DE112010003180T5 - Haftklebstoff aus einem Gemisch von nicht-halogeniertemPolyisobutylen und thermoplastischem Elastomer - Google Patents

Haftklebstoff aus einem Gemisch von nicht-halogeniertemPolyisobutylen und thermoplastischem Elastomer Download PDF

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Abstract

Haftklebstoffe mit gemischten Mehrphasen werden beschrieben. Die Klebstoffe schließen eine erste Phase, die mindestens ein nicht-halogeniertes Polyisobutylen-Material enthält, und eine zweite Phase ein, die ein thermoplastisches Elastomer umfasst. Beispiele der thermoplastischen Elastomere schließen Polyolefine, Styrol-Blockcopolymere, Acrylpolymere und Siliconpolymere ein. Vernetzte Klebstoffe, einschließlich der durch aktinische Strahlung vernetzten, sind auch beschrieben. Die Klebegegenstände, die solche Klebstoffe einschließen, sind ebenfalls beschrieben.

Description

  • Fachgebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Klebstoffe, die ein Gemisch von nicht halogeniertem Polyisobutylen und einem Elastomer enthalten. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch Klebegegenstände, wie Bänder, die solche gemischte Klebstoffe einschließen.
  • Hintergrund
  • Haftklebstoffe (PSA) sind eine wichtige Gruppe von Substanzen. Wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, weisen PSA-Zusammensetzungen die folgenden Eigenschaften auf: (1) deutliche und permanente Klebkraft, (2) Anhaften mit nicht mehr als Fingerdruck, (3) ausreichende Fähigkeit, an dem anhaftenden Gegenstand zu halten und (4) ausreichende kohäsive Festigkeit, um sauber von dem anhaftenden Gegenstand entfernbar zu sein. Im Allgemeinen weisen PSA deutliche und permanente Klebkraft auf und haften mit leichtem Druck, z. B. nicht mehr als Fingerdruck, an einem Substrat. Obwohl in einigen Fällen die Klebkraft des PSA an den anhaftenden Gegenstand die kohäsive Festigkeit des PSA übersteigen kann, woraus sich ein Auftrennen des Klebstoffs ergibt, weisen PSA häufig ausreichende kohäsive Festigkeit auf, um sauber von dem anhaftenden Gegenstand entfernbar zu sein. Zusätzlich erfordern PSA typischerweise kein Nachhärten (z. B. Wärme- oder Strahlungshärtung nach Aufbringen des PSA auf den anhaftenden Gegenstand), um ihre maximale Bindungsfestigkeit zu erreichen. Eine große Reihe von chemischen Zusammensetzungen der PSA ist verfügbar, einschließlich z. B. Systeme auf Acryl-, Kautschuk- und Siliconbasis.
  • In den letzten Jahren gab es eine signifikante Zunahme der Verwendung von Kunststoffen, vulkanisierten Kautschuken und thermoplastischen Vulkanisaten („TPV”) auf dem Sektor von Kraftfahrzeugen, Geräten und Elektronik. Im Allgemeinen kombinieren diese Materialien die erwünschten Eigenschaften von vulkanisiertem Kautschuk mit der leichten Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Kunststoffen. Jedoch erfordert ein Binden an diese und andere Substrate mit geringer Oberflächenenergie häufig Grundieren der Substratoberfläche vor Binden mit einem Haftklebstoff („PSA”). Das Grundier-Verfahren kann teuer und arbeitsintensiv sein und kann Umweltprobleme mit sich bringen.
  • Polyisobutylen („PIB”) wurde in einer Reihe von Anwendungen, einschließlich als eine Komponente von Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis, verwendet.
  • Zusammenfassung
  • Kurz, in einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung einen Haftklebstoff bereit, der eine erste Phase und eine zweite Phase umfasst. Die erste Phase umfasst ein nicht halogeniertes Polyisobutylen. Die zweite Phase umfasst ein thermoplastisches Elastomer. In einigen Ausführungsformen umfasst das thermoplastische Elastomer ein oder mehrere eines Olefin-Polymers, eines Styrol-Blockcopolymers, eines Acrylpolymers und eines Siliconpolymers. In einigen Ausführungsformen ist das Olefin-Polymer ein nicht polares Olefin-Polymer. In einigen Ausführungsformen umfasst das Olefin-Polymer ein Olefin-Blockcopolymer.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Phase ein Gemisch eines ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 100.000 Gramm pro Mol und eines zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 10.000 Gramm pro Mol und nicht mehr als 100.000 Gramm pro Mol, wobei das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mindestens 2:1 beträgt und das Verhältnis der Gewichtsprozente des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu den Gewichtsprozenten des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials in dem Haftklebstoff mindestens 1:1 beträgt.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Phase ferner ein drittes Polyisobutylen-Material. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eines der Polyisobutylen-Materialien ein Homopolymer von Isobutylen. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Phase ferner mindestens einen Bestandteil eines multi-funktionellen Acrylat-Vernetzungsmittels und eines Klebrigmachers.
  • In einigen Ausführungsformen sind die erste Phase und die zweite Phase cokontinuierlich. In anderen Ausführungsformen ist die erste Phase kontinuierlich und die zweite Phase ist diskontinuierlich und in der ersten Phase dispergiert.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Haftklebstoff z. B. durch aktinische Strahlung vernetzt.
  • In einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Offenbarung Klebegegenstände bereit, z. B. einseitig-beschichtete und doppelseitig-beschichtete Bänder, die die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung und ein Substrat enthalten. Beispiele für Substrate schließen Papiere, Folien und Schäume ein, einschließlich jener, die z. B. polymere Substanzen und Metalle umfassen.
  • Die vorstehende Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung ist nicht zum Beschreiben jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gedacht. Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind auch in der nachstehenden Beschreibung dargestellt. Andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und aus den Patentansprüchen erkennbar.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 veranschaulicht ein Beispiel eines Klebegegenstands gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist ein TEM Bild des Polyisobutylen-Materials von Vergleichsbeispiel CE-6.
  • 3 ist ein TEM Bild eines Beispiels eines Haftklebstoffs gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die Beispiel EX-15 entsprechen.
  • 4 ist ein TEM Bild eines Beispiels eines Haftklebstoffs gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die Beispiel EX-15A entsprechen.
  • 5 ist ein TEM Bild eines Beispiels eines Haftklebstoffs gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die Beispiel EX-16 entsprechen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die Haftklebstoffe der vorliegenden Offenbarung schließen zwei Phasen ein. Die erste Phase umfasst ein Polyisobutylen-Material, insbesondere ein nicht-halogeniertes Polyisobutylen-Material. Die zweite Phase umfasst ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Im Allgemeinen sind das thermoplastische Elastomer und das Polyisobutylen-Material in ausreichendem Maße nicht kompatibel, so dass, wenn sie vermischt werden, sie im Wesentlichen unvermischbar sind. Das ergibt das gewünschte System getrennter Phasen der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Polyisobutylen-Material” auf ein oder mehrere Polyisobutylen-Homopolymere, ein oder mehrere Polyisobutylen-Copolymere oder ein Gemisch davon. Die Copolymere können Blockcopolymere oder statistische Copolymere sein.
  • Klebstoffe auf Basis von halogeniertem Polyisobutylen wurden verwendet. Typischerweise sind halogenierte Polyisobutylene erforderlich, um solche Zusammensetzungen zu vernetzen, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften (z. B. Ablösung und Scherung) zu erhalten, die für einen Haftklebstoff (PSA) erforderlich sind. Jedoch stellt die Verwendung von halogenierten Materialien Umweltprobleme dar und kann zur Korrosion und anderen Formen der Zersetzung beitragen. Zusätzlich werden die Systeme typischerweise mit Peroxid gehärtet, was in einigen Anwendungen unerwünscht sein kann.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben überraschenderweise festgestellt, dass, wenn sie mit einem nicht kompatiblen thermoplastischen Elastomer vermischt werden, nicht-halogenierte Polyisobutylene zum Bilden von PSA mit akzeptablen mechanischen Eigenschaften verwendet werden können. Diese Eigenschaften können weiter durch Vernetzen verstärkt werden, welches nicht auf das Vorhandensein von halogenierten Gruppen oder Peroxidhärtung angewiesen ist, z. B. eine Vernetzung kann durch aktinische Strahlung (z. B. UV-Licht oder Bestrahlung mit Elektronenstrahl) erreicht werden.
  • In einigen Ausführungsformen ist das Polyisobutylen-Material ein Homopolymer von Isobutylen. In einigen Ausführungsformen kann das Polyisobutylen-Material ein Copolymer sein, das Isobutylen-Wiederholungseinheiten umfasst. Typischerweise werden mindestens 70 Gewichtsprozent, mindestens 75 Gewichtsprozent, mindestens 80 Gewichtsprozent, mindestens 85 Gewichtsprozent oder mindestens 90 Gewichtsprozent des Polyisobutylen-Copolymers aus den Isobutylen-Wiederholungseinheiten gebildet. Beispiele der Copolymere schließen Isobutylen ein, das mit Isopren copolymerisiert ist.
  • Polyisobutylen-Materialien mit niedrigem Molekulargewicht wurden als Weichmacher mit einer Reihe von elastomeren Substanzen, einschließlich thermoplastischen Styrol-Blockcopolymers-Elastomeren, verwendet. Im Allgemeinen weisen solche Polyisobutylen-Materialien ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von nicht mehr als 10.000 Gramm pro Mol, z. B. nicht größer als 5.000 Gramm pro Mol oder sogar nicht größer als 2.000 Gramm pro Mol auf. Solche Materialien mit niedrigem Molekulargewicht sind mit mindestens einer Phase des thermoplastischen Elastomers verträglich und gehen daher keine Phasentrennung ein, wobei die Zweiphasensysteme der vorliegenden Offenbarung gebildet werden.
  • Beispiele der Polyisobutylen-Homopolymere mit niedrigem Molekulargewicht sind im Handel unter der Handelsbezeichnung GLISSOPAL (z. B. GLISSOPAL 1000, 1300 und 2300) von BASF Corp. (Florham Park, NJ) erhältlich. Diese Polyisobutylen-Materialien weisen üblicherweise endständige Doppelbindungen auf und es wird angenommen, dass sie reaktive Polyisobutylen-Materialien sind. Diese Polymere weisen häufig ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 500 bis etwa 2.300 Gramm pro Mol auf. Das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts zu dem Zahlenmittel des Molekulargewichts liegt typischerweise im Bereich von etwa 1,6 bis 2,0.
  • In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst die Polyisobutylenphase mindestens ein Polyisobutylen-Material mit hohem Molekulargewicht, d. h. ein Polyisobutylen-Material mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von größer als 100.000 Gramm pro Mol, z. B. mindestens 200.000 Gramm pro Mol, mindestens 300.000 Gramm pro Mol oder sogar mindestens 400.000 Gramm pro Mol.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Polyisobutylenphase ein Polyisobutylen-Material mit mittlerem Molekulargewicht enthalten, d. h. ein Polyisobutylen-Material mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 10.000 und nicht mehr als 100.000 g/mol. In einigen Ausführungsformen ist das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polyisobutylen-Materials mit mittlerem Molekulargewicht nicht mehr als 80.000 g/mol. In einigen Ausführungsformen beträgt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polyisobutylen-Materials mit mittlerem Molekulargewicht mindestens 30.000 g/mol, z. B. mindestens 50.000 g/mol.
  • Wie hier verwendet sind alle Gewichtsmittel der Molekulargewichte ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts, basierend auf Gelpermeationschromatographie, wenn nicht anders angegeben.
  • Das Polyisobutylen-Material kann ein Polymermaterial mit einem einzelnen Molekulargewichtsbereich einschließen oder kann ein Gemisch von mehreren Polymermaterialien mit jeweils einem unterschiedlichen Molekulargewichtsbereich einschließen. In einigen Ausführungsformen können Gemische von mindestens einem Polyisobutylen-Material mit mittlerem Molekulargewicht und mindestens einem Polyisobutylen-Material mit hohem Molekulargewicht erwünscht sein. Im Allgemeinen werden die Gewichtsmittel der Molekulargewichte der Polyisobutylen-Materialien mit mittlerem und hohem Molekulargewicht so gewählt, dass das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des Polyisobutylen-Materials mit hohem Gewichtsmittel des Molekulargewichts zu dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polyisobutylen-Materials mit mittlerem Gewichtsmittel des Molekulargewichts mindestens 2:1, z. B. mindestens 3:1, mindestens 4:1, mindestens 5:1 oder sogar mindestens 6:1 beträgt.
  • In einigen Ausführungsformen werden die Mengen der Polyisobutylen-Materialien mit mittlerem und hohem Molekulargewicht so gewählt, dass das Gewichtsverhältnis des Polyisobutylen-Materials mit hohem Molekulargewicht zu dem Polyisobutylen-Material mit mittlerem Molekulargewicht in der Zusammensetzung mindestens 1:1, in einigen Ausführungsformen mindestens 1,2:1 oder sogar mindestens 2:1 beträgt. In einigen Ausführungsformen ist das Gewichtsverhältnis des Polyisobutylen-Materials mit hohem Molekulargewicht zu dem Polyisobutylen-Material mit niedrigem Molekulargewicht nicht größer als 8:1, in einigen Ausführungsformen nicht größer als 6:1 oder sogar nicht größer als 4:1.
  • Das Polyisobutylen-Material kann ein Homopolymer, ein Copolymer oder ein Gemisch davon sein. Copolymere können statistische oder Blockcopolymere sein. Blockcopolymere können die Polyisobutylenabschnitte in dem Hauptgerüst, in einer Seitenkette oder in sowohl dem Hauptgerüst als auch einer Seitenkette des Polymer-Materials einschließen. Das Polyisobutylen-Material wird typischerweise durch Polumerisieren von Isobutylen allein oder durch Polymerisieren von Isobutylen und zusätzlich ethylenisch ungesättigten Monomeren in Gegenwart eines Lewis-Katalysators, wie Aluminiumchlorid oder Bortrifluorid, hergestellt.
  • Polyisobutylen-Materialien sind von mehreren Herstellern im Handel erhältlich. Homopolymere sind zum Beispiel unter der Handelsbezeichnung OPPANOL (z. B. OPPANOL B10, B15, B30, B50, B100, B150 und B200) von BASF Corp. (Florham Park, NJ) kommerziell erhältlich. Diese Polymere weisen häufig ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts in dem Bereich von etwa 40.000 bis 4.000.000 Gramm pro Mol auf. Noch andere veranschaulichende Homopolymere sind im Handel von United Chemical Products (UCP) von St. Petersburg, Russland, in einem weiten Bereich an Molekulargewichten erhältlich. Zum Beispiel weisen Homopolymere, die im Handel von UCP unter der Handelsbezeichnung SDG erhältlich sind, ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 35.000 bis 65.000 Gramm pro Mol auf. Homopolymere, die im Handel von UCP unter der Handelsbezeichnung EFROLEN erhältlich sind, weisen ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 480.000 bis etwa 4.000.000 Gramm pro Mol auf. Homopolymere, die im Handel von UCP unter der Handelsbezeichnung JHY erhältlich sind, weisen ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 3.000 bis etwa 55.000 Gramm pro Mol auf. Diese Homopolymere weisen typischerweise keine reaktiven Doppelbindungen auf.
  • Polyisobutylen-Copolymere werden häufig durch Polymerisieren von Isobutylen in Gegenwart einer kleinen Menge eines anderen Monomers, wie zum Beispiel Styrol, Isopren, Guten oder Butadien, hergestellt. Diese Copolymere werden typischerweise aus einem Monomergemisch hergestellt, das mindestens 70 Gewichtsprozent, mindestens 75 Gewichtsprozent, mindestens 80 Gewichtsprozent, mindestens 85 Gewichtsprozent, mindestens 90 Gewichtsprozent oder mindestens 95 Gewichtsprozent Isobutylen, bezogen auf das Gewicht der Monomere in dem Monomergemisch, einschließt. Geeignete Isobutylen/Isopren-Copolymere sind im Handel unter der Handelsbezeichnung EXXON BUTYL (z. B. EXXON BUTYL 065, 068, 268, 269 und 365) von Exxon Mobil Corp. erhältlich. Andere Beispiele der Isobutylen/Isopren-Copolymere sind im Handel von United Chemical Products (St. Petersburg, Russland) erhältlich, wie BK-1675N. Noch andere Beispiele der Isobutylen/Isopren-Copolymere sind im Handel von LANXESS (Sarnia, Ontario, Canada) erhältlich, wie LANXESS BUTYL 301, LANXESS BUTYL 101-3 und LANXESS BUTYL 402. Geeignete Isobutylen/Styrol-Blockcopolymere sind im Handel unter der Handelsbezeichnung SIBSTAR von Kaneka (Osaka, Japan) erhältlich. Diese Materialien sind sowohl als Diblöcke als auch Triblöcke mit Styrol erhältlich, wobei der Styrolgehalt von etwa 15 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Copolymers, variiert.
  • Im Allgemeinen kann die Polyisobutylen enthaltende Phase des Klebstoffs der vorliegenden Offenbarung ein oder mehrere Additive einschließen, die für einen Haftklebstoff typisch sind, einschließlich eines oder mehrerer Klebrigmacher, eines Initiators, eines UV-Absorptionsmittels und eines Antioxidationsmittels.
  • Beispiele der Klebrigmacher schließen Kohlenwasserstoffharze und hydrierte Kohlenwasserstoffharze, z. B. hydrierte cycloaliphatische Harze, hydrierte aromatische Harze oder Kombinationen davon, ein. Geeignete Klebrigmacher sind im Handel erhältlich und schließen z. B. die unter der Handelsbezeichnung ARKON (z. B. ARKON P oder ARKON M) von Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. (Osaka, Japan) erhältlichen; die unter der Handelsbezeichnung ESCOREZ (z. B. ESCOREZ 1315, 1310LC, 1304, 5300, 5320, 5340, 5380, 5400, 5415, 5600, 5615, 5637 und 5690) von Exxon Mobil Corporation, Houston, TX erhältlichen; und die unter der Handelsbezeichnung REGALREZ (z. B. REGALREZ 1085, 1094, 1126, 1139, 3102 und 6108) von Eastman Chemical, Kingsport, TN erhältlichen ein.
  • Der Initiator kann ein thermischer Initiator oder ein Photoinitiator sein. Der thermische Initiator ist häufig ein Peroxid, Hydroperoxid oder eine Azoverbindung.
  • In einigen Ausführungsformen kann bevorzugt sein, das System unter Verwendung von aktinischer Strahlung, z. B. ultraviolettes(UV)-Licht oder Elektronenstrahlen, zu härten. Beispiele der Photoinitiatoren, die im ultravioletten Bereich geeignet sind, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Benzoin, Benzoinalkylether, Phenone (z. B. substituierte Acetophenone), Phosphinoxide, polymere Photoinitiatoren und dgl. Im Handel erhältliche Photoinitiatoren schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf die von Ciba Specialty Chemicals unter den Handelsbezeichnungen DAROCUR und IRGACURE erhältlichen, z. B. 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (z. B. DAROCUR 1173); 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (DAROCUR TPO); ein Gemisch von 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (DAROCUR 4265); 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-on (IRGACURE 2959); 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on (IRGACURE 651); ein Gemisch von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon (TRGACURE 1800); ein Gemisch von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid (TRGACURE 1700); 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-on (IRGACURE 907); 1-Hydroxycyclohexylphenylketon (IRGACURE 184); 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanon (IRGACURE 369); und Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid (IRGACURE 819).
  • Andere im Handel erhältliche Photoinitiatoren schließen Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphinat (z. B. im Handel erhältlich von BASF, Charlotte, NC unter der Handelsbezeichnung LUCIRIN TPO-L) und 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (z. B. im Handel erhältlich von BASF, Charlotte, NC unter der Handelsbezeichnung LUCIRTN TPO) und Oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanon] im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung ESACURE ONE von Lamberti S.P.A. Chemical Specialties (Italien) ein.
  • Andere gegebenenfalls vorhandene Additive können zum Beispiel UV-Absorptionsmittel (z. B. Benztriazol, Oxazolsäureamid, Benzophenon oder Derivate davon), UV-Stabilisatoren (z. B. gehinderte Amine oder Derivate davon, Imidazol oder Derivate davon, Stabilisatoren auf Phosphorbasis und Stabilisatoren auf Basis von Schwefelester), Antioxidationsmittel (z. B. gehinderte Phenolverbindungen, Phosphorester oder Derivate davon) einschließen. Beispiele der Antioxidationsmittel können die im Handel von Ciba Specialty Chemicals Incorporated, Tarrytown, NY erhältlichen einschließen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Polyisobutylenphase auch ein Vernetzungsmittel, z. B. ein multifunktionelles Material, einschließen. Die multifunktionellen Materialien weisen typischerweise mehrere (Meth)acryloylgruppen (d. h. Gruppen der Formel H2C=C(R1)-(CO)- auf, wobei R1 Wasserstoff oder Methyl ist) auf. Die multifunktionellen Materialien können ein multifunktionelles (Meth)acrylat, multifunktionelles (Meth)acrylamid oder eine Verbindung sein, die sowohl ein (Meth)acrylamid als auch (Meth)acrylat ist. Geeignete multifunktionelle Materialien sind jene, die die Bildung eines vernetzten Materials ergeben, das mit dem Polyisobutylen-Material und dem klebrigmachenden Harz kompatibel ist.
  • Das multifunktionelle Material ist häufig ein multifunktionelles (Meth)acrylat. Das multifunktionelle (Meth)acrylat weist üblicherweise zwei, drei oder vier (Meth)acryloylgruppen auf. Das multifunktionelle Material kann eines mit geeignetem Molekulargewicht sein und kann zum Beispiel monomere, polymere oder oligomere Materialien einschließen. In einigen Ausführungsformen kann das multifunktionelle (Meth)acrylat die Formel H2C=(R1)-(CO)-O-R2-O-(CO)-(R1)C=CH2 mit zwei (Meth)acryloylgruppen aufweisen. In dieser Formel ist R1 Wasserstoff oder Methyl und R2 ist ein Alkylen, Arylen, Heteroalkylen oder eine Kombination davon.
  • Jedes Alkylen oder Heteroalkylen, das in R2 eingeschlossen ist, kann linear, verzweigt, cyclisch oder eine Kombination davon sein. Das Heteroalkylen kann jedes geeignete Heteroatom einschließen, aber das Heteroatom ist häufig Sauerstoff. In vielen Ausführungsformen ist das multifunktionelle (Meth)acrylat ein Alkylendi(meth)acrylat mit einem Alkylenrest mit mindestens 4 bis 40 Kohlenstoffatomen, 8 bis 40 Kohlenstoffatomen, 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, 6 bis 16 Kohlenstoffatomen, 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder 8 bis 12 Kohlenstoffatomen. Beispiele der Alkylendi(meth)acrylate schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat, 1,9-Nonandioldi(meth)acrylat, 1,10-Decandioldi(meth)acrylat, Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat, Tricyclodecandioldi(meth)acrylat, Cyclohexandimethanoldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat oder hydriertes Polybutadiendi(meth)acrylat.
  • Beispiele der Heteroalkylendi(meth)acrylate schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, wie die im Handel von Sartomer (Exton, Pa) unter der Handelsbezeichnung SR210 (basierend auf einem Polyethylenglycol mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 200 Gramm/mol), SR252 (basierend auf einem Polyethylenglycol mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 400 Gramm/mol) und SR603 (basierend auf einem Polyethylenglycol mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 600 Gramm/mol) erhältlichen.
  • Geeignete multifunktionelle (Meth)acrylate mit drei (Meth)acryloylgruppen schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Trimethylolpropantri(meth)acrylat. Geeignete oligomere Materialien schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Urethanacrylat-Oligomere.
  • Zusätzlich zu der Polyisobutylen-enthaltenden Phase schließen die PSA der vorliegenden Offenbarung eine zweite Phase ein, die ein thermoplastisches Elastomer umfasst. Der Begriff „thermoplastisches Elastomer” ist auf dem Fachgebiet allgemein bekannt. Im Allgemeinen ist ein thermoplastisches Elastomer („TPE”), das manchmal als ein thermoplastischer Kautschuk bezeichnet wird, ein Material, das sowohl elastomere als auch thermoplastische Eigenschaften zeigt.
  • Typischerweise umfasst ein TPE sowohl einen harten (z. B. kristallin oder mit hoher Glasübergangstemperatur (Tg)) Teil als auch einen weichen (z. B. niedriger Tg) Teil. Der harte Teil trägt zu dem thermoplastischen Verhalten bei, wie bei erhöhten Temperaturen erweichen die harten Teile, und stellt mit dem weichen Teil ein schmelzfließfähiges Gemisch bereit, das in typischen Heißschznelzbeschichtungs-Anwendungen (z. B. Extrusion) verarbeitet werden kann. Das weiche Segment, das auch bei geringerer Temperatur, z. B. Raumtemperatur, biegsam bleibt, stellt die elastomeren Eigenschaften des TPE bereit.
  • Beispiele der TPE schließen Blockcopolymere (z. B. statistische Blockcopolymere) und Pfropfcopolymere ein, in denen die harten und weichen Teile in einem einzelnen Copolymer kombiniert sind. In einigen Ausführungsformen umfassen die TPE ein Gemisch von harten und weichen Komponenten. In noch anderen Ausführungsformen können Additive mit niedrigem Molekulargewicht, z. B. Weichmacher, zum Verringern der Tg und „Erweichen” von einigen Blöcken eines Copolymers verwendet werden, wobei sie die harten und weichen Segmente ergeben, die für ein TPE typisch sind.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das thermoplastische Elastomer ein Olefin-Polymer. In einigen Ausführungsformen können die nicht-polaren olefinischen thermoplastischen Elastomere erwünscht sein. In einigen Ausführungsformen ist das nicht-polare olefinische TPE ein Olefm-Copolymer. Beispiele der Copolymere schließen Copolymere von Ethylen und einem α-Olefin, z. B. 1-Buten und 1-Octen, ein. Im Handel erhältliche Olefin-Copolymere schließen die unter der Handelsbezeichnung ENGAGE (z. B. ENGAGE 8400, B401, B402, B407 und B411) von Dow Chemical Co. erhältlichen ein. In einigen Ausführungsformen ist das Olefin-Copolymer ein Olefin-Blockcopolymer, wie Ethylen-α-Olefin-Blockcopolymere. Beispiele der α-Olefine schließen z. B. 1-Octen ein. Im Handel erhältliche Olefin-Blockcopolymere schließen die unter der Handelsbezeichnung INFUSE (z. B. INFUSE D9000.05, D9100.05, D9007.15, D9107.15, D9500.05, D9507.15, DP9530.05, D9807.15 und D9817.15) von Dow Chemical Company erhältlichen ein.
  • Andere nicht-polare, olefinische TPE schließen statistische Ethylen-Propylen-Copolymere (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere (EPDM) ein. Im Handel erhältliche EPM schließen die unter der Handelsbezeichnung VISTALON (z. B. VISTALON 404, 403, 706, 722, 785 und 805) von ExxonMobil Chemical Co., erhältlichen ein. Im Handel erhältliche EPDM schließen die unter der Handelsbezeichnung VISTALON (z. B. VISTALON 1703P, 2504, 2504N, 2605B, 3666, 3666B, 3702, 3708, 5601, 7001, 7500, 7800P, 8731, 6505, 8600, 8700, 8800 und 9500) von ExxonMobil Chemical Co. erhältlichen ein.
  • In einigen Fällen können polare olefinische TPE akzeptabel sein. Beispiele der polaren olefinischen TPE schließen Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenvinylacetatpolymere (z. B. BYNEL 1123, 1124, 30E670, 30E671, 30E753, 30E783, 3101, 3126, 3810, 3860, 3861, E418, 3930 und 39E660 von E. I. du Pont de Nemours and Company), Ethylenacrylatharze (z. B. BYNEL 2002, 2022, 21E533, 21E781, 21E810, 21E830, 22E757, 22E780 und 22E804 von E. I. du Pont de Nemours and Company) ein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das thermoplastische Elastomer ein Styrol-Blockcopolymer. d. h. ein Blockcopolymer, umfassend mindestens ein hartes Styrolsegment und mindestens ein weiches Elastomersegment, sein. Beispiele der styrolischen Blockcopolymere schließen Styrol-Isopren-Styrol (SIS), Styrol-Butadien-Styrol (SBS), Styrol-Ethylen/Butadien-Styrol (SEBS) und Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol-Blockcopolymere ein. Im Handel erhältliche Styrol-Blockcopolymere schließen die unter der Handelsbezeichnung KRATON von Kraton Polymers LLC. erhältlichen, einschließlich z. B. KRATON D SBS und SIS Blockcopolymere; und KRATON G SEBS und SEPS Copolymere, ein. Zusätzliche im Handel erhältliche Styrol-di- und -triblockcopolymere schließen die unter den Handelsbezeichnungen SEPTON und HYBAR von Kuraray Co. LTD. erhältlichen und die unter der Handelsbezeichnung VECTOR von Dexco Polymers LP erhältlichen ein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das thermoplastische Elastomer ein Acrylpolymer sein. In einigen Ausführungsformen umfasst das Acrylpolymer das Reaktionsprodukt von mindestens einem Acryl- oder Methacrylester von nicht-tertiärem Alkylalkohol und gegebenenfalls mindestens einem copolymerisierten verstärkenden Monomer. In einigen Ausführungsformen umfasst die Acrylklebstoffzusammensetzung mindestens etwa 70 Teile, in einigen Ausführungsformen, mindestens etwa 80 Teile, mindestens etwa 90 Teile, mindestens etwa 95 Teile oder sogar etwa 100 Teile mindestens eines Acryl- oder Methacrylesters eines nicht tertiären Alkylalkohols. In einigen Ausführungsformen umfasst die Acrylklebstoffzusammensetzung nicht mehr als etwa 30 Teile, in einigen Ausführungsformen nicht mehr als etwa 20 Teile, nicht mehr als etwa 10 Teile, nicht mehr als etwa 5 Teile und sogar nicht mehr als 1 Teil mindestens eines copolymersierten verstärkenden Monomers. In einigen Ausführungsformen schließt die Acrylklebstoffzusammensetzung kein copolymerisiertes verstärkendes Monomer ein.
  • In einigen Ausführungsformen enthält der nicht-tertiäre Alkylalkohol 4 bis 20 Kohlenstoffatome, z. B. 4 bis 8 Kohlenstoffatome. Beispiele der Acrylsäureester schließen Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Butylacrylat, Isobornylacrylat und Kombinationen davon ein. Beispiele der Methacrylsäureester schließen die Methacrylatanaloga dieser Acrylsäureester ein. In einigen Ausführungsformen ist das copolymerisierte verstärkende Monomer aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Carboxyethylacrylat, N,N'-Dimethylacrylamid, N,N'-Diethylacrylamid, Butylcarbamoylethylacrylat und Kombinationen davon ausgewählt.
  • In einigen Ausführungsformen kann das thermoplastische Elastomer ein Siliconpolymer, z. B. ein Siliconhaftklebstoff, sein. Im Allgemeinen wurden Silicon-Haftklebstoffe durch eine Kondensationsreaktion zwischen einem Polymer oder Gummi und einem klebrigmachenden Harz gebildet. Das Polymer oder Gummi ist typischerweise ein Poly(diorganosiloxan)-Material mit endständigem Silanol mit hohem Molekulargewicht, z. B. Poly(dimethylsiloxan) mit endständigem Silanol („PDMS”) oder Poly(dimethylmethylphenylsiloxan). Das klebrigmachende Harz ist typischerweise eine dreidimensionale Silicatstruktur mit endständigen Trimethylsiloxygruppen. Zusätzlich zu den endständigen Silanolresten des Polymers oder Gummis kann das klebrigmachende Harz auch restliche Silanolfunktionalität einschließen.
  • Im Allgemeinen kann jedes bekannte klebrigmachende Harz verwendet werden, z. B. in einigen Ausführungsformen können klebrigmachende Silicatharze verwendet werden. In einigen veranschaulichenden Klebstoffzusammensetzungen können mehrere klebrigmachene Silicatharze verwendet werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Geeignete klebrigmachende Silicatharze schließen jene Harze ein die aus folgenden Struktureinheiten M (d. h. einwertigen R'3SiO1/2 Einheiten), D (d. h. zweiwertigen R'2SiO2/2 Einheiten), T (d. h. dreiwertigen R'SiO3/2 Einheiten) und Q (d. h. quaternären SiO4/2 Einheiten) und Kombinationen davon bestehen. Typische veranschaulichende Silicatharze schließen klebrigmachende MQ Silicatharze, klebrigmachende MQD Silicatharze und klebrigmachende MQT Silicatharze ein. Diese klebrigmachenden Silicatharze weisen üblicherweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 100 bis 50.000 g/mol, z. B. 500 bis 15.000 g/mol, auf und im Allgemeinen sind die Reste R' Methylgruppen.
  • Beispiele der im Handel erhältlichen Silicon PSA, die sowohl ein Siliconpolymer als auch ein klebrigmachendes Harz enthalten, schließen die von Dow Corning erhältlichen ein, einschließlich z. B. 7355, 7358, 7657, Q2-7406, Q2-7566 und Q2-7735. Im Handel erhältliche Silicon PSA schließen auch die von Momentive Performance Materials, Inc., erhältlichen ein, einschließlich PSA529, PSA590, PSA595, PSA610, PSA6537A, PSA750, PSA910, PSA915, PSA518, PSA6574, PSA6574-200 und PSA6574A, ein.
  • In einigen Ausführungsformen können die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung vernetzt sein, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Überraschenderweise können in einigen Ausführungsformen die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung auch im Abwesenheit von Halogengruppen am Polyisobutylen-Material vernetzt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Klebstoff durch aktinische Strahlung vernetzt werden. In einigen Ausführungsformen können die Klebstoffe durch ultraviolettes(UV)-Licht vernetzt werden. In einigen Ausführungsformen können die Klebstoffe durch Strahlung eines Elektronenstrahls vernetzt werden.
  • Die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung können in einem weiten Bereich von Anwendungen verwendet werden, in dem Haftklebstoffe verwendet werden können. Insbesondere können in einigen Ausführungsformen die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung zum Binden an Substrate mit geringer Oberflächenenergie, wie EPDM und Siliconkautschuk, geeignet sein.
  • Die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung können mit einem Substrat kombiniert werden, um eine Reihe von typischen Klebegegenständen, z. B. einfach- und doppeltbeschichtete Bänder und laminierende Klebstoffe zu bilden. Im Allgemeinen können laminierende Klebstoffe entweder einen freien Klebstofffilm oder eine Klebeschicht, eingebettet in einen Träger, z. B. einem gewebten oder Vlies-Gitterstoff, umfassen. Solche Produkte können durch Aufbringen (z. B. Beschichten, Gießen oder Extrudieren) des Klebstoffs auf eine Trennlage und Trocknen und/oder Härten des Klebstoffs gebildet werden.
  • Die Klebstoffe der vorliegenden Offenbarung können auch auf eine oder beide Seiten eines Substrats aufgebracht werden, wobei ein einfach- oder doppelt-beschichtetes Band gebildet wird. Jedes bekannte Substrat, einschließlich Ein- und Mehrschichtsubstrate, umfassend ein oder mehrere von Papier, Polymerfolie und Metall (z. B. Metallfolie) können verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schichten des Substrats ein Schaum sein. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide Klebstoffschichten direkt an das Substrat gebunden sein. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide Klebstoffschichten indirekt an das Substrat gebunden sein. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Zwischenschichten (z. B. Primerschichten) zwischen dem Substrat und der Klebstoffschicht dazwischengelagert werden.
  • Ein Beispiel eines Klebegegenstands gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist in 1 gezeigt. Der Klebegegenstand 100 umfasst ein Substrat 10 und eine erste Klebeschicht 20, die direkt an die erste Oberfläche 11 des Substrats 10 gebunden ist. Der Klebegegenstand 100 schließt auch eine zweite Klebeschicht 30 (die unabhängig aus dem Klebstoff der ersten Klebeschicht ausgewählt sein kann) indirekt gebunden an die zweite Oberfläche 12 des Substrats 10 über eine dazwischengelagerte Primerschicht 40 gebunden ein. Eine gegebenenfalls vorhandene Trennlage 50 ist an die Oberfläche der zweiten Klebstoffschicht 30 gegenüber dem Substrat 10 gebunden. In einigen Ausführungsformen kann der Klebegegenstand 100 selbst gewickelt sein, so dass die erste Klebstoffschicht 20 die Seite der Trennlage 50 gegenüberliegend der zweiten Klebstoffschicht 30 kontaktiert. In einigen Ausführungsformen kann eine zweite Trennlage (nicht gezeigt) auf die erste Klebstoffschicht 20 gegenüberliegend dem Substrat 20 aufgebracht werden.
  • Beispiele. Die folgenden, nicht-einschränkenden Beispiele beschreiben weiter beispielhafte Klebstoffe und Klebegegenstände der vorliegenden Offenbarung, sowie beispielhafte Verfahren zur Herstellung solcher Klebstoffe und Klebegegenstände. Alle Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
  • Die in den folgenden Beispielen verwendeten Materialien sind in den nachstehenden Tabellen zusammengefasst. Verschiedene nicht-halogenierte Polyisobutylen-Materialien sind in Tabelle 1A bereitgestellt. Verschiedene Elastomere sind in Tabelle 1B aufgeführt. In der Herstellung der Beispiele verwendete Additive sind in Tabelle 1C beschrieben. Verschiedene Filme und Substrate sind in Tabelle 1D aufgeführt. Schließlich sind mehrere im Handel erhältliche Bänder in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 1A: Nicht-halogenierte Polyisobutylen-Materialien
    Material ID Beschreibung Hersteller
    BUTYL 268 B268 Ein Copolymer von Isobutylen und Isopren mit einer Ungesättigtheit von 1,70 mol% and einer Mooney-Viskosität von 51 (ML 1 + 8 (125°C)) und von dem angenommen wird, dass es ein Molekulargewicht von 450.000 Gramm/mol aufweist, im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichumg EXXON BUTYL 268 Exxon Mobil Corporation, Houston, TX
    OPPANOL B15 B15 Polyisobutylenelastomer mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von etwa 75.000 Gramm/mol BASF Corporation, Florham Park, NJ
    GLISSOPAL G1000 G1000 Polyisobutylen, viskose, ölige Flüssigkeit mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von etwa 1.000 Gramm/mol und einer molaren Masseverteilung Mw/Mn = 1,6. BASF Corporation, Florham Park, NJ
    Tabelle 1 B: Elastomere
    Material ID Beschreibung Hersteller
    KRATON G1651 KG1651 Hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer mit einem Styrolgehalt von 33 Gew.-% Kraton Polymers U.S. LLC, Houston, TX
    KRATON G1657 KG1657 Hydriertes Styrol-Butadien-Copolymer mit einem Styrolgehalt von 13 Gew.-% Kraton Polymers U.S. LLC, Houston, TX
    KRATON D1340 KD1340 Styrol/Isopren-Blockcopolymer mit einem Styrolgehalt von 9 Gew.-%, wie für Polymer B in Tabelle 2 von U.S.-Pat. Nr. 5,296,547 (Nestegard et al.) beschrieben Kraton Polymers U.S. LLC, Houston, TX
    ENGAGE 8842 ENGAGE Ein Copolymer von Ethylen/Octen mit ultraniedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 1 (190°C, 2,16 kg), g/10 min, gemäß ASTM D 1238) The Dow Chemical Company, Midland, MI
    INFUSE D9807.15 INFUSE Ein Polyolefin-Blockcopolymer mit alternierenden Blöcken von harten (in hohem Maße steifen) und weichen (in hohem Maße elastomeren) Segmenten mit einem Schmelzindex von 15 (190°C, 2,16 kg), g/10 min, gemäß ASTM D 1238) The Dow Chemical Company, Midland, MI
    Tabelle 1C: Additive
    Material ID Beschreibung Hersteller
    ESCOREZ 1310 LC ES1310 Ein klebrigmachendes Kohlenwasserstoffharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 1350 Gramm/mol, einem Erweichungspunkt von 95°C und einer Glasübergangstemperatur von etwa 45°C Exxon Mobil Corporation, Houston, TX
    REGALREZ R1085 Klebrigmachendes Kohlenwasserstoffharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1000 Gramm/mol Eastman Chemical, Kingsport, TN
    SR351H TMPTA Trimethylpropan-Triacrylat; ein trifunktionelles Acrylatmonomer mit geringer Viskosität mit einem Molekulargewicht von 296 Sartomer, Exton, PA, USA
    Triazin TZ 2,4-Bis(trichlormethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-sym-triazin, als Vernetzungsmittel verwendet 3M Company, St. Paul, MN
    DAROCUR TPO TPO 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid; Schmelzpunkt 88–92°C; als Photoinitiator verwendet Ciba Specialty Chemicals Incorporated, Tarrytown, NY
    IRGACURE 2959 I-2959 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-on; als Photoinitiator verwendet Ciba Specialty Chemicals Incorporated, Tarrytown, NY
    IRGANOX 1076 I-1076 Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat; ein sterisch gehindertes phenolisches Antioxidationsmittel mit einem Schmelzpunkt von 50–55°C Ciba Specialty Chemicals Inocorporated, Tarrytown, NY
    Tabelle 1D: Filme und Substrate
    Material Beschreibung Quelle
    EPDM Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk der Klasse M mit einer Durometer-Härte von 60, mit einem Maß von 5,1 × 12,7 × 0,15 cm (2 × 5 × 0,059 in); erhältlich als EPDM, Teil Nr. RZW07-015 Zatkoff Seals & Packings, Warren, MI
    SANTOPRENE Natürliches Santoprene 201-55, ein thermoplastisches Vulkanisat von Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk der Gruppe M (EPDM) und Polypropylen; mit einem Maß von 5,1 × 12,7 × 0,21 cm (2 × 5 × 0,084 in.); erhältlich als Teil Nr. RZW07-016 Zatkoff Seals & Packings, Warren, MI
    Edelstahl SS, 304, 18° Edelstahl, hell getempertes Finish ChemInstruments, Incorporated, Fairfield, OH
    Siliconkautschuk Orange-rote Siliconkautschukplatte mit einer Dicke von 1,6 mm (1/16 inch) und einer Durometer-Härte von 60A; erhältlich als Teil Nr. 8632K922 McMaster Carr, Chicago, IL
    MITSUBISHI Polyester-Rückseitenfilm Ein chemisch behandelter klarer Polyesterfilm mit einer Dicke von 50 Mikrometer (0,002 inch); erhältlich als HOSTAPHAN 3SAB anhaftbarer Siliconfilm. Mitsubishi Polyester Film, Incorporated, Greer. SC
    LOPAREX Trennlage Eine mit Fluorsilicon beschichtete Trennlage, erhältlich als REXAM Nr. 20987. Loparex North America Incorporated, Bedford Park, IL
    Tabelle 2: Im Handel erhältliche Bänder
    Material ID Beschreibung Quelle
    3MTM Transfer-Klebeband 6035PC 3MTM 6035PC Ein Transfer-Klebeband mit einem Acrylhaftklebstoff auf einer Seite einer mehrfachbeschichteten Kraftpapierdecklage mit einer Klebstoffdicke von 0,13 mm (0,005 inch) und einer Decklagedicke von 0,11 mm (0,0042 inch) 3M Company, St. Paul, MN
    ADCHEM 5000M Doppelseitig-beschichtetes Band ADCHEM 5000M Ein doppelseitig beschichtetes Allzweck-Bandprodukt mit einem Klebstoff auf Kautschukbasis und einem 0,013 mm (0,0005 inch) dicken Polyesterträger. Adchem Corporation, Riverhead, NY
    ADCHEM 5944M Doppelseitigbeschichtetes Band ADCHEM 5944M Ein doppelseitig beschichtetes Band mit einem Klebstoff auf Kautschukbasis auf einer Seite eines 0,013 mm (0,0005 inch) dicken Polyesterträgers und einem Acrylklebstoff auf der gegenüberliegenden Seite Adchem Corporation, Riverhead, NY
  • Testverfahren
  • Test der Haftfestigkeit bei 90° Abziehwinkel. Eine Beurteilung der Abziehhaftfestigkeit bei einem Winkel von 90° wurde wie in ASTM Internationalem Standard, D3330, Verfahren F mit einer 1,3 cm × 20 cm (1/2 inch × 8 inch) Testprobe unter Verwendung eines IMASS SP-200 Gleit/Abziehtesters (erhältlich von IMASS, Inc., Accord, MA) bei einer Abziehgeschwindigkeit von 305 mm/Minute (12 inch/Minute) durchgeführt. Die Proben wurden an die Testplatten durch Abrollen der Bänder mit einer 2,0 kg (4,5 lb) Gummiwalze unter Verwendung von 4 Durchläufen angehaftet. Die Testplatten schlossen EPDM, SANTOPRENE („SP”) und Siliconkautschuk („S-R”) ein. Die Ablösetests wurden nach einer 24 ständigen Quellzeit in einem Raum mit kontrollierter Umgebung auf der Testplatte durchgeführt, wenn nicht anders angegeben. Die mittlere Abzieh-Haftkraft, die erforderlich war, um das Band von der Platte zu entfernen, wurde in Unzen gemessen und wird in Newton/Dezimeter (N/dm), basierend auf 3 Proben ausgedrückt.
  • Test der Statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Beurteilung der statischen Scherfestigkeit wurde wie im ASTM internationalen Standard, D3654, Verfahren A beschrieben, mit einer 1,3 cm × 2,5 cm (1/2 in. × 1 in.) Testprobe und einer 1000 g Last durchgeführt. Die Testplatten waren aus Edelstahl („SS”). Die Zeit bis zum Bruch in Minuten wurde aufgezeichnet. Wenn kein Bruch nach 10.000 Minuten beobachtet wurde, wurde der Test beendet und ein Wert von 10.000+ Minuten aufgezeichnet.
  • Alle Mengen sind als Gewichtsprozent angegeben, wenn nicht anders vermerkt.
  • Beispiele 1–10 und Vergleichsbeispiele 1–4
  • Proben wurden durch Kombinieren eines hydrierten Styrol-Butadien-Copolymer-Elastomers (KG1651 oder KG 1657) mit Gemischen von nicht-halogenierten Polyisobutylenen (B268, B15 und G1000) hergestellt. Die Proben schlossen auch einen Klebrigmacher (R-1085) ein. Die Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 (CE-1) und der Beispiele 1 bis 8 (EX-1 bis EX-8) sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3: Zusammensetzungen von Vergleichsbeispiel 1 und der Beispiele 1 bis 8.
    Gewichtsprozent
    Bsp. Elastomeradditiv Elastomeradditiv B268 B15 G1000 R-1085 I-1076
    CE-1 KG1651 0,0 44,8 10,0 0,0 44,8 0,5
    EX-1 KG1651 52 366 10,5 0,0 47,1 0,5
    EX-2 KG1651 10,5 31,4 10,5 0,0 47,1 0,5
    EX-3 KG1657 15,7 26,2 10,5 0,0 47,1 0,5
    EX-4 KG1657 20,9 20,9 10,5 0,0 47,1 0,5
    EX-5 KG1657 5,2 36,6 0,0 10,5 47,1 0,5
    EX-6 KG1657 10,5 31,4 0,0 10,5 47,1 0,5
    EX-7 KG1657 15,7 26,2 0,0 10,5 47,1 0,5
    EX-8 KG1657 20,9 20,9 0,0 10,5 47,1 0,5
  • Lösungsmittelbeschichtungsverfahren. Für jede Probe wurden alle Bestandteile in ein Glasgefäß gegeben und Toluol wurde zugegeben, wobei eine Lösung von 20% bis 40% an Feststoffen erhalten wurde. Das Gefäß wurde mit einer Kappe verschlossen und auf eine Rollvorrichtung zum Mischen über Nacht gegeben. Die Klebstofflösung wurde dann auf die behandelte Seite der MITSUBISHI PET Filmrückseite unter Verwendung eines 15,2 cm (6 in.) breiten Rakelbeschichters beschichtet. Der Beschichtungsabstand wurde eingestellt, um so einen Klebstoff mit einer Dicke von 0,051 mm (0,002 inch) oder 0,13 mm (0,005 inch) nach Trocknen in einem Ofen bei 71°C (160F) für 10 bis 15 Minuten bereitzustellen. Die Klebstoffseite des erhaltenen Bandgegenstands wurde mit einer Trennlage bedeckt und in einem Raum mit kontrollierter Umgebung (23°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit) bis zur Untersuchung gelagert.
  • Jede Probe wurde gemäß dem Test der Haftfestigkeit bei 90° Abziehwinkel unter Verwendung von sowohl EPDM als auch SANTOPRENE als Substrate untersucht. Jede Probe wurde auch gemäß der Test der statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit unter Verwendung von Edelstahl als das Substrat untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 4: Scherfestigkeit und Ablösefestigkeit für Vergleichsbeispiel 1 und Beispiele 1 bis 8.
    Beispiel Scherfestigkeit Edelstahl (min.) Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTORENE (N/dm)
    CE-1 46 45 77
    EX-1 79 49 85
    EX-2 175 43 60
    EX-3 1062 39 56
    EX-4 6205 39 28
    EX-5 23 50 54
    EX-6 36 52 40
    EX-7 64 42 44
    EX-8 2763 38 30
  • Beispiele 9–10 und Vergleichsbeispiel 2.
  • Proben wurden durch Kombinieren eines Styrol/Isopren-Blockcopolymerelastomers (KD1340) mit Gemischen von nicht-halogenierten Polyisobutylenen (B268 und G1000) hergestellt. Die Proben schlossen auch einen Klebrigmacher (ES1310) ein. Die Zusammensetzungen von Vergleichsbeispiel 2 und den Beispielen 9 und 10 sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Die Proben wurden gemäß dem Lösungsmittelbeschichtungsverfahren hergestellt. Die Proben wurden gemäß dem Test der Haftfestigkeit bei 90° Abziehwinkel (EPDM und SANTOPREN) und der statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit (Edelstahl) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Tabelle 5: Zusammensetzungen von Vergleichsbeispiel 2 und den Beispielen 9 und 10.
    Gewichtsprozent
    Beispiel Polymeradditiv Polymeradditiv B268 G1000 ES1310 I-1076
    CE-2 KD1340 0,0 39,8 14,9 44,8 0,5
    EX-9 KD1340 10,0 29,9 10,0 49,8 0,5
    EX-10 KD1340 19,9 19,9 10,0 49,8 0,5
    Tabelle 6: Scher- und Abziehfestigkeit für Vergleichsbeispiele 2–4 und Beispiele 9 und 10.
    Beispiel Scherfestigkeit Edelstahl (min.) Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTOPRENE (N/dm)
    CE-2 6 63 51
    EX-9 35 59 35
    EX-10 2299 43 28
  • Beispiele 11–16 und Vergleichsbeispiele 3–6.
  • Proben wurden durch Kombinieren eines Elastomers mit Gemischen von nicht-halogenierten Polyisobutylenen (B268 und B15) hergestellt. Die Proben schlossen auch einen Klebrigmacher (ES1310), ein trifunktionelles Acrylatmonomer (TMPTA) und ein sterisch gehindertes Phenolantioxidationsmittel (I-1076) ein.
  • Das für die Beispiele 11 und 16 verwendete Elastomer war ein Copolymer mit ultrageringer Dichte von Ethylen/Octen (ENGAGE 8842). Das in den Beispielen 12 und 15 verwendete Elastomer war ein Polyolefinblockcopolymer (INFUSE D9807.15). Ein Acrylpolymer, hergestellt wie nachstehend beschrieben, wurde als das Elastomer in den Beispielen 13 und 14 verwendet. Die Vergleichsbeispiele CE-3 bis CE-6 schlossen das Gemisch von nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materialien ein, schlossen aber nicht ein thermoplastisches Elastomeradditiv ein. Die Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 3–6 und Beispiele 11–16 sind in Tabelle 7 zusammengefasst. Tabelle 7: Zusammensetzung der Vergleichsbeispiele 5 bis 7 und Beispiele 11 bis 16.
    Polymeradditiv Gewichtsprozent
    Bsp. Art Gew.-% B268 B15 ES1310 TMPTA I-1076
    CE-3 - - 59,4 9,9 29,7 0,0 1,0
    CE-4 - - 49,5 9,9 39,6 0,0 1,0
    CE-5 - - 39,6 9,9 49,5 0,0 1,0
    EX-11 ENGAGE 9,9 39,6 9,9 39,6 0,0 1,0
    EX-12 INFUSE 9,9 39,6 9,9 39,6 0,0 1,0
    EX-13 Acrylisch 11,9 35,6 9,9 39,6 2,0 1,0
    EX-14 Acrylisch 6,9 40,6 9,9 39,6 2,0 1,0
    CE-6 - - 52,4 28,6 14,3 3,5 1,0
    EX-15 INFUSE 14,3 44,9 24,5 12,3 3,0 0,8
    EX-16 ENGAGE 14,3 44,9 24,5 12,3 3,0 0,8
  • Zusätzlich zu den in Tabelle 7 aufgeführten Materialien schloss Beispiel EX-15 ferner 0,16 Gewichtsprozent eines Photoinitiators (I-2959) ein. Ähnlich schlossen Vergleichsbeispiel CE-6 und Beispiel EX-16 ferner 0,16 Gewichtsprozent eines Photoinitiators (TPO) ein.
  • Herstellung des Acrylpolymers der Beispiele EX-13 und EX-14.
  • Zwei Platten eines wärmeschweißbaren 0,0635 mm (0,0025 inch) dicken Ethylenvinylacetatfilms mit 6% Vinylacetatgehalt (VA24, von Consolidated Thermoplastics Co. von Schaumburg, IL) wurden an den seitlichen Kanten und dem Boden einer Flüssigkeits-Form-, Füll und Siegelvorrichtung wärmegeschweißt, wobei ein rechteckiges Rohr mit einer Abmessung von 3,175 cm (1,25 inch) Breite gebildet wurde. Das Rohr wurde dann mit einer Zusammensetzung, umfassend 47,75 Gramm 2-Ethylhexylacrylat (2-EHA), 47,75 Gramm Butylacrylat (BA) und 4,5 Gramm Acrylsäure (AA) gefüllt. Die Zusammensetzung schloss ferner 0,20 Teile Benzildimethylketal-Photoinitiator (IRGACURE 651 von Ciba Geigy) pro 100 Teile des gesamten Monomers („PHR”), 0,02 PHR Isothioglycolat (IOTG), 0,4 PHR IRGANOX 1076 und 0,2 PHR para-Acryloxybenzophenon ein. Das gefüllte Rohr wurde dann an der Spitze und an periodischen Intervallen entlang der Länge des Rohrs in Querrichtung heißgesiegelt, wobei einzelne Beutel mit einem Maß von 3,175 cm mal 3,175 cm mal etwa 0,356 cm Dicke gebildet wurden, die jeweils 1,9 Gramm der Zusammensetzung enthielten. Die Beutel wurden in ein Wasserbad gegeben, das zwischen etwa 21°C und 32°C gehalten wurde, und ultravioletter Strahlung mit einer Intensität von etwa 2 mW/cm2 für etwa 8,33 Minuten ausgesetzt, um die Zusammensetzung zu härten. Die Strahlung wurde von Lampen mit etwa 90% der Emissionen zwischen 300 und 400 Nanometer (nm) und einer Spitzenemission bei 351 nm zugeführt. Der erhaltene Beutelklebstoff wurde zum Herstellen von Klebegegenständen der Erfindung unter Verwendung eines Heißschmelzverfahrens verwendet.
  • Vermischverfahren. Für die Vergleichsbeispiele CE-4 bis CE-6 und Beispiele EX-11 bis EX-16 wurde das B268 Polyisobutylen-Material zu Krümelform gemahlen, um Einbringen und weiteres Vermischen zu erleichtern. Um den B268 Kautschuk zu mahlen, wurden zuerst Ballen des Materials zu Brocken unter Verwendung eines RITEZ PREBREAKER, Modell PB-24-H3L241, erhältlich von Hosokawa Micron Ltd., Runcorn, Chesire, U.K., gebrochen. Die Brocken wurden dann in einen PALLMAN GRINDER, Modell PS 4-5FWG2, erhältlich von Pallmann Pulverizers Co., Inc. Clifton, NJ, eingebracht. Talk wurde zu dem Mahlwerk unter Verwendung einer ACRISON Modell 105Z-C Einbringvorrichtung, erhältlich von Acrison, Inc., Moonachie, NJ, gegeben. Talk wurde zum Erleichtern des nachfolgenden Einbringens und Verhindern des Zusammenklebens von Brocken zugegeben. Der zugegebene Tal war MISTRON Vapor Densified Talc, erhältlich von Luzenac American Inc., Grand Island, NE. Der Überschuss an Talk wurde dann unter Verwendung einer KASON, Modell K40.1.BT.CS Siebtrennvorrichtung, erhältlich von Kason Corporation, Millburn, New Jersey, entfernt.
  • Extrusionsbeschichtungsverfahren. Diese Zusammensetzungen wurden auf die behandelte Seite des MITSUBISHI PET Films mit einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 3,05 Meter/Minute (10 Fuß/Minute) unter Verwendung eines corotierenden Doppelschneckenextruders (TSE) (Modell ZSK 30, erhältlich von Werner & Pfleiderer, Ramsey, NJ) mit einem 30 nm Durchmesser einem Verhältnis von 36 zu 1 Länge zu Durchmesser und 12 Durchlassabschnitten unter Einbringen in eine 15,2 cm (6 inch) breite Rotationsstabdüse beschichtet. Die Durchsatzrate war 4,53 kg/Std. (10 lbs/Std.) und die Schneckengeschwindigkeit betrug 450 Upm. Die Temperaturen der Durchlasszonen wurden wie in Tabelle S gezeigt eingestellt. Das B15 Material wurde in das TSE unter Verwendung eines 5,08 cm BONNOT Extruders (erhältlich von Bonnot Company, Uniontown, Ohio), eingestellt auf 121°C (250 F) eingebracht. Wenn verwendet, wurde das Acrylpolymer-Additiv auch unter Verwendung eines BONNOT-Extruders eingebracht. Ein Bandgegenstand mit einer Dicke der Klebeschicht von 0,13 mm (0,005 inch) wurde erhalten. Die Klebstoffseite des erhaltenen Bandgegenstands wurde mit einer Testlage bedeckt und in einem Raum mit kontrollierter Umgebung bis zum Test gelagert. Tabelle 8: Zusammenfassung der Extruderbedingungen.
    Zone Einstelltemperatur Anmerkungen
    1 21°C (70°F) B268, Polymeradditiv (außer acrylisches Polymer), ES1310, I-1076 wurden unter Verwendung einer Einbringvorrichtung mit Dosierdifferenzialwaage eingebracht
    2 82°C (180°F) Stickstoff-Spülgas
    3 82°C (180°F)
    4 260°C (500°F) B15 unter Verwendung eines auf 121°C (250 F) eingestellten BONNOT-Extruders eingebracht
    5 260°C (500°F)
    6 260°C (500°F) Acrylisches Polymer (wenn verwendet) wurde unter Verwendung eines auf 121°C (250 F) eingestellten Extruders eingebracht
    7 260°C (500°F)
    8 260°C (500°F) TMPTA unter Verwendung einer peristaltischen Pumpe eingebracht
    9–12 260°C (500°F)
    Flansch 260°C (500°F)
  • Vergleichsbeispiel CE-6A entspricht Vergleichsbeispiel 6 und die Beispiele EX-15A und EX-16A entsprechen den Beispielen EX-15 bzw. EX-16. Jedoch wurden diese Proben nach Beschichten mit dem MITSUBISHI PET Film mit Elektronenstrahl-Strahlung in einer Stickstoffatmosphäre mit einer Dosis von 4 Mrad bei 300 keV unter Verwendung eines ELECTROCURTAIN CB-200 Elektronenstrahlsystems, erhältlich von Energy Sciences, Incorporated, Wilmington, MA behandelt.
  • Die Vergleichsbeispiele CE-3 bis CE-5 und Beispiele EX-11 bis EX-14 wurden gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel (EPDM und SANTOPREN) und dem Test der statischen Scherfestigkeit bei 23°C 150% relativer Luftfeuchtigkeit (Edelstahl) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9A zusammengefasst. Tabelle 9A: Ergebnisse für Vergleichsbeispiele CE-3 bis CE-5 und Beispiele EX-11 bis EX-14.
    Bsp. Scherfestigkeit Edelstahl (min.) Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTOPRENE (N/dm)
    CE-3 28 63 50
    CE-4 33 58 87
    CE-5 30 48 66
    EX-11 54 67 99
    EX-12 70 68 101
    EX-13 75 49 92
    EX-14 72 58 87
  • Ähnlich wurden Vergleichsbeispiel CE-6 und Beispiele EX-15 und EX-16 gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel (EPDM und SANTOPREN) und dem Test der statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit (Edelstahl) untersucht und die Ergebnisse mit ihren entsprechenden mit Elektronenstrahl behandelten Proben, d. h. Vergleichsbeispiel CE-6A und Beispiele EX-15A bzw. EX-16A verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9B zusammengefasst. Tabelle 9B: Ergebnisse für Vergleichsbeispiele CE-6 und CE-6A und Beispiele EX-15, ES-15A, EX-16 und EX-16A.
    Bsp. Scherfestigket Edelstahl (min.) Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTOPRENE (N/dm)
    CE-6 18 90 35
    CE-6A (a) 78 41 35
    EX-15 37 85 79
    EX-15A (a) 4708 56 79
    FX-16 55 55 – (b)
    FX1-6A (a) 875 49 39
    (a) Elektronenstrahldosis von 4 Mrad.
    (d) Bruch der Zwei-Bindungen; daher überstieg die Haftbindung zwischen dem SANTORPENE anhaftenden Gegenstand die Bindung zwischen EX-16 und der PET Rückseite der Testprobe.
  • Beispiele 17–19 und Vergleichsbeispiele 7 und 8.
  • Vergleichsbeispiel 7 (CE-7) war eine 25 Gew.-% Feststoff enthaltende Lösung von Polyisobutylenklebstoff, hergestellt durch Kombinieren von 14,5 Gew.-% ES1310 Klebrigmacher, 2,9 Gew.-% TMPTA trifunktionellem Acrylatmonomer, 0,1 Gew.-% TZ Triazinvernetzungsmittel und 0,5 Gew.-% I-1076 Antioxidationsmittel mit einem Gemisch von nicht-halogenierten Polyisobutylenen (67,6 Gew.-% B268 und 14,5 Gew.-% B15).
  • CE-8 war ein wie folgt hergestelltes Siliconpolymer. Eine Peroxidlösung wurde durch Zugabe von 3,0 g Peroxidpaste (SID 3352.0 von Gelest), 7,2 g Toluol und 1,8 g MEK hergestellt. Die Paste enthielt 50% Dichlorbenzoylperoxid und 50% Siliconflüssigkeit. Die erhaltene Peroxidlösung wies 25% Feststoffe mit einem 80:20 Gewichtsverhältnis von Toluol:MEK auf. 100 g Q2-7735 Siliconpolymer (Dow Corning Corporation, Midland, MI) (56% Feststoffe), 58,6 g Toluol und 2,24 g der Peroxidlösung wurden in einem Behälter kombiniert. Das ergab eine Lösung, die 0,5 Gew.-% (bezogen auf Feststoffe) von aktivem Dichlorbenzoylperoxid mit einem endgültigen Feststoffgehalt von 35% enthielt. Der Behälter mit dem Gemisch wurde auf eine Behälterrollvorrichtung über Nacht gegeben, wobei ein Siliconpolymer bereitgestellt wurde.
  • Verschiedene Gemische von (i) einer nicht-halogenierten Polyisobutylenzusammensetzung (CE-7) und (ii) einem Siliconpolymer (CE-8) wurden kombiniert, wobei die Beispiele 17 bis 19 (siehe Tabelle 10) bereitgestellt wurden. Die Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden auf der behandelten Seite einer 50 Mikrometer (0,002 inch) dicken MTTSUBISHI PET Folie kerben-rakelbeschichtet und getrocknet. Der Beschichtungsabstand wurde eingestellt, um einen Klebstoff mit einer Dicke von 0,051 mm (0,002 inch) nach Trocknen in einem Druckluftofen bei 150°C (302°F) für 5 Minuten bereitzustellen. Der Klebstoff des erhaltenen Bands mit PET-Rückseite wurde dann auf den LOPAREX Trennfilm unter Verwendung von zwei Durchläufen einer 2 kg Gummiwalze laminiert, wobei ein Bandgegenstand erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde nach Entfernen der schützenden Trennlage eine erste Probe jedes Bandgegenstands einer UV-Strahlung unter Verwendung einer ultravioletten Härtungslampe (Modell # 14998, erhältlich von UVEXS Corp. Sunnyvale, CA) mit 11,0 Meter pro Minute (36 Fuß/min.) ausgesetzt, um eine Dosis von 100 mJ/cm2 in einem Wellenlängenbereich von 320 bis 390 nm bereitzustellen. Eine Lichtmessvorrichtung (UV POWER PUCK, Serie 2405, erhältlich von EIT, Sterling, VA) wurde zum Kalibrieren der Strahlungsdosis verwendet. Eine zweite Probe jedes Bandgegenstands wurde mit UV auf ähnliche Weise mit den folgenden Änderungen bestrahlt: eine Dosis von 200 ml/cm2 und eine Liniengeschwindigkeit von 7,3 Meter pro Minute (24 Fuß/min) wurden verwendet. Die erhaltenen Bandgegenstände wurden wieder mit dem LOPAREX Trennfilm bedeckt und in einem Raum mit kontrollierter Umgebung bis zum Test gelagert.
  • Die Proben wurden gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel unter Verwendung des EPDM-Substrats und dem Test der statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit (Edelstahl) untersucht. Die Proben wurden auch unter Verwendung des Siliconkautschuk(S-R)-Substrats gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel untersucht, außer dass man sie 72 Stunden und nicht 24 Stunden vor der Untersuchung quellen ließ. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 zusammengefasst. Tabelle 10: Testergebnisse für Vergleichsbeispiele 7 und 8 und Beispiele 17 bis 19.
    Mischverhältnis UV-Dosis
    keine keine keine 100 mJ/cm2 200 mJ/cm2
    Bsp CE-7 PIB* CE-8 Silicon Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit S-R (N/dm) Scherfestigkeit Ed.stahl (min.) Scherfestigkeit Ed.stahl (min.) Scherfestigkeit Ed.stahl (min.)
    CE-7 100 0 41 7 93 291 1073
    EX-17 75 25 24 43 406 636 697
    EX-18 50 50 41 41 2264 1846 3689
    EX-19 25 75 63 63 1000+ 5838 7330
    CE-8 0 100 11 51 1000+ 1000+ 10000+
    *PIB = das Polyisobutylen-Material von CE-7
  • Vergleichsbeispiele CE-9 bis CE-11.
  • Die Haftfestigkeit von drei im Handel erhältlichen Bändern wurde gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel mit den folgenden Abwandlungen beurteilt. Für 3M 6035PC (Vergleichsbeispiel CE-9) wurde eine Probe des Übertragungsbands zuerst auf eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,08 mm (0,003 inch) durch Abrollen der Klebstoffseite des Übertragungsbands auf die Folie mit einer 2,0 kg (4,5 lb) Gummiwalze unter Verwendung von 4 Durchgängen laminiert, wonach die Deckschicht entfernt wurde und von dem erhaltenen Klebstoff/Folien-Gegenstand die Ablösefestigkeit beurteilt wurde. Für ADCHEM 5000M (Vergleichsbeispiel CE-10) und ADCHEM 5944M (Vergleichsbeispiel CE-11) wurde der exponierte Klebstoff auf eine Aluminiumfolie auf gleiche Weise wie vorstehend beschrieben laminiert, wonach die Deckschicht entfernt wurde und von dem erhaltenen Klebstoff/Folien-Gegenstand die Ablösefestigkeit beurteilt wurde.
  • Die Proben von kommerziellen Bändern wurden mit sowohl den EPDM als auch SANTOPRENE-Substraten untersucht. Eine Reihe von Proben wurde nach 24 Stunden Quellen bei 23°C untersucht. Eine zweite Reihe von Proben wurde nach 7 Tagen Quellen bei 70°C untersucht. Die Ergebnisse wurden mit den in den Beispielen EX-3, EX-12, EX-13 und EX-14 erhaltenen Ergebnissen verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 gezeigt. Tabelle 11: Ablösehaftung für im Handel erhältliche Bänder und Beispiele 3, 12, 13 und 14.
    Quellen: 24 Stunden bei 23°C Quellen: 7 Tage bei 70°C
    Beispiel Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTOPRENE (N/dm) Abziehfestigkeit EPDM (N/dm) Abziehfestigkeit SANTOPRENE (N/dm)
    CE-9 15 28 4 70
    CE-10 11 20 2 20
    CE-11 33 7 44 44
    EX-3 39 56 97 57
    EX-12 68 101 191 90
    EX-13 49 92 242 78
    EX-14 58 87 221 70
  • Vergleichsbeispiele 12 und 13.
  • Proben wurden durch Kombinieren eines Styrol/Isopren-Blockcopolymers (KD1340) mit einem Polyisobutylen mit niedrigem Molekulargewicht (G1000) hergestellt. Es wird angenommen, dass das Polyisobutylen mit niedrigem Molekulargewicht mit dem Styrol/Isopren-Blockcopolymer kompatibel ist und als Weichmacher in dem erhaltenen Einphasensystem dient. Die Proben schlossen auch einen Klebrigmacher (ES1310) ein. Die Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 12 und 13 sind in Tabelle 12 zusammengefasst, Proben wurden gemäß dem Lösungsmittelbeschichtungsverfahren hergestellt. Die Proben wurden gemäß dem Test der Haftfestigkeit mit 90° Abziehwinkel (EPDM und SANTOPREN) und dem Test der statischen Scherfestigkeit bei 23°C/50% relativer Luftfeuchtigkeit (Edelstahl) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 zusammengefasst. Tabelle 12: Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 12 und 13.
    Gewichtsprozent
    Beispiel Polymeradditiv Polymeradditiv G1000 ES1310 I-1076
    CE-12 KD1340 34,8 10,0 54,7 0,5
    CE-13 KD1340 31,4 10,5 57,6 015
    Tabelle 13: Scher- und Ablösefestigkeit für die Vergleichsbeispiele 11 und 12.
    Scherfestigkeit Abziehfestigkeit Abzichfestigkeit
    Beispiel Edelstahl EPDM SANTOPRENE
    (min.) (N/dm) (N/dm)
    CE-12 10000+ 39 24
    CE-13 10000+ 40 15
  • m Allgemeinen umfasst der Haftklebstoff der vorliegenden Offenbarung zwei Phasen, d. h. die Polyisobutylenphase und die thermoplastische Elastomerphase. In einigen Ausführungsformen sind die zwei Phasen cokontinuierlich. In einigen Ausführungsformen ist die Polyisobutylenphase kontinuierlich und die thermoplastische Elastomerphase umfasst diskrete Phasen, die in der kontinuierlichen Polyisobutylenphase dispergiert sind.
  • Proben von Vergleichsbeispiel CE-6 und Beispiele EX-15, –15A und –16 wurden unter Verwendung von Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) analysiert, um das Verhalten der Phasentrennung der verschiedenen Proben zu bestimmen. Die Proben wurden bei –55 bis –75°C bei einer Schneidgeschwindigkeit von 0,1 mm/s mit einer Zieldicke von 100 nm cryoultramikrogeschnitten. Die Abschnitte wurden auf Raumtemperatur gebracht und unter Heliumgas getrocknet und dann 30 Minuten mit OsO4 Dampf angefärbt. Bilder wurden bei 5000-facher Vergrößerung mit einem JEOL 200CX Transmissionselektronenmikroskop unter Verwendung von Hellfeldabbildung gesammelt.
  • In Bezug auf 2 zeigt die TEM von Vergleichsbeispiel CE-6 nur das Polyisobutylen-Material, d. h. den hellen Bereich und einige isolierte schwarze Bereiche. Die schwarzen Bereiche sind rückständiger Talk, der zu dem Polyisobutylen-Material während des Vermischens zum Unterstützen des Brechens des Materials zu kleineren Brocken zum Unterstützen des Vermischens mit anderen Komponenten der Haftklebstoffe gegeben wurde. Dieser Talk war auch in den Beispielen EX-15 und EX-16 vorhanden.
  • In Bezug auf 3 zeigt die TEM von Beispiel 15 die helle kontinuierliche Polyisobutylen-Phase und die dunklere cokontinuierliche thermoplastische Elastomer-Phase, die dem INFUSE Polyolefinblockcopolymer entspricht. Wieder entsprechen die isolierten schwarzen Bereiche dem Talk. Ähnlich ist 4 eine TEM von Elektronen-Strahl gehärtetem Beispiel 15A. Wieder zeigt das Bild die helle kontinuierliche Polyisobutylen-Phase und die dunklere, cokontinuierliche thermoplastische Elastomerphase, die dem INFUSE Polyolefinblockcopolymer entspricht.
  • In Bezug auf 5 zeigt die TEM von Beispiel EX-16 die helle kontinuierliche Polyisobutylenphase. Diese TEM zeigt auch die dunkleren diskreten thermoplastischen Elastomerphasen, die in der kontinuierlichen Polyisobutylenphase dispergiert sind. Die diskrete dispergierte Phase entspricht dem olefinischen ENGAGE-Copolymer. Wieder entsprechen die isolierten schwarzen Bereiche Talk.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (25)

  1. Ein Haftklebstoff, umfassend eine erste Phase, die ein nicht-halogeniertes Polyisobutylen-Material umfasst und eine zweite Phase, die ein thermoplastisches Elastomer umfasst.
  2. Der Haftklebstoff nach Anspruch 1, wobei das nicht-halogenierte Polyisobutylen-Material ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 100.000 g/Mol aufweist.
  3. Der Haftklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Elastomer ein Olefin-Polymer umfasst.
  4. Der Haftklebstoff nach Anspruch 3, wobei das Olefin-Polymer nicht polar ist.
  5. Der Haftklebstoff nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Olefin-Polymer ein Olefin-Blockcopolymer umfasst.
  6. Der Haftklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Elastomer ein Styrol-Blockcopolymer umfasst.
  7. Der Haftklebstoff nach. Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Elastomer ein Acryl-Polymer umfasst.
  8. Der Haftklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Elastomer ein Silicon-Polymer umfasst.
  9. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das nicht-halogenierte Polyisobutylen ein Copolymer von Polyisobutylen und Isopren umfasst.
  10. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das nicht-halogenierte Polyisobutylen ein Polyisobutylen-Homopolymer umfasst.
  11. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Phase ein Gemisch eines ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 100.000 Gramm pro Mol und eines zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 10.000 Gramm pro Mol und nicht mehr als 100.000 Gramm pro Mol umfasst, wobei das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mindestens 2:1 beträgt und das Verhältnis der Gewichtsprozent des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu den Gewichtsprozent des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials in dem Haftklebstoff mindestens 1:1 beträgt.
  12. Der Haftklebstoff nach Anspruch 11, wobei das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mindestens 4:1 beträgt und wobei und das Verhältnis der Gewichtsprozent des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu den Gewichtsprozent des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials in dem Haftklebstoff mindestens 1,5:1 beträgt.
  13. Der Haftklebstoff nach Anspruch 11, wobei die erste Phase ein Gemisch eines ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 300.000 Gramm pro Mol und eines zweiten nicht-halogenierten Pqolyisobutylen-Materials mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mindestens 30.000 Gramm pro Mol und nicht mehr als 100.000 Gramm pro Mol umfasst, wobei das Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts des zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials mindestens 2:1 beträgt und das Verhältnis der Gewichtsprozent des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials zu den Gewichtsprozent des zweiten nicht-halogenierten Polyiso butylen-Materials in dem Haftklebstoff mindestens 2:1 beträgt.
  14. Der Haftklebstoff nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend ein drittes nicht-halogeniertes Polyisobutylen-Material.
  15. Der Haftklebstoff nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei mindestens eines des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials und der zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materialien ein Copolymer von Isobutylen und Isopren ist.
  16. Der Haftklebstoff nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei mindestens eines des ersten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materials und der zweiten nicht-halogenierten Polyisobutylen-Materialien ein Isobutylen-Homopolymer ist.
  17. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Phase ferner ein multifunktionelles Acrylat-Vernetzungsmittel umfasst.
  18. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Phase und die zweite Phase cokontinuierlich sind.
  19. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Phase kontinuierlich ist und die zweite Phase in der ersten Phase dispergiert ist.
  20. Der Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff vernetzt ist.
  21. Der Haftklebstoff nach Anspruch 20, wobei der Klebstoff durch aktinische Strahlung vernetzt ist.
  22. Ein Klebegegenstand, umfassend ein Substrat und einen ersten Haftklebstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der an einer ersten Hauptoberfläche des Substrats haftet.
  23. Der Klebegegenstand nach Anspruch 22, ferner umfassend einen zweiten Haftklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 21, der an einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche des Substrats haftet.
  24. Der Klebegegenstand nach Anspruch 22 oder 23, wobei das Substrat mindestens eine aus einer Polymerfolie und einer Metallfolie umfasst.
  25. Der Klebegegenstand nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei das Substrat einen Schaumstoff umfasst.
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