到环境中(这可能对环境或气味为不可取的)并且/或者(b)防止VOC影响成品的性能或美观可能为有利的。
本文所公开的VOC包括通过粘合剂制品迁移的可渗透物质，并且(a)影响粘合剂制品的性能或美观并且/或者(b)从粘合剂制品排出气体，从而造成异味、起雾和/或环境问题。所述可渗透物质可包括挥发性和半挥发性有机化合物。通常，挥发性化合物包括那些具有多达20个碳原子的化合物，而半挥发性化合物包括具有16至32个碳原子的那些化合物。本公开所关注的VOC为制造中使用的溶剂和原材料、原材料中的污染物和/或制造过程中产生的副产物。示例性VOC包括乙腈、1-丁醇、氯苯、氯仿(三氯甲烷)、环己烷、二乙醚、1,4-二氧杂环己烷、冰乙酸(乙酸)、乙酸酐、乙酸乙酯(乙酸乙酯、醋酸乙酯)、乙酸正丁酯(乙酸正丁酯)、乙酸叔丁酯(乙酸叔丁酯)、乙醇、甲醇，正己烷、正庚烷、3-己酮、2-丙醇(异丙醇)、3-甲基-1-丁醇(异戊醇)、二氯甲烷(亚甲基氯)、丙烯酸-2-乙基己酯、2-乙基己醇、2-乙基己酯、甲乙酮(丁酮)、甲基异丁基酮、硝基甲烷(硝基咔唑)、正戊烷、2-戊酮、3-戊酮、石油醚(轻汽油)、汽油、丙醇、吡啶(吖嗪)、叔丁基甲基醚、四氯乙烯(全氯乙烯)、四氢呋喃、甲苯、三氯乙烷、三乙胺、二甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。
本申请涉及泡沫粘合剂制品。本公开的泡沫层包括夹带在闭孔聚合物基质中的吸附剂材料。泡沫粘合剂制品为具有在室温下发粘的可用于粘结的表面的制品(即，压敏粘合剂制品)。泡沫聚合物制品的示例为自身为粘合剂的泡沫，或者包括粘结到泡沫的一种或多种分离粘合剂组合物，例如，呈连续层或分立结构形式(例如，条带、杆、细丝等)的制品，在这种情况下，泡沫自身不必为粘合剂。
吸附剂粒子
本公开的泡沫包括能够吸附VOC的吸附剂粒子。通过吸附粒子吸附VOC经由吸收和/或吸附发生。吸附可以化学吸附和/或物理吸附的形式发生。
在一个实施方案中，吸附剂粒子为多孔的。例如，多孔性质将使得能够提供用于VOC移除的更多的表面积。优选地，吸附剂粒子具有高比表面积(例如，基于BET(布鲁诺尔埃米特泰勒法)氮吸附，至少100、200、500、600或甚至700m2/g；并且至多1000、1200、1400、1500或甚至1800m2/g)。
吸附剂粒子可为微孔(具有小于2纳米的孔宽度)、大孔(具有介于2与50纳米之间的孔宽度)、中孔(具有大于50nm的孔宽度)或它们的混合物。
在一个实施方案中，吸附剂粒子主要为微孔，意味着65、75、80、85、90、95或甚至99％的孔为微孔，但是一些孔可能大于微孔。
示例性吸附剂粒子包括活性炭、硅胶和沸石。
活性炭构为经处理以使其高度多孔(即每单位体积具有大量的孔)从而使其具有高比表面的碳。活性炭可由多种材料生成，但是大多数市售活性炭由泥煤、煤、褐煤、木材和椰子壳制成。根据来源，碳可具有不同孔径、灰分含量、表面秩序和/或杂质概况。基于椰子壳的碳主要具有微孔孔径，而基于木材的活性炭主要具有中孔或大孔孔径。基于椰子壳和木材的碳通常具有小于约3重量％的灰分含量，而基于煤的碳通常具有4至10重量％或甚至更高的灰分含量。
市售活性炭包括：以商品名“NUCHAR RGC”由弗吉尼亚州里士满的米德韦斯特瓦科公司提供的基于木材的活性炭；以商品名“AQUAGUARD”由米德韦斯特瓦科公司提供的基于木材的碳；以商品名“KURARAY PGW”从日本冈山的可乐丽化学株式会社购得的基于椰子壳的活性炭；以及以商品名“CARBSORB”和“FILTRASORB”从宾夕法尼亚州匹兹堡的卡尔冈炭素公司购得的基于煤的碳。
硅胶为一种玻璃状多孔形式的二氧化硅，其具有吸湿性并且通常用作干燥剂。硅胶通常由硅酸钠溶液的酸化制成，然后将其洗涤并脱水以形成微孔硅石。
沸石为高度结晶的多孔硅铝酸盐矿物。沸石可天然存在或人工合成。市售沸石包括可从德国卡斯特的Zeochem AG购得的微孔亲有机物质的无机粉末ZEOFLAIR。
在一个实施方案中，吸附剂粒子遍布于泡沫层中。在一个实施方案中，吸附剂粒子基本上均匀地分布在泡沫层的横截面上，这意味着吸附剂粒子在泡沫层的整个横截面中以大致相同的浓度(例如，10％以内)存在。
在一个实施方案中，吸附剂材料以泡沫层重量的至少1％、3％、5％或甚至10％的重量存在；并且不超过泡沫层重量的25％、20％或甚至15％或更少。
闭孔泡沫
本公开的泡沫为闭孔泡沫，意味着泡沫在固体聚合物基质内包括离散的气体开口袋。一般来讲，气体开口袋不会彼此连接。在本公开中，这些开口袋由使用热塑性可膨胀聚合物粒子或中空非聚合物无机粒子(诸如玻璃粒子)生成。这些粒子在泡沫的聚合物基质内生成离散的气体开口袋。
通过电子显微镜法检查泡沫层表明泡沫微结构的特征在于分布在整个聚合物基质中的多个增大的粒子(相对于它们的原始尺寸)。在一个实施方案中，至少一部分热塑性聚合物粒子仍然为可膨胀的，即，在施加热量时它将进一步膨胀而不破裂。这可通过将泡沫暴露于热处理并比较通过电子显微镜法获得的粒子的尺寸与其预热处理的尺寸(也通过电子显微镜法获得)来证明。
多种不同的聚合物树脂以及它们的共混物可用于泡沫的聚合物基质，只要树脂适用于熔融挤出处理。例如，期望混合具有不同组成的两种或更多种丙烯酸酯聚合物。可通过操纵聚合物基质的共混物组分类型和浓度来获得广泛的泡沫物理特性。基于最终含泡沫制品的期望特性来选择特定树脂。包括泡沫基质的互不相溶的聚合物共混物的形态可增强所得泡沫制品的性能。共混物形态可为例如球形、椭球体、纤丝状、共连续或它们的组合。这些形态可形成一组独特的特性，这是通过单组分泡沫体系无法获得的。此类独特的特性可包括例如各向异性机械性能、增强的内聚强度。互不相溶的聚合物共混物的形态(形状和尺寸)可通过聚合物体系的自由能考虑因素、组分的相对粘度以及最显著的处理和涂层特性来控制。通过适当控制这些变量，可操纵泡沫的形态从而为预期制品提供优异的特性。
一类可用的聚合物包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯粘合剂聚合物和共聚物。此类聚合物可通过聚合非叔烷基醇的一种或多种单体丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯而形成，其中烷基具有1至20个碳原子(如，3至18个碳原子)。合适的丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸十二烷基酯。相应的甲基丙烯酸酯也为可用的。还可用芳族丙烯酸酯和芳族甲基丙烯酸酯，例如，丙烯酸苄酯和丙烯酸环苄酯。
任选地，一种或多种单乙烯不饱和共聚物可与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体聚合；基于聚合物所需的特性，选择特定量的共聚单体。一组可用的共聚单体包括均聚物玻璃化转变温度高于丙烯酸酯均聚物的玻璃化转变温度的那些。属于该组的合适的共聚单体的示例包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺如N,N-二甲基丙烯酰胺、衣康酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸氰基乙酯、N-乙烯基己内酰胺、马来酸酐、丙烯酸羟烷基酯、N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、β-羧乙基丙烯酸酯、新癸酸、新壬酸、新戊酸、2-乙基己酸、或丙酸的乙烯基酯、偏二氯乙烯、苯乙烯、乙烯基甲苯和烷基乙烯基醚。
可与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体聚合的第二组单烯键式不饱和共聚单体包括均聚物的玻璃化转变温度低于丙烯酸酯均聚物的玻璃化转变温度的那些。属于此类的合适的共聚单体的示例包括乙基氧代乙氧基丙烯酸乙酯(Tg＝-71℃)和甲氧基聚乙二醇400丙烯酸酯(Tg＝-65℃；可以商品名“NK ESTER AM-90G”从日本新中村化学工业株式会社购得)。
可用于泡沫聚合物基质的第二类聚合物包括丙烯酸酯不溶聚合物。示例包括半结晶性聚合物树脂，诸如聚烯烃和聚烯烃共聚物(例如，基于具有2至8个碳原子的单体，诸如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、聚酯和共聚酯、聚酰胺和共聚酰胺、氟化均聚物和共聚物、聚环氧烷(例如，聚环氧乙烷和聚环氧丙烷)、聚乙烯醇、离聚物(例如，用碱中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚物)以及乙酸纤维素。丙烯酸酯不溶聚合物的其它示例包括具有小于8或大于11的溶解度参数(如根据Fedors技术测量)的无定形聚合物，诸如聚丙烯腈、聚氯乙烯、芳族环氧树脂、聚碳酸酯、无定形聚酯、无定形聚酰胺、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)共聚物、聚苯醚合金、离聚物(例如，用盐中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、氟化弹性体和聚二甲基硅氧烷。
可用于泡沫的聚合物基质的第三类聚合物包括含有紫外线照射活化基团的弹性体。示例包括聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯烃的无规和嵌段共聚物(例如，苯乙烯-丁二烯橡胶)和乙烯-丙烯-二烯单体橡胶。
可用于泡沫的聚合物基质的第四类聚合物包括由不可光聚合的单体制备的压敏和热熔粘合剂。此类聚合物可为粘合剂聚合物(即，固有粘性的聚合物)或非固有粘性的聚合物，但是当与增粘剂混合时能够形成粘合剂组合物。具体示例包括聚-α-烯烃(例如，聚辛烯、聚己烯和无规聚丙烯)、基于嵌段共聚物的粘合剂(例如，二嵌段、三嵌段、星形嵌段以及它们的组合)、天然和合成橡胶、有机硅粘合剂、乙烯-乙酸乙烯酯和含环氧基的结构粘合剂共混物(例如，环氧-丙烯酸酯和环氧-聚酯共混物)。
泡沫的闭孔网络通过泡沫层内存在的中空粒子实现。这些中空粒子本质上可为聚合物或非聚合物。
聚合物中空粒子由在泡沫层的混合和挤出期间加入的可膨胀粒子制成。可膨胀聚合物粒子的特征在于具有柔性的热塑性聚合物外壳以及包括在加热时膨胀的液体和/或气体的芯。优选地，芯材料为标准沸点低于聚合物外壳的软化温度的有机物质。合适的芯材料的示例包括丙烷、丁烷、戊烷、异丁烷、新戊烷、以及它们的组合。
聚合物外壳的热塑性树脂的选择影响泡沫的机械性能。因此，可通过适当选择中空粒子或通过使用不同类型的粒子的混合物来调节泡沫的特性。例如，当需要高张力和内聚强度时，可使用含丙烯腈树脂，特别是在丙烯腈含量为树脂重量的至少50％，更优选至少60％，甚至更优选至少70％。一般来讲，张力和内聚强度随着丙烯腈含量的增加而增加。在一些情况下，即使泡沫的密度低于基质的密度，也可制备具有比单独的聚合物基质更高的张力和内聚强度的泡沫。这提供了制备高强度、低密度制品的能力。
可用作外壳的合适的热塑性树脂的示例包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，诸如聚丙烯酸酯；丙烯酸酯-丙烯腈共聚物；和甲基丙烯酸-丙烯酸共聚物。也可使用含偏二氯乙烯的聚合物，诸如偏二氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-偏二氯乙烯-甲基丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物和丙烯腈-偏二氯乙烯-甲基丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物，但是在需要高强度的情况下不是优选的。一般来讲，在需要高强度的情况下，粒子外壳优选具有不超过偏二氯乙烯重量的20％的重量，更优选不超过偏二氯乙烯重量的15％。对于高强度应用甚至更优选的为基本不具有偏二氯乙烯单元的粒子。
合适的市售可膨胀聚合物粒子的示例包括可以商品名“F-65”、“FN-100S”和“FN-100”从日本大阪的松本油脂制药有限公司购得的那些。同样合适的市售可膨胀聚合物粒子为可以商品名“EXPANCEL551”、“EXPANCEL 461”和“EXPANCEL 091”从阿克苏诺贝尔公司购得的可膨胀聚合物粒子。这些粒子中的每种粒子的特征在于具有含丙烯腈的外壳。另外，F-65、FN-100S、FN-100D和EXPANCEL 091粒子在外壳中基本不含偏二氯乙烯单元。
在一个实施方案中，可膨胀聚合物粒子的芯包括除空气之外的在加热时膨胀的材料。
在一个实施方案中，未膨胀的聚合物粒子具有至少1、2、5或甚至10微米且至多20、25或甚至40微米的直径。
非聚合物中空粒子包括无机类中空粒子，诸如玻璃和含陶瓷粒子。为了经受混合和/或挤出过程，在许多实施方案中，多个中空非聚合物粒子具有小于10,000磅/平方英寸(psi)(68.9兆帕(MPa))，或小于5,000psi(34.5MPa)或小于2,000psi(13.8MPa)的压碎强度(目标存留率为约90％)。
通过氮等静压强度测试方法测量压碎强度。该方法确定中空元件样品受到特定氮气压力时的体积减少百分比，已知中空元件的密度。将中空元件和滑石的混合物放入比重杯中并确定混合物的密度。然后将混合物放入高压釜压力测试设备中，并经受已知压力的氮气压力循环。在压力循环之后，测量混合物的密度并与初始密度比较。然后通过下式确定存留物百分比：存留物百分比＝100-[[(PF-PI)(B+T)x100]/[PF[B+T-(PI/PT)T]]]，其中PI为初始样品密度，PF为最终的样品密度，PT为滑石密度，B为中空元件的重量，T为滑石的重量。
可用的中空玻璃粒子包括由3M公司以商品名“3M GLASS BUBBLES”(例如，等级-S32、K37、S38、S38HS、S38XHS、K46、D32/4500、H50/10000、S60、S60HS和iM30K)出售的那些；由宾夕法尼亚州福奇谷的波特工业公司(PQ公司的子公司)以商品名“Q-CEL HOLLOWSPHERES”和“SPHERICEL HOLLOW GLASS SPHERES”出售的玻璃泡以及由伊利诺伊州Hodgkins的Silbrico公司以商品名“SIL-CELL”出售的中空玻璃粒子。
示例性中空陶瓷粒子包括：从燃煤电站收集的粉煤灰中提取的硅铝酸盐粒子(即，煤胞)。可用的煤胞包括由田纳西州查塔努加的一球公司以商品名“EXTENDOSPHERESHOLLOW SPHERES”(例如，等级SG、MG、CG、TG、HA、SLG、SL-150、300/600、350和FM-1)出售的那些；以及由3M公司以商品名“3M中空陶瓷微球”(例如，等级G-3125、G-3150和G-3500)出售的那些。
在一些实施方案中，中空非聚合物粒子的平均真密度在0.1g/cm3至1.2g/cm3、0.1g/cm3至1.0g/cm3、0.1g/cm3至0.8g/cm3、0.1g/cm3至0.5g/cm3或在一些实施方案中0.3g/cm3至0.5g/cm3的范围内。对于一些应用而言，用于根据本公开的制品中的中空非聚合物粒子可基于其密度来选择以尽可能降低制品的导热率，这对于例如热绝缘为有用的。因此，在一些实施方案中，中空非聚合物粒子具有最高至或小于0.5克/立方厘米的平均真密度。术语“平均真密度”为用中空粒子样品的质量除以该质量的中空粒子通过气体比重瓶测量的真体积所得到的商。“真体积”为中空粒子的聚集总体积而非堆积体积。就本公开的目的而言，平均真密度根据ASTM D2840-69“中空微球的平均真颗粒密度”使用比重瓶测量。比重瓶可例如以商品名“ACCUPYC 1330比重瓶”从美国乔治亚州诺克罗斯的麦克仪器公司购得。平均真密度的测量精度通常可为0.001g/cc。因此，上面给出的每个密度值可为±百分之一。
在一个实施方案中，本公开的非聚合物粒子具有至少5、10或甚至20微米且至多40、60或甚至80微米的直径。
本公开的中空粒子可具有任何可用的形状。在许多实施方案中，中空元件为长方形或椭圆形，并且更优选为球形。在一些实施方案中，中空元件具有球形形状并且被描述为中空泡。
基于泡沫产品的期望特性来选择所使用中空粒子的量。一般来讲，中空粒子浓度越高，泡沫的密度越低。一般来讲，中空粒子的量介于约0.1重量份至约50重量份(基于100份聚合物树脂)，更优选为约0.5重量份至约20重量份。
除了中空粒子之外，泡沫还可包括许多其它添加剂，其选择取决于制品的预期应用所需的特性。合适添加剂的示例包括增粘剂(例如，松香酯、萜烯、酚和脂族、芳族合成烃树脂或脂族和芳族合成烃树脂的混合物)、增塑剂、颜料、染料、增强剂、疏水或亲水性二氧化硅、碳酸钙、增韧剂、阻燃剂、抗氧化剂、细磨的聚合物颗粒(诸如，聚酯、尼龙或聚丙烯)、稳定剂以及它们的组合。也可加入化学发泡剂。试剂的加入量足以获得所需的最终特性。
在本公开中，泡沫层基本平滑，意味着表面基本不存在肉眼可观察到的宏观缺陷，诸如皱纹、波纹和折痕。平滑表面能够实现充足的接触并由此实现与所关注基底(例如，粘合剂层)的粘合。
制品
图1描绘了根据本公开的粘合剂制品的一个示例性实施方案。粘合剂制品10包括泡沫层12和粘合剂层14，该粘合剂层牢固地附接到泡沫层12上。粘合剂制品可任选地包括与粘合剂层14接触并且与泡沫层12相对的衬垫16。可选层18可为施加到泡沫层背面并且与粘合剂层相对的背衬。可选层18也可为第二粘合剂层以形成双面泡沫胶带。
泡沫层包括第一主表面和第二主表面，其中第一主表面接触第一粘合剂层。粘合剂层可层压或粘结到泡沫。在一些实施方案中，如本领域已知的，在泡沫与粘合剂层之间使用底漆以增强材料之间的粘合。
在一个实施方案中，粘合剂制品为双面泡沫胶带，其包括设置在两个粘合剂层之间的泡沫层，其中所述粘合剂层可相同或不同。
在本公开中，粘合剂层为压敏粘合剂(PSA)。PSA为在室温下处于干燥状态的凝固膜保持永久发粘和粘性的粘合剂。即使施加的压力相对较弱，PSA也允许对基底进行耐久的粘结，并且在使用之后可再次从基底分离而基本上无残余物。粘合剂的粘结性基于它们的粘合特性和它们对内聚力特性的可再分离性。
本公开所使用的PSA包括本领域已知的那些。压敏粘合剂可包括基于溶剂的压敏粘合剂和/或基于水的压敏粘合剂、热熔涂层的压敏粘合剂或通过在基底上聚合形成的粘合剂。压敏粘合剂可包括丙烯酸类、增粘丙烯酸类、乙烯基醚、增粘橡胶基粘合剂(其中橡胶为例如天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸聚合物)、有机硅、聚氨酯、聚酯和乙烯基醚。
在一些实施方案中，也可将增粘剂和增塑剂加入粘合剂组合物中来组成粘合剂层。增粘剂包括(例如)松香、松香衍生物、氢化松香衍生物、聚萜烯树脂、酚醛树脂、香豆酮-茚树脂、聚叔丁基苯乙烯以及它们的组合。增塑剂包括(例如)烃油、烃类树脂、聚萜烯、松香酯、邻苯二甲酸酯、磷酸酯、二元酸酯、脂肪酸酯、聚醚、以及它们的组合。
在一个实施方案中，可通过本领域中已知的多种常规涂布技术中的任一种来涂布粘合剂组合物，诸如辊涂、喷涂、刮涂、挤出、模头涂覆等。
在一个实施方案中，粘合剂层的厚度通常可在约0.0025mm至0.13mm(0.1密耳至5.0密耳)的范围内，并且更典型地在约0.0013mm至0.076mm(0.5密耳至3.0密耳)的范围内。
制备方法
由于残余溶剂可增加VOC含量，因此在一个实施方案中，期望在不存在溶剂的情况下制造本文所公开的粘合剂制品。挤出处理为可在不存在溶剂的情况下完成的过程的合适示例。
现在描述用于制造泡沫粘合剂构造的一种示例性方法。首先，将聚合物树脂送入第一挤出机(诸如单螺杆挤出机)中，这使得聚合物树脂热软化并使聚合物树脂可熔融加工。可熔融加工的聚合物树脂最终将形成泡沫的聚合物基质的绝大部分。可按任何方便的形式将聚合物树脂加入第一挤出机中，所述形式包括粒料、锭料、捆束、股线和绳。
接下来，在挤出机的捏合部分之前的点处立即将可熔融加工的树脂送入第二挤出机(例如，双螺杆挤出机)。其它添加剂(增粘剂、增塑剂、其它聚合物)可在双螺杆挤出机中的开放孔口处以固体或液体形式加入，并且通过穿过捏合区域的通道与可熔融加工的树脂充分结合。选择混合条件(例如，螺杆速度、螺杆长度、螺杆设计和温度)以实现最佳混合。
吸附剂粒子也在本过程的此步骤中于挤出机中的一个或多个孔口处加入，这些孔口允许与可熔融加工的组分充分混合并且能够在熔体中停留适当的时间以有效吸附挥发物。熔体的部分脱挥发分也通过通过挤出机的开放孔口的排气以及任选地通过对所选孔口施加真空来实现。挤出机的区域可通过由螺杆中的反转元件引起的熔融密封来隔离，以允许在熔融密封之间的区域中有效地使用真空。
优选地，混合在不足以导致可膨胀聚合物粒子膨胀的温度下进行(如果存在的话)。也可使用超过可膨胀聚合物粒子的膨胀温度的温度，在这种情况下，温度在混合之后并且在加入中空粒子之前降低。
在不需要混合的情况下，例如，除了吸附剂粒子之外不存在其它添加剂的情况下，除了需要吸附剂粒子和中空粒子的情况以外，可省略捏合步骤。在聚合物树脂已经处于适用于挤出的形式的情况下，可省略第一挤出步骤，并将树脂直接加入第二挤出机中。
一旦可熔融加工的树脂、添加剂和吸附剂已被充分混合，将中空粒子加入所得混合物中并熔融混合以形成可挤出组合物。熔融混合步骤的目的为制备可挤出组合物，其中吸附剂粒子、中空粒子、以及其它添加剂到目前为止均匀地分布在整个熔融聚合物树脂中。通常，熔融混合操作使用一个捏合块以获得充分的混合，但是也可使用简单的传送元件。选择熔融混合期间所采用的温度、压力、剪切速率和混合时间来制备此类可将组合物挤出以最小化挥发物含量并且不会使得中空粒子膨胀或破裂；一旦破裂，空心粒子不能形成泡沫。基于处理的具体成分选择具体的温度、压力、剪切速率及混合时间。
在熔融混合之后，使用齿轮泵通过转移管的长度使可挤出组合物计量进入挤出模头(例如，接触或锻模)中，该齿轮泵充当用于控制模头压力并由此防止可膨胀聚合物粒子过早膨胀的阀门。优选地，将模头内的温度保持为与转移管内的温度基本上相同的温度，并将其选定为使得可膨胀聚合物粒子(如果存在的话)膨胀所需的温度或高于可膨胀聚合物粒子膨胀所需的温度。然而，即使管内的温度足够高以至于能够使得可膨胀聚合物粒子膨胀，转移管内相对较高的压力也防止其膨胀。然而，一旦组合物进入模头，压力下降。压力下降连同来自模头的热传递使得可膨胀聚合物粒子膨胀并且组合物在模头内发泡。随着组合物接近出口，模头内的压力继续进一步下降，从而进一步促进了可膨胀聚合物粒子在模头内的膨胀。保持聚合物通过挤出机及模头出口的流率，使得在通过模头处理聚合物组合物时，模腔中的压力保持足够低以允许可膨胀聚合物粒子在聚合物组合物到达模头的开口之前膨胀并且/或者防止非聚合物中空粒子破碎。
就非聚合物中空粒子而言，控制压力以促进膨胀不适用，并且可从挤出设备中省略齿轮泵以最小化破碎。
泡沫的形状由模头出口的形状决定。尽管可制备多种形状，但通常以连续或不连续片材的形式制备泡沫。如本领域中已知的，挤出模头可为锻模、接触模、轮廓模、环形模或浇注模。
在聚合物组合物离开模头之前，大部分(如果不是所有)聚合物中空粒子部分膨胀或大部分膨胀可为优选的。
所得的泡沫可任选地与衬垫结合，该衬垫为用于保护并且/或者支撑泡沫的临时支撑件。合适的衬垫材料包括有机硅隔离衬件、聚酯膜(例如，聚对苯二甲酸乙二酯膜)和聚烯烃膜(例如，聚乙烯膜)。衬垫和泡沫粘合剂(例如，泡沫层和至少一个粘合剂层)可在一对轧辊之间层压在一起。在层压之后或在挤出之后但在层压之前，将泡沫任选地暴露于来自电子束源的照射以使泡沫交联；也可使用其它照射源(例如，离子束、热照射和紫外线照射)。交联提高了泡沫的内聚强度。
在美国专利号7,879,441(Gehlsen等人)中公开了一种制备闭孔泡沫层的类似过程，该专利以引用方式并入本文。
挤出过程可用于制备“现场发泡”制品，其是指在制品被放置在期望的位置之后，制品膨胀或进一步膨胀的能力。将此类制品定尺寸并放置在凹进区域中或开放表面上，然后暴露于热能(例如，红外线、超声、微波、电阻、电磁感应、对流等)以活化或进一步活化可膨胀聚合物粒子或发泡剂。此类凹进区域可包括介于两个或更多个表面(例如，平行或非平行表面)之间的空间(例如，在两个或更多个相对且间隔开的基底找到的空间)、通孔或腔体。此类开放表面可包括平坦或不平坦的表面，制品在施加到表面之后可在其上膨胀。在活化时，泡沫由于聚合物粒子和/或发泡剂的膨胀而膨胀，从而部分或完全填充凹陷部或空间，或由此增加制品在开放表面上方的体积(例如，高度)。例如，此类制品可用作垫圈或其它间隙密封制品、减振制品、胶带背衬等等。
现场发泡制品也可通过在可膨胀的可挤出组合物中加入化学发泡剂诸如4,4'-氧代双(苯磺酰肼)来制备。发泡剂可在挤出之后活化以使可膨胀聚合物粒子进一步膨胀，由此允许制品填充其放置的区域。
挤出过程也可用于制备具有不同密度区域的图案化泡沫。例如，在制品离开模头的位置下游，可选择性地加热制品，例如，使用图案化辊或红外掩模，以使可膨胀聚合物粒子在制品的指定区域内膨胀。
泡沫还可与一种或多种附加的聚合物组合物结合，例如，以层、条带、杆等形式，优选通过将附加的可挤出聚合物组合物与含中空粒子的可挤出组合物共挤出。
也可能执行共挤出过程，使得可制备两层制品，或者使得制备具有超过三层的制品(例如，10至100层或更多)。还可包括粘结层、底漆层或阻挡层以增强层间粘合力或减少通过该构造的扩散。另外，通过将一部分A材料混合到B层(A/AB)中，可提高具有不同组成的多层(例如，A/B)构造的层间粘合力。根据层间粘合程度将决定B层中A的浓度。还可通过将附加聚合物层层压到泡沫层或任一共挤出聚合物层来制备多层泡沫制品。可使用的其它技术包括利用条带或其它分立结构涂布挤出的泡沫(即，挤出物)。
可在泡沫上执行后处理技术以赋予优异的特性，所述后处理技术可包括层压、压印、挤压涂布、溶剂涂布或定向。泡沫可为单轴或多轴取向的(即，沿一个或多个方向拉伸)以产生泡沫结构。
该方法还可包括交联泡沫和/或粘合剂层。交联可提高所得泡沫的内聚强度。例如，泡沫可在挤出之后暴露于热、光化环境、电离照射或它们的组合以交联泡沫，例如电子束照射。也可通过基于离子交互作用的化学交联方法完成交联。期望可挤出聚合物的交联至少在熔体混合步骤与聚合物通过模头开口离开期间，在发泡之前、期间或之后开始，诸如通过使用热能(即，热活化固化)。另选地或除此之外，可挤出聚合物组合物可在离开模头时交联，例如通过暴露于热、光化环境、或电离照射或它们的组合。也可通过基于离子交互作用的化学交联方法完成交联。可控制交联程度以影响成品泡沫制品的特性。如本文所述，如果挤出的聚合物被层压，则聚合物挤出物可在层压之前或之后交联。用于泡沫的合适的热交联剂可包括环氧树脂和胺。优选，浓度足够低以避免在组合物离开模头之前的过度交联或凝胶形成。
在一个实施方案中，泡沫包括基本上未交联或热塑性聚合物基质材料可能为有利的。泡沫的基质聚合物表现出一定程度的交联也可能为有利的。任何交联都不应显著抑制或防止泡沫膨胀到期望的程度。
已经发现，在闭孔泡沫层中包括吸附剂材料的泡沫粘合剂制品可用于有效地吸附VOC。德国汽车工业协会(Verband der Automobilindustrie(VDA))测试方法VDA 278(2011)：“用于汽车非金属材料表征的有机排放物热解吸分析”为用于测定VOC量的通用方法。换句话讲，该方法可测定存在的VOC的量，但不能识别特定的VOC，除了含碳量少(报告为VOC)或含碳量稍高(报告为FOG)之外。在一个实施方案中，本公开的粘合剂制品具有如通过本文所公开的VOC测试方法I测量的小于1000、500或甚至100的VOC，其一般描述于VDA 278(2011)中。在一个实施方案中，本公开的粘合剂制品具有如通过本文所公开的VOC测试方法I测量的小于100、50、10或甚至5μg/g的FOG，其一般描述于VDA 278(2011)中。其它方法，诸如JASO M902:2011：扩散挥发性有机化合物(VOC)可测定VOC总量以及识别和测定特定VOC化合物的量。
本公开的粘合剂制品可具有各种形式，包括片状、棒或圆柱体。
本文所述的含泡沫粘合剂制品可用于各种应用，包括例如但不限于航空航天、汽车和医疗应用。制品的特性可被设计为满足所需应用的要求。
本公开的示例性实施方案包括但不限于以下实施方案：
实施方案1：一种粘合剂制品，该粘合剂制品包括：
包括挤出热塑性聚合物泡沫和分布于其中的粒子的闭孔泡沫层，其中该粒子包括：
(a)多个中空粒子，其中该中空粒子包括下列中的至少一种：
(i)热塑性膨胀聚合物粒子、(ii)非聚合物粒子、以及(iii)它们的混合物；以及
(b)多个吸附剂粒子，其中吸附剂粒子具有高比表面积。
实施方案2：根据实施方案1所述的泡沫粘合剂制品，其中吸附剂粒子包括下列中的至少一种：活性炭、硅胶、沸石从、以及它们的混合物。
实施方案3：根据前述实施方案中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中多个非聚合物粒子具有至少2000psi的压碎强度。
实施方案4：根据前述实施方案中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中多个热塑性膨胀聚合物粒子包括热塑性聚合物外壳和芯，其中该芯包括下列中的至少一种：液体、气体、以及它们的组合。
实施方案5：根据前述实施方案中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中挤出热塑性聚合物泡沫包括丙烯酸类聚合物，所述丙烯酸类聚合物通过(a)非叔烷基醇的一种或多种单体(甲基)丙烯酸酯，其中烷基醇具有1至20个碳原子，和(b)选自下列的一种或多种单体的聚合而形成：丙烯酸；丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺；N,N-二甲基丙烯酰胺；衣康酸；甲基丙烯酸；丙烯腈；甲基丙烯腈；乙酸乙烯酯；N-乙烯基吡咯烷酮；丙烯酸异冰片酯；丙烯酸氰基乙酯；N-乙烯基己内酰胺、马来酸酐；丙烯酸羟烷基酯；N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯；N,N-二乙基丙烯酰胺；β-羧基丙烯酸乙酯；新癸酸、新壬酸、新戊酸、2-乙基己酸、或丙酸的乙烯基酯；偏二氯乙烯；苯乙烯；乙烯基甲苯；以及烷基乙烯基醚。
实施方案6：根据前述实施方案中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中闭孔泡沫层为压敏粘合剂。
实施方案7：根据实施方案1至5中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中闭孔泡沫层不是压敏粘合剂。
实施方案8：根据实施方案1至5或7中任一项所述的泡沫粘合剂制品，还包括具有压敏粘合剂的压敏粘合剂层，其中该压敏粘合剂层设置在闭孔泡沫层的主表面上。
实施方案9：根据实施方案8所述的泡沫粘合剂制品，其中压敏粘合剂层包括下列中的至少一种：丙烯酸类、增粘丙烯酸类、增粘橡胶基粘合剂、有机硅、聚氨酯、以及它们的组合。
实施方案10：根据实施方案8至9中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中压敏粘合剂粘结到挤出热塑性聚合物泡沫层。
实施方案11：根据实施方案8至10中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中底漆层设置在闭孔泡沫层和压敏粘合剂层之间。
实施方案12：根据实施方案8至11中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中压敏粘合剂设置在闭孔泡沫层的两个相对的主表面上。
实施方案13：根据前述实施方案中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中泡沫粘合剂制品具有通过VOC测试方法I测量的小于1000ppm的VOC。
实施方案14：根据实施方案6至13中任一项所述的泡沫粘合剂制品，还包括剥离衬垫，其中该剥离衬垫接触压敏粘合剂的至少一个主表面。
实施方案15：一种可膨胀泡沫前体组合物，该可膨胀泡沫前体组合物包括：热塑性聚合物基质和分布于其中的粒子，其中该粒子包括：
(a)多个热塑性可膨胀聚合物粒子；以及
(b)多个吸附剂粒子，其中该吸附剂粒子具有高比表面积。
实施方案16：根据实施方案15所述的可膨胀泡沫前体组合物，其中吸附剂粒子包括下列中的至少一种：活性炭、硅胶、沸石、以及它们的混合物。
实施方案17：根据实施方案15至16中任一项所述的可膨胀泡沫前体组合物，其中多个热塑性可膨胀聚合物粒子包括热塑性聚合物外壳和芯，其中该芯包括下列中的至少一种：液体、气体、以及它们的组合。
实施方案18：根据实施方案15至17中任一项所述的可膨胀泡沫前体组合物，还包括多个中空非聚合物粒子。
实施方案19：根据实施方案18所述的可膨胀泡沫前体组合物，其中多个中空非聚合物粒子具有至少2000psi的压碎强度。
实施方案20：根据实施方案15至19中任一项所述的可膨胀泡沫前体组合物，其中热塑性聚合物泡沫包括丙烯酸类聚合物，所述丙烯酸类聚合物通过(a)非叔烷基醇的一种或多种单体(甲基)丙烯酸酯，其中烷基醇具有1至20个碳原子，和(b)选自下列的一种或多种单体的聚合而形成：丙烯酸；丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺；N,N-二甲基丙烯酰胺；衣康酸；甲基丙烯酸；丙烯腈；甲基丙烯腈；乙酸乙烯酯；N-乙烯基吡咯烷酮；丙烯酸异冰片酯；丙烯酸氰基乙酯；N-乙烯基己内酰胺、马来酸酐；丙烯酸羟烷基酯；N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯；N,N-二乙基丙烯酰胺；β-羧基丙烯酸乙酯；新癸酸、新壬酸、新戊酸、2-乙基己酸、或丙酸的乙烯基酯；偏二氯乙烯；苯乙烯；乙烯基甲苯；以及烷基乙烯基醚。
实施方案21：一种制备泡沫粘合剂制品的方法，该方法包括：
将组合物挤出以形成闭孔泡沫层，该组合物包括：(i)热塑性聚
合物、(ii)多个中空粒子，其中该中空粒子包括下列中的至少一种：
热塑性可膨胀聚合物粒子、非聚合物粒子、以及它们的混合物；以
及(iii)多个吸附剂粒子，其中吸附剂粒子具有高比表面积。
实施方案22：根据实施方案21所述的方法，其中将压敏粘合剂挤出到闭孔泡沫层上。
实施方案23：根据实施方案21至22中任一项所述的方法，其中吸附剂粒子包括下列中的至少一种：活性炭、硅胶、沸石、以及它们的组合。
实施方案24：根据实施方案21至23中任一项所述的方法，其中多个非聚合物粒子具有至少2000psi的压碎强度。
实施方案25：根据实施方案21至24中任一项所述的方法，其中多个热塑性可膨胀聚合物粒子包括热塑性聚合物外壳和芯，其中该芯包括下列中的至少一种：液体、气体、以及它们的组合。
实施方案26：根据实施方案21至25中任一项所述的方法，还包括在闭孔泡沫层的至少一个主表面上施加压敏粘合剂。
实施例
除非另外指明，否则在这些实施例和说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计，并且实施例中使用的所有试剂均得自(或可得自)普通化学品供应商，诸如(例如)密苏里州圣路易斯西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,Saint Louis,Missouri)，或者可通过常规方法合成。
材料
测试方法
1)VOC测试方法I
挥发性有机排放物(VOC)和FOG特性的分析使用马克斯统一热解吸(英国威尔士兰特里森特马克斯国际有限公司)/Agilent 6890/5973GC/MS(加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司)仪器根据德国汽车工业协会(Verband der Automobilindustrie(VDA))测试方法VDA 278(2011)：“用于汽车非金属材料表征的有机排放物热解吸分析”来完成，并进行以下修改。初始测试后7天后未评估样品。甲苯和十六烷分别用作VOC和FOG测量的替代标准。在减去所使用的衬垫和背衬的质量之后计算泡沫的样品质量。运行两个样品并报告较高的值。
A.仅泡沫
在制备的48小时内，将储存在塑料袋中的泡沫制品卷从袋中取出，从中切下样品，并将第二剥离衬垫施加到暴露的泡沫表面并用塑料刮板将其手动磨平。所得层压制品中的一些利用电子束辐射处理，其它不作处理。在这两种情况下，层压制品均用铝箔包裹，胶带封闭，并在室温下储存44天。接下来，从箔移除层压制品，切割约2毫米宽、2至3厘米长的测试样品，称重，移除一个剥离衬垫，将暴露的泡沫表面施加到预称重的未涂底漆的聚酯膜背衬片上，并移除第二剥离衬垫。然后，将所得未涂底漆的聚酯膜/泡沫构造沿其长度折叠成“V”形，并放置在6.35毫米(0.25英寸)直径的玻璃管的中间部分内并置于热解吸系统中。使用两个剥离衬垫的组合重量以计算泡沫样品本身的质量。测试也单独对两个未涂底漆的聚酯膜以及空玻璃管完成。在数据分析中使用该信息来获得单独泡沫质量的测试结果，无论是否使用电子束处理。结果以微克(μg)VOC/克(g)泡沫来报告。
B.具有压敏粘合剂表层的泡沫
将储存在塑料袋中的泡沫制品卷从袋中取出并从中切下样品。如上文“1A仅泡沫”所述，一些样品立即用第二剥离衬垫覆盖在它们的暴露表面上。对于一些样品，泡沫层的一面或两面设置有压敏粘合剂的表层，如下文“层压压敏粘合剂表层(一个或多个)”所述。所有这些样品均利用剥离衬垫覆盖泡沫和粘合剂表面，并利用铝箔包裹，胶带封闭，储存15天，然后如上文“1A仅泡沫”中所述来测试。结果以微克(μg)VOC/克(g)泡沫和粘合剂层(一个或多个)(如果存在的话)来报告。
2)VOC测试方法II
通过从储存泡沫制品卷的塑料袋中取出泡沫制品卷，从中切下样品，并将第二剥离衬垫施加到暴露的泡沫表面并用塑料刮板将其手动磨平来制备泡沫样品。所得层压制品中的一些利用电子束辐射处理，其它不作处理。在这两种情况下，层压制品均用铝箔包裹，胶带封闭，并在室温下储存11天，如上文“1A仅泡沫”所述。接下来，将层压制品移除，并且通常根据JASO M902:2011：扩散挥发性有机化合物(VOC)制备并分析测试样品和标准。
测量100平方厘米的样品被切割并称重。在移除两个剥离衬垫之后，将每个样品放置在铝箔与无绒纸巾之间。然后，将样品放入10升聚(偏二氟乙烯)气体取样袋(可从宾夕法尼亚州Eighty-Four的SKC公司购得)中，然后将其充满氮气，热密封并放入维持恒温80℃的烘箱中2小时，然后评估内容物。使用两个剥离衬垫的组合重量以计算泡沫样品本身的质量。在数据分析中使用该信息来获得单独泡沫质量的测试结果，无论是否使用电子束处理。用于VOC测量所收集的气体体积为1升，用于羰基测量所收集的气体体积为2升。
挥发性有机排放物(VOC)的分析通常使用马克斯统一热解吸(英国威尔士兰特里森特马克斯国际有限公司)/Agilent 6890/5973GC/MS(加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司)仪器和氦作为载气根据日本汽车标准JASO M902:2011：“汽车部件-内部部件和材料-扩散挥发性有机化合物(VOC)的测量方法”来完成。使用具有已知浓度的相同VOC的比较样品计算各个VOC组分的量。使用十六烷的替代标准计算总VOC值，并将其作为在己烷与十六烷之间洗脱的材料的总和。
衍生的羰基化合物(例如，乙醛)的分析使用具有C18反相蒸馏柱的安捷伦1200LC(加利福尼亚州圣克拉拉市安捷伦科技公司)/G1946四极型MS仪器来完成。使用甲酸铵水和乙腈梯度的混合物洗脱化合物。羰基衍生物可通过监测质量选择检测器中它们的铵加合物的质量来检测。相对于购买的衍生物的标准完成定量并且结果以游离醛计算。结果以毫克(mg)VOC/每平方米(m2)样品来报告。
用作泡沫的热熔融组合物
如美国专利号5,804,610中所述，将两片EVA膜热密封在侧边缘和底部以在液体形式，填充和密封机器上形成矩形包装。将其填充具有90份2EHA、10份AA、0.15份IRGACURE651和0.04份IOTG的压敏粘合剂泡沫前体组合物。然后，将填充的包装在横向的顶部热密封以形成长约14.0厘米、宽5.0厘米、厚0.5厘米并包括约25克组合物的包装。然后，将包装放置在维持在约16℃至32℃(61℉至90℉)之间的水浴中并暴露于来自UV-A光源(其90％的发射介于300到400纳米之间并且峰值发射在350和400纳米之间)的紫外线照射21分钟以提供约2150毫焦耳/平方厘米的计算总UV-A能量。
泡沫制备
使用Bonnot单螺杆挤出机将UV辐射的包装送入双螺杆挤出机中，其中圆筒和软管温度设定在约93℃。如果使用，使用粉末进料器将活性炭、炭黑和可膨胀微球供应到双螺杆挤出机。双螺杆挤出机的直径为25毫米，长度直径比为46，以每分钟200转的速度运行，并配备有九个使用下表1所示的温度设定点的区域。该表还示出了进料速率和加入点。将挤出的材料沉积到在两侧上具有有机硅涂层的聚酯膜剥离衬垫上。当熔融混合物离开模头时，熔融混合物中的可膨胀微球膨胀以提供具有约1.0毫米(0.040英寸)厚度的泡沫制品。将其卷起并储存在塑料袋中直至进一步使用。
表1：挤出机条件
区域 温度设定点(℃) 输入材料和加入的速率
1 125 4.54千克/小时下的热熔融组合物(10磅/小时)
2 125
3 125 在一些情况下施加真空(参见实施例)
4 125 各种进料速率下的活性炭或炭黑(参见实施例)
5 125
6 125
7 125 0.14千克/小时下的可膨胀微球(0.31磅/小时)
8 153
9 153
齿轮泵 125
软管 193
输出模头 193
压敏粘合剂表层(一个或多个)的层压
在一些情况下，泡沫如下所述地在一侧或两侧上设置有粘合剂表层。使6035转印带的暴露粘合剂表面与泡沫的表面接触并使用2千克(4.4磅)橡胶辊和手压的方式使它们紧密接触。
电子束辐射
使用电子束发生设备(型号CB 300，可从美国马萨诸塞州威尔明顿市的能源科学公司购得)在设备的惰化室中以220千伏的加速电压和6或12兆拉德吸收剂量将一些泡沫的两侧依次暴露于电子束辐射。
实施例
表2示出了通过VOC测试方法I(方法A)测试的各种泡沫的VOC水平。对于每个实施例，报告了在挤出期间是否施加了真空以及活性炭或炭黑的量(如果使用的话)。表2还示出了无电子束暴露和6兆拉德或12兆拉德电子束暴露的泡沫制品上的VOC水平。
表2
注意：所有实施例和比较例含有3重量％的可膨胀微球。NT表示未测试。
表3示出了通过VOC测试方法I(方法B)测试的各种实施例的VOC和FOG水平。对于每个实施例，如果使用，则将活性炭或炭黑的量连同PSA表层一起报告。
表3
注意：除比较例8外，表3中的实施例和比较例均含有3重量％的可膨胀微球，并且均未用电子束辐射处理。
注意：比较例8为仅PSA层，无泡沫层。
注意：实施例1和比较例2和3的结果来自表2：VDA-方法A。
表4示出了通过VOC测试方法II测试的各种实施例的VOC水平。比较例9至比较例11不包括任何活性炭，并且暴露于不同水平的电子束照射，如表4中所示。实施例6包括8重量％的活性炭并且以6兆拉德电子束处理。表4中报告了总VOC连同各种挥发性化合物的量。
表4
注意：实施例和所有比较例含有3重量％的可膨胀微球。
在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本发明的可预知修改和更改对于本领域中那些技术人员来说将显而易见。本发明不应受限于本申请中为了说明目的所示出的实施方案。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾，则将以所写的本说明书为准。

Claims (14)

1.一种泡沫粘合剂制品，所述泡沫粘合剂制品包括：
闭孔泡沫层，所述闭孔泡沫层包括挤出热塑性聚合物泡沫和分布于其中的粒子，其中所述粒子包括：
(a)多个中空粒子，其中所述中空粒子包括下列中的至少一种：(i)热塑性膨胀聚合物粒子、(ii)非聚合物粒子、以及(iii)它们的混合物；以及
(b)多个吸附剂粒子，其中所述吸附剂粒子具有高比表面积。
2.根据权利要求1所述的泡沫粘合剂制品，其中所述吸附剂粒子包括下列中的至少一种：活性炭、硅胶、沸石、以及它们的混合物。
3.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述多个非聚合物粒子具有至少2000psi的压碎强度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述多个热塑性膨胀聚合物粒子包括下列中的至少一种：热塑性聚合物外壳和芯，其中所述芯包括下列中的至少一种：液体、气体、以及它们的组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述挤出热塑性聚合物泡沫包括丙烯酸类聚合物，所述丙烯酸类聚合物通过(a)非叔烷基醇的一种或多种单体(甲基)丙烯酸酯，其中所述烷基醇具有1至20个碳原子，和(b)选自下列的一种或多种单体的聚合而形成：丙烯酸；丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺；N,N-二甲基丙烯酰胺；衣康酸；甲基丙烯酸；丙烯腈；甲基丙烯腈；乙酸乙烯酯；N-乙烯基吡咯烷酮；丙烯酸异冰片酯；丙烯酸氰基乙酯；N-乙烯基己内酰胺、马来酸酐；丙烯酸羟烷基酯；N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯；N,N-二乙基丙烯酰胺；β-羧基丙烯酸乙酯；新癸酸、新壬酸、新戊酸、2-乙基己酸、或丙酸的乙烯基酯；偏二氯乙烯；苯乙烯；乙烯基甲苯；以及烷基乙烯基醚。
6.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述闭孔泡沫层为压敏粘合剂。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述闭孔泡沫层不是压敏粘合剂。
8.根据权利要求1至5中任一项或权利要求7所述的泡沫粘合剂制品，还包括具有压敏粘合剂的压敏粘合剂层，其中所述压敏粘合剂层设置在所述闭孔泡沫层的主表面上。
9.根据权利要求8所述的泡沫粘合剂制品，其中所述压敏粘合剂层包括下列中的至少一种：丙烯酸类、增粘丙烯酸类、增粘橡胶基粘合剂、有机硅、聚氨酯、以及它们的组合。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述压敏粘合剂粘结到所述挤出热塑性聚合物泡沫层。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中底漆层设置在所述闭孔泡沫层和所述压敏粘合剂层之间。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的泡沫粘合剂制品，其中所述压敏粘合剂设置在所述闭孔泡沫层的两个相对的主表面上。
13.一种可膨胀泡沫前体组合物，所述可膨胀泡沫前体组合物包括：热塑性聚合物基质和分布于其中的粒子，其中所述粒子包括：
(a)多个热塑性可膨胀聚合物粒子；以及
(b)多个吸附剂粒子，其中所述吸附剂粒子具有高比表面积。
14.一种制备泡沫粘合剂制品的方法，所述方法包括：
将组合物挤出以形成闭孔泡沫层，所述组合物包括：(i)热塑性聚合物、(ii)多个中空粒子，其中所述中空粒子包括下列中的至少一种：热塑性可膨胀聚合物粒子、非聚合物粒子、以及它们的混合物；以及(iii)多个吸附剂粒子，其中所述吸附剂粒子具有高比表面积。
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