CN111247221A - 具有部分发泡的自胶粘物质的胶粘条 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括至少一个用微球部分发泡的自胶粘物质的层(SK1)的压敏胶粘条,其中层(SK1)的发泡度为至少20%且小于100%。本发明还涉及其制造方法以及其用于胶粘粘合组件例如特别地蓄电池和电子设备如特别地移动设备的用途。
Description
本发明涉及具有部分发泡的自胶粘组合物(物质)的压敏胶粘条、其制造方法以及其用于粘合组件例如特别地蓄能器(蓄电池)和电子设备如特别地移动设备的用途。
胶带经常被用于粘合例如消费者电子行业中的设备中的超小型组件。为了实现这一点,使胶带部分(段)的形式适配于组件的形式是必要的。在该情况下,困难的几何形状常常也是必要的,其通过胶带的模切而获得。因此,几毫米或甚至更小的模切件中的幅面宽度并不少见。在将这些敏感的胶带施用至组件时经常存在模切件的变形。
为了抑制或至少减少所述变形,已发现如下是有利的:将膜例如PET膜作为中间层整合到胶带中以吸收施用时的拉伸力。
在组件经受冲击的情况下,也越来越多地使用利用这样的胶带的粘合。已经发现特别耐冲击的粘合为使用如下的压敏胶粘条的那些:其具有粘弹性的复合式(syntaktisch)发泡的芯、稳定化膜和在外层上的两个自胶粘的粘合层。
这些压敏胶粘条能够实现这样高的性能,使得在冲击载荷下将观察到压敏胶粘条内的内聚性破裂。发泡的芯和稳定化膜之间的粘合失效,并且泡沫体和膜彼此分离。
发泡的压敏胶粘剂组合物体系早已为人所知并且描述于现有技术中。
原则上,可以两种方式来制造聚合物泡沫体。一种方式是经由发泡气体的作用(无论是原样加入还是由化学反应产生的),第二种方式是经由将空心珠引入材料基体中。通过后一种途径制造的泡沫体被称为复合泡沫体。
在复合泡沫体的情况下,空心珠例如玻璃珠或空心陶瓷珠(微珠)或微球被引入聚合物基体中。结果,在复合泡沫体中,空隙彼此分离并且存在于空隙中的物质(气体、空气)通过膜与周围的基体隔开。
使用空心微珠发泡的组合物的特征在于具有均匀的泡孔尺寸分布的限定的孔结构。使用空心微珠,获得了没有空隙的闭孔泡沫体,其特征包括:与开孔变型相比对灰尘和液体介质的更好的密封作用。此外,化学或物理发泡的材料在压力和温度下更容易不可逆地坍塌,并且经常显示出较低的内聚强度。
当用于发泡的微珠为可膨胀微珠(亦称作“微球”)时,可实现特别有利的性质。由于其柔性的热塑性聚合物壳,这种泡沫体具有比填充有不可膨胀的非聚合物的空心微珠(例如空心玻璃珠)的那些更高的适应能力。它们具有更好的对于补偿制造公差的适合性,如例如在注塑件的情况下通常的那样,并且由于其泡沫体特性也可更好地补偿热应力。
此外,经由选择聚合物壳的热塑性树脂,可进一步影响泡沫体的机械性质。例如,即使当泡沫体具有比基体低的密度时,也可制造与单独使用聚合物基体的情况相比具有更高的内聚强度的泡沫体。例如,可将典型的泡沫体性质如对粗糙基底的适应能力与自胶粘泡沫体的高内聚强度组合。
在消费者电子行业中的设备当中包括电子、光学和精密设备,在本申请的背景中尤其是归类在用于商标注册的商品和服务的国际分类(尼斯分类);第10版(NCL(10-2013))的类别9中的那些设备,条件是这些在此为电子、光学或精密设备;以及根据类别14(NCL(10-2013))的钟表和计时设备,
例如特别地
·科学、航海、测量、照相、电影、光学、称重、计量、发信号、监控、救生和教学器械和仪器;
·用于传导、开关、转换、存储、调节和监控电的器械和仪器;
·图像记录、处理、传送、和复制设备,例如电视等;
·声学记录、处理、传送、和复制设备,例如广播设备等;
·计算机、计算器和数据处理设备、数学设备和仪器、计算机配件、办公仪器(例如打印机、传真机、复印机、打字机)、数据存储设备;
·远程通讯设备和具有远程通讯功能的多功能设备,例如电话和应答机
·化学和物理测量设备、控制设备和仪器,例如电池充电器、万用表、灯、和转速表;
·航海设备和仪器;
·光学设备和仪器;
·医学设备和仪器以及运动人士用的那些;
·钟表和精密时计;
·太阳能电池模块,例如电化学染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、和薄膜电池;
·灭火设备。
技术发展越来越朝着如下的设备的方向:其在设计上越来越小和越来越轻,由此它们可被其拥有者随时携带并且一般被通常携带。如今这越来越多地通过如下方式来实现:实现这样的设备的低重量和/或合适的尺寸。就本说明书而言,这样的设备也被称作移动设备或便携式设备。在这种发展趋势中,精密和光学设备(也)正越来越多地设有电子组件,由此提高小型化的可能性。因为移动设备被携带,故而它们经受增加的载荷、特别地机械载荷,例如通过边缘碰撞、通过掉落、通过在包中与其它硬的物品接触、或者仅仅通过由携带本身造成的长久运动。然而,与通常安装在内部且很少移动或根本不移动的那些“非移动(固定)”设备相比,移动设备由于水分暴露、温度影响等而还经受更强的载荷。
因此,本发明特别优选地涉及移动设备,因为根据本发明使用的压敏胶粘条由于出乎预料地好的(即,进一步改善的)性质(非常高的耐冲击性)而在此具有特别的益处。以下列出的是以下便携式设备,但不希望在该列表中具体指明的代表物对于本发明的主题加以任何非必要的限制。
·照相机、数码照相机、摄像配件(如曝光表、闪光灯、光圈、照相机外壳、镜头等)、胶片照相机、摄影机
·小型计算机(移动计算机、手持计算机、手持计算器)、膝上型电脑、笔记本、上网本、超极本、平板电脑、手持设备、电子记事簿和管理器(所谓的“电子管理器”或“个人数字助手”,PDA,掌上电脑)、调制解调器
·计算机配件和用于电子设备的操作单元,如鼠标、绘图垫、绘图板、麦克风、扬声器、游戏操纵台、游戏杆、远程控制器、遥控器、触摸板
·监视器、显示器、屏幕、触敏屏幕(传感器屏幕、触摸屏设备)、投影机
·电子书阅读设备(“电子书”)
·迷你电视、袖珍电视、用于播放电影的设备、视频播放器
·收音机(包括迷你收音机和袖珍收音机)、随身听、光碟随身听(Discmans)、音乐播放器(用于例如CD、DVD、蓝光、磁带、USB、MP3)、耳机
·无绳电话、手机、智能电话、对讲机(双向无线电)、免提电话、呼叫器(寻呼机、传呼机)
·移动除颤器、血糖仪、血压监测器、计步器、脉搏计
·手电筒、激光指示器
·移动检测器、光学放大器、双筒望远镜、夜视设备
·GPS设备、导航设备、用于卫星通讯的便携式接口(界面)设备
·数据存储设备(USB棒、外置硬盘驱动器、记忆卡)
·手表、电子表、怀表、链表、秒表。
对于这些设备,特别的要求是具有高保持性能的胶带。
另外,如下是重要的:当移动设备例如手机掉落并且撞击地面时,胶带的保持性能不失效。胶粘条因此必须具有非常高的耐冲击性。
EP 2 832 780 A1涉及压敏胶粘剂泡沫体,其包括橡胶弹性体、至少一种烃增粘剂和选自多官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的交联剂。
JP 2010/070,655 A涉及包括基于苯乙烯的热塑性弹性体(A)、增粘剂(B)和微胶囊形式的可热膨胀的发泡剂的组合物。
DE 10 2008 056 980 A1涉及由包括以下的混合物组成的自胶粘组合物:
·由具有至少一种乙烯基芳族嵌段共聚物的热塑性和/或非热塑性弹性体构成的聚合物共混物,所述乙烯基芳族嵌段共聚物在弹性体嵌段中包括大于30重量%的1,2-偶联的二烯的比例,
·至少一种增粘树脂,
·膨胀的聚合物微珠。
WO 2009/090119 A1涉及包括膨胀的微球的压敏胶粘剂组合物,其中包括膨胀的微球的胶粘剂组合物的粘合力与通过破坏由膨胀的微球形成的空隙而消泡的相同基重和配方的胶粘剂组合物的粘合力相比降低不超过30%。
WO 2003/011954 A1涉及发泡的压敏胶粘剂制品,其中所述制品包括:a)包括至少一种苯乙烯类嵌段共聚物和至少一种聚亚芳基氧化物的聚合物混合物,和b)一种或多种可发泡的聚合物微珠。
WO 00/006637 A1涉及包括如下的制品:具有拥有小于约75μm的Ra值的基本上光滑的表面的聚合物泡沫体,其中该泡沫体包含大量微珠,其中至少一个是可膨胀的聚合物微珠。
WO 2010/147888 A2涉及包括如下的泡沫体:聚合物,多个至少部分膨胀的可膨胀聚合物微珠和0.3重量%至1.5重量%的根据ASTM D1993-03(2008)具有至少300平方米/克的表面积的二氧化硅。
DE 10 2015 206 076 A1涉及压敏胶粘条,其可通过基本上在粘合平面中的延展拉伸而以无残留和无破坏的方式再次分离,该压敏胶粘条由如下构成:一个或多个胶粘剂组合物层,其全部由用微球发泡的压敏胶粘剂组合物组成;和任选地一个或多个中间载体层,其特征在于,压敏胶粘条仅由所提及的胶粘剂组合物层和任选存在的中间载体层组成,并且压敏胶粘条的外部上面和外部下面由所述胶粘剂组合物层形成。可再分离的压敏胶粘条的特征在于其突出的耐冲击性。
DE 10 2016 202 479 A1描述了四层胶带,其中通过PET稳定化膜另外加强了发泡的内层。通过这样的构造,可提供特别耐冲击的胶带。
在本申请的优先权日仍未公开的来自与本文相同的申请人的专利申请DE 102016 209 707描述了由三个层构成的压敏胶粘条,其包括:不可拉伸的膜载体的内层F;由自胶粘组合物构成的层SK1,其布置在膜载体层F的表面之一上且基于发泡的丙烯酸酯组合物;和由自胶粘组合物构成的层SK2,其布置在膜载体层F的与层SK1相对的表面上并且基于发泡的丙烯酸酯组合物。通过这样的构造,同样可提供特别耐冲击的胶带。
同样在本申请的优先权日仍未公开的EP 17 182 443涉及由至少三个层构成的压敏胶粘条,其包括:不可拉伸的膜载体的内层F;设置在膜载体层F的表面之一上并且基于用微球发泡的乙烯基芳族嵌段共聚物组合物的自胶粘组合物层SK1;和设置在膜载体层F的与层SK1相对的表面上并且基于用微球发泡的乙烯基芳族嵌段共聚物组合物的自胶粘组合物层SK2,其中在自胶粘组合物层SK1和SK2中由微球形成的空腔的平均直径在各自的情况下独立地为20-60μm。该压敏胶粘条具有高的耐冲击性。
同样在本申请的优先权日仍未公开的EP 17 182 447涉及包括如下的压敏胶粘条:至少一个基于用微球发泡的乙烯基芳族嵌段共聚物组合物的自胶粘组合物层SK1,其中在自胶粘组合物层SK1中由微球形成的空腔的平均直径为45-110μm。该压敏胶粘条特别地具有改善的热剪切强度。
相对于现有技术,本发明的目的是提供另外的具有高耐冲击性的压敏胶粘条;耐冲击性优选地将得到进一步改善。在如下的移动设备的制造中特别需要这样的压敏胶粘条:其中将实现具有高的耐冲击性的胶粘粘合。
令人惊讶地,所述目的根据本发明通过在独立权利要求1中所阐明的通用类型的压敏胶粘条来实现。从属权利要求的主题包括压敏胶粘条的有利实施方式。
因此,本发明涉及压敏胶粘条,其包括至少一个、优选地正好一个用微球(MB)部分地发泡的自胶粘组合物层SK1,其中层SK1的发泡度(程度)为至少20%且小于100%。
令人惊讶地,相对于现有技术的具有完全发泡的自胶粘组合物的相应压敏胶粘条,具有部分发泡的自胶粘组合物的本发明的压敏胶粘条具有相当的耐冲击性、并且经常甚至改善的耐冲击性。例如,在z方向上的耐冲击性(穿透性耐冲击性)以及优选地同样在x,y方向上的耐冲击性(横向耐冲击性)是相当的或经常是甚至改善的。另外,相对于现有技术的具有完全发泡的自胶粘组合物的相应压敏胶粘条,具有部分发泡的自胶粘组合物的压敏胶粘条典型地具有改善的粘合强度(粘合力)。
本发明进一步涉及用于制造这样的压敏胶粘条的方法,其中通过如下方式制造已经用微球部分地发泡的自胶粘组合物层SK1和任选地SK2:使包括未膨胀微球的相应自胶粘组合物层在适合于发泡的温度下经受热处理达这样的时间,使得在随后的该层的冷却之后达到所需的部分发泡度。
本发明还涉及该压敏胶粘条用于粘合组件例如特别地蓄能器和电子设备如特别地移动设备如手机的用途。此外,就其性质特征而言,本发明的压敏胶粘条在汽车领域中、在建筑中和在印刷业中的用途也是令人感兴趣的。
如果使包括未膨胀微球的自胶粘组合物层(在本发明的上下文中也称为“未发泡”的自胶粘组合物层)经受适当的升温,则微球膨胀,这导致该层发泡。微球的加热增加了存在于其中的发泡剂的内部压力,并且随着温度进一步升高,壳软化,于是微球膨胀。如果温度保持恒定或进一步升高,则通过持续膨胀,这导致变得越来越薄的壳和越来越大的微球直径。许多未膨胀的微球类型是可商购获得的,其基本上在它们的尺寸和它们膨胀所需的起始温度(75-220℃)方面不同。本领域技术人员知道,选择用于发泡的温度不仅取决于微球的类型,而且取决于所需的发泡速率。作为在一定时间段内持续发泡的结果,层的绝对密度降低。最低密度的状态被定义为完全膨胀、完全发泡、100%膨胀或100%发泡。在现有技术的方法中,包含微球的层典型地为完全膨胀的,因为在此认为用最小的微球含量将实现层的所需性质,或者在给定的微球含量下层的性质将优化。因此,完全膨胀被认为是在经济上和在技术上有利的。然而,随后,膨胀的微球在选定的发泡温度下再次收缩,并且达到过膨胀状态,其中在过膨胀状态下层再次具有较大的密度。过膨胀的原因是发泡剂开始逐渐扩散穿过壳,并在周围的聚合物中形成游离的气泡。过膨胀是不希望的,尤其是因为逸出的气体聚集在周围的聚合物中,在该聚合物中随着时间的增加形成越来越大的游离气泡,这降低内聚性。而且,这些游离气体随着时间的流逝穿过周围的聚合物扩散到环境中,并且聚合物损失泡沫体含量。
相反,如果在达到完全发泡之前将层冷却,则微球的膨胀停止,并且与其伴随地,层密度降低。术语“冷却”在此和在下文中还包括通过去除加热而允许被动地冷却,即典型地在室温(20℃)下冷却。另外,根据本发明,术语“冷却”还包括在相对低的温度下加热。结果是部分发泡的层。利用温度和时间的参数的适当选择,借助于微球发泡的过程使得能够连续的(无限可变地)调节微球的膨胀度,这当然也包括100%的膨胀度,即完全发泡。实现期望的膨胀度所需的能量输入还取决于待发泡的粘合层的厚度,其中随着增加的厚度,需要较高的能量输入。在实践中,典型地迭代地改变多种参数,直到实现所需的发泡度。图3a至4e示出了在反射光显微镜下的未发泡、部分发泡、完全膨胀和过膨胀的自胶粘组合物层。
部分发泡的层的发泡度(膨胀度)此时可如下计算:
发泡度=(包括未膨胀微球的层的密度减去部分发泡的层的密度)/(包括未膨胀微球的层的密度减去完全发泡的层的密度)。
因此,发泡度为以下的商:
(i)包括未膨胀微球的层的密度与部分发泡的层的密度之间的差,和
(ii)包括未膨胀微球的层的密度与完全发泡的层的密度之间的差。
作为经由未发泡的、部分发泡的和完全发泡的层的密度来确定发泡度的替代方案,也可类似地经由未发泡的、部分发泡的和完全发泡的层的厚度来确定发泡度。
在该情况下,将发泡度确定为以下的商:
(i)部分发泡层的厚度与包括未膨胀微球的层的厚度之间的差,和
(ii)完全发泡的层的厚度与包括未膨胀微球的层的厚度之间的差。
在这些计算公式中,包括未膨胀微球的层、部分发泡的层和完全发泡的层当然是在基重和配方方面相同的层,这意味着可通过如下方式提供部分发泡和完全发泡的层:在合适的温度下使包括未膨胀微球的层发泡达合适的时间。
替代地,也可随后确定部分发泡的层的发泡度,即从已经完成的部分发泡的产品开始进行。在此也可使用以上计算公式之一。可通过如下方式提供完全发泡的层:在合适的温度下使部分发泡的层进一步发泡(后发泡)达合适的时间。然而,在各自的情况下,在计算公式中将包括未膨胀微球的层替换为如下的相同基重和配方的层:其已经通过破坏由膨胀的微球引起的部分发泡的层中的空隙而消泡。为了破坏部分发泡的层中的发泡的微球,将待检查的试样在减压下压缩。压机的参数如下:
–温度:150℃
–接触力:10kN
–真空:-0.9巴(即,0.9巴负压或100毫巴残余压力)
–压缩时间:90s
因此,完全膨胀的层的发泡度为100%。在过膨胀的层的情况下,报告负的发泡度。在此确定的是,在从未膨胀状态转变到完全膨胀状态期间发生的厚度增加或密度减小由于随后的过膨胀而再次损失或获得时所达到的比例。
因为在部分发泡的体系中的微球与在完全发泡的体系中相比是不那么显著发泡的,从而如下的事实是特别令人惊讶的:具有20%至小于100%的发泡度的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层与相应的完全膨胀的层相比具有相当或甚至(显然取决于所选择的部分发泡度)改善的耐冲击性。相反,本领域技术人员本来将预期,部分发泡的自胶粘组合物层与相应的完全发泡的自胶粘组合物层相比具有更差的耐冲击性。
具有至少一种用微球部分地发泡的自胶粘组合物的本发明的压敏胶粘条典型地为存储稳定的。由此根据本发明这意味的是,在室温(20℃)下在10分钟内,在压敏胶粘条中存在的部分发泡的自胶粘组合物的部分发泡度在各自的情况下增加小于5相对百分比、优选地小于1相对百分比。
优选地,压敏胶粘条由单个自胶粘组合物层SK1组成,因此压敏胶粘条为单层体系。在两侧为自胶粘性的这样的单层胶带,即双面胶带,也被称为“转移带”。
本发明的压敏胶粘条的自胶粘组合物层典型地具有10-2000μm的厚度。在优选实施方式中,它们具有小于75μm、更优选地小于20μm、甚至更优选地不超过15μm、例如10μm的厚度。在作为替代的同样优选的实施方式中,自胶粘组合物层还可具有80μm-2000μm和特别地100-300μm、例如150μm的厚度。
在另一优选实施方式中,除了层SK1之外,压敏胶粘条还包括(永久)载体、特别地膜载体的层T,其中层SK1布置在载体层T的表面之一上。这样的压敏胶粘条是单面胶带。更优选地,单面胶带仅由层SK1和载体层T组成。根据本申请,术语“压敏胶粘条”和“胶带”同义地使用。
载体的层T在本文的上下文中也被同义地简称为载体或载体层。
在特别优选的实施方式中,压敏胶粘条还包括自胶粘组合物的层SK2,其布置在载体层T的与层SK1相对的表面上。优选地,层SK2基于用微球部分地发泡的组合物,其中层SK2的发泡度为至少20%且小于100%。这样的压敏胶粘条是双面胶带。更特别地,双面胶带仅由层SK1、SK2和载体层T组成。
在这样的单面或双面胶带中,(膜)载体层优选地具有5-150μm的厚度。膜载体层可为不可拉伸的,其中其优选地具有5-125μm、更优选地5-40μm和特别地小于10μm、例如6μm的厚度。替代地,膜载体层可为可拉伸的,其中膜载体层优选地具有50-150μm、更优选地60-100μm和特别地70-75μm、例如70μm的厚度。
根据本发明,“不可拉伸的膜载体”更特别地是指(优选地在纵向和横向两者上)具有小于300%的断裂伸长率的膜载体。不可拉伸的膜载体优选地还具有(优选地在纵向和横向两者上独立地具有)小于200%、更优选地小于150%、甚至更优选地小于100%、和特别地小于70%、例如小于50%的断裂伸长率。报告的值在各自的情况下均基于稍后指定的测试方法R1。
根据本发明,“可拉伸的膜载体”更特别地是指(优选地在纵向和横向两者上)具有至少300%的断裂伸长率的膜载体。可拉伸的膜载体还具有(优选地在纵向和横向两者上独立地具有)至少500%、例如至少800%的断裂伸长率。报告的值在各自的情况下均基于稍后指定的测试方法R1。
部分发泡使得能够制造压敏胶粘条,其含有微球的自胶粘组合物层具有极小的厚度,特别地小于20μm、例如10-15μm。在这样的部分发泡的自胶粘组合物层中,由微球形成的空隙的平均直径典型地小于20μm、更优选地不超过15μm、例如10μm。使用在500倍放大下的扫描电子显微镜(SEM)中的压敏胶粘条的冷冻断裂边缘来确定自胶粘组合物层中的由微球形成的空隙的平均直径。在各自的情况下通过绘图手段确定在压敏胶粘条的5个不同的冷冻断裂边缘的扫描电子显微照片中可见的要检查的自胶粘组合物层中的微球的直径,其中在本申请的上下文中确定的所有直径的算术平均值构成在自胶粘组合物层中由微球形成的空隙的平均直径。显微照片中可见的微球的直径通过绘图手段以这样的方式确定,使得从待检查的自胶粘组合物层中的各单独的微球的扫描电子显微照片获取其在任何(二维)方向上的最大范围(尺寸)并且认作其直径。这样的薄的压敏胶粘条的使用对于如下的粘合是特别令人感兴趣的:其中仅存在很小的可用于粘合的空间的这样的组件与电子设备,例如更特别地在移动设备如手机中。
因此,单面胶带形式的压敏胶粘条优选地具有15-2150μm的厚度。因此,具有(永久)载体的双面胶带形式的压敏胶粘条优选地具有20-2300μm的厚度。
在本申请中,在载体层T的表面上“布置”层SK1和SK2可意味着如下的布置:其中层SK1和/或SK2与载体层T的表面直接接触,即,直接布置在表面上。替代地,这也可意味着如下的布置:其中在层SK1和载体层T的一个表面之间和/或在层SK2和载体层T的与层SK1相对的表面之间存在至少一个另外的层。优选地,在具有载体层T的本发明的压敏胶粘条中,层SK1和(如果存在的话)SK2与载体层T的表面之一直接接触,或者与载体层T的与层SK1相对的表面直接接触。
压敏胶粘条的可用于粘合的外部面(外表面)优选地由具有20%至小于100%的发泡度的本发明的部分发泡的自胶粘组合物形成。这特别有效地实现了根据本发明发现的高耐冲击性的优点。在此,对于耐冲击性而言至关重要的是在自胶粘组合物层SK1和SK2中存在的部分发泡。
因此,本发明的单面胶带优选地为由载体层T和布置在载体层T的表面之一上的自胶粘组合物层SK1组成的压敏胶粘条。通过根据本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1而在那里形成压敏胶粘条的可用于粘合的外部面。
因此,具有载体的本发明的双面胶带同样优选为由如下组成的压敏胶粘条:载体层T、布置在载体层T的表面之一上的自胶粘组合物层SK1、和布置在载体层T的与层SK1相对的表面上的自胶粘组合物层SK2。通过根据本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1而在那里形成压敏胶粘条的可用于粘合的两个外部面之一。更优选地,层SK2同样基于用微球部分地发泡并且具有至少20%且小于100%的发泡度的组合物。
在具有一个或多个自胶粘组合物层的本发明的压敏胶粘条中,优选地所包括的所有自胶粘组合物层都是基于用微球部分地发泡的组合物的自胶粘组合物层,其中所述层的发泡度为至少20%且小于100%。这种压敏胶粘条具有特别高的耐冲击性。如下的具有载体的本发明的双面胶带因此具有特别高的耐冲击性:其中自胶粘组合物层SK1和SK2两者都已经用微球部分地发泡以得到至少20%且小于100%的发泡度。
在本文的上下文中,自胶粘组合物的层SK1和SK2也称为自胶粘组合物层SK1和SK2,简称为层SK1和SK2,或者外层、胶粘剂组合物层或压敏胶粘剂组合物层SK1和SK2。术语“外(部)”在此尤其涉及本发明的双面胶带的优选地三层构造,其由(永久)载体以及部分发泡的层SK1和SK2组成,而不管自胶粘组合物层的外部面上存在的任何衬垫(参见下文)。
优选地,部分发泡的自胶粘组合物层SK1和/或SK2(优选地层SK1和SK2两者各自独立地)的发泡度为25%-98%、更优选地35%-95%、甚至更优选地50%-90%和特别地65%-90%、例如70%-80%。包含这样的部分发泡的自胶粘组合物层的压敏胶粘条具有特别高的耐冲击性。
优选地,在部分发泡的自胶粘组合物层SK1和/或SK2中、优选各自独立地在层SK1和SK2的每一个中,微球的比例为最高达12重量%、优选地0.25重量%-5重量%、更优选地0.5重量%-4重量%、甚至更优选地0.8重量%-3重量%、特别地1重量%-2.5重量%、例如1重量%-2重量%,在各自的情况下基于自胶粘组合物层的总组成。在这些范围内,可提供自胶粘组合物层或包含这样的自胶粘组合物层并且具有特别好的耐冲击性的压敏胶粘条。
这典型地产生如下的部分发泡的自胶粘组合物层SK1和/或SK2:其具有400-990kg/m3、优选地500-900kg/m3、更优选地600-850kg/m3和特别地650-800kg/m3、例如700-800kg/m3的绝对密度、和/或具有0.35-0.99、优选地0.45-0.90和特别地0.50-0.85的相对密度。相对密度描述部分发泡的自胶粘组合物的密度与具有相同配方的未发泡的自胶粘组合物的密度之比。在这些范围内,可提供自胶粘组合物层或包含这样的自胶粘组合物层并且具有特别好的耐冲击性的压敏胶粘条。
在具有载体的双面胶带中,自胶粘组合物层SK2优选地基于用微球部分地发泡的组合物,其中层SK2的发泡度为至少20%且小于100%。在压敏胶粘条的特别优选的实施方式中,其在层的组成方面具有对称的构造,因为两个自胶粘组合物层SK1和SK2的部分发泡的组合物在化学上是相同的,并且还有利地,如果向其添加添加剂,则这些是相同的并且以相同的量使用。更特别地,压敏胶粘条具有完全对称的构造,即关于两个部分发泡的自胶粘层SK1和SK2的化学组成(包括其中存在的任何添加物)以及关于其结构组成两者,因为载体T的两个表面被相同地预处理并且两个自胶粘组合物层SK1和SK2具有相同的厚度和密度。“完全对称”尤其涉及压敏胶粘条的z方向(“厚度”,垂直于压敏胶粘条的平面的方向),但是当然还可另外涉及表面平面中的几何形状(压敏胶粘条的x和y方向,即长度和宽度)。
优选地,具有载体的双面胶带在z方向上具有结构上对称的构造,因为两个自胶粘组合物层SK1和SK2具有相同的厚度和/或具有相同的密度。根据本发明,还可实现双面胶带,其中自胶粘组合物层SK1和SK2具有相同的厚度和/或具有相同的密度但在化学上不同。
下面的说明明确地并且毫无例外地也涉及本发明的双面胶带的完全对称的实施变型。
层SK1和SK2的自胶粘组合物各自为压敏胶粘剂(PSA)组合物。在这方面,术语“自胶粘(的)”和“压敏胶粘(的)”在本文的范围内同义地使用。
压敏胶粘剂组合物特别地为那些聚合物组合物,其(如果适当的话,通过合适地添加有另外的组分例如增粘树脂)在使用温度下(除非另外定义,否则在室温即20℃下)是永久粘性的和胶粘性的,并且在接触时粘附至多种表面,并且特别地立即粘附(具有所谓的“初粘性”[粘性或接触粘性])。它们即使在使用温度下也能够在没有通过溶剂或通过加热活化的情况下(但典型地经由或大或小的压力的影响)充分地润湿待粘合的基底,使得可在组合物和基底之间形成足够的用于粘附的相互作用。在这方面重要的影响参数包括压力和接触时间。特别地,压敏胶粘剂组合物的突出的性质尤其源于其粘弹性性质。例如,可制造弱或强粘附的胶粘剂组合物;以及可仅一次和永久地粘合的那些,使得无法在不破坏胶粘剂和/或基底的情况下使粘合分离,或者可易于再次分离且如果合适的话重复粘合的那些。
压敏胶粘剂组合物原则上可基于不同化学性质的聚合物来制造。压敏胶粘剂性质受包括以下在内的因素影响:压敏胶粘剂组合物所基于的聚合物的聚合中使用的单体的性质和比率,其平均摩尔质量和摩尔质量分布、以及压敏胶粘剂组合物的添加剂如增粘树脂、增塑剂等的性质和量。
为了实现粘弹性性质,压敏胶粘剂组合物基于的聚合物所基于的单体以及在该压敏胶粘剂组合物中任选存在的其他组分特别地选择成使得该压敏胶粘剂组合物具有低于使用温度(即,典型地低于室温即20℃)的玻璃化转变温度(根据DIN 53765)。
在一些情况下,通过合适的内聚性增强措施例如交联反应(在大分子之间形成成桥连接)扩大和/或移动其中聚合物组合物具有压敏胶粘性性质的温度范围可为有利的。因此,可经由组合物的可流动性和内聚性之间的调节来优化压敏胶粘剂组合物的应用范围。
压敏胶粘剂组合物在室温(20℃)下具有永久的压敏粘附性,即具有足够低的粘度和高的触摸粘性,使得即使在低接触压力下它也润湿相应的胶粘基底的表面。胶粘剂组合物的可粘合性基于其胶粘性性质,而可再分离性基于其内聚性性质。
在优选实施方式中,压敏胶粘条可通过基本上在粘合平面内的延展拉伸而被再次无残留地或无破坏地分离。根据本发明,压敏胶粘条的“无残留地(的)分离”意指,在分离时它在组件的粘合表面上不留下任何胶粘剂残留物。而且,根据本发明,压敏胶粘条的“无破坏地(的)分离”意指,在分离时其不损坏例如破坏组件的粘合表面。
为了使压敏胶粘条能够通过在粘合平面内延展拉伸而以无残留和无破坏的方式再次分离,它们必须具有特定的胶粘性性质。例如,在拉伸时压敏胶粘条的粘性方面必须有明显的下降。在拉伸状态下的粘合性能越低,在分离时对基底的损坏越不显著,或者残留物残留在粘合基底上的风险越不显著。对于其中在屈服点区域内粘性降低至低于10%的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏胶粘剂组合物,该性质特别清楚地明晰。
为了使压敏胶粘条能够通过延展拉伸而容易地且以无残留的方式再次分离,除了上述胶粘性性质之外,它们还必须具有特定的机械性质。特别有利地,断裂强度(撕裂强度)与剥离力之比大于2,优选大于3。在此,剥离力是为了使压敏胶粘条通过在粘合平面内的延展拉伸从被粘物再次分离而必须消耗的力。该剥离力由如下构成:如上所述为将压敏胶粘条从粘合基底分离所需的力以及为使压敏胶粘条变形而必须消耗的力。为使压敏胶粘条变形所需的力取决于压敏胶粘条的厚度。相反,在所考虑的压敏胶粘条的厚度的范围内,分离所需的力与压敏胶粘条的厚度无关。
如果在以下涉及本发明的优选实施方式的说明中提及“自胶粘组合物层”,则这可涉及层SK1、层SK2或这两个层,除非另有明确说明。
根据本发明可使用的自胶粘组合物层
本发明的压敏胶粘条的层SK1基于用微球部分地发泡的自胶粘组合物。具有载体的双面胶带形式的本发明的压敏胶粘条的层SK2同样基于优选地用微球部分地发泡的自胶粘组合物。
存在于本发明的压敏胶粘条中的压敏胶粘剂组合物层可基于多种聚合物组合物,通常与增粘树脂一起。在本上下文中,“基于”聚合物或特定的聚合物组合物典型地意指,主要是所述聚合物承担弹性体组分的功能。优选地,提供所述聚合物作为唯一的弹性体组分,而在任何情况下在达到至少50重量%的程度上,基于所有弹性体组分的总含量。
优选地,它们基于化学或物理交联的合成橡胶组合物,例如乙烯基芳族嵌段共聚物组合物。合成橡胶典型地具有高粘性(借助于增粘树脂),借助于对极性和非极性基底如聚丙烯和聚乙烯的非常好的粘合力而获得优异的结果,并且适合于广泛的用途。
压敏胶粘剂组合物同样可优选地基于丙烯酸酯组合物。这些典型地为透明的,对老化、温度、UV辐照、臭氧、湿气、溶剂或增塑剂具有良好的耐受性,并且对极性基底具有非常好的粘合力。
也可考虑的是基于天然橡胶组合物的压敏胶粘剂组合物。这些典型地借助于高粘性(通过增粘树脂)、对极性和非极性基底的非常好的粘合力、以及无残留的可去除性而获得优异的结果。
(a)基于乙烯基芳族嵌段共聚物的自胶粘组合物层
层SK1和/或SK2可基于乙烯基芳族嵌段共聚物组合物。
优选地,在层SK1中和/或在SK2中使用的乙烯基芳族嵌段共聚物为至少一种具有A-B、A-B-A、(A-B)n、(A-B)nX或(A-B-A)nX结构的嵌段共聚物形式的合成橡胶,
其中
-A嵌段独立地为通过至少一种乙烯基芳族化合物的聚合形成的聚合物;
-B嵌段独立地为通过具有4-18个碳原子的共轭二烯的聚合形成的聚合物,或这样的聚合物的部分氢化的衍生物;
-X为偶联剂或引发剂的基团;和
-n为≥2的整数。
更优选地,本发明的自胶粘组合物层中的所有合成橡胶为如上所阐述的具有A-B、A-B-A、(A-B)n、(A-B)nX或(A-B-A)nX结构的嵌段共聚物。因此,本发明的自胶粘组合物层还可包括具有如上所述结构的不同嵌段共聚物的混合物。
因此,合适的嵌段共聚物(乙烯基芳族嵌段共聚物)包括一种或多种橡胶状(橡胶态)嵌段B(软嵌段)和一种或多种玻璃状(玻璃态)嵌段A(硬嵌段)。更优选地,本发明的自胶粘组合物层中的至少一种合成橡胶为具有A-B、A-B-A、(A-B)2X、(A-B)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物,其中以上含义可适用于A、B和X。最优选地,本发明的自胶粘组合物层中的所有合成橡胶为具有A-B、A-B-A、(A-B)2X、(A-B)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物,其中以上含义可适用于A、B和X。更特别地,本发明的自胶粘组合物层中的合成橡胶为具有A-B、A-B-A、(A-B)2X、(A-B)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物的混合物,优选地包括至少二嵌段共聚物A-B和/或三嵌段共聚物A-B-A和/或(A-B)2X。
还有利的是二嵌段和三嵌段共聚物以及(A-B)n或(A-B)nX嵌段共聚物(其中n不小于3)的混合物。
还有利的是二嵌段和多嵌段共聚物以及(A-B)n或(A-B)nX嵌段共聚物(其中n不小于3)的混合物。
因此,所使用的乙烯基芳族嵌段共聚物可例如为二嵌段共聚物A-B与所提及的嵌段共聚物当中的其它嵌段共聚物的组合。可使用二嵌段共聚物的比例来调节自胶粘组合物的适应特性及其粘合强度。根据本发明使用的乙烯基芳族嵌段共聚物优选地具有0重量%至70重量%且更优选地15重量%至50重量%的二嵌段共聚物含量。二嵌段共聚物在乙烯基芳族嵌段共聚物中的较高比例导致胶粘剂组合物的内聚性方面的明显降低。
所使用的自胶粘组合物优选地为基于包括如下的嵌段共聚物的自胶粘组合物:(i)主要由乙烯基芳族化合物、优选地苯乙烯形成的聚合物嵌段(A嵌段),以及同时(ii)主要通过1,3-二烯、例如丁二烯和异戊二烯的聚合或这两者的共聚物形成的那些(B嵌段)。
更优选地,本发明的自胶粘组合物基于苯乙烯嵌段共聚物;例如,自胶粘组合物的嵌段共聚物具有聚苯乙烯末端嵌段。
由A和B嵌段产生的嵌段共聚物可包含相同或不同的B嵌段。嵌段共聚物可具有线性A-B-A结构。同样可使用放射形式的嵌段共聚物以及星形和线性的多嵌段共聚物。存在的另外的组分可为A-B二嵌段共聚物。所有的上述聚合物可单独地或以彼此的混合物使用。
在根据本发明使用的乙烯基芳族嵌段共聚物、特别地例如苯乙烯嵌段共聚物中,聚乙烯基芳族化合物、特别地例如聚苯乙烯的比例优选地为至少12重量%、更优选地至少18重量%且特别优选地至少25重量%以及同样优选地至多45重量%和更优选地至多35重量%。
所使用的乙烯基芳族化合物还可为具有大于75℃的玻璃化转变温度的基于其它含芳族化合物的均聚物和共聚物(优选地C8至C12芳族化合物)的聚合物嵌段、例如含α-甲基苯乙烯的芳族嵌段,而非优选的聚苯乙烯嵌段。此外,还可存在相同或不同的A嵌段。
优选地,用于形成A嵌段的乙烯基芳族化合物在此包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和/或其它苯乙烯衍生物。因此,A嵌段可为均聚物或共聚物的形式。更优选地,A嵌段为聚苯乙烯。
作为用于软嵌段B的单体的优选的共轭二烯特别地选自:丁二烯、异戊二烯、乙基丁二烯、苯基丁二烯、戊间二烯、戊二烯、己二烯、乙基己二烯和二甲基丁二烯以及这些单体的任意所需的混合物。B嵌段也可为均聚物或共聚物的形式。
更优选地,作为用于软嵌段B的单体的共轭二烯选自丁二烯和异戊二烯。例如,软嵌段B为聚异戊二烯、聚丁二烯或这两种聚合物之一的部分氢化的衍生物例如特别地聚丁烯-丁二烯,或为由丁二烯和异戊二烯的混合物形成的聚合物。最优选地,B嵌段为聚丁二烯。
A嵌段在本发明的上下文中也被称为“硬嵌段”。B嵌段也被相应地称为“软嵌段”或“弹性体嵌段”。这反映了根据其玻璃化转变温度的本发明的嵌段的选择(对于A嵌段,至少25℃、更特别地至少50℃;以及对于B嵌段,至多25℃、更特别地至多-25℃)。
乙烯基芳族嵌段共聚物例如特别地苯乙烯嵌段共聚物的比例优选地总计至少20重量%、优选地至少30重量%、进一步优选地至少35重量%,基于整个自胶粘组合物层。过低的乙烯基芳族嵌段共聚物的比例会导致相对低的压敏胶粘剂组合物的内聚性。
乙烯基芳族嵌段共聚物例如特别地苯乙烯嵌段共聚物的最高比例总计至多75重量%、优选地至多65重量%、进一步优选地至多55重量%,基于整个自胶粘组合物。过高的乙烯基芳族嵌段共聚物的比例又会导致在压敏胶粘剂组合物中几乎没有任何压敏粘附性。
因此,乙烯基芳族嵌段共聚物例如特别地苯乙烯嵌段共聚物的比例优选地总计至少20重量%、更优选地至少30重量%、进一步优选地至少35重量%以及同时至多75重量%、更优选地至多65重量%、最优选地至多55重量%,基于整个自胶粘组合物。
自胶粘组合物的压敏粘附性可通过添加与弹性体相可混溶(混合)的增粘树脂来实现。除至少一种乙烯基芳族嵌段共聚物之外,自胶粘组合物通常还包括至少一种增粘树脂,从而以所需的方式提高粘附性。增粘树脂应能与嵌段共聚物的弹性体嵌段相容。
根据本领域技术人员的一般理解,“增粘树脂(增粘剂)”理解为是指低分子量的低聚物或聚合物树脂,其与不含任何增粘树脂但在其它方面相同的压敏胶粘剂组合物相比提高压敏胶粘剂组合物的粘附性(粘性、固有粘性)。
如果在自胶粘组合物中存在增粘树脂,则优选地,在达到至少75重量%(基于总树脂含量)的程度上选择具有大于0℃、优选地大于10℃的DACP(二丙酮醇浊点),至少50℃、优选地至少60℃的MMAP(混合甲基环己烷苯胺点),和/或不小于70℃、优选地不小于100℃的软化温度(环与球)的树脂。更优选地,所提及的增粘树脂同时具有小于50℃的DACP值,如果在弹性体相中不存在异戊二烯嵌段的话;或者小于65℃的DACP值,如果在弹性体相中存在异戊二烯嵌段的话。同样更优选地,所提及的增粘树脂同时具有不超过90℃的MMAP值,如果在弹性体相中不存在异戊二烯嵌段的话;或者不超过100℃的MMAP值,如果在弹性体相中存在异戊二烯嵌段的话。同样更优选地,所提及的增粘树脂的软化点不超过150℃。
更优选地,增粘树脂为烃树脂或萜烯树脂或其混合物,特别地在达到至少75重量%的程度上,基于总的树脂含量。
已发现,可有利地用于压敏胶粘剂组合物的增粘剂特别地为非极性烃树脂如二环戊二烯的氢化和非氢化的聚合物,基于C5、C5/C9或C9单体流(料流)的未氢化的部分、选择性或完全氢化的烃树脂,以及基于α-蒎烯和/或β-蒎烯和/或δ-柠檬烯的聚萜烯树脂。上述增粘树脂可单独地或以混合物使用。在此,可使用在室温(20℃)下为固体或液体的树脂。可任选地和优选地在胶粘剂组合物中以最高达25%的最高比例(基于树脂的总质量)使用还包含氧的氢化或非氢化形式的增粘树脂,例如松香和/或松香酯和/或萜烯-酚醛树脂。
在优选的变型中,在室温(20℃)下为液体的任选可使用的树脂或增塑剂的比例为最高达15重量%、优选地最高达10重量%,基于整个自胶粘组合物。
在优选实施方式中,自胶粘组合物层包括20重量%至60重量%的至少一种增粘树脂,基于自胶粘组合物层的总重量;优选地30重量%至50重量%的至少一种增粘树脂,基于自胶粘组合物层的总重量。
可典型地使用的另外的添加剂为:
·增塑剂,例如增塑剂油、或低分子量的液体聚合物如低分子量的聚丁烯,优选地以0.2重量%至5重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·主抗氧化剂,例如位阻酚,优选地以0.2重量%至1重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·辅抗氧化剂,例如亚磷酸酯(盐)、硫酯或硫醚,优选地以0.2重量%至1重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·加工稳定剂,例如碳自由基清除剂,优选地以0.2重量%至1重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·光稳定剂,例如UV吸收剂或位阻胺,优选地以0.2重量%至1重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·加工助剂,优选地以0.2重量%至1重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量
·末端嵌段增强树脂,优选地以0.2重量%至10重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量,以及
·任选地,优选弹性体性质的另外的聚合物;可相应使用的弹性体尤其包括基于纯烃的那些例如不饱和聚二烯如天然或合成产生的聚异戊二烯或聚丁二烯,基本化学上饱和的弹性体例如饱和的乙烯-丙烯共聚物、α-烯烃共聚物、聚异丁烯、丁基橡胶、乙烯-丙烯橡胶,以及化学官能化的烃例如含卤素、丙烯酸酯、含烯丙基或乙烯基醚的聚烯烃;优选地以0.2重量%至10重量%的比例,基于自胶粘组合物的总重量。
可根据需要选择共混组分的性质和量。当胶粘剂组合物在各自的情况下不具有一些和优选地任意的所提及掺混物时,也是根据本发明的。
在本发明的一种实施方式中,自胶粘组合物还包括另外的添加剂;非限制性的实例包括铝、硅、锆、钛、锡、锌、铁或碱金属/碱土金属的结晶或无定形的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氮化物、卤化物、碳化物、或混合的氧化物/氢氧化物/卤化物。这些基本上是铝土例如氧化铝、勃姆石、三羟铝石、三水铝石、水铝石等。层状硅酸盐是非常特别合适的,例如膨润土、蒙脱石、水滑石、锂蒙脱石、高岭石、勃姆石、云母、蛭石或其混合物。但也可使用炭黑或碳的其它多形体例如碳纳米管。
胶粘剂组合物还可用颜料或染料来着色。胶粘剂组合物可为白色、黑色或彩色的。
计量加入的增塑剂可例如为矿物油、(甲基)丙烯酸酯低聚物、邻苯二甲酸酯、环己烷二羧酸酯、水溶性增塑剂、增塑树脂、磷酸酯(盐)或多磷酸酯(盐)。
为了进一步提高自胶粘组合物的热剪切强度,可使用二氧化硅的添加,有利地用二甲基二氯硅烷表面改性的沉淀二氧化硅的添加。
在本发明的优选实施方式中,胶粘剂组合物仅由乙烯基芳族嵌段共聚物、增粘树脂、微球和任选地上述添加剂组成。
进一步优选地,胶粘剂组合物由以下成分组成:
进一步优选地,胶粘剂组合物由以下成分组成:
进一步优选地,胶粘剂组合物由以下成分组成:
·乙烯基芳族嵌段共聚物 30%至75重量%
·增粘树脂 24.8%至60重量%
·微球 0.2%至10重量%
本发明的自胶粘组合物SK1为用微球部分地发泡的,且本发明的自胶粘组合物SK2优选地也为用微球部分地发泡的。典型地,部分发泡在各自的情况下通过微球的引入和随后的膨胀来实现。
“微球”理解为是指弹性的并因此在其基态下为可膨胀的空心微珠,其具有热塑性的聚合物壳。这些珠填充有低沸点的液体或液化的气体。采用的壳材料特别地为聚丙烯腈、PVDC、PVC或聚丙烯酸酯。合适的低沸点的液体特别地为来自低级烷烃的烃,例如异丁烷或异戊烷,其作为液化的气体在压力下被包封在聚合物壳中。
对微球的作用(特别地通过热的作用)导致聚合物外壳的软化。同时,存在于壳内的液态发泡气转变为其气态状态。这导致微球的不可逆拉伸和三维膨胀。当内压和外压平衡时,达到完全膨胀。根据本发明,预先通过冷却或允许冷却而使膨胀停止,以得到至少20%至小于100%的发泡度。由于聚合物壳得以保留,因而所获得的是闭孔泡沫体。
许多未膨胀的微球类型是可商购的,其基本上在它们的尺寸以及它们膨胀所需的起始温度(75至220℃)方面不同。可商购获得的未膨胀微球的一个实例为来自Akzo Nobel公司的DU产品(DU=干燥未膨胀的)。在产品名称Expancel xxx DU yy(干燥未膨胀的)中,“xxx”代表微球共混物的组成,以及“yy”代表膨胀状态下的微球的尺寸。
未膨胀的微球产品也可以具有约40至45重量%的固体/微球含量的水性(含水)分散体的形式获得,并且另外地也可以聚合物结合的微球(母料)(例如在乙烯-乙酸乙烯酯中以约65重量%的微球浓度)的形式获得。微球分散体和母料两者像DU产品一样适合于制造本发明的发泡的自胶粘组合物。
本发明的部分膨胀的自胶粘组合物SK1和/或SK2还可在直至所需的程度上用预膨胀的即部分膨胀的微球来制造。在该组的情况下,在引入聚合物基体之前部分膨胀已经发生。
在加工已经部分膨胀的微球类型的过程中,如下是可能的:微球因其在待将其引入的聚合物基体中的低密度而将具有漂浮(浮动)倾向,即在加工操作期间在聚合物基体中“向上”浮。这导致微球在层中的不均匀的分布。在层的上方区域(z方向)中将发现比在层的下方区域中更多的微球,使得建立横跨层厚的密度梯度。
为了很大程度上或几乎完全地防止这样的密度梯度,根据本发明优选将未预膨胀的或仅略微预膨胀的微球引入层SK1或层SK2或优选地两个层SK1和SK2的聚合物基体中。仅在引入所述层中后,才使微球膨胀至所需的发泡度。以这种方式,获得微球在聚合物基体中的更均匀的分布。
优选地,微球选择成使得聚合物基体的密度对被引入聚合物基体中的(未预膨胀的或仅略微预膨胀的)微球的密度的比率在1和1:6之间。部分膨胀则紧接在引入之后或直接在引入的过程中进行。在含溶剂的组合物的情况下,微球优选地仅在引入、涂覆、干燥(溶剂蒸发)后才膨胀。因此,根据本发明优选使用DU产品。
如果借助于微球来实现部分发泡,则可将微球作为批料、糊料或者未共混或共混的粉末供应至配制物。另外,它们可在溶剂中悬浮。
包括可膨胀的空心微珠的本发明的自胶粘组合物SK1或SK2另外还可包含非可膨胀的空心微珠。至关重要的仅在于,几乎所有的含气体的空腔被永久不可渗透的膜所封闭,不管是否该膜由弹性的和热塑性可延展的聚合物混合物组成,还是例如由弹性的并且(在塑料加工中可能的温度范围内)非热塑性的玻璃组成。
(b)基于丙烯酸酯组合物的自胶粘组合物层
在另一优选实施方式中,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地两个层SK1和SK2基于丙烯酸酯组合物。
在一种实施方式中,所使用的自胶粘组合物是如下的共聚物:具有1-25个碳原子的(甲基)丙烯酸及其酯、马来酸、富马酸和/或衣康酸和/或其酯、取代的(甲基)丙烯酰胺、马来酸酐和其它乙烯基化合物如乙烯基酯、特别地乙酸乙烯酯、乙烯醇和/或乙烯基醚。残留溶剂含量应低于1重量%。
另一优选实施方式为包括聚丙烯酸酯聚合物的压敏胶粘剂组合物。这是可通过丙烯酸类单体(其也被理解为是指甲基丙烯酸类单体)和任选地另外的可共聚单体的自由基聚合获得的聚合物。
根据本发明,它可为可与环氧基团交联的聚丙烯酸酯。因此,所用的单体或共聚单体可优选地为可与环氧基团交联的官能单体;这里使用的单体尤其包括具有酸基团(特别地羧酸、磺酸或磷酸基团)和/或羟基和/或酸酐基团和/或环氧基团和/或胺基团的单体;优选含有羧酸基团的单体。当聚丙烯酸酯包括聚合的丙烯酸和/或甲基丙烯酸时是特别有利的。
可用作聚丙烯酸酯的共聚单体的另外的单体是例如具有最高达30个碳原子的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯、具有最高达20个碳原子的羧酸的乙烯酯、具有最高达20个碳原子的乙烯基芳族化合物、烯属不饱和腈、乙烯基卤化物、包含1-10个碳原子的醇的乙烯基醚、具有2-8个碳原子和1或2个双键的脂族烃、或这些单体的混合物。
优选地,使用可得自以下单体组成的聚丙烯酸酯形成自胶粘组合物层的丙烯酸酯组合物:
(i)下式的丙烯酸(酯)和/或甲基丙烯酸(酯):
CH2=C(R1)(COOR2)
其中R1=H或CH3和R2=H或具有1-30个和特别地具有4-18个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基,
(ii)任选地具有带来与环氧基团的可交联性的官能团的烯属不饱和共聚单体,
(iii)任选地另外的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和/或烯属不饱和单体,其可与组分(i)共聚。
优选地,(i)包括所提及式子的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
进一步优选地,对于使用聚丙烯酸酯作为压敏胶粘剂,选择相应组分(i)、(ii)和(iii)的比例,使得聚合产物特别地具有不超过15℃的玻璃化转变温度。
对于压敏胶粘剂组合物的制备非常有利的是,选择具有45重量%-99重量%比例的组分(i)的单体、具有1重量%-15重量%比例的组分(ii)的单体和具有0重量%-40重量%比例的组分(iii)的单体(该数字基于用于“基础聚合物”的单体混合物,即没有向成品聚合物添加任何添加剂如树脂)。
组分(i)的单体特别地为增塑和/或非极性单体。对于单体(i),优选使用丙烯酸类单体,其包括具有包含4-18个碳原子、优选地4-9个碳原子的烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。这样的单体的实例是丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯及其支化异构体如丙烯酸2-乙基己酯或甲基丙烯酸2-乙基己酯。
对于组分(ii),优选使用具有选自以下列举的那些官能团的单体:
羟基、羧基、磺酸或膦酸基、酸酐、环氧化物、胺。
组分(ii)的单体的特别优选的实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、二甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、三氯丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基膦酸、衣康酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸6-羟己酯、烯丙醇、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
对于组分(iii),以实例的方式提及的单体为:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸叔丁基苯酯、甲基丙烯酸叔丁基苯酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸正十一烷基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯、丙烯酸3,5-二甲基金刚烷基酯、甲基丙烯酸4-枯基苯酯、丙烯酸氰乙酯、甲基丙烯酸氰乙酯、丙烯酸4-联苯酯、甲基丙烯酸4-联苯酯、丙烯酸2-萘酯、甲基丙烯酸2-萘酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、3-甲氧基丙烯酸甲酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸丁基二甘醇酯、丙烯酸乙二醇酯、单甲基丙烯酸乙二醇酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯350、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯500、单甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯、甲基丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N-(1-甲基十一烷基)丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)丙烯酰胺、N-(正十八烷基)丙烯酰胺、以及N,N-二烷基取代的酰胺如N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苄基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙基乙烯基醚、乙烯基异丁基醚、乙烯基酯如乙酸乙烯酯、氯乙烯、乙烯基卤化物、偏氯乙烯、偏卤乙烯、乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、a-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯、a-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、大分子单体如2-聚苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯和聚(甲基丙烯酸甲酯)-甲基丙烯酸乙酯。
也可有利地选择组分(iii)的单体,使得它们包含有助于随后的辐射-化学交联(例如通过电子束、UV)的官能团。合适的可共聚光引发剂为例如苯偶姻丙烯酸酯和丙烯酸酯官能化的二苯甲酮衍生物。有助于通过电子辐射的交联的单体为例如丙烯酸四氢糠基酯、N-叔丁基丙烯酰胺、丙烯酸烯丙酯,但该列举不是结论性的。
另外,压敏胶粘剂组合物可包括交联剂、特别地基于环氧化物的交联剂。使用的包含环氧基团的物质特别地为多官能环氧化物,即每分子具有至少两个环氧单元的(即,为至少双官能的)那些。这些可为芳族或脂族化合物。基于环氧化物的交联剂还可以低聚物或聚合物的形式使用。
丙烯酸酯的混合物可继而进一步优选地具有以下组成:
(I)90重量%-99重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯
(II)1重量%-10重量%的具有酸或酸酐官能团的烯属不饱和单体。
其中(I)和(II)优选地共计为100重量%。
优选地,单体(I)由丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸正丁酯(进一步优选地以相等的份数)的混合物组成。
可使用的单体(II)有利地包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸和/或马来酸酐。优选丙烯酸或甲基丙烯酸、任选地两者的混合物。
为了实现压敏胶粘剂性质,胶粘剂组合物应优选地在高于其玻璃化转变温度的加工温度下具有粘弹性性质。因此,压敏胶粘剂配制物(聚合物-增粘剂混合物)的玻璃化转变温度优选地低于+15℃。
可能的增粘剂的添加,根据所添加的量、相容性和软化温度,不可避免地将玻璃化转变温度提高约5-40K。因此,优选具有不超过0℃的玻璃化转变温度的丙烯酸酯共聚物。
同样优选地,压敏胶粘剂组合物包括至少以下两种组分:
(P)基于聚丙烯酸酯的第一组分,即聚丙烯酸酯组分,和
(E)与聚丙烯酸酯组分基本上不能混溶的基于弹性体的第二聚合物组分,即优选地由一种或多种合成橡胶形成或包括一种或多种合成橡胶的弹性体组分。
基于聚丙烯酸酯的聚合物组分(P)优选地以占两种组分(P)和(E)的总和(100重量%)的60重量%-90重量%、更优选地65重量%-85重量%的比例存在,以及基于弹性体的聚合物组分(E)优选地以占两种组分(P)和(E)的总和(100重量%)的10重量%-40重量%、更优选地15重量%-35重量%的比例存在。胶粘剂组合物的总组成可特别地限于这两种组分,但是也可存在另外的组分,例如添加剂等。
根据本发明,第二聚合物组分(弹性体组分(E))基本上与第一聚合物组分(聚丙烯酸酯组分(P))不能混溶,使得胶粘剂组合物层中的胶粘剂组合物存在于至少两个分离的相中。更特别地,一个相形成基体以及另一个相形成布置在基体内的多个畴(域)。
均质(均匀)混合物是在分子水平上混合的物质;因此,均质体系是单相体系。在本文的上下文中,基础物质同义地被称为相互“能均匀混溶的”、“相容的”和“可相容的”。因此,当两个或更多个组分在充分混合后不形成均匀体系,而是形成至少两个相时,它们同义地为“不能均匀混溶的”、“不相容的”和“不可相容的”。同义地“能部分均匀混溶的”、“部分相容的”和“可部分相容的”组分被认为是在彼此充分混合(例如通过剪切,在熔体中或在溶液中并随后消除溶剂)时形成至少两个相的那些,所述相各自富含组分之一,但是所述相的一个或两个可各自包括或多或少比例的均质混合物中的其它组分。
聚丙烯酸酯组分(P)优选地为均相。弹性体组分(E)可本质上为均质(均匀)的或本身具有固有的多相性,如由微观相分离的嵌段共聚物已知的。在目前的情况下,选择聚丙烯酸酯组分和弹性体组分,使得它们(在充分混合后)在20℃(即,胶粘剂组合物的惯常使用温度)下基本上是不能混溶的。“基本上不能混溶的”是指,组分根本不能彼此均匀混溶,使得没有相具有均质混合物中的第二组分的比例,或组分仅在这样小的程度上彼此部分相容,即一种或两种组分可均匀地吸收仅这样小比例的相应的另一组分,使得部分相容性对本发明不是重要的,即对本发明的教导是无害的。在该情况下,相应的组分在本文的情况下被认为是“基本上不含”相应的另一组分。
因此,根据本发明使用的胶粘剂组合物至少在室温(20℃)下以至少两相的形态存在。非常优选地,聚丙烯酸酯组分(P)和弹性体组分(E)在0℃至50℃、甚至更优选地-30℃至80℃的温度范围内基本上不能均匀混溶。
当可物理和/或化学地检测到至少两个稳定相(其中一相富含一种组分(聚丙烯酸酯组分(P))且第二相富含另一组分(弹性体组分(E)))的形成时,在本文的上下文中组分特别地被定义为“基本上彼此不能混溶”。用于相分离的合适的分析系统的实例是扫描电子显微镜法。然而,也可例如以如下的方式识别相分离:不同的相具有两个独立的玻璃化转变温度。根据本发明,当相分离可通过至少一种分析方法明确地显示时,相分离存在。
特别地,可以如下的方式实施相分离:富含一种组分(基本上由组分之一形成并且不含另一组分)的离散区域(“畴”)存在于富含另一组分(基本上由另一组分形成并且不含第一组分)的连续基体中。
根据本发明使用的胶粘剂组合物的相分离特别地以如下的方式发生:弹性体组分(E)以分散的形式存在于聚丙烯酸酯组分(P)的连续基体中。由弹性体组分(E)形成的区域(畴)优选为基本上球形的形式。由弹性体组分(E)形成的区域(畴)也可偏离球形形式,并且特别地为变形的,例如在涂覆方向上延展和取向的。弹性体畴在其最大维度上的尺寸典型地(但不必然地)在0.5μm和150μm之间、特别地在1μm和30μm之间。其它畴形式同样是可能的,例如以片或棒的形式,其中这些也可在其形状方面偏离理想结构并且可例如为弯曲的或变形的。
聚丙烯酸酯组分(P)和弹性体组分(E)各自由基础聚合物组分和任选的添加物(共组分、添加剂)组成,所述基础聚合物组分可为均聚物、共聚物或聚合物(均聚物和/或共聚物)的混合物。在简化的形式中,基础聚合物组分在下文中称为“基础聚合物”,但这并不意图排除用于各基础聚合物组分的聚合物混合物;相应地,“聚丙烯酸酯基础聚合物”理解为是指聚丙烯酸酯组分的基础聚合物组分和“弹性体基础聚合物”理解为是指胶粘剂组合物的弹性体组分的基础聚合物组分。
聚丙烯酸酯组分(P)和/或弹性体组分(E)可各自为100%体系的形式,即仅基于它们各自的基础聚合物组分并且不进一步添加树脂、添加剂等。在另一优选方式中,这两种组分的一种或两种不仅掺混有基础聚合物组分,还掺混有另外的组分例如树脂。
在本发明的有利实施方式中,聚丙烯酸酯组分(P)和弹性体组分(E)仅由它们各自的基础聚合物组分组成,从而不存在另外的聚合物组分,特别地不存在树脂。在进一步的扩展方式中,除了两种基础聚合物组分之外,整个胶粘剂组合物不包括任何另外的成分。
基于聚丙烯酸酯的胶粘剂组合物或聚丙烯酸酯组分(P)特别有利地已经掺混有一种或多种用于化学和/或物理交联的交联剂。然而,由于聚丙烯酸酯组分(P)的辐射-化学交联原则上也是可能的,因此不一定存在交联剂。
交联剂是如下的那些化合物(特别地双官能或多官能化合物,通常具有低分子量):其可在选择的交联条件下与待交联聚合物的合适的基团(特别地官能团)反应,从而将两个或更多个聚合物或聚合物位点彼此连接(形成“桥”)并因此产生待交联的聚合物的网络。这通常导致内聚性的增加。交联度取决于形成的桥的数量。
在本上下文中的交联剂原则上为本领域技术人员所知晓的所有交联剂体系,其特别地适用于与适当改性的(甲基)丙烯酸酯单体形成共价、配位或缔合结合体系(根据所选择的聚合物及其官能团的性质)。化学交联体系的实例是双官能或多官能异氰酸酯或者双官能或多官能环氧化物或者双官能或多官能氢氧化物或者双官能或多官能胺或者双官能或多官能团酸酐。不同交联剂的组合也是可想到的。
另外的合适的交联剂包括螯合形成物,其与聚合物链中的酸官能团组合形成充当交联点的络合物。
对于有效交联,当聚丙烯酸酯的至少一部分具有如下的官能团时是特别有利的:相应的交联剂可与其反应。为此,优选使用具有选自以下的官能团的单体:羟基、羧基、磺酸或膦酸基团、酸酐、环氧化物、胺。
特别优选的用于聚丙烯酸酯的单体的实例是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、二甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、三氯丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基膦酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸6-羟己酯、烯丙醇、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
已经发现特别有利的是使用0.03-0.2重量份、特别地0.04-0.15重量份的N,N,N',N'-四(2,3-环氧基丙基)-间-二甲苯-α,α’-二胺(四缩水甘油基-间-二甲苯二胺;CAS63738-22-7)作为交联剂,基于100重量份的聚丙烯酸酯基础聚合物。
替代地或另外地,如下可为有利的:通过辐射-化学手段使胶粘剂组合物交联。可用于此目的的辐射包括紫外光(特别是当已将合适的光引发剂添加至配制物或丙烯酸酯组分中的至少一种聚合物包含具有光引发官能团的单元的共聚单体时)和/或电子束。
当所用单体的一部分包含有助于随后的辐射-化学交联的官能团时,则对于辐射诱导的交联可为有利的。合适的可共聚的光引发剂是例如苯偶姻丙烯酸酯和丙烯酸酯官能化的二苯甲酮衍生物。有助于通过电子辐射的交联的单体是例如丙烯酸四氢糠基酯、N-叔丁基丙烯酰胺和丙烯酸烯丙酯。
对于化学和/或物理和/或辐射诱导的交联,特别地参考相关的现有技术。
为了实现压敏胶粘剂组合物的所需性质,例如为了实现压敏胶粘剂组合物的足够的内聚性,通常使压敏胶粘剂组合物交联,这意味着单独的大分子通过桥接相互连接。交联可以不同的方式完成:例如,存在物理、化学或热交联方法。
聚合物的交联特别地是指这样的反应,其中许多起初为线性或支化的大分子通过在单独的大分子之间形成桥而连接以得到或多或少支化的网络。在此,桥特别地通过合适的化学分子(称为交联剂或交联剂物质)与大分子、例如与大分子的特定官能团(其特别地可被相应的交联剂分子攻击)的反应形成。交联剂分子中的攻击大分子的位点通常称为“反应性中心”。交联剂分子可以如下的方式将两个大分子相互连接:同一个交联剂分子与两个不同的大分子反应,即特别地具有至少两个反应性中心,或者交联剂分子也可具有超过两个反应性中心,使得一个单一的交联剂分子于是也可将三个或更多个大分子相互连接。当同一个交联剂分子以至少两个其反应性中心攻击同一个大分子时,分子内反应可作为副反应发生。在聚合物的有效交联的情况下,这样的副反应通常是不希望的。
可在不同类型的交联剂之间进行区分,即
1.)共价交联剂,即共价攻击待连接的大分子并因此在它们相应的反应性中心和大分子上的攻击位点(特别地官能团)之间形成共价化学键的那些。可使用的化学反应原则上包括所有可想到的形成共价键的化学反应。
2.)配位交联剂,即配位攻击待连接的大分子并因此在它们相应的反应性中心和大分子上的攻击位点(特别地官能团)之间形成配位键的那些。可使用的化学反应原则上包括所有可想到的形成配位键的化学反应。
本发明进一步涉及可通过使自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地两个层SK1和SK2交联而获得的交联的压敏胶粘条。
基于丙烯酸酯组合物的自胶粘组合物层可包括另外的成分,例如特别地微球、增粘树脂和/或添加剂。关于其类型和量,涉及基于乙烯基芳族嵌段共聚物组合物的自胶粘组合物层的说明可类似地适用。
(b.1)基于丙烯酸酯组合物的自胶粘组合物层的具体实施
在本发明的特别优选的实施方式(在下文中称为“具体实施方式”)中,层SK1或SK2或优选地两个层SK1和SK2的胶粘剂组合物为可交联的胶粘剂组合物,其优选地包括:
(a)至少一种第一基础组分,包括:
(a1)作为第一聚合物组分的基础聚合物组分,其由均聚物、共聚物、或者两种或更多种均聚物、两种或更多种共聚物或一种或多种均聚物与一种或多种共聚物的均匀混合物构成,
其中基础聚合物组分中的均聚物的至少一种或共聚物的至少一种、特别地所有聚合物具有特别地带来与环氧基团的可交联性的官能团,和
(a2)任选地另外的能与基础聚合物组分均匀混溶或能溶于基础聚合物组分的成分,例如树脂、添加剂、单体残留物、作为副产物的短链聚合产物、和/或杂质,
(b)任选地第二组分,包括:
(b1)作为另外的聚合物组分的基本上不能与基础聚合物组分均匀混溶的聚合物、特别地没有可交联基团的那些,和
(b2)任选地另外的基本上不能与基础聚合物组分均匀混溶并且不能溶于基础聚合物组分的成分,例如特定的树脂或添加剂,其中组分(b2)特别地能完全或部分地与另外的聚合物组分(b1)均匀混溶;
(c)交联剂,即
(c1)至少一种共价交联剂、特别地基于环氧的共价交联剂,和/或
(c2)至少一种配位交联剂,和
(d)任选地溶剂或溶剂残留物。
更特别地,可交联的自胶粘组合物SK1和/或SK2由所述成分(a)、(b)、(c)和任选地(d)组成。
在以上说明的含义内,第一基础组分(a)在此可特别地为聚丙烯酸酯组分(P),且第二组分(b)可特别地为弹性体组分(E)。
可用于具体实施方式的基础聚合物组分(a1)的聚合物尤其包括可通过共价交联剂或通过配位交联剂交联的那些聚合物和聚合物混合物。这些尤其是具有可用于交联的游离酸基团的聚合物。优选的可使用的基础聚合物是丙烯酸酯共聚物、特别地可在至少50重量%的程度上得自丙烯酸类单体的那些聚合物(共聚物、聚合物混合物)。选择具有游离酸基团的可共聚单体作为用于引入可交联基团的共聚单体,特别优选使用丙烯酸。含有酸基团的单体,例如丙烯酸,具有影响压敏胶粘剂组合物的压敏胶粘性质的性质。如果使用丙烯酸,则优选以最高达最大12.5重量%的比例使用,基于基础聚合物组分的全部单体。取决于在各自的情况下使用的交联剂的量,优选地通过聚合引入的丙烯酸的量至少足以使得存在足够的酸基团来导致交联剂的基本上完全的反应。
就其而言,有利的具体实施方式的压敏胶粘剂组合物的聚丙烯酸酯组分(a)优选地构成均相。弹性体组分(b)可本质上为均质(均匀)的或本身具有固有的多相性,如由微观相分离的嵌段共聚物已知的。在目前的情况下,选择聚丙烯酸酯组分和弹性体组分,使得它们(在充分混合后)在20℃(即,胶粘剂组合物的惯常使用温度)下基本上是不能混溶的。“基本上不能混溶”是指,组分根本不能彼此均匀混溶,使得没有相具有均质混合物中的第二组分的比例,或组分仅在这样小的程度上彼此部分相容,即一种或两种组分可均匀地吸收仅这样小比例的相应的另一组分,使得部分相容性对本发明是不重要的,即对本发明的教导是无害的。在该情况下,相应的组分在本文的情况下被认为是“基本上不含”相应的另一组分。
因此,具体实施方式的有利的胶粘剂组合物至少在室温(20℃)下以至少两相形态存在。非常优选地,聚丙烯酸酯组分和弹性体组分在0℃至50℃、甚至更优选地-30℃至80℃的温度范围内基本上不能均匀混溶。
聚丙烯酸酯组分和/或弹性体组分可各自为100%体系的形式,即仅基于它们各自的聚合物组分((a1)或(b1))并且不进一步添加树脂、添加剂等。在另一优选方式中,这两种组分的一种或两种除了基础聚合物组分之外还掺混有另外的组分例如树脂。在扩展中,除了两种聚合物组分(a1)和(b1)之外,整个胶粘剂组合物的聚合物组分不包括任何另外的成分(而不管存在的在组分(c)意义上的交联剂和任何溶剂/溶剂残留物(d))。
具体实施方式的有利的胶粘剂组合物的聚丙烯酸酯组分(a)特别地包括构成基础聚合物组分(a1)的一种或多种基于聚丙烯酸酯的聚合物。
基于聚丙烯酸酯的聚合物特别地为如下的那些聚合物:其可至少主要地(特别地在超过60重量%的程度上)得自作为单体的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯以及任选地其游离酸(在下文中称为“丙烯酸类单体”)。聚丙烯酸酯优选地可通过自由基聚合获得。聚丙烯酸酯可任选地包含其它基于另外的非丙烯酸类可共聚单体的单元。聚丙烯酸酯可为均聚物和/或特别地共聚物。在本发明的上下文中,术语“共聚物”既包括其中聚合中使用的共聚单体以纯无规的方式引入的那些共聚物,又包括其中存在共聚单体组成中的梯度和/或在聚合物链中单独的共聚单体类型的局部富集以及整个单体嵌段的那些共聚物。交替的共聚单体序列也是可想到的。
聚丙烯酸酯可具有例如线性、支化、星形或接枝结构,并且它们可为均聚物或共聚物。有利地,聚丙烯酸酯基础聚合物的聚丙烯酸酯的至少一种(在多种存在的聚丙烯酸酯有利地占聚丙烯酸酯的主要重量份的情况下)、特别地所有存在的聚丙烯酸酯的平均摩尔质量(重均MW)在250 000g/mol-10 00 0 000g/mol的范围内、优选地在500 000g/mol-5 000000g/mol的范围内。
在非常优选的程序中,任选地在预先溶解在合适的溶剂中之后,具体实施方式的组分(c)的交联剂能均匀混溶在基础组分中。
用于具体实施方式的共价交联剂(组分(c1))优选地为缩水甘油胺。根据本发明特别优选的交联剂的实例包括N,N,N',N'-四(2,3-环氧基丙基)环己烷-1,3-二甲胺和N,N,N',N'-四(2,3-环氧基丙基)-间-二甲苯-α,α’-二胺。
有利地还可使用多官能环氧化物、特别地环氧基环己基羧酸酯(盐)作为共价交联剂。这里以举例的方式应特别提及2,2-双(羟甲基)丙烷-1,3-二醇或(3,4-环氧基环己烷)甲基3,4-环氧基环己基羧酸酯。
此外,根据本发明也可使用多官能氮丙啶。这些中的一个实例为三羟甲基丙烷三(2-甲基-1-氮丙啶丙酸酯)。进一步优选地,使用的共价交联剂可为异氰酸酯、特别地多官能异氰酸酯化合物。所用的多官能异氰酸酯化合物可为例如甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲苯2,4-二异氰酸酯二聚体、亚萘基-1,5-二异氰酸酯(NDI)、邻甲苯二异氰酸酯(TODI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、三苯基甲烷三异氰酸酯、三(对-异氰酸基苯基)硫代亚磷酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯。它们可单独地或以其两种或更多种类型的组合使用。
在具体实施方式中,根据本发明,使用至少一种共价交联剂,但也可使用两种或更多种共价交联剂,例如彼此组合的两种以上提及的二胺化合物。
可用于具体实施方式的配位交联剂(组分(c2))特别地包括螯合化合物、特别地多价金属螯合化合物。术语“多价金属螯合化合物”理解为是指其中多价金属与一种或多种有机化合物配位结合的那些化合物。使用的多价金属原子可为Al(III)、Zr(IV)、Co(II)、Cu(I)、Cu(II)、Fe(II)、Fe(III)、Ni(II)、V(II)、V(III)、V(IV)、V(V)、Zn(II)、In(III)、Ca(II)、Mg(II)、Mn(II)、Y(III)、Ce(II)、Ce(IV)、St(II)、Ba(II)、Mo(II)、Mo(IV)、Mo(VI)、La(III)、Sn(II)Sn(IV)、Ti(IV)等。在这些当中,优选Al(III)、Zr(IV)和Ti(IV)。
用于具体实施方式中的配位交联剂的配体原则上可为所有已知的配体。然而,用于有机化合物的配位结合的原子特别地可为具有自由电子对的那些原子,例如氧原子、硫原子、氮原子等。所用的有机化合物可为例如烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。特别地,出于说明性目的列举钛螯合物如二丙氧基双(乙酰丙酮)钛、二丁氧基双(亚辛基乙醇酸)钛、二丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)钛、二丙氧基双(乳酸)钛、二丙氧基双(三乙醇胺)钛、二正丁氧基双(三乙醇胺)钛、三正丁氧基单硬脂酸钛、钛酸丁酯二聚体、聚(乙酰丙酮钛)等;铝螯合物如二异丙氧基单乙酸乙酯铝(二异丙氧基单乙基乙酸铝)、二正丁氧基单乙酰乙酸甲酯铝、二异丁氧基单乙酰乙酸甲酯铝、二正丁氧基单乙酰乙酸乙酯铝、二仲丁氧基单乙酰乙酸乙酯、三乙酰丙酮铝、三乙基乙酰丙酮铝、单乙酰丙酮双(乙基乙酰丙酮)铝等;以及锆螯合物如四乙酰丙酮锆等。在这些当中,优选三乙酰丙酮铝和二丙氧基铝。它们可单独或以其两种或更多种类型的组合使用。
在具体实施方式中优选地以0.015-0.04和优选地0.02-0.035重量份的总量、非常优选地以0.03重量%的量使用共价交联剂(c1),基于100重量份的基础聚合物组分(a1)。
在具体实施方式中优选地以0.03-0.15和优选地0.04-0.1重量份的量使用配位交联剂(c2),基于100重量份的基础聚合物组分(a1)。
进一步优选地,在具体实施方式中共价交联剂和配位交联剂以这样的方式使用,使得配位交联剂以相对于共价交联剂摩尔过量的形式存在。优选使用在上述的量范围内的交联剂,特别地以使得共价交联剂对配位交联剂的摩尔比(即所用共价交联剂的摩尔量n共价对所用配位交联剂的摩尔量n配位的比率)在1:1.3至1:4.5的范围内,因此1.3≤n配位/n共价≤4.5的方式。非常优选的共价交联剂对配位交联剂的摩尔比为1:2至1:4。
(b.2)基于丙烯酸酯聚合物的自胶粘组合物层的弹性体组分
如上所阐述,根据本发明使用的胶粘剂组合物即使以其具体实施方式的形式也可包括基本上不能与聚丙烯酸酯组分或基础聚合物、特别地弹性体组分均匀混溶的聚合物。就其而言,基本上与聚丙烯酸酯组分不相容的弹性体组分有利地包括一种或两种或更多种独立选择的合成橡胶作为基础聚合物组分。
所用的合成橡胶优选为至少一种具有A-B、A-B-A、(A-B)n、(A-B)nX或(A-B-A)nX、A-B-X(A'-B')n结构的嵌段共聚物形式的乙烯基芳族嵌段共聚物,其中
-A或A'嵌段独立地为通过至少一种乙烯基芳族化合物例如苯乙烯或α-甲基苯乙烯的聚合形成的聚合物;
-B或B'嵌段独立地为通过具有4-18个碳原子的共轭二烯的聚合形成的聚合物和/或由异戊二烯、丁二烯、法呢烯异构体或丁二烯和异戊二烯的混合物或丁二烯和苯乙烯的混合物形成的或者完全或部分地包含乙烯、丙烯、丁烯和/或异丁烯的聚合物、和/或这样的聚合物的部分或完全氢化的衍生物;
-X是偶联剂或引发剂的基团(残基),和
-n是≥2的整数。
更特别地,所有合成橡胶为具有如上详述的结构的嵌段共聚物。因此,合成橡胶也可包括多种具有以上结构的嵌段共聚物的混合物。
因此,合适的嵌段共聚物(乙烯基芳族嵌段共聚物)包括一个或多个橡胶状(橡胶态)嵌段B或B’(软嵌段)和一个或多个玻璃状(玻璃态)嵌段A或A’(硬嵌段)。特别优选具有A-B、A-B-A、(A-B)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物,其中以上含义可适用于A、B和X。最优选地,所有合成橡胶是具有A-B、A-B-A、(A-B)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物,其中以上含义可适用于A、B和X。更特别地,合成橡胶是具有A-B、A-B-A、(AB)3X或(A-B)4X结构的嵌段共聚物的混合物,其优选地包括至少二嵌段共聚物A-B和/或三嵌段共聚物A-B-A。
也有利的是(A-B)n或(A-B)nX嵌段共聚物(其中n不小于3)和二嵌段共聚物和三嵌段共聚物的混合物。
在一些有利实施方式中,另外地或仅使用作为多臂嵌段共聚物的嵌段共聚物。这通过如下通式描述:
Qm-Y
其中Q代表多臂嵌段共聚物的一个臂且m继而代表臂的数目,其中m是至少3的整数。Y是多官能连接试剂的基团(残基),其源自例如偶联剂或多官能引发剂。更特别地,各臂Q独立地具有式A*-B*,其中A*和B*在各自的情况下独立于其它臂根据以上针对A/A'和B/B'的定义来选择,使得各A*代表玻璃状嵌段且B*代表软嵌段。将理解,对于多个臂Q或所有臂Q,也可选择相同的A*和/或相同的B*。
嵌段A、A'和A*在下文中统称为A嵌段。嵌段B、B'和B*在下文中相应地统称为B嵌段。
A嵌段通常是玻璃状嵌段,其各自具有高于室温(在本发明的上下文中,室温理解为是指20℃)的玻璃化转变温度。在一些有利的实施方式中,玻璃状嵌段的玻璃化转变温度为至少40℃、优选地至少60℃、甚至更优选地至少80℃或非常优选地至少100℃。
乙烯基芳族嵌段共聚物通常还具有一个或多个橡胶状B嵌段,其具有低于室温(20℃)的玻璃化转变温度。在一些实施方式中,软嵌段的Tg低于-30℃或甚至低于-60℃。
除了针对B嵌段提及的本发明的且特别优选的单体外,另外的有利的实施方式包括聚合的共轭二烯、聚合的共轭二烯的氢化衍生物或其组合。在一些实施方式中,共轭二烯包括4至18个碳原子。
作为用于软嵌段B的单体,优选的共轭二烯特别地选自丁二烯、异戊二烯、乙基丁二烯、苯基丁二烯、戊间二烯、戊二烯、己二烯、乙基己二烯和二甲基丁二烯、以及这些单体的任何所需混合物。B嵌段也可为均聚物或共聚物的形式。
另外的有利的用于B嵌段的共轭二烯的实例还包括乙基丁二烯、苯基丁二烯、戊间二烯、戊二烯、己二烯、乙基己二烯和二甲基丁二烯,其中聚合的共轭二烯可为均聚物或共聚物的形式。
更优选地,作为用于软嵌段B的单体的共轭二烯选自丁二烯和异戊二烯。例如,软嵌段B是聚异戊二烯、聚丁二烯或这两种聚合物之一的部分或完全氢化的衍生物如特别地聚丁烯-丁二烯;或由丁二烯和异戊二烯的混合物形成的聚合物。最优选地,B嵌段是聚丁二烯。
A嵌段的比例在此优选地平均为10重量%-40重量%、更优选地15重量%-33重量%,基于总的嵌段共聚物。
优选的用于A嵌段的聚合物是聚苯乙烯。优选的用于B嵌段的聚合物是聚丁二烯、聚异戊二烯、聚法呢烯及其部分或完全氢化的衍生物,例如聚乙烯-丁烯、聚乙烯-丙烯、聚乙烯-乙烯-丙烯或聚丁烯-丁二烯或聚异丁烯。聚丁二烯是非常优选的。
可使用不同嵌段共聚物的混合物。优选使用三嵌段共聚物ABA和/或二嵌段共聚物AB。
嵌段共聚物可为线性、放射状或星形的(多臂)。
(b.3)基于丙烯酸酯组合物的自胶粘组合物层的交联
在本发明的压敏胶粘条中,基于丙烯酸酯组合物的层SK1、层SK2或优选地层SK1和SK2优选为交联形式。交联在此优选地在形成层或膜的压敏胶粘剂组合物中进行。
交联反应在此可特别地如下进行:
在有利的程序中,将两种物质作为纯物质或以预溶解在合适的溶剂中的形式施加到溶液中的聚合物,然后将聚合物与交联剂充分混合,涂覆在临时或永久载体上,然后在合适的条件下干燥,在该合适的条件下进行交联。
在任选的特别适合于极具反应性的体系的程序中,首先,将交联剂之一以纯的或预溶解的形式添加至聚合物溶液。直到涂覆前不久才进给第二交联剂,例如经由具有下游活动或静态混合器的在线计量添加和随后的涂覆和干燥。
通过将上述配体添加至聚合物/交联剂溶液,可增加配位交联剂的使用寿命(加工时间)。然后在干燥的过程中除去过量配体;直到那时配位交联剂才是(完全)反应性的。
非常优选地,干燥条件(温度和停留时间)选择成使得不仅除去溶剂,而且交联也在很大程度上完成,从而达到稳定的交联水平(特别地在相对高的温度下)。更特别地,胶粘剂组合物是完全交联的。
根据本发明,胶粘剂组合物的完全交联理解为是指,当在室温(20℃)下在其它方面标准的条件下存储胶粘剂组合物时,微剪切行程测试中的最大剪切行程“max”在其中指定的条件下、在重复(例如每日)的微剪切行程测量的情况下、在48小时的时间段内仅在测试方法的精度范围内变化(例如最高达最大值5%)。
根据胶粘剂组合物的使用领域,也可对于其它温度(例如40℃、特别地对应于相应使用温度的那些温度)进行完全交联的检测。
以有利的方式,本发明的压敏胶粘条可用于粘合精密机械、光学、电学和/或电子设备的组件(例如在其制造、修理或装饰等中)。这里用于粘合的材料的实例可包括塑料、玻璃、金属等。
载体
任选地在本发明的压敏胶粘条中使用的载体材料原则上可为任何已知的(永久)载体,例如非织造稀松布、织造织物、针织织物、非织造织物、纸、棉纸和膜。典型地使用膜,在该情况下其可为发泡的(例如热塑性泡沫体)或未发泡的。膜载体典型地使用成膜或可挤出的聚合物制造,所述成膜或可挤出的聚合物可另外地为单轴或双轴取向的。
膜载体可具有单层或多层,优选地单层。另外,膜载体可具有外层,例如阻挡层,其防止组分从胶粘剂组合物渗透到膜中,反之亦然。这些外层还可具有阻挡性质,从而防止水蒸气和/或氧气的通过扩散。
膜载体的背面可已经经受防胶粘物理处理或涂覆。
对于膜载体的制造,如下可为合适的:添加添加剂和另外的组分,其改善成膜性质,减少形成结晶段的趋势和/或选择性地改善或者如果合适的话使机械性质劣化。
任选地存在于本发明的压敏胶粘条中的膜载体可为不可拉伸的膜载体或可拉伸的膜载体。
在本发明的压敏胶粘条中使用不可拉伸的膜载体有利于所得压敏胶粘条的可加工性;更特别地,可有利于模切工艺。另外,在本发明的压敏胶粘条中使用不可拉伸的膜载体(例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)组成)可导致与使用可延展的膜载体相比改善的耐冲击性。本发明的压敏胶粘条的耐冲击性不仅可受到部分发泡的自胶粘组合物的影响,而且令人惊讶地还受到所用膜载体的性质及其厚度的影响。
用于不可拉伸的膜载体T的膜的材料优选地为聚酯、特别地聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)或者单轴或双轴拉伸聚丙烯(PP)。更优选地,不可拉伸的膜载体由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成。同样也可使用多层层压体或共挤出物,其特别地由前述材料组成。优选地,不可拉伸的膜载体是单层的。
在有利的程序中,不可拉伸的膜载体层T的一个或两个表面已经被物理和/或化学预处理。这样的预处理可例如通过如下实现:蚀刻和/或电晕处理和/或等离子体处理和/或底漆处理、优选地蚀刻。如果载体层的两个表面都已进行预处理,则各表面的预处理可不同或者更特别地,两个表面可已进行相同的预处理。
为了实现非常好的粗糙化结果,建议使用三氯乙酸(Cl3C–COOH)或与惰性粉状化合物、优选地硅化合物、更优选地[SiO2]x组合的三氯乙酸作为蚀刻膜的试剂。惰性化合物的要点是被引入膜、特别地PET膜的表面中,从而以这种方式提高粗糙度和表面能。
电晕处理是用于提高聚合物基底的表面张力/表面能的化学/热方法。在两个电极之间的高压放电中电子大大加速,这导致空气的电离。如果将塑料基底引入这些加速电极的路径中,则由此产生的加速电极以破坏大多数基底表面处的分子键所需的能量的2-3倍撞击基底表面。这导致形成气态反应产物和高反应性的自由基。这些自由基可在氧气和反应产物的存在下快速反应,并在基底表面处形成多种化学官能团。由这些氧化反应产生的官能团对增加表面能做出最大贡献。电晕处理可用双电极系统或者用单电极系统实现。在电晕预处理期间,(除了通常的空气之外)可使用不同的工艺气体如氮气,其形成保护性气体气氛或促进电晕预处理。
等离子体处理、特别地低压等离子体处理是已知的用于胶粘剂组合物的表面预处理的方法。在较高反应性的意义上,等离子体导致表面活化。这导致表面的化学变化,其结果是,例如,可影响胶粘剂组合物对于极性和非极性表面的特性。该预处理主要包括表面现象。
底漆通常是指涂层或底涂层,其特别地具有促进粘附和/或钝化和/或腐蚀抑制作用。在本发明的上下文中,促进粘附作用是特别重要的。促进粘附的底漆,常常也称为粘附促进剂,在许多情况下以商业产品的形式或从技术文献知晓。
不可拉伸的膜载体、优选地根据本发明的不可拉伸的膜载体的拉伸强度在纵向上大于100N/mm2、更优选地大于150N/mm2、甚至更优选地大于180N/mm2、特别地大于200N/mm2、例如大于250N/mm2和在横向上优选地大于100N/mm2、更优选地大于150N/mm2、甚至更优选地大于180N/mm2、特别地大于200N/mm2、例如大于250N/mm2(所报告的值各自与稍后指定的测试方法R1有关)。膜载体在确定压敏胶粘条的拉伸强度方面是重要的。优选地,压敏胶粘条具有与所使用的膜载体的相同的拉伸强度值。
不可拉伸的膜载体的弹性模量优选地超过0.5GPa、更优选地超过1GPa、特别地超过2.5GPa,优选地在纵向和横向两者上。
如果将可拉伸的膜载体用于本发明的压敏胶粘条中,则膜载体的可拉伸性典型地足以确保压敏胶粘条通过基本上在粘合平面内的延展拉伸而分离。可拉伸的膜载体优选地为具有至少500%、特别地至少800%的断裂伸长率以及任选地超过50%的回弹性的载体。在此优选地,膜载体在纵向和横向两者上具有指定的断裂伸长率值和/或指定的回弹性。所使用的膜载体可例如为非常可拉伸的膜。有利地可使用的可拉伸的膜载体的实例是来自WO2011/124782 A1、DE 10 2012 223 670 A1、WO 2009/114683 A1、WO 2010/077541 A1、WO2010/078396 A1的实施方式。优选地,可拉伸的载体材料的拉伸强度被调节成使得压敏胶粘条可借助于延展拉伸而以无残留和无破坏的方式再次从胶粘粘合分离。
在可拉伸的膜载体的优选实施方式中,使用聚烯烃。优选的聚烯烃由乙烯、丙烯、丁烯和/或己烯制备,其中在各自的情况下可使纯单体聚合或使所提及的单体的混合物共聚。可经由聚合过程和通过选择单体来控制聚合物膜的物理和机械性质,例如软化温度和/或断裂伸长率。特别优选聚乙烯、特别地聚乙烯泡沫体。
另外,可有利地使用聚氨酯作为可拉伸的膜载体的起始材料。聚氨酯是化学和/或物理交联的缩聚物,其典型地由多元醇和异氰酸酯形成。根据各组分的性质和使用比,可获得可有利地在本发明的情况下使用的可拉伸材料。出于该目的可为配制者使用的原料在例如EP 0 894 841 B1和EP 1 308 492 B1中进行了说明。本领域技术人员将知道可由其形成本发明的可延展膜载体的其他原料。特别优选聚氨酯泡沫体。
如下也是有利的:在可拉伸膜载体中使用基于橡胶的材料以实现可拉伸性。作为橡胶或合成橡胶或由其产生的共混物(作为用于可拉伸的膜载体的起始材料),原则上可根据所需的纯度和粘度水平从任何可获得的品级(例如,绉纱、RSS、ADS、TSR或CV型)选择天然橡胶,并且合成橡胶可选自无规共聚的丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、丁二烯橡胶(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(XIIR)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚氨酯和/或其共混物。
可特别有利地用于可拉伸膜载体的材料为嵌段共聚物。在此单独的聚合物嵌段共价地彼此连接。嵌段连接可为线性形式或者为星形或接枝共聚物变体。可有利地使用的嵌段共聚物的一个实例是线性三嵌段共聚物,其两个末端嵌段具有至少40℃、优选地至少70℃的软化温度,并且其中间嵌段具有至多0℃、优选地至多-30℃的软化温度。高级嵌段共聚物如四嵌段共聚物同样是可使用的。如下是重要的:在嵌段共聚物中存在至少两个相同或不同种类的聚合物嵌段,其各自具有至少40℃、优选地至少70℃的软化温度,并且在聚合物链中通过至少一个具有不超过0℃、优选地不超过-30℃的软化温度的聚合物嵌段彼此分隔。聚合物嵌段的实例为聚醚如聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃,聚二烯如聚丁二烯或聚异戊二烯,氢化聚二烯如聚乙烯-丁烯或聚乙烯-丙烯,聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯或聚己二酸己二醇酯、聚碳酸酯、聚己内酯,乙烯基芳族单体的聚合物嵌段如聚苯乙烯或聚-[α]-甲基苯乙烯,聚烷基乙烯基醚和聚乙酸乙烯酯。本领域技术人员知晓相应的软化温度。替代地,本领域技术人员将在例如Polymer Handbook[J.Brandrup,E.H.Immergut,E.A.Grulke(eds.),Polymer Handbook,4th ed.1999,Wiley,New York]中查找它们。聚合物嵌段可由共聚物形成。
尤其是当本发明的压敏胶粘条中的自胶粘组合物层基于乙烯基芳族嵌段共聚物如苯乙烯嵌段共聚物时,可拉伸的膜载体优选地基于聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物,特别地基于聚乙烯基芳族化合物-聚丁二烯嵌段共聚物,以及典型地基于增粘树脂。这样的膜载体特别地由于低的剥离力而实现令人印象深刻的结果,所述低的剥离力使得能够实现压敏胶粘条的容易的可再分离性、以及压敏胶粘条在再分离时低的撕裂倾向性。
还可想到的可拉伸的膜载体是幅面形式的泡沫体(例如聚乙烯或聚氨酯)。
另外,可想到聚丙烯酸酯芯作为可拉伸的膜载体。根据本发明,这些是未发泡的。
为了更好地将自胶粘组合物锚固在可拉伸的膜载体上,可通过已知的措施例如电晕、等离子体或火焰而对膜载体进行预处理。底漆的利用也是可能的。然而,理想地,可省去预处理。
优选的压敏胶粘条的构造
有利地,本发明的压敏胶粘条的外部胶粘剂组合物层的外暴露面可设置有防胶粘材料如剥离纸或剥离膜,也称为衬垫,特别地称为临时载体。衬垫也可为在两侧都具有防胶粘涂层的材料,例如双面硅化的材料。衬垫(剥离纸、剥离膜)不是压敏胶粘条的一部分,而仅仅是用于其制造和/或存储和/或用于通过模切的进一步加工的辅助物。此外,与胶带载体相反,衬垫没有牢固地粘合至胶粘剂层。
本发明的压敏胶粘条的典型成品形式是胶带卷(压敏胶粘条、特别地以幅面的形式,可以卷的形式制造,即以阿基米德螺旋的形式卷起)和胶粘条,如例如以模切件的形式获得的。
优选地,所有层基本上为长方体形状。进一步优选地,所有层在整个区域上彼此粘合。该粘合可通过膜表面的预处理来优化。
在本发明的上下文中,一般表述“胶粘条”(压敏胶粘条)或同义地“胶带”(压敏胶带)涵盖所有片状结构体,例如在两个维度上延伸的膜或膜部分、具有延伸的长度和有限宽度的带、带部分等、以及最后的模切件或标签。
因此,压敏胶粘条具有纵向范围(x方向)和横向范围(y方向)。压敏胶粘条还具有垂直于这两个范围延伸的厚度(z方向),其中横向范围和纵向范围比厚度大数倍。厚度在压敏胶粘条的由其长度和宽度确定的整个区域范围上是基本相同的、优选地完全相同。
本发明的压敏胶粘条特别地为幅面形式。幅面理解为是指其长度(在x方向上的范围)比其宽度(在y方向上的范围)大数倍并且宽度在整个长度上保持大致相同和优选地完全相同的物体。
在本发明的压敏胶粘条中使用不可拉伸的膜载体导致压敏胶粘条(特别地包括花丝(filigree)模切件)的有利的易处理性。可用于本发明的压敏胶粘条中的不可拉伸的膜载体导致模切件中明显的刚度,使得模切工艺和模切件的定位被简化。由本发明的具有不可拉伸的膜载体的压敏胶粘条形成的模切件特别地可具有模切的外边缘和内开口,使得其呈框架的形式。在此,单独的元件可具有小于5mm或者小于2.5mm或者甚至小于1mm的宽度。
在本发明的压敏胶粘条中使用可拉伸的膜载体容许其它有利的产品构造。特别地,可借助于拉伸而以无残留和无破坏的方式从粘合分离的压敏胶粘条变成可获得的。
根据本发明特别优选包括如下的压敏胶粘条:膜载体层T;自胶粘组合物层SK1和任选地自胶粘组合物层SK2,其可基本上在粘合平面内通过拉伸而以无残留和无破坏的方式再次分离,其中层SK1和/或SK2、优选地两个层SK1和SK2
-包含基于至少一种类型的聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物、优选地聚乙烯基芳族化合物-聚丁二烯嵌段共聚物的弹性体部分(a1),其中弹性体部分(a1)在至少90重量%的程度上由聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物组成,聚乙烯基芳族化合物在聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物中的含量为至少12重量%且至多35重量%、优选地至少20重量%且至多32重量%,且基于相应层SK1或SK2的弹性体部分(a1)的重量比例为至少40重量%且至多55重量%、优选地至少45重量%,和
-包含包括至少一种类型的增粘树脂的增粘树脂部分(a2),其中增粘树脂部分(a2)在至少90重量%的程度上、优选地在至少95重量%的程度上由基本上与聚二烯嵌段相容且基本上与聚乙烯基芳族嵌段不相容的烃树脂组成,并且基于相应层SK1或SK2的增粘树脂部分(a2)的比例为至少40重量%且至多60重量%,和
-任选地包含软树脂部分(a3),其中软树脂部分(a3)为0重量%至至多5重量%,基于相应层SK1或SK2,和
-任选地另外的添加剂(a4),以及
其中优选地未发泡的膜载体层T
-包含基于至少一种类型的聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物的弹性体部分(b1),其中弹性体部分(b1)在至少90重量%的程度上由聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物、优选地聚乙烯基芳族化合物-聚丁二烯嵌段共聚物和/或聚乙烯基芳族化合物-聚异戊二烯嵌段共聚物组成,聚乙烯基芳族化合物在聚乙烯基芳族化合物-聚二烯嵌段共聚物中的含量为至少20重量%且至多45重量%、优选地至少25重量%且至多35重量%,至少一种三嵌段共聚物或者线性或放射状多嵌段共聚物在弹性体部分内的比例为至少80重量%、优选地至少90重量%,其中三嵌段共聚物或多嵌段共聚物的摩尔质量(根据GPC的峰值摩尔质量MP)为至少85 000g/mol,且二嵌段共聚物的比例低于20重量%、优选地不超过10重量%和特别地0重量%。且基于膜载体层T的配制物的弹性体(b1)的比例为至少40重量%且至多60重量%、优选地至少45重量%且至多55重量%,和
-包含包括至少一种类型的增粘树脂的增粘树脂部分(b2),其中增粘树脂部分(b2)在至少90重量%的程度上、优选地在至少95重量%的程度上由基本上与聚二烯嵌段相容且基本上与聚乙烯基芳族嵌段不相容的烃树脂组成,并且基于膜载体层T的总配制物的增粘树脂部分(b2)的比例为至少40重量%且至多60重量%,和
-任选地包含软树脂部分(b3),其中软树脂部分(b3)为0重量%至至多5重量%,基于膜载体层T的总配制物,
-和任选地包含另外的添加剂(b4),
且其中膜载体层T的密度为至少950g/cm3。
优选地,增粘树脂部分(a2)和增粘树脂部分(b2)在化学上相同。
压敏胶粘条的制造
根据本发明可使用的自胶粘组合物SK1和SK2的制造和加工可由溶液或由熔体(热熔体)实现。根据本发明可使用的自胶粘组合物SK1和SK2向载体层的施加可通过直接涂覆或通过层压、特别地热层压来实现。
在典型的用于制造本发明的自胶粘组合物层的方法中,将胶粘剂组合物的所有成分溶解在溶剂混合物(例如汽油/甲苯/丙酮)中。将微球转变为例如在汽油中的浆料并搅拌到溶解的胶粘剂组合物中。为此,原则上可使用已知的配混和搅拌单元,其中应确保微球在混合的过程中尚未膨胀。一旦微球均匀地分布在溶液中,则可涂覆胶粘剂组合物,其中可再次使用现有技术涂覆系统。例如,可借助于刮刀来完成在常规的PET衬垫上的涂覆。在下一步中,将涂覆的胶粘剂组合物例如在100℃下干燥15分钟和任选地交联。在前述步骤中没有一个存在微球的任何膨胀。在干燥后,将胶粘剂层用第二PET衬垫层或用载体覆盖并且使其在烘箱中在适当的温度窗口内(例如在130℃-180℃下)部分发泡,特别地覆盖在两个衬垫之间或在衬垫和载体之间,以产生特别光滑的表面。通过适时冷却(例如在室温(20℃)下)而实现部分发泡,使得建立所需的发泡度。
如果干燥的胶粘剂层在两个衬垫之间发泡,则结果是由自胶粘层组成的本发明的压敏胶粘条。如果自胶粘层在衬垫和载体之间发泡,则结果是单面胶带形式的本发明的压敏胶粘条。
替代地,在位于衬垫和载体之间的局部干燥的自胶粘层发泡之前,可将第二个同样干燥的含微球的自胶粘层(其继而被施加到衬垫)层压到载体的与干燥的自胶粘层相对的表面上,使得可提供未发泡的三层复合物,该复合物由内部载体和两个与载体直接接触并继而在其外部面上设置有衬垫的自胶粘层组成。这样的三层复合物还可通过如下提供:同时或依次用未发泡的含微球的自胶粘组合物直接涂覆载体T,之后将自胶粘组合物层例如在100℃下干燥15分钟,然后用衬垫覆盖。在干燥后,使胶粘剂层在烘箱中在适当的温度/时间窗口内(参见上文)部分发泡,特别地覆盖在两个衬垫之间,以产生特别光滑的表面。结果是具有载体的双面胶带形式的本发明的压敏胶粘条。
通过溶剂法制造的部分膨胀的自胶粘组合物层的表面典型地具有小于15μm、优选地小于10μm、更优选地小于5μm和最优选地小于3μm的粗糙度Ra。表面粗糙度Ra是用于最终表面加工质量的工业标准的单位,并且构成粗糙度的平均高度、特别地在评价范围内的距粗糙处轮廓的中心线的平均绝对距离。换句话说,Ra是算术平均粗糙度,即粗糙度轮廓中所有轮廓值的算术平均值。在本申请中,Ra是借助于激光三角剖分测量的。低的表面粗糙度具有导致改善的压敏胶粘条的耐冲击性的特别优点。结果是典型地改善的粘合力。
令人惊讶地,当自胶粘组合物层包括微球的单层时,在合适的发泡度的选择下,通过溶剂法可产生典型地小于3μm、优选地小于2μm、特别地小于1μm的部分膨胀的自胶粘组合物层的特别低的表面粗糙度Ra。当在自胶粘组合物层内不存在一个在另一个之上的多个微球层时,自胶粘组合物层包括微球的单层。优选地,自胶粘组合物层中的微球大致存在于一个平面内(参见图5a和6a)。这样的单层可例如以如下的方式提供:自胶粘组合物层的涂层重量(以g/m2计测量)小于自胶粘组合物层中的由微球形成的空隙的平均直径(以μm计测量)。在本申请的上下文中,涂层重量基于所施加的胶粘剂混合物的干重。优选地,压敏胶粘剂层的涂层重量(以g/m2计)对由微球形成的空隙的平均直径(以μm计)的比率为0.6-0.9、特别地0.7-0.8。通过胶粘剂组合物、衬垫和发泡工艺的合适的选择和组合,甚至较大的微气球(由于粒度分布也存在于胶粘剂组合物层中)可保持在具有光滑产品表面的胶带中。在两个衬垫之间的发泡促进了例如具有特别光滑表面的压敏胶粘条的制造。因此,本发明可提供如下的压敏胶粘条:其同时薄并且具有低的表面粗糙度Ra、以及因此的高的粘合力和耐冲击性。这种压敏胶粘条对于如下的粘合是特别令人感兴趣的:其中仅存在很小的可用于粘合的空间的这样的组件与电子设备,例如更特别地在移动设备如手机中。
相反,不合适的发泡参数特别地可导致从胶粘剂组合物突出的微球并且因此导致粗糙的表面。特别是在低厚度的自胶粘组合物层的情况下,高的发泡水平例如特别地完全发泡可具有以下效果:在发泡后微球从胶粘剂层突出并且因此导致升高的粗糙度Ra。特别地通过如下可防止该现象:仅仅通过一些实验在相应的涂层重量和相应的微球类型下为本领域技术人员明晰的合适的部分发泡度。
为了避免微球在干燥过程中的膨胀,所选择的膨胀温度特别地高于干燥温度。
替代地,可由熔体制造自胶粘组合物层SK1和SK2。典型地经由胶粘剂混合物在挤出机中的温度和停留时间来建立发泡度。
因此,本发明包括例如用于制造本发明的自胶粘组合物层的方法,其中
·将用于形成胶粘剂组合物的成分如聚合物、树脂或填料和未膨胀的微球在第一混合单元中混合并且加热至膨胀温度,
·在混合期间使微球部分膨胀,
·将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起在辊式施加器中形成为层,和
·任选地将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起施加至幅面形式的载体或剥离材料。
本发明另外包括用于制造本发明的自胶粘组合物层的方法,其中
·将用于形成胶粘剂组合物的成分如聚合物、树脂或填料和未膨胀的微球在第一混合单元中混合并且在升高的压力下加热至膨胀温度,
·在从混合单元离开时使微球部分膨胀,
·将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起在辊式施加器中形成为层,和
·任选地将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起施加至幅面形式的载体或剥离材料。
本发明同样包括用于制造本发明的自胶粘组合物层的方法,其中
·将用于形成胶粘剂组合物的成分如聚合物、树脂或填料与未膨胀的微球一起在升高的压力下在第一混合单元中混合并且加热至低于微球的膨胀温度的温度,
·将来自第一混合单元的经混合的、特别地均匀的胶粘剂组合物转移到第二单元中并且加热至膨胀温度,
·在第二单元中或在从第二单元离开时使微球部分膨胀,
·将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起在辊式施加器中形成为层,和
·任选地将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起施加至幅面形式的载体或剥离材料。
本发明同样涉及用于制造本发明的自胶粘组合物层的方法,其中
·将用于形成胶粘剂组合物的成分如聚合物、树脂或填料在第一混合单元中混合,
·将来自第一混合单元的经混合的、特别地均匀的胶粘剂组合物转移到第二混合单元中,还将未膨胀的微球引入第二混合单元中,
·在第二混合单元中或在从第二混合单元离开时使微球部分膨胀,
·将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起在辊式施加器中形成为层,
·任选地将胶粘剂组合物混合物与部分膨胀的微球一起施加至幅面形式的载体或剥离材料。
因此,所描述的用于制造本发明的自胶粘组合物层的热熔法各自为其中可提供由单个自胶粘组合物层组成的压敏胶粘条即转移带的方法。任选地,自胶粘组合物层在此可覆盖有幅面形式的剥离材料,即衬垫。优选地,自胶粘组合物层在两个表面上均覆盖有衬垫。
如果在所述方法中,将获得的自胶粘组合物层施加至幅面形式的载体材料例如膜载体,则结果是单面胶带。任选地,于是可用幅面形式的剥离材料即衬垫覆盖自胶粘组合物层的与载体层T相对的表面。
如果在由载体层T、自胶粘组合物层和衬垫组成的三层体系中,然后将另外的自胶粘组合物层施加至载体层T的与自胶粘组合物层相对的表面,则结果是具有载体的本发明的双面胶带。任选地,于是可用幅面形式的剥离材料即衬垫覆盖自胶粘组合物层的与载体层T相对的表面。
通常不需要在涂覆之前将用微球部分地发泡的组合物脱气以获得均匀的连续涂层。部分膨胀的微球置换(排挤出)在配混期间引入到胶粘剂组合物中的空气。在高产量的情况下,仍然建议在涂覆之前将组合物脱气以在辊隙中获得均匀的组合物进料。理想地,在混合温度和至少200毫巴的与环境压力的压力差下,直接在辊式施加器的上游进行脱气。
另外,有利的是当
·第一混合单元是连续单元、特别地行星辊挤出机、双螺杆挤出机或销式挤出机,
·第一混合单元是间歇式单元、特别地Z型捏合机或密炼机,
·第二混合单元是行星辊挤出机、单螺杆或双螺杆挤出机或销式挤出机和/或
·在其中胶粘剂组合物连同部分膨胀的微球一起被成型以得到层的成型单元是流延机、辊式施加器或由辊和固定刮刀形成的间隙。
利用本发明的热熔法,胶粘剂组合物的所有先前已知的组分和在文献中描述的那些、特别地自胶粘组分的无溶剂加工是可能的。
许多用于连续制造和加工无溶剂聚合物体系的单元是已知的。通常,使用螺杆机如不同加工长度和具有不同设备的单螺杆和双螺杆挤出机。替代地,将多种的不同设计的连续运行的捏合机(例如包括捏合机和螺杆机的组合)或者行星辊挤出机用于该任务。
行星辊挤出机已被知晓有一段时间并且首先用于加工热塑性材料例如PVC,其中它们主要用于下游单元例如流延机或辊系统的装料。它们如下的优点已经允许它们的使用领域近来尤其甚至拓宽至需要具有优异的温度控制的操作模式的配混工艺:材料和热交换的高表面更新(利用其,经由摩擦引入的能量可被快速和有效地消除)、以及短的停留时间和窄的停留时间范围。
根据制造商,行星辊挤出机以多种设计和尺寸存在。根据所需的产量,辊筒的直径典型地在70mm和400mm之间。
行星辊挤出机通常具有填充部分和配混部分。
填充部分由输送螺杆组成,所有固体组分连续地计量加入其中。然后输送螺杆将材料转移到配混部分。具有螺杆的填充部分的区域优选地被冷却以避免材料在螺杆上结块。但是也存在不使用螺杆部分的实施方式,其中将材料直接施加在心轴和行星轴之间。然而,这对于本发明方法的效率没有意义。
配混部分由驱动的心轴和在一个或多个具有内部螺旋齿轮的辊筒内围绕心轴旋转的几个行星轴组成。心轴的转速以及因此的行星轴的圆周速度可变化并且因此是用于控制配混过程的重要参数。
将材料在心轴和行星轴之间(即在辊部分的螺旋齿轮和行星轴之间)循环,使得材料在剪切能和外部温度控制的影响下分散以得到均匀的配混物。
在各辊筒中旋转的行星轴的数量可变化并且因此适用于该过程的要求。轴数影响行星辊挤出机内的自由体积和材料在该过程中的停留时间,并且另外确定用于热量和材料交换的区域尺寸(面积大小)。行星轴的数量经由引入的剪切能量影响配混结果。在恒定的辊筒直径下,可使用较多数量的轴来实现更好的均匀和分散性能或更高的产品产量。
可安装在心轴和辊筒之间的行星轴的最大数量取决于辊筒的直径和所使用的行星轴的直径。在使用实现生产规模上的产量所必需的较大辊直径或较小的行星轴直径的情况下,辊筒可配备有更多数量的行星轴。典型地,在辊直径D=70mm的情况下使用最多达七个行星轴,而在辊直径D=200mm的情况下可例如使用十个行星轴,并且在辊直径D=400mm的情况下可例如使用24个行星轴。
根据本发明提出,部分发泡的胶粘剂组合物的涂覆可用多辊施加器系统以无溶剂方式进行。这些可为由至少两个辊与至少一个辊隙直至五个辊与三个辊隙组成的施加器系统。
还可想到的是涂覆系统例如流延机(I、F、L流延机),使得部分发泡的胶粘剂组合物在它通过一个或多个辊隙时成型为所需的厚度。
优选的4辊施加器由如下形成:计量辊、刮刀辊(其决定载体材料上的层厚并且平行于计量辊布置)和设置在计量辊下方的转移辊。在铺设辊(其与转移辊一起形成第二辊隙)处,将幅面形式的材料和组合物放在一起。
为了改善成型组合物层从一个辊到另一个的转移特性,还可使用防胶粘配备的辊或图案化辊。为了制造足够精确成型的胶粘膜,辊的圆周速度可具有差异。
取决于待涂覆的幅面形式的载体材料的性质,涂覆可以共旋转或反向旋转过程进行。
成型系统还可由在辊和固定刮刀之间形成的间隙形成。固定刮刀可为刀型刮刀或静态(半)辊。
在辊式施加器中形成胶粘剂组合物混合物以得到层时,将部分膨胀的微球压回到胶粘剂组合物的聚合物基体中,并因此产生光滑的表面。由此,可明显减少由微球引起的粘合力的下降。由此产生的自胶粘组合物层的表面典型地具有小于15μm、更优选地小于10μm、最优选地小于3μm的粗糙度Ra。
已经发现将辊的温度调节至微球的膨胀温度是有用的。理想地,第一辊的辊温度高于微球的膨胀温度以能够使微球进一步发泡至所需的发泡度而不破坏它们。最后的辊应具有等于或低于膨胀温度的温度以使微球壳可固化并形成本发明的光滑表面。
替代地,所有辊的辊温度可等于或低于微球的膨胀温度,使得微球壳可在早期固化,这使得进一步发泡(后发泡)最小化。同样在该过程中,形成本发明的光滑表面。
已经发现如下是特别有利的:选择各辊的温度状况,使得如果合适的话可以这样的方式进行受控的进一步发泡,使得转移辊可具有高于或等于所选择微球类型的发泡温度的温度,而接收辊应具有低于或等于发泡温度的温度,以防止不受控的发泡,并且其中所有辊可分别地设定至30-220℃的温度。
图
参考下文描述的附图,将详细阐述本发明的特别有利的实施方式,而不意图由此不必要地限制本发明。
图1以横截面显示由三个层1,2,3组成的本发明的三层压敏胶粘条的示意性构造。
该条包括例如基于乙烯基芳族嵌段共聚物的可拉伸的膜载体1(层T)。替代地,该条包括不可拉伸的膜载体1(层T),例如以透明PET膜的形式。在膜载体1的顶侧上和底侧上,存在两个外部的部分发泡的自胶粘组合物层2,3(层SK1和SK2),其各自优选地基于乙烯基芳族嵌段共聚物。在所示的说明性实施方式中,自胶粘组合物层2,3(层SK1和SK2)继而各自被衬垫4,5覆盖。
此外,图2以横截面显示由一个层2组成的本发明的单层压敏胶粘条的示意性构造。
该条包括优选地基于乙烯基芳族嵌段共聚物的部分发泡的自胶粘组合物层2(层SK1)。在所示的说明性实施方式中,自胶粘组合物层2(层SK1)在每一侧上被衬垫4,5覆盖。
图3a显示来自实施例4的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:44%)的反射光显微镜图像。
图3b显示来自实施例5的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:49%)的反射光显微镜图像。
图3c显示来自(非本发明的)对比例6的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的未发泡的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:0%)的反射光显微镜图像。
图3d显示来自(非本发明的)对比例7的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的完全发泡的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:100%)的反射光显微镜图像。
图3e显示来自(非本发明的)对比例8的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的过膨胀的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:-88%)的反射光显微镜图像。
图4a显示来自实施例9的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU40,膨胀度:29%)的反射光显微镜图像。
图4b显示来自实施例10的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU40,膨胀度:69%)的反射光显微镜图像。
图4c显示来自(非本发明的)对比例11的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的未发泡的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU40,膨胀度:0%)的反射光显微镜图像。
图4d显示来自(非本发明的)对比例12的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的完全发泡的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU40,膨胀度:100%)的反射光显微镜图像。
图4e显示来自(非本发明的)对比例13的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的过膨胀的自胶粘组合物层(微球类型:Expancel 920DU40,膨胀度:-12%)的反射光显微镜图像。
图5a显示来自实施例17的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:73%,涂层重量:10g/m2,厚度:13μm)的冷冻断裂的扫描电子显微镜图像。微球在此以单层存在。层SK1的表面是光滑的。微球的单层也由来自图5b的自胶粘组合物层SK1的图示出。
图6a显示来自实施例17的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的本发明的部分发泡的自胶粘组合物层SK1(微球类型:Expancel 920DU20,膨胀度:73%,涂层重量:10g/m2,厚度:13μm)的冷冻断裂的扫描电子显微镜图像。微球在此同样以单层存在。值得注意的是,甚至作为粒度分布的结果而同样存在于胶粘剂组合物层中的较大的微球也被保持在具有光滑产品表面的胶带内。微球的单层也由来自图6b的自胶粘组合物层SK1的图示出。
在下文中通过一些实施例详细阐述本发明。参考下文描述的实施例,将详细阐述本发明的特别有利的实施,而不意图由此不必要地限制本发明。
实施例
下面描述本发明的压敏胶粘条的制造,所述压敏胶粘条各自由基于用微球(MB)部分发泡的胶粘剂组合物的单个自胶粘组合物层SK1组成。在此在基础胶粘剂组合物方面、在微球类型和含量方面、以及在涂层重量方面存在变化。涂层重量在此基于所施加的胶粘剂溶液的干重。
实施例1:
制造基于苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物的本发明的压敏胶粘条。
为此,首先由50.0重量%Kraton D1102AS、45.0重量%Dercolyte A115、4.5重量%Wingtack 10和0.5重量%Irganox 1010老化稳定剂制造在汽油/甲苯/丙酮中的40重量%胶粘剂溶液(也称为胶粘剂溶液1)。溶解的成分的重量比例各自基于所得溶液的干重。胶粘剂组合物的所述成分的特征如下:
Kraton D1102AS:具有17重量%的二嵌段的来自Kraton Polymers的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,嵌段聚苯乙烯含量:30重量%
Dercolyte A115:具有115℃的环与球软化温度和35℃的DACP的固体α-蒎烯增粘树脂
Wingtack 10:来自Cray Valley的液体烃树脂
Irganox 1010:来自BASF SE的季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)
随后将该溶液与3.3重量%未膨胀的Expancel 920 DU20微球(使用在汽油中的浆料的形式的微球)掺混。在实施例中的微球的重量比例各自基于向其添加它们的所使用溶液的干重(即,所使用的溶液的干重固定为100%)。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到75g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在140℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡30秒。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有76%的发泡度、111μm的厚度、674kg/m3的密度、和小于10μm的表面粗糙度Ra。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例2和3:
对比例2是来自实施例1但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有75μm的厚度、1000kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例3是来自实施例1的压敏胶粘条,其中与实施例1背离的是,制造涉及在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀30秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有131μm的厚度、572kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例4和5:
将胶粘剂溶液1(来自实施例1)与1重量%未膨胀的Expancel 920 DU20微球(使用在汽油中的浆料的形式的微球)掺混。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到38g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在140℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡30秒(实施例4)和在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡10秒(实施例5)。在室温(20℃)下冷却后,来自实施例4的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有44%的发泡度、42μm的厚度、906kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例5的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有49%的发泡度、42μm的厚度、895kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例6-8:
对比例6是来自实施例4或5但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有38μm的厚度、1000kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例7是来自实施例4或5的压敏胶粘条,其中与实施例4或5背离的是,制造涉及在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀15秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有48μm的厚度、786kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例8是来自实施例4或5的压敏胶粘条,其中与实施例4或5背离的是,制造涉及在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层过膨胀至-88%达120秒。值“-88%”在此是指,作为过膨胀的结果,未膨胀的压敏胶粘条相对于完全膨胀的压敏胶粘条的厚度的增加再次损失达到88%的程度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有39μm的厚度、975kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例9和10:
将胶粘剂溶液1(来自实施例1)与1.5重量%未膨胀的Expancel 920DU40微球(使用在汽油中的浆料的形式的微球)掺混。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到60g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在140℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡30秒(实施例9)或在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡10秒(实施例10)。在室温(20℃)下冷却后,来自实施例9的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有29%的发泡度、71μm的厚度、885kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例10的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有69%的发泡度、89μm的厚度、722kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例11-13:
对比例11是来自实施例9或10但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有61μm的厚度、1000kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例12是来自实施例9或10的压敏胶粘条,其中与实施例9或10背离的是,制造涉及在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀15秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有103μm的厚度、595kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例13是来自实施例9或10的压敏胶粘条,其中与实施例9或10背离的是,制造涉及在175℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层过膨胀至-12%达60秒。值“-12%”在此是指,作为过膨胀的结果,未膨胀的压敏胶粘条相对于完全膨胀的压敏胶粘条的厚度增加再次损失达到12%的程度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有95μm的厚度、645kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例14-18:
将胶粘剂溶液1(来自实施例1)与1.5重量%未膨胀的Expancel 920 DU20微球(使用在汽油中的浆料的形式的微球)掺混。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到10g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在130℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡10秒(实施例14),在130℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡20秒(实施例15),在130℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡60秒(实施例16),在140℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡20秒(实施例17),或在150℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡60秒(实施例18)。在室温(20℃)下冷却后,来自实施例14的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有27%的发泡度、11μm的厚度、913kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例15的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有38%的发泡度、11.5μm的厚度、878kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例16的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有59%的发泡度、12.5μm的厚度、813kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例17的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有73%的发泡度、13μm的厚度、768kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra;来自实施例18的胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有86%的发泡度、13.5μm的厚度、725kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例19-21:
对比例19是来自实施例14-18但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有10μm的厚度、1000kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例20是来自实施例14-18的压敏胶粘条,其中与实施例14-18背离的是,制造涉及在170℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀20秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有14μm的厚度和680kg/m3的密度。
对比例21是来自实施例14-18的压敏胶粘条,其中与实施例14-18背离的是,制造涉及在170℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层过膨胀至-62%达60秒。值“-62%”在此是指,作为过膨胀的结果,未膨胀的压敏胶粘条相对于完全膨胀的压敏胶粘条的厚度增加再次损失达到62%的程度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有11.5μm的厚度和880kg/m3的密度。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例22:
制造基于丙烯酸酯组合物的本发明的压敏胶粘条。
为此,经由自由基聚合在溶液中制备基础聚合物P1即聚丙烯酸酯。在此向用于自由基聚合的常规反应器装入47.5kg丙烯酸2-乙基己酯、47.5kg丙烯酸正丁酯、5kg丙烯酸和66kg汽油/丙酮(70/30)。在搅拌下使氮气通过45分钟后,将反应器加热至58℃并添加50gAIBN。随后,将外部加热浴加热至75℃并在该外部温度下恒定地进行反应。在1小时后,添加另外50g AIBN,并且在4小时后,用20kg汽油/丙酮混合物稀释混合物。在5.5小时后和在7小时后,每次添加150g另外的双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯引发剂。在22小时的反应时间后,停止聚合并将混合物冷却至室温(20℃)。聚丙烯酸酯具有平均分子量Mw=386000g/mol、多分散性PD(Mw/Mn)=7.6。
然后通过添加汽油和丙酮,将100重量%的基础聚合物P1调节至38重量%的固含量。此后,添加0.075重量%的来自Emerald Performance Materials的共价交联剂ErysisGA 240(N,N,N',N'-四(2,3-环氧基丙基)-间-二甲苯-α,α’-二胺),基于使用的基础聚合物的重量。伴随着添加在汽油/丙酮中的2重量%未膨胀的Expancel 920 DU20微球,将混合物在室温(20℃)下搅拌15分钟。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到85g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在160℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡20秒。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有78%的发泡度、105μm的厚度、805kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例23和24:
对比例23是来自实施例22但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有80μm的厚度、1056kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例24是来自实施例22的压敏胶粘条,其中与实施例21背离的是,制造涉及在160℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀30秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有115μm的厚度、735kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例25:
制造基于聚丙烯酸酯-苯乙烯嵌段共聚物(SBC)共混物的本发明的压敏胶粘条。
为此,制备包括如下的混合物:42.425重量%的如以上在实施例21中所述的基础聚合物P1、37.5重量%的Dertophene T树脂和20重量%的Kraton D 1118。Dertophene T是来自DRT树脂的萜烯-酚树脂(软化点110℃;Mw=500-800g/mol;PD=1.50)。Kraton 1118是来自Kraton Polymers的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其具有78重量%的3-嵌段、22重量%的2-嵌段、33重量%的嵌段聚苯乙烯含量和150 000g/mol的3嵌段组分的分子量Mw。汽油的添加建立38重量%的固含量。搅拌聚合物和树脂的混合物,直到树脂明显地完全溶解。此后,添加0.075重量%的来自Emerald Performance Materials的共价交联剂ErysisGA 240(N,N,N',N'-四(2,3-环氧基丙基)-间-二甲苯-α,α’-二胺)。溶解的成分的重量比例各自基于所得溶液的干重。伴随着添加0.8重量%未膨胀的Expancel 920 DU20微球,将混合物在室温(20℃)下搅拌15分钟。然后将所得混合物以这样的层厚用涂覆棒涂覆到设有有机硅剥离层的PET衬垫上,使得在随后在100℃下蒸发溶剂15分钟并且因此干燥组合物层之后得到130g/m2的涂层重量。
此后,将第二PET衬垫层压到所产生的干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上,然后在160℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层部分发泡20秒。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有40%的发泡度、105μm的厚度、963kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例26和27:
对比例26是来自实施例25但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有127μm的厚度、1024kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
对比例27是来自实施例25的压敏胶粘条,其中与实施例24背离的是,制造涉及在160℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂组合物层完全膨胀30秒,即达到100%的膨胀度。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层(没有PET衬垫)具有149μm的厚度、872kg/m3的密度、和小于10μm的粗糙度Ra。
通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
下表1显示本发明的单层压敏胶粘条(实施例)和作为对比例的非本发明的单层压敏胶粘条的耐冲击性(耐穿透性)和对钢的粘合力。
表1:本发明和对比例的单层压敏胶粘条的耐冲击性和粘合力。
示例性压敏胶粘条显示出,令人惊讶地,相对于对比例的具有完全发泡的自胶粘组合物的相应的压敏胶粘条,部分发泡的自胶粘组合物具有相当的和甚至实际上改善的耐冲击性。例如,在z方向上的耐冲击性(耐穿透性)是相当的或经常甚至是改善的。尤其是在约65%-约90%、例如约70%-约80%的发泡度的情况下,相对于完全发泡,典型地再次发现耐穿透性的明显改善,而不管使用的基础聚合物、微球类型和含量以及涂层重量如何。
另外,在压敏胶粘条中使用由聚丙烯酸酯与苯乙烯嵌段共聚物组成的共混物的情况下,与采用完全发泡的相应的压敏胶粘条相比,即使在仅约40%的发泡度下,也发现耐穿透性的明显改善;参见实施例25与对比例27。
特别地发现具有10g/m2的非常低的涂层重量的压敏胶粘条在合适的部分发泡度下在耐冲击性方面相对于相应的完全发泡的压敏胶粘条是有利的;参见实施例17和18与对比例20。不受该理论的束缚,这尤其归因于微球在部分发泡的自胶粘组合物层中明显形成了单层(见图5a和6a)。相反,在如此低的涂层重量的情况下,甚至所使用的相对小的未膨胀的Expancel920DU20微球也经常在完全发泡之后从胶粘剂组合物突出,这是根据本发明不希望的。
另外,相对于对比例的具有完全发泡的自胶粘组合物的相应的压敏胶粘条,具有部分发泡的自胶粘组合物的示例性压敏胶粘条典型地具有改善的粘合强度,即粘合力。
相反,与相应的完全发泡的压敏胶粘条相比,对比例的未发泡和过膨胀的压敏胶粘条在耐冲击性方面下降。
下文中还描述了本发明的压敏胶粘条的制造,所述压敏胶粘条各自由在两侧涂覆有自胶粘组合物层SK1的永久载体构建,自胶粘组合物层SK1基于用微球(MB)部分发泡的乙烯基芳族嵌段共聚物胶粘剂组合物。除非另有说明,否则用于制造自胶粘组合物层的胶粘剂溶液、微球类型(Expancel 920DU20)和含量(1.5重量%)以及涂层重量(10g/m2)对应于实施例14-18中的每一个。载体的类型和厚度是变化的。
实施例28-30:
在各自的情况下,将包括未膨胀微球的混合物以10g/m2的涂层重量用涂覆棒涂覆在设有有机硅剥离剂的PET衬垫上,然后在100℃下蒸发溶剂15分钟,且因此组合物层被干燥。
层压至由此产生并干燥的胶粘剂组合物层的自由表面上的是厚度36μm的透明的蚀刻PET膜(实施例28)、厚度23μm的透明的蚀刻PET膜(实施例29)或厚度12μm的黑色PET膜(实施例30)。
层压至其第二表面上的是以相同的方式制造的第二个同样干燥的胶粘剂组合物层(同样以10g/m2的涂层重量)的自由表面,从而得到由以下组成的对称性三层复合物:内部膜层和两个设置有衬垫的胶粘剂组合物层。
在干燥后,在138℃下在烘箱中在两个衬垫之间使胶粘剂层部分发泡15秒。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层具有88%的发泡度和720kg/m3的密度(实施例28)、78%的发泡度和750kg/m3的密度(实施例29)或者94%的发泡度和700kg/m3的密度(实施例30)。三层体系(没有PET衬垫)的厚度为70μm(实施例28)、54μm(实施例29)或44μm(实施例30)。通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例31-33:
对比例31-33是来自实施例28-30但在发泡之前的压敏胶粘条。在各自的情况下,胶粘剂组合物层具有1000kg/m3的密度。压敏胶粘条(没有PET衬垫)的厚度为62μm(对比例31)、52μm(对比例32)或36μm(对比例33)。通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例34:
实施例34是来自实施例28的压敏胶粘条,除了如下之外:使用具有30μm厚度的无色聚氨酯膜(PU膜)代替透明的蚀刻PET膜。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层具有69%的发泡度和780kg/m3的密度。三层体系(没有PET衬垫)的厚度为57μm。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例35:
对比例35是来自实施例34但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层具有1000kg/m3的密度。压敏胶粘条(没有PET衬垫)具有54μm的厚度。通过模切,获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例36:
实施例36是来自实施例28的压敏胶粘条,除了如下之外:使用具有70μm厚度的聚乙烯泡沫芯(PE泡沫芯)代替透明的蚀刻PET膜。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层具有78%的发泡度和750kg/m3的密度。三层体系(没有PET衬垫)的厚度为107μm。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
实施例37:
实施例37是来自实施例36的压敏胶粘条,除了如下之外:两个胶粘剂组合物层在各自的情况下的特征在于35g/m2的涂层重量。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层具有81%的发泡度和740kg/m3的密度。三层体系(没有PET衬垫)的厚度为165μm。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例38:
对比例38是来自实施例36但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层具有1000kg/m3的密度。压敏胶粘条(没有PET衬垫)具有97μm的厚度。通过模切,获得所需尺寸的压敏胶粘条。
实施例39:
实施例39是来自实施例28的压敏胶粘条,除了如下之外:使用具有70μm厚度的基于苯乙烯嵌段共聚物(SBC)的膜代替透明的蚀刻PET膜。另外,在150℃下持续20秒来实现部分发泡,而非在138℃下持续15秒。在室温(20℃)下冷却后,胶粘剂组合物层具有78%的发泡度和750kg/m3的密度。三层体系(没有PET衬垫)的厚度为100μm。通过模切,获得所需尺寸的根据本发明的压敏胶粘条。
对比例40-42:
对比例40是来自实施例39但在发泡之前的压敏胶粘条。胶粘剂组合物层具有1000kg/m3的密度。压敏胶粘条(没有PET衬垫)具有92μm的厚度。通过模切,获得所需尺寸的压敏胶粘条。
对比例41和42是来自实施例39的压敏胶粘条,除了如下之外:在170℃下使它们各自完全发泡20秒。而且,在对比例42中,使用基于苯乙烯嵌段共聚物并且具有50μm的较低厚度的膜。胶粘剂组合物层在各自的情况下具有680kg/m3的密度。压敏胶粘条的厚度为111μm(对比例41)或100μm(对比例42)。通过模切,在各自的情况下获得所需尺寸的压敏胶粘条。
下表2显示对于本发明的三层压敏胶粘条(实施例)和对于作为对比例的非本发明的三层压敏胶粘条的在实施落塔测试(如测试方法部分中所述)的过程中记录的耐冲击性(耐穿透性)和破裂类型。
表2中的实施例或对比例的三层压敏胶粘条的性质允许与对于表1的单层压敏胶粘条的相同的结论。例如,更特别地发现的是,相对于具有完全发泡的自胶粘组合物的相应的压敏胶粘条,具有部分发泡的自胶粘组合物的三层压敏胶粘条令人惊讶地具有相当或改善的耐冲击性(耐穿透性)。另外,与具有部分发泡的自胶粘组合物的相应的压敏胶粘条相比,在具有未发泡的自胶粘组合物的压敏胶粘条中存在耐穿透性的明显下降。
表2:本发明和对比例的三层压敏胶粘条的耐冲击性和破裂类型
实施例36和37的比较还显示出,在仅10g/m2的部分发泡的自胶粘组合物层SK1的涂层重量的情况下,可提供如下的三层压敏胶粘条:其具有与具有35g/m2的部分发泡的自胶粘组合物层SK1的涂层重量的相应压敏胶粘条的耐冲击性相当的耐冲击性(特别地参见来自落塔测试的值)。因此,令人惊讶地,较薄的部分发泡的自胶粘组合物层SK1在此不导致较差的冲击值。
而且,在落塔测试中采用增加的自胶粘组合物层的发泡度的实验显示出自胶粘组合物层的泡沫体分裂而非粘附性破裂的趋势(参见包括PET、PU或SBC载体的压敏胶粘条)。同样令人感兴趣的是,在使用由PE泡沫体制成的载体的情况下,外层(自胶粘组合物层)的部分膨胀具有如下的效果:整个构造从锚固破裂(即,从自胶粘组合物层和PE泡沫载体之间的破裂)变至PE泡沫载体的分裂。如下是明晰的:自胶粘组合物层的部分发泡导致其与PE泡沫载体的锚固方面的改善。实施例36还显示出,即使仅10g/m2的部分发泡的自胶粘组合物层SK1的涂层重量也得到如下的具有聚乙烯泡沫载体的三层压敏胶粘条:在落塔测试中其破裂类型是聚乙烯泡沫体的分裂(在此在35g/m2的涂层重量下也是如此;参见实施例37)。
附带地,实验还显示出,在落塔测试中,破裂类型不仅取决于自胶粘组合物层的发泡度,还取决于所用载体的类型。例如,实施例29、36和39显示出,在自胶粘组合物层的相同的发泡度(和相同的化学组成)的情况下,取决于所使用的载体,部分发泡的自胶粘组合物层或发泡载体的分裂或者粘附性破裂是可想到的。因此,不仅可经由发泡度而且还可经由使用的载体来调节所需的破裂特征。
测试方法
除非另有说明,否则所有测量均在23℃和50%相对空气湿度下进行。
机械和胶粘剂数据如下确定:
拉伸强度、断裂强度(断裂力)和断裂伸长率(测试方法R1)
使用试样条(测试试样类型2,具有20mm的宽度)在100mm/分钟的分离速率下根据DIN EN ISO 527-3测量例如膜载体的断裂伸长率、断裂强度和拉伸强度。夹具之间的初始距离为100mm。测试条件为23℃和50%相对空气湿度。
分离力
分离力(剥离力或剥离应力)使用如下确定:具有50mm长×20mm宽的尺寸且在上端部具有非接触粘性的抓握耳片区域的压敏胶粘条。在各自的情况下将压敏胶粘条使用50牛顿的接触压力粘合在两个相互叠合布置且具有50mm×30mm的尺寸的钢板之间。所述钢板在其下端部各自具有用于容纳S形钢钩的孔。钢钩的下端部携带另外的钢板,借助于所述另外的钢板可将用于测量的测试布置固定在拉伸测试机的下夹钳中。将粘合体在+40℃下存储24小时的时间。在室温(20℃)下再调节后,以1000mm/分钟的应变速率平行于粘合平面并且以对于两个钢板的边缘区域无接触的方式将压敏胶粘条分离。同时,测量所需的分离力,以牛顿(N)计。所报告的结果为剥离应力值的平均值(以N/mm2计),其在如下的区域内测量:其中压敏胶粘条在10mm和40mm之间的粘合长度上从钢基底分离。
粘合力
如下进行粘合力的测定(根据AFERA 5001)。所使用的规定基底为具有2mm厚度的镀锌钢片(源自Rocholl GmbH)。将待检查的压敏胶粘条切成20mm的宽度和约25cm的长度,设置有抓握部,并且之后立刻使用4kg钢辊以10m/分钟的前进速率压在所选择的粘合基底上5次。紧接着这之后,将压敏胶粘条以速度v=300mm/分钟使用拉伸测试机(来自Zwick)以180°的角度从粘合基底拉离,并且测量在室温(20℃)下为此所需的力。作为三次单独测量的平均值获得测量值(以N/cm计)。
厚度
例如压敏胶粘条、胶粘剂组合物层或载体层的厚度可借助于具有小于1μm偏差的精度的商业厚度测量仪器(卡尺测试仪器)测定。胶粘剂组合物层的厚度典型地通过如下确定:测定施加至载体或衬垫的这样的层的关于其长度和宽度限定的部分(段)的厚度减去所使用的载体或衬垫的相同尺寸的部分的厚度(已知的或可单独测定的)。如果发现厚度变化,则报告在至少三个代表性位点处的测量结果的平均值,即,更特别地不在褶皱、折痕、斑点等处测量。在本申请中,使用Mod.2000F精密厚度计来测量厚度,其具有拥有10mm直径(平面)的圆形卡尺。测量力为4N。在施加载荷后1秒读取该值。
密度
通过形成施加至载体或衬垫的层的涂层重量与厚度的商而确定层例如胶粘剂组合物层的密度。
层例如胶粘剂组合物层的涂层重量可通过如下确定:测定施加至载体或衬垫的这样的层的关于其长度和宽度限定的部分的质量减去所使用的载体或衬垫的相同尺寸的部分的质量(已知的或可单独测定的)。
层例如胶粘剂组合物层的厚度可通过如下确定:测定施加至载体或衬垫的这样的层的关于其长度和宽度限定的部分的厚度减去所使用的载体或衬垫的相同尺寸的部分的厚度(已知的或可单独测定的)。层的厚度可借助于具有小于1μm偏差的精度的商业厚度测量仪器(卡尺测试仪器)测定。如果发现厚度变化,则报告在至少三个代表性位点处的测量结果的平均值,即,更特别地不在褶皱、折痕、斑点等处测量。在本申请中,使用Mod.2000F精密厚度计来测量厚度,其具有拥有10mm直径(平面)的圆形卡尺。测量力为4N。在施加载荷后1秒读取该值。
在z方向上的DuPont测试(耐穿透性)
从待检查的胶带(压敏胶粘条)切出正方形框状样品(外部尺寸33mm×33mm;边界宽度2.0mm;内部尺寸(窗口剪切块)29mm x29mm)。将该样品粘贴至PC框(外部尺寸45mmx45mm;边界宽度10mm;内部尺寸(窗口剪切块)25mm x25mm;厚度3mm)。将35mm×35mm的PC窗口粘贴至胶带的另一侧。进行PC框、胶带框和PC窗口的粘合,使得几何中心和对角线各自叠置于彼此之上(角对角)。粘合面积为248mm2。使粘合经受248N压力5s并且在23℃/50%相对湿度的条件下存储24小时。
在存储之后立即将由PC框、胶带和PC窗口构成的胶粘复合物以PC框的突出边缘支撑在样品架中,使得复合物水平对准并且PC窗口在该框下方。然后将样品架居中地插在“DuPont Impact Tester”的预定接收器中。以这样的方式使用重量190g的冲击头,使得具有20mm直径的圆形冲击几何体居中地且齐平地撞击在PC窗口的窗口侧上。
让在两个导杆上引导的具有150g质量的重物从5cm高度垂直落到如此布置的由样品架、样品和冲击头组成的复合物上(测试条件:23℃,50%相对湿度)。重物掉落的高度以5cm增阶增加,直至由冲击应力导致引入的冲击能量破坏样品,并且PC窗口从PC框分离。
为了能够比较采用不同样品的实验,能量如下计算:
E[J]=高度[m]*重量[kg]*9.81m/s2
每个产品测试五个样品,并且报告平均能量值作为耐穿透性的指标。
落塔测试方法(耐穿透性)
作为仪表化下落装置测试的落塔测试方法同样同于测量耐穿透性。
从待检查的胶带切出正方形框状样品(外部尺寸33mm×33mm;边界宽度2mm;内部尺寸(窗口剪切块)29mm x29mm)。将该样品粘贴至丙酮清洁的钢框(外部尺寸45mm x45mm;边界宽度10mm;内部尺寸(窗口剪切块)25mm x25mm)。粘合在胶带的另一侧上的是丙酮清洁的钢窗口(外部尺寸35mm×35mm)。进行钢框、胶带框和钢窗口的粘合,使得几何中心和对角线各自叠置于彼此之上(角对角)。粘合面积为248mm2。使粘合经受248N压力5s并且在23℃/50%相对湿度的条件下存储24小时。
在存储之后立即将测试试样以这样的方式置于仪表化下落装置的样品架上,使得复合物是水平的,其中钢窗口朝下。使用5kg载荷重量和10cm下落高度以采用仪器监控并且自动的方式进行测量。由载荷重量引入的动能通过窗口与框之间的胶带的破裂而破坏粘合,其中每μs通过压电传感器记录力。因此,随附的软件在测量后给出力/时间变化的图,由其可确定最大力F最大。在矩形冲击几何体撞击在窗口上之前不久,由两个光栅确定下落的重物的速度。假设引入的能量比粘合的耐冲击性大,使用力的变化、分离所花的时间和下落重物的速度来确定在完全分离之前由粘合所做的功,即分离功。对每个样品检查五个测试试样;最终的耐冲击性结果由这五个样品的分离功或最大力的平均值构成。
横向耐冲击性(x,y平面)
从待检查的胶带切出正方形框状样品(外部尺寸33mm×33mm;边界宽度2.0mm;内部尺寸(窗口剪切块)29mm x29mm)。将该样品粘贴至PC框(外部尺寸45mm x45mm;边界宽度10mm;内部尺寸(窗口剪切块)25mm x25mm;厚度3mm)。将35mm×35mm的PC窗口粘贴至双面胶带的另一侧。进行PC框、胶带框和PC窗口的粘合,使得几何中心和对角线各自叠置于彼此之上(角对角)。粘合面积为48mm2。使粘合经受248N压力5s并且在23℃/50%相对湿度的条件下存储24小时。
在存储之后立即将由PC框、胶带和PC片构成的胶粘复合物以PC框的突出边缘支撑在样品架中,使得复合物垂直对准。然后将样品架居中地插在“DuPont Impact Tester”的预定接收器中。以这样的方式使用重量300g的冲击头,使得具有20mm x3mm尺寸的矩形冲击几何体居中地且齐平地撞击在面朝上的PC窗口的端面上。
让在两个导杆上引导的具有150g质量的重物从5cm高度垂直落在如此布置的由样品架、样品和冲击头组成的复合物上(测试条件:23℃,50%相对湿度)。重物掉落的高度以5cm增阶增加,直至由横向(交叉)冲击应力导致引入的冲击能量破坏样品,并且PC窗口从PC框分离。
为了能够比较采用不同样品的实验,能量如下计算:
E[J]=高度[m]*重量[kg]*9.81m/s2
每个产品测试五个样品,并且报告平均能量值作为横向耐冲击性的指标。
直径
使用在500倍放大倍数下的扫描电子显微镜(SEM)中的压敏胶粘条的冷冻断裂边缘来测定自胶粘组合物层中的由微球形成的空隙的平均直径。在各自的情况下通过图像手段确定压敏胶粘条的5个不同的冷冻断裂边缘的扫描电子显微照片中可见的待检查的自胶粘组合物层中的微球的直径,其中在5个扫描电子显微照片中所确定的所有直径的算术平均值构成在本申请的情况下的自胶粘组合物层中的由微球形成的空隙的平均直径。在显微照片中可见的微球的直径以这样的方式通过图像手段确定,使得从待检查的自胶粘组合物层中的各单独的微球的扫描电子显微照片获取其在任何(二维)方向上的最大范围(尺寸)并且认作其直径。
静态玻璃化转变温度Tg
作为借助于根据DIN 53 765、特别地7.1和8.1节、但在所有加热和冷却步骤中采用10K/分钟的均匀的加热和冷却速率(参见DIN 53 765;7.1节;注释1)的差示扫描量热法(DSC)的测量结果报告玻璃化转变点,同义地称为玻璃化转变温度。样品重量为20mg。
DACP
将5.0g测试物质(待检查的增粘剂树脂样品)称重到干燥的测试管中,并且添加5.0g二甲苯(异构体混合物,CAS[1330-20-7],≥98.5%,Sigma-Aldrich#320579或相当的)。在130℃下溶解测试物质并且之后冷却至80℃。逸出的任何二甲苯用新鲜的二甲苯补足,使得再次存在5.0g二甲苯。随后,添加5.0g双丙酮醇(4-羟基-4-甲基-2-戊酮,CAS[123-42-2],99%,Aldrich#H41544或相当的)。振摇测试试管直至所述测试物质完全溶解。为此,将溶液加热至100℃。然后将具有树脂溶液的测试试管引入Novomatics公司的ChemotronicCool浊点测量仪器中,并且在其中被加热至110℃。将其以1.0K/分钟的冷却速率冷却。以光学方式检测浊点。为此,记录溶液的浑浊度为70%时的温度。结果以℃报告。DACP值越低,测试物质的极性就越高。
MMAP
将5.0g测试物质(待研究的增粘剂树脂试样)称重到干燥的样品玻璃中,并且添加10ml干燥苯胺(CAS[62-53-3],≥99.5%,Sigma-Aldrich#51788或相当的)和5ml干燥甲基环己烷(CAS[108-87-2],≥99%,Sigma-Aldrich#300306或相当的)。振摇测试试管直至所述测试物质完全溶解。为此,将溶液加热至100℃。然后将具有树脂溶液的测试试管引入Novomatics公司的Chemotronic Cool浊点测量仪器中,并且在其中被加热至110℃。将其以1.0K/分钟的冷却速率冷却。以光学方式检测浊点。为此,记录溶液的浑浊度为70%时的温度。结果以℃报告。MMAP越低,测试物质的芳香性就越高。
软化温度
根据称为环与球且根据ASTM E28标准化的相关方法学测定例如增粘树脂、聚合物或聚合物嵌段的软化温度。
凝胶渗透色谱法(GPC)
(i)MP:GPC是用于测定不同聚合物的混合物中的单独的聚合物模式的摩尔质量的合适的分析方法。对于可用于本发明目的并通过活性阴离子聚合制备的嵌段共聚物,摩尔质量分布典型地窄到足以允许可归属于三嵌段共聚物、二嵌段共聚物或多嵌段共聚物的聚合物模式在洗脱谱中彼此以足够的分辨率出现。然后可从洗脱谱读出单独的聚合物模式的峰值摩尔质量。峰值摩尔质量MP是借助于凝胶渗透色谱法(GPC)测定的。使用的洗脱液是THF。在23℃下进行测量。使用的预柱(保护柱)是PSS-SDV,5μ,ID 8.0mm x50mm。对于分离,使用的柱为PSS-SDV,5μ,和和各自具有ID 8.0mm x300mm。样品浓度为4g/l,流速为1.0ml/分钟。对照PS标准物进行测量(μ=μm;)。
(ii)Mn,Mw,PD:数均摩尔质量Mn、重均分子量MW和多分散性PD的数字基于通过凝胶渗透色谱法的测定。测定是使用经澄清过滤的100μl样品(样品浓度1g/l)进行的。所用的洗脱液是具有0.1体积%的三氟乙酸的THF。在25℃下进行测量。所使用的预柱是如下的柱:PSS-SDV型,5μ,ID 8.0mm x50mm。对于分离,使用如下的柱:PSS-SDV型,5μ,和和各自具有ID 8.0mm x300mm(来自PolymerStandards Service的柱;借助于Shodex RI71差示折光仪检测)。流速为1.0mL/分钟。对照PMMA标准物(聚甲基丙烯酸甲酯校正)或者在(合成)橡胶的情况下对照聚苯乙烯进行校正。
回弹性/弹性
为了测量回弹性,将膜载体延展(拉伸)100%,在该拉伸下保持30秒,然后释放。在等待1分钟的时间后,再次测量长度。
然后回弹性如下计算:
RV=((L100–L结束)/L0)*100
其中RV=以%计的回弹性
L100:膜载体在拉伸100%后的长度
L0:膜载体在拉伸之前的长度
L结束:膜载体在弛豫1分钟后的长度。
回弹性在此对应于弹性。
弹性模量
弹性模量表示材料对弹性变形提供的机械抗性。它被确定为所需的张力σ对所实现的伸长ε的比率,其中ε是在试样的胡克变形状态中的长度变化ΔL和长度L0的商。弹性模量的定义阐释于例如Taschenbuch der Physik[Physics Handbook](H.(ed.),Taschenbuch der Physik,2nd ed.,1994,Verlag Harri Deutsch,Frankfurt,第102-110页)中。
为了测定膜的弹性模量,根据DIN EN ISO 527-3/2/300以300mm/分钟的测试速度、100mm的夹持长度和0.3N/cm的初始力使用型号2试样(150mm长和15mm宽的矩形测试膜条)确定拉伸应变特性,其中用于确定数据的测试条已经用锋利的刀片按尺寸切割。使用Zwick拉伸测试机(型号Z010)。在机器方向(MD)上测量拉伸应变特性。使用1000N(ZwickRoell Kap-Z066080.03.00)或100N(Zwick Roell Kap-Z 066110.03.00)称重传感器。弹性模量由测量曲线以图形手段通过如下方式确定并且以GPa报告:测定作为根据胡可定律为特征性行为的曲线的起始区域的斜率。
表面粗糙度Ra
表面粗糙度Ra是借助于激光三角剖分测定的。
所使用的PRIMOS系统由照明单元和记录单元组成。照明单元借助数字微镜投影仪将线条投射到表面上。这些投影的平行线被表面结构偏转或调制。为了记录调制线,使用以特定角度(称为三角剖分角度)布置的CCD摄像机。
测量区域尺寸:14.5×23.4mm2
型材(轮廓)长度:20.0mm
面粗糙度:离边缘1.0mm(Xm=21.4mm;Ym=12.5mm)
滤波:三阶多项式滤波器
表面粗糙度Ra是粗糙度的平均高度,特别地在评价范围内距粗糙度轮廓的中心线(回归线)的平均绝对距离。换句话说,Ra是算术平均粗糙度,即在粗糙度轮廓中所有轮廓值的算术平均值。
可从包括Teltow的GFMesstechnik GmbH在内的来源购买相应的测量设备。
Claims (17)
1.压敏胶粘条,包括至少一个、优选地正好一个用微球部分地发泡的自胶粘组合物层SK1,其中层SK1的发泡度为至少20%且小于100%。
2.如权利要求1所述的压敏胶粘条,其特征在于,压敏胶粘条能通过基本上在粘合平面内的延展拉伸以无残留和无破坏的方式再次分离。
3.如权利要求1或2所述的压敏胶粘条,其特征在于,压敏胶粘条由层SK1组成。
4.如权利要求1或2所述的压敏胶粘条,其特征在于,压敏胶粘条包括层SK1以及载体层T、特别地膜载体层T,其中层SK1布置在载体层T的表面之一上。
5.如权利要求4所述的压敏胶粘条,其特征在于,压敏胶粘条进一步包括布置在载体层T的与层SK1相对的表面上的由自胶粘组合物构成的层SK2,其中层SK2优选地基于用微球部分地发泡的组合物,其中层SK2的发泡度为至少20%且小于100%。
6.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者的发泡度各自独立地为25%-98%、更优选地35%-95%、甚至更优选地50%-90%和特别地65%-90%、例如70%-80%。
7.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,在自胶粘组合物层SK1和/或SK2中、优选地在层SK1和SK2两者中由微球形成的空隙的平均直径各自独立地为小于20μm、更优选地不超过15μm。
8.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者各自独立地具有小于20μm、更优选地不超过15μm的厚度。
9.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者各自独立地具有小于在相应的自胶粘组合物层中由微球形成的空隙的平均直径(以μm计)的涂层重量(以g/m2计),其中自胶粘组合物层的涂层重量(以g/m2计)对由微球形成的空隙的平均直径(以μm计)的比率优选地为0.6-0.9、特别地0.7-0.8。
10.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者具有微球的单层。
11.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者各自独立地具有小于15μm、优选地小于10μm、更优选地小于5μm、甚至更优选地小于3μm、特别地小于2μm、例如小于1μm的表面粗糙度Ra。
12.如权利要求4-10任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,膜载体层T为不可拉伸的,其中膜载体层T优选地具有5至125μm、更优选地5至40μm和特别地5至小于10μm、例如6μm的厚度。
13.如权利要求4-10任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,膜载体层T为可拉伸的,其中膜载体层T优选地具有50至150μm、更优选地60至100μm和特别地70至75μm、例如70μm的厚度。
14.如权利要求13所述的压敏胶粘条,其特征在于,可拉伸的膜载体层T是基于乙烯基芳族嵌段共聚物、优选地苯乙烯嵌段共聚物的膜,其中该膜优选地为未发泡的。
15.如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条,其特征在于,自胶粘组合物层SK1和/或SK2、优选地层SK1和SK2两者基于乙烯基芳族嵌段共聚物组合物或丙烯酸酯组合物、特别地基于乙烯基芳族嵌段共聚物组合物。
16.用于制造如前述权利要求任一项所述的压敏胶粘条的方法,其中通过如下方式制造用微球部分地发泡的自胶粘组合物层SK1和任选地SK2:使包括未膨胀微球的相应自胶粘组合物层在适合于发泡的温度下经受热处理达这样的时间,使得在随后的该层的冷却之后达到所需的部分发泡度。
17.如权利要求1-15任一项所述的压敏胶粘条用于粘合组件例如特别地蓄电池和电子设备如特别地移动设备如手机的用途。
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