CN113366076A - 水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、其制备方法和包含其的压敏粘合剂片材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材。更具体地，所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下并且满足下面等式1。所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物通过使用新的关系式将球粘性与环粘性调节为预定值并由此表现出大大改善的压敏粘合性和保持力来制备。[等式1]0.55≤X/Y<1.07其中，X表示环粘性值，Y表示球粘性强度。

Description

水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、其制备方法和包含其的压 敏粘合剂片材

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求在韩国知识产权局于2020年01月03日提交的韩国专利申请No.10-2020-0000702和基于上述专利申请的优先权于2020年12月23日再次提交的韩国专利申请No.10-2020-0181497的优先权，这两项专利申请各自的公开内容通过引用并入本说明书中。

本发明涉及一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材，更具体地涉及一种通过使用新的关系式将球粘性(ball tack)与环粘性(loop tack)调节为预定值并同时将亲水性限制在预定范围内，由此表现出大大改善的压敏粘合性和保持力而制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法、和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材。

背景技术

压敏粘合剂是一种即使在轻微压力下也可以粘附到被粘物上的材料。不同于粘合剂，压敏粘合剂初始具有介于固体与液体之间的半固体性质，并且即使在固化后也保持与初始状态相同的半固体性质，由此用于各种领域，如印刷、化学、药物、家电、汽车、文具等中。

压敏粘合剂可以根据其熔融性能分类为水性粘合剂和油性粘合剂，并且可以根据用于其制备的单体分类为丙烯酸类、橡胶类、有机硅类和EVA类粘合剂。此外，压敏粘合剂可以根据其形状分类为溶剂型、乳液型和热熔型。此外，压敏粘合剂的压敏粘合性能通常分类为三种性能：压敏粘合性(剥离强度)、初粘性和保持力。其中，粘性被评价为在压敏粘合剂与被粘物之间短暂接触后将二者分离所需要的力。作为评价粘性的方法，存在球粘性、环粘性等。然而，高的球粘性不一定意味着高的环粘性。例如，尝试提高丙烯酸丁酯的含量的方法来实现优异的球粘性，但是在这种情况下，环粘性降低。

迄今为止，已经开发许多水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，但是在其组成和物理性能之间波动很大，难以预测物理性能。因此，现有的水性压敏粘合剂不能满足市场上需要的压敏粘合性和保持力。因此，需要开发一种具有大大改善的压敏粘合性和保持力的压敏粘合剂。

[相关技术文献]

[专利文献]

KR 2017-0088492 A

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题做出本发明，本发明的一个目的是提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法、和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材，更具体地涉及一种通过将球粘性与环粘性调节为预定值或更高并同时将亲水性限制在预定范围内，由此表现出大大改善的压敏粘合性和保持力而制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材。

上述目的和其它目的可以通过下面描述的本发明实现。

技术方案

根据本发明的一个方面，上述目的和其它目的可以通过提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物来实现，所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1：

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

根据本发明的另一方面，提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体和、大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1a：

[等式1a]

47<X/Ya<200

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Ya表示通过将球粘性强度转化为力的单位而得到的数值(N)。

根据本发明的另一方面，提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的环粘性为12N/25mm以上，并且根据倾斜球粘性试验方法(倾斜角：30度，23℃，55％RH)测量的球粘性强度为20以上。

在本公开中，RH指相对湿度，相对湿度可以定义为实际水蒸气压与饱和水蒸气压的比例(％)。对测量水蒸气压的方法没有特别地限制，只要它是本发明所述技术领域中通常使用的方法即可。

根据本发明的再一方面，提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸；和0.3重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下。

根据本发明的再一方面，提供一种制备所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1。

根据本发明的再一方面，提供一种制备所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1a。

根据本发明的再一方面，提供一种制备所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的环粘性为12N/25mm以上，并且根据倾斜球粘性试验方法(倾斜角：30度，23℃，55％RH)测量的球粘性强度为20以上。

根据本发明的再一方面，提供一种制备所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.3重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下。

根据本发明的又一方面，提供一种由本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂片材。

有益效果

本发明提供一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法、和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材，更具体地涉及一种通过将球粘性与环粘性调节为预定值或更高并同时将亲水性限制在预定范围内，由此表现出大大改善的压敏粘合性和保持力而制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法、和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材。

具体实施方式

下文中，详细描述根据本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物、制备该水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法和包含所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂片材。

本发明人已经证实，通过使用新的关系式将球粘性与环粘性调节为预定值并同时将亲水性限制在预定范围内而制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物表现出大大改善的压敏粘合性和保持力。基于此，本发明人进行了进一步研究，由此完成本发明。

本发明的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下并且满足下面等式1。在这种情况下，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，可以大大改善压敏粘合性和保持力。

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

此外，在另一实施方案中，本发明的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物可以包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸；和0.3重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下。

在本公开中，环粘性值是指当对被粘物施加压力时使得被粘物能够粘附到压敏粘合剂上的压敏粘合剂的力度。随着环粘性值增大，初始压敏粘合性优异。

在本公开中，球粘性强度是指钢球的编号。具体地，当沿着30°的斜面滚动100mm的长度的钢球通过暴露的粘合剂表面并在距粘合剂表面开始处30mm与70mm之间停止时，钢球的编号即是球粘性强度。钢球的编号由No.1至No.32限定。此处，直径为1/32英寸的钢球被定义为No.1。随着编号增大，初始压敏粘合性优异。

在本公开中，初始压敏粘合性是指在短时间内将被粘物与压敏粘合剂分离的力，即，瞬时粘合性。

在本公开中，压敏粘合性是指压敏粘合剂与被粘物表面之间的粘合力，并且除非另外定义，否则可以通过180度剥离试验来测量。

在本公开中，保持力是指压敏粘合剂本身的内聚力，并且除非另外定义，否则可以通过将不锈钢(SUS)粘附到25mm×25mm的面积上然后对其施加重量为1kg的负载以测量重物的下落时间的方法来确定。

本公开的(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以是，例如，选自直链(甲基)丙烯酸烷基酯和支链(甲基)丙烯酸烷基酯中的一种或多种。在这种情况下，压敏粘合剂可以在短时间内粘附到被粘物上，并且可以表现出优异的压敏粘合性。

在本公开中，(甲基)丙烯酸烷基酯单体被定义为包括丙烯酸烷基酯单体和甲基丙烯酸烷基酯单体两者。

作为一个具体的实例，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以是选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯中的一种或多种。在这种情况下，优点在于，所述压敏粘合剂具有优异的压敏粘合性并且可以在短时间内粘附到被粘物上。

作为一个优选的实例，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以包括至少直链丙烯酸烷基酯。该直链丙烯酸烷基酯优选是丙烯酸正丁酯。在这种情况下，优点在于，所述压敏粘合剂具有优异的压敏粘合性，可以在短时间内粘附到被粘物上，具体地，具有优异的球粘性强度。

例如，基于100重量％的共聚物，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以包含20重量％至99重量％，优选地40重量％至99重量％，更优选地，大于90重量％且99重量％以下的直链(甲基)丙烯酸烷基酯、支链(甲基)丙烯酸烷基酯或它们的混合物。在这些范围内，优点在于，在短时间内分离压敏粘合剂与被粘物需要强的力。

例如，基于100重量％的共聚物，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以包含40重量％至99重量％，优选地91重量％至99重量％，更优选地，92重量％至97重量％的直链丙烯酸烷基酯。在这些范围内，优点在于，提供优异的压敏粘合性和保持力，并且特别地，在短时间内分离压敏粘合剂与被粘物需要强的力。

作为另一实例，基于100重量％的共聚物，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以包含30重量％至60重量％，优选地40重量％至50重量％的支链丙烯酸烷基酯。在这些范围内，优点在于，所述压敏粘合剂具有优异的内聚性、压敏粘合性和瞬时压敏粘合性。

作为又一实例，基于100重量％的共聚物，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以包含大于0重量％且10重量％以下，优选地5重量％至10重量％的甲基丙烯酸烷基酯。在这些范围内，优点在于，压敏粘合性被进一步改善。

所述甲基丙烯酸烷基酯可以是，例如，选自直链甲基丙烯酸烷基酯和支链甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种，优选地是直链甲基丙烯酸烷基酯。

本公开的包含羟基的丙烯酸酯单体可以是，例如，选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯中的一种或多种。在这种情况下，优点在于，由于包含可交联官能团，因此，与被粘物的压敏粘合性得到改善。

基于100重量％的所述共聚物，包含羟基的丙烯酸酯单体的含量可以为，例如，大于0重量％且3重量％以下，优选地为0.5重量％至3重量％，更优选地为1重量％至2重量％。在这些范围内，优点在于，由于包含可交联的官能团而提供优异的压敏粘合性，在短时间内分离压敏粘合剂与被粘物需要强的力，并且特别地，环粘性优异。

本公开的不饱和羧酸可以是，例如，选自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸和中康酸中的一种或多种。在这种情况下，优点在于，内聚性和压敏粘合性两者均优异。

基于100重量％的共聚物，不饱和羧酸的含量可以为，例如，大于0重量％且3重量％以下。当不饱和羧酸的含量低于所述范围时，内聚性会降低，由此，在剥离过程中会发生转移。当不饱和羧酸的含量高于所述范围时，压敏粘合性会降低。

作为一个优选的实例，基于100重量％的所述共聚物，不饱和羧酸的含量可以为0.5重量％至2.5重量％，更优选地为1重量％至2重量％。在这些范围内，优点在于进一步改善压敏粘合性。

包含羟基的丙烯酸酯单体的含量与不饱和羧酸的含量之和可以为5重量％以下，优选地为1重量％至5重量％，更优选地为2重量％至4重量％。在这些范围内，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，可以大大改善压敏粘合性和保持力。

本公开的共聚物可以包含，例如，85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0重量％至10重量％的甲基丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸。在这些范围内，优点在于，压敏粘合性和保持力优异，特别地，球粘性强度优异。

作为另一实例，所述共聚物可以包含20重量％至50重量％的直链丙烯酸烷基酯、30重量％至60重量％的支链丙烯酸烷基酯、5重量％至20重量％的甲基丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸。在这些范围内，优点在于，压敏粘合性和保持力优异，并且特别地，环粘性优异。

本公开的阴离子型表面活性剂可以是，例如，选自十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸钠、二烷基磺基琥珀酸钠、聚环氧乙烷烷基芳基醚、聚环氧乙烷烷基胺和聚环氧乙烷烷基酯中的一种或多种。在这种情况下，优点在于共聚物的分散稳定性改善。

作为一个优选的实例，所述阴离子型表面活性剂可以是选自十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠和聚氧乙烯烷基醚硫酸钠中的一种或多种。

基于100重量份的所述共聚物，阴离子型表面活性剂的含量可以为，例如，0.01重量份至5重量份。当阴离子型表面活性剂的含量低于所述范围时，聚合后的稳定性会降低。当阴离子型表面活性剂的含量高于所述范围时，会生成大量聚集体，并且压敏粘合剂性能会显著降低。

作为一个优选的实例，基于100重量份的所述共聚物，阴离子型表面活性剂的含量可以为0.1重量份至3重量份，更优选地为0.5重量份至2重量份。在这些范围内，优点在于，聚合稳定性和压敏粘合剂性能改善。

基于100重量份的所述共聚物，所述阴离子型表面活性剂可以包含，例如，0.3重量份至3重量份，优选地0.5重量份至2重量份，更优选地0.6重量份至1.5重量份的十二烷基苯磺酸钠。在这些范围内，优点在于，由于环粘性改善，因此，聚合后的稳定性优异，压敏粘合性优异，并且初始压敏粘合性优异。

作为另一实例，基于100重量份的所述共聚物，所述阴离子型表面活性剂可以包含0.1重量份至3重量份，优选地0.3重量份至2重量份，更优选地0.5重量份至1.5重量份的聚氧乙烯烷基醚硫酸钠。在这些范围内，优点在于，聚合后的稳定性优异，并且压敏粘合剂性能改善。

本公开的共聚物的平均粒径可以为，例如，500nm以下，优选地为50nm至300nm，更优选地为100nm至280nm。在这些范围内，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，可以大大改善压敏粘合性和保持力。

在本公开中，平均粒径可以使用动态光散射测量，具体地，可以使用粒子分析仪(Nicomp，CW380)以高斯模式作为强度值测量。作为一个具体的测量实例，用水将样品适当稀释以免偏离强度设定点300kHz并且进料到玻璃管中。可以在23℃、632.8nm的测量波长和10μsec的通道宽度的设定条件下进行测量。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物还可以包含，例如，交联剂。在这种情况下，优点在于内聚性改善。

交联剂被加入以增强内聚性，并且可以是，例如，包含5至15个环氧烷重复单元并在其末端具有丙烯酸酯基团或乙烯基基团的化合物。环氧烷重复单元的数目是指包含在所用交联剂中的环氧烷的平均数目。

作为一个具体的实例，所述交联剂可以是选自聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸3-三甲氧基甲硅烷基丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、二乙烯基苯和碳酸锆中的一种或多种。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物可以包含，例如，水分散性增粘剂、润湿剂或它们的组合。

所述水分散性增粘剂可以是，例如，选自松香类树脂和萜烯类树脂中的一种或多种。在这种情况下，优点在于，环粘性和剥离力均得到改善。

所述润湿剂可以用于降低表面张力以改善涂布性能，并且可以是，例如，磺基琥珀酸二辛酯钠(DOSS)类化合物。

基于100重量份的所述共聚物，润湿剂的用量可以为，例如，0重量份至2重量份、0.01重量份至1.5重量份、0.01重量份至1重量份、或0.1重量份至1.5重量份。在这些范围内，优点在于，降低胶乳的表面张力，由此，可以容易地进行涂布。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物可以满足，例如，下面等式1。在这种情况下，优点在于，大大改善水性压敏粘合剂组合物的粘合性和保持力。

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

等式1可以满足，例如，0.55≤X/Y<1.07，或0.55≤X/Y<0.95，优选地0.55≤X/Y<0.88。在这些范围内，优点在于，压敏粘合剂与被粘物表面之间的粘合强度优异。

作为另一实例，等式1可以满足0.67<X/Y<0.88。在这些范围内，优点在于，粘合强度，即，压敏粘合剂与被粘物表面之间的压敏粘合性进一步改善。

所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物可以满足，例如，下面等式2。在这种情况下，优点在于，在短时间内分离压敏粘合剂与被粘物需要强的力。

[等式2]

Y≥20

在等式2中，Y可以与上述本公开的等式1中的Y相同。

在等式2中，例如，Y≥20，优选地，32≥Y≥20。在这些范围内，优点在于，瞬时压敏粘合性以及压敏粘合剂与被粘物表面之间的粘合强度改善。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物可以满足，例如，下面等式1a。在这种情况下，优点在于，水性压敏粘合剂组合物的压敏粘合性和保持力大大改善。

[等式1a]

47<X/Ya<200

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Ya表示通过将球粘性强度转化为力的单位而得到的数值(N)。

在等式1a中，Y可以是，例如，将根据钢球的编号的重量转化为力而得到的数值。

作为一个具体的实例，Ya可以通过下面等式3来计算。

[等式3]

Ya＝A×0.0098

其中，A表示钢球的重量。此处，钢球No.1至No.32的重量依次为0.0021g、0.0164g、0.0554g、0.1313g、0.2564g、0.4431g、0.7036g、1.0503g、1.4955g、2.0514g、2.7304g、3.5449g、4.507g、5.6291g、6.9236g、8.4026g、10.0787g、11.9639g、14.0707g、16.4114g、18.9982g、21.8436g、24.9597g、28.3589g、32.0535g、36.0558g、40.3782g、45.0329g、50.0322g、55.3885g、61.114g和67.2211g。

所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的玻璃化转变温度可以为，例如，-60℃至-20℃，优选地为-50℃至-30℃，更优选地为-45℃至-35℃。在这些范围内，优点在于，耐热性优异，并且当除去粘附在基底上的压敏粘合剂时，没有留下残余物。

在本公开中，根据ASTM D 3418使用DSC设备测量玻璃化转变温度。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的剥离力可以为，例如，13N/25mm以上，优选为15N/25mm至20N/25mm。此处，剥离力在以300mm/min的速率在180度下剥离的同时测量。在这些范围内，压敏粘合性优异。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的保持力可以为，例如，10小时至200小时、15小时至100小时、或20小时至100小时。在这些范围内，压敏粘合剂本身的内聚性优异。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的环粘性可以为，例如，12N/25mm以上、13N/25mm至25N/25mm，优选地为13.3N/25mm至20N/25mm。在这些范围内，优点在于，初始压敏粘合性优异。

本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的球粘性强度(#)可以为，例如，20以上、或20至32。在这些范围内，优点在于初始压敏粘合性优异。

下文中，描述制备本发明的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法。上述本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的所有内容包含在该方法的描述中。

制备本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法可以包括，例如：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1。在这种情况下，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，可以大大改善压敏粘合性和保持力。

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

在另一实施方案中，所述制备本发明的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法可以包括：制备100重量份的共聚物的步骤，所述共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸；通过将所述共聚物、0.3重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液的步骤；和向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后使它们在80℃至90℃下聚合2小时至10小时的步骤，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下。在这种情况下，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，可以大大改善压敏粘合性和保持力。

在制备乳液的步骤中，阴离子型表面活性剂可以，例如，分散在水中，然后与所述共聚物混合。

在制备乳液的步骤中，例如，还可以包括中和剂。所述中和剂可以是，例如，氢氧化钠。在这种情况下，优点在于，在后续聚合步骤中的反应过程中pH保持在弱酸性状态，由此，可以容易地保持粒子稳定性和反应性。

在聚合步骤中，所述水溶性引发剂可以是，例如，过硫酸盐。在这种情况下，聚合步骤可以容易地进行，由此，可以容易地实现本发明的目的。

所述过硫酸盐可以是，例如，选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种，优选地是过硫酸铵。在这种情况下，压敏粘合性优异，在短时间内分离压敏粘合剂与被粘物需要强的力，并且气泡生成速率降低。

基于100重量份的所述共聚物，水溶性引发剂的含量可以为，例如，0.01重量份至1重量份，优选地为0.05重量份至0.5重量份，更优选地为0.2重量份至0.4重量份。在这些范围内，优点在于进一步改善压敏粘合性。

在本公开中，100重量％的共聚物或100重量份的共聚物可以是指聚合的共聚物的总重量或用于聚合共聚物的单体的总重量。此处，两种表述之间没有差别，因为几乎所有加入的单体都被聚合。

聚合步骤可以是，例如，将选自分子量调节剂、电解质、增稠剂和消泡剂中的一种或多种添加剂加入到所述乳液中并使它们聚合的步骤。在这种情况下，优点在于，压敏粘合性优异，并且组合物的稳定性和性能改善。

分子量调节剂在聚合过程中充当链转移剂(CTA)。具体地，分子量调节剂粘附在分子的末端以将自由基移动至另一位置并进行终止反应，并且可以是，例如，选自醇、醚、硫醚、二硫代碳酸酯、硝基氧、硫醇、TEMPO、月桂基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇、缩水甘油基硫醇、巯基乙酸、2-巯基乙醇、硫代乙醇酸、2-乙基己基硫代乙醇酸和2,3-二巯基-1-丙醇中的一种或多种。

所述电解质可以是，例如，选自碳酸氢钠、碳酸钠、磷酸钠、硫酸钠和氯化钠中的一种或多种。

所述增稠剂可以是，例如，选自羧甲基纤维素(CMC)、丙烯酸溶胶、聚乙烯醇、淀粉、藻酸盐和糊精中的一种或多种。

所述消泡剂可以是，例如，有机硅类试剂、表面活性剂类试剂、石蜡类试剂或矿物油型试剂，优选地是有机硅类。消泡剂可以解决由于在加入增稠剂等的过程中生成的气泡引起的压敏粘合剂的涂布表面不均匀的问题。

所述聚合可以是，例如，乳液聚合。作为一个具体的实例，聚合可以在80℃至90℃下进行2小时至10小时。在这些范围内，优点在于，可以将球粘性与环粘性同时调节至预定值或更高，由此，压敏粘合性和保持力优异。

所述聚合可以，例如，在聚合转化率为95％以上，优选地为97％至99％时终止。在这些范围内，优点在于，毒性低，并且即使当固体含量高时也可以实现低粘度。

在本公开中，可以通过测量干燥后的聚合物的重量相对于加入的单体的浓度来分析聚合成聚合物的材料的浓度，从而将聚合转化率测量为单体转化为聚合物的比例。

所述制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法可以包括，例如，在聚合步骤之后，冷却步骤、pH调节步骤或它们的组合。

pH调节步骤可以是，例如，将组合物的pH调节为5至9、或6至8的步骤。在这种情况下，可以改善内聚性和压敏粘合性。

在本公开中，除非另外说明，否则可以使用常规的pH测量设备在室温(20℃至25℃)下测量pH。具体地，可以使用Mettler Toledo Seven Compact pH计测量pH。

pH调节步骤可以是，例如，使用碱性物质进行中和的步骤。所述碱性物质可以是，例如，选自一价或二价金属氢氧化物、氯化物、无机物质、氨和有机胺中的一种或多种。

下文中，描述本发明的压敏粘合剂片材。本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物及其制备方法的所有内容均包含在所述压敏粘合剂片材的描述中。

本公开的压敏粘合剂片材可以包括，例如：基底；和在所述基底的一个或两个表面上形成的压敏粘合剂层，该压敏粘合剂层包含本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物。在这种情况下，优点在于，提供优异的压敏粘合性，而不破坏基底的表面。

所述压敏粘合剂层可以，例如，通过将本公开的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物涂布在基底的一个或两个表面上来形成。对涂布方法没有特别地限制，并且可以是，例如，使用涂布机的涂布方法。所述涂布机可以是，例如，刮刀涂布机、辊涂机、压光涂布机、逗号涂布机、凹版涂布机或棒涂机。

所述基底可以是，例如，纸张，或由PE、PP、PET等制成的膜，其有利之处在于，基底的表面不被本公开的压敏粘合剂破坏，没有污染残留，并且涂布可操作性优异。

所述压敏粘合剂片材可以是，例如，纸标签、薄膜标签或胶带。

所述压敏粘合剂片材可以，例如，通过粘附到被粘物上来使用。此处，被粘物可以是，例如，选自金属、玻璃、木材和塑料中的一种或多种。所述塑料可以是，例如，选自PET、PE、PP、ABS和PVC中的一种或多种。

现在，将参照下面的优选实施例更详细地描述本公开。然而，提供这些实施例仅用于说明的目的。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，显而易见的是，这些修改、添加和替换在本发明的范围内。

[实施例]

实施例1

制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物

将170g的离子交换水进料到配备有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气引入管和回流冷凝器的玻璃反应器中。在搅拌的同时，将反应器的内部用氮气置换，然后在氮气气氛下将其温度升高至85℃。氮气吹扫60分钟以除去其中的氧气。

单独地，在2L的烧杯中制备由混合679g的丙烯酸正丁酯(BA)、14g的丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEA)和7g的丙烯酸(AA)而制成的单体混合物。此外，向该单体混合物中加入由35g的浓度为20重量％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、1.4g的氢氧化钠和150g的水形成的溶液，接着搅拌。结果，制得白色浑浊乳液。

将该浑浊乳液和140g的浓度为2重量％的过硫酸铵溶液经5小时均匀地且连续地进料到玻璃反应器中，并且在过硫酸铵溶液和乳液的加入结束之后，通过在85℃下保持2小时来进行老化。老化2小时结束之后，向其中加入28g的5％的氢氧化钠水溶液，并在85℃下保持1小时，接着冷却至室温。接下来，将得到的产物与10g的作为润湿剂的70％的DOSS水溶液混合，由此制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物。此处，除非另外定义，否则％是指重量％。

将制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物涂布到涂有有机硅的离型纸上，并在110℃的烘箱中干燥2分钟，由此制造厚度为20μm的涂层。将涂布到涂有有机硅的离型纸上的涂层层压到厚度为50μm的透明BOPP膜上，由此制造压敏粘合剂片材。接下来，将压敏粘合剂片材切割成25mm×200mm的尺寸并准备以测量压敏粘合剂性能。

实施例2至实施例3

除了使用下面表1中总结的组分和含量之外，以与实施例1中相同的方式进行实验。

实施例4

制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物

将170g的离子交换水进料到配备有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气引入管和回流冷凝器的玻璃反应器中，并向其中加入1.35g的浓度为26重量％的聚氧乙烯烷基醚硫酸钠水溶液。在搅拌的同时，将反应器的内部用氮气置换，然后在氮气气氛下将其温度升高至85℃。氮气吹扫60分钟以除去其中的氧气。

单独地，在2L的烧杯中制备由混合280g的丙烯酸正丁酯(BA)、329g的丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、70g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、14g的丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEA)和7g的丙烯酸(AA)而制成的单体混合物。此外，向该单体混合物中加入由2.8g的浓度为50重量％的烷基二苯醚二磺酸钠水溶液、21.5g的浓度为26重量％的聚氧乙烯烷基醚硫酸钠(POES)水溶液、1.5g的氢氧化钠和150g的水形成的溶液，接着搅拌。结果，制得白色浑浊乳液。

将该白色浑浊乳液和140g的浓度为2重量％的过硫酸铵溶液经6小时均匀地且连续地进料到玻璃反应器中，并且在过硫酸铵溶液(APS)和乳液的加入结束之后，通过在85℃下保持2小时来进行老化。在老化2小时结束之后，向其中加入28g的5％的氢氧化钠水溶液，并在85℃下保持1小时，接着冷却至室温。接下来，将得到的产物与10g的作为润湿剂的70％的DOSS水溶液混合，由此制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物。

将制备的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物涂布到涂有有机硅的离型纸上，并在110℃的烘箱中干燥2分钟，由此制造厚度为20μm的涂层。将涂布到涂有有机硅的离型纸上的涂层层压到厚度为50μm的透明BOPP膜上，由此制造压敏粘合剂片材。接下来，将压敏粘合剂片材切割成25mm×200mm的尺寸并准备以测量压敏粘合剂性能。

实施例5至实施例8

除了使用下面表1中总结的组分和含量之外，以与实施例1中相同的方式进行实验。

实施例9

除了使用下面表1中总结的组分和含量之外，以与实施例4中相同的方式进行实验。

对比例1至对比例10

除了使用下面表1中所示的组分和含量之外，以与实施例1中相同的方式进行对比例1、对比例3、对比例4和对比例8至对比例10，并且除了使用下面表1中所示的组分和含量之外，以与实施例4中相同的方式进行对比例2和对比例5至对比例7。

[表1]

在表1中，各个单体的含量是指基于所有单体的总重量的重量％，并且各个引发剂和表面活性剂的含量是指基于100重量份的共聚物的重量份。

[实验例]

根据下面方法测量根据实施例1至实施例9和对比例1至对比例10制造的试样的性能。结果总结在下面表2中。

*环粘性：进行在FTM9中规定的初始压敏粘合性试验方法。在金属表面上以恒定力使压敏粘合剂片材与宽度为25mm的压敏粘合剂标签环接触之后，测量移除压敏粘合剂片材所需要的力。此处，测量值越大，初始压敏粘合性越高。

*球粘性强度(#)：根据在JIS Z 0237中规定的倾斜球粘性试验方法(倾斜角：30度，23℃，55％RH)测量初始压敏粘合性。

*剥离力(180剥离)：将压敏粘合剂片材放置在SUS(SUS 304产品)上并且通过使2kg的辊以300mm/min的速度往复运动两次来粘附于其上，接着在室温下老化20分钟。使用TA质构分析仪在以300mm/min的速度剥离180度的同时测量压敏粘合性。

*保持力(剪切)：将面积为25mm×25mm的压敏粘合剂片材粘附到SUS上，20分钟之后，用1kg的重量施加负载来测量下落时间。

[表2]

如表2中所示，可以确认，在本发明的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物(实施例1至实施例9)的情况下，球粘性和环粘性同时被改善，由此，初始压敏粘合性、压敏粘合性和保持力优异。

另一方面，可以确认，在不满足等式1的对比例1至对比例5的情况下，初始压敏粘合性、压敏粘合性和保持力降低。

此外，可以确认，在不包含本发明的包含羟基的丙烯酸酯单体的对比例6和以超出本发明的范围的量包含所述单体的对比例7的情况下，压敏粘合性降低。

此外，可以确认，在包含小于85重量％的直链丙烯酸烷基酯的对比例8以及分别以小于0.1重量％和大于3重量％的量包含所述包含羟基的丙烯酸酯单体的对比例9和对比例10的情况下，压敏粘合性和保持力等差。

Claims (14)

1.一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下并且满足下面等式1：

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸；和0.3重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下并且满足下面等式1：

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体是选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述包含羟基的丙烯酸酯单体是选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述不饱和羧酸是选自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸和中康酸中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述共聚物包含85重量％至99重量％的直链丙烯酸烷基酯、0重量％至10重量％的甲基丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸。

7.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述共聚物包含20重量％至50重量％的直链丙烯酸烷基酯、30重量％至60重量％的支链丙烯酸烷基酯、5重量％至20重量％的甲基丙烯酸烷基酯、0.1重量％至3重量％的包含羟基的丙烯酸酯单体、和0.1重量％至3重量％的不饱和羧酸。

8.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述阴离子型表面活性剂是选自十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸钠、二烷基磺基琥珀酸钠、聚环氧乙烷烷基芳基醚、聚环氧乙烷烷基胺和聚环氧乙烷烷基酯中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物在以300mm/min的速度在180度下剥离时测量的剥离力为13N/25mm以上。

10.根据权利要求1所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，其中，所述水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物满足下面等式2：

[等式2]

Y≥20

其中，Y表示球粘性强度(#)。

11.一种制备水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物的方法，该方法包括：

制备100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；

通过将所述共聚物、0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂和水混合来制备乳液；和

向所述乳液中加入0.01重量份至1重量份的水溶性引发剂，然后在80℃至90℃下聚合2小时至10小时，

其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1：

[等式1]

0.55≤X/Y<1.07

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Y表示球粘性强度(#)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述水溶性引发剂是过硫酸盐。

13.一种压敏粘合剂片材，包括：基底；和在所述基底的一个或两个表面上形成的压敏粘合剂层，

其中，所述压敏粘合剂层包含根据权利要求1至10中任意一项所述的水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物。

14.一种水性丙烯酸类压敏粘合剂组合物，包含：100重量份的共聚物，该共聚物包含20重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、大于0重量％且3重量％以下的包含羟基的丙烯酸酯单体、和大于0重量％且3重量％以下的不饱和羧酸；和0.01重量份至5重量份的阴离子型表面活性剂，其中，所述共聚物的平均粒径为500nm以下，并且满足下面等式1a：

[等式1a]

47<X/Ya<200

其中，X表示环粘性值(N/25mm)，Ya表示通过将球粘性强度转化为力的单位而得到的数值(N)。