CN109952354A - 粘合剂制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造粘合剂制品的方法包括三个步骤。首先，提供具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其上设置有相应的第一有机硅剥离层和第二有机硅剥离层。所述第二有机硅剥离层还包含有机溶剂和由下式表示的化合物：R1表示具有2至40个碳原子的一价、二价或三价烃基团或共价键。Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团。X1表示‑NH‑或共价键。其次，将粘合剂层设置到第一有机硅剥离层上。第三，将所述粘合剂层暴露于含有氧气的处理室内的E‑束辐射，以提供交联的粘合剂层。还公开了通过所述方法和所述化合物制备的粘合剂制品。

Description

粘合剂制品及其制备方法
技术领域
本公开广义上涉及氟化组合物、粘合剂制品及其制备方法。
背景技术
胶带有很多种；例如，单面胶带或双面胶带，通常卷绕成卷。双面胶带(也称为“粘合剂转印带”)在两侧上具有粘合性，通常由衬片覆盖以保护粘合剂，该衬片在将粘合剂层粘结到基底之前被除去。在一些实施方案中，使用双面剥离衬片，其中第一剥离层涂覆在背衬的第一主表面上，并且第二剥离层涂覆在背衬的与第一主表面相反的第二主表面上。通常，第一剥离层和第二剥离层被设计成具有不同的剥离性能，以便于以卷的形式分配带。例如，第一剥离层可比第二剥离层稍微更紧密地粘结到粘合剂层，以实现卷的干净展开。
制备双面胶带的方法可相对简单，并且一种制备方法和所得结构如下。将一层粘合剂组合物准备好并通过一些可接受的方法挤出或以其它方式涂覆到剥离衬片的第一剥离层上。对于高性能胶带，然后经常交联粘合剂组合物(例如，化学地、通过可见光或紫外光、或通过电子束辐射)。接下来，将双面剥离衬片和粘合剂构造卷绕成卷，使得粘合剂层夹在第一剥离层和第二剥离层之间。
通过该方法制造双面胶带是理想的，但是当使用电子束(“E-束”)辐射来交联粘合剂聚合物时会遇到明显的问题。E-束辐射作为交联方法是有利的，因为它有效地交联具有大量颜料或填料的粘合剂聚合物，和/或更大厚度的粘合剂膜。在具有单个双面衬片的带构造中，通常需要执行电子束(E-束)曝光步骤，其中有机硅剥离层的主表面暴露(暴露表面)到E-束处理室的周围环境。如果在卷绕成卷之前将有机硅剥离层的暴露表面暴露于E-束辐射(“E-束处理”)，则粘附到粘合剂层本身的有机硅剥离层的剥离性质通常以有害的方式改变。
此外，在这种构造中，粘合剂层和随后卷绕到其上的剥离层之间的粘结趋于随时间增加，导致不可预测的产品性能。这会在最终产品中产生不期望的情况，其中粘合剂层与两个剥离层的粘合性是相当的，导致所谓的“衬片混淆”。在一些情况下，甚至不能除去剥离衬片。这被称为“衬片粘连”。即使当粘合剂材料被直接进行E-束处理时(即，不通过剥离衬片)，如果辐射穿透衬片，则有机硅剥离层的与粘合剂材料相反的侧面通常会受到影响。
该问题的一个解决方案是在临时衬片上制造双面胶带，用E-束辐射交联粘合剂，并然后在临时剥离衬片被包装到最终产品中之前用另一个剥离衬片替换它。然而，这种解决方案是不可接受的，因为它增加了工艺的复杂性，增加了工艺的浪费，并增加了另一个衬片的额外成本。因此，需要一种可进行E-束处理的剥离衬片，同时仍然保持基本上相同的预电子束处理的剥离特性，使得在消费者可使用最终产品之前不需要替换它。
发明内容
不希望受理论束缚，申请人认为电子束暴露在粘合剂层的开口侧(如上所述)和暴露的有机硅剥离层的不利影响导致形成各种化学物质(例如，过氧化物基团和/或过氧基)，其随着时间的推移，化学转化粘合剂和剥离材料表面以及它们的界面，从而有助于解决上面列举的问题。
有利地，本公开描述了克服上述问题的方法，而无需昂贵的临时剥离衬片。
因此，在一个方面，本公开提供了一种制备粘合剂制品的方法，该方法包括如下步骤：
提供具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在第二主表面上，并且其中第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
足以溶解第二有机硅剥离层中的化合物的至少一部分的量的有机溶剂；
足以溶解第二有机硅剥离层中的化合物的至少一部分的量的有机溶剂；
将粘合剂层设置到所述第一有机硅剥离层上；以及
将至少所述粘合剂层暴露于处理室内的电子束辐射，从而提供交联的粘合剂层，其中所述处理室含有氧，其中所述第二有机硅剥离层在所述粘合剂层的交联期间暴露于氧。
在另一方面，本公开提供了根据本公开的前述方法制备的粘合剂制品。
在另一个方面，本公开提供了一种粘合剂制品，该粘合剂制品包括：
具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在第二主表面上，并且其中第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
夹置在第一剥离层和第二剥离层之间的粘合剂层。
如本文所用：
化学基团“Me”是指甲基。
术语“部分”是指分子的邻接部分，其可以是一价基团或多价基团(例如，二价基团)。
术语“压敏粘合剂”(PSA)是指这样的粘合剂：其特征在于在室温(例如，20摄氏度(℃))下通常发粘，并且通过施加至多非常轻的手指压力即形成与表面的粘结。PSA具有粘弹性和弹性特性的平衡，这导致粘合性、内聚性、拉伸性和弹性的四倍平衡。它们具有足够的内聚力和弹力，使得即使它们是发粘的，它们也可经处理并从表面移除，而不留下残余物。PSA不仅仅因为组合物是粘性的或能够粘附到基底而包含这些组合物。
在提及化学物质(例如，基团或分子)时的术语“全氟化”意指物质中的所有氢原子已被氟取代。
术语“硅化剥离衬片”是指在其相反的主表面上具有有机硅剥离层的衬片(例如，胶带或片材)。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
图1是根据本公开的示例性双面胶带的垂直截面的示意图。
图2是将双面胶带卷绕成卷的示例性方法的示意图。
图3是根据本公开的用于制备双面胶带的示例性方法的示意图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
图1描绘了双面胶带10在其制造之后并且在其被包装之前的一种构造的垂直截面。双面胶带10包括粘合剂层12。可用于粘合剂层12的聚合物将在下面更全面地讨论。粘合剂层12通常形成为片状并且具有第一表面11和第二表面13。当制造双面胶带10时，制造的方法使粘合剂层12的第一表面11不被覆盖。
双面胶带10还包括硅化剥离衬片20。硅化剥离衬片20包括背衬21。用于背衬21的合适材料将在下面更全面地讨论。背衬21具有第一表面23和第二表面24。硅化剥离衬片20包括第一有机硅剥离层22和第二有机硅剥离层25。而图1显示具有第一有机硅剥离层22的硅化剥离衬片20，背衬21可具有足够的衬片剥离，使得第一有机硅剥离层22不是必需的。如果使用，则将第一有机硅剥离层22施加到背衬21的第一表面23。将第二有机硅剥离层25施加到背衬21的第二表面24。第一有机硅剥离层22具有紧邻粘合剂层12的第二表面13的剥离侧27、和背衬侧28。第一有机硅剥离层22的剥离侧27还限定硅化剥离衬片20的第一表面23。第二有机硅剥离层25具有背衬侧29和非背衬侧30。第二有机硅剥离层25的非背衬侧30还限定硅化剥离衬片20的第二表面32。第一有机硅剥离层22和第二有机硅剥离层25可由相同或不同的材料组成。优选地，第一有机硅剥离层和第二有机硅剥离层(22，25)由不同的材料组成。
图2描绘了准备用于包装的双面胶带10的一种方法。双面胶带10自身卷绕成卷，以形成可包装制品50。在使用中，将双面胶带展开，任选地切割，并以粘合剂层12的暴露侧(上面讨论的第一侧11)施加到表面，然后除去背衬21。任选地，在去除背衬21之后，将粘合剂层12的第二面13施加到第二表面。这种形成可包装制品50的方法导致双面胶带10的一部分与双面胶带10的其它部分相互作用。一旦双面胶带10开始自身卷绕，粘合剂层12的第一表面11与第二有机硅剥离层25的非背衬侧30(也称为硅化剥离衬片20的第二表面32)接触。
当可包装制品50被展开以使用双面胶带10时，第二有机硅剥离层25的非背衬侧30与粘合剂层12的第一表面11的接触变得重要。期望粘合剂层12和硅化剥离衬片20保持通过粘合剂层12的第二表面13而不是第一表面11接触。因此，硅化剥离衬片20在其从粘合剂层12的第二表面13剥离之前应优选从第一表面11剥离。因此，硅化剥离衬片20应该具有从粘合剂层12的第一表面11的衬片剥离，其与从粘合剂层12的第二表面13的衬片剥离充分不同。硅化剥离衬片20的第二表面32和粘合剂层12被构造成使得产生这种不同的效果。优选地，来自第一剥离层和第二剥离层的剥离力的比率为至少2:1，更优选至少3:1。
图3示意性地描绘了制备双面胶带10并将其形成为可包装制品50的一种方法。将粘合剂层12从分配器101分配到硅化剥离衬片20上。接下来，将硅化剥离衬片20和粘合剂层12在一对夹辊102之间层合在一起，以形成双面胶带10。然后，双面胶带10通过硅化剥离衬片20暴露于来自辐射源103的辐射，以引起粘合剂层12的交联。辐射源103优选地是E-束源。然后通过自身卷绕形成卷，将双面胶带10形成为可包装的制品50。
硅化剥离衬片具有带有相反的第一主表面和第二主表面(23，24)的背衬。第一有机硅剥离层和第二有机硅剥离层(22，25)设置在背衬21的相应表面上。
用于背衬21的合适材料包括例如聚合物膜诸如聚酯膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)和聚烯烃膜(例如，聚乙烯膜、聚丙烯膜、双轴取向的聚丙烯膜(BOPP膜))、金属化膜、密封纸(例如，聚乙烯涂覆的纸、金属化纸和粘土涂覆的纸)和纸材。
背衬21的第一表面23上的第一有机硅剥离层22可包含常规的有机硅剥离材料，包括本领域已知的那些，例如使用以下固化机理的化学物质：缩合固化(例如，水解)、加成固化(例如，基于硅氢化)、自由基固化、阳离子固化和触发的缩合固化。关于这些有机硅化学的细节可见于例如美国专利4,504,645(Melancon)、4,600,484(Drahnak)和7,279,210(Hulteen等人)，PCT公开WO 98/40439(Liu等人)，以及压敏粘合剂技术手册，第三版，第23章和第24章，范诺斯特兰德瑞因霍德公司，1989年(Handbook of Pressure SensitiveAdhesive Technology,3rd ed.,Chapters 23and 24,Van Nostrand Reinhold Co.,Inc.(1989))中。
背衬21的第二表面24上的第二有机硅剥离层25也可包括常规的有机硅剥离材料。优选地，第二有机硅剥离层材料包含紧密交联的硅氧烷网络，其具有最小的极性或反应性官能团，尤其是自由基反应性官能团。已知当聚合物暴露于E-束辐射时，化学键断裂将从被照射的聚合物中的激发态发生，这导致自由基形成。形成的自由基具有短寿命并且将与其它自由基重新结合以失去其反应性，与聚合物反应或与其它官能团反应以产生具有更长寿命的自由基。例如，相对长寿命的自由基可进一步与分子氧反应，并且当被照射的材料暴露于含氧环境(即辐射-氧化)时，得到相对稳定的过氧化物化合物。
这样形成的过氧化物具有相对更长的寿命，因此它们可能够迁移到粘合剂剥离界面以进一步与粘合剂反应(或相互作用)。这导致更高的衬片剥离值(意味着需要相对不期望的高退绕力)或衬片粘连。为了使衬片粘连最小化并使第二有机硅剥离层25以所需方式起作用，有机硅剥离层材料应含有最小的自由基反应性官能团，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基和硅氢化物官能团。
本发明人出乎意料地发现，涂覆有含有某些氟化添加剂的有机硅剥离组合物的剥离衬片在将剥离层暴露于电子束辐射后提供可接受的剥离。
有机硅或聚二甲基硅氧烷是最重要和广泛使用的剥离材料。为了减少或避免有机硅转移到粘合剂层，有机硅剥离层通常是交联的。交联可以是物理交联或化学交联。在该专利申请中，化学交联也称为“固化”。
在有机硅固化化学品中，自由基固化、加成固化和缩合固化都可提供交联网络。
交联的有机硅通常衍生自至少一种相应的反应性有机硅前体，该前体包含两个或更多个反应性基团。反应性基团优选地包括环氧基、丙烯酸酯基团、硅烷基团、硅烷醇基团或烯键式不饱和(例如，乙烯基或己烯基)基团。包含两个或更多个环氧基或丙烯酸酯基团的有机硅前体将通常能够均聚而不需要单独的交联剂。包含两个或更多个硅烷醇基团或烯键式不饱和基团的有机硅前体使用单独的交联剂，诸如氢化物官能化的有机硅交联剂。或者，硅烷醇、烷氧基硅烷或酰氧基硅烷官能化的有机硅前体可与烷氧基官能化的交联剂反应，如在美国专利No.6,204,350(Liu等人)中所描述的。
在一些实施方案中，有机硅基前体的官能团之间的数均分子量小于约500000g/mol，优选小于约20000g/mol或更少。在一些实施方案中，官能团之间的数均分子量为至少约500g/mol，并且通常为至少约2,000g/mol。
合适的环氧基官能化的有机硅前体描述于例如美国专利No.4,279,717(Eckberg等人)和5,332,797(Kessel等人)中。环氧基官能化的有机硅前体的示例包括例如，可以SILFORCE UV 9400、SILFORCE UV 9315、SILFORCE UV 9430、SILFORCE UV 9600获得的那些，全部可购自俄亥俄州哥伦布市的迈图公司(Momentive,Columbus,Ohio)，以及以SILCOLEASE UV200系列购自新泽西州东布朗斯维克的蓝星硅氧烷公司(BluestarSilicones,East Brunswick,New Jersey)。
合适的丙烯酸酯官能化的有机硅前体在例如美国专利No.4,348,454(Eckberg)中有所描述。丙烯酸酯官能化的有机硅前体的示例包括例如，可以SILCOLEASE UV100系列获得的那些，得自蓝星硅氧烷公司(Bluestar Silicones)，以及可以TEGO RC 902、TEGO RC922和TEGO RC 711获得的那些，得自新泽西州帕西帕尼市的伊诺力克工业股份有限公司(Evonik Industries,Parsippany,New Jersey)。
合适的硅烷醇官能化的有机硅聚合物是众所周知的，并且可从各种来源获得，包括例如可以DMS-S12和DMS-S21从宾夕法尼亚州莫里斯维尔的Gelest公司(Gelest,Inc.,Morrisville,Pennsylvania)获得的那些。
合适的烯键式不饱和官能化的有机硅前体包括具有侧链乙烯基基团和/或末端乙烯基基团的聚二甲基硅氧烷，以及具有侧链己烯基基团和/或末端己烯基基团的聚二甲基硅氧烷。合适的己烯基官能化的有机硅在例如美国专利No.4,609,574(Keryk等人)中有所描述。己烯基官能化的有机硅的示例包括例如，可以SYL-OFF 7677得自密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning,Midland Michigan)的那些。合适的乙烯基官能化的有机硅在例如美国专利No.3,814,731(Nitzsche等人)和4,162,356(Grenoble)中有所描述，并且可从很多种来源获得。乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷的示例包括可以DMS-V21(分子量＝6000)和DMS-V25(分子量＝17,200)得自盖勒斯特公司(Gelest Inc.)的那些。合适的乙烯基官能化的有机硅聚合物也可以SYL-OFF得自道康宁公司(Dow Corning)。包含末端封端的和侧链乙烯基官能化的有机硅聚合物的示例性材料为得自道康宁公司(Dow Corning)的SYL-OFF7680-020聚合物。
合适的氢化物官能化的有机硅交联剂描述于，例如，美国专利No.3,814,731(Nitzsche等人)和4,162,356(Grenoble)中。合适的交联剂是熟知的，并且本领域的普通技术人员将能够容易地选择合适的交联剂，包括识别此类交联剂上的合适的官能团，以用于与多种有机硅基聚合物一起使用。例如，氢化物官能化的交联剂可以SYL-OFF得自道康宁公司(Dow Corning)，包括以SYL-OFF 7048和SYL-OFF7678获得的那些。其它示例性的氢化物官能化的交联剂包括可以SS4300C和SL4320获得的那些，购自纽约州奥尔巴尼迈图性能材料公司(Momentive Performance Materials,Albany,New York)。
氢化物官能化的有机硅交联剂的氢化物当量通常为至少约60克/当量(g/eq)，并且通常不大于约150g/eq。
在包含硅烷醇官能化的有机硅前体和氢化物官能化的交联剂的实施方案中，氢化物基团与硅烷醇基团的当量比率优选地为至少约1.0(1:1)并且常常为不超过约25.0(25:1)。
在包含烯键式不饱和官能化的有机硅前体和氢化物官能化的交联剂的实施方案中，氢化物基团与烯键式不饱和基团的当量比率优选地为至少约1.0(1:1)，并且更优选地为至少约1.1。该当量比率通常不超过约2.0(2:1)并且更通常不超过约1.5。
合适的烷氧基官能化的交联剂以及交联条件，包括交联剂的相对量，在美国专利No.6,204,350(Liu等人)中有所描述。
本文所述的交联的(例如固化的)有机硅可衍生自使用催化剂交联的一种或多种反应性有机硅前体。合适的催化剂的示例在例如美国专利No.5,520,978(Boardman等人)中有所描述。优选地，催化剂为用于乙烯基官能化的有机硅和己烯基官能化的有机硅的铂催化剂或铑催化剂。优选地，催化剂为用于硅烷醇官能化的有机硅的锡催化剂。可商购获得的铂催化剂的示例包括但不限于可以商品名SIP6831.2(二甲苯中的铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷催化剂络合物；2.1重量％至2.4重量％铂浓度)购自盖勒斯特公司(Gelest Inc.)的那些。Pt的量通常为按重量计约60份每一百万份至约150份每一百万份(ppm)。
用于制备有机硅剥离层的其它组分包括例如，抑制剂，例如马来酸二烯丙酯抑制剂，其可以SL 6040-D1 01P得自迈图公司(Momentive)；MQ树脂，诸如可以SYL-OFF7210RELEASE MODIFIER得自道康宁公司(Dow Corning)的那些；以及固着添加剂，诸如可以SYL-OFF 297得自道康宁公司(Dow Corning)的那些。
通过在有机硅剥离层制剂例如根据本公开的粘合剂制品中的第一有机硅剥离层中包含至少一种由下式I表示的化合物，实现了在存在氧气的情况下暴露于电子束辐射的硅化剥离衬片改善的剥离稳定性：
R1表示具有2至40个碳原子，优选地2至20个碳原子，并且更优选地2至10个碳原子的直链或支链烃基基团(不含杂原子取代)。R1可为例如直链、支链和/或环状的、饱和或不饱和的。R1可为芳族或脂族的。在一些实施方案中，R1为具有1至40个碳原子，优选地2至30个碳原子，并且更优选地2至10个碳原子的式–CnH2n+1的直链烷基基团，其中n为1至40，优选地2至30，并且更优选地2至20。
在其他实施方案中，R1为芳基基团，诸如例如苯基、萘基、蒽基、菲基、苯并萘基和芴基。芳基基团还可被一个或多个烷基基团取代。
X1表示-NH-或共价键。在一些优选的实施方案中，X1为共价键，并且R1为芳基基团。
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团。示例包括全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基、全氟叔丁基、全氟正戊基、全氟仲戊基和全氟新戊基。在优选的实施方案中，Rf为直链全氟丁基基团。
根据式I的化合物可使用已知的有机反应来制备，诸如例如美国专利5,451,622(Boardman等人)中所公开的那些。优选的制备方法是通过含氟代脂族基团的磺酰氟RfSO2F与哌嗪反应，之后使所得的含氟代脂族基团的磺酰基哌嗪与各种有机反应物反应。
用于制备含氟代脂族基团的哌嗪化合物的代表性反应方案概述于下文中，其中Rf如上文对于式I所述的，并且其中X为离去基团，诸如例如卤素(例如，Cl、Br、I；作为卤离子离去)或甲苯磺酰氧基(作为甲苯磺酸盐离去)，并且R1连同所示部分的其余部分(最多但不包括所示哌嗪)为如上文对于式I所定义的R1。
其他合适的方法在本领域的普通技术人员的能力范围内。
可使用任何合适的方法涂覆背衬上的有机硅剥离层。典型的有机硅剥离层重量大于0.2g/m2，并且更通常为0.7g/m2至2.5g/m2。用经过E-束处理的硅化剥离衬片观察到的衬片剥离值随涂层重量和所用的特定背衬两者变化。
式I的化合物以有效地基本上消除衬片混淆的总量被包含在第二有机硅剥离层中。优选地，化合物以0.1重量％至10重量％，更优选地0.1重量％至6重量％，并且甚至更优选地0.5重量％至6重量％的量被包含在第二有机硅剥离层中，但也可使用其他量。
由于式I的化合物在无溶剂帮助的情况下一般不溶于第二有机硅剥离层中，因此有机溶剂至少以足以在第二有机硅剥离层中溶解式I的化合物的一些(优选地全部)的量被提供于第二有机硅剥离层中。
合适的有机溶剂包括酮、酯、醇、酰胺、醚和烃。有机溶剂的示例包括丙酮和较低分子量的醚和/或醇，诸如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、丙三醇、乙二醇、三甘醇、丙二醇、乙二醇单甲醚或乙二醇单乙醚或者丙二醇单甲醚或丙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚或二乙二醇乙醚或者二丙二醇甲醚或二丙二醇乙醚、乙二醇二甲醚或丙二醇二甲醚、甲基异丁醚、和三乙二醇单甲醚或三乙二醇单乙醚或者三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸溶纤剂和山梨糖醇乙酸酯。有机溶剂可单独使用或作为两种或更多种有机溶剂的混合物来使用。有机溶剂可与水混合；然而，超出外来量的水量可能是不可取的。
在一些实施方案中，基于第二有机硅剥离层的总重量计，第二有机硅剥离层包含0.1％至30％，优选地0.1％至20％，并且更优选地1％至30％的有机溶剂；然而，这不是必需的。
添加剂，例如填料、抗氧化剂、粘度调节剂、颜料、剥离改性剂可添加到第一有机硅剥离层和第二有机硅剥离层(22和25)中达到它们基本上不会有害地改变最终产品的所需的性能的程度。
一旦选择有机硅剥离层制剂，将组分混合并递送至涂布机。有用的涂覆方法包括例如棒涂；辊涂(例如凹版涂布，胶印凹版涂布(也称为3辊涂布)和5辊涂布)；喷涂；帘式涂布；和刷涂。
将有机硅剥离层制剂从有机溶剂直接涂覆到背衬上。有用的背衬包括但不限于聚酯(例如PET)，聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、双轴取向聚丙烯(BOPP))，聚涂层纸，金属化纸，粘土密封纸和金属化膜。可例如用底漆、电晕处理或火焰处理进一步处理背衬的表面以增强有机硅剥离层化学或物理地固定到背衬。
在将每种可固化的有机硅剥离层制剂涂覆到背衬上之后，涂覆的可固化的有机硅剥离层制剂例如通过紫外(UV)或热辐射固化，这取决于体系的要求。有用的UV光的示例包括高强度UV光，例如H型灯(可从马里兰州罗克维尔的聚光紫外线固化系统(FusionUVCuring Systems，Rockville，Maryland)商购获得)和中压汞灯。当使用溶剂基制剂作为有机硅剥离层时，在UV固化之前也可能需要在热烘箱中进行处理以除去溶剂。
该一般程序适用于第一有机硅剥离层21和第二有机硅剥离层25两者。通常，在第二有机硅剥离层25之前涂覆第一有机硅剥离层21。或者，第一有机硅剥离层21和第二有机硅剥离层25两者可同时涂覆和固化。
各种不同的聚合物树脂以及它们的共混物适于形成粘合剂层12。基于最终制品的所需性质选择特定的树脂。可用于粘合剂层12的一类聚合物树脂的示例可参见美国专利No.6,103,152(Gehlsen等人)。可能需要共混两种或更多种具有不同化学组成的丙烯酸酯聚合物。通过操纵共混物组分的类型和浓度可获得广泛的物理性质。
可用于粘合剂层12的一类聚合物包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物和共聚物。这类聚合物(例如)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，该醇具有含1至20个碳原子(如，3至18个碳原子)的烷基。合适的丙烯酸酯单体包括(例如)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是可用的。还有用的是芳族丙烯酸酯和芳族甲基丙烯酸酯(例如丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸苄酯)。
任选地，一种或多种单烯键式不饱和共聚单体可以与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体聚合。根据聚合物所需的性质，选择共聚单体的具体类型和量。一组可用的共聚单体包括具有的均聚物玻璃化转变温度大于(甲基)丙烯酸酯(即丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)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；丙烯酸氰乙酯；N-乙烯基己内酰胺；马来酸酐；(甲基)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；丙烯酸β-羧乙酯；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具有的均聚物玻璃化转变温度(Tg)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丙烯酸卡必酯(Tg＝-71摄氏度(℃))和甲氧基聚乙二醇400丙烯酸酯(Tg＝-65℃)；可以NK Ester AM-90G从新中村化学工业株式会社(ShinNakamura Chemical Co.,Ltd.)购得)。
可用于粘合剂层12的第二类聚合物包括：半结晶聚合物树脂，例如聚烯烃和聚烯烃共聚物(例如，基于具有2至8个碳原子的单体的聚合物树脂，例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物)；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)；和醋酸纤维素。此类中的聚合物的其它示例包括无定形聚合物，例如聚丙烯腈聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、聚碳酸酯、无定形聚酯、无定形聚酰胺、ABS嵌段共聚物、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。
可用于粘合剂层12的第三类聚合物包括含有可紫外辐射活化的基团的弹性体。示例包括聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁烯、苯乙烯和二烯的无规和嵌段共聚物(例如SBR)、和乙烯-丙烯-二烯单体橡胶。这类聚合物通常与增粘树脂组合。
可用于粘合剂层12中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施涂的粘合剂。此类聚合物可以是粘合剂聚合物(即为固有粘合剂的聚合物)，或者不是固有粘合剂但在与诸如增塑剂或增粘剂的组分配混时能够形成粘合剂组合物的聚合物。具体示例包括聚α-烯烃(例如，聚辛烯、聚己烯和无规立构聚丙烯)，基于嵌段共聚物的粘合剂，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)。
粘合剂层12还可任选地在其中具有其它组分。常规添加剂，例如填料、抗氧化剂、粘度调节剂、颜料、增粘树脂、纤维等也可添加到粘合剂层12中达到它们不改变最终产品的所需性能的程度。
优选的任选添加剂是颜料或遮光填料。可使用通常用作颜料的任何化合物，只要不改变最终产品的所需性能即可。示例性颜料包括炭黑和二氧化钛。颜料的量也取决于产品的所需用途。通常，颜料的浓度大于0.10重量％。优选地，颜料的浓度大于0.15重量％，并且更优选大于0.18重量％，以使粘合剂层12具有不透明的颜色。
粘合剂层12的厚度根据产品的用途而变化。在某些泡沫粘合剂产品的情况下，优选粘合剂层12的厚度大于250微米。更优选地，厚度大于500微米。在单层非发泡转移粘合剂的情况下，粘合剂层优选具有2密耳至5密耳(51微米至127微米)的厚度，但是也可使用其它厚度。
用于本发明的粘合剂层12至少部分地通过电子束(“E-束”)辐射交联，尽管也可使用另外的交联方式(例如，化学、热、γ辐射和/或紫外和/或可见辐射)。粘合剂层12被交联以赋予双面胶带10更理想的特性(例如，增加的强度)。一种交联方法是使用电子束辐射。E-束辐射是有利的，因为它可交联其它方法不能交联的聚合物，例如高颜料粘合剂、具有填料的粘合剂和相对厚的粘合剂层。
E-束辐射通过引发自由基链反应而引起粘合剂层的交联。来自E-束的电离微粒辐射被直接吸收在聚合物中并产生引发交联过程的自由基。通常，至少约100千电子伏特(keV)的电子能量是破坏化学键并电离或激发聚合物体系的组分所必需的。产生的散射电子导致大量的分散在整个粘合剂中的自由基。这些自由基引发交联反应(例如，自由基聚合、自由基-自由基偶联)，这产生三维交联的聚合物。
E-束处理单元为此过程提供辐射。通常，处理单元包括电源和电子束加速管。电源增加并整流电流，并且加速器产生并聚焦E-束并控制扫描。例如，可通过用高压使钨丝通电来产生E-束。这导致电子以高速率产生。然后将这些电子浓缩以形成高能束并在电子枪内加速到全速。加速器管侧面的电磁铁允许束的偏转或扫描。
扫描宽度和深度通常分别在约61厘米-183厘米(cm)至约10cm-15cm之间变化。扫描仪开口覆盖有薄金属箔，通常是钛，允许电子通过，但在处理室中保持高真空。加速器的特征功率、电流和剂量率分别为约200-500keV，约25-200毫安(mA)和约1-10兆拉德(Mrads)。为了使过氧化物形成最小化，处理室应保持在实际的尽可能低的氧含量，例如通过氮气吹扫，尽管这不是必需的。
在电子束处理之后，所得到的双面胶带可卷绕成卷，例如，如图3所示。此时也可进行进一步的转换步骤，例如切开和/或包装。
本公开的选择实施方案
在一方面，本公开提供一种制备粘合剂制品的方法，该方法包括：
提供具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在第二主表面上，并且其中第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
足以溶解第二有机硅剥离层中的化合物的至少一部分的量的有机溶剂；
将粘合剂层设置到所述第一有机硅剥离层上；以及
将至少所述粘合剂层暴露于处理室内的电子束辐射，从而提供交联的粘合剂层，其中所述处理室含有氧，其中所述第二有机硅剥离层在所述粘合剂层的交联期间暴露于氧。
在第二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案所述的方法，其中电子束辐射分别在粘合剂层和第二有机硅剥离层两者处从相反方向引导。
在第三实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案或第二实施方案所述的方法，该方法还包括将交联的粘合剂层卷绕到第二有机硅剥离层上。
在第四实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的粘合剂制品，其中交联的粘合剂层为压敏粘合剂层。
在第五实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第四实施方案中任一项所述制备的粘合剂制品。
在第六实施方案中，本公开提供了一种粘合剂制品，该粘合剂制品包括：
具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在第二主表面上，并且其中第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
夹置在第一剥离层和第二剥离层之间的粘合剂层。
在第七实施方案中，本公开提供了根据第六实施方案所述的粘合剂制品，其中Rf为全氟丁基。
在第八实施方案中，本公开提供了根据第六实施方案或第七实施方案所述的粘合剂制品，其中R1具有6个碳原子并且为芳族的。
在第九实施方案中，本公开提供了根据第六实施方案或第七实施方案所述的粘合剂制品，其中R1具有2至12个碳原子。
在第十实施方案中，本公开提供了根据第六实施方案至第九实施方案中任一项所述的粘合剂制品，其中R2为一价或二价聚(二甲基硅氧烷)部分。
在第十一实施方案中，本公开提供了根据第六实施方案至第十实施方案中任一项所述的粘合剂制品，其中粘合剂层为压敏粘合剂层。
通过以下非限制性实施例，进一步示出了本公开的目的和优点，但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
实施例
除非另有说明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。除非另有说明，实施例中使用的材料可从商业供应商(例如威斯康星州密尔沃基的Aldrich化学公司(Aldrich Chemical Co.,Milwaukee,Wisconsin.))获得和/或可通过已知方法制备。通过NMR光谱仪分析实施例中制备的材料，结果与给定的结构一致。
实施例中所使用的材料表
测试方法
涂层重量测定
使用Lab X 3000XRF光谱仪(Oxford Instruments，Elk Grove Village，Illinois)测定有机硅剥离涂层的涂层重量，以测量3.69厘米直径涂覆样品的有机硅含量，并采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂覆的聚酯膜标准物进行校准。结果以克/平方米(gsm)报告。
萃取法的固化程度
通过计算用甲基异丁基酮(MIBK)萃取之前和之后五分钟内有机硅剥离涂层重量的％变化，测定剥离涂层中可萃取的有机硅的重量百分比(％)，其可作为固化程度的指标。如上所述，通过X射线荧光光谱法测定有机硅剥离涂层重量。％可萃取有机硅计算如下：
[(a-b)/a]*100＝％可萃取物
其中a＝用MIBK萃取前的初始涂层；并且b＝用MIBK萃取后的最终涂层。
粘合剂测试带制备
将以下组分混合在一起：95份IOA和5份AA。用该混合物填充塑料袋(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)，密封，并使用黑光将填充的袋暴露于UV-A照射以使粘合剂完全聚合。然后将小袋和内容物在149℃(300℉)下送入反向旋转的34毫米双螺杆挤出机(新泽西州萨默维尔的Leistritz公司(Leistritz，Somerset，New Jersey))中。还向挤出机中加入约33份FORAL85/100份粘合剂袋。将所得组合物热熔涂覆到烯烃衬片的有机硅处理表面上，暴露于电子束(E-束)照射(在210千电子伏特的电压下以9兆拉德剂量)以使粘合剂交联，然后用第二处理过的烯烃衬片覆盖。所得粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)为19℃。随后，所得制品用于将粘合剂层在其涂底漆的表面上转移层合到涂底漆的聚酯膜，以提供单一涂覆的粘合剂测试带，而没有任何保护性覆盖膜。
粘合剂测试带从剥离衬片的剥离力
根据制造商的说明，使用180度剥离几何形状测量剥离衬片和层合构造的粘合剂测试带之间的剥离力，如下所述。采用配备有5.0磅(2.27kg)负荷传感器的IMASS SP 2100剥离力测试仪(马萨诸塞州Accord的IMASS公司(IMASS,Incorporated,Accord,Massachusetts))，使用以下参数：1英寸(2.54厘米)宽的试样，剥离速率90英寸/分钟(229cm/min)，数据采集前延迟2秒，且平均时间5秒。两个试样的平均值以克/英寸为单位报告。根据以下条件进行测试。
A)在22℃(72℉)和50％相对湿度下7天
B)在50℃下7天，然后在测试前在22℃(72℉)和50％相对湿度下平衡最少24小时。
粘合剂测试带的剥离粘合强度
在72℉(22℃)和50％相对湿度下测量粘合剂测试带从玻璃板的剥离粘合强度，并将其指定为剥离粘合强度1和3。此外，首先将粘合剂测试带的第二个样品层合到剥离衬片，使得其与剥离涂层接触并暴露于粘合剂测试带从剥离衬片的剥离力测试方法中所述的各种条件，然后评估剥离力。从剥离衬片除去粘合剂测试带后，如前所述评价胶带的剥离粘合强度，该结果称为剥离粘合强度2和4。
在从剥离衬片去除粘合剂测试带之后立即(在一分钟内)进行测试，并使用5磅(2.3kg)辊将测试带施加到干净的玻璃板。采用配备有10磅(4.54kg)测力传感器的IMASSSP 2100滑动/剥离测试仪(马萨诸塞州雅阁IMASS公司(IMASS，Incorporated，Accord，Massachusetts))使用以下参数：1英寸(2.54cm)宽的试样，剥离速率为90英寸/分钟(229厘米/分钟)，数据采集前延迟两秒，180度剥离几何形状并且平均时间为10秒。两个试样的平均值以克/英寸(g/cm)为单位报告。
1-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)-哌嗪的制备
向配备有机械搅拌器、加料漏斗和具有热电偶和回流冷凝器的Claisen转接器的3颈3L圆底烧瓶中加入哌嗪(486g，5642mmol)和三乙胺(400mL，2870mmol)。一边连续搅拌，一边将反应混合物加热至65℃。一旦反应混合物达到50℃，就经由加料漏斗以这样的速率加入1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷-1-磺酰氟(500mL，2780mmol)，以保持温度低于90℃。在添加完成后，将温度升至95℃，并且将反应混合物搅拌16小时。将容器冷却至50℃，并且加入水(300mL)，然后加入二氯甲烷(500mL)。将所得的双相混合物搅拌5分钟，然后使其相分离。移除下层相，用水(300mL)、盐水(500mL)洗涤3次，并且在硫酸钠(250g)上干燥。过滤所得的黄色溶液，经由旋转蒸发仪除去溶剂，并且在250毫托和80℃下蒸馏，得到713g 1-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)-哌嗪，为白色固体。
含氟添加剂1(FA1)的制备
在氮气气氛下，将1-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)-哌嗪(36.47g，99.04mmol)、三乙胺(15mL，108mmol)和二氯甲烷(120mL，1872mmol)加入配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和盛有月桂酰氯的加料漏斗(19mL，82.54mmol)的500mL圆底烧瓶中。在剧烈搅拌下经由加料漏斗向反应混合物中缓慢添加月桂酰氯。完成后，将混合物在室温下搅拌16小时。然后将水(300mL)加入黄色混合物中以提供双相溶液。将有机相用水洗涤(300mL)三次，在MgSO4上干燥并借助于旋转蒸发仪在减压下移除溶剂，得到1-[4-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)哌嗪-1-基]十二烷]-1-酮，为白色固体。
含氟添加剂1(FA2)的制备
按照与FA1相同的方式制备FA2，并进行以下修改。使用肉豆蔻酰氯(22.4mL，82.54mmol)代替月桂酰氯，得到1-[4-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)哌嗪-1-基]十四烷-1-酮，为白色固体。
含氟添加剂1(FA3)的制备
按照与FA1相同的方式制备FA3，并进行以下修改。使用棕榈酰氯(25.0mL，82.54mmol)代替月桂酰氯，得到1-[4-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)哌嗪-1-基]十六烷-1-酮，为白色固体。
含氟添加剂1(FA4)的制备
按照与FA1相同的方式制备FA4，并进行以下修改。使用硬脂酰氯(27.8mL，82.54mmol)代替月桂酰氯，得到1-[4-(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基磺酰基)哌嗪-1-基]十八烷-1-酮，为白色固体。
实施例1-4
将以下物质在广口瓶中合并并混合，得到均匀溶液：9.72克VTSP，0.278克氢化物:乙烯基比率为1.35:1的HFSX，28.36克庚烷，7.09克甲基乙基酮以及0.044克(2重量％)或0.088克(4重量％)FA1、FA2、FA3和FA4。使用#8迈耶棒将溶液以22重量％固体涂覆到涂底漆的聚酯膜的涂底漆侧上。然后将有机硅涂层在120℃的烘箱中固化2分钟。获得约2.0克/平方米的涂层重量，其具有小于5重量％的可提取物。将由此获得的涂覆的固化的剥离衬片在22℃(72℉)和50％相对湿度下储存一周，然后暴露于电子束(E-束)照射。
接下来，将涂覆的固化的剥离衬片在具有包含FA1、FA2、FA3和FA4的剥离涂料组合物的一侧上暴露于E-束辐射。采用ELECTROCURTAIN CB-300E-束单元(马萨诸塞州威尔明顿的能源科学公司(Energy Sciences Incorporated,Wilmington,Massachusetts))，加速电压为210千电子伏特，并提供9兆拉德的剂量。如通过Alpha Omega Series 3000微量氧分析仪(美国罗德岛州林肯市Alpha Omega仪器公司(Alpha Omega Instruments Corporation，Lincoln，Rhode Island))测量的，氮气惰性E-束室中的氧浓度保持在8ppm-15ppm氧之间。然后立即(在30秒内)使用橡胶辊手工将经E-束处理的剥离衬片层合到粘合剂测试带以确保紧密接触。以这种方式，粘合剂测试带的粘合剂与剥离衬片的固化的经E-束处理的剥离涂层直接接触。然后如上述测试方法中所述，评价所得层合构造的剥离力，以及在层合之前和层合到剥离衬片之后的粘合剂测试带的剥离粘合强度，然后暴露于各种条件。
比较例A
重复实施例1，其中修改如下。未使用FA1。
根据“粘合剂测试带从剥离衬片的剥离力”和“粘合剂测试带的剥离粘合强度”程序对实施例1至4和比较例A进行测试。结果报告于下表1中。测试带从玻璃的剥离粘合强度1为3515.3克/英寸(1384g/cm)。
表1
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (11)

1.一种制备粘合剂制品的方法，所述方法包括：
提供具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在所述第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在所述第二主表面上，并且其中所述第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
足以溶解所述第二有机硅剥离层中的所述化合物的至少一部分的量的有机溶剂；
将粘合剂层设置到所述第一有机硅剥离层上；以及
将至少所述粘合剂层暴露于处理室内的电子束辐射，从而提供交联的粘合剂层，其中所述处理室含有氧，其中所述第二有机硅剥离层在所述粘合剂层的交联期间暴露于所述氧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子束辐射分别在所述粘合剂层和所述第二有机硅剥离层两者处从相反方向引导。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述交联的粘合剂层卷绕到所述第二有机硅剥离层上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述交联的粘合剂层为压敏粘合剂层。
5.一种粘合剂制品，其根据权利要求3所述的方法制备。
6.一种粘合剂制品，其包括：
具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬，其中第一有机硅剥离层设置在所述第一主表面上，其中第二有机硅剥离层设置在所述第二主表面上，并且其中所述第二有机硅剥离层还包含由下式表示的化合物：
其中
R1表示具有2至40个碳原子的烃基基团；
Rf表示具有3至5个碳原子的全氟化基团；
X1表示-NH-或共价键；以及
夹置在所述第一剥离层和所述第二剥离层之间的粘合剂层。
7.根据权利要求6所述的粘合剂制品，其中Rf为全氟丁基。
8.根据权利要求6所述的粘合剂制品，其中R1具有6个碳原子并且为芳族的。
9.根据权利要求6所述的粘合剂制品，其中R1具有2至12个碳原子。
10.根据权利要求6所述的粘合剂制品，其中R2为一价或二价聚(二甲基硅氧烷)部分。
11.根据权利要求6所述的粘合剂制品，其中所述粘合剂层为压敏粘合剂层。
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