DE69823708T2

DE69823708T2 - Klebstoffzusammensetzung enthaltend eine blockcopolymerzusammensetzung und polyphenylenetherharz und ihre produkte

Info

Publication number: DE69823708T2
Application number: DE69823708T
Authority: DE
Inventors: J. James KOBE; J. David YARUSSO
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2018-10-29
Also published as: JP4520639B2; KR20010107933A; DE69823708D1; ES2218864T3; JP2002528593A; WO2000024840A1; EP1151052B1; CA2347306A1; AU1125299A; EP1151052A1; KR100601119B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Haftklebstoffzusammensetzung, die eine Blockcopolymerzusammensetzung mit einem bestimmten Diblockgehalt in Kombination mit einem Polyphenylenoxidharz und einem Klebrigmacher umfasst. Die Klebstoffzusammensetzung erreicht eine Schäladhäsion bei Raumtemperatur zusammen mit einer statischen Scherleistung bei erhöhten Temperaturen, die insbesondere für Anwendungen geeignet sind, bei denen Substrate mit niedriger Oberflächenenergie beteiligt sind, und die Klebstoffzusammensetzung kann als ein Band oder ein Befestigungssystem zur Verwendung in Produkten wie mechanischen Befestigungselementen formuliert werden.
Es existiert ein Bedarf in der Industrie, die Haftung und Leistung bei erhöhten Temperaturen von Produkten (z. B. Spezialbändern, mechanischen Haken- und Ösen-Befestigungselementen und sich selbst vereinigenden mechanischen Befestigungselementen („fastener")) gegenüber Substraten mit niedriger Oberflächenenergie (LSE, low surface energy) zu verbessern. „Substrat mit niedriger Oberflächenenergie" bezieht sich auf Materialien, die im Allgemeinen eine Oberflächenenergie von weniger als etwa 45 mJ/m², typischerweise weniger als 40 mJ/m² oder noch typischer weniger als 35 mJ/m² besitzen. Beispiele für LSE-Substrate schließen einige Pulverbeschichtungen und Polyolefinpolymere, wie Polypropylen (PP), Hochdruck-Polyethylen (LDPE), Niederdruck-Polyethylen (HDPE) und ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE) ein. Die relativ geringen Kosten, verbesserten Eigenschaften und erweiterte Verwendung dieser Polyolefinpolymere hat diesen Bedarf erhöht. Die allgemeine Regel für Klebstoffe lautet, dass es einen Kompromiss zwischen Schäladhäsion und statischer Scherleistung gibt. Es ist insbesondere schwierig, die Kombination von hoher Schäladhäsion bei Raumtemperatur und hoher statischer Scherleistung bei erhöhten Temperaturen zu erreichen. Das Entwerfen eines Haftklebstoffs (PSA), damit er Haftung auf LSE-Substraten aufweist, ist immer eine Herausforderung gewesen. Wesentliche Entwicklungsbemühungen haben sich auf dieses Problem konzentriert. Die Herausforderung war, Produkte und/oder Systeme zu entwickeln, die eine hohe, einheitliche und sofortige Haftung auf LSE-Substraten haben und die eine statische (≥ 70°C (158°F) Scherleistung bei hoher Temperatur haben.
Acrylische Klebstoffe können formuliert werden, so dass sie eine statische Scherleistung bei hoher Temperatur besitzen, haben aber im Allgemeinen schlechte Schäladhäsion an LSE-Substraten. Klebriggemachte acrylische Klebstoffe, insbesondere unpolare Acrylate, wie jene, die im U.S.-Patent 5,638,798 (Bennett et al.) beschrieben sind, besitzen gute Haftung an einigen LSE-Substraten. Allerdings zeigen diese Klebstoffe typischerweise nicht die gewünschte statische Scherleistung bei erhöhten Temperaturen, haben Schwierigkeiten, an HDPE zu haften, und besitzen einen merklichen Acrylatgeruch.
Blockcopolymerklebstoffe können entworfen werden, so dass sie eine gute Haftung auf LSE-Substraten und einen geringen Geruch haben, wie jene, die im U.S.-Patent Nr. 5,453,319 (Gobran) beschrieben sind, aber im Allgemeinen besitzen Blockcopolymerklebstoffe eine schlechte statische Scherleistung bei erhöhten Temperaturen. Die vorstehend angegebene allgemeine Regel für Klebstoffe gilt auch für Blockcopolymerklebstoffe, d. h. je höher die Schäladhäsion bei Raumtemperatur, desto geringer die statische Scherleistung bei erhöhten Temperaturen.
U.S.-Patent Nr. 5,028,646 (Miller et al.) beschreibt einen Blockcopolymerhaftklebstoff, der klebrigmachende Harze und vorzugsweise 2–20 Gewichts-% eines aromatischen (im Wesentlichen Kohlenwasserstoff-)Harz als Endblock verstärkendes Harz enthält, das im Allgemeinen eine Glasübergangstemperatur (Tg) besitzt, die höher ist als die Arbeitstemperatur des Klebstoffs, für wiederverschließbare Windelklebestreifenanwendungen.
Die Zugabe von PPO zu Blockcopolymerklebstoffen, um die Temperaturleistung zu verbessern, ist bekannt. Zum Beispiel offenbaren die U.S.-Patent Nrn. 4,104,323 (Hansen) und 4,141,876 (Hansen) die Zugabe von Polyphenylenether (auch als Polyphenylenoxid („PPO") bekannt) mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts (M_vis) zwischen etwa 6000 und 25 000 Dalton (Da) und einer Glasübergangstemperatur zwischen 170°C und 200°C zu einem Blockcopolymer-PSA, um Schmelzklebstoffzusammensetzungen und Klebebänder mit verbesserter Arbeitstemperaturleistung bereitzustellen. Allerdings erwähnen diese Patente nicht die Haftung an Substraten mit geringer Oberflächenenergie.
WO 90/14396 (Audett) beschreibt Haft- und Schmelzklebstoffzusammensetzungen mit verbesserten Scheradhäsions-Ausfalltemperaturen (SAFT, shear adhesion failure temperature), die ein Blockcopolymer mit mindestens zwei Monoalkenylarylpolymerendblöcken (A) und mindestens einem elastomeren konjugiertes-Dien-Mittelblock (B) umfasst, wobei die Blöcke (A) 8–55 Gewichts-% des Blockcopolymers, etwa 50–200 phr klebrigmachendes Mittelblockharz und 5–50 phr PPO-Polymer mit niedrigem Molekulargewicht umfassen. Das Molekulargewicht (M_vis) des PPO-Polymers beträgt etwa 1000 bis etwa 5000 Da und die Tg beträgt etwa 100°C bis 165°C, vorzugsweise zwischen 140 und 163°C. Diese Anmeldung beschreibt außerdem allgemein einen Bandaufbau, der die Klebstoffzusammensetzung verwendet. Die Verwendbarkeit des Klebstoffs zum Verbinden von LSE-Substraten wird nicht speziell erwähnt, aber es wird berichtet, dass die T-Schäladhäsion bei Raumtemperatur von Polyethylen (PE) an sich selbst mit dem Klebstoff 0,0175 kN/m (0,1 Pfund/Zoll) beträgt.
WO 90/14397 (Audett) beschreibt Klebstoffzusammensetzungen mit verbesserten Schäladhäsions-Ausfallstemperaturen (SAFT), die PPO mit geringem Molekulargewicht, welches demjenigen von WO 90/14396 ähnelt, enthalten. Diese Anmeldung beschreibt außerdem generisch Bandaufbauten, die diese Klebstoffzusammensetzungen verwenden und Substrate, die mit diesen Klebstoffzusammensetzungen beschichtet sind. Für eine Klebstoffformulierung wird eine T-Schäladhäsion von 0,0175 kN/m (0,1 Pfund/Zoll) für PE auf PE als Beispiel angegeben.
WO 97/11997 (Chu) beschreibt die Verwendung eines Polyphenylenoxid-Liefersystems, um die obere Arbeitstemperatur einer A-B-A-Blockcopolymerklebstoffzusammensetzung zu erhöhen. Das Liefersystem umfasst eine Vormischung von etwa 5 bis 45 Gewichtsteilen eines PPO-Harzes mit einer Tg im Bereich von etwa 150 bis etwa 210°C und etwa 1 bis 450 Gewichtsteilen eines B-Block (d. h. eines Mittelblock) kompatiblen Harzes. Diese Anmeldung beschreibt außerdem eine Klebstoffformulierung, die mit dem PPO/Harz-Liefersystem hergestellt wurde. Die Menge an PPO-Harz, die in den Blockcopolymerklebstoff eingebracht wird, reicht von etwa 6 bis 30 Gewichts-% des gesamten Elastomergewichts in der Formulierung. Diese Anmeldung beschreibt auch generisch einen Bandaufbau, der diese Klebstoffzusammensetzung verwendet. Die Haftung an LSE-Substrate wird nicht erwähnt.
U.S.-Patent Nr. 5,412,032 (Hansen) beschreibt lineare Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymere mit einem Gesamtmolekulargewicht von über 280 000 bis zu 520 000 mit niedrigeren Kupplungswirkungsgraden, um Klebstoffzusammensetzungen herzustellen, die fest an schwer zu klebenden Substanzen, wie Haut oder Polyolefinen, zum Beispiel Polyethylen, haften.
Es ist auch bekannt, dass die Verwendung von Blockcopolymeren mit einem zunehmenden Diblockgehalt in PSA-Formulierungen die Klebrigkeit und Schäladhäsion verbessern können, aber im Allgemeinen auf Kosten der Scherleistung.
Es existiert immer noch ein Bedarf an verbesserten Klebstoffzusammensetzungen, die an LSE-Substrate binden und eine hohe Schäladhäsion bei Raumtemperatur und statische Scherleistung bei hoher Temperatur besitzen.
Die Haftklebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die eine Blockcopolymerzusammensetzung mit einem Diblockgehalt im Bereich von etwa 40 Gewichts-% bis etwa 95 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung zusammen mit PPO umfasst, bewirkt eine unerwartete Kombination von Schäladhäsionsleistung an LSE-Substraten und statischer Scherleistung bei erhöhten Temperaturen.
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Haftklebstoffzusammensetzung, umfassend a) eine Blockcopolymerzusammensetzung, umfassend i) eine erste Komponente mit einer Konfiguration A-B und ii) eine zweite Komponente mit einer Konfiguration A-B-(B-A)_n, wobei n im Bereich von 1 bis 20 liegt, wobei A ein aromatisches Alkenyl- oder Arylkohlenwasserstoffpolymer darstellt und B Polybutadien darstellt, und wobei die erste Komponente in einer Menge von etwa 40 Gewichts-% bis etwa 95 Gewichts-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung vorhanden ist; b) ein Polyphenylenoxidharz; und c) ein klebrigmachendes Harz, das mit B kompatibel ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Haftklebstoffzusammensetzung, umfassend a) eine Blockcopolymerzusammensetzung, umfassend i) eine erste Komponente mit einer Konfiguration A-B und ii) eine zweite Komponente mit einer Konfiguration A-B-(B-A)_n, wobei n im Bereich von 1 bis 20 liegt, wobei A ein aromatisches Alkenyl- oder Arylkohlenwasserstoffpolymer darstellt und B Polyisopren darstellt, und wobei die erste Komponente in einer Menge von etwa 40 Gewichts-% bis etwa 95 Gewichts-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung vorhanden ist; b) ein Polyphenylenoxidharz; und c) ein von Erdöl abgeleitetes, klebrigmachendes Kohlenwasserstoffharz, das mit B kompatibel ist.
Die Haftklebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um ein Band zu erzeugen. Zusätzlich kann ein Gegenstand hergestellt werden, der die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Verbinden eines Substrats unter Verwendung einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung.
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst die Komponenten einer Blockcopolymerzusammensetzung, ein Polyphenylenoxidharz und einen Klebrigmacher. Diese Komponenten und die Zusammensetzung werden nachstehend detaillierter beschrieben.
Blockcopolymerzusammensetzung
Geeignete Blockcopolymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen eine Diblockkomponente, d. h. eine Komponente mit einem Block A und einem Block B mit einer Konfiguration A-B und eine Komponente mit mindestens zwei Polymerendblöcken A und mindestens einem Polymermittelblock B, welche die Konfiguration A-B-(B-A)_n besitzt, wobei n im Bereich von 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 3, liegt. So kann die Blockcopolymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung Copolymere mit einer Vielzahl von geometrischen Strukturen einschließen und kann linear, strahlenförmig oder verzweigt sein.
Block A ist typischerweise ein aromatischer Alkenyl- oder Arylkohlenwasserstoffpolymerblock mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts zwischen etwa 2000 und etwa 50 000 Da, vorzugsweise 9000 bis 35 000 Da. Der Block A kann auch geringe Anteile von anderen Monomeren, wie konjugierten Dienen; enthalten. Beispiele für den Zweck der vorliegenden Erfindung schließen Styrol, seine Homologe und seine Analoga, wie alpha-Methylstyrol, t-Butylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-n-Propylstyrol, 4-p-Propylstyrol, 1-Vinylnaphthalin, 2-Vinylnaphthalin und Gemische davon ein.
Block B ist typischerweise ein elastomerer Polymerblock aus einem konjugierten Dien mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von zwischen etwa 20 000 und etwa 350 000 Da, vorzugsweise zwischen 25 000 und 150 000 Da. Exemplarische nicht hydrierte elastomere Polymerblöcke schließen Polybutadien und Polyisopren und Copolymere davon ein; und exemplarische hydrierte elastomere Polymerblöcke schließen Poly-co-Ethylen-Butylen, Poly-co-Ethylen-Propylen und Copolymere davon ein. Geringe Anteile, zum Beispiel weniger als etwa 10 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht von Block B, von anderen Monomeren, wie Arenen oder anderen konjugierten Dienen, können in den B-Blöcken enthalten sein.
Blockcopolymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung haben einen Diblockgehalt im Bereich von etwa 40 Gewichts-% bis etwa 95 Gewichts-%, vorzugsweise 45 Gewichts-% bis 95 Gewichts-%, stärker bevorzugt 60 Gewichts-% bis 95 Gewichts-%, am stärksten bevorzugt 75 Gewichts-% bis 90 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung. Der gewünschte Diblockgehalt kann während der Polymerisierung durch Einschränken der Kupplungseffizienz oder durch Kombinieren eines oder mehrerer Blockcopolymere mit bekanntem Diblockgehalt in einer Menge, um ein Blockcopolymergemisch mit dem gewünschten Diblockgehalt zu erhalten, wie in U.S.-Patent Nr. 5,412,032 beschrieben, erhalten werden.
Die Gesamt-Gewichts-% von Block A können variieren und betragen typischerweise 8 bis 55 Gewichts-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung, mit der Maßgabe, dass der gewünschte Diblockgehalt in der Blockcopolymerzusammensetzung vorliegt.
Geeignete Blockcopolymere schließen solche ein, in denen Block A- und Block B-Paarungen Polystyrol-Polybutadien, Polystyrol-Polyisopren, Polystyrol-Poly-co-Ethylen-Butylen, Polystyrol-Poly-co-Ethylen-Propylen, Poly(alpha-Methylstyrol)-Polybutadien, poly(alpha-Methylstyrol)-Polyisopren oder Gemische davon sind. Im Handel erhältliche Beispiele, die einen Diblockgehalt entweder innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung haben, oder die gemischt werden können, um einen Diblockgehalt innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung zu erreichen, schließen solche ein, die bei der Shell Chemical Company, Houston, TX unter den Handelsbezeichnungen „Kraton D 1113", „Kraton D 1118" und „Kraton D 1119" erhältlich sind, solche, die bei Housemex Inc., Houston, TX unter den Handelsbezeichnungen „Solprene 1205" erhältlich sind, und solche, die bei der Nippon Zeon Company Ltd., Tokio, Japan unter der Handelsbezeichnung „Quintac SL-113" erhältlich sind.
Besonders geeignete Blockcopolymerzusammensetzungen beinhalten:

a) eine Mischung von etwa 5 bis 50 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 0 bis 20% mit 50 bis 95 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100%,
b) eine Mischung von etwa 34 bis 75 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 60 bis 85% mit 25 bis 66 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100%, und
c) eine Mischung von etwa 50 bis 75 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 60 bis 90% mit 25 bis 50 Teilen eines linearen Styrol-Butadien-(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100%.

Die Blockcopolymere der vorliegenden Erfindung können mit beliebigen bekannten geeigneten Verfahren hergestellt werden. Exemplarische Herstellungsverfahren sind zum Beispiel in U.S.-Patent Nr. 5,453,319 offenbart. Es wird angemerkt, dass die Struktur des Blockcopolymers durch die Polymerisierungsverfahren bestimmt wird.
Die Blockcopolymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung liegt typischerweise in einer Menge im Bereich von etwa 25 bis etwa 65 Gewichts-%, vorzugsweise 35 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebstoffzusammensetzung in der Haftklebstoffzusammensetzung vor.
Polyphenylenoxidharz
In der vorliegenden Erfindung verwendbare Polyphenylenoxidharze sind solche mit der nachstehenden Wiederholungseinheit:
wobei das Ethersauerstoffatom einer Einheit mit dem Benzolkern der nächsten benachbarten Einheit verknüpft ist, n die Anzahl der Wiederholungseinheiten bezeichnet und jedes X unabhängig ein einwertiger Substituent aus der Gruppe ist, die aus Wasserstoffatomen, Halogenatomen, Kohlenwasserstoffresten, Halogenkohlenwasserstoffresten mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenylkern, Kohlenwasserstoffoxyresten und Halogenkohlenwasserstoffoxyresten mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen zwischen den Halogenatomen und dem Phenylkern besteht. Bevorzugte Polyphenylenoxidharze sind solche, in denen X eine Methylgruppe ist.
Verwendbare Polyphenylenoxidharze haben eine Glasübergangstemperatur (Tg) und ein Molekulargewicht, die so gewählt werden, dass die Polyphenylenoxidharze mit der verwendeten Blockcopolymerzusammensetzung kompatibel sind, wie in Himes et al. „Achieving High Service Temperatures With Thermoplastic Elastomers" 1996 Hot Melt Symposium, S. 71–98 beschrieben ist. Typischerweise haben die Polyphenylenoxidharze eine Tg zwischen etwa 110 bis 210°C, vorzugsweise 140 bis 170°C, stärker bevorzugt 140 bis 165°C, wie durch Differentialscanningkalorimetrie bestimmt, und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) im Bereich von etwa 1000 bis etwa 25 000 Da, vorzugsweise 2000 bis 10 000 Da, stärker bevorzugt 4000 bis 8000 Da.
Polyphenylenoxidharz kann wie in den U.S.-Patent Nrn. 3,306,874 (Hay); 3,306,875 (Hay); 3,257,357 (Stamatoff); und 3,257,358 (Stamatoff) beschrieben hergestellt werden.
Ein Polyphenylenoxidharz liegt typischerweise in der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge im Bereich von etwa 10 bis etwa 200 Teilen bezogen auf 100 Gewichtsteile von Block A in der Blockcopolymerzusammensetzung vor.
Klebrigmachendes Harz
Ein klebrigmachendes Harz wird als eine Komponente zur Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben und bedeutet ein Material, das mit Block B mischbar ist und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 10 000 Da oder weniger und eine Glasübergangstemperatur (Tg) von –30°C oder mehr besitzt, wie mit Differentialscanningkalorimetrie gemessen wurde.
In der vorliegenden Erfindung verwendbare Klebrigmacher schließen Kolophonium und Kolophoniumderivate, klebrigmachende Kohlenwasserstoffharze, aromatische Kohlenwasserstoffharze, aliphatische Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze etc. ein. Im Handel erhältliche Beispiele schließen alpha-Pinenharze, unter der Handelsbezeichnung „Piccolyte A135" oder „Piccolyte A115" bei Hercules Inc., Wilmington, Delaware erhältlich, oder unter der Handelsbezeichnung „Zonarez A25" bei der Arizona Chemical Division, International Paper, Panama City, FL erhältlich; beta-Pinenharze, unter der Handelsbezeichnung „Piccolyte S135" oder „Piccolyte S 115" bei Hercules Inc., Wilmington, Delaware erhältlich; oder von Erdöl abgeleitetes Kohlenwasserstoffharz, unter der Handelsbezeichnung „Wingtack Plus" bei der Goodyear Tire & Rubber Co., Chemical Div., Akron OH erhältlich, ein.
Typischerweise ist das klebrigmachende Harz in der Klebstoffzusammensetzung in Mengen im Bereich von etwa 20 bis etwa 80 Gewichts-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gewichts-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Klebstoffzusammensetzung vorhanden.
Klebstoffzusammensetzung
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein Haftklebstoff, der als eine Klebstoffzusammensetzung definiert ist, die die Dahlquist-Kriterien erfüllt, d. h. eine Eine-Sekunde-Kriech-Nachgiebigkeit von mehr als 1 × 10^–6 cm²/dyne bei der vorgesehenen Anwendungstemperatur, wie im Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, D. Satas (Hrsg.), Van Nostrand, N. Y., (1989), S. 172 festgelegt ist. Typischerweise ist ein Haftklebstoff bei Raumtemperatur normal klebrig und haftet an einer Oberfläche bei Kontakt mit der Oberfläche, wobei nicht mehr als Finger- oder Handdruck nötig ist.
Die Klebstoffzusammensetzung kann auch Zusatzstoffe, wie Füllmittel, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel und Pigmente für den üblichen Zweck dieser Zusatzstoffe einschließen.
Endblock assoziierende Harze, wie aromatische Kohlenwasserstoffharze, zum Beispiel „Endex 160", das bei Hercules Inc., Wilmington, DE im Handel erhältlich ist, können ebenfalls zugegeben werden. Typische Mengen von Endblock assoziierendem Harz reichen von 0 bis 200 Teilen pro 100 Gewichtsteilen von Block A der Blockcopolymerzusammensetzung. Die Menge an PPO kann bezogen auf die Menge von verwendetem Endblock assoziierenden Harz angepasst werden.
Ein Öl kann ebenfalls als eine Komponente der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Dieses Öl kann dazu dienen, die Viskosität der Klebstoffzusammensetzung zu modifizieren und die Klebrigkeit der Zusammensetzung zu erhöhen. Typischerweise wird das Öl in einer Menge im Bereich von etwa 0 bis etwa 35 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebstoffzusammensetzung zugegeben. Geeignete Öle, die typischerweise als Paraffin/Naphthenöle bezeichnet werden, sind üblicherweise Fraktionen von raffinierten Erdölprodukten und haben, gemessen mit Ton-Gel-Analyse, weniger als etwa 30 Gewichts-% aromatische Komponenten. Im Handel erhältliche Öle schließen solche von der Shell Chemical Company, Houston, TX unter der Handelsbezeichnung „Shellflex 371N" und „Shellflex 6371" ein.
Eine besonders geeignete Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mischung von etwa 5 bis 50 Gewichtsteilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 0 bis 20% mit 50 bis 95 Gewichtsteilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100% und klebrigmachendes Harz vom alpha-Pinen-Typ mit einem Erweichungspunkt von mehr als 110°C, ein Naphthenöl und ein Polyphenylenoxidharz. In dieser Zusammensetzung kann die Menge an klebrigmachendem Harz von 75 bis 150 Gewichtsteilen reichen, die Menge an Öl kann von 0 bis 50 Gewichtsteilen reichen, und die Menge an Polyphenylenoxidharz kann von 2 bis 40 Gewichtsteilen reichen.
Eine andere besonders geeignete Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst entweder eine Mischung von etwa 34 bis 75 Teilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 60 bis 85% mit 25 bis 66 Teilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100% oder eine Mischung von etwa 50 bis 75 Teilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 60 bis 90% mit 25 bis 50 Teilen eines linearen Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymers mit einem Styrolgehalt im Bereich von etwa 20 bis 35% und einem Diblockgehalt im Bereich von 80 bis 100% und klebrigmachendes Harz vom alpha-Pinen-Typ mit einem Erweichungspunkt von mehr als 110°C, ein Naphthenöl und ein Polyphenylenoxidharz. In dieser Zusammensetzung kann die Menge an klebrigmachendem Harz von 75 bis 150 Gewichtsteilen reichen, die Menge an Öl kann von 0 bis 60 Gewichtsteilen reichen, und die Menge an Polyphenylenoxidharz kann von 2 bis 40 Gewichtsteilen reichen.
Die Haftklebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in der Schmelze vermischt und beschichtet werden. Bei diesem Verfahren werden die Komponenten der Klebstoffzusammensetzung in einem Mischer, wie einem Doppelschneckenextruder, in der Schmelze gemischt. Das Polyphenylenoxidharz kann als ein Vorgemisch mit dem klebrigmachenden Harz oder einem Öl oder einem Endblock assoziierenden Harz, falls vorhanden, zugegeben werden. Das Vormischen kann wie in WO 97/11997 oder U.S.-Patent Nr. 4,104,323 beschrieben durchgeführt werden.
In einer anderen Ausführungsform können die Klebstoffzusammensetzungen durch Lösen der Komponenten der Klebstoffzusammensetzung in einem Lösungsmittel, wie Toluol, und Gießen über ein Substrat, wie eine Polyesterfolie oder Trennlage, hergestellt werden.
Wenn die Klebstoffzusammensetzung ein Blockcopolymer umfasst, in dem Block B hydriert ist, ist die Verbund-Mittelblock-Glasübergangstemperatur (CMTg, composite midblock glass transition temperature) höher als 245 Kelvin (K), wie unter Verwendung der Fox-Gleichung durch Messen der Tg von Block B und der Tg aller mit dem Mittelblock kompatiblen Komponenten, wie dem mit dem Mittelblock kompatiblen klebrigmachenden Harz und Öl unter Verwendung der Differentialscanningkalorimetrie berechnet wird. Die Fox-Gleichung lautet:
wobei w_i der Gewichtsanteil der Komponente i ist, und T_gi die Glasübergangstemperatur der Komponente i ist, und die Summierung über die Komponenten, die mit Block B mischbar sind, und den Block B selbst durchgeführt wird.
Die Klebstoffzusammensetzung erreicht vorzugsweise eine statische Scherleistung bei 70°C (158°F), wobei 250 g für 10 000 min oder mehr, oder 1000 g für 1000 min oder mehr pro 6,45 cm² (1 Zoll²) Last gehalten werden, wenn die Klebstoffzusammensetzung in einer Dicke von 0,1 mm beschichtet ist und gemäß des Verfahrens zum Messen der statischen Scherfestigkeit geprüft wird.
Die Klebstoffzusammensetzung der Erfindung kann auf ein Substrat beschichtet werden. Beispiele für geeignete Substrate schließen Trennlagen (z. B. Silikontrennlagen) und Bandträger (die grundiertes oder nicht grundiertes Papier, Metall oder Kunststoff sein können) ein.
Wenn Mehrschicht-Bandaufbauten wünschenswert sind, ist ein Verfahren zum Herstellen die Mehrschichtbeschichtung unter Verwendung üblicher Techniken. Die Beschichtungen können zum Beispiel gleichzeitig beschichtet werden (z. B. durch einen Düsenbeschichter). Die Beschichtungen können auch nacheinander aufgetragen werden.
Die Klebstoffzusammensetzung der Erfindung kann auch als ein Bandaufbau hergestellt werden, der eine Schicht aus Klebstoffzusammensetzung gleichmäßig zwischen zwei Lagen beschichtet umfasst, von denen mindestens eine mit einem Trennmaterial beschichtet ist. Durch Beschichten der Klebstoffzusammensetzung zwischen zwei Lagen, von denen beide mit einer Trennbeschichtung beschichtet sind, kann ein Transferband hergestellt werden.
Die Klebstoffzusammensetzungen der Erfindung können auch auf eine differentielle Trennlage beschichtet werden, d. h. eine Trennlage mit einer ersten Trennbeschichtung, die auf einer Seite der Lage beschichtet ist, und einer zweiten Trennbeschichtung, die auf der gegenüberliegenden Seite der Lage beschichtet ist.
Wenn ein Transferband hergestellt wird, kann eine der Lagen des Transferbandes entfernt werden und die freigelegte Klebstoffoberfläche kann an ein anderes Substrat, wie einen Träger laminiert werden. Die verbleibende Trennlage hilft beim Übertragen des Klebstoffs auf das Substrat. Das Substrat kann irgendeines der typischen Substrate sein, die für Bänder verwendet werden, wie jene aus der Gruppe von polymeren Folien (z. B. Polyester, Polypropylen, Polyurethan), Metallfolien, Glasgewebe, Papier, Tuch, Vliese, geschäumte Bahnen und dergleichen. Geschäumte Bahnen sind in der Industrie bekannt und schließen offene und geschlossene Zellschäume hergestellt aus Polyethylen, Polyurethan, Acrylaten, Polystyrol, Neopren, Silikon und dergleichen ein.
Andere Bandkonstruktionen, bei denen die Haftklebstoffe gemäß der Erfindung verwendbar sind, schließen mechanische Befestigungselemente, wie ein Befestigungselement, das unter der Handelsbezeichnung „Dual-Lock" bei der Minnesota Mining and Manufacturing Co. (3M), St. Paul, MN erhältlich sind, und ein Befestigungselement, das unter der Handelsbezeichnung „Scotchmate" bei der Minnesota Mining and Manufacturing Co. (3M), St. Paul, MN erhältlich ist, ein. Die Haftklebstoffe sind auch bei vibrationsdämpfenden Anwendungen verwendbar. Außerdem können die Haftklebstoffe als ein Bandbefestigungssystem für Dichtungen oder Formteile, wie Stoßstangen oder Polsterprodukte, verwendet werden.
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch in einem Verfahren zum Verbinden eines Substrats, zum Beispiel eines Polyolefinsubstrats verwendet werden, wobei das Verfahren das Bereitstellen des Substrats und das Auftragen der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf das Substrat unter Verwendung von Verfahren und Techniken, die dem Fachmann bekannt sind, umfasst. Ein weiteres Substrat kann dann mit der Klebstoffzusammensetzung in Kontakt gebracht werden. In dem Fall, wo das Substrat ein Polyolefin ist, kann das Substrat unverändert sein. Der Begriff „unverändert" bedeutet, dass das Substrat keiner chemischen oder physikalischen Behandlung unterzogen worden ist.
BEISPIELE
Prüfverfahren
Die nachstehenden Prüfverfahren wurden verwendet, um die verschiedenen Prüfergebnisse zu messen, die in den Beispielen aufgeführt sind. Alle Mengen sind in Gewichtsteilen, wenn nicht anders angegeben.
90 Grad Schäladhäsion
Diese Prüfung wurde gemäß PSTC-5 unter Verwendung verschiedener starrer Substrate, auf die das 2,5 cm × 15 cm (1 Zoll × 6 Zoll) große Prüfband unter Verwendung einer 2 kg schweren Hartgummiwalze mit einem Durchlauf in jeder Richtung aufgetragen wurde, durchgeführt. Man ließ die Proben die nachstehend angegebene Zeit bei Raumtemperatur verweilen, bevor sie mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min (12 Zoll/min) getrennt wurden. Der angegebene Wert war der Mittelwert von zwei Wiederholungen, wenn nicht anders angegeben.
Das Ergebnis der Schälkraft, die in einer periodischen Art zwischen höheren und niedrigeren Schälkraftwerten oszillierte, wurde in den Tabellen, die die Ergebnisse angeben, als „Klebeschlupf (stick-slip)" bezeichnet. Wenn Klebeschlupf auftritt, unterbewertet die mittlere Schälkraft im Allgemeinen die wahre Verbindungsstärke. In den Tabellen wird der Mittelwert der oszillierenden Schälkraft neben einer Kennzeichnung des Klebeschlupfes aufgeführt.
Wenn die Verbindung zwischen dem Klebstoff und dem Substrat stärker war als die Verbindung zwischen dem Klebstoff und dem Träger, trat der Ausfall an der Klebstoff-Träger-Trennfläche auf. Dies wurde in den Tabellen, die die Ergebnisse aufführen, als „Trägerabtrennung" (backing separation) bezeichnet. Unter diesen Bedingungen wird nicht die wahre Verbindungsstärke gemessen, aber man glaubt, dass sie größer ist als die beobachtete Entfernungskraft vom Träger. In den Tabellen wurde die Kraft zum Entfernen neben dem Symbol für Trägerabtrennung (Sb, backing Separation) aufgeführt.
Statische Scherfestigkeit
Die statische Scherfestigkeit bei Raumtemperatur oder bei 70°C wurde wie nachstehend bestimmt:
Einzelne 2,5 cm × 10 cm große Prüfproben mit einer Schicht aus einem Haftklebstoff der Erfindung auf einer 0,05 mm dicken grundierten Polyesterfolie wurden durch zweimaliges Darüberführen einer 2 kg schweren gummibeschichteten Stahlwalze über den Verbund mit einer 5 cm × 13 cm großen Edelstahltafel verbunden, um eine Überlappungsfläche von 2,5 cm × 2,5 cm zu erhalten. Nach 1 bis 24 h Verweilen bei Raumtemperatur (z. B. 20°–25°C) wurde die verbundene Tafel 2 Grad von der Vertikalen bei Raumtemperatur oder in einem Ofen, der auf 70°C gehalten wurde, mit einem 250 g-, 500 g-, 1000 g- oder 2000 g-Gewicht am freien Ende des Verbundstoffs befestigt, festgeklammert. Die Zeit bis zum Ausfall wurde in Minuten bestimmt und war der Mittelwert von zwei Wiederholungen, wenn nicht anders aufgeführt. Falls in 10 000 min kein Ausfall auftrat, wurde die Prüfung beendet.
Klebstoffzusammensetzungskomponenten
In den Beispielen wurden die nachstehenden Komponenten in den Klebstoffformulierungen verwendet:
Blockcopolymere

1. Lineares Styrol-Butadien(SB)-Blockcopolymer mit 31% Styrol und 15% Diblockgehalt, erhältlich bei der Shell Chemical Company, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Kraton D1101".
2. Lineares Styrol-Butadien-Blockcopolymer mit 31% Styrol und 80% Diblockgehalt, erhältlich bei der Shell Chemical Company, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Kraton D1118".
3. Lineares Styrol-Isopren(SI)-Blockcopolymer mit 15% Styrol und 18% Diblockgehalt, erhältlich bei der Shell Chemical Company, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Kraton D1107".
4. Lineares Styrol-Isopren-Blockcopolymer mit 22% Styrol und 65% Diblockgehalt, erhältlich bei der Shell Chemical Company, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Kraton D1119".
5. Lineares Styrol-Butadien-Blockcopolymer mit 25% Styrol und etwa 100% (nicht bestätigt) Diblockgehalt, erhältlich bei der Housemex Inc., Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Solprene 1205".
6. Lineares Styrol-Isopren-Blockcopolymer mit 15% Styrol und 75% Diblockgehalt, erhältlich bei Nippon Zeon, Tokio, Japan unter der Handelsbezeichnung „Quintac SL-113".

Polyphenylenoxide

1. Polyphenylenoxid, Mittelpunkt-Tg 160°C Mw 9200, Mn 2770 Da, Schmelzindex 22,3 g/10 min bei 220°C, 1 rad/s und 5 kg; als Probe mit der Bezeichnung PPO 612-111, Lot 2970059 erhalten von der General Electric Co., Plastics Group, Pittsfield, MA.
2. Polyphenylenoxid, Mittelpunkt-Tg 170°C, Mw 13 200, Mn 2770 Da, Schmelzindex 22,3 g/10 min bei 220°C, 1 rad/s und 5 kg; experimentell als Probe mit der Bezeichnung PPO 857 erhalten von der General Electric Co., Plastics Group, Niederlande.

Klebrigmachende Harze

1. Alpha-Pinenharz, nomineller Erweichungspunkt 135°C erhältlich bei der Hercules Inc., Wilmington, Delaware unter der Handelsbezeichnung „Piccolyte A135".
2. Alpha-Pinenharz, nomineller Erweichungspunkt 115°C, erhältlich bei der Hercules Inc., Wilmington, Delaware unter der Handelsbezeichnung „Piccolyte A115".
4. Von Erdöl abgeleitetes Kohlenwasserstoffharz, nomineller Erweichungspunkt 97°C erhältlich bei der Goodyear Tire & Rubber Co., Chemical Div., Akron, OH unten der Handelsbezeichnung „Wingtack Plus".
5. Alpha-Pinenharz, nomineller Erweichungspunkt 25°C erhältlich bei der Arizona Chemical Division, International Paper, Panama City, FL unter der Handelsbezeichnung „Zonarez A25".

Endblock assoziierendes Harz
Aromatisches Endblock assoziierendes Harz, nomineller Erweichungspunkt 115°C, erhältlich bei der Hercules Inc., Wilmington, Delaware unter der Handelsbezeichnung „Endex 160".
Öl

1. Naphthenöl, erhältlich bei Shell Chemical USA, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Shellflex 371N".
2. Naphthenöl, erhältlich bei Shell Chemical USA, Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung „Shellflex 6371".

Additive

1. Antioxidationsmittel, erhältlich bei der Albemarle Corporation, Baton Rouge, LA unter der Handelsbezeichnung „Ethanox 330".
2. Antioxidationsmittel, erhältlich bei Ciba Geigy, Ardsley, NY unter der Handelsbezeichnung „Irganox 1076".

Beispiele 1 bis 3 (E1 bis E3) und Vergleichsbeispiele 1 bis 2 (CE1 bis CE2)
Es wurden PSAs auf SB- und SI-Blockcopolymerbasis mit einem PPO/PS-Verhältnis von 1,0 mit verschiedenen Mengen an Diblockgehalt, wie in Tabelle A gezeigt, hergestellt. Die Menge an PPO wurde als Verhältnis von Gewichtsteilen PPO zu Gewichtsteilen Polystyrol (PS) im Klebstoff (PPO/PS) zugegeben.
Der auf die Gesamtmenge an Blockcopolymerkomponente bezogene und in Tabelle A aufgeführte prozentuale Diblockgehalt stellt entweder den vom Hersteller angegebenen oder den durch Berechnung erhaltenen Wert dar.
Tabelle A
Die Beispiele wurden in Toluol mit ungefähr 47 Gewichts-% Feststoffen hergestellt. Alle Komponenten außer dem PPO-Harz wurden bei Raumtemperatur in Toluol gelöst. Das PPO-Harz wurde bei Raumtemperatur mit ungefähr 33 Gewichts-% Feststoffen gelöst und dann zu der Lösung gegeben, die den Rest der Komponenten enthielt, und gerührt, bis eine homogene Lösung entstand.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters auf eine 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicke Polyesterfolie aufgebracht und in einem belüfteten Umluftofen 25 min bei 77°C getrocknet.
Die vorstehenden Prüfbänder wurden gemäß dem vorstehend beschriebenen Prüfverfahren an vier Substraten auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft:

(1) Polyethylen geringer Dichte (LDPE), erhalten von Aeromat Plastics, Burnsville, MN, das 4,70 mm dick, 5,1 cm breit und 12,7 cm lang war,
(2) Polyethylen hoher Dichte (HDPE), erhalten von Aeromat Plastics, Burnsville, MN, das 4,70 mm dick, 5,1 cm breit und 12,7 cm lang war,
(3) Polypropylen (PP), erhalten von Aeromat Plastics, Burnsville, MN, das 4,70 mm dick, 5,1 cm breit und 12,7 cm lang war und
(4) Edelstahl (SS) erhalten von Vincent Metals, Coon Rapids, MN, das 1,22 mm dick, 5,1 cm breit und 12,7 cm lang war.

Die Ergebnisse stellen eine einzelne Prüfung dar und wurden auf drei signifikante Stellen gerundet und sind in Tabelle I aufgeführt.
Beispiele 4 bis 6 (E4 bis E6) und Vergleichsbeispiele 3 bis 4 (CE3 bis CE4)
Diese Beispiele wurden unter Verwendung der Komponenten aus den Beispielen 1 bis 3 hergestellt, außer dass die Menge an klebrigmachendem Harz erhöht wurde und die Menge an Öl dementsprechend angepasst wurde. Es wurden PSAs auf SB- und SI-Blockcopolymerbasis mit einem PPO/PS-Verhältnis von 1,0 mit verschiedenen Mengen an Diblockgehalt hergestellt. Die verwendeten Komponenten und Mengen sind in Tabelle B aufgeführt.
Tabelle B
Die Beispiele wurden wie bei den Beispielen 1 bis 3 in Toluol hergestellt, außer dass ungefähr 48 Gewichts-% Feststoffe eingestellt wurde.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 m/min (3 ft/min) auf einen 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicken Polyesterfolieträger rakelbeschichtet und in einem belüfteten Umluftofen mit Temperaturzonen von 65,5°C (150°F), 82°C (180°F) und 87,5°C (190°F) zu 0,127 mm (5 Tausendstelzoll) Klebstoffdicke getrocknet, um ein Prüfband zu erzeugen.
Die vorstehenden Prüfbänder wurden auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft. Die Ergebnisse stellen eine einzelne Prüfung dar und sind in Tabelle II aufgeführt. Tabelle II

Sb: Trägerabtrennung

Beispiele 7 bis 12 (E7 bis E12) und Vergleichsbeispiele 5 bis 6 (CE5 bis CE6)
Es wurden SB- und SI-Blockcopolymer-PSAs mit und ohne PPO hergestellt. Alle Formulierungen bezogen sich auf 100 Gewichtsteile Blockcopolymer und enthielten 1 Gewichtsteil Ethanox 330. Die Menge an PPO wurde als Verhältnis von Gewichtsteilen PPO zu Gewichtsteilen Polystyrol (PS) im Klebstoff (PPO/PS) zugegeben.
Die Formulierungen sind in Tabelle C aufgeführt.
Tabelle C
Die Beispiele wurden in Toluol mit ungefähr 50 Gewichts-% Feststoffen hergestellt. Alle Komponenten außer dem PPO-Harz wurden bei Raumtemperatur in Toluol gelöst. Das PPO-Harz wurde bei Raumtemperatur in Toluol mit ungefähr 33 Gewichts-% Feststoffen gelöst und dann zu der Lösung gegeben, die den Rest der Komponenten enthielt, und gerührt, bis eine homogene Lösung entstand.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 m/min (3 ft/min) auf einen 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicken Polyesterfolieträger rakelbeschichtet und in einem belüfteten Umluftofen mit Temperaturzonen von 65,5°C (150°F), 82°C (180°F) und 87,5°C (190°F) zu 0,127 mm (5 Tausendstelzoll) Klebstoffdicke getrocknet, um ein Prüfband zu erzeugen.
Die Prüfbänder wurden nach dem vorstehend beschriebenen Prüfverfahren auf 90 Grad Schäladhäsion und unter Verwendung von 1000 g/6,25 cm² (1 Zoll²) auf SS auf statische Scherfestigkeit geprüft. Die statische Scherfestigkeits-Ergebnisse sind für 5 Prüfungen mit dem Mittelwert in Klammern aufgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.
Beispiele 13 bis 15 (E13 bis E15) und Vergleichsbeispiel 7 (CE7)
Durch Vereinigen eines Copolymers mit hohem Diblockgehalt mit einem Copolymer mit niedrigem Diblockgehalt wurden SB- und SI-Blockcopolymer-PSAs mit abnehmenden Mengen an Diblockgehalt hergestellt. Die Formulierungen sind in Tabelle D aufgeführt.
Tabelle D
Die Beispiele wurden wie bei den Beispielen 1 bis 3 in Toluol hergestellt:
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 m/min (3 ft/min) auf einen 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicken Polyesterfolieträger rakelbeschichtet und in einem belüfteten Umluftofen mit Temperaturzonen von 65,5°C (150°F), 82°C (180°F) und 87,5°C (190°F) zu 0,127 mm (5 Tausendstelzoll) Klebstoffdicke getrocknet, um ein Prüfband zu erzeugen.
Die Prüfbänder wurden auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft. Die Ergebnisse stellen eine Wiederholung dar und sind in Tabelle IV aufgeführt.
Tabelle IV
Beispiele 16 bis 19 (E16 bis E19) und Vergleichsbeispiele 8 bis 9 (CE8 bis CE9)
In SI-Blockcopolymer-PSAs mit variierenden Mengen an Diblockgehalt wurde die Wirkung der Verwendung eines flüssigen klebrigmachenden Harzes anstelle eines Öls gezeigt. Die Formulierungen sind in Tabelle E aufgeführt.
Tabelle E
Die Beispiele wurden wie bei den Beispielen 1 bis 3 in Toluol hergestellt, außer dass ungefähr 50 Gewichts-% Feststoffe eingestellt wurden.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters auf eine 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicke Polyesterfolie aufgebracht und in einem belüfteten Umluftofen 25 min bei 77°C getrocknet.
Die Proben wurden mit verschiedenen Substraten verbunden und wie in den Beispielen 1 bis 3 beschrieben auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft. Die Ergebnisse stellen eine einzelne Prüfung dar und sind in Tabelle V aufgeführt.
Tabelle V
Beispiele 20 bis 23 (E20 bis E23)
Die Komponenten und ihre Mengen für diese Beispiele sind in Tabelle F aufgeführt. In diesen Beispielen wird das Verhältnis von PPO zu PS verändert.
Tabelle F
Die Beispiele wurden wie bei den Beispielen 1 bis 3 in Toluol hergestellt, außer dass ungefähr 48 Gewichts-% Feststoffe eingestellt wurden.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,52 m/min (5 ft/min) auf einen 0,051 mm (2 Tausendstelzoll) dicken Polyesterfolieträger rakelbeschichtet und in einem belüfteten Umluftofen mit Temperaturzonen von 65,5°C (150°F), 82°C (180°F) und 87,5°C (190°F) zu 0,05 mm (2 Tausendstelzoll) Klebstoffdicke getrocknet, um ein Prüfband zu erzeugen.
Die vorstehenden Prüfbänder wurden auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft. Die Ergebnisse stellen eine einzelne Prüfung dar und sind in Tabelle VI aufgeführt.
Tabelle VI
Beispiele 24 bis 31 (E24 bis E31) und Vergleichsbeispiel 10 (CE10)
In diesen Beispielen wurden Klebstoffzusammensetzungen mit unterschiedlichen PPO/PS-Verhältnissen im Bereich von 0,0 bis 0,50 hergestellt. Die Komponenten und ihre Mengen sind in Tabelle G aufgeführt.
Tabelle G
Die Beispiele wurden wie bei den Beispielen 1 bis 3 in Toluol hergestellt, außer dass ungefähr 48 Gewichts-% Feststoffe eingestellt wurden.
Die so hergestellten Klebstofflösungen wurden unter Verwendung eines gezahnten Streichbeschichters mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,52 m/min (5 ft/min) auf eine zweiseitig mit Silikon beschichtete Papierlage rakelbeschichtet und in einem belüfteten Umluftofen mit Temperaturzonen von 65,5°C (150°F), 82°C (180°F) und 87,5°C (190°F) zu 0,08 mm (3,3 Tausendstelzoll) Klebstoffdicke getrocknet und auf eine 0,05 mm (2 Tausendstelzoll) dicke Polyesterfolie laminiert, um ein Prüfband zu erzeugen.
Die vorstehenden Prüfbänder wurden auf 90 Grad Schäladhäsion geprüft. Die Ergebnisse stellen eine einzelne Prüfung dar und sind in Tabelle VII aufgeführt.
Tabelle VII
Beispiele 32 bis 39 (E32 bis E39) und Vergleichsbeispiel 11 (CE11)
Die Klebstoffzusammensetzungen aus Tabelle G wurden auch unter Verwendung einer Zwei-Walzen-Laminiermaschine auf beide Seiten eines 0,8 mm (0,031 Zoll) dicken, koronabehandelten geschäumten Polyethylens mit einer Dichte von 96 kg/m³ (6 Pfund/ft³), erhältlich bei Voltek, Lawrence, MA unter dem Handelsnamen „Volara 6TSX", laminiert. Ein 0,5 mm (20 Tausendstelzoll) dicker Polypropylenträger wurde auf einer Seite des Schaums auf den Klebstoff laminiert, um ein Prüfband zu erzeugen.
Das geschäumte Prüfband wurde dann auf 90 Grad Schäladhäsion und statische Scherfestigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII aufgeführt.

Claims

Haftklebstoffzusammensetzung, umfassend: a) eine Blockcopolymerzusammensetzung, umfassend i) eine erste Komponente mit einer Konfiguration A-B, und ii) eine zweite Komponente mit einer Konfiguration A-B-(B-A)_n, wobei n im Bereich von 1 bis 20 liegt, wobei A ein aromatisches Alkenyl- oder ein Arenkohlenwasserstoffpolymer darstellt und B Polybutadien darstellt; und wobei die erste Komponente in einer Menge von 40 bis 95 Gew.-% vorhanden ist, basierend auf einem Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung; b) ein Polyphenylenoxidharz; und c) ein klebrigmachendes Harz, welches mit B kompatibel ist.
Haftklebstoffzusammensetzung, umfassend a) eine Blockcopolymerzusammensetzung, umfassend i) eine erste Komponente mit einer Konfiguration A-B, und ii) eine zweite Komponente mit einer Konfiguration A-B-(B-A)_n, wobei n im Bereich von 1 bis 20 liegt, wobei A ein aromatisches Alkenyl- oder ein Arenkohlenwasserstoffpolymer darstellt und B Polyisopren darstellt; und wobei die erste Komponente in einer Menge von 40 bis 95 Gew.-% vorhanden ist, basierend auf einem Gesamtgewicht der Blockcopolymerzusammensetzung; b) ein Polyphenylenoxidharz; und c) ein von Erdöl abgeleitetes, klebrigmachendes Kohlenwasserstoffharz, welches mit B kompatibel ist.
Haftklebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend ein aromatisches Kohlenwasserstoffharz als Endblock assoziierendes Harz.
Band, umfassend die Haftklebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2.
Band nach Anspruch 4, wobei das Band einen geschäumten Träger umfasst.
Gegenstand mit einer Schicht aus der Haftklebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2.
Gegenstand nach Anspruch 6, wobei der Gegenstand ein mechanisches Befestigungselement, ein Formteil oder eine Dichtung darstellt.
Verfahren zum Verbinden eines Substrats, umfassend: a) Bereitstellen eines Substrats, und b) Aufbringen einer Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 auf das Substrat.
Verfahren zum Verbinden eines Polyolefinsubstrats, umfassend a) Bereitstellen eines Polyolefinsubstrats; und b) Auftragen einer Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 2 auf das Substrat.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend das In-Kontakt-Bringen eines weiteren Substrats mit der Klebstoffzusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Substrat unverändert ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Substrat ein Substrat mit niedriger Oberflächenenergie ist.