CN118103410A - 具有最小凝胶含量的高分子量聚合物的制备 - Google Patents
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Abstract
提供了用于粘合剂(例如,压敏粘合剂)的可固化前体组合物以及相关的制品、组件和方法。所提供的组合物含有混合物,该混合物包含50重量份至100重量份的第一可聚合组分、0重量份至50重量份的第二可聚合组分、能够溶于该混合物的过渡金属络合物以及有效量的聚合引发剂,从而允许形成基本上无凝胶含量的高分子量聚合物,该高分子量聚合物甚至在不存在链转移剂或交联剂的情况下,也能够通过已确立的热熔技术容易地加工(即,可热熔加工的粘合剂)。
Description
背景技术
用于制备包装的粘弹性组合物的方法是已知的,在这些包装的粘弹性组合物中包装材料在聚合之后得以保留(即,第一类产品)或者在聚合之后和后续加工之前被移除(即,第二类产品)。例如,美国专利5,804,610号(Hamer等人)公开和描述了这两种类型各自的产品,特别涉及热熔粘合剂组合物(本文也称为“可热熔加工的粘合剂”),但所描述的原理同样适用于其他类型的粘弹性组合物,例如,通常的压敏粘合剂、可热熔加工的密封剂、减振材料以及用于医疗应用的凝胶。
发明内容
本文提供了含有混合物的组合物,该混合物包含50重量份至100重量份的第一可聚合组分、0重量份至50重量份的第二可聚合组分、可溶于该混合物的过渡金属络合物以及有效量的聚合引发剂,从而允许形成基本上无凝胶含量的高分子量聚合物,该高分子量聚合物甚至在不存在链转移剂或交联剂的情况下,也可以通过已确立的热熔技术容易地加工(即,可热熔加工的粘合剂)。
本文还描述了制备所公开的预粘合剂组合物的方法,以及包含此类预粘合剂组合物的制品。
如本文所用:
“常用溶剂”是指常被本领域技术人员用作溶剂的低分子量有机液体,其可以包括脂族和脂环族烃(例如,己烷、庚烷和环己烷)、芳族溶剂(例如,苯、甲苯和二甲苯)、醚类(例如,乙醚、甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二异丙醚和四氢呋喃)、酯类(例如,乙酸乙酯和乙酸丁酯)、醇类(例如,乙醇和异丙醇)、酮类(例如,丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)、亚砜类(例如,二甲基亚砜)、酰胺类(例如,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮)、卤代的溶剂(例如,甲基氯仿、1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、三氯乙烯和三氟甲苯)以及它们的混合物;前提是“常用溶剂”排除作为单体或以其他方式作为给定组合物中的反应物的物质;
组合物中材料的“基本上没有”的量可以被“小于5重量%”、“小于4重量%”、“小于3重量%”、“小于2重量%”、“小于1重量%”、“小于0.5重量%”、“小于0.1重量%”或“无”取代;
“可膨胀聚合物微球”是指包括聚合物壳和气体、液体或它们的组合形式的芯材料的微球,该微球在加热时膨胀,其中芯材料的膨胀继而导致壳至少在加热温度处膨胀,
“可热熔加工的粘合剂”意指基本上不包含常用溶剂的粘合剂,该粘合剂可在常规条件下进行热熔加工,其中热熔加工包括热熔共混和挤出;
“压敏粘合剂”或“PSA”意指具有至少以下特性的材料:a)粘性表面,b)在不超过手指压力的情况下粘附的能力,c)在不被任何能量源活化的情况下粘附的能力,d)足够保持到预期粘附体上的能力,以及优选地e)从粘附体干净地移除的足够的内聚强度;这些材料通常满足在1Hz和室温下具有小于0.3MPa的储能模量的达尔奎斯特准则;并且
“结构粘合剂”意指通过不可逆固化结合的粘合剂,当结合到其预期基底上时,通常具有至少689kPa(100psi)、在一些实施方案中至少1379kPa(200psi)以及在一些实施方案中至少2067kPa(300psi)的强度,该强度是使用搭接剪切测试作为断裂应力(峰值应力)测量的。
除非另外指明,否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。
除非另外指明,否则如本说明书和所附权利要求中所使用的,过去式动词诸如“经涂覆的”和“经压花的”旨在表示结构,而并不旨在限制用于获得所述结构的方法。
除非内容另外明确指明,否则如本说明书和所附权利要求中使用的,单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖具有多个指代物的实施方案。
除非内容另外明确指明,否则如本说明书和所附权利要求书中使用的,术语“或”一般以其包括“和/或”的意义采用。
如本文所用,“具有”、“包括”、“包含”等等均以其开放性意义使用,并且一般是指“包括但不限于”。应当理解,术语“由...组成”和“基本上由...组成”包括在术语“包含”等等之中。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时,将进一步理解本公开的特征和优点。
具体实施方式
已知使用链转移剂和交联剂来制备包装的粘弹性组合物,该包装的粘弹性组合物具有中等分子量、适当内聚强度和最小凝胶含量(例如,小于5重量%),以用于粘合剂中来平衡材料性能与加工条件。然而,当根据这些已知的方法产生高分子量聚合物(即,Mz大于约200万的聚合物)时,可能观察到较高的凝胶含量,这可能导致加工困难或不可接受的涂层外观。由于有时需要这些较高分子量的聚合物,特别是在压敏粘合剂(“PSA”)应用中,因此这些应用不得不依赖于溶剂制备的聚合物而不是可热熔加工的粘合剂来实现所需的较高分子量范围以及较少的凝胶含量。
如本公开所展示,出乎意料地发现,当在包装的粘弹性组合物的制备过程中存在可溶于预粘合剂组合物的单体混合物的过渡金属络合物(例如,铜(II)盐)时,可以形成基本上无凝胶含量的高分子量聚合物,所述高分子量聚合物甚至在不存在链转移剂或交联剂的情况下,也可以通过已确立的热熔技术容易地加工(即,可热熔加工的粘合剂)。
在一个方面,本文提供了包含混合物的预粘合剂组合物,所述混合物包含第一可聚合组分、任选的第二可聚合组分、可溶于所述混合物的过渡金属络合物;和有效量的聚合引发剂。
第一可聚合组分
在本公开的优选的实施方案中,预粘合剂组合物包括包含50重量份至100重量份、70重量份至100重量份、90重量份至100重量份或100重量份的第一可聚合组分的混合物。第一可聚合组分包含非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中烷基包括1至20个碳原子、任选的1至18个碳原子、任选的1至16个碳原子、任选的1至14个碳原子、任选的1至12个碳原子、任选的1至10个碳原子或任选的1至8个碳原子。在一些实施方案中,第一可聚合组分包括芳族丙烯酸酯,例如丙烯酸苄酯和丙烯酸环苄酯。在一些优选的实施方案中,第一可聚合组分选自由以下各项组成的组:(甲基)丙烯酸伯烷基酯、(甲基)丙烯酸仲烷基酯以及它们的组合。可用的(甲基)丙烯酸伯烷基酯和(甲基)丙烯酸仲烷基酯可以包括例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸2-丙基庚酯、丙烯酸十七烷酯、根据美国专利8,137,807号(Clapper等人)的实施例GM1制备的丙烯酸2-丁基-1-辛酯、根据美国专利8,137,807号(Clapper等人)的实施方案GM4制备的C18丙烯酸酯异构体共混物以及如美国专利9,102,774号(Clapper等人)中所述制备的丙烯酸烷基酯异构体共混物。
第二可聚合组分
在本公开的一些实施方案中,预粘合剂组合物可以包括混合物,所述混合物包含至多50重量份、至多30重量份、至多10重量份的第二可聚合组分,所述第二可聚合组分具有与上文所述的(甲基)丙烯酸酯不同的可与第一可聚合组分共聚的至少一种改性单体,其中第一可聚合组分和第二可聚合组分的总和为100重量份。适合用作第二可聚合组分的合适的非酸官能化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由以下各项组成的组的那些:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮。在一些实施方案中,第二可聚合组分可以包含酸官能化单体,其中酸官能团可为酸本身,诸如羧酸,或者一部分可为其盐,例如碱金属羧酸盐。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。此类化合物的例子包括选自丙烯酸、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,酸官能化共聚物的酸官能化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。在一些优选的实施方案中,第二可聚合组分选自由以下各项组成的组:丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮以及它们的组合。
过渡金属络合物
可用于本公开的实施方案的过渡金属络合物包括上文所述的可溶于第一可聚合组分和第二可聚合组分的混合物的络合物。在一些优选的实施方案中,过渡金属络合物包含铜。在一些优选的实施方案中,过渡金属络合物选自由以下各项组成的组:2-乙基己酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酰丙酮酸铜(II)、三氟乙酸铜(II)以及它们的组合。本公开的预粘合剂组合物通常包含按基于包含第一可聚合组分和(当存在时)第二可聚合组分的混合物的总重量的重量份计,0.01重量%至0.2重量%、任选的0.02重量%至0.12重量%的过渡金属络合物。
聚合引发剂
可用于本公开的实施方案的聚合引发剂是本领域已知的,并且包括Norrish I型光引发剂,诸如以商品名OMNIRAD得自荷兰瓦尔韦克的IGM树脂公司(IGM Resins(Waalwijk,The Netherlands))的那些。合适的光引发剂包括例如2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(OMNIRAD 651)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(OMNIRAD 1173)、1-羟基环己基苯基酮(ONNIRAD 184)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(OMNIRAD TPO)和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸酯(OMNIRAD TPO-L)。
基于第一可聚合组分和(当存在时)第二可聚合组分的总重量计,光引发剂通常以至多约1重量%的量存在于预粘合剂组合物中。在一些情况下,光引发剂以0.05重量%或更多、0.07重量%或更多或者0.1重量%或更多;且1重量%或更少、0.8重量%或更少或者0.6重量%或更少的量存在。换句话讲,基于第一可聚合组分和(当存在时)第二可聚合组分的总重量计,光引发剂可以约0.05重量%至1重量%、0.07重量%至0.8重量%或者0.1重量%至0.6重量%的量存在。
预粘合剂组合物添加剂
相关领域的普通技术人员熟悉的各种其他任选的组分可以添加至预粘合剂组合物,例如增粘剂、增塑剂、抗氧化剂以及它们的组合中。可用于本公开的实施方案的增粘剂是本领域已知的,并且可以包括例如得自德国的荒川欧洲有限公司(Arakawa EuropeGnbH,Germany)的ARKON P-125烃树脂、得自日本的安原化学公司(Yasuhara ChemicalCo.,Japan)的CLEARON P150和得自田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司(EastmanChemical Company,Kingsport,Tennessee)的ENDEX 160。增塑剂优选地是非挥发性且非反应性的。特别可用的增塑剂包括,例如,CARBOWAX 750(得自密西根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Co.,Midland,MI)的甲氧基聚环氧乙烷的丙烯酸酯官能化衍生物)和PLURONIC 25R4(得自德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF Company,Ludwigshafen,Germany)的环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物增塑剂)。抗氧化剂可以用于防止由紫外光或热引起的严重环境老化。例如,抗氧化剂包括受阻酚、胺和硫以及氢氧化磷分解剂。例如,优选的抗氧化剂包括从德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF,Ludwigshafen,Germany)商购获得的IRGANOX 1076和IRGANOX 1010。一般来讲,每种添加剂的量将取决于所得的组合物的预期用途。
制品
本公开的预粘合剂组合物可以通过相关领域的普通技术人员已知和如下文实施例中所述的方法来制备和加工。包含所公开的预粘合剂组合物的聚合材料可以例如通过以下步骤来制备:在合适的反应容器中共混第一可聚合组分、任选的第二可聚合组分、可溶于混合物的过渡金属络合物和聚合引发剂,然后使密封膜容纳器中所含的预粘合剂组合物暴露于紫外线(“UV”)辐射。在一些优选的实施方案中,照射可以导致超过99%的第一可聚合组分和第二可聚合组分转化为聚合材料。在一些优选的实施方案中,聚合材料在乙酸乙酯中的溶解度大于95%、大于96%、大于97%或大于98%。在一些优选的实施方案中,聚合材料的Mz为200万至400万。在一些优选的实施方案中,聚合材料的特性粘度为1.2至2.3。
根据最终产品的所需特性,还可以在聚合材料中包含其他添加剂,例如交联剂(例如,丙烯酸1,6-己二醇酯)、链转移剂(例如,烯烃、醇)、增粘剂、增塑剂、可膨胀聚合物微球以及它们的组合。在一些实施方案中,交联剂在紫外光下发生反应。在一些实施方案中,交联剂在电子束辐射下发生反应。在一些实施方案中,链转移剂不包含硫醇官能团。在一些实施方案中,链转移剂包含仲醇。在一些实施方案中,链转移剂包含不饱和烃。适用于本公开的实施方案的增粘树脂的可用的示例包括但不限于液体橡胶、脂族和芳族烃树脂、松香、天然树脂诸如二聚化的或氢化的香脂和酯化的松香酸、聚萜烯、萜烯酚、苯酚-甲醛树脂以及松香酯。增塑剂的可用的示例包括但不限于聚丁烯、石蜡油、环烷油、矿脂和某些具有长脂族侧链的邻苯二甲酸酯(诸如邻苯二甲酸双十三烷基酯)。在一些实施方案中,增塑剂不包含丙烯酸酯官能团。可用于本公开的实施方案的可膨胀聚合物微球包括如美国专利7,879,441号(Gehlen等人)中描述的那些。
在一些实施方案中,聚合材料是粘合剂(例如压敏粘合剂、结构粘合剂或热熔粘合剂)的组分。提供了包括此类粘合剂组合物和基底的制品。在一些实施方案中,粘合剂组合物的层邻近基底定位。粘合剂组合物可与基底直接接触或者可通过多层中的一层(诸如底漆层)与基底分开。
可使用任何合适的基底。在一些实施方案中,基底为柔性的。柔性基底材料的示例包括但不限于聚合物膜、织造或非织造织物;金属箔、泡沫(例如,聚丙烯酸类、聚乙烯、聚氨酯)以及它们的组合(例如,金属化聚合物膜)。聚合物膜包括例如聚丙烯(例如,双轴取向的)、聚乙烯(例如,高密度或低密度)、聚氯乙烯、聚氨酯(例如,热塑性聚氨酯)、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)和聚乳酸共聚物)、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯(“PMMA”)、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰亚胺、聚酰胺、含氟聚合物、乙酸纤维素、三乙酰纤维素(TAC)、乙基纤维素和多环烯烃聚合物(“COP”)。织造或非织造织物可包括合成或天然材料诸如纤维素、棉、尼龙、人造丝、玻璃、陶瓷材料等等的纤维或长丝。
在一些实施方案中,制品为或包含胶带。此类胶带的示例包括转印带、单面胶带、在基底的每一侧上具有粘合剂层的双面胶带(即,芯基底,例如泡沫)或冲切粘合剂制品(例如,制品具有与一个剥离衬片相邻定位或定位在两个剥离衬片之间的粘合剂层)。此类胶带可包括用作背衬或剥离衬片的多种基底。示例包括织造材料和非织造材料、塑料膜、金属箔等。
胶带通常通过使用常规涂覆技术将粘合剂组合物涂覆在各种柔性或非柔性背衬材料和/或剥离衬片上来制备,以产生单面胶带或双面胶带。就单面胶带而言,可将粘合剂组合物涂覆在背衬材料层上,并且背衬材料的与设置粘合剂之处相反的侧面可涂覆有合适的剥离材料(例如,剥离层或剥离衬片)。剥离材料是已知的,并且包括诸如例如有机硅、聚乙烯、聚氨基甲酸酯、聚丙烯酸类等材料。对于双面胶带,将第一粘合剂组合物涂覆在背衬材料层上,并且将粘合剂组合物的第二层设置在背衬材料的相反表面上。第二层可以包含如本文所述的粘合剂组合物或不同的粘合剂组合物。对于冲切粘合剂制品或对于转印带,通常将粘合剂组合物定位在两个剥离衬片之间。粘合剂制品还可为另一个制品的一部分。例如,粘合剂组合物可将制品的两个部分粘结在一起。
通过以下非限制性实施例,进一步示出了本公开的目的和优点,但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其他条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
实施例
除非另外指明或从上下文中容易看出,否则在实施例和说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。
实施例中所用的材料
实施例中使用的“100%固体”或“本体”聚合物的制备
单体混合物通过在广口瓶中共混反应性丙烯酸单体、光引发剂、抗氧化剂和铜(II)盐来制备。向该混合物中放置磁力搅拌棒,并将混合物放置于搅拌板上,形成可固化组合物。将EVA膜热封以形成开口容纳器,每个容纳器的尺寸为18cm×5cm。每个容纳器填充有大约24克可固化组合物。将空气从开口排出,然后使用热封机(以商品名“MIDWEST PACIFICIMPULSE SEALER”得自密苏里州圣路易斯的J.J.埃勒默公司(J.J.Elemer Corp.,St.Louis,MO))进行密封。将其中包封有可固化组合物的密封EVA膜容纳器浸入16℃的恒温水浴中,并在各侧上用紫外光(365nm,4.5mW/cm2)照射九分钟以使可固化组合物聚合。如下文所述,从EVA膜容纳器中取出聚合样品进行测试。
测试方法
测试方法1:凝胶含量的测定
将大约24克的矩形聚合物样品放置于预先称量的矩形网格的中心上。该网格是具有织造构造,150目,使用0.0026英寸(66微米)金属丝和0.0041英寸(104微米)开口的304型不锈钢方形织造金属丝编织物(以商品名“MCMASTER-CARR”得自伊利诺伊州埃尔姆赫斯特的麦克马斯特-卡尔公司(McMaster-Carr Co.,Elmhurst,IL))。网格的悬垂部分向内折叠以覆盖并固定网格内部的样品。对带有包封的聚合物的折叠网格进行称量,然后浸入玻璃广口瓶内大约8盎司(大约240ml)的乙酸乙酯中,该玻璃广口瓶在机械辊上放置24小时。然后将带有聚合物的网格从广口瓶中取出并在120℃的烘箱中干燥30分钟,并对网格再次进行称量以计算样品质量。使用以下等式将聚合物的凝胶化不溶性部分计算为凝胶重量百分比(“凝胶重量%”):
测试方法2:固体百分比的测定
对测试材料的样品(0.5g至2.0g)进行称量,并放置于小型铝制开口容器中,并保持在大约105℃的对流烘箱(以商品名“SYMPHONY”得自宾夕法尼亚州拉德诺的VWR公司(VWRCorporation,Radnor,PA))中过夜以得到干燥的样品。测定并记录干燥的样品的重量。通过蒸发的单体的测定重量损失,计算转化为聚合物的单体的量并将该量表示为重量百分比(重量%)。
测试方法3:特性粘度(“IV”)的测定
本文中报道的特性粘度(“IV”)通过本领域的技术人员已知的常规方法来得到。使用单浴稀溶液聚合物粘度计(以商品名“MINIPV-X”得自宾夕法尼亚州斯泰特科利奇的佳能仪器公司(Cannon Instrument Co.,State College,PA))在受控水浴中在27℃处获得IV,以测量10mL聚合物溶液(0.3g/dL溶于乙酸乙酯的聚合物溶液)的流动时间。所遵循的测试工序和所用的装置详细描述于《聚合物科学教科书》,F.W.Billmeyer,Wiley-Interscience,第二版,1971年,第84和85页(Textbook of Polymer Science,F.W.Billmeyer,Wiley-Interscience,Second Edition,1971,Pages 84and 85)中。
测试方法4:GPC分析
将大约50mg聚合物固体放置于10mL THF(用250ppm BHT稳定)中。将样品在机械振荡器(以商品名E6010.00得自密歇根州贝尔维尔的埃伯巴赫公司(Eberbach Corporation,Belleville,MI))上低速混合大约三小时以得到聚合物溶液。所有聚合物溶液均运行通过0.45微米注射器过滤器,并通过凝胶渗透色谱法(“GPC”)进行分析。GPC由泵、色谱柱和检测器组成。色谱柱和检测器如下文所述。泵以商品名“AGILENT 1100HPLC”得自加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦科技公司(Agilent Technologies,Santa Clara,CA)。样品以一式两份制备和分析,并报告两个值的平均值。
GPC设备和条件:
样品:50μL,以5mg/mL进样,四氢呋喃稳定样品通过0.45微米膜进行过滤
流动相:稳定的四氢呋喃-UV级(以商品名“EMDOMNISOLV”得自马萨诸塞州伯灵顿的密理博西格玛公司(MilliporeSigma Co.,Burlington,MA));或等同等级
流速:1.0mL/min
检测器:折射率检测器(以商品名“1200SERIES G1362”得自加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦科技公司(Agilent Technologies,Santa Clara,CA))
色谱柱:标称MW范围为500道尔顿至107道尔顿的两个色谱柱(以商品名“PLGEL10MICRON MIXED-B”得自加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦科技公司(AgilentTechnologies,Santa Clara,CA))和标称MW范围为200道尔顿至400,000道尔顿的一个色谱柱(以商品名“PLGEL 5MICRON MIXED-D”得自安捷伦科技公司(Agilent Technologies))。所有色谱柱均为7.8mm×300mm。色谱柱保持在40℃处。
标准:聚苯乙烯,窄分散性;范围6.035×106至580Mp;(三阶多项式拟合)以商品名“EASICAL PS-1”得自加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦(Agilent,SantaClara,CA)
注射器过滤器类型:0.45微米PTFE
缩写:
Mw=重均分子量
Mn=数均分子量
Mz=Z-均分子量
多分散性=Mw/Mn,该数字与分布曲线的宽度有关
比较例CE1和实施例2至6:具有最小凝胶含量的高分子量聚合物的制备和分析
对于每个实施例,使用表1中列出的量(按基于异构体混合物A和AA的总重量的重量份计)遵循“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,以得到比较例(CE-1)和五个实施例(Ex.2-6))。
表1.具有不同量HDDA的组合物
对CE-1和实施例2至6中的每个进行GPC分析。结果汇总于表2中。
表2.GPC分析
实施例 | Mw | Mn | Mz | 多分散性 |
CE-1 | 8.96E+05 | 1.46E+05 | 2.78E+06 | 6.15 |
2 | 8.27E+05 | 2.00E+05 | 2.40E+06 | 4.15 |
3 | 8.77E+05 | 2.08E+05 | 2.72E+06 | 4.23 |
4 | 9.39E+05 | 2.02E+05 | 2.93E+06 | 4.66 |
5 | 1.04E+06 | 1.96E+05 | 3.47E+06 | 5.30 |
6 | 1.13E+06 | 2.12E+05 | 3.74E+06 | 5.33 |
对CE-1和实施例2至6中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表3中。
表3.凝胶含量和特性粘度
实施例 | IV | 凝胶重量% |
CE-1 | 1.247 | 6.7+/-1.2 |
2 | 1.294 | 0.04+/-0.06 |
3 | 1.399 | 0.04+/-0.06 |
4 | 1.383 | 0.10+/-0.03 |
5 | 1.519 | 0.4+/-0.3 |
6 | 1.686 | 5.8+/-2.7 |
实施例7至10:具有最小凝胶含量且特性粘度大于1.8的高分子量聚合物的制备和
分析
实施例根据“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是起始材料以及它们的量(按基于IOA、MA和AA的总重量的重量份计)如表4中所示。
表4.产生大于1.8的特性粘度的聚合物的组成
对实施例7至10中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表5中。
表5.所产生的IOA/MA/AA聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
7 | 1.877 | 0.21+/-0.01 |
8 | 1.835 | 0.39+/-0.20 |
9 | 2.221 | 0+/-0 |
10 | 2.053 | 0.52+/-0.32 |
实施例11至12:包含具有最小凝胶含量的IOA的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于IOA和AA的总重量的重量份计)如表6中所示。
表6.铜(II)对含IOA制剂的作用
对实施例7至10中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表7中。
表7.所产生的IOA/AA聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
11 | 1.667 | 41.6+/-0.8 |
12 | 1.635 | 1.5+/-0.9 |
实施例13至16:由各种Cu(II)源制成的具有最小凝胶含量的高分子量聚合物的制
备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于异构体混合物A和AA的总重量的重量份计)如表8中所示。
表8.替代性铜(II)源的作用
对实施例13至16中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表9中。
表9.使用各种铜(II)源产生的聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
13 | 1.440 | 12.2+/-1.6 |
14 | 1.383 | 0.10+/-0.03 |
15 | 1.552 | 0.10+/-0.15 |
16 | 1.437 | 2.18+/-0.19 |
实施例17至22:紫外光固化的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于异构体混合物A和AA的总重量的重量份计)如表10中所示。
表10.为评估实施例的紫外光固化效率而制备的样品
对存在和不存在(2-乙基己酸)铜的材料的紫外光固化进行研究。将表10中的材料样品在双螺杆挤出机中在160℃处配混三分钟。使用落锤锻模将所得的热熔物涂覆于有机硅剥离衬片上。模具和挤出机的挤出温度保持在160℃处。挤出的样品以3密耳(76微米)厚度进行涂覆。随后将样品层合到PET膜(以商品名“HOSTAPHAN 3SAB”得自南卡罗来纳州格里尔的三菱聚酯薄膜公司(Mitsubishi Polyester Film,Inc.,Greer,SC))上,并如表11中所示使用紫外光熔合灯和H灯泡在多个UV-C剂量处进行固化。对在给定UV-C辐射处固化的实施例17至22中的每个进行凝胶含量测量。测量凝胶重量%,并将结果汇总于表11中。
表11.UV-C固化产生的凝胶含量
实施例23至26:电子束固化的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于IOA、MA和AA的总重量的重量份计)如表12中所示。
表12.为评估实施例的电子束固化效率而制备的样品
对材料的电子束固化进行研究。将表12中的材料样品在双螺杆挤出机中在160℃处配混。使用落锤锻模将所得的热熔物涂覆于有机硅剥离衬片上。模具和挤出机的挤出温度保持在160℃处。挤出的样品以3密耳(大约76微米)厚度进行涂覆。随后将样品层合到PET膜(以商品名“HOSTAPHAN 3SAB”得自南卡罗来纳州格里尔的三菱聚酯薄膜公司(Mitsubishi Polyester Film,Inc.,Greer,SC))上,并使用电子束发生装置以各种电子束剂量进行固化。对实施例23至26中的每个进行凝胶含量测量。电子束剂量和凝胶重量%结果汇总于表13中。
表13.电子束固化后的凝胶含量
实施例27至29:包含烯烃链转移剂的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于IOA、MA和AA的总重量的重量份计)如表14中所示,并且制剂中另外包含不饱和烃。
表14.包含烯烃链转移剂的制剂
对实施例27至29中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表15中。
表15.包含烯烃链转移剂的聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
27 | 1.835 | 0.39+/-0.20 |
28 | 1.671 | 0.04+/-0 |
29 | 1.528 | 0.06+/-0.03 |
实施例30至32:包含醇链转移剂的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于IOA、MA和AA的总重量的重量份计)如表16中所示,并且添加作为链转移剂的醇。
表16.包含醇链转移剂的制剂
对实施例30至32中的每个进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表17中。
表17.包含醇链转移剂的聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
30 | 1.835 | 0.39+/-0.20 |
31 | 1.883 | 1.67 |
32 | 1.648 | 2.32 |
实施例33至34:包含增粘剂的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于异构体混合物A和AA的总重量的重量份计)如表18中所示,并且ArkonP125作为增粘剂添加至混合物中。
表18.包含增粘剂的制剂
据发现,甚至在存在铜盐和增粘剂两者的情况下,实施例33也完全聚合。对实施例33进行凝胶含量和特性粘度(“IV”)测量。结果汇总于表19中。
表19.在存在增粘剂的情况下产生的聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
33 | 0.773 | 1.24+/-0.19 |
将实施例34的一部分(100克)在单螺杆挤出机中在160℃处与Arkon P-125(20克)一起配混三分钟。使用落锤锻模将所得的热熔物涂覆于有机硅剥离衬片上。模具和挤出机的挤出温度保持在160℃处。挤出的样品以3密耳(76微米)厚度进行涂覆。观察到材料是均质的。
实施例35至36:包含增塑剂的高分子量聚合物的制备和分析
实施例按照“‘100%固体’或‘本体’聚合物的制备”的一般工序来进行,不同的是材料的量(按基于异构体混合物A和AA以及PLURONIC 25R4或CARBOWAX 750的总重量的重量份计)如表20中所示。CARBOWAX 750作为反应性增塑剂添加,并且PLURONIC 25R4作为官能化增塑剂添加。
表20.包含增塑剂的制剂
对每个样品进行凝胶含量和IV测量,IV和凝胶重量%结果汇总于表21中。
表21.在存在增塑剂的情况下产生的聚合物的IV和凝胶含量
实施例 | IV | 凝胶重量% |
35 | 0.565 | 0.33+/-0.64 |
36 | 1.550 | 16.22+/-3.09 |
将实施例34的一部分(100克)在单螺杆挤出机中在160℃处与PLURONIC 25R4(20克)一起配混三分钟。使用落锤锻模将所得的热熔物涂覆于有机硅剥离衬片上。模具和挤出机的挤出温度保持在160℃处。挤出的样品以3密耳(76微米)厚度进行涂覆。观察到材料是均质的。
比较例CE-37至CE-40:在存在Cu(II)盐的情况下制备的溶液聚合物
溶液聚合方法:使用表22中所示的相对量(按基于异构体混合物A、AA和IBOA的总重量的重量份计),在250ml琥珀色瓶中添加异构体混合物A、AA、(2-乙基己酸)铜、HDDA和Vazo 67。
表22.溶液聚合制剂
实施例 | 异构体混合物A | AA | IBOA | Vazo 67 | (2-乙基己酸)铜 |
CE-37 | 85 | 5 | 10 | 0.20 | 0 |
CE-38 | 85 | 5 | 10 | 0.20 | 0.06 |
CE-39 | 85 | 5 | 10 | 0.20 | 0.12 |
CE-40 | 85 | 5 | 10 | 0.20 | 0.24 |
将乙酸乙酯(100g)添加至瓶中,该量足以在反应后产生大约50%的固体。将瓶中的内容物充分混合,并通过将恒定的氮气流鼓泡通过溶液两分钟来脱气。然后将瓶密封,并在65℃水浴中聚合24小时。在24小时后,取出瓶子并通过测定单体转化率百分比和IV值来分析所得的溶于溶液的聚合物。结果汇总于表23中。
表23.溶剂中产生的聚合物的分析结果
实施例 | IV | 转化率% |
CE-37 | 0.833 | 98.76% |
CE-38 | 0.665 | 98.96% |
CE-39 | 0.534 | 98.10% |
CE-40 | 0.414 | 94.93% |
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下,应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制,本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。
Claims (23)
1.一种预粘合剂组合物,所述预粘合剂组合物包含:
混合物,所述混合物包含:
(a)50重量份至100重量份的第一可聚合组分,所述第一可聚合组分包含至少一种非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中所述烷基包括1至20个碳原子;和
(b)0重量份至50重量份的第二可聚合组分,所述第二可聚合组分包含与所述(甲基)丙烯酸酯不同的能够与组分(a)共聚的至少一种改性单体,其中(a)+(b)的总和为100重量份;
能够溶于所述混合物的过渡金属络合物;以及
有效量的聚合引发剂。
2.根据权利要求1所述的预粘合剂组合物,其中所述第一可聚合组分选自由以下各项组成的组:(甲基)丙烯酸伯烷基酯、(甲基)丙烯酸仲烷基酯以及它们的组合。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的预粘合剂组合物,其中第一可聚合组分烷基包括1至18个碳原子。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的预粘合剂组合物,其中所述第二可聚合组分选自由以下各项组成的组:丙烯酸、n-乙烯基吡咯烷酮以及它们的组合。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的预粘合剂组合物,其中所述过渡金属络合物包含铜。
6.根据权利要求5所述的预粘合剂组合物,其中所述过渡金属络合物选自由以下各项组成的组:2-乙基己酸铜(II)、乙酸铜(II)、乙酰丙酮酸铜(II)、三氟乙酸铜(II)以及它们的组合。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的预粘合剂组合物,其中所述聚合引发剂包括Norish I型光引发剂。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的预粘合剂组合物,其中相对于(a)+(b)的总和,聚合引发剂的有效量为0.05重量%至1重量%。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的预粘合剂组合物,所述预粘合剂组合物还包含添加剂,所述添加剂选自由以下各项组成的组:增粘剂、增塑剂以及它们的组合。
10.一种聚合材料,所述聚合材料包含根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的预粘合剂组合物。
11.根据权利要求10所述的聚合材料,其中如通过测试方法2所测定,所述第一可聚合组分和所述第二可聚合组分向所述聚合材料的转化率大于99%。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的聚合材料,其中如通过测试方法1所测定,所述聚合材料在乙酸乙酯中的溶解度大于95%。
13.根据权利要求10至权利要求12中任一项所述的聚合材料,其中如通过测试方法4所测定,所述聚合材料的Mz为200万至400万,并且如通过测试方法3所测定,所述聚合材料的特性粘度为1.2至2.3。
14.根据权利要求10至权利要求13中任一项所述的聚合材料,所述聚合材料还包含添加剂,所述添加剂选自由以下各项组成的组:交联剂、链转移剂、增粘剂、增塑剂、可膨胀聚合物微球以及它们的组合。
15.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述交联剂在紫外光下发生反应。
16.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述交联剂在电子束辐射下发生反应。
17.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述链转移剂不包含硫醇官能团。
18.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述链转移剂包含仲醇。
19.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述链转移剂包含不饱和烃。
20.根据权利要求14所述的聚合材料,其中所述增塑剂不包含丙烯酸酯官能团。
21.一种压敏粘合剂,所述压敏粘合剂包含根据权利要求10至权利要求20中任一项所述的聚合材料。
22.一种结构粘合剂,所述结构粘合剂包含根据权利要求10至权利要求20中任一项所述的聚合材料。
23.一种条带,所述条带包含根据权利要求10至权利要求20中任一项所述的聚合材料。
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