CN115362180A - 用于可堆肥粘合剂的聚酯-丙烯酸杂化树脂 - Google Patents
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Abstract
提供了一种可以用作可堆肥压敏粘合剂的水基聚酯‑(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物和溶剂基聚酯‑(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。水分散体表现出改善的保存期,并在处理和向各种基底上施用或沉积/涂覆的方面提供了改进,例如用于制造压敏粘合剂构造物。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年2月19日提交的第62/978,364号美国临时专利申请的权益,该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本文描述了含有分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水基分散体和溶剂基聚酯低聚物-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。所述水基分散体和所述溶剂基杂化聚合物可用作可堆肥压敏粘合剂,因此,标签结构可称为压敏标签。还描述了由可堆肥薄膜与所述可堆肥粘合剂组合构成的标签。
背景
压敏粘合剂(PSA)(又称为“自粘胶”或“自粘粘合剂”)是一种在室温下当施加轻微压力时与各种不同的表面形成粘结的非反应性粘合剂。不需要溶剂、热量或辐射来活化该粘合剂。PSA可应用于压敏胶带和/或箔、通用标签、便笺簿、汽车装饰、包装、医疗和多种其它产品。
本主题包括含有分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒或由分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒组成的水基分散体和溶剂基聚酯低聚物-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。在本申请中描述的水基分散体和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物可以用作可堆肥压敏粘合剂。
压敏粘合剂组合物通常是通过以下方式制造的:组合热塑性树脂,然后将其与增塑剂、增粘剂交联剂和/或其它添加剂共混,以产生具有很宽范围的压敏粘合剂特性的材料。虽然某些增粘剂或增塑剂衍生自天然原料,例如木材、妥尔油松香和萜烯,但是常用的增粘剂或增塑剂也可以衍生自石油基化合物。在这些粘合剂中使用的合成树脂材料包括乙烯基树脂例如丙烯酸共聚物、天然橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、苯乙烯-丁二烯橡胶、烯烃嵌段共聚物(OBC)和聚硅氧烷。虽然这些类别的聚合物具有优异的PSA特性,但是它们衍生自不可再生的石油资源,并且在自然环境中不会降解,这导致了垃圾填埋场和海洋中的塑料污染问题。已经出现了对于在适当环境(包括市政堆肥设施)中可生物降解/可堆肥的粘合剂(特别是压敏粘合剂)的巨大需求。此外,水基系统的使用消除了溶剂,其成本较低(与其它溶剂相比,水比较便宜),在薄膜干燥过程中不产生挥发性有机化合物(VOC),并且消除了溶剂的易燃性问题等。
发明概述
与先前方法相关的难题和缺点在如下的本主题中得到了解决。
本文描述了聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物及其制备和使用方法。在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物包含共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分,或者由共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分组成,其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,聚酯部分以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。聚酯部分还包含交替共聚物或由该交替共聚物组成,所述交替共聚物包括至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元、或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物或由其组成。在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且聚酯部分与(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,例如在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10:90至大约95:5、大约15:85至大约95:5、大约20:80至大约95:5%、大约25:75至大约95:5、大约30:70至大约95:5%、大约35:65至大约95:5、大约40:60至大约95:5%、大约45:55至大约95:5、大约50:50至大约95:5%、大约55:45至大约95:5、大约60:40至大约95:5%、大约65:35至大约95:5%、大约70:30至大约95:5%、大约75:25至大约95:5、大约80:20至大约95:5%、大约85:15至大约95:5、以及大约90:10至大约95:5%的范围内。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且还包含一种或更多种增粘剂。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且包含大约50-95重量%的聚酯部分、大约5-50重量%的(甲基)丙烯酸酯部分和大约0-50重量%的一种或更多种增粘剂,或者由这些组分组成,其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量,各个组分的重量%的总和为100%。
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且包含或由单元组成,该单元通过一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的反应或共聚制备或衍生自一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐。优选地,所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体,所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物,并且所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
所述聚酯部分的分子量可以根据聚酯的所需特性而变化。在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且该聚酯部分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔、或大约300至大约10000克/摩尔、或大约300至大约5000克/摩尔、或大约500至大约10000克/摩尔、或大约1000至大约6000克/摩尔的范围内。
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且该聚酯部分表现出通过差示扫描量热法(DSC)测定的在大约-100℃至大约150℃、或大约-50℃至大约100℃、或大约-30℃至大约50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且该聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物。
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且该聚酯部分包含一个末端烯属不饱和基团。
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述,并且是通过丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体中的至少一种的反应或共聚制备的或衍生自这些物质。
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述,并且表现出通过差示扫描量热法(DSC)测定的在大约-100℃至大约150℃、或大约-70℃至大约30℃、或大约-50℃至大约0℃、或大约-40℃至大约-10℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述,并且该(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔、或大约50000至大约750000克/摩尔、或大约100000至大约500000克/摩尔的范围内。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且还含有呈添加到该组合物中的一种不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过组合物中的物质或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。在一些实施方式中,所述光引发剂部分结合至(甲基)丙烯酸酯聚合物。所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时可以被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物至少部分地聚合和/或交联。
上述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物还可以含有一种或更多种添加剂。合适的添加剂包括但不限于颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂、以及它们的组合。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且,该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测定的在大约-100℃至大约150℃、或大约-70℃至大约30℃、或大约-50℃至大约0℃、或大约-40℃至大约-10℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。
在一个替代实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且所述聚酯部分和所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔、或大约50000至大约750000克/摩尔、或大约100000至大约500000克/摩尔的范围内。
在一个替代实施方式中,如上文所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物是溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,该溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物通过任选地溶解在非质子溶剂中的如上文所述的(甲基)丙烯酸酯聚合物、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂、以及任选的自由基抑制剂的反应或共聚制备或衍生自这些物质,以形成与(甲基)丙烯酸酯聚合物共价结合的聚酯低聚物的侧链,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团。
在另一个替代实施方式中,在本申请中考虑的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物是水基聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,该水基聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包括水基分散体,该水基分散体包含如上文所述的分散在整个水基连续相中的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒。在这样的实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物通过聚酯大分子单体和至少一种烯属不饱和单体的反应或共聚制备或衍生自这些物质,其中所述反应是自由基聚合反应。
上述水分散性组合物的颗粒的尺寸可以变化。在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且具有通过动态光散射测定的在大约50纳米至大约600纳米的范围内的平均粒径。
上述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的水基分散体和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物都可以用作可堆肥压敏粘合剂,因此,标签结构可以被称为压敏标签。在一个实施方式中,可利用如上文所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物和一种或更多种交联剂形成可堆肥压敏粘合剂。本文还描述了用于生产可用于制备上述水分散性组合物的聚酯大分子单体的方法。
本文还描述了可用于制备本申请的水分散性组合物的聚酯大分子单体。在一些实施方式中,所述聚酯大分子单体包含交替共聚物或由其组成,该交替共聚物包含最多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,其中所述重复单元是一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和可选的自由基抑制剂的反应产物。
在一些实施方式中,上述聚酯大分子单体含有一个末端烯属不饱和基团。
在一些实施方式中,上述聚酯大分子单体表现出通过差示扫描量热法(DSC)测定的在大约-100℃至大约150℃、或大约-50℃至大约100℃、或大约-30℃至大约50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
在一些实施方式中,所述聚酯大分子单体如上文所述,并且该聚酯大分子单体的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔、或大约300至大约10000克/摩尔、或大约300至5000克/摩尔的范围内。
本文还描述了用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法。
本文还描述了生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法。
本文描述的组合物和方法通过产生可水解的聚酯大分子单体或低聚物克服了目前商售产品的局限性。所述大分子单体用于制备含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水基分散体,而在制备溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物时,所述聚酯低聚物作为所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的侧链生长。水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物都可以用作可堆肥压敏粘合剂。在形成本文所述的这些聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的聚合步骤中,高浓度的聚酯大分子单体或低聚物减少了长丙烯酸聚合物链(不可堆肥)的形成和浓度。在所述水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物中,凝胶渗透色谱(GPC)分析表明,最终的聚合物是双峰的,但是与形成的共聚物相比,纯丙烯酸部分(高MW)较小。可水解聚酯的含量(与诸如PET等高Tg结晶芳香族聚酯相反)使得该聚合物可堆肥。共聚物的低玻璃化转变温度(Tg)及其无定形性质也增强了堆肥性。在室温下,水和其它溶剂很难扩散通过高Tg结晶聚合物,例如PET(Tg为81℃)。
附图说明
图1是描绘示例性聚酯大分子单体的示意图;
图2是描绘示例性的聚酯大分子单体的不同实施方式的示意图。
详细说明
I.定义
附图代表在本文中描述的一些实施方式,但并非全部实施方式。权利要求不应被解释为局限于在本文中阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式是为了使本公开满足适用的法律要求。在所有附图中,相同的附图标记指代相同的元素。除非在上下文中另行明确规定,否则如本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。
如本文所用的在粘合剂、薄膜和标签的上下文中的术语“可堆肥”可包含或包括可放入腐烂材料的组合物中并最终转变成富含营养的材料的材料。在某些实施方式中,如本文所用的术语“可堆肥”可以包含或包括塑料,该塑料在堆肥过程中通过生物过程、以与其它已知的可堆肥材料一致的降解速率降解,以在天然存在的微生物(例如细菌和真菌)的作用下产生二氧化碳、水、无机化合物和/或生物质,并且不会留下可见、可区分或有毒的残留物。根据某些实施方式,如本文所用的术语“可堆肥”可包含或包括完全分解并回归自然的材料,例如在弃置后的合理短的时间内(例如一年内)分解成在自然界中存在的元素。如本文所述的“可堆肥”粘合剂、薄膜和标签的分解可通过在例如工业堆肥设施中存在的微生物进行。可以通过由国际标准组织ASTM International开发的通过/失败测试(例如包括D5338和D6400)将材料鉴定为“可堆肥的”,其中每个标准的内容通过引入整体并入本文。
如本文所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”“含有”及其变化形式是不排除附加的动作或结构的可能性的开放性连接词、术语或词语。
如本文所用的术语“脂肪族”被定义为包括如上文所述的烷基、烯基、炔基、卤代烷基和环烷基。“低级脂肪族”基团是具有1至10个碳原子的支链或非支链脂肪族基团。
如本文所用的术语“烷基”指1至24个碳原子的支链或非支链饱和烃基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。如本文所用的“低级烷基”基团是具有1至10个碳原子的饱和支链或非支链烃。在一些实施方式中,可以使用具有1至4个碳原子的烷基基团。烷基基团可以是其中一个或更多个氢原子被取代基取代的“取代的烷基”,所述取代基例如是卤素、环烷基、烷氧基、氨基、羟基、芳基或羧基。
如本文所用的术语“芳基”指任何碳基芳香基团,包括但不限于苯基、萘基和其它适当的芳基化合物。如本文所用的术语“芳基”还包括“杂芳基基团”,其被定义为具有至少一个掺入芳基族基团环内的杂原子的芳香族基团。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫和磷。所述芳基基团可以被一个或更多个包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、卤化物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基的基团取代,或者所述芳基基团可以是未取代的。
如本文所用的术语“环烷基”指由至少三个碳原子组成的非芳香族碳基环。环烷基基团的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。如本文所用的术语“杂环烷基基团”是其中至少一个环碳原子被杂原子取代的如上定义的环烷基基团,所述杂原子例如是但不限于氮、氧、硫或磷。
如本文所用的术语“芳基烷基”或“芳烷基”指烷基中的一个氢原子被芳基基团取代的烷基基团。
“杂烷基”指烷基主链的至少一个碳原子被诸如O、S或N等杂原子取代的烷基基团。
如本文所用的术语“大分子单体”指含有一个末端烯属不饱和基团的反应性聚酯低聚物(即,功能能低聚物),其具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的在大约300至大约20000克/摩尔的范围内的重均分子量(Mw)。
如本文所用的术语“低聚物”指具有通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的在大约300至大约20000克/摩尔的范围内的重均分子量(Mw)的聚酯低聚物。例如,将聚酯大分子单体与本文所述的一种或更多种烯属不饱和单体的混合物共聚形成含有核-壳共聚物或由核-壳共聚物组成的聚合物乳液,该核-壳共聚物含有聚酯低聚物核和(甲基)丙烯酸酯共聚物壳或由它们组成。
如本文所用的术语“生物基”可包括通常可再生的材料,例如任何天然存在的材料或任何已被改性为包含一个或更多个反应性官能团的天然存在的材料,其中该材料可适合用作最终形成PSA的预聚物。在某些实施方式中,术语“生物基”可以包括各种蔬菜油、功能改性蔬菜油、植物油、功能改性植物油、海产油、功能改性海产油、或其它不饱和脂肪酸的酯。
如本文所用的术语“分散体”可包括两相体系,其中一相包含或包括分布在整个本体物质内(例如水基相)的离散的颗粒,例如核-壳共聚物,所述颗粒是分散相或内相,而所述本体物质包含连续相或外相。分散相的分布可以是均匀的,也可以是不均匀的。
如本文所用的术语“水基”或“基于水的”可以包含或包括含有至少一部分水或大部分水的溶剂。在某些实施方式中,术语“水基”可以仅由水组成,仅由水和分散剂组成,仅由水和催化剂组成,或者由水、分散剂和催化剂组成。在某些实施方式中,术语“水基”可以包括水、添加剂(例如催化剂、分散剂等)和助溶剂,例如醇类。根据某些实施方式,所述水基连续相不含助溶剂。
术语“浆料组合物”指溶质聚酯大分子单体在一种或更多种溶剂单体混合物中的溶液,该组合物在室温下具有500至10000厘泊的粘度。如本文所用的术语“室温”或“环境温度”是可互换使用的,指在大约15℃至大约25℃的范围内的温度,更典型地是大约22℃(72℉)。
如本文中所用的术语“在室温下为液体”指在室温下经历一定程度的冷流的聚合物。冷流指材料在工作范围内的温度下在连续载荷下发生的扭曲、变形或尺寸变化。冷流不是因热软化而导致的。
如本文所用的术语“(甲基)丙烯酸酯共聚物”指在聚合物组合物中由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯或它们的任何组合的单体形成的聚合物,其中所述单体是含有可聚合烯键的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。此术语还包括其它类别的具有可以与丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚的烯键的单体。
如本文中所用的术语“聚合物”可以指通过聚合相同或不同类型的单体制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”涵盖术语“均聚物”、“共聚物”等。
如本文所用的术语“衍生自”或“通过……的反应制备”指聚合所述单体以形成所指的产物。也就是说,在聚合时,存在于聚合物中的单体在化学上不同于未反应的单体。
如本文所用的术语“抑制剂”指通过与聚合物链的自由基末端相互作用从而移除其继续与单体反应的能量并由此终止自由基聚合的增长的分子。
如本文所用的术语“烯属不饱和”在用于描述单体或基团时指含有末端乙烯基团(H2C═CH—)的单体或基团。
如本文中所用的术语“固化”指聚合和/或交联。
如本文中所用的术语“质子化合物”包括具有O-H或N-H键的化合物。在本申请中,质子化合物能够与酸酐或环氧化物反应。例如,在形成所述聚酯大分子单体时,质子烯属不饱和化合物(例如(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸羟基烷基酯)可用于引发大分子单体聚合并提供末端烯属不饱和。在一些实施方式中,其它质子化合物(例如氯化胆碱或N,N-二甲基乙醇胺)可以用作大分子单体聚合的引发剂和环氧反应(例如环氧化物和酸酐的反应)的催化剂。可用于聚酯大分子单体聚合的质子化合物的非限制性实例包括含叔胺的质子化合物(例如N,N-二甲基乙醇胺)、含叔膦的质子化合物、含季铵的质子化合物(例如氯化胆碱)、含季鏻的质子化合物、或类似化合物。在这样的实施方式中,质子化合物会成为聚酯大分子单体的一部分,并且该反应不需要添加另一种或单独的催化剂。重要的是,这样的实施方式不需要额外的过程来提取在食品接触应用中不希望有的化合物或催化剂。
如本文中所用的术语“非质子溶剂”指选自甲苯、二甲苯和萘中的一种或更多种的芳香族溶剂、或选自己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷的脂肪烃溶剂。其它合适的溶剂包括酮或酯、或者它们的混合物。合适的酮的非限制性实例为甲基乙基酮(MEK)、甲基正丙基酮(MPK)、甲基异丙基酮(MIPK)、甲基正丁基酮(MBK)、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基正戊基酮(MAK)、甲基异戊基酮(MIAK)、二异丁基酮(DIBK)、C11酮。合适的酯的非限制性实例为乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯。
II.聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物
总体而言,本主题提供了聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含共价结合的(甲基)丙烯酸酯部分和聚酯部分或者由这些部分组成。所述聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物,且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物。基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯部分在该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中以大约5重量%至大约95重量%的水平存在,包括其中的所有间歇值和范围,例如是该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10%至大约95%、大约15%至大约95%、大约20%至大约95%、大约25%至大约95%、大约30%至大约95%、大约35%至大约95%、大约40%至大约95%、大约45%至大约95%、大约50%至大约95%、大约55%至大约95%、大约60%至大约95%、大约65%至大约95%、大约70%至大约95%、大约75%至大约95%、大约80%至大约95%、大约85%至大约95%、以及大约90%至大约95%。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,例如聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10:90至大约95:5、大约15:85至大约95:5、大约20:80至大约95:5%、大约25:75至大约95:5、大约30:70至大约95:5%、大约35:65至大约95:5、大约40:60至大约95:5%、大约45:55至大约95:5、大约50:50至大约95:5%、大约55:45至大约95:5、大约60:40至大约95:5%、大约65:35至大约95:5%、大约70:30至大约95:5%、大约75:25至大约95:5、大约80:20至大约95:5%、大约85:15至大约95:5、以及大约90:10至大约95:5%。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且所述聚酯部分含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大部分或由其组成。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
在形成本申请中考虑的水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯聚合物和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯聚合物的聚合过程中,所述聚酯部分(大分子单体或低聚物)的高浓度减少了长丙烯酸聚合物链(其不可堆肥)的形成和浓度。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且还含有一种或更多种增粘剂。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且包含或者由以下组分组成:(1)大约50-95重量%的聚酯部分、(2)大约5-50重量%的(甲基)丙烯酸酯部分和(3)大约0-50重量%的一种或更多种增粘剂。其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量,各个组分的重量%的总和为100%。
具体而言,本主题提供了含有或由分散在整个水基连续相中的如上文所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒组成的水基分散体以及形成在非质子溶剂中的溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。所述水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有或由共价键合的聚酯大分子单体和(甲基)丙烯酸酯聚合物组成,而所述溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有或由聚酯低聚物组成,该聚酯低聚物作为(甲基)丙烯酸酯聚合物的侧链生长,以形成共价键合的聚酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯聚合物。
A.聚酯部分(聚酯大分子单体或低聚物)
本文所述的聚酯部分含有或由交替共聚物组成,所述交替共聚物包含至多50个重复的(AB)或(BA)单元、或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物。在一些实施方式中,所述聚酯部分包含1至20个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合,优选包含1至10个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合。在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且含有或由单个聚酯部分或多个聚酯部分的混合物质组成。在一些实施方式中,所述混合物中的聚酯部分具有相同的化学组成但不同的分子量、不同的化学组成但相同或相似的分子量、不同的化学组成和不同的分子量、以及它们的组合。
所述聚酯部分的分子量可以基于所述聚酯部分、所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物或含有该聚酯部分的组合物的所需特性而变化。在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且所述聚酯低聚物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300克/摩尔至大约20000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约500克/摩尔至大约10000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约500克/摩尔至大约5000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约1000克/摩尔至大约6000克/摩尔的范围内,包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约100℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-30℃至大约50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
总体来说,所述聚酯部分如上文所定义,并且通过一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、以及一种或更多种酸酐在环氧催化剂和任选的自由基抑制剂存在下的反应制备或者衍生自这些物质。
1.烯属不饱和单体
在一些实施方式中,所述一种或更多种烯属不饱和单体是或含有α、β-不饱和单体。在一些实施方式中,所述一种或更多种烯属不饱和单体包括选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐以及它们的组合的烯属不饱和单体。在一些实施方式中,所述一种或更多种烯属不饱和单体含有或者是α、β-不饱和酸。在一些实施方式中,所述一种或更多种烯属不饱和单体含有或者是(甲基)丙烯酸。在一些实施方式中,所述一种或更多种烯属不饱和单体含有或者是(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。合适的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯包括但不限于(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、以及它们的组合。
2.环氧化物
在一些实施方式中,所述烯属不饱和单体如上文所述,并且所述一种或更多种环氧化物含有或者是单环氧化物。在一些实施方式中,所述一种或更多种环氧化物包括选自具有1至22个碳原子的脂肪醇缩水甘油醚、含有1至22个碳原子的脂肪族羧酸的缩水甘油酯、芳香族羧酸的缩水甘油酯、烷基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳香族缩水甘油醚、烷基取代的芳香族缩水甘油醚、芳基取代的芳香族缩水甘油醚、萜烯基单环氧化物、α-烯烃基单环氧化物、氧杂环丁烷、氧杂环丁烷的烷基化衍生物、环氧化单不饱和脂肪酸酯、环氧化单不饱和脂肪醇酯、一种或多种缩水甘油胺化合物、以及它们的组合的环氧化物。
所述脂肪醇缩水甘油醚的非限制性实例包括选自丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C8-C10醇缩水甘油醚、C12-C14醇缩水甘油醚以及它们的组合的脂肪醇缩水甘油醚。
所述脂肪族羧酸的缩水甘油酯的非限制性实例包括新癸酸或松香酸的缩水甘油酯。
所述芳香族羧酸的缩水甘油酯的非限制性实例包括苯甲酸的缩水甘油酯。
所述芳香族缩水甘油醚的非限制性实例选自由苯基缩水甘油醚、(邻、间、对)甲酚缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚、腰果酚基缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
3.酸酐
在一些实施方式中,所述烯属不饱和单体和所述环氧化物如上文所述,并且所述一种或更多种酸酐选自脂肪族酸酐、芳香族酸酐、以及它们的组合。合适的酸酐包括但不限于琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、萘二甲酸酐、偏苯三酸酐、二甘醇酸酐、以及它们的组合。
4.环氧催化剂
本文所述的聚酯部分可以通过在环氧催化剂和自由基抑制剂的存在下聚合如上文所述的一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐以形成末端烯属不饱和聚酯大分子单体共聚物来制备。合适的环氧催化剂包括但不限于叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、以及它们的组合。在一些实施方式中,所述环氧催化剂起到引发大分子单体聚合和催化环氧化物与酸酐之间的反应的双重功能。在这样的实施方式中,所述环氧催化剂会被引入到聚酯大分子单体的主链中,并且该反应不需要添加另一种或单独的催化剂。合适的双功能环氧催化剂包括但不限于含叔胺的质子化合物(例如N,N-二甲基乙醇胺)和含季铵的质子化合物(例如氯化胆碱)。重要的是,由于所述环氧催化剂会被引入到聚酯大分子单体主链中,因此这样的实施方式的有利之处是不需要额外的过程来提取在诸如食品接触应用等应用中不希望有的催化剂。在这样的实施方式中,所述环氧催化剂优选是能够安全地用于将与食品接触的粘合剂和/或标签的材料。
5.自由基抑制剂
本文所述的聚酯部分可以通过使一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐在如上文所述的环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的存在下聚合从而形成末端烯属不饱和聚酯大分子单体共聚物来制备。合适的自由基抑制剂包括但不限于氢醌、对苯醌、氢醌单甲醚、甲基氢醌(THQ)、单叔丁基氢醌(MTBHQ)、2,5-二叔丁基氢醌(DTBHQ)、丁基化羟基甲苯(BHT)、以及它们的组合。对于本文中所述的主题将与食品接触的应用,丁基化羟基甲苯(BHT)是优选的。
上述聚酯部分可以是聚酯大分子单体或聚酯低聚物。在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且含有一个末端烯属不饱和基团。
B.(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物
在一些实施方式中,所述聚酯部分如上文所述,并且所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物衍生自或由选自由以下组成的组的至少一种单体制备:丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)、以及乙烯基单体。合适的单体包括但不限于一种或更多种选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、以及它们的组合的单体单元。
光引发剂
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所限定,并且还含有与所述(甲基)丙烯酸酯聚合物混合和/或共价结合的附加试剂,其中所述附加试剂是或者含有光引发剂部分。所述附加试剂可在其与(甲基)丙烯酸酯聚合物混合或共价结合时(例如在聚合期间或聚合后)含有光引发剂部分,或者该光引发剂部分可以原位产生。合适的光引发剂包括但不限于苯乙酮或其衍生物、二苯甲酮或其衍生物、蒽醌或其衍生物、苯偶酰或其衍生物、噻吨酮或其衍生物、氧杂蒽酮或其衍生物、安息香醚或其衍生物、α-酮醇或其衍生物、以及它们的组合。在一些实施方式中,所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述组合物至少部分地聚合和/或交联。
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述,并且表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物如上文所述,并且该(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物
如前文所述,本主题提供了聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有或由共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分组成。所述聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物,而所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,其详细信息已在上文中提供。
添加剂
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且还可以含有或由添加剂组成。和适的添加剂包括但不限于颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂、以及它们的组合。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且所述聚酯部分和所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。在这样的实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出至少两个通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),其中通过差示扫描量热法(DSC)测量的所述聚酯部分的玻璃化转变温度(Tg)在大约0℃至大约150℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约25℃至大约130℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约50℃至大约110℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,并且通过差示扫描量热法(DSC)测量的所述(甲基)丙烯酸酯部分或(甲基)丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在大约-100℃至大约150℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物
在一个替代实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物如上文所述,并且该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物是溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其通过任选地溶解在非质子溶剂中的如上文所述的(甲基)丙烯酸酯聚合物、所述一种或更多种环氧化物、所述一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的反应或共聚制备或衍生自这些物质,以形成共价结合至(甲基)丙烯酸酯聚合物的聚酯低聚物的侧链。优选地,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团。
合适的环氧催化剂包括但不限于叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐、以及它们的组合。优选地,所述非质子溶剂是选自甲苯、二甲苯和萘中的一种或更多种的芳香族溶剂、或选自己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷的脂肪族烃溶剂。其它合适的溶剂包括酮或酯、或者它们的混合物。合适的酮的非限制性实例有甲基乙基酮(MEK)、甲基正丙基酮(MPK)、甲基异丙基酮(MIPK)、甲基正丁基酮(MBK)、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基正戊基酮(MAK)、甲基异戊基酮(MIAK)、二异丁基酮(DIBK)、C11酮。合适的酯的非限制性实例有乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯。
水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物
在另一个替代实施方式中,在本申请中考虑的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物是水基聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,该水基聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包括水基分散体,该水基分散体含有分散在整个水基连续相中的如上文所述的聚酯大分子单体-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒。在这样的实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物通过聚酯大分子单体和至少一种烯属不饱和单体的反应或共聚制备或衍生自这些物质,其中所述反应是自由基聚合反应。所述至少一种烯属不饱和单体选自由丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体、以及它们的组合所组成的组。
合适的烯属不饱和单体包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、以及它们的组合。
上述水分散性组合物的颗粒的尺寸可以变化。在一些实施方式中,所述水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物如上文所述,并且具有通过动态光散射测定的在大约50纳米至大约600纳米的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约200纳米至大约400纳米的范围内,包括其中所有的间歇值和范围的平均粒径。
III.压敏粘合剂组合物
根据压敏胶带委员会的定义(《压敏胶带的PSTC测试方法》,压敏胶带委员会,第15版,词汇表-3,2007),压敏粘合剂在干燥形式通常是永久粘性的,并且可以使用非常小的压力牢固地粘附到基材上。该粘合剂不需要通过溶剂、水或热活化以发挥足够的内聚保持力。
Dahlquist标准给出了对压敏粘合剂(PSA)的广泛可接受的定量描述,其表明,在测试温度下在1秒时间尺度上具有小于3×106达因/平方厘米(即,3×105帕)的弹性模量(G’)的材料具有PSA特性,而具有超过该值的G’的材料则不具有PSA特性。根据经验,发现表现出压敏性的材料是足够柔软、在测试温度下在1秒时间尺度上表现出小于3×105帕(3×106达因/平方厘米)的弹性模量的材料。这个有些令人惊讶但被广泛接受的经验标准是由Dahlquist首先制定的,通常被称为“Dahlquist标准”。换句话说,根据已知的Dahlquist标准的内容,制剂必须在25℃和1弧度/秒下具有通过动态力学分析测定的5×104达因/平方厘米(即,5×103帕)至6×106达因/平方厘米(即,6×105帕)的平台剪切模量(plateaushear modulus)才能用作压敏粘合剂。在25℃温度下具有大于1×107达因/平方厘米(即,1×106帕)的平台剪切模量的材料太硬,在室温下不会表现出可用作压敏粘合剂的粘性。在25℃温度下具有小于1×104达因/平方厘米(即,1×103帕)的平台剪切模量的材料会缺少足以用作压敏粘合剂的内聚强度。
在本申请中描述的水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物可用于多种应用。
在一些实施方式中,本文所述的水基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物和溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物用作压敏粘合剂或用在压敏粘合剂中。为了确保该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出压敏粘合剂特性,要选择聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的化学组成,使得最终的总体组成符合上述Dahlquist标准的规则和对压敏材料的玻璃化转变温度的要求,这在本领域中是已知的。
本文所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物可以交联,以形成在25℃和1弧度/秒下表现出通过动态力学分析(DMA)测定的5×104-6×106达因/平方厘米的平台剪切模量的压敏粘合剂。这可以通过使用热、光化或电子束辐射的共价交联或官能团之间的金属基离子交联来实现。下面的表1列出了用于嵌段聚合物的各种官能团的交联剂的类型。合适的附加交联剂包括但不限于选自聚异氰酸酯、脲树脂、三聚氰胺树脂、脲/甲醛树脂、三聚氰胺/甲醛树脂、聚环氧化物、聚氮丙啶、聚碳化二亚胺、金属盐(例如碳酸锆铵)、聚烷氧基硅烷以及它们的组合的交联剂。
表1–用于聚合物的可能的交联剂
聚合物的官能团 | 交联剂 |
硅烷 | 自反应 |
羟基 | 异氰酸酯、三聚氰胺甲醛、二酐, |
羧酸 | 环氧树脂、碳化二亚胺、金属螯合物和噁唑啉 |
环氧基 | 胺、羧酸、磷酸、硫醇 |
巯基 | 异氰酸酯、三聚氰胺甲醛、酸酐、环氧树脂 |
乙酰乙酸酯 | 丙烯酸酯、胺、异氰酸酯、金属螯合物 |
在一些实施方式中,本文所述的压敏粘合剂是可堆肥的。
在一些实施方式中,所述压敏粘合剂如上文所述,并且表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述压敏粘合剂如上文所述,并且该压敏粘合剂的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
IV.制备聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法
A.聚酯大分子单体
本主题提供了一种用于生产可用于制备上述水分散性组合物的聚酯大分子单体的方法,在此也进行了描述。在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法包括以下步骤,或者由以下步骤组成:使(1)含有一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的单体混合物;(2)环氧催化剂;和任选的(3)自由基抑制剂共聚,以形成末端烯属不饱和聚酯大分子单体共聚物。描述所述一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和所述一种或更多种酸酐的细节如先前在副标题“A.聚酯部分(聚酯大分子单体或低聚物)”下所述。
在一些实施方式中,所述共聚包括用含有酸或醇官能团的烯属不饱和单体引发或用烯属不饱和单体终止的步骤。
在其它实施方式中,所述共聚包括用含叔胺的质子化合物或含叔膦的质子化合物引发的步骤。
在其它实施方式中,所述共聚包括用含季铵的质子化合物或含季鏻的质子化合物引发的步骤。
在一些实施方式中,所述共聚包括用非烯属不饱和醇引发的步骤,并且所述聚酯大分子单体的聚合用一种或更多种烯属不饱和单体终止。合适的非烯属不饱和醇包括但不限于具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族醇、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)醇、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)醇、芳香族醇、单酚化合物、脂肪族或芳香族取代的酚基、以及它们的组合。
在其它实施方式中,所述共聚包括用非烯属不饱和羧酸引发的步骤,并且所述聚酯大分子单体的聚合用一种或更多种烯属不饱和单体终止。合适的非烯属不饱和羧酸包括但不限于具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族羧酸、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)羧酸、芳香酸、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)羧酸、脂肪族或芳香族取代的芳香酸、多环酸、以及它们的组合。
在其它实施方式中,所述共聚包括用非烯属不饱和仲胺引发的步骤,并且所述聚酯大分子单体的聚合用一种或更多种烯属不饱和单体终止。合适的非烯属不饱和仲胺包括但不限于具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族仲胺、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)仲胺、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)仲胺、芳香族仲胺、脂肪族或芳香族取代的芳香族仲胺、以及它们的组合。
在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且所述环氧催化剂引发聚酯大分子单体的聚合,并催化所述一种或更多种环氧化物与所述一种或更多种酸酐之间的反应。在这样的实施方式中,所述环氧催化剂起到引发聚合和催化环氧化物与酸酐之间的反应的双重功能,该反应不需要添加另一种或单独的催化剂。合适的双功能环氧催化剂包括但不限于含叔胺的质子化合物(例如N,N-二甲基乙醇胺)和含季铵的质子化合物(例如氯化胆碱)。重要的是,这样的实施方式的有利之处是不需要额外的过程来提取在诸如食品接触应用等应用中不希望有的化合物或催化剂。
合适的环氧催化剂包括但不限于叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐、以及它们的组合。
在其它实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体任选地还与环状酯反应,以将开环的环状酯引入到聚酯大分子单体中。合适的环状酯包括但不限于乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合。在形成聚酯大分子单体的共聚过程中产生醇基。所述环状酯的酯环可以与这些醇基发生酯交换。醇环打开环状酯,以生成另一种能与酸酐反应的醇。这是一种酯交换过程,其中发生醇-酯交换,导致开环的环状酯结合到聚酯大分子单体的主链中,以产生结构更多样化的聚酯大分子单体。
在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且还包括在聚合完成后将残留的羟基转化成酯。
在一些实施方式中,所述聚酯大分子单体的结构的代表性实例如图1所示。在上述方法中生产的聚酯大分子单体包含交替共聚物或由交替共聚物组成,该交替共聚物含有至多50个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合,或者由最多50个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合组成,其中(A)是环氧化物,而(B)是酸酐(B)。图1描绘了通过用含酸的烯属不饱和单体(例如丙烯酸)引发大分子单体聚合形成的聚酯大分子单体。注意,本申请中考虑的聚酯大分子单体的聚合是用含有酸或醇官能团的烯属不饱和单体引发的,或者是用烯属不饱和单体终止的。但是,如果所述大分子单体的聚合是使用含有醇基的单体引发的,那么醇基会首先与酸酐反应,这会产生含有交替共聚物的聚酯大分子单体,该交替共聚物含有重复的(BA)单元或它们的组合,或者由重复的(BA)单元或它们的组合组成,其中(B)是酸酐(B),而(A)是环氧化物。是引发剂决定了什么先与之反应。也就是说,如果引发剂是酸,那么它会首先与环氧化物反应,而如果引发剂是醇,那么它会首先与酸酐反应。
在一些实施方式中,在上述方法中生产的聚酯大分子单体是单不饱和的。
在一些实施方式中,如图1和图2所示,在上述方法中生产的聚酯大分子单体仅含有一个末端烯属不饱和基团。
在替代实施方式中,所述聚酯大分子单体的结构的代表性实例如图2所示。图1描绘了通过用含酸的非烯属不饱和单体(例如苯甲酸)引发大分子单体聚合形成的聚酯大分子单体。在这样的实施方式中,所述大分子单体聚合用烯属不饱和单体终止。
在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体不含溶剂。
在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且该方法不涉及溶剂。
基于所述单体混合物(即,所公开的烯属不饱和单体、环氧化物和酸酐)的不同的可能组合,本文所述的聚酯大分子单体可能含有一种或更多种不同的大分子单体。所述聚酯大分子单体可以含有单一的大分子单体或多种大分子单体的混合物,或者由单一的大分子单体或大分子单体的混合物组成。在一些实施方式中,所述混合物中的大分子单体具有相同的化学组成但不同的分子量、不同的化学组成但相同或相似的分子量、不同的化学组成和不同的分子量、以及它们的组合。
所述聚酯大分子单体的分子量可以基于所述聚酯大分子单体、所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物或含有该聚酯大分子单体的组合物的所需特性而变化。在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300克/摩尔至大约20000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约300克/摩尔至大约10000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约300克/摩尔至大约5000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约500克/摩尔至大约10000克/摩尔的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约1000克/摩尔至大约6000克/摩尔的范围内,包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述用于生产聚酯大分子单体的方法如上文所述,并且,表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约100℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-30℃至大约50℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
B.水分散性组合物
本主题提供了一种用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒或由聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒组成的水分散性组合物的方法。
在一些实施方式中,所述用于生产水分散性组合物的方法包括以下步骤:(1)提供通过上述用于生产聚酯大分子单体的方法制备的聚酯大分子单体;
(2)将该聚酯大分子单体溶解在单体混合物中,以形成聚合物在单体中的溶液,其中所述单体混合物含有一种或更多种烯属不饱和单体;
(3)将所述聚合物在单体中溶液与至少一种表面活性剂、水、中和剂和任选的一种或更多种共稳定剂结合,以形成预乳液;
(4)在高剪切力下搅拌该预乳液以形成微乳液,该微乳液包含水性连续相和有机分散相,该分散相呈液滴形式,所述液滴具有通过动态光散射测量的在大约50至大约600纳米的范围内的平均液滴直径;以及
(5)使微乳液发生自由基聚合,从而使所述单体混合物和所述聚酯大分子单体共聚以形成聚合物乳液,其中聚合物成分呈颗粒形式,所述颗粒包括通过动态光散射测量的大约50纳米至大约600纳米的平均粒径,其中所述颗粒包含共价结合的聚酯大分子单体和(甲基)丙烯酸酯聚合物,(甲基)丙烯酸酯聚合物通过使所述单体混合物共聚而形成,以产生聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物。基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯大分子单体在该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中以大约5重量%至大约95重量%的水平存在,包括其中的所有间歇值和范围,例如是该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10%至大约95%、大约15%至大约95%、大约20%至大约95%、大约25%至大约95%、大约30%至大约95%、大约35%至大约95%、大约40%至大约95%、大约45%至大约95%、大约50%至大约95%、大约55%至大约95%、大约60%至大约95%、大约65%至大约95%、大约70%至大约95%、大约75%至大约95%、大约80%至大约95%、大约85%至大约95%、以及大约90%至大约95%。
对于非球形的颗粒,颗粒的直径是颗粒的长轴和短轴的平均值。粒度可以在Beckman-Coulter LS230激光衍射粒度分析仪或其它合适的设备上测量。
在某些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且在步骤(2)中所述单体混合物任选地包含一种或更多种增粘剂,和/或步骤(4)中的微乳液任选地包含一种或更多种作为预分散体后添加到微乳液中的增粘剂。在这样的实施方式中,所述单体混合物中的增粘剂在化学上与后添加到微乳液中的增粘剂相同或不同。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且步骤(2)中的聚合物在单体中的溶液还含有混入其中的附加试剂,其中所述附加试剂是或者包含光引发剂部分。所述附加试剂可在其与所述聚合物混合或共价结合时(例如在聚合期间或聚合后)含有光引发剂部分,或者该光引发剂部分可以原位产生。合适的光引发剂包括但不限于苯乙酮或其衍生物、二苯甲酮或其衍生物、蒽醌或其衍生物、苯偶酰或其衍生物、噻吨酮或其衍生物、氧杂蒽酮或其衍生物、安息香醚或其衍生物、α-酮醇或其衍生物、以及它们的组合。
在将含有光引发剂部分的单体添加到聚合物在单体中的溶液中的实施方式中,所述微乳液的聚合产生(甲基)丙烯酸酯共聚物,其含有呈添加到组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分,或者是结合至(甲基)丙烯酸酯共聚物主链上的光引发剂部分,或者是通过组合物中材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述光引发剂在暴露于紫外辐射时能够被活化,以使所述组合物至少部分地聚合和/或交联。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且,在步骤(2)中,所述一种或更多种烯属不饱和单体选自由丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)、乙烯基单体、以及它们的组合所组成的组。合适的烯属不饱和单体包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、以及它们的组合。
1.微乳液
所述微乳液的使用允许制备水分散体中的稳定的纳米尺寸的单体液滴。通过使用热引发剂能够将这些纳米尺寸的单体液滴高效地转化成聚合物颗粒。热引发剂可以在形成微乳液之前溶解在单体混合物中,或者可以作为水溶液添加到水相中。使用适当浓度的引发剂,纳米尺寸的单体液滴在它们开始聚合时转化成纳米尺寸的聚合物颗粒。在需要补充单体时,由本主题的纳米尺寸的聚合物颗粒提供的极大的聚合物颗粒表面积有效地从水相中吸收单体。这意味着需要具有小于大约500纳米的直径的初始单体液滴,并且在某些实施方式中,需要具有小于300纳米的直径的初始液滴。虽然在本主题的许多实施方式中使用了小于大约500纳米的直径,但是预计在某些应用中,可以使用更大的颗粒,例如高达大约600纳米。在实现稳定的纳米尺寸的单体液滴时,通过活化热引发剂以导致聚合反应发生,它们可以容易地转化成稳定的纳米尺寸的聚合物液滴。在理想情况下,所有的单体液滴都被转化为聚合物颗粒。一旦形成聚合物颗粒,就可以使用标准的乳液聚合工艺,只要自由基通量保持在足够低的水平以确保自由基聚合。出于多种原因,在反应开始时控制聚合物颗粒的尺寸和数量是有益的。一个原因是,与常规的乳液聚合相比,批次之间的差异减少了。
标准单体乳液与微乳液工艺之间的区别是使用高能混合(即,高剪切混合)和一种或更多种共稳定剂来产生微乳液纳米分散体。高剪切混合提供了猛烈拆散微米尺寸的单体液滴的手段。使用高剪切混合能够将微米尺寸的液滴减小为纳米尺寸的液滴。但是,如果不向单体相中添加共稳定剂,那么这些单体纳米液滴会迅速“奥斯特瓦尔德熟化”,变回微米尺寸的颗粒。奥斯特瓦尔德熟化是单体从纳米尺寸的液滴扩散成微米尺寸和更大的液滴的过程。这是一个热力学驱动的过程。维持具有非常大的表面积与体积比的小液滴需要很高的能量消耗。微溶单体以大得多的颗粒存在在能量方面是有利的。
微乳液共稳定剂是一种极难溶于水的材料。共稳定剂是疏水的,可溶于疏水性丙烯酸单体中。在学术界中,共稳定剂通常是十六烷或其它小分子水不溶性溶剂。它们以基于单体大约5重量%的水平使用。在本文所述的微乳液中,疏水性的聚酯大分子单体充当共稳定剂。它们通常如下发挥作用。
渗透压是本主题方法所依赖的力。由于其非常低的水溶性,共稳定剂被迫留在液滴内部。奥斯特瓦尔德熟化驱动液滴尺寸发生变化,但是单体向液滴外的扩散会导致液滴内更高的共稳定剂浓度。正是渗透压阻止单体从颗粒中扩散出来,从而使液滴中的共稳定剂浓度更高。如此形成的纳米分散体是动力学稳定的,并且它们的纳米尺寸可以保持数周不变。
本主题方法利用一种或更多种聚酯大分子单体作为可共聚的共稳定剂。疏水性的聚酯大分子单体充当共稳定剂。应理解,本主题包括使用其它共稳定剂。这样的稳定剂的非限制性实例是丙烯酸十七烷基酯,即,具有17个碳原子的丙烯酸酯,它是足够小的分子并且高度不溶于水。小尺寸有助于其作为共稳定剂所必要的流动性。这种共稳定剂是具有低玻璃化转变温度(Tg)的反应性丙烯酸酯。作为反应性丙烯酸酯,丙烯酸十七烷基酯易于与所采用的单体共聚,并且其低玻璃化转变温度和疏水性使其成为用于构建在压敏粘合剂(PSA)中使用的聚合物的有用的成分单体。这种共稳定剂在环境温度下还是液体,这使得它易于以生产规模处理。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且聚酯大分子单体与(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,例如是聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10:90至大约95:5、大约15:85至大约95:5、大约20:80至大约95:5%、大约25:75至大约95:5、大约30:70至大约95:5%、大约35:65至大约95:5、大约40:60至大约95:5%、大约45:55至大约95:5、大约50:50至大约95:5%、大约55:45至大约95:5、大约60:40至大约95:5%、大约65:35至大约95:5%、大约70:30至大约95:5%、大约75:25至大约95:5、大约80:20至大约95:5%、大约85:15至大约95:5、以及大约90:10至大约95:5%。
在其它实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大部分或由其组成。
在其它实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体与(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
在另一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体与(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。在形成聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水基分散体的聚合步骤中,高浓度的聚酯大分子单体减少了长丙烯酸聚合物链(其不可堆肥)的形成和浓度。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且平均粒径通过动态光散射测量在大约50纳米至大约600纳米的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约200纳米至大约500纳米的范围内,包括其中所有的间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述组合物还包含选自由颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂以及它们的组合所组成的组的添加剂。
在另一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在替代实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯大分子单体和所述(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。在这样的实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg),其中通过差示扫描量热法(DSC)测量的所述聚酯大分子单体的玻璃化转变温度(Tg)在大约0℃至大约150℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约25℃至大约130℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约50℃至大约110℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,并且通过差示扫描量热法(DSC)测定的所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在大约-100℃至大约150℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在另一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000克/摩尔至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且该方法还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤,其中,所述压敏粘合剂在25℃温度和1弧度/秒下表现出通过动态力学分析(DMA)测定的5×104-6×106达因/平方厘米的平台剪切模量。
在另一些实施方式中,所述用于生产含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物颗粒的水分散性组合物的方法如上文所述,并且所述压敏粘合剂的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000克/摩尔至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
C.溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物
本主题提供了一种用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的方法。该方法包括以下步骤或由以下步骤组成:
(1)提供可选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物,该(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团;
(2)使(甲基)丙烯酸酯聚合物与一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂共聚,以形成聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,其中所述共聚步骤包括从(甲基)丙烯酸酯聚合物上生长侧链聚酯低聚物。
合适的环氧催化剂包括但不限于叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐、以及它们的组合。优选地,所述非质子溶剂是选自甲苯、二甲苯和萘中的一种或更多种的芳香族溶剂、或选自己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷的脂肪族烃溶剂。其它合适的溶剂包括酮或酯、或者它们的混合物。合适的酮的非限制性实例有甲基乙基酮(MEK)、甲基正丙基酮(MPK)、甲基异丙基酮(MIPK)、甲基正丁基酮(MBK)、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基正戊基酮(MAK)、甲基异戊基酮(MIAK)、二异丁基酮(DIBK)、C11酮。合适的酯的非限制性实例有乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯。
在一些实施方式中,所述用于产生溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的方法如上文所述,并且,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯低聚物在该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中以大约5重量%至大约95重量%的水平存在,包括其中的所有间歇值和范围,例如是该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10%至大约95%、大约15%至大约95%、大约20%至大约95%、大约25%至大约95%、大约30%至大约95%、大约35%至大约95%、大约40%至大约95%、大约45%至大约95%、大约50%至大约95%、大约55%至大约95%、大约60%至大约95%、大约65%至大约95%、大约70%至大约95%、大约75%至大约95%、大约80%至大约95%、大约85%至大约95%、以及大约90%至大约95%。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且该组合物任选地包含一种或更多种增粘剂。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述(甲基)丙烯酸酯聚合物是通过使任选地溶解在非质子溶剂中的丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体中的至少一种共聚来制备。
可用于制备所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的合适的单体包括但不限于任选地溶解在非质子溶剂中的丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、以及N-乙烯基吡咯烷酮。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到该组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。在一些实施方式中,所述光引发剂部分结合至(甲基)丙烯酸酯聚合物。合适的光引发剂包括但不限于苯乙酮、苯乙酮衍生物、苯甲酮、苯甲酮衍生物、蒽醌、蒽醌衍生物、苯偶酰、苯偶酰衍生物、噻吨酮、噻吨酮衍生物、氧杂蒽酮、氧杂蒽酮衍生物、安息香醚、安息香醚衍生物、α-酮醇、α-酮醇衍生物、以及它们的组合。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述光引发剂在暴露于紫外辐射时能够被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物至少部分地聚合和/或交联。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,例如是聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约10:90至大约95:5、大约15:85至大约95:5、大约20:80至大约95:5%、大约25:75至大约95:5、大约30:70至大约95:5%、大约35:65至大约95:5、大约40:60至大约95:5%、大约45:55至大约95:5、大约50:50至大约95:5%、大约55:45至大约95:5、大约60:40至大约95:5%、大约65:35至大约95:5%、大约70:30至大约95:5%、大约75:25至大约95:5、大约80:20至大约95:5%、大约85:15至大约95:5、以及大约90:10至大约95:5%。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物含有聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物大部分或由其组成。
在其它实施方式中,所述用于生产含有溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
在另一些其它实施方式中,所述用于生产含有溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物包含交替共聚物,该交替共聚物包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或它们的组合,其中(A)是环氧化物,而(B)是酸酐(B)。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物包含1至20个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合。
在另一些其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物含有1至10个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且描述所述一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和所述一种或更多种酸酐的细节如先前在副标题“A.聚酯部分(聚酯大分子单体或低聚物)”下所述。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述环氧催化剂选自由叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐以及它们的组合所组成的组。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物任选地还与环状酯反应,以将开环的环状酯引入所述聚酯大分子单体中。合适的环状酯包括但不限于乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合。在形成所述聚酯低聚物的共聚过程中,产生了醇基。所述环状酯的酯环可以与这些醇基发生酯交换。醇环打开环状酯,以生成另一种能与酸酐反应的醇。这是一种酯交换过程,其中发生醇-酯交换,导致开环的环状酯被引入到聚酯低聚物的主链中,从而产生结构更多样化的聚酯低聚物。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且还包括在聚合完成后将残余羟基转化成酯的步骤。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述组合物还包含选自由颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂以及它们的组合所组成的组的添加剂。
在另一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述(甲基)丙烯酸酯聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在另一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且该(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg),包括其中所有的间歇值和范围。
在替代实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述聚酯低聚物和所述(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。在这样的实施方式中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg),其中通过差示扫描量热法(DSC)测量的所述聚酯低聚物的玻璃化转变温度(Tg)在大约0℃至大约150℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约25℃至大约130℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,或者在大约50℃至大约110℃的范围内,包括其中所有的间歇值和范围,并且通过差示扫描量热法(DSC)测量的所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在大约-100℃至大约150℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-70℃至大约30℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-50℃至大约0℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约-40℃至大约-10℃的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在另一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且该聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000克/摩尔至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
在一些实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且该方法还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤,其中,所述压敏粘合剂在25℃和1弧度/秒下表现出通过动态力学分析(DMA)测定的5×104和6×106达因/平方厘米之间的平台剪切模量。
在其它实施方式中,所述用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法如上文所述,并且所述压敏粘合剂的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000克/摩尔至大约1000000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约50000至大约750000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围,或者在大约100000至大约500000克/摩尔的范围内,包括其中的所有间歇值和范围。
V.应用(使用方法)
A.压敏粘合剂(PSA)
根据本主题的某些实施方式的方法可以包括将根据本主题的一些实施方式的水基和/或溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物施加到背衬基底上,例如通过蒸发或以其它方式驱除连续的水基相或非质子溶剂,以形成含有聚合产物的压敏粘合剂的大致均匀的涂层或层。
背衬基底不受结构类型的特别限制。例如,背衬基底可以包括利用各种已知的可堆肥树脂聚合物及其混合物的可堆肥薄膜,所述可堆肥树脂聚合物及其混合物例如是单独的聚乳酸或聚交酯(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯、或者这些物质与其它可堆肥聚合物材料的混合物。适合作为本主题的基底的附加可堆肥材料可包括但不限于脂肪族-芳香族共聚酯、聚己二酸丁二醇共对苯二甲酸酯(PBAT)(例如BASF的ECOFLEX)、或者它们的组合。例如,在某些实施方式中,例如膜层(例如面材层、芯层或表层)可以包含PLA和脂肪族-芳香族共聚酯的共混物或PLA和PBAT的共混物。
适用于本主题的某些实施方式的市售可堆肥材料包括BASF的ECOFLEX(CAS#60961-73-1或CAS#55231-08-8;1,4-苯二甲酸与1,4-丁二醇和己二酸的聚合物);ECOFLEX和PLA共混物;Cereplast的Compostable 3002(一种50-70%共聚酯和PLA);BASF的ECOVIO(PLA和ECOFLEX的特定共混物,例如50/50共混物);Heritage Plastics的BioTuf 970(一种基于PBAT的材料);Novamont的MATER-BI(专有组合物,但声称是可堆肥的);CardiaBioplastics的Cardia Compostable B-F(一种基于热塑性淀粉(TPS)、可堆肥聚酯和天然增塑剂的共混物的可堆肥树脂——1,4-苯二甲酸与1,4-丁二醇和己二酸的聚合物/TPS共混物);或类似的可堆肥塑料。
在其它实施方式中,背衬基底可以包括纸、玻璃纸、塑料膜(例如双轴取向聚丙烯(BOPP)膜、聚氯乙烯(PVC)膜)、布、胶带或金属箔。
B.贴有标签的制品
本主题还涉及与诸如本文所述的压敏粘合剂等可堆肥粘合剂结合的制品或商品,尤其是标签组件。典型地,所述制品包括一种或更多种可堆肥构造/标签,该可堆肥构造/标签包含使用本主题的粘合剂粘附到制品上的可堆肥薄膜、标签、印刷元件或其它物品。在许多实施方式中,所述标签粘附到制品的外表面上。可以使用多种制品,例如但不限于容器,例如瓶(塑料瓶和玻璃瓶)、液体容器、食品和/或饮料容器,以及个人护理产品。
如前文所述,根据本主题的某些实施方式的水基分散体在处理和施加或沉积到各种基材上(例如用于产生PSA构造)方面提供了改进。在处理和施加方面的这种改进至少部分地是由于根据本主题的实施方式的水基分散体与传统的温/热熔粘合剂相比具有比较低的粘度。例如,根据某些实施方式的水基分散体的粘度在20℃温度下可以包括大约5至大约1500厘泊,或者在20℃温度下可以包括大约5至大约500厘泊。根据某些实施方式的水基分散体的较低粘度确保更容易和更完全或彻底地涂覆/覆盖用于制备PSA构造(例如粘合剂制品)的基底。此外,水基系统的主要优点是消除了溶剂,可以降低成本(与其它溶剂相比,水比较便宜),在薄膜干燥期间不产生挥发性有机化合物(VOC),没有溶剂的易燃性问题等。
背衬基底不受结构类型的特别限制。例如,背衬基底可以包括利用各种已知的可堆肥树脂聚合物及其混合物的可堆肥薄膜,所述可堆肥树脂聚合物及其混合物例如是单独的聚乳酸或聚交酯(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯、或者这些物质与其它可堆肥聚合物材料的混合物。适合作为本主题的基底的附加可堆肥材料可包括脂肪族-芳香族共聚酯、聚己二酸丁二醇共对苯二甲酸酯(PBAT)(例如BASF的ECOFLEX)、或者它们的组合。例如,在某些实施方式中,例如膜层(例如面材层、芯层或表层)可以包含PLA和脂肪族-芳香族共聚酯的共混物或PLA和PBAT的共混物。
适用于本主题的某些实施方式的市售可堆肥材料包括BASF的ECOFLEX(CAS#60961-73-1或CAS#55231-08-8;1,4-苯二甲酸与1,4-丁二醇和己二酸的聚合物);ECOFLEX和PLA共混物;Cereplast的Compostable 3002(一种50-70%共聚酯和PLA);BASF的ECOVIO(PLA和ECOFLEX的特定共混物,例如50/50共混物);Heritage Plastics的BioTuf 970(一种基于PBAT的材料);Novamont的MATER-BI(专有组合物,但声称是可堆肥的);CardiaBioplastics的Cardia Compostable B-F(一种基于热塑性淀粉(TPS)、可堆肥聚酯和天然增塑剂的共混物的可堆肥树脂——1,4-苯二甲酸与1,4-丁二醇和己二酸的聚合物/TPS共混物);或类似的可堆肥塑料。本主题包括一种由可堆肥薄膜和诸如本文所述的压敏粘合剂等可堆肥粘合剂组成的可堆肥构造物/标签。
在其它实施方式中,背衬基底可以包括纸、玻璃纸、塑料膜(例如双轴取向聚丙烯(BOPP)膜、聚氯乙烯(PVC)膜)、布、胶带或金属箔。
实施例
现在通过以下实施例进一步说明本公开,这些实施例决不应被解释为限制性的。也就是说,以下实施例中描述的特定特征仅是示例性的,而不是限制性的。
聚酯大分子单体
实施例1:大分子单体DH7-63
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(493.1克)、丙烯酸(25.0克)、邻苯二甲酸酐(205.6克)、丁基化羟基甲苯(BHT)(0.4克)和聚合催化剂(6.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是7.7毫克氢氧化钾/克。最终产物的粘度是4000厘泊,Mn=1743,Mw=2368。Hexion的Heloxy Modifier 8是一种含有长度主要为C12和C14的烷基链的脂肪族单缩水甘油醚。酸值是通过将样品溶解在溶剂中并用.1N氢氧化钾滴定来测量的。粘度是使用Brookfield RV粘度计测量的。
实施例2:大分子单体DH7-67
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入GE-5(416.6克)、丙烯酸(28.8克)、邻苯二甲酸酐(354.7克)、BHT(0.4克)和聚合催化剂(6.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是8.5毫克氢氧化钾/克。最终产物具有双峰分子量分布,Mn=1578,Mw=3405。
实施例3:大分子单体(DH7-79)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(600.4克)、丙烯酸(30.4克)、琥珀酸酐(169.1克)、BHT(0.4克)和苄基二甲胺(2.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是8.0毫克氢氧化钾/克。添加额外的16.2克Heloxy Modifier 8,使混合物反应,直到酸值达到1.5毫克氢氧化钾/克。最终产物具有双峰分子量分布,Mn=3074,Mw=6826,粘度为2870厘泊。
实施例4:大分子单体(DH7-85)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(541.5克)、甲基丙烯酸(32.8克)、邻苯二甲酸酐(225.7克)、BHT(0.4克)和苄基二甲胺(2.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是6.4毫克氢氧化钾/克。最终产物的Mn=1747,Mw=3373,粘度为1205厘泊。
实施例5:大分子单体(DH8-53)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(983.5克)、丙烯酸羟乙酯(83.1克)、六氢邻苯二甲酸酐(533.1克)、BHT(0.8克)和聚合催化剂(12.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是9.5毫克氢氧化钾/克。最终产物的粘度为4070厘泊,Mn=1697,Mw=2410。
实施例6:大分子单体(DH8-57)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(1088.4克)、丙烯酸(69.0克)、六氢邻苯二甲酸酐(442.6克)、BHT(0.8克)和聚合催化剂(12.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是7.0毫克氢氧化钾/克。最终产物的粘度为1110厘泊,Mn=1720,Mw=2919。
实施例7:大分子单体(DH8-68)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(1053.1克)、甲基丙烯酸(79.7克)、六氢邻苯二甲酸酐(428.3克)、BHT(0.8克)和聚合催化剂(12.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是8.5毫克氢氧化钾/克。然后向反应器中添加乙酸酐(94.6克),并在120℃下保持2小时,以使羟基转化为乙酸酯。在保持2小时后,除去残留的乙酸。最终产物的粘度为2770厘泊,Mn=1662,Mw=2359。
实施例8:大分子单体(DH8-83)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(969.9克)、苯甲酸(104.2克)、六氢邻苯二甲酸酐(394.5克)、BHT(0.8克)和聚合催化剂(12.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是8.2毫克氢氧化钾/克。然后向反应器中添加甲基丙烯酸酐(131.1克),并在120℃下保持2小时,以使羟基转化为甲基丙烯酸酯。在保持2小时后,将树脂冷却,而甲基丙烯酸留在溶液中。最终产品的粘度是1440厘泊。
实施例9:大分子单体(DH9-13)
向配有加热套、空气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入Heloxy Modifier 8(954.6克)、苯甲酸(102.5克)、纳迪克酸酐(413.4克)、BHT(0.8克)和聚合催化剂(12.0克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是16.3毫克氢氧化钾/克。添加额外的81.0克Heloxy Modifier 8,使混合物反应,直到酸值达到5.7毫克氢氧化钾/克。然后向反应器中添加甲基丙烯酸酐(129.4克),并在120℃下保持2小时,以使羟基转化为甲基丙烯酸酯。在保持2小时后,将树脂冷却,而甲基丙烯酸留在溶液中。最终产品的粘度是1190厘泊。
微乳液
实施例10(DH7-65)
将实施例1的大分子单体(140.0克)与丙烯酸丁酯(46.0克)、甲基丙烯酸甲酯(10.0克)和甲基丙烯酸(4.0克)混合。单独地由Maxemul 6112-LQ(30.0克)、水(30.0克)和19%氨水(0.7克)制备表面活性剂溶液。在高速混合下,将表面活性剂溶液缓慢添加到大分子单体溶液中,以形成预乳液。然后对该预乳液进行超声处理,以形成具有316纳米的粒径的稳定微乳液。然后将微乳液添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至60℃。在搅拌下加热微乳液的同时,由70%叔丁基过氧化氢(0.25克)和水(12.0克)制备过氧化物溶液,同时由FF6M(0.25克)和水(12.0克)制备还原剂溶液。在加热20分钟后,批料达到52℃的温度,将一半的过氧化物溶液和一半的还原剂溶液添加到反应器中。在12分钟后获得65℃的峰值放热温度,然后将微乳液保持15分钟。在保持15分钟后(反应器温度为62℃),在1小时内加入剩余的过氧化物和还原剂溶液,然后将该批料保持另外的1小时。在一小时的保持期间,由70%叔丁基过氧化氢(0.5克)和水(6.0克)制备第二过氧化物溶液,同时由FF6 M(0.5克)和水(6.0克)制备第二还原剂溶液。在保持一小时后,在一小时内加入过氧化物和还原剂溶液。在完成后,将批料再保持另外的1小时,然后冷却至室温。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例11(DH7-68)
使用实施例2的大分子单体(140.0克)与丙烯酸丁酯(46.0克)、甲基丙烯酸甲酯(10.0克)和甲基丙烯酸(4.0克)共混重复实施例11的过程。表面活性剂溶液由Maxemul6112-LQ(50.0克)、水(30.0克)和19%氨水(1.0克)制备。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例12(DH7-82)
使用实施例3的大分子单体(140.0克)与丙烯酸丁酯(22.0克)、丙烯酸乙酯(34.0克)和甲基丙烯酸(4.0克)共混重复实施例11的过程。表面活性剂溶液由Maxemul 6112-LQ(30.0克)、水(30.0克)和19%氨水(1.0克)制备。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例13(DH7-87)
使用实施例4的大分子单体(140.0克)与丙烯酸丁酯(22.0克)、丙烯酸乙酯(34.0克)和甲基丙烯酸(4.0克)共混重复实施例11的过程。表面活性剂溶液由Maxemul 6112-LQ(30.0克)、水(30.0克)和19%氨水(1.0克)制备。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例14(DH8-54)
将实施例5的大分子单体(714.0克)与丙烯酸丁酯(265.2克)、甲基丙烯酸(40.8克)和丙酮(76.5克)混合。单独地由Maxemul 6112-LQ(153.0克)、水(551.8克)和19%氨水(10.2克)制备表面活性剂溶液。在高速混合下,将该表面活性剂溶液缓慢添加到大分子单体溶液中,以形成预乳液。然后对该预乳液进行均化(2遍),以形成具有245纳米的粒径的稳定微乳液。然后将部分微乳液(155.79克)和水(145.38克)添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至60℃。在搅拌下加热微乳液的同时,由70%叔丁基过氧化氢(0.15克)和水(1.46克)制备过氧化物溶液,同时由FF6 M(0.15克)和水(1.46克)制备还原剂溶液。在30分钟的加热后,批料达到53℃的温度,将过氧化物溶液和还原剂溶液都添加到反应器中。在16分钟后获得59℃的峰值放热温度,然后将微乳液保持15分钟。由70%叔丁基过氧化氢(1.55克)和水(61.2克)制备第二过氧化物溶液,同时由Bruggolite FF6 M(1.55克)和水(61.2克)制备第二还原剂溶液。保持15分钟后(反应器温度为56℃),在3小时内加入剩余的微乳液(1655.73克),同时在4小时内同时加入所述第二过氧化物溶液和所述第二还原剂溶液。在进料完成后,将批料再保持一小时。在一小时的保持期间,由70%叔丁基过氧化氢(1.02克)和水(20.4克)制备第三过氧化物溶液,同时由FF6 M(1.02克)和水(20.4克)制备第三还原剂溶液。在保持一小时后,在一小时内添加过氧化物和还原剂溶液。在完成后,将批料再保持另外的1小时,然后冷却至室温。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例15(DH8-61)
将实施例6的大分子单体(714.0克)与丙烯酸丁酯(163.2克)、甲基丙烯酸丁酯(102.0克)和甲基丙烯酸(40.8克)混合。单独地由Maxemul 6112-LQ(153.0克)、水(628.32克)和19%氨水(10.2克)制备表面活性剂溶液。在高速混合下,将该表面活性剂溶液缓慢添加到大分子单体溶液中,以形成预乳液。然后对该预乳液进行均化(2遍),以形成具有296纳米的粒径的稳定微乳液。然后将部分微乳液(130.43克)和水(172.14克)添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至60℃。在搅拌下加热微乳液的同时,由70%叔丁基过氧化氢(0.05克)和水(0.48克)制备过氧化物溶液,同时由FF6 M(0.05克)和水(0.48克)制备还原剂溶液。在30分钟的加热后,批料达到52℃的温度,将过氧化物溶液和还原剂溶液都添加到反应器中。在5分钟后获得55℃的峰值放热温度,然后将微乳液保持15分钟。由70%叔丁基过氧化氢(0.63克)和水(61.2克)制备第二过氧化物溶液,同时由Bruggolite FF6 (0.63克)和水(61.2克)制备第二还原剂溶液。在保持15分钟后(反应器温度为55℃),在3小时内加入剩余的微乳液(1681.09克),同时在4小时内同时加入所述第二过氧化物溶液和所述第二还原剂溶液。在进料完成后,将批料再保持一小时。在一小时的保持期间,由70%叔丁基过氧化氢(1.01克)和水(20.4克)制备第三过氧化物溶液,同时由FF6 M(1.01克)和水(20.4克)制备第三还原剂溶液。在保持一小时后,在一小时内添加过氧化物和还原剂溶液。在完成后,将批料再保持1小时,然后冷却至室温。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例16(DH8-79)
将实施例7的大分子单体(714.0克)与丙烯酸丁酯(163.2克)、丙烯酸甲酯(102.0克)、丙烯酸(20.4克)、甲基丙烯酸(20.4克)和异丙醇(153.0克)混合。单独地由Maxemul6112-LQ(153.0克)、水(414.63克)和19%氨水(10.2克)制备表面活性剂溶液。在高速混合下,将该表面活性剂溶液缓慢添加到大分子单体溶液中,以形成预乳液。然后对该预乳液进行均化(2遍),以形成具有264纳米的粒径的稳定微乳液。然后将部分微乳液(145.7克)和水(155.47克)添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至60℃。在搅拌下加热微乳液的同时,由70%叔丁基过氧化氢(0.09克)和水(0.94克)制备过氧化物溶液,同时由FF6 M(0.09克)和水(0.94克)制备还原剂溶液。在30分钟的加热后,批料达到52℃的温度,将过氧化物溶液和还原剂溶液都添加到反应器中。在10分钟后获得57℃的峰值放热温度,然后将微乳液保持15分钟。由70%叔丁基过氧化氢(1.0克)和水(61.2克)制备第二过氧化物溶液,由BruggoliteFF6(1.0克)和水(61.2克)制备第二还原剂溶液。保持15分钟后(反应器温度为56℃),在3小时内加入剩余的微乳液(1548.52克),同时在4小时内同时加入所述第二过氧化物溶液和所述第二还原剂溶液。在进料完成后,将批料再保持一小时。在一小时的保持期间,由70%叔丁基过氧化氢(0.66克)和水(20.4克)制备第三过氧化物溶液,同时由FF6M(0.66克)和水(20.4克)制备第三还原剂溶液。在保持一小时后,在一小时内添加过氧化物和还原剂溶液。在完成后,将批料再保持1小时,然后冷却至室温。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例17(DH8-86)
将实施例8的大分子单体(748.2克)与丙烯酸丁酯(163.2克)、丙烯酸甲酯(102.0克)和甲基丙烯酸(6.6克)混合。单独地由Maxemul 6112-LQ(153.0克)、水(567.3克)和19%氨水(10.2克)制备表面活性剂溶液。在高速混合下,将该表面活性剂溶液缓慢添加到大分子单体溶液中,以形成预乳液。然后对该预乳液进行均化(2遍),以形成具有262纳米的粒径的稳定微乳液。然后将部分微乳液(150.57克)和水(150.6克)添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至60℃。在搅拌下加热微乳液的同时,由70%叔丁基过氧化氢(0.06克)和水(0.59克)制备过氧化物溶液,同时由FF6 M(0.06克)和水(0.59克)制备还原剂溶液。在30分钟的加热后,批料达到54℃的温度,将过氧化物溶液和还原剂溶液都添加到反应器中。在9分钟后获得59℃的峰值放热温度,然后将微乳液保持15分钟。由70%叔丁基过氧化氢(0.62克)和水(61.2克)制备第二过氧化物溶液,同时由Bruggolite FF6 (0.62克)和水(61.2克)制备第二还原剂溶液。保持15分钟后(反应器温度为58℃),在3小时内加入剩余的微乳液(1600.26克),同时在4小时内同时加入所述第二过氧化物溶液和所述第二还原剂溶液。在进料完成后,将批料再保持一小时。在一小时的保持期间,由70%叔丁基过氧化氢(1.02克)和水(20.4克)制备第三过氧化物溶液,同时由FF6 M(1.02克)和水(20.4克)制备第三还原剂溶液。在保持一小时后,在一小时内添加过氧化物和还原剂溶液。在完成后,将批料再保持1小时,然后冷却至室温。液体特性汇总在表1中,粘合特性汇总在表2中。
实施例18(DH11-21
A,丙烯酸基础树脂溶液)
制备丙烯酸丁酯(92.8克)、丙烯酸(7.2克)、丙酮(40.0克)和甲苯(100克)的混合物,并添加到配有氮气吹扫、搅拌、热电偶、进料口和冷凝装置的五颈带夹套树脂锅中。将用于加热反应器的油浴设定至85℃。在搅拌下加热单体/溶剂溶液的同时,由月桂基过氧化物(0.2克)和甲苯(9.8克)制备过氧化物溶液。单独地制备丙烯酸丁酯(658.9克)、丙烯酸(51.1克)、正十二烷基硫醇(0.7克)、月桂基过氧化物(1.4克)和甲苯(657.9克)的混合物。在加热35分钟后,批料达到81℃的温度,在将过氧化物溶液添加到反应器中之前使其回流10分钟。在12分钟后获得92℃的峰值放热温度,并保持另外的3分钟,然后在3小时内添加主单体/溶剂/过氧化物溶液。在进料完成后,将批料保持一小时。在一小时的保持期间,由过氧化新戊酸叔戊酯(2.4克)和甲苯(101.0克)制备第二过氧化物溶液。在保持一小时后,在30分钟内加入第二过氧化物溶液。在添加过氧化物结束时,将批料再保持30分钟,然后冷却至室温。最终产品的粘度为13800厘泊,非挥发物(NV)含量为45%。
实施例19(DH11-21
B,改性丙烯酸大分子单体)
向配有加热套、氮气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入来自实施例18的丙烯酸树脂溶液(274.7克)、Heloxy 8(248.3克)、邻苯二甲酸酐(128.1克)、苄基二甲胺(2克)和甲苯(348.9克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是14.9毫克氢氧化钾/克。将树脂冷却,最终产品的粘度为290厘泊,非挥发物含量为55.2%。为了进行粘附性测试,将46.82克实施例19的产品与1.68克乙酰丙酮铝溶液(乙酰丙酮铝/2,4-戊二酮/甲苯的比例为1:3:9)和1.50克CX-100(10%的甲苯溶液)混合。然后制备18gsm的薄膜,并评估其粘附性能。
实施例20(DH11-25,改性丙烯酸大分子单体)
向配有加热套、氮气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入来自实施例18的丙烯酸树脂溶液(278.6克)、Heloxy 5(224.2克)、琥珀酸酐(150.5克)、苄基二甲胺(2克)和甲苯(346.8克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是23.4毫克氢氧化钾/克。将树脂冷却并从反应器中倒出。为了进行粘附性测试,将46.90克实施例20的产品与1.63克乙酰丙酮铝溶液(乙酰丙酮铝/2,4-戊二酮/甲苯的比例为1:3:9)和1.47克CX-100(10%的甲苯溶液)混合。然后制备18gsm的薄膜,并评估其粘附性能。
实施例21(DH11-27,改性丙烯酸大分子单体)
向配有加热套、氮气吹扫、搅拌、热电偶和冷凝装置的2升四颈树脂锅中加入来自实施例18的丙烯酸树脂溶液(444.3克)、Heloxy 8(132.0克)、邻苯二甲酸酐(68.1克)、苄基二甲胺(1克)和甲苯(155.6克)。将混合物逐渐加热到120℃并使其一起反应,直到环氧树脂被消耗掉,测得的酸值是35.0毫克氢氧化钾/克。将树脂冷却,最终产品的粘度为6,200厘泊,非挥发物含量为40.7%。为了进行粘附性测试,将49.04克实施例21的产品与0.96克乙酰丙酮铝溶液(乙酰丙酮铝/2,4-戊二酮/甲苯的比例为1:3:9)混合。然后制备18gsm的薄膜,并评估其粘附性能。
表1
表1 | 非挥发物% | 粘度(厘泊) | pH值 | 粒度(纳米) |
实施例10 | 50.3 | 46 | 5.1 | 328 |
实施例11 | 48.9 | 44 | 4.7 | 437 |
实施例12 | 49.8 | 45 | 5.5 | 385 |
实施例13 | 49.7 | 42 | 5.1 | 363 |
实施例14 | 49.1 | 42 | 6.0 | 253 |
实施例15 | 45.8 | 43 | 5.8 | 315 |
实施例16 | 49.2 | 52 | 5.0 | 305 |
实施例17 | 49.6 | 79 | 6.2 | 391 |
表2
*用氨将所有微乳液实施例(10-17)的pH值调节至8-9,以将粘度提高至适于涂布的水平。然后制备18gsm的薄膜,并评估其粘附性能。
*对于所有剥离测试,均留置24小时。
在表2中,剥离测试和初粘力测试的单位是牛/英寸。剪切测试进行数分钟,直到破裂。
在不脱离本主题的精神和范围(在所附权利要求中更具体地陈述)的情况下,本领域普通技术人员能够对本主题做出这些以及其它修改和变化。另外,应理解,各个实施方式的特征可全面或部分地互换。而且,本领域普通技术人员应理解,上述说明仅是示例性的,并不旨在限制如所附权利要求中进一步说明的本主题。因此,所附权利要求的精神和范围不应局限于在本文中包含的版本的示例性说明。
从此技术的未来应用和发展来看,许多其它益处无疑会变得更明显。
在下面的编号条款中阐述了符合本教导的更多实施例。
第1条:一种聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其包含:
共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分,所述聚酯部分包含交替共聚物,该交替共聚物包含重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,
其中,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯部分以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
第2条:根据第1条所述的组合物,其中所述聚酯部分包含至多50个重复的(AB)或(BA)单元或者它们的组合。
第3条:根据第1条或第2条所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内。
第4条:根据第1-3条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分的重量比包含所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大部分。
第5条:根据第1-4条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
第6条:根据第1-5条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
第7条:根据第1-6条中的任一条所述的组合物,还包含一种或更多种增粘剂。
第8条:根据第1-7条中的任一条所述的组合物,包含:
大约50-95重量%的聚酯部分;
大约5-50重量%的(甲基)丙烯酸酯部分;和
大约0-50重量%的一种或更多种增粘剂,
其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量,各个组分的重量%的总和为100%。
第9条:根据第1-8条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分包含单元,所述单元为一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的反应产物。
第10条:根据第9条所述的组合物,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
第11条:根据第9条或第10条所述的组合物,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体是选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐以及它们的组合所组成的组的单体。
第12条:根据第9-11条中的任一条所述的组合物,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
第13条:根据第9-12条中的何一条所述的组合物,其中所述一种或更多种环氧化物是选自由具有1至22个碳原子的脂肪醇缩水甘油醚、含有1至22个碳原子的脂肪羧酸的缩水甘油酯、芳香族羧酸的缩水甘油酯、烷基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳香族缩水甘油醚、烷基取代的芳香族缩水甘油醚、芳基取代的芳香族缩水甘油醚、萜烯基单环氧化物、α-烯烃基单环氧化物、氧杂环丁烷、氧杂环丁烷的烷基化衍生物、环氧化单不饱和脂肪酸酯、环氧化单不饱和脂肪醇酯、缩水甘油胺化合物、以及它们的组合所组成的组的化合物。
第14条:根据第13条所述的组合物,其中所述脂肪醇缩水甘油醚是选自由丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C8-C10醇缩水甘油醚、C12-C14醇缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组的化合物。
第15条:根据第13条所述的组合物,其中所述脂肪族羧酸的缩水甘油酯包括新癸酸或松香酸的缩水甘油酯。
第16条:根据第13条所述的组合物,其中所述芳香族羧酸的缩水甘油酯包括苯甲酸的缩水甘油酯。
第17条:根据第13条所述的组合物,其中所述芳香族缩水甘油醚选自由苯基缩水甘油醚、(邻、间、对)甲酚缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚、腰果酚基缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第18条:根据第9-17条中的任一条所述的组合物,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
第19条:根据第9-18条中的任一条所述的组合物,其中所述一种或更多种酸酐选自由琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、萘二甲酸酐、偏苯三酸酐、二甘醇酸酐以及它们的组合所组成的组。
第20条:根据第1-19条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。
第21条:根据第1-20条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第22条:根据第1-21条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物。
第23条:根据第1-22条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯部分包含一个末端烯属不饱和基团。
第24条:根据第1-23条中的任一条所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物由以下中的至少一种制备:丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体。
第25条:根据第1-24条中的任一条所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物由至少一种选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、以及N-乙烯基吡咯烷酮所组成的组的单体制备。
第26条:根据第1-25条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到所述组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过所述组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。
第27条:根据第26条所述的组合物,其中所述光引发剂选自由苯乙酮、苯乙酮衍生物、苯甲酮、苯甲酮衍生物、蒽醌、蒽醌衍生物、苯偶酰、苯偶酰衍生物、噻吨酮、噻吨酮衍生物、氧杂蒽酮、氧杂蒽酮衍生物、安息香醚、安息香醚衍生物、α-酮醇、α-酮醇衍生物、以及它们的组合所组成的组。
第28条:根据第26条或第27条所述的组合物,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述组合物至少部分地聚合和/或交联。
第29条:根据第1-28条中的任一条所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第30条:根据第1-29条中的任一条所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
第31条:根据第1-30条中的任一条所述的组合物,其中所述组合物还包含选自由颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂以及它们的组合所组成的组的添加剂。
第32条:根据第1-31条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。
第33条:根据第1-31条中的任何一条所述的组合物,其中所述聚酯部分和所述(甲基)丙烯酸酯部分是相分离的。
第34条:根据第33条所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg)。
第35条:根据第1-34条中的任一条所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
第36条:一种溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其包含:
第1-35条中的任一条所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含任选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂、以及可选的自由基抑制剂的反应产物,以形成共价键合至(甲基)丙烯酸酯聚合物的聚酯低聚物的侧链,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团。
第37条:一种水分散性组合物,其包含:
包含第1-35条中的任一条所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒,
其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含聚酯大分子单体和至少一种烯属不饱和单体的反应产物,其中所述反应是自由基聚合反应。
第38条:根据第37条所述的组合物,其中所述至少一种烯属不饱和单体是选自由丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体、以及它们的组合所组成的组的单体。
第39条:根据第37条或第38条所述的组合物,其中所述至少一种烯属不饱和单体是选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮所组成的组的单体。
第40条:根据第37-39条中的任一条所述的组合物,其中通过动态光散射测量的平均粒径在大约50纳米至大约600纳米的范围内。
第41条:根据第37-40条中的任一条所述的组合物,其中通过动态光散射测量的所述平均粒径在大约200纳米至大约500纳米的范围内。
第42条:一种压敏粘合剂,包含第1-41条中的任一条所述的组合物和一种或更多种交联剂。
第43条:根据第42条所述的压敏粘合剂,其中所述压敏粘合剂在25℃和1弧度/秒下表现出如通过动态力学分析(DMA)测定的5×104和6×106达因/平方厘米之间的平台剪切模量。
第44条:根据第42条或第43条所述的压敏粘合剂,其中所述压敏粘合剂表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的至少一个在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第45条:一种制品,其包含第42-44条中的任一条所述的压敏粘合剂。
第46条:根据第45条所述的制品,还包含:
限定面的基底;
其中所述压敏粘合剂布置在所述基底的面的至少一部分上。
第47条:一种聚酯大分子单体,包含:
包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合的交替共聚物,其中(A)是环氧化物,(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,
其中所述重复单元是一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的反应产物。
第48条:根据第47条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
第49条:根据第47条或第48条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体是选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐以及它们的组合所组成的组的单体。
第50条:根据第47-49条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
第51条:根据第47-50条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种环氧化物是选自由具有1至22个碳原子的脂肪醇缩水甘油醚、含有1至22个碳原子的脂肪羧酸的缩水甘油酯、芳香族羧酸的缩水甘油酯、烷基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳香族缩水甘油醚、烷基取代的芳香族缩水甘油醚、芳基取代的芳香族缩水甘油醚、萜烯基单环氧化物、α-烯烃基单环氧化物、氧杂环丁烷、氧杂环丁烷的烷基化衍生物、环氧化单不饱和脂肪酸酯、环氧化单不饱和脂肪醇酯、缩水甘油胺化合物、以及它们的组合所组成的组的化合物。
第52条:根据第51条所述的聚酯大分子单体,其中所述脂肪醇缩水甘油醚选自由丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C8-C10醇缩水甘油醚、C12-C14醇缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第53条:根据第51条所述的聚酯大分子单体,其中所述脂肪族羧酸的缩水甘油酯包括新癸酸或松香酸的缩水甘油酯。
第54条:根据第51条所述的聚酯大分子单体,其中所述芳香族羧酸的缩水甘油酯包括苯甲酸的缩水甘油酯。
第55条:根据第51条所述的聚酯大分子单体,其中所述芳香族缩水甘油醚选自由苯基缩水甘油醚、(邻、间、对)甲酚缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚、腰果酚基缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第56条:根据第47-55条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
第57条:根据第47-56条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种酸酐选自由琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、萘二甲酸酐、偏苯三酸酐、二甘醇酸酐以及它们的组合所组成的组。
第58条:根据第47-57条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体包含一个末端烯属不饱和基团。
第59条:根据第47-58条中的任何一条所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第60条:根据第47-59条中的任一条所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。
第61条:一种用于生产聚酯大分子单体的方法,包括:
使包含一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的单体混合物聚合,以形成末端烯属不饱和聚酯大分子单体共聚物。
第62条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由含有酸或醇官能团的烯属不饱和单体引发,或者由烯属不饱和单体终止。
第63条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由含叔胺的质子化合物或含叔膦的质子化合物引发。
第64条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由含季铵的质子化合物或含季鏻的质子化合物引发。
第65条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由非烯属不饱和醇引发,并且所述聚酯大分子单体的聚合由一种或更多种烯属不饱和单体终止。
第66条:根据第65条所述的方法,其中所述非烯属不饱和醇选自由具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族醇、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)醇、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)醇、芳香族醇、单酚化合物、脂肪族或芳香族取代的酚基以及它们的组合所组成的组。
第67条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由非烯属不饱和羧酸引发,并且所述聚酯大分子单体的聚合由一种或更多种烯属不饱和单体终止。
第68条:根据第67条所述的方法,其中所述非烯属不饱和羧酸选自由具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族羧酸、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)羧酸、芳香酸、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)羧酸、脂肪族或芳香族取代的芳香酸、多环酸以及它们的组合所组成的组。
第69条:根据第61条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由非烯属不饱和仲胺引发,并且所述聚酯大分子单体的聚合由一种或更多种烯属不饱和单体终止。
第70条:根据第69条所述的方法,其中所述非烯属不饱和仲胺选自由具有C1至C22碳原子的直链或支链脂肪族仲胺、具有至少三个碳环的环状脂肪族(脂环族)仲胺、附接有一个或更多个脂肪族侧链的环状脂肪族(脂环族)仲胺、芳香族仲胺、脂肪族或芳香族取代的芳香族仲胺以及它们的组合所组成的组。
第71条:根据第61条所述的方法,其中所述环氧催化剂引发所述聚酯大分子单体的聚合,并且催化所述一种或更多种环氧化物与所述一种或更多种酸酐之间的反应。
第72条:根据第61-71条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
第73条:根据第61-72条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐以及它们的组合所组成的组。
第74条:根据第61-73条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
第75条:根据第61-74条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种环氧化物是选自由具有1至22个碳原子的脂肪醇缩水甘油醚、含有1至22个碳原子的脂肪羧酸的缩水甘油酯、芳香族羧酸的缩水甘油酯、烷基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳香族缩水甘油醚、烷基取代的芳香族缩水甘油醚、芳基取代的芳香族缩水甘油醚、萜烯基单环氧化物、α-烯烃基单环氧化物、氧杂环丁烷、氧杂环丁烷的烷基化衍生物、环氧化单不饱和脂肪酸酯、环氧化单不饱和脂肪醇酯、缩水甘油胺化合物、以及它们的组合所组成的组的化合物。
第76条:根据第75条所述的方法,其中所述脂肪醇缩水甘油醚选自由丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C8-C10醇缩水甘油醚、C12-C14醇缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第77条:根据第75条所述的方法,其中所述脂肪族羧酸的缩水甘油酯包括新癸酸或松香酸的缩水甘油酯。
第78条:根据第75条所述的方法,其中所述芳香族羧酸的缩水甘油酯包括苯甲酸的缩水甘油酯。
第79条:根据第75条所述的方法,其中所述芳香族缩水甘油醚选自由苯基缩水甘油醚、(邻、间、对)甲酚缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚、腰果酚基缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第80条:根据第61-79条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
第81条:根据第61-80条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种酸酐选自由琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、萘二甲酸酐、偏苯三酸酐、二甘醇酸酐以及它们的组合所组成的组。
第82条:根据第61-81条所述的方法,其中所述环氧催化剂选自由叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐以及它们的组合所组成的组。
第83条:根据第61-82条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体任选地还与环状酯反应,以将开环的环状酯引入所述聚酯大分子单体中,其中所述环状酯选自由乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合所组成的组。
第84条:根据第61-83条中的任一条所述的方法,还包括在聚合完成后将残余的羟基转化成酯的步骤。
第85条:根据第61-84条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体包含交替共聚物,该交替共聚物包含重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,而(B)是酸酐(B)。
第86条:根据第85条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合。
第87条:根据第61-86条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体是单不饱和的。
第88条:根据第61-87条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体仅在一端是末端烯属不饱和的。
第89条:根据第61-88条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体不含溶剂。
第90条:根据第61-89条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。
第91条:根据第61-90条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第92条:一种用于生产水分散性组合物的方法,包括:
提供第47-60条中的任一条所述的聚酯大分子单体或通过第61-91条中的任何一条所述的方法生产的聚酯大分子单体;
将该聚酯大分子单体溶解在单体混合物中,以形成聚合物在单体中的溶液,其中所述单体混合物包含一种或更多种烯属不饱和单体;
将所述聚合物在单体中的溶液与至少一种表面活性剂、水、中和剂和任选的一种或更多种共稳定剂组合,以形成预乳液;以及
在高剪切力下搅拌该预乳液以形成微乳液,该微乳液包含水性连续相和有机分散相,该分散相呈液滴形式,所述液滴具有通过动态光散射测定的在大约50至大约600纳米的范围内的平均液滴直径,
使微乳液发生自由基聚合,从而使所述单体混合物和所述聚酯大分子单体共聚以形成聚合物乳液,其中聚合物成分呈颗粒形式,所述颗粒包含通过动态光散射测定的大约50纳米至大约600纳米的平均粒径,
其中所述颗粒包含共价结合的聚酯大分子单体和(甲基)丙烯酸酯聚合物,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物通过使所述单体混合物共聚而形成,以产生聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,
其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯大分子单体以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
第93条:根据第92条所述的方法,其中所述单体混合物任选地包含一种或更多种增粘剂。
第94条:根据第92条或第93条所述的方法,其中所述微乳液任选地包含一种或更多种作为预分散体后添加到微乳液中的增粘剂。
第95条:根据第92-94条中的任一条所述的方法,其中所述单体混合物中的增粘剂与所述后添加到微乳液中的增粘剂相同或不同。
第96条:根据第92-95条中的任一条所述的方法,其中所述聚合物在单体中的溶液还包含含有光引发剂部分的单体。
第97条:根据第96条所述的方法,其中所述光引发剂选自由苯乙酮、苯乙酮衍生物、苯甲酮、苯甲酮衍生物、蒽醌、蒽醌衍生物、苯偶酰、苯偶酰衍生物、噻吨酮、噻吨酮衍生物、氧杂蒽酮、氧杂蒽酮衍生物、安息香醚、安息香醚衍生物、α-酮醇、α-酮醇衍生物、以及它们的组合所组成的组。
第98条:根据第96-97条中的任一条所述的方法,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物至少部分地聚合和/或交联。
第99条:根据第92-98条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体选自由丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)、乙烯基单体以及它们的组合所组成的组。
第100条:根据第92-99条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮以及它们的组合所组成的组。
第101条:根据第92-100条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内。
第102条:根据第92-101条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的重量比包含聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大部分。
第103条:根据第92-102条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
第104条:根据第92-103条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
第105条根据第92-104条中的任一条所述的方法,其中所述组合物还包含选自由颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂以及它们的组合所组成的组的添加剂。
第106条:根据第92-105条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。
第107条:根据第92-105条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体和所述(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。
第108条:根据第107条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg)。
第109条:根据第92-108条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
第110条:根据第92-109条中的任一条所述的方法,还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤。
第111条:根据第110条所述的方法,其中所述压敏粘合剂在25℃和1弧度/秒表现出通过动态力学分析(DMA)测定的5×104和6×106达因/平方厘米之间的平台剪切模量。
第112条:根据第110条或第111条所述的方法,其中所述压敏粘合剂表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的一个或两个玻璃化转变温度(Tg)。
第113条:一种用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法,包括:
提供任选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物,该(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团;
使所述(甲基)丙烯酸酯聚合物与一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和可选的自由基抑制剂共聚,以形成所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,
其中所述共聚步骤包括从(甲基)丙烯酸酯聚合物上生长侧链聚酯低聚物;并且
其中,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯低聚物以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
第114条:根据第113条所述的方法,其中所述组合物任选地包含一种或更多种增粘剂。
第115条:根据第113条或第114条所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物通过使任选地溶解在非质子溶剂中的丙烯酸、丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯)、丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺)、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酰胺(包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺)和乙烯基单体中的至少一种共聚来制备。
第116条:根据第113-115条中的任一条所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物通过使至少一种选自由任选地溶解在非质子溶剂中的丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、丁烯酸酯、衣康酸、衣康酸酯、富马酸、富马酸酯、马来酸、马来酸酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸脲/脲基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、以及N-乙烯基吡咯烷酮所组成的组的单体共聚来制备。
第117条:根据第113-116条中的任一条所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到所述组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过所述组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。
第118条:根据第117条所述的方法,其中所述光引发剂选自由苯乙酮、苯乙酮衍生物、苯甲酮、苯甲酮衍生物、蒽醌、蒽醌衍生物、苯偶酰、苯偶酰衍生物、噻吨酮、噻吨酮衍生物、氧杂蒽酮、氧杂蒽酮衍生物、安息香醚、安息香醚衍生物、α-酮醇、α-酮醇衍生物、以及它们的组合所组成的组。
第119条:根据第117-118条中的任一条所述的方法,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物至少部分地聚合和/或交联。
第120条:根据第113-119条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内。
第121条:根据第113-120条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的重量比包含聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大部分。
第122条:根据第113-121条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
第123条:根据第113-122条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物与所述(甲基)丙烯酸酯共聚物的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
第124条:根据第113-123条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物包含交替共聚物,该交替共聚物包含重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合,其中(A)是环氧化物,而(B)是酸酐(B)。
第125条:根据第124条所述的方法,其中所述聚酯低聚物包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或者它们的组合。
第126条:根据第113-125条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
第127条:根据第113-126条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种环氧化物是选自由具有1至22个碳原子的脂肪醇缩水甘油醚、含有1至22个碳原子的脂肪羧酸的缩水甘油酯、芳香族羧酸的缩水甘油酯、烷基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳基取代的芳香族羧酸的缩水甘油酯、芳香族缩水甘油醚、烷基取代的芳香族缩水甘油醚、芳基取代的芳香族缩水甘油醚、萜烯基单环氧化物、α-烯烃基单环氧化物、氧杂环丁烷、氧杂环丁烷的烷基化衍生物、环氧化单不饱和脂肪酸酯、环氧化单不饱和脂肪醇酯、缩水甘油胺化合物、以及它们的组合所组成的组的化合物。
第128条:根据第127条所述的方法,其中所述脂肪醇缩水甘油醚选自由丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、C8-C10醇缩水甘油醚、C12-C14醇缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第129条:根据第127条所述的方法,其中所述脂肪族羧酸的缩水甘油酯包括新癸酸、丙烯酸、甲基丙烯酸和松香酸中的至少一种的缩水甘油酯。
第130条:根据第127条所述的方法,其中所述芳香族羧酸的缩水甘油酯包括苯甲酸的缩水甘油酯。
第131条:根据第127条所述的方法,其中所述芳香族缩水甘油醚选自由苯基缩水甘油醚、(邻、间、对)甲酚缩水甘油醚、对叔丁基苯酚缩水甘油醚、腰果酚基缩水甘油醚以及它们的组合所组成的组。
第132条:根据第113-131条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
第133条:根据第113-132条中的任一条所述的方法,其中所述一种或更多种酸酐选自由琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、萘二甲酸酐、偏苯三酸酐、二甘醇酸酐以及它们的组合所组成的组。
第134条:根据第113-133条中的任一条所述的方法,其中所述环氧催化剂选自由叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐以及它们的组合所组成的组。
第135条根据第113-134条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物可选地还与环酯反应,以将开环的环酯引入所述聚酯大分子单体中,其中所述环酯选自由乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合所组成的组。
第136条:根据第113-135条中的任一条所述的方法,还包括在聚合完成后将残余的羟基转化成酯的步骤。
第137条:根据第113-136条中的任一条所述的方法,其中所述组合物还包含选自由颜料、填料、增塑剂、稀释剂、抗氧化剂、蜡、增粘剂、交联剂以及它们的组合所组成的组的添加剂。
第138条:根据第113-137条中的任何一条所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
第139条:根据第113-138条中的任一条所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
第140条:根据第113-139条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。
第141条:根据第113-139条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯低聚物和所述(甲基)丙烯酸酯聚合物是相分离的。
第142条:根据第141条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg)。
第143条:根据第113-142条中的任一条所述的方法,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
第144条:根据第113-143条中的任一条所述的方法,还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤。
第145条:根据第144条所述的方法,其中所述压敏粘合剂在25℃和1弧度/秒下表现出通过动态力学分析(DMA)测定的5×104和6×106达因/平方厘米之间的平台剪切模量。
第146条:根据第144条或第145条所述的方法,其中所述压敏粘合剂表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的一个或两个玻璃化转变温度(Tg)。
在整个本说明书中描述的本发明的特征、结构或特性可以在一个或更多个方面中以任何适当的方式组合。例如,在整个说明书中,提及“某些方面”、“一些方面”或类似语言意味着与该方面结合描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个方面中。因此,在整个说明书中出现的短语“在某些方面中”、“在一些方面中”、“在其它方面中”或类似语言不一定都指同一组方面,并且所描述的特征、结构或特性可以在一个或更多个方面中以任何适当的方式组合。
如上文所述,本主题解决了与先前的策略、系统和/或设备相关的许多问题。但是,应理解,在脱离如所附权利要求中所表述的要求保护的主题的原理和范围的情况下,本领域技术人员能够对已在本文中为了解释本主题的性质而描述和示出的部件和/或操作的细节、材料和布置做出各种改变。
Claims (59)
1.一种聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其包含:
共价结合的聚酯部分和(甲基)丙烯酸酯部分,所述聚酯部分包含交替共聚物,所述交替共聚物包含重复的(AB)单元或(BA)单元或它们的组合,其中(A)是环氧化物且(B)是酸酐(B),并且所述(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,
其中,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯部分以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述聚酯部分包含至多50个重复的(AB)或(BA)单元或它们的组合。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约5:95至大约95:5的范围内。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约50:50至大约95:5的范围内。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分与所述(甲基)丙烯酸酯部分的重量比在所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的大约70:30至大约95:5的范围内。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物,还包含一种或更多种增粘剂。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物,其包含:
大约50-95重量%的聚酯部分;
大约5-50重量%的(甲基)丙烯酸酯部分;和
大约0-50重量%的一种或更多种增粘剂,
其中,基于聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的总重量,各个组分的重量%的总和为100%。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分包含单元,所述单元为一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物和一种或更多种酸酐的反应产物。
9.根据权利要求8所述的组合物,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
10.根据权利要求8-9中任意一项所述的组合物,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的组合物,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
14.根据权利要求1-13中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分包含聚酯大分子单体或聚酯低聚物。
15.根据权利要求1-14中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分含有一个末端烯属不饱和基团。
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物由以下中的至少一种制备:丙烯酸、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酸酯的丙烯酸酯、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状丙烯酰胺的丙烯酰胺、甲基丙烯酸、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯、包括C1至大约C20烷基、芳基、芳烷基或环状甲基丙烯酰胺的甲基丙烯酰胺和乙烯基单体。
17.根据权利要求1-16中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到所述组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过所述组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。
18.根据权利要求17所述的组合物,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述组合物至少部分地聚合和/或交联。
19.根据权利要求1-18中任意一项所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
20.根据权利要求1-19中任意一项所述的组合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
21.根据权利要求1-20中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的单个玻璃化转变温度(Tg)。
22.根据权利要求1-20中任意一项所述的组合物,其中所述聚酯部分和所述(甲基)丙烯酸酯部分是相分离的。
23.根据权利要求22所述的组合物,其中,所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的至少两个玻璃化转变温度(Tg)。
24.根据权利要求1-23中的任意一项所述的组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约5000至大约1000000克/摩尔的范围内。
25.一种溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其包含:
权利要求1-24中任意一项所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物,其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含任选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂、以及任选的自由基抑制剂的反应产物,以形成共价键合至(甲基)丙烯酸酯聚合物的聚酯低聚物的侧链,其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团。
26.一种水分散性组合物,其包含:
包含权利要求1-24中任意一项所述的聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的颗粒,
其中所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物包含聚酯大分子单体和至少一种烯属不饱和单体的反应产物,其中所述反应是自由基聚合反应。
27.根据权利要求26所述的组合物,其中通过动态光散射测量的平均粒径在大约50纳米至大约600纳米的范围内。
28.一种压敏粘合剂,其包含权利要求1-27中任意一项所述的组合物和一种或更多种交联剂。
29.一种制品,其包含权利要求28所述的压敏粘合剂。
30.根据权利要求29所述的制品,还包括:
限定面的基底;
其中所述压敏粘合剂布置在所述基底的所述面的至少一部分上。
31.一种聚酯大分子单体,其包含:
包含至多50个重复的(AB)单元或(BA)单元或它们的组合的交替共聚物,其中(A)是环氧化物且(B)是酸酐(B),并且(甲基)丙烯酸酯部分包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,
其中所述重复单元是一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的反应产物。
32.根据权利要求31所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
33.根据权利要求31-32中任意一项所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
34.根据权利要求31-33中任意一项所述的聚酯大分子单体,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
35.根据权利要求31-34中任意一项所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体含有一个末端烯属不饱和基团。
36.根据权利要求31-35中任意一项所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体表现出通过差示扫描量热法(DSC)测量的在大约-100℃至大约150℃的范围内的玻璃化转变温度(Tg)。
37.根据权利要求31-36中任意一项所述的聚酯大分子单体,其中所述聚酯大分子单体的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定在大约300至大约20000克/摩尔的范围内。
38.一种用于生产聚酯大分子单体的方法,包括:
使包含一种或更多种烯属不饱和单体、一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂的单体混合物聚合,以形成末端烯属不饱和聚酯大分子单体共聚物。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由含有酸或醇官能团的烯属不饱和单体引发,或者由烯属不饱和单体终止。
40.根据权利要求38所述的方法,其中所述聚酯大分子单体的聚合由选自由以下组成的组的引发步骤引发:
(1)含叔胺的质子化合物、含叔膦的质子化合物、含季铵的质子化合物或含季鏻的质子化合物,
(2)非烯属不饱和醇,
(3)非烯属不饱和羧酸,和
(4)非烯属不饱和仲胺,并且由一种或更多种烯属不饱和单体终止。
41.根据权利要求38所述的方法,其中所述环氧催化剂引发所述聚酯大分子单体的聚合,并催化所述一种或更多种环氧化物和所述一种或更多种酸酐之间的反应,所述环氧催化剂选自由含叔胺的质子化合物、含叔膦的质子化合物、含季铵的质子化合物和含季鏻的质子化合物所组成的组。
42.根据权利要求38-41中任意一项所述的方法,其中所述一种或更多种烯属不饱和单体包括α、β-不饱和单体。
43.根据权利要求38-42中任意一项所述的方法,其中所述一种或更多种环氧化物包括单环氧化物。
44.根据权利要求38-43中任意一项所述的方法,其中所述一种或更多种酸酐选自由脂肪族酸酐、芳香族酸酐以及它们的组合所组成的组。
45.根据权利要求38-44所述的方法,其中所述环氧催化剂选自由叔胺、叔膦、季铵盐、季鏻盐、咪唑、双氰胺、路易斯酸(三氟化硼络合物)、紫外超酸络合物、有机酸酰肼、碱金属羧酸盐以及它们的组合所组成的组。
46.根据权利要求38-45中任意一项所述的方法,其中所述聚酯大分子单体任选地还与环状酯反应,以将开环的环状酯引入所述聚酯大分子单体中,其中所述环状酯选自由乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合所组成的组。
47.一种用于生产水分散性组合物的方法,包括:
提供权利要求31-37中任意一项所述的聚酯大分子单体或通过权利要求38-46中任意一项所述的方法生产的聚酯大分子单体;
将所述聚酯大分子单体溶解在单体混合物中,以形成聚合物在单体中的溶液,其中所述单体混合物包含一种或更多种烯属不饱和单体;
将所述聚合物在单体中的溶液与至少一种表面活性剂、水、中和剂和任选的一种或更多种共稳定剂组合以形成预乳液;以及
在高剪切力下搅拌所述预乳液以形成微乳液,所述微乳液包含水性连续相和有机分散相,所述分散相呈液滴形式,所述液滴具有通过动态光散射测量的在大约50至大约600纳米的范围内的平均液滴直径,
使所述微乳液发生自由基聚合,从而使所述单体混合物和所述聚酯大分子单体共聚以形成聚合物乳液,所述聚合物乳液中的聚合物成分呈颗粒形式,所述颗粒包含通过动态光散射测量的大约50纳米至大约600纳米的平均粒径,
其中所述颗粒包含共价结合的所述聚酯大分子单体和(甲基)丙烯酸酯聚合物,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物通过使所述单体混合物共聚而形成,以产生聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,
其中,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯大分子单体以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述单体混合物任选地包含一种或更多种增粘剂。
49.根据权利要求47或48所述的方法,其中所述微乳液任选地包含一种或更多种作为预分散体后添加到所述微乳液中的增粘剂。
50.根据权利要求47-49中任意一项所述的方法,其中所述单体混合物中的增粘剂与所述后添加到所述微乳液中的增粘剂相同或不同。
51.根据权利要求47-50中任意一项所述的方法,其中所述聚合物在单体中的溶液还包含含有光引发剂部分的单体。
52.根据权利要求51所述的方法,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物至少部分地聚合和/或交联。
53.根据权利要求47-52中任意一项所述的方法,还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤。
54.一种用于生产溶剂基聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物组合物的方法,包括:
提供任选地溶解在非质子溶剂中的(甲基)丙烯酸酯聚合物,所述(甲基)丙烯酸酯聚合物在聚合物主链上含有酸和/或醇官能团;
使所述(甲基)丙烯酸酯聚合物与一种或更多种环氧化物、一种或更多种酸酐、环氧催化剂和任选的自由基抑制剂共聚,以形成所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物,
其中所述共聚步骤包括从所述(甲基)丙烯酸酯聚合物上生长侧链聚酯低聚物;并且
其中,基于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物的总重量,所述聚酯低聚物以大约5重量%至大约95重量%的水平存在于所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物中。
55.根据权利要求54所述的方法,其中所述组合物任选地包含一种或更多种增粘剂。
56.根据权利要求54-55中任意一项所述的方法,其中所述(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物含有呈添加到所述组合物中的不同试剂的形式的光引发剂部分、或结合至聚合物主链的光引发剂部分、或通过所述组合物中的材料或试剂的缔合原位形成的光引发剂部分。
57.根据权利要求56所述的方法,其中所述光引发剂在暴露于紫外线辐射时能够被活化,以使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物至少部分地聚合和/或交联。
58.根据权利要求54-57中任意一项所述的方法,其中所述聚酯低聚物任选地还与环状酯反应,以将开环的环状酯引入所述聚酯大分子单体中,其中所述环状酯选自由乙交酯、丙交酯、α-乙酰内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、以及它们的组合所组成的组。
59.根据权利要求54-58中任意一项所述的方法,还包括使所述聚酯-(甲基)丙烯酸酯杂化聚合物交联以形成压敏粘合剂的步骤。
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