CN117412856A - 含有表现出按需脱粘行为的粘合剂组合物的制品 - Google Patents

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罗斯·E·贝林
凯文·D·哈根
马福扎·B·阿里
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Abstract

本发明提供一种制品,该制品包括具有第一导电表面的第一部件和具有第二表面的第二部件。包含固化的可聚合的离子液体的粘合剂组合物设置在该第一导电表面与该第二表面之间,并将该第一部件接合到该第二部件。该可聚合的离子液体包含酸官能单体和咪唑化合物的共轭酸。将该第一部件与该第二部件分离所需的作用力通过跨该粘合剂组合物施加DC电势而减小,该作用力通过每表面积的粘附功来测量。

Description

含有表现出按需脱粘行为的粘合剂组合物的制品
技术领域
本发明广泛地涉及含有通过表现出按需脱粘行为的粘合剂接合在一起的两个或更多个部件的制品,更特别地涉及可通过跨粘合剂施加电势而分离成两个或更多个部件的制品。
背景技术
粘合剂(包括压敏粘合剂(PSA))通常用于在各种工业(包括电子、汽车、航空航天、磨料、医疗装置和包装工业)中将零件粘结到组装制品上。制品中的部件之间的粘合剂的粘结强度对于实现特定应用所需的性能特性是关键的。在许多应用中,粘合剂必须表现出高剥离强度以防止部件在使用期间分离或脱粘。例如,粘合剂可用于汽车工业中以将装饰粘结到汽车或卡车的侧面。在其它应用中,粘合剂必须是可返工的或可再定位的。通常,PSA对一个部件的粘附比对另一部件的粘附更强,因此允许重新定位或替换粘合剂更强粘附的部件。例如,PSA可用于将保护罩粘结到电子装置,诸如蜂窝电话、个人电脑或平板电脑。由于制品的成本高,而保护罩的成本相对较低,所以有时需要移除罩(使其脱粘),以便修理制品、改性制品、将背衬重新定位在制品上,或回收粘结的制品。
发明内容
需要含有粘合剂组合物的制品,其中可控制脱粘的定时以及影响粘合剂从其脱粘的表面。本公开提供了包含通过粘合剂组合物粘结在一起的两个或更多个部件的制品,以及用于分离该部件的方法,该粘合剂组合物经由施加直流(DC)电势表现出按需脱粘行为。粘合剂组合物从其脱粘的表面可受到跨粘合剂组合物的电势方向的影响。本文所述的制品和方法可用于例如高级制造(例如,抓紧零件,将零件转移到另一位置,并按需释放零件)、装置维护(例如,使以粘附方式固定的检修面板脱粘)和/或出于经济或环境益处的再循环(例如,分离需要不同再循环过程的部件)。
在一个实施方案中,本公开提供了一种制品,该制品包括:
第一部件,该第一部件具有第一导电表面;
第二部件,该第二部件具有第二表面;和
粘合剂组合物,该粘合剂组合物设置在该第一导电表面与该第二表面之间,该粘合剂组合物包含固化的可聚合的离子液体,
其中该粘合剂组合物将该第一部件接合到该第二部件,
其中将该第一部件与该第二部件分离所需的作用力通过跨粘合剂组合物施加DC电势而减小,该作用力通过每表面积的粘附功来测量,并且
其中该可聚合的离子液体包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,该(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
在另一个实施方案中,本公开提供了一种用于分离制品中的部件的方法,该方法包括跨粘合剂组合物施加DC电势以将第一部件与第二部件分离。
如本文所用,术语“粘合剂组合物”意指包含固化的可聚合的离子液体的粘合剂或复合材料(例如单面或双面胶带),该粘合剂或复合材料在经受DC电势时表现出按需脱粘行为。
如本文所用,术语“可聚合的离子液体”意指组合物,该组合物包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,该(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
可聚合的离子液体可任选地包含与其共混的一种或多种附加组分。
如本文所用,术语“按需脱粘”意指为了促进以粘附方式接合的部件的分离(即脱粘)的目的而随意降低粘合剂粘结强度的能力。
如本文所用,“压敏粘合剂”或“PSA”被定义为具有以下特性:(1)强劲且持久的粘性;(2)在不超过指尖的压力下即可粘附;(3)足以保持在粘附体上;以及(4)足够的内聚强度,可从粘附体上清除干净。已发现的作为PSA充分发挥作用的材料包括经设计和配制以表现出所需粘弹特性的聚合物,这些粘弹特性实现所需的初粘力、剥离粘附力与剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室温下为发粘的。PSA为满足粘性的Dahlquist标准的粘合剂,这意味着当在25℃和1赫兹(6.28弧度/秒)下测量时剪切储能模量通常为3×105Pa(300kPa)或更小。PSA通常在室温下表现出粘附性、内聚性、一致性和弹性。
如本文所用,术语“导电(conductive)”和“导电(electrically conductive)”可互换使用。
如本文所用,术语“负电极”和“负粘合剂界面”可互换使用,并且术语“正电极”和“正粘合剂界面”可互换使用。
如本文所用,术语“可聚合的”应用于化合物(也称为“单体”),该化合物由于通过热分解、氧化还原反应或光解的引发而是可聚合的和/或可交联的。此类化合物具有至少一个α,β-不饱和位点。在一些实施方案中,具有超过一个α,β-不饱和位点的单体称为“交联剂”,但应当理解,如上下文合适,术语“单体”包括具有超过一个此类位点的化合物。
如本文所用,术语“基本上”或“实质上”意指具有与所述特性、值、值的范围、含量、公式等相对较小的波动或偏离,并且不排除不显著影响给定组合物、制品、产品或方法的期望特征的附加材料、更宽的范围值等的存在。
在本文中,术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组,但不排除任何其他步骤或要素或者步骤或要素的组。所谓“由……组成”是指包括并且限于短语“由……组成”随后的内容。因此,短语“由……组成”指示列出的要素为所需的或强制性的,并且不可存在其他要素。所谓“基本上由……组成”是指包括在该短语之后所列出的任何要素,并且限于不妨碍或有助于本公开中对所列要素规定的活性或作用的其他要素。因此,短语“基本上由……组成”指示所列要素为所需的或强制性的,但其他要素为任选的并且可存在或可不存在,取决于它们是否实质上影响所列要素的活性或作用。
在本申请中,术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”并非仅旨在指单一实体,而是包括一般类别,其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”可与短语“至少一个(种)”和“一个(种)或多个(种)”互换使用。后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。
如本文所用,术语“或”一般按其通常的意义使用,包括“和/或”,除非该上下文另外清楚地指出。术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部,或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。
另外在本文中,所有数值假定通过术语“约”修饰,并且在某些实施方案中通过术语“精确地”修饰。如本文所用,关于所测量的量,术语“约”是指所测量的量方面的偏差,这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。在本文中,“至多”某数字(例如,至多50)包括该数字(例如,50)。
另外在本文中,通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
贯穿本说明书的对“一些实施方案”的引用,意指结合实施方案所述的具体特征、构型、组合物或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。因此,贯穿本说明书在各处出现的此类短语不一定是指本公开中的相同实施方案。此外,具体特征、构型、组合物或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式进行组合。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本公开的实施方案。然而,在相同的情况或其它情况下,其它实施方案也可是优选的。此外,对一个或多个优选的实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的,并且并不旨在将其他实施方案排除在本公开的范围之外。
本公开的上述概述并非旨在描述本公开的每个公开实施方案或每种实现方式。以下描述更具体地举例说明了例示性实施方案。
附图说明
图1A为本申请的一种示例性制品的示意性侧视图;
图1B为图1A中的制品的变型的示意性侧视图;
图1C为图1A中的制品的另一变型的示意性侧视图;
图2A为本申请的另一示例性制品的示意性侧视图;
图2B为图2A中的制品的变型的示意性侧视图;
图3是实施例E4的以牛顿计的拉伸力(y轴)相对于以0.01毫米/秒的速率分离的两个8mm不锈钢板之间的以毫米计的距离(x轴)的曲线图;并且
图4是作为施加的DC电压(y轴)和在分离板之前施加电压的持续时间(x轴)的函数的来自实施例E2的拉伸粘附力测试的每单位表面积的粘附功(通过刻度上的阴影表示)的轮廓表面曲线图。
参考附图,偏移100的倍数的类似的参考标号(例如,12和112或30和130)指示类似的元件。除非另外指明,否则本文件中的所有图示和附图均未按比例绘制,并且被选择用于示出本发明的不同实施方案的目的。具体地,除非另外指明,否则仅用例示性术语描绘各种部件的尺寸,并且不应从附图推断各部件的尺寸之间的关系。
具体实施方式
在以下例示性实施方案的说明中,参考作为本文一部分的附图,并且其中通过举例说明的方式示出了具体实施方案。应当理解,在不超出本发明的范围的前提下,能够利用其他实施方案并且能够进行结构改变。
本公开的制品通常包括具有第一导电表面的第一部件、具有第二表面的第二部件和设置在第一导电表面与第二表面之间的粘合剂组合物。粘合剂组合物(以下更详细地描述)包括包含固化的可聚合的离子液体的粘合剂,并且当经受DC电势时表现出按需脱粘行为。将第一部件与第二部件分离的作用力通过跨粘合剂组合物施加DC电势而减小,该作用力例如根据测试方法2通过每表面积的粘附功来测量。
本公开中的制品的形状和形式没有特别限制。制品可以是成品或用于结合到另一物体中或附接到另一物体上的零件。制品通常由至少两个可以粘附方式粘结在一起的部件组成,并且制品可以是二维或三维形状。类似地,构成制品的部件的形状和形式也没有特别限制。部件可以是单一元件或元件的组合,并且部件可以是二维或三维的。在一些实施方案中,两个或更多个部件互连,或者甚至相同材料的两个不同部分互连(例如,复合材料带的一端可被折叠以便粘附到带的相对端)。
为了促进通过粘合剂组合物接合在一起的部件的分离,在分离部件之前,跨粘合剂组合物施加DC电势。例如,可以跨粘合剂组合物的相对侧上的两个导电部件施加电势,使得一个部件的表面用作负电极(或负粘合剂界面)并且另一部件的表面用作正电极(或正粘合剂界面)。或者,可以跨一个导电部件和双面胶带的导电粘合剂载体施加电势,其中导电部件或导电粘合剂载体的表面用作负粘合剂界面,而导电部件或导电粘合剂载体的另一个表面用作正粘合剂界面。施加DC电流通常弱化负粘合剂界面处的粘合剂粘结,从而减小分离制品中的部件所需的作用力的量。脱粘的位置可以通过简单地改变电势的极性来反转。
图1示出了本公开的制品的一个实施方案,该制品包括通过粘合剂组合物接合在一起的两个导电部件。参考图1A,制品10包括具有第一导电表面14的第一部件12和具有第二导电表面24的第二部件22。第一部件和第二部件12、22各自由导电材料制成。导电材料的性质没有特别限制。在一些实施方案中,第一导电表面14和第二导电表面24各自选自由以下项组成的组:金属、混合金属、合金、金属氧化物、复合金属、导电塑料、导电聚合物或它们的组合。在一些实施方案中,第一导电表面14的组成与第二导电表面24的组成不同。在其它实施方案中,第一导电表面和第二导电表面14、24的组成是相同的。
粘合剂组合物30在第一导电表面14和第二导电表面24处将第一部件和第二部件12、22接合在一起。通过跨粘合剂组合物30施加DC电势,粘合剂组合物表现出按需脱粘行为。在该特定实施方案中,第一导电表面14用作正粘合剂界面,且第二导电表面24用作负粘合剂界面。跨粘合剂组合物30施加DC电势40导致负粘合剂界面(即第二导电表面24)处的粘合剂粘结的弱化,如例如根据每表面积的粘附功所测量的,因此使得更容易将第二部件22与第一部件12分离。优选地,在分离后几乎没有粘合剂残余物保留在第二导电表面24上。在一些实施方案中,在分离后小于10%、小于5%或小于1%的粘合剂组合物(按重量计)保留在第二部件22上。在一些优选实施方案中,在分离后没有粘合剂组合物保留在第二部件22上。在一些实施方案中,可重复使用粘合剂组合物,从而允许第一部件12重新接合到第二部件22或粘附到完全不同的部件或制品。如果期望在分离之后粘合剂保留在第二部件22上,则DC电势的极性可以被反转,使得第一导电表面14用作负粘合剂界面。
导电部件包括完全由导电材料制成的那些部件,如图1A所示,以及由涂覆有导电材料的非导电材料制成的那些部件,如图1B所示。参考图1B,第一部件12包括第一非导电材料16和第一导电涂层18以提供第一导电表面14。类似地,第二部件22包括第二非导电材料26和第二导电涂层28以提供第二导电表面24。或者(未示出),部件中的一个部件可以完全由导电材料制成,并且另一个部件可以由涂覆有导电材料的非导电材料制成。导电涂层可以仅部分地涂覆部件,如图1B所示,或者完全涂覆部件的外表面。对于本公开的目的,仅需要与粘合剂组合物直接接触的部件的表面被充分涂覆以在跨粘合剂组合物施加DC电势时弱化负粘合剂界面处的粘合剂粘结。在一些实施方案中,涂层为固体层。在其它实施方案中,涂层被图案涂覆到部件的表面上。如上所述,导电材料没有特别限制,并且可以包括选自由以下项组成的组的材料:金属、混合金属、合金、金属氧化物、复合金属、导电塑料、导电聚合物或它们的组合。
图1B中的粘合剂组合物30将第一部件和第二部件12、22接合在一起。第一导电表面14用作正粘合剂界面,并且第二导电表面24用作负粘合剂界面。跨粘合剂组合物30施加DC电势40导致负粘合剂界面(即第二导电表面24)处的粘合剂粘结的弱化,如例如根据每表面积的粘附功所测量的,因此使得更容易将第二部件22与第一部件12分离。如果期望粘合剂组合物主要保留在第二部件上,则DC电势的极性可被反转,使得第一导电表面用作负粘合剂界面。
图1A至图1B中的制品可进一步适于使用粘合剂组合物接合非导电物体或元件且随后使其脱粘,如图1C所示。图1C中的制品包括具有第一导电表面14的导电第一部件12和具有第二导电表面24的导电第二部件22。第一部件和第二部件12、22通过粘合剂组合物30接合在一起。尽管第一部件和第二部件可由导电材料制成,但还应当理解,第一部件和/或第二部件可由非导电材料制成并涂覆有导电材料,诸如图1B所示。图1C与图1A至图1B的不同之处在于,将第一外部粘合剂50添加到第一部件12的与粘合剂组合物30相对的第二侧19,并且将第二外部粘合剂60添加到第二部件22的与粘合剂组合物30相对的第一侧29。外部粘合剂50、60可以是相同的或不同的,并且没有特别限制,只要外部粘合剂50、60粘结到非导电物体或元件上并且用于预期应用即可。在一些实施方案中,外部粘合剂为压敏粘合剂。在一些另外的实施方案中,外部粘合剂是如本文所定义的粘合剂组合物。可将任选的离型衬垫(未示出)施加到第一外部粘合剂50、第二外部粘合剂60或两者,以在制品的运输和储存期间保护外部粘合剂。在一些实施方案中,将离型衬垫施加到第一外部粘合剂和第二外部粘合剂中的每个外部粘合剂。在其它实施方案中,将离型衬垫施加到外部粘合剂中的一者,并且将制品自身卷起,使得另一外部粘合剂与离型衬垫的隔离剂直接接触以用于存储和运输的目的。然后当准备使用时可将粘合剂组合物展开。离型衬垫可例如由牛皮纸、聚乙烯、聚丙烯、聚酯或这些材料中的任一者的复合物制成。衬垫优选涂覆有剥离剂诸如含氟化合物或有机硅。在一些优选实施方案中,衬垫为涂覆有有机硅离型材料的纸、聚烯烃膜或聚酯膜。可商购获得的离型衬垫的示例包括得自耐恒公司(Loparex)(北卡罗来纳州卡里(Cary,NC))的POLYSLIKTM有机硅离型纸、得自英飞朗公司(Infiana)(德国福希海姆(Forchheim,Germany))的有机硅1750涂覆膜、得自H.P.史密斯公司(H.P.Smith Co.)(马萨诸塞州斯托纳姆(Stoneham,MA))的硅化聚对苯二甲酸乙二酯膜和来自3M公司(明尼苏达州圣保罗(St.Paul,MN))的3M ScotchpakTM 9741离型衬垫。
在图1C所示的实施方案中,第一部件和第二部件是二维的(例如,片或多层膜)。然而,这不是必须的,并且可以设想其中一个或两个部件是三维的应用(例如,特殊的安装特征,诸如将非导电物体安置在其中的成形凹槽)。在实践中,将任选的离型衬垫中的一个离型衬垫从第一外部粘合剂50移除并且将第一外部粘合剂粘附到非导电物体。然后,将第二任选的离型衬垫从第二外部粘合剂60移除,并且将第二外部粘合剂60粘附到不同的非导电物体上,使得非导电物体以粘附方式接合。如图1A至图1B所示,可以通过跨粘合剂组合物施加电势来按需分离非导电物体。在这种情况下,分离将导致一个非导电物体具有以粘附方式粘结到其上的第一部件,而另一个非导电物体具有以粘附方式粘结到其上的第二部件。
图2示出了本申请的制品110的另一个实施方案,其中粘合剂组合物是将第一部件和第二部件接合在一起的双面胶带。
参考图2A,制品110包括具有第一导电表面114的第一部件112和具有第二导电表面124的第二部件122。第一部件和第二部件可由导电材料制成,如图2A所示,或者第一部件和第二部件中的一者或两者可由非导电材料制成并且至少部分地涂覆有导电材料,如以上关于图1所述。粘合剂组合物130设置在第一导电表面114与第二导电表面124之间,并且将第一部件112接合到第二部件122。
粘合剂组合物130是双面粘合剂,该双面粘合剂还包含具有第一主表面172和与第一主表面相对的第二主表面174的载体170。包含固化的第一可聚合的离子液体的第一粘合剂组合物132位于载体170的第一主表面172上。类似地,包含固化的第二可聚合的离子液体的第二粘合剂组合物134位于载体170的第二主表面174上。在一些实施方案中,第一可聚合的离子液体的组成与第二可聚合的液体的组成相同。在其它实施方案中,第一可聚合的液体的组成与第二可聚合的液体的组成不同。第一粘合剂组合物132的与载体170相对的表面136与第一部件112的第一导电表面114接触。第二粘合剂组合物134的与载体170相对的表面138与第二部件122的第二导电表面124接触。
在一些实施方案中,载体为允许第一粘合剂组合物与第二粘合剂组合物之间物理接触的多孔材料。示例性载体包括纸、织造或非织造织物、多孔膜、金属网、金属格栅或它们的组合。在一些实施方案中,载体是导电的。此类导电载体可以是多孔的或无孔的,并且包括金属网、金属格栅、金属箔、金属板、导电聚合物、导电泡沫、导电薄纸或它们的组合。
在图2A所示的实施方案中,第一导电表面114用作正粘合剂界面,并且第二导电表面124用作负粘合剂界面。当载体由多孔材料制成时,跨粘合剂组合物130施加DC电势140导致负粘合剂界面(即第二导电表面124)处的粘合剂粘结的弱化,如例如根据每表面积的粘附功所测量的,因此使得更容易将第二部件122与第一部件112分离。如果期望将粘合剂组合物与第一部件分离,则DC电势的极性可反转,使得第一导电表面用作负粘合剂界面。
当图2A中的载体为无孔导电材料时,跨粘合剂组合物130施加DC电势140可导致负粘合剂界面(即,第二导电表面124)和载体170的第一主表面172处的粘合剂粘结弱化。
在另一个实施方案中,载体170是在脱粘工艺期间用作正或负粘合剂界面的导电材料。例如,参考图2B,第一部件112的第一导电表面114是正粘合剂界面,并且载体170的第一主表面172是负粘合剂界面。跨第一粘合剂组合物132施加DC电势140将导致第一部件和第二部件112、122在载体170的第一主表面172处分离。或者,可通过反转DC电势的极性来从第一粘合剂组合物132移除第一部件112。
在附加实施方案中,第二部件122的导电表面124或载体170的第二主表面174可以是负粘合剂界面,并且第二部件122的导电表面124或载体170的第二主表面174中的另一者可以是正粘合剂界面。
应当理解,参考图2B,当载体170用作负或正粘合剂界面并且第一部件112的第一导电表面114用作负或正粘合剂界面中的另一者时,仅跨其施加DC电势的第一粘合剂组合物132需要包含固化的可聚合的离子液体。第二粘合剂组合物134实际上可以是任何类型的粘合剂。类似地,当载体170用作负或正粘合剂界面并且第二部件122的第二导电表面124用作负或正粘合剂界面中的另一者时,仅跨其施加DC电势的第二粘合剂组合物134需要包含固化的可聚合的离子液体。第一粘合剂组合物132可以是任何类型的粘合剂。因此,在此类实施方案中,双面胶带可用于制备包括在两侧上具有粘合剂的载体的制品,其中粘合剂中仅一个粘合剂包含固化的可聚合的离子液体。该构造将类似于图1C中所示的构造,其中第二部件22是载体。
如上所示,具有导电载体的双面胶带允许用户更有策略地定制制品内脱粘的位置。当需要在再循环之前从部件移除粘合剂和/或将粘合剂留在部件上以重新定位或粘附到相同或不同制品时,这可以是特别有利的。
此外,通过使用具有导电载体的双面胶带,为了将第一部件与第二部件分离,部件中的至少一个部件不需要是导电的。载体可用作电极中的一个电极,从而增加可包括在制品中的材料类型(即粘附两个导电部件或将导电部件粘附到非导电部件)。
上述实施方案示出了本公开的制品的示例性构型以及用于使那些制品内的部件脱粘的方法。现在将更详细地描述粘合剂组合物。
粘合剂组合物
本公开的粘合剂组合物包含固化的可聚合的离子液体。可聚合的离子液体包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,该(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
在式I的实施例中,如果Z为吖内酯官能团,则Z具有下式:
其中
每个R9独立地为H、具有1至14个碳原子的烷基基团,并且n为0或1。
在其中Z包含酯、酰胺或酮官能团的在其它实施方案中,Z具有式-C(O)-(X1)a-R10,其中R10为(杂)烃基基团,该(杂)烃基任选地被一个或多个烃基基团取代,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,并且a为0或1。优选地R10为烃基基团,并且更优选地R10为具有1至25个碳原子的烷基基团。R10任选地被羟基基团取代。
在一些实施方案中,R1为H,R2为H,R3为H,w为0,并且Z为酯。在相同或不同的实施方案中,Z是-C(O)-O-R10且R10是烃基基团,该烃基任选地被羟基基团取代。
如本文所用:
“丙烯酰”以一般意义使用,并且不仅指丙烯酸的衍生物,还分别指胺衍生物和醇衍生物;
“(甲基)丙烯酰”包括丙烯酰基团和甲基丙烯酰基团两者;即,包括酯和酰胺两者在内。
“聚(甲基)丙烯酰基”是指具有两个或更多个(甲基)丙烯酰基的化合物,该丙烯酰基可起到迈克尔(Michael)受体的作用。
“可固化的”是指借助于冷却(以硬化热熔融材料)、加热(以干燥和硬化溶剂中的材料)、化学交联、辐射交联等将可涂覆型材料转化成固体、基本上不流动的材料。
“烷基”包括直链、支链和环状烷基基团,并包括未取代的烷基基团和被取代的烷基基团。除非另外指明,否则烷基基团通常含有1至20个碳原子。如本文所用的“烷基”的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丁基、叔丁基、异丙基、正辛基、正庚基、乙基己基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基和降冰片基等。除非另有说明,否则烷基基团可为一价或多价的。
“杂烷基”包括具有一个或多个独立地选自S、O和N的杂原子的直链、支链和环状烷基基团,该烷基基团包括未取代的烷基基团和取代的烷基基团两者。除非另外指明,否则杂烷基基团通常含有1至20个碳原子。“杂烷基”是下文所述的“包含一个或多个S、N、O、P或Si原子的烃基”的子集。如本文所用的“杂烷基”的示例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、3,6-二氧杂庚基、3-(三甲基甲硅烷基)-丙基、4-二甲基氨基丁基等。除非另有说明,否则杂烷基基团可为一价或多价的。
“芳基”为含有6至18个环原子的芳族基团并且可含有任选的稠环,该稠环可为饱和的、不饱和的或芳族的。芳基基团的示例包括苯基、萘基、联苯基、菲基和蒽基。杂芳基为含有1至3个杂原子诸如氮、氧或硫的芳基并且可含有稠环。杂芳基基团的一些示例为吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、咪唑基、吲哚基、苯并呋喃基和苯并噻唑基。除非另有说明,否则芳基和杂芳基基团可为一价或多价的。
“(杂)烃基”包括烃基烷基和芳基基团和杂烃基杂烷基及杂芳基基团在内,后者包含一个或多个悬链氧杂原子诸如醚或氨基基团。杂烃基可任选地包含一个或多个悬链(链中)官能团,该悬链官能团包括酯官能团、酰胺官能团、脲官能团、氨基甲酸酯官能团和碳酸酯官能团。除非另外指明,否则非聚合的(杂)烃基基团通常含有1至60个碳原子。除了以上对于“烷基”、“杂烷基”、“芳基”和“杂芳基”所述的那些外,如本文所用的这类杂烃基的一些示例还包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、4-二苯基氨基丁基、2-(2'-苯氧基乙氧基)乙基、3,6-二氧杂庚基、3,6-二氧杂己基-6-苯基。
式I的咪唑化合物为咪唑化合物和迈克尔受体化合物的迈克尔加成产物;即,一种具有缺电子双键和吸电子官能团的化合物,该化合物包括α,β-不饱和酯、酰胺、酮、腈和吖内酯。此类化合物可如方案I中所述的进行制备。
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基;并且
R3为H或CH3
R8为(杂)烃基基团,包括烷基和芳基,优选地为烷基基团,并且w为0、1、2或3。
示例性迈克尔受体化合物包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的酯,该非叔醇诸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-丙基庚醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、香茅醇和二氢香茅醇。其它示例迈克尔受体化合物包括丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸3,3,5三甲基环己酯、丙烯酸环己酯、N-辛基丙烯酰胺和甲基丙烯酸丙酯。其它示例性迈克尔受体化合物包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酰胺、单或二-N-烷基取代的丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺和聚(甲基)丙烯酸(烷氧基烷基)酯(例如,(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯)。
在一些实施例中,咪唑化合物可通过咪唑化合物与聚(甲基)丙烯酰基化合物的迈克尔加成反应进行制备,如方案II所述:
其中
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基;并且
R3为H或CH3
R4为(杂)烃基连接基团,该连接基团还可包含一个或多个悬链(链中)官能团,包括酯、酰胺、氨基甲酸酯和其它官能团),并且优选地为烃基基团(包括亚烷基、亚环烷基或它们的组合),该烃基基团任选地被一个或多个羟基基团取代;
R8为(杂)烃基基团,并且w为0、1、2或3;
X1为-O-或NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基;
x为1至6,优选地为1至4,
y为0至2,并且
v为x+y。
如上文所示,式II的化合物可通过咪唑化合物至聚丙烯酰基化合物的迈克尔加成来制备。可用的聚丙烯酰化合物包括具有以下通式结构的那些:
R4-(X1-C(O)-CR3=CR1R2)v III
其中,每个X1选自亚烷基、-O-或-NR6-,其中每个R6独立地表示H或具有1至6个碳原子的烷基基团;
R1、R2和R3与以上针对方案II列出的那些基团相同;
R4为(杂)烃基连接基团,该连接基团还可包含一个或多个悬链(链中)官能团,包括酯、酰胺、氨基甲酸酯和其它官能团),并且优选地为烃基基团(包括亚烷基、亚环烷基或它们的组合),该烃基基团任选地被一个或多个羟基基团取代;并且
v大于1,优选大于或等于2并且通常为2至6。
在一个实施方案中,R4可以是化合价至少为2的多价有机基团。多价基团R4的示例包括亚丁基;亚乙基;亚丙基;和4-氧杂亚庚基(oxaheptalene);亚己基;和1,4-双(甲基)亚环己基。可预想出所有的异构体或亚烷基,诸如1,2-、1,3-和1,4-丁烯异构体。亚烷基还可被羟基基团例如2-羟基-1,3-丙烯取代。
可用的聚丙烯酰基化合物包括例如丙烯酸酯单体,该丙烯酸酯单体选自由以下项组成的组:(a)含有二丙烯酰基的化合物,诸如二乙二醇丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、己内酯改性的新戊二醇羟基特戊酸酯二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、双酚-A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚-A二丙烯酸酯、羟基特戊醛改性的三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯;(b)含有三丙烯酰基的化合物,诸如甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三丙烯酸酯(例如乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化三丙烯酸酯(例如丙氧基化三丙烯酸甘油酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯;(c)包含更高官能度丙烯酰基的化合物,诸如双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、五丙烯酸二戊赤藓醇酯、乙氧基化四丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、己内酯改性的六丙烯酸二戊赤藓醇酯;(d)低聚丙烯酰基化合物,诸如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯;上述的聚丙烯酰胺类似物;以及它们的组合。
此类化合物可得自供应商,例如宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(SartomerCompany,Exton,Pennsylvania);UCB Chemicals Corporation(Smyrna,Georgia);和Aldrich Chemical Company(Milwaukee,Wisconsin)。其它可用的丙烯酸酯材料包括包含乙内酰脲部分的聚丙烯酸酯,例如美国4,262,072所述(Wendling等人)。
其它可用的聚丙烯酰基化合物也包括例如可自由基聚合的丙烯酸酯低聚物和具有(甲基)丙烯酰基侧基的聚合物,其中(甲基)丙烯酰基中的至少两者为丙烯酰基基团。丙烯酰基和甲基丙烯酰基之间相对于迈克尔型加成存在有微分反应性。迈克尔型加成通常以丙烯酰基容易进行,但是仅在甲基丙烯酰基的情况下根本难以进行。为此,聚丙烯酰组分通常具有至少两个丙烯酰基(例如,作为部分的丙烯酰基氧代或丙烯酰胺官能度),尽管聚(甲基)丙烯酰基化合物也可具有其它(甲基)丙烯酰基(例如,作为部分的甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酰胺基官能度)。有利的是,可制备组合物,其中迈克尔加成通过丙烯酰基进行,从而留下未反应的甲基丙烯酰基。此类未反应的甲基丙烯酰基可随后进行自由基聚合。
就上述可用的聚丙烯酰基化合物而言,应当理解,也可使用相应的酰胺或硫酯。多官能烯键式不饱和单体优选为丙烯酸酯。它更优选选自由下列组成的组:丙烯酸的双官能化烯键式不饱和酯、丙烯酸的三官能化烯键式不饱和酯、丙烯酸的四官能化烯键式不饱和酯、以及它们的组合。其中,更优选双官能和三官能烯键式不饱和丙烯酸酯。
其它可有用的丙烯酸酯低聚物包括丙烯酸化环氧树脂,例如环氧官能化材料的二丙烯酸酯(例如,双酚A环氧官能化材料的二丙烯酸酯)和聚氨酯丙烯酸酯。可用的环氧丙烯酸树脂包括例如可以商品名“EBECRYL 3500”、“EBECRYL 3600”、“EBECRYL 3700”和“EBECRYL 3720”得自UCB Chemicals Corporation的环氧丙烯酸树脂。可用的聚氨酯丙烯酸酯包括例如可以商品名“EBECRYL 270”、“EBECRYL 1290”、“EBECRYL 8301”和“EBECRYL8804”得自UCB Chemicals Corporation的聚氨酯丙烯酸酯。
多官能烯键式不饱和单体优选为丙烯酸酯。它更优选选自由下列组成的组:丙烯酸的双官能化烯键式不饱和酯、丙烯酸的三官能化烯键式不饱和酯、丙烯酸的四官能化烯键式不饱和酯、以及它们的组合。其中,更优选双官能和三官能烯键式不饱和丙烯酸酯。
优选的多官能烯键式不饱和丙烯酸酯并且可通过下式来描述:
R11为亚烷基、亚环烷基或它们的组合,任选被羟基基团取代,通常R10为多元醇的残余物;并且
v大于1,优选大于或等于2并且通常为2至6。
适宜多官能烯键式不饱和丙烯酸酯的例子为多元醇的聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸酯,包括例如脂族二醇的二丙烯酸和二甲基丙烯酸酯,所述脂族二醇诸如乙烯乙二醇、三乙烯乙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-环戊二醇、1-乙氧基-2,3-丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,4-环己二醇、1,6-己二醇、1,2-环己二醇、1,6-环己烷二甲醇;脂族三元醇的三丙烯酸酯,该脂族三元醇诸如甘油、1,2,3-丙烷三甲醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、1,3,6-己三醇和1,5,10-癸三醇;三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯;脂族三元醇的四丙烯酸酯,诸如1,2,3,4-丁四醇、1,1,2,2-四羟甲基乙烷、1,1,3,3-四羟甲基丙烷和四丙烯酸季戊四醇酯;脂族五醇的五丙烯酸和五甲基丙烯酸酯诸如核糖醇;己醇的六丙烯酸酯,该己醇诸如山梨醇和二季戊四醇;芳族二醇的二丙烯酸酯,该芳族二醇诸如间苯二酚、邻苯二酚、双酚A和邻苯二甲酸双(2-羟乙基)酯;芳族三元醇的三丙烯酸酯诸如连苯三酚、间苯三酚和2-苯基-2,2-羟甲基乙醇;和二羟基乙基乙内酰脲的六丙烯酸酯;以及它们的混合物。
式II的化合物起到反应性单体的作用并因此在可固化组合物被施用于基材时在可固化组合物中是基本上未聚合的。因此,固化时,所述可固化的组合物经由所述(例如多官能)可聚合的离子液体的烯键式不饱和基团的聚合而硬化。
在一些优选的实施例中,式II和IV的化合物在它们用作反应性稀释剂时的粘度足够低。在这样的实施例中,组合物可有利地基本上不含溶剂,尤其是有机溶剂。这可通过减少或消除固化前对组合物的干燥而引起制造时间以及能量消耗方面的效率提高。这也可减少组合物的挥发性有机化合物(VOC)排放。
其中Z为吖内酯官能团的式I的化合物可通过咪唑化合物至吖内酯化合物的迈克尔加成来制备,如方案III所示:
其中
R1和R2为H;
R3为H或CH3
R8为(杂)烃基基团,包括烷基和芳基,优选地为烷基,并且w为0、1、2或3;并且
每个R9独立地为H、具有1至14个碳原子的烷基基团,并且n为0或1。
可聚合的离子液体的阴离子单体具有烯键式不饱和可聚合的基团和酸基团。酸官能团可为酸本身,诸如羧酸,或一部分可为其共轭碱。在存在咪唑化合物的情况下,这些酸官能单体形成共轭碱。
可用的酸官能单体包括但不限于选自以下的那些:烯键式不饱和羧酸、烯键式不饱和磺酸、烯键式不饱和膦酸、以及它们的混合物。此类化合物的示例包括选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、油酸、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸以及它们的混合物的那些。
由于它们的可用性,酸官能单体通常选自烯键式不饱和羧酸,即(甲基)丙烯酸。当期望甚至更强的酸时,酸性单体包括烯键式不饱和磺酸和烯键式不饱和膦酸。取决于所需最终用途和最终组合物的物理特性,相对于咪唑基团的摩尔当量,酸官能单体可以5摩尔当量或更多的量使用。在一些实施方案中,酸基团与咪唑基团的摩尔比为大约等摩尔的±20%。
优选的可聚合的离子液体表现出高的空气:氮气固化放热比率。空气固化-氮气比率通常为至少0.70。在优选的实施例中,空气:氮气固化放热比率通常为至少0.80,并且优选为至少0.90。对于其中可聚合的离子液体的空气:氮气固化比率足够高的实施例,可聚合的离子液体可有利地在空气(即富氧环境)中基本完全固化而不是需要在无氧的情况下固化。
可聚合的离子液体还可包含其他常规的(例如(甲基)丙烯酸酯)烯键式不饱和单体、低聚物或聚合物。所谓“任选的单体”是指不为可聚合的离子液体的烯键式不饱和单体,并且包括极性和非极性单体和低聚物,如本文更充分描述的。虽然常规的单体为可聚合的并且许多单体在25℃下为液体,但常规的单体通常是非离子的,不含阳离子和阴离子。
常规(甲基)丙烯酸酯单体的空气:氮气固化放热比率通常不大于0.50、0.40、0.35、0.20或0.25或更低。例如,已发现三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGMA)的空气固化-氮气固化放热比率为约0.36;而已发现甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的空气固化-氮气固化放热比率低于0.25。虽然常规(甲基)丙烯酸酯单体、尤其是甲基丙烯酸酯单体的光固化通常被空气中存在的氧所抑制,但是(例如多官能)可聚合的离子液体的引入可充分提高混合物的空气:氮气固化放热,使得混合物可有利地在空气中基本上完全固化。对于其中组合物在空气中要固化且多官能可聚合的离子液体与“任选的”表现出较低的空气:氮气固化放热比率的可聚合的(甲基)丙烯酸酯单体混合的实施例,本文所述的(例如多官能)可聚合的离子液体的空气至氧气固化放热比率为至少0.85,优选为至少0.90,并且更优选为至少0.95。
可聚合的离子液体组合物还可包含作为“任选的”单体的(甲基)丙烯酸酯单体。用于制备酸官能(甲基)丙烯酸酯粘合剂共聚物的(甲基)丙烯酸酯单体为非叔醇的单体(甲基)丙烯酸酯,所述醇包含1至14个碳原子,并且优选包含平均4至12个碳原子。
适合用作(甲基)丙烯酸酯单体的单体的示例包括丙烯酸或甲基丙烯酸与非叔醇的酯,该非叔醇诸如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、2-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、异辛醇、2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-丙基庚醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、香茅醇、二氢香茅醇等。在一些实施方案中,优选的(甲基)丙烯酸酯单体为(甲基)丙烯酸与丁醇或异辛醇的酯或它们的组合,但是两种或更多种不同的(甲基)丙烯酸酯单体的组合也是合适的。在一些实施方案中,优选的(甲基)丙烯酸酯单体是(甲基)丙烯酸与来源于可再生来源的醇(诸如2-辛醇、香茅醇、二氢香茅醇)的酯。其它合适的单体包括支链的长链丙烯酸酯,诸如在美国专利号8,137,807(Clapper等人)中所述的那些单体。附加合适的烷基单体包括丙烯酸仲烷基酯,诸如在美国专利号9,102,774(Clapper等人)中所述的那些单体。
在一些实施方案中,期望(甲基)丙烯酸酯单体包括高Tg单体,具有至少25℃且优选地至少50℃的Tg。合适的高Tg单体包括可用于本发明的合适的单体的示例包括但不限于:丙烯酸叔丁基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸3,3,5三甲基环己酯、丙烯酸环己酯、N-辛基丙烯酰胺和甲基丙烯酸丙酯或它们的组合。
基于用于制备聚合物的100份总“任选的”单体含量计,(甲基)丙烯酸酯单体以60重量份至99.5重量份的量存在。优选地,基于100份总单体含量计,(甲基)丙烯酸酯单体以80重量份至95重量份的量存在。当包含高Tg单体时,共聚物可以包含至多40重量份、优选地至多20重量份、或60重量份至99.5重量份的(甲基)丙烯酸酯单体组分。
可聚合的离子液体还可包含极性单体作为任选的“其它单体”。可用于制备共聚物的极性单体有某种程度的油溶性和水溶性两者,这引起极性单体在乳液聚合中分布于水相与油相之间。如本文所用,术语“极性单体”不包括酸官能单体。
合适的极性单体的代表性示例包括但不限于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯;N-乙烯基吡咯烷酮;N-乙烯基己内酰胺;丙烯酰胺;单或二-N-烷基取代的丙烯酰胺;叔丁基丙烯酰胺;二甲氨基乙基丙烯酰胺;N-辛基丙烯酰胺;聚(烷氧基烷基)(甲基)丙烯酸酯,其包括(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯;烷基乙烯基醚,包括乙烯基甲基醚;以及它们的混合物。优选的极性单体包括选自以下的那些:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮。基于100重量份“任选的”单体计,极性单体可以0重量份至30重量份、优选地0.5重量份至15重量份的量存在。
可聚合的离子液体还可包含作为任选的“任选的”单体的乙烯基单体,并且包括乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯)、苯乙烯、被取代的苯乙烯(例如α-甲基苯乙烯)、乙烯基卤化物以及它们的混合物。如本文所用,乙烯基单体不包括酸官能单体、丙烯酸酯单体和极性单体。基于100重量份“任选的”单体计,这样的乙烯基单体通常以0重量份至5重量份,优选地1重量份至5重量份被使用。
可聚合的离子液体还可包含多官能聚(甲基)丙烯酰单体,该多官能聚(甲基)丙烯酰单体混入可聚合的单体的共混物中作为“任选的”单体组分。多官能丙烯酸酯特别有用于乳液或UV聚合。可用的多官能(甲基)丙烯酸酯的示例包括但不限于二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸酯,诸如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯和丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、以及它们的混合物。多官能(甲基)丙烯酸酯的量和种类根据具体应用来定制。
通常,以粘合剂组合物的总干重计,多官能(甲基)丙烯酸酯以小于5份的量存在。更具体地讲,基于粘合剂组合物的100份“任选的”单体计,交联剂可以以0.05份至20份、优选地0.05份至1份的量存在。
在一些实施方案中,“任选的”单体可包含:
i.60重量%至99.5重量%的(甲基)丙烯酸酯单体;
ii.0重量%至30重量%的非酸性官能烯键式不饱和极性单体;以及
iii.0重量%至20重量%的多官能(甲基)丙烯酸酯;
该重量%基于任选的单体组分的总重量计。
在其它实施方案中,“任选的”单体组分可包含:
i.60重量份至99.5重量份的(甲基)丙烯酸酯单体;
ii.0.5重量份至15重量份的酸官能烯键式不饱和单体;
iii.0重量份至30重量份的非酸官能烯键式不饱和极性单体;
iv.0份至5份的乙烯基单体;以及
v.0份至20份的多官能(甲基)丙烯酸酯;
该重量%基于任选的单体组分的总重量计。
(甲基)丙烯酸酯单体单元的一些部分可在制备共聚物之后进行水解。
任选地,组合物可包含溶剂(例如,醇(例如,丙醇、乙醇)、酮(例如,丙酮、甲基乙基酮)、酯(例如,乙酸乙酯)、其它非水溶剂(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮))和水。
如果需要,组合物可含有添加剂,诸如指示剂、染料、颜料、填料、抑制剂、促进剂、粘度调节剂、润湿剂、缓冲剂、自由基和阳离子稳定剂(例如BHT)、以及对本领域技术人员而言显而易见的其它类似成分。
包含“任选的”单体的可聚合的离子液体可通过任何常规的自由基聚合方法进行聚合,该方法包括溶液、辐射、膨胀、分散、乳液和悬浮液聚合工艺。所得(共)聚合物可为无规(共)聚合物或嵌段(共)聚合物。
用于制备本发明所使用的(甲基)丙烯酸酯粘合剂共聚物的引发剂是在暴露于热时,生成自由基来引发单体混合物的(共)聚合反应的引发剂。对于通过乳液聚合作用来制备(甲基)丙烯酸酯聚合物而言,水溶性引发剂是优选的。合适的水溶性引发剂包括但并不限于选自由以下项组成的组的那些:过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠以及它们的混合物;氧化-还原引发剂(诸如上述过硫酸盐的反应产物)和还原剂(诸如选自由焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠组成的组的那些);和4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)及其可溶盐(例如钠盐、钾盐)。优选的水溶性引发剂是过硫酸钾。合适的油溶性引发剂包括但并不限于选自由以下项组成的组的那些:偶氮化合物,诸如VAZOTM 64(2,2'-偶氮二(异丁腈))和VAZOTM 52(2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)),两者均购自杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours Co.),过氧化物,诸如过氧化苯甲酰和过氧化月桂酰;以及它们的混合物。优选的油溶性热引发剂是(2,2'-偶氮二(异丁腈))。当使用引发剂时,基于压敏粘合剂中100重量份的单体组分,引发剂可占约0.05至约1重量份,优选地占约0.1至约0.5重量份。
或者,混合物可通过多种技术进行聚合,该技术包括(但不限于)溶剂聚合、分散聚合和无溶剂本体聚合的常规技术。单体混合物可包含聚合引发剂,特别是热引发剂或光引发剂类型的引发剂,其量为有效地使共聚单体聚合,如此前所述。
典型的溶液聚合方法通过以下进行:向反应容器添加单体、合适的溶剂和任选的链转移剂,添加自由基引发剂,用氮气吹扫,并保持反应容器处于高温下(通常在约40℃至100℃的范围内)直至反应完成,取决于批量大小和温度,通常在约1小时至20小时内完成。溶剂的示例为甲醇、四氢呋喃、乙醇、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和乙二醇烷基醚。这些溶剂可单独使用或作为它们的混合物使用。
在典型的光聚合方法中,可以在存在光聚合引发剂(即,光引发剂)的情况下用紫外(UV)线照射单体混合物。优选的光引发剂为可以商品名IRGACURETM和DAROCURTM购自纽约州塔里敦(Tarrytown,NY)的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemical Corp.)的那些光引发剂,并且包括1-羟基环己基苯基酮(IRGACURETM 184)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(IRGACURE 651)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURETM 819)、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(IRGACURETM 2959)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮(IRGACURETM 369)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮(IRGACURETM 907)和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(DAROCURTM 1173)。特别优选的光引发剂是IRGACURETM 819、651、184和2959。
也可利用无溶剂聚合方法来制备聚合物,所述无溶剂聚合方法包括例如描述于美国专利号4,619,979和4,843,134(Kotnour等人)中的连续自由基聚合方法;描述于美国专利号5,637,646(Ellis)中的使用间歇式反应器的基本绝热的聚合方法;和描述于美国专利号5,804,610(Hamer等人)中的对于聚合经封装的预粘合剂组合物所述的方法。
涂覆过程
可使用多种常规涂覆方法将可聚合的离子液体施加到部件(例如,载体、基材、制品表面等)的表面。在一些实施方案中,包含任何“任选的”单体的可聚合的离子液体为包含式I或II的咪唑化合物的共轭酸和可聚合的阴离子单体的预粘合剂组合物。合适的涂覆方法包括例如旋涂、刮涂、模具涂覆、线缆涂覆、溢流涂覆、填塞、喷射、辊涂、浸渍、刷涂、泡沫施加等。任选地干燥涂层并使用能量源至少部分地、通常完全地固化。在一些实施方案中,预粘合剂混合物包含光引发剂,并且该混合物通过UV辐照固化或部分固化以形成粘合剂组合物。
在一些实施方案中,粘合剂组合物基本上不含未固化的可聚合的离子液体,即<10%可萃取的。固化程度可通过本领域已知的各种方法测定。一种常见方法是通过溶剂萃取测定未固化材料的量。在一些实施方案中,未固化的可萃取的可聚合的离子液体的量是固化的组合物的小于10重量%,更优选地小于5重量%,最优选地小于1重量%。
在一些实施方案中,粘合剂组合物在固化后的厚度为至少10μm、至少100μm、至少500μm或至少1000μm。在一些实施方案中,粘合剂组合物的厚度为至多2mm、至多1000μm、至多500μm或至多100μm。在一些实施方案中,粘合剂组合物的厚度在10μm至2mm范围内。
在一些实施方案中,粘合剂组合物包含固化的可聚合的离子液体。在其它实施方案中,粘合剂组合物为单面胶带,该单面胶带包含载体和施加到该载体的一侧上的固化的可聚合的离子液体。在其它实施方案中,粘合剂组合物为双面胶带,该双面胶带包含载体和施加到该载体的一侧的固化的第一可聚合的离子液体以及施加到该载体的相对侧的固化的第二可聚合的离子液体。第一可聚合的离子液体和第二可聚合的离子液体可以相同或不同。合适的载体材料在上文中有所描述。
应用
本公开的制品可提供许多优点。制品内的部件可按需分离(即脱粘)。如上所述,制品内的按需脱粘通过以下发生:跨粘合剂组合物施加DC电势以引起负粘合剂界面(即负电极)处的粘合剂粘结的弱化,从而减小分离制品内的部件所需的作用力。粘合剂粘结的弱化随着DC电势(电压)的增加、施加的DC电势的持续时间的增加或它们的组合而增加。因此,用户可以根据应用或需要定制用于按需脱粘的条件。例如,当应用需要较低电压时,用户可以增加所施加的DC电势的持续时间。在一些实施方案中,按需脱粘在施加至多1600V/mm、至多800V/mm、至多250V/mm或至多90V/mm的DC电势下发生。在一些实施方案中,按需脱粘发生在施加所施加的DC电势之后小于20秒、小于15秒、小于10秒、小于5秒、小于3秒或小于1.5秒内。
本公开的制品还受益于粘合剂组合物中离子内容物的性质和程度。例如,聚合的离子内容物通常提供比含有未聚合(即游离)形式的相同离子内容物的组合物更好的粘附力,从而确保部件在使用期间不会过早脱离。在一些实施方案中,如根据测试方法1所测量,本公开的粘合剂组合物表现出在12英寸/分钟(30.48cm/min)下从玻璃的180°剥离为至少0.5N/cm、1.0N/cm、1.5N/cm、2.0N/cm、2.5N/cm、3.0N/cm、3.5N/cm或4.0N/cm。
另外,可以通过离子液体的聚合在粘合剂组合物中实现更高水平的离子含量。在一些实施方案中,粘合剂组合物包含至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%或90%的聚合离子含量。发现较高的离子含量通常在施加DC施加的电势时改善粘合剂脱粘。对于用粘合剂组合物粘结在一起的两个部件,脱粘期间粘合剂粘结的弱化可例如通过每表面积的粘附功的%变化来测量。在一些实施方案中,在0V和-25V下100秒的每表面积的粘附功的%变化为至少10%、至少15%、至少20%、至少30%、至少40%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%。在一些实施方案中,对于用粘合剂组合物在0V和-25V下以粘附方式粘结到制品100秒的部件,每表面积的粘附功的%变化在10%至100%、10%至99%、40%至99%、60%至99%、70%至99%或80%至99%的范围内。在一些实施方案中,DC施加的电势足以使部件从制品完全脱离而无需用户干预。
因此,可以使用粘合剂组合物将部件牢固地彼此粘附,并且在施加DC施加的电势时方便地分离。在一些实施方案中,本公开的粘合剂组合物表现出在12英寸/分钟(30.48cm/min)下从玻璃的180°剥离为至少0.5N/cm,以及在0V和-25V下100秒的每表面积的粘附功的%变化为至少10%。
本申请的制品的另一个相关优点是能够通过施加的电势跨粘合剂组合物的方向来决定脱粘的位置。本申请的粘合剂组合物通常从负粘合剂界面脱粘。优选地,在分离后几乎没有粘合剂残余物保留在负粘合剂界面上。在一些实施方案中,在脱粘后,小于10%、小于5%或小于1%的粘合剂组合物(按重量计)保留在负粘合剂界面上。在一些优选的实施方案中,在脱粘后,没有粘合剂组合物保留在负粘合剂界面上。这允许用户在选择的界面处干净地分离部件。在一些构造中,可能在制品的寿命期间使粘合剂组合物在一个界面处脱粘,并且在制品的寿命结束时使粘合剂组合物在另一个界面处脱粘,如再循环和环境法规可能规定的。
本申请的制品可提供多种按需脱粘方案。在机器人中,制品可包括在一端有粘合剂组合物的机械臂,用于夹持用于执行各种任务的物体(例如,部件)。例如,该物体可以是螺丝刀或焊接装置。一旦完成任务,可以通过跨粘合剂组合物施加电势来使物体脱离。在一些实施方案中,分离可被设计成使得粘合剂组合物保留在机械臂上以用于夹持新的不同的物体。
本申请的制品可用于例如动物跟踪项圈,其中研究人员通常必须在项圈的施用和移除期间对动物进行镇静。使用本申请的制品,可以产生被设计成在其寿命周期结束时脱落的项圈。例如,可使用粘合剂组合物将项圈固定在动物颈部周围。用于收集跟踪信息的小电池也可在接近收集周期结束时使用,以跨粘合剂组合物施加电势,该电势随后将使粘合剂脱粘并允许项圈落到地上。然后,研究人员可以使用跟踪装置拾取颈圈。
在另一应用中,该制品可用于包装和运输工业。粘合剂组合物可用于将包装捆扎在一起。承运人的雇员在到达其目的地后,可施加电流以分离包装以供递送。
该制品还可以是一件包含一个或多个需要定期服务或更换的部件的设备或消费产品。例如,可以通过粘合剂组合物将服务面板以粘附方式接合到外壳上,并且通过跨粘合剂组合物施加DC施加的电势来移除面板。然后可以在服务之后更换面板,并且在一些实施方案中,使用在制造期间最初施加的相同粘合剂组合物重新定位面板。
制品还可以是已经达到其产品寿命周期终点并且至少一些(如果不是全部的话)部件是可再循环的多部件产品。如果该部件通过粘合剂组合物接合,则可以通过跨粘合剂组合物施加DC电势而干净地分离出可再循环的部件。
上述应用并非旨在进行限制。本申请的制品和方法可用于受益于按需粘合剂脱粘的任何种类的应用。
实施例
以下实施例进一步说明了本发明的目的和优点,但这些实施例中列举的具体材料及其量以及其他条件和细节不应被解释为是对本发明的不当限制。这些实施例仅为了进行示意性的说明,并非意在限制所附权利要求书的范围。
除非另有说明,否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。
表1.实施例中所用的材料
预聚物溶液的制备
将275克(g)nHA、150g IBOA、75g HEA和0.15g D1173在透明玻璃广口瓶中混合在一起。然后用氮气吹扫玻璃广口瓶5分钟以移除溶解的氧,然后将其放置在波长为365纳米(nm)、强度为0.3毫瓦/平方厘米(mW/cm2)的紫外(UV)灯的前面,直至实现可涂覆的粘度。该步骤的可涂覆的粘度的典型目标在室温下为大约3000厘泊(cP)。
比较例C1-C6和实施例E1-E8。预粘合剂制剂的制备
通过将预聚物溶液与表2中汇总的成分混合来制备预粘合剂制剂。将所列量的成分合并并混合24小时。基于重量%通过将所有被认为是离子且可聚合的成分相加来计算可聚合的离子含量。基于重量%通过将所有被认为是离子的组分相加来计算总离子含量。结果汇总于表2中。
单层转移粘合剂的制备
将比较例C1-C6和实施例E1-E6的预粘合剂制剂各自以0.15毫米(mm)的湿涂层量涂覆在有机硅处理的PET离型衬垫(可得自韩国首尔的SKC Haas(SKC Haas,Seoul,SouthKore)的RF02N/RF32N)之间。然后使用大约950毫焦耳/平方厘米(mJ/cm2)的360nm波长UV辐照来固化该构造。
具有载体层的双面涂覆的粘合剂的制备
在尼龙或薄纸载体层上的双涂覆的粘合剂的制备以类似于以上提供的单层转移粘合剂的制备的方式执行,但有以下不同。将实施例E5的预粘合剂制品以0.05mm的厚度涂覆在两个经有机硅处理的PET衬垫之间并且使用约950mJ/cm2的360nm波长UV辐照来固化。移除顶部衬垫,并将0.05mm的薄纸或尼龙材料层层压到粘合剂的暴露表面上。将相同的预粘合剂制剂的第二层以0.05mm的厚度涂覆在该构造的尼龙或薄纸侧的顶部上,然后使用大约950mJ/cm2的360nm波长UV辐照固化。
测试方法1:180°剥离粘附力
剥离粘附力是从测试面板上移除涂覆的柔性片材所需的力,测量是在特定的角度和移除速度下进行的。在本发明的实施例中,力以盎司/涂覆的片材宽度(oz./in)表示,然后转化为牛顿/厘米。对于每个测试,切削大约5英寸(12.7cm)长的0.5英寸(1.27cm)宽的粘合剂涂覆的片状材料,并从经涂覆的粘合剂剥离离型衬垫中的一个离型衬垫。使用异丙醇和无绒抹布清洁标准浮法玻璃测试面板的一面,然后将粘合剂带施加到玻璃测试面板的清洁面上。使用重橡胶辊来施用带。将经涂覆的带的自由端回折,使得移除角度为180度。将所述自由端附接到粘附力试验机刻度的水平臂上。然后将玻璃板固定至仪器的平台,该平台被机械化以受控的速率(12in/min)(30.48cm/min)从刻度移开。在将粘合剂施加到基材上之后大约1分钟开始剥离测试。在测试过程中,以盎司计的刻度读数读取为在剥离过程中峰值力和最小力的平均值。每个实施例进行三次剥离测试,并进行平均以得到剥离粘附力值。结果汇总于表3中。
在剥离粘附力测试期间也记录每个实施例的不合格模式,结果进一步汇总在表3中,其中“ad”指示从基材的粘合不合格,“co”指示粘合材料的内聚不合格。
测试方法2。在施加和不施加电势的情况下,每表面积的粘附功
测量分离两个平行粘结的测试表面所需的每表面积的粘附功,同时以特定的移除速率在粘结材料的整个厚度方向上分离表面。
每表面积的粘附功以牛顿/平方厘米粘结的表面乘以板之间以厘米计的移动距离(单位为N/cm)来表示。这是通过将以牛顿(N)计的拉伸力对以厘米(cm)计的粘结的表面之间的间隙变化所作的曲线下面积积分,然后将该值除以以平方厘米(cm2)计的粘结的测试表面的初始接触面积来分析的。
使用配备有电流变附件的应变控制流变仪(ARES G2,得自特拉华州的纽卡斯尔县TA仪器公司(TA Instruments,New Castle,Delaware))进行测试。测试固定件是8mm直径的不锈钢平行板。将底板附接到用于温度控制的水冷式先进帕尔帖系统(Advanced PeltierSystem)(APS,得自特拉华州的纽卡斯尔县TA仪器公司)上。对于所有粘附力测试,将温度调控在25℃。为了施加电势,将任意波形发生器(33210A,得自加利福尼亚州圣罗莎的是德科技公司(Keysight Technologies,Santa Rosa,California))连接到高压放大器(崔克(Trek)型号609E-6,得自纽约洛克波特市的崔克公司(Trek Inc.,Lockport,New York)),该高压放大器连接到流变仪上的上部几何结构。下部几何结构接地。这允许跨流变仪板之间的测试试样施加0伏特至±4000伏特直流(V DC)范围内的电势。
对于每个测试,将8mm直径平行板固定件附接到流变仪上并且将板之间的间隙归零。从单层转移粘合剂(对于C1-C6和E1-E6)或双面涂覆的粘合剂(对于E7和E8)切下8mm直径的圆盘。将离型衬垫中的一个离型衬垫从圆盘上剥离,并且将暴露的粘合剂施加到流变仪的下部8mm直径不锈钢板几何部分的清洁表面上。将第二离型衬垫从涂覆的粘合剂上剥离。将温度在25℃下平衡1分钟。然后降低上板以接触粘合剂并以5N的压缩载荷压缩粘合剂500秒。在压缩步骤期间,在压缩载荷的最后100秒期间以0V DC(作为对照试验)或-25V DC的电压施加DC电势。在压缩载荷结束时,以0.001cm/s的速率分离板,并且分离板所需的拉伸力测量作为板分离距离的函数。对于每个实施例的每个条件进行三次测试,并进行平均以得到表3中汇总的粘附功/表面积值。
通过从没有施加的电压的对应平均值减去具有-25V DC施加的电势的相应平均值,然后将该差值除以没有施加的电压的值来计算每表面积的粘附功的减小百分比(%)。%减小的正值指示在施加-25V DC电势后每表面积的粘附功减小。实施例中的每个实施例的这些%减小值也汇总在表3中。
在所测试的实施例中,负DC电势导致从上板的优先脱粘,而正DC电势导致从下(接地)板的优先脱粘。
实施例E4的拉伸粘附力曲线示于图3中。测试是在压缩步骤的最后100秒期间施加0V和-25V的DC电势下进行的。以牛顿计的拉伸力绘制在y轴上,且以0.01毫米/秒的速率分离的8mm直径不锈钢平行板之间的距离绘制在x轴上。施加电势降低了粘合剂的粘结强度,如通过粘附功(由曲线下面积描述)的减小所示。
表3.拉伸粘附力结果。
a当根据测试方法1分析180°剥离粘附力时,比较例C4和C5显示内聚不合格,没有可测量的剥离力。
b比较例C4、C5和C6由于缺乏对测试表面的粘附力而没有分析拉伸粘附力(测试方法2)。
图4显示作为施加的DC电压(y轴)和分离板之前施加电压的持续时间(x轴)的函数的来自实施例E2的拉伸粘附力测试的每单位表面积的粘附功(由灰色刻度表示)的轮廓表面曲线图。
因此,此外本公开提供含有表现出按需脱粘行为的粘合剂组合物的制品。以下权利要求书陈述了本公开的各种特征和优点。

Claims (38)

1.一种制品,所述制品包括:
第一部件,所述第一部件具有第一导电表面;
第二部件,所述第二部件具有第二表面;和
粘合剂组合物,所述粘合剂组合物设置在所述第一导电表面与所述第二表面之间,所述粘合剂组合物包含固化的可聚合的离子液体,
其中所述粘合剂组合物将所述第一部件接合到所述第二部件,
其中将所述第一部件与所述第二部件分离所需的作用力通过跨所述粘合剂组合物施加DC电势而减小,所述作用力通过每表面积的粘附功来测量,并且
其中所述可聚合的离子液体包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,所述(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
2.根据权利要求1所述的制品,其中R1为H,R2为H,R3为H,w为0,并且Z为酯。
3.根据权利要求2所述的制品,其中Z为-C(O)-O-R10并且R10为烃基基团,所述烃基任选地被羟基基团取代。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制品,其中所述可聚合的阴离子包含烯键式不饱和可聚合的基团和酸性基团,所述酸性基团选自羧酸基团(-COOH)、磺酸基团(-SO3H)、硫酸酯基团(-SO4H)、膦酸基团(-PO3H2)、磷酸酯基团(-OPO3H)或它们的盐。
5.根据权利要求4所述的制品,其中所述可聚合的阴离子包含烯键式不饱和可聚合的基团和羧酸基团(-COOH)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制品,其中所述可聚合的离子液体还包含任选的单体组分,所述任选的单体组分包含:
i.60重量%至99.5重量%的(甲基)丙烯酸酯单体;
ii.0重量%至30重量%的非酸性官能烯键式不饱和极性单体;以及
iii.0重量%至20重量%的多官能(甲基)丙烯酸酯;
所述重量%基于所述任选的单体组分的总重量计。
7.根据权利要求6所述的制品,其中所述可聚合的离子液体包含2重量%至75重量%的所述阳离子、1重量%至35重量%的所述可聚合的阴离子和5重量%至95重量%的所述任选的单体组分。
8.根据权利要求7所述的制品,其中所述可聚合的离子液体还包含光引发剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制品,其中所述第一部件包括第一非导电材料和第一导电涂层以提供所述第一导电表面。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制品,其中所述第二部件的所述第二表面是第二导电表面。
11.根据权利要求10所述的制品,其中所述第二部件包括第二非导电材料和第二导电涂层以提供所述第二导电表面。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的制品,其中所述第一导电表面和第二导电表面各自选自:金属、混合金属、合金、金属氧化物、复合金属、导电塑料、导电聚合物或它们的组合。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制品,其中所述第一导电表面的组成与所述第二导电表面的组成不同。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的制品,其中所述第一导电表面的所述组成与所述第二导电表面的所述组成相同。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的制品,其中所述粘合剂组合物为双面粘合剂,所述双面粘合剂包含:
载体,所述载体具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面;
第一粘合剂组合物,所述第一粘合剂组合物包含在所述载体的所述第一主表面上的固化的第一可聚合的离子液体,和
第二粘合剂组合物,所述第二粘合剂组合物包含在所述载体的所述第二主表面上的固化的第二可聚合的离子液体,
其中所述第一粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第一部件的所述第一导电表面接触,
其中所述第二粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第二部件的所述第二表面接触,并且
其中所述第一可聚合的离子液体和第二可聚合的离子液体中的每者包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,所述(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
16.根据权利要求15所述的制品,其中所述载体为多孔材料。
17.根据权利要求16所述的制品,其中所述载体选自:纸、织造或非织造织物、多孔膜、金属网、金属格栅或它们的组合。
18.根据权利要求15所述的制品,其中所述载体是导电材料。
19.根据权利要求18所述的制品,其中所述载体选自:金属网、金属格栅、金属箔、金属板、导电聚合物、导电泡沫、导电薄纸或它们的组合。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的制品,其中所述第一可聚合的离子液体的组成与所述第二可聚合的离子液体的组成相同。
21.根据权利要求12至16中任一项所述的制品,其中所述第一可聚合的离子液体的所述组成与所述第二可聚合的离子液体的所述组成不同。
22.根据权利要求1所述的制品,其中所述第二部件的所述第二表面是非导电表面,并且所述粘合剂组合物是双面粘合剂,所述双面粘合剂包含:
载体,所述载体具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面;
第一粘合剂组合物,所述第一粘合剂组合物包含在所述载体的所述第一主表面上的固化的第一可聚合的离子液体,和
第二粘合剂组合物,所述第二粘合剂组合物包含在所述载体的所述第二主表面上的固化的第二可聚合的离子液体,
其中所述第一粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第一部件的所述第一导电表面接触,
其中所述第二粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第二部件的所述第二表面接触,
其中所述载体是导电的,并且
其中所述第一可聚合的离子液体和第二可聚合的离子液体中的每者包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,所述(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H。
23.根据权利要求22所述的制品,其中所述载体为多孔材料。
24.根据权利要求22所述的制品,其中所述载体选自:金属网、金属格栅、金属箔、金属板、导电聚合物、导电泡沫、导电薄纸或它们的组合。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的制品,其中所述第一可聚合的离子液体的组成与所述第二可聚合的离子液体的组成相同。
26.根据权利要求22至24中任一项所述的制品,其中所述第一可聚合的离子液体的所述组成与所述第二可聚合的离子液体的所述组成不同。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的制品,所述制品还包括第一外部粘合剂,所述第一外部粘合剂在所述第一部件的与所述粘合剂组合物相对的一侧上;第二外部粘合剂,所述第二外部粘合剂在所述第二部件的与所述粘合剂组合物相对的一侧上;或它们的组合。
28.根据权利要求27所述的制品,其中所述第一外部粘合剂和第二外部粘合剂中的至少一者包含压敏粘合剂。
29.根据权利要求28所述的制品,所述制品还包括离型衬垫,所述离型衬垫在所述第一外部粘合剂的与所述第一部件相对的一侧、所述第二外部粘合剂的与所述第二部件相对的一侧或它们的组合上。
30.根据权利要求1至29中任一项所述的制品,其中所述第一部件和第二部件中的至少一者是三维的。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的制品,其中所述第一部件和第二部件中的至少一者是二维的。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的制品,其中所述第一部件和第二部件中的至少一者是可再循环的部件。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的制品,其中将所述第一部件与所述第二部件分离所需的作用力为至少20%,所述作用力通过在0V和-25V下持续100秒的每表面积的粘附功的%变化来测量。
34.一种用于分离根据权利要求1所述的制品中的部件的方法,所述方法包括跨粘合剂组合物施加DC电势以将第一部件与第二部件分离。
35.根据权利要求34所述的方法,其中所述第二部件的第二表面是第二导电表面,第一导电表面或第二导电表面用作负电极,并且所述第一导电表面或第二导电表面中的另一者用作正电极,所述方法还包括施加DC电势,使得所述粘合剂组合物从所述负电极脱粘并且导致所述第一部件与所述第二部件分离。
36.根据权利要求34所述的方法,其中所述粘合剂是双面粘合剂,所述双面粘合剂包含:
载体,所述载体具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面,
第一粘合剂组合物,所述第一粘合剂组合物包含在所述载体的所述第一主表面上的固化的第一可聚合的离子液体,和
第二粘合剂组合物,所述第二粘合剂组合物包含在所述载体的所述第二主表面上的固化的第二可聚合的离子液体,
其中所述第一粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第一部件的所述第一导电表面接触,
其中所述第二粘合剂组合物的与所述载体相对的表面是与所述第二部件的所述第二表面接触,
其中所述载体是导电的,
其中所述第一导电表面或载体用作负电极,并且所述第一导电表面或载体中的另一者用作正电极,并且
其中所述第一可聚合的离子液体和第二可聚合的离子液体中的每者包含:
可聚合的阴离子和对应于式I的咪唑化合物的共轭酸的阳离子
其中
Z包含酮、酯、酰胺、腈或吖内酯官能团,
R1为H或C1-C25烷基基团,
R2为H或-CO-X1-R5,其中R5为H或C1-C25烷基基团,并且X1为-O-或-NR6-,其中R6为H或C1-C6烷基,
R3为H或CH3,优选地为H,并且
R8为(杂)烃基基团,所述(杂)烃基基团可在2位、4位或5位被取代,并且w为0、1、2或3,
前提条件是当Z包含腈或吖内酯官能团时,则R1和R2为H,
所述方法还包括施加DC电势,使得所述粘合剂组合物从所述负电极脱粘并导致所述第一部件与所述第二部件分离。
37.根据权利要求34至36中任一项所述的方法,其中所述粘合剂组合物的厚度在10μm至2mm范围内。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法,其中所述施加的电势为至多1600V/mm。
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