ES2242211T3 - Composiciones adhesivas autopegantes, en emulsion acrilica de base acuosa, que contiene un monomero multifuncional con estabilidad y capacidad de desprendimiento mejoradas. - Google Patents
Composiciones adhesivas autopegantes, en emulsion acrilica de base acuosa, que contiene un monomero multifuncional con estabilidad y capacidad de desprendimiento mejoradas.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA COMPOSICION ADHESIVA ESPESA, DE EMULSION ACRILICA TRANSPORTADA POR AGUA, SENSIBLE A LA PRESION PREPARADA CON > 1 % DE MONOMERO MULTIFUNCIONAL QUE TIENE UNA TEMPERATURA DE TRANSICION DEL ESTADO VITREO T G < 0 (GRADOS) C, > 90 % DE CONTENIDO EN GEL Y QUE SE PUEDE REVESTIR CON UNA BANDA DE PAPEL CONTINUO. LA PELICULA ADHESIVA SECA SE SUJETA FACILMENTE Y MANTIENE SU FACILIDAD DE ELIMINACION DE DIVERSOS SUSTRATOS.
Description
Composiciones adhesivas autopegantes, en emulsión
acrílica de base acuosa, que contiene un monómero multifuncional con
estabilidad y capacidad de desprendimiento mejoradas.
Los adhesivos desprendibles se utilizan sobre
firmas, etiquetas temporales para el consumidor, pegamentos,
etiquetas de seguimiento de inventarios y etiquetas de energía de
aparatos.
Los requerimientos de aplicación de adhesivos
sensibles a presión, desprendibles, exigen que el adhesivo presente
suficiente fuerza de despegado y se fije para anclarse al substrato
deseado, pero también que permanezca limpia y fácilmente
desprendible incluso después de prolongados períodos de tiempo.
Cualquier incremento significativo en la fuerza de unión, medida por
la fuerza de despegado, en el transcurso del tiempo, es indeseable
en estas aplicaciones.
Los adhesivos acrílicos sensibles a la presión
preparados a partir de homopolímeros o copolímeros de baja
temperatura de transición vítrea (Tg), tales como acrilato de
n.butilo y acrilato de 2-etilhexilo, presentan
suficiente fijación para aplicaciones de adhesivos sensibles a
presión, pero, típicamente, desarrollan incrementos significativos
en la fuerza de unión a substratos a lo largo del tiempo.
La fuerza de unión se determina por la afinidad
del adhesivo sensible a presión al substrato, la fijación inicial
del adhesivo y la fuerza de cohesión interna de la película del
polímero adhesivo. El peso molecular del polímero adhesivo tiene un
profundo efecto sobre las propiedades adhesivas. La fuerza de
despegado desarrollada por un adhesivo sensible a la presión da
lugar a un valor de modo de fallo cohesivo máximo a medida que se
incrementa el peso molecular del polímero. Cuando además se
incrementa el peso molecular, el modo de fallo se hace adhesivo y la
fuerza de despegado decrece al aumentar el peso molecular. Este
fenómeno de adherencia se puede explicar en términos de fuerza
cohesiva del polímero adhesivo y la humectación de la superficie del
substrato por el polímero adhesivo como se describe en H. Warson,
The Application of Synthetic Resin Emulsions, Capítulo 6
Adhesives, Ernest Benn Limited, London, 1972 y D. Satas,
Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive
technology, Capítulo 13 Acrylic Adhesives, Van Nostrand
Reinhold Co., 1982.
Los adhesivos sensibles a la presión,
desprendibles, requieren que la cohesión del adhesivo sea mayor que
la adherencia al substrato. Los adhesivos con alta fuerza de
cohesión se pueden preparar por reticulación controlada durante el
proceso de polimerización, por una reacción intrapolímero secundaria
controlada, o por enlace de hidrógeno. Un ejemplo del método de
reticulación controlada es la utilización de dimetacrilato de poli
glicol (por ejemplo dimetacrilato de tetraetilen glicol) (H. Warson,
The Application of Synthetic Resin Emulsions, páginas 286,
305, Adhesives, Ernest Benn Limited, Londres, 1972).
La Patente estadounidense 3.492.260 (Samor &
Satas, Kendell) describe la utilización de monómeros reticulantes en
la peparación de adhesivos acrílicos de emulsión sensibles a
presión. El monómero de reticulación preferido es dimetacrilato de
polietilen glicol. El dimetacrilato de polietilen glicol se
incorpora al polímero en una proporción de 4,1 partes. El peso
molecular del acrilato de polietilen glicol no está descrito. El
contenido de gel sin curar está señalado como solo de un 41 por
ciento.
La Patente estadounidense 3.836.512 (Chu, Union
Carbide) describe la utilización opcional de hasta 2 moles por
ciento de monómero de reticulación, que incluye
di(met)acrilatos, en la copolimerización homogénea de
monómeros olefínicamente insaturados solubles en agua e insolubles
en agua, en presencia de un agente de dispersión, sistema de
catalizador redox, un hidrocarburo líquido, emulsionante, y
electrolito. Se describen composiciones que contienen solamente16 a
50 moles por ciento de monómero olefínicamente insaturado insoluble
en agua (es decir, ésteres acrilato). Se obtuvieron geles de
polímero hinchables con álcali.
La Patente estadounidense 3.971.766 (Ono y col.
Teijin Ltd.) describe un adhesivo acrílico sensible a la presión que
contiene 0,002 a 0,05 moles por ciento de un monómero polifuncional
(es decir, dimetacrilato de polietilen glicol). La Patente 3.971.766
establece que "Si la cantidad del compuesto polifuncional es
superior a 0,05 moles por ciento, tiene lugar la gelificación en el
momento de la polimerización, y el copolímero resultante no puede
aplicarse a una lámina base como adhesivo". La polimerización
basada en disolvente contiene hasta 0,3 partes en peso de
dimetacrilato de polietilen glicol.
La Patente estadounidense 3.998.997 (Mowdood y
col., Goodyear) describe un polímero acrílico de emulsión adhesivo,
sensible a presión, preparado con monómeros di-, tri-, o
tetra-funcionales que incluyen dimetacrilato de
polietilen glicol, diacrilato de tetra etilen glicol, diacrilato de
1,6-hexano-diol, diacrilato de
dietilen glicol, triacrilato de trimetilol propano, diacrilato de
trietilen glicol, dimetacrilato de trietilen glicol, tetraacrilato
de pentaeritrita, tetrametacrilato de pentaeritrita, diacrilato de
dimetil amino etilo, dimetacrilato de dimetil amino etilo, y
dimetacrilato de 1,3-butano glicol, a niveles de
hasta 0,3 partes. El ejemplo 11 es una preparación de polímero
acrílico en emulsión, sensible a la presión, que contiene 0,04
partes de dimetacrilato de etilen glicol.
La Patente estadounidense 4.151.147 (Chris y
col., Celanese) describe un procedimiento para preparar un látex de
copolímero todo él acrílico donde la polimerización se promueve por
utilización de un monómero de acrilato multifuncional en la
proporción de 0,1 a 1,0% y, preferiblemente, de 0,5% en peso de la
carga total de comonómero. Los ejemplos muestran triacrilato de
trimetilol a 0,5%.
La limitación del empleo de monómeros de acrilato
multifuncionales para obtener adhesivo de polímero acrílico
reticulado en forma de emulsión estable está recogida por Warson.
"En algunos casos, se puede incluir una cantidad limitada de un
monómero polifuncional, tal como dimetacrilato de etilen glicol. El
efecto de este monómero difuncional es limitado ya que si se incluye
más de un pequeño porcentaje con los otros monómeros acrílicos, la
emulsión precipitará durante la reacción de polimerización, mientras
que la adición de un controlador del peso molecular, del que es un
ejemplo dodecil mercaptano, mitigará la utilidad del monómero
multi-funcional" (H. Warson, Crosslinkable
Vinyl and Acrylic Polymer Latices in Adhesive Application - A
Review; European Adhesives and Sealants, Diciembre
1982).
La Patente estadounidense 4.507,429 (Lenny, Air
Products) describe una composición adhesiva sensible a la presión de
un acrilato y/o éster vinílico, un monómero ácido carboxílico
olefínicamente insaturado, y un monómero copolimerizable
poliolefínicamente insaturado. Este monómero polifuncional puede ser
un monómero polivinílico o polialílico utilizado en una pequeña
proporción, en general de aproximadamente 0,1 a 0,4 por ciento en
peso.
La Patente estadounidense 4.513.118 (Sutterlin y
col.) describe la copolimerización de di-, tri-, y
tetra-metacrilatos en proporciones de 0,2 a 3,0 por
ciento en peso en la segunda etapa de un procedimiento en tres
etapas para producir modificadores de impacto termoplásticos.
Se han descrito además limitaciones adicionales
sobre el uso de monómeros de acrilato multifuncionales. " Otras
observaciones indican que una pequeña cantidad de dimetacrilato de
polietilen(glicol) es un reticulador eficaz en presencia de
ácido acrílico o metacrílico, pero no solo. La utilización de una
gran cantidad del monómero reticulante daba por resultado un gel en
el caso de un polímero en solución o un adhesivo granular en el caso
de un polímero de emulsión. Generalmente, solo se puede emplear un
bajo porcentaje de agente de reticulación difuncional, ya que una
cantidad mayor causaría la precipitación de las partículas de
látex." (D. Satas, Handbook of
Pressure-Sensitive Adhesive Tecnology, 2ª
edición, página 418, Van Nostrand Reinhold Co., 1989).
La Patente estadounidense 4.735.990 (Khara y
col., Nitto Electric) describe polímeros de emulsión preparados con
ésteres fluoroalquílicos de ácido acrílico, un derivado de ácido
acrílico, y un monómero polifuncional para reticulación interna. Se
llevaron a cabo polimerizaciones en emulsión bajo condiciones
diluidas que condujeron a un contenido en sólidos de aproximadamente
20 a 25 por ciento en peso. Se utiliza 1 a 10 por ciento en peso de
monómero polifuncional para reticulación interna de los polímeros en
emulsión de éster fluoroalquil acrílico. Se da como ejemplo la
copolimerización de dimetacrilato de trietilen glicol a 3,7 por
ciento en peso del polímero.
Marumoto y Suzuta (Polymer, 19,
867-871, 1978) describen la preparación de un
polímero en emulsión de metacrilato de metilo a 16 por ciento de
sólidos que contiene 3 por ciento en peso sobre dimetacrilato de
etilen glicol monómero.
La Patente estadounidense 4.829.139 (Mudge
National Starch) describe la preparación de terpolímeros adhesivos
sensibles a la presión de fijación permanente, hechos de ésteres
vinílicos, etileno y maleato o fumaratos. El método de preparación
utiliza 0 a 5% en peso de diacrilato de butanodiol.
La Patente europea EP 391.343 (Shah y col.,
Goodrich) describe un polímero acrílico de emulsión con un tamaño de
partícula de media de número de 600 Angstroms o menos, una Tg de
20ºC o menos, que contiene 2 a 6 por ciento en peso de monómero de
ácido carboxílico olefínicamente insaturado y 0,05 a 10 por ciento
en peso de éster diacrilato o dimetacrilato de un diol alifático. La
cantidad de di(met)acrilato preferida es de 0,1 a 1,0
por ciento en peso.
Un ejemplo de la preparación de un polímero
adhesivo acrílico de emulsión sensible a la presión, estable, que
contiene cantidades limitadas (es decir, hasta 1 por ciento) es el
descrito en la Patente estadounidense 4.925.908 (Bernard y col.,
Avery). La Patente 4.925.908 señala que los monómeros acrilato
multifuncionales se pueden utilizar para controlar el contenido de
gel del adhesivo polímero. La Patente 4.925.908 también señala que
"la cantidad de monómero acrilato multifuncional no debe
sobrepasar a aproximadamente 1 por ciento, ya que tales cantidades
tienden a reducir la estabilidad de la emulsión de base acrílica de
la que se preparan los polímeros, dando lugar a la coagulación de
las partículas de la emulsión durante la preparación."
El sistema de estabilización de la Patente
4.925.908 es un coloide protector (VINOL 540, alcohol polivinílico
de elevado peso molecular hidrolizado en un 87 a 89%) utilizado a
0,5 a 1,0%, un emulsionante aniónico TRITON X-200
octoxinol-2-etano sulfonato de
sodio, utilizado a 1,8 a 2,1% y un emulsionante no iónico
nonoxinol-11 TRITON N-111 utilizado
a 0,5 a 2,0%. La Patente señala que, cuando el emulsionante aniónico
es inferior a 1,5%, la emulsión pierde estabilidad y cuando el
emulsionante no iónico es inferior a 0,5%, la emulsión pierde
estabilidad. La Patente 4.925.908 señala que el poli alcohol
vinílico debe sobrepasar el 0,5% ya que ``las composiciones que
tienen menos del 0,5% en peso de coloide protector no son las
preferidas debido a que tales composiciones tienden a presentar un
desarrollo de la adherencia demasiado grande sobre algunos
substratos.
Se ha encontrado ahora que polímeros adhesivos
acrílicos de emulsión de base acuosa, sensibles a la presión, de
elevado contenido en sólidos, estables, de pocos coágulos, se pueden
preparar con monómeros multifuncionales bastante por encima del 1,0
por ciento en peso del polímero. Sorprendentemente, estos polímeros
en emulsión, estables, de pocos coágulos, pueden prepararse sin
coloide protector, sin emulsionante no-iónico y
menos de 1,5% de emulsionante aniónico.
Estas composiciones adhesivas desprendibles
tienen la ventaja de no requerir un alcohol polivinílico coloide
protector para evitar en aumento en la fuerza de despegado sobre
diversos substratos, Ventajosamente, el bajo nivel de emulsionante
conduce también a mejoras en la reducción de espuma durante las
operaciones de recubrimiento de tejidos, hace menos sensible a la
humedad a la película adhesiva aplicada y reduce substancialmente
los residuos o "sombras" de agente tensioactivo que permanecen
sobre el substrato después de separar el adhesivo.
Esta invención difiere de la Patente 4.925.908 en
que se incorpora más de 1,0 por ciento en peso de monómero
multifuncional al adhesivo de polímero de emulsión y el polímero es
estable y de muy pocos coágulos, tiene un contenido de gel por
encima del 90 por ciento, presenta un anclaje excelente a diversidad
de substratos, presenta excelente capacidad para ser separado sin
utilizar coloide protector, y es una emulsión estable sin el uso de
un emulsionante no-iónico con menos de 1,5% de
emulsionante aniónico. En un modo de realización preferido de la
invención, el contenido en gel es 92%, y el diámetro de partícula de
media de número es mayor de 100 nanómetros.
Los polímeros acrílicos de emulsión de base
acuosa, que son excelentes en aplicaciones de adhesivos
desprendibles sensibles a presión, están compuestos de un copolímero
acrílico con una Tg de menos de 0ºC y se preparan con más de una
parte por cien partes sobre el contenido total de monómero de un
monómero que contiene multiples porciones olefínicas reactivas y
menos de 1,5% de un agente tensioactivo aniónico. El contenido de
gel del polímero es mayor de 90 por ciento en peso y se obtiene un
contenido en sólidos de polímero polimerizados de 40 a 60 por ciento
en peso. La temperatura de transición vítrea del copolímero acrílico
preferida es de -70ºC a menos de 0ºC, siendo más preferida una Tg
calculada de menos de -40ºC y aún es más preferida una Tg calculada
de -70ºC a -50ºC, y la más preferida es una Tg calculada de menos de
-60ºC. El copolímero es el producto de polimerización de 50 a 99
partes de al menos un monómero de acrilato de alquilo que tiene uno
a 12 carbonos en la cadena alquílica, más de 1 por ciento en peso de
monómero funcional y menos de 1,5% de un agente tensioactivo
aniónico.
Entre los monómeros de acrilato monofuncionales
útiles en la práctica de esta invención están acrilato de
n-butilo, acrilato de iso-butilo,
acrilato de n-hexilo, acrilato de
n-octilo, acrilato de 2-etilhexilo,
acrilato de n-decilo, acrilato de
iso-decilo y acrilato de n-laurilo.
El acrilato de alquilo monofuncional preferido es acrilato de
2-etilhexilo.
El monómero multifuncional es un monómero
reticulante seleccionado del grupo de monómeros multifuncionales que
incluyen diacrilatos (diacrilato de etilen glicol, diacrilato de
propilen glicol), dimetacrilatos (dimetacrilato de etilen glicol,
dimetacrilato de dietilen glicol, y dimetacrilato de
1,3-butano glicol, trimetacrilatos (trimetacrilato
de pentaeritrita y trimetacrilato de trimetilolpropano), divinil
benceno o monómeros con insaturación olefínica múltiple que son
reactivos bajo las condiciones de polimerización en emulsión de
radicales libres. El dimetacrilato de 1,3-butanodiol
es el monómero multifuncional preferido debido a que está autorizado
bajo 21 CFR 175 105.
Los polímeros acrílicos de emulsión acuosa de
esta invención pueden incluir también el producto de polimerización
de un éster alquílico de ácido acrílico, monómero de función
olefínica múltiple, menos de 1,5% de agente tensioactivo aniónico,
en mezcla opcional con otros monómeros polimerizables del grupo de
ésteres alquílicos de ácido metacrílico, estireno, haluros de vinilo
y vinilideno, ésteres alílicos de ácidos monocarboxílicos
insaturados, ésteres vinílicos, éteres vinílicos, ésteres alquílicos
que contienen hidroxilo de ácido acrílico y metacrílico, ésteres
dialquílicos de ácidos dicarboxílicos monoetilénicamente
insaturados, ácidos monocarboxílicos y policarboxílicos
etilénicamente insaturados y los anhidridos, nitrilos, amidas sin
sustituir y sustituidas (incluyendo las
N-sustituidas) de todos los ácidos citados.
El polímero en emulsión de esta invención se
prepara con una cantidad opcional de un monómero polar tal como
éster alquílico que contiene hidroxilo de ácido acrílico y
metacrílico. Los monómeros polares incluyen ácido acrílico, ácido
metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico, acrilato de hidroxi
etilo, metacrilato de hidroxi etilo, acrilato de hidroxi propilo,
acrilo nitrilo, y acrilamidas sustituidas, El polímero de emulsión
se puede preparar en ausencia de monómero polar. El monómero polar
preferido es acrilamida.
El polímero de emulsión se prepara en presencia
de un agente tensioactivo aniónico (D.C. Blackley, Emulsion
Polymerization Theory and Practice, Applied Science
Publishers LTD London, 1975). El polímero de emulsión se prepara
preferiblemente en ausencia esencial de un coloide protector, tal
como poli alcohol vinílico o hidroxietil celulosa, y se prepara con
menos de 1,5 por ciento en peso sobre el monómero de agente
tensioactivo aniónico. Los agentes tensioactivos están enumerados en
el manual de Gower "Handbook of Industrial Surfactants". El
tipo de agente tensioactivo preferido es un benceno sulfonato
alquilado. El agente tensioactivo preferido es dodecilbenceno
sulfonato de sodio.
Las emulsiones de polímero antes mencionadas se
pueden preparar libres de coágulos que atascan el reactor, y son
estables durante periodos de tiempo prolongados. Combinados con
agentes humectantes comunes, con anti-espumantes y
con modificadores de la reología, estos polímeros acrílicos de
emulsión son estables al efecto de cizalla, por lo que pueden
aplicarse mecánicamente como recubrimiento sobre películas, papeles
y tejidos con métodos de varilla, rodillo, cuchilla y rendija (D.
Satas, Handbook of Pressure-Sensitive
Adhesive Tecnology, 2ª Edición, Capítulo 34, Van Nostrand
Reinhold Co., 1989). Además, estos polímeros de emulsión son
excelentes formadores de película, conducen a películas adhesivas
transparentes y uniformes, sensibles a presión que no tienen
defectos ni discontinuidades.
En los siguientes ejemplos, todas las unidades
están en el sistema métrico a menos que se indique otra cosa. Todas
las citas mencionadas se incorporan expresamente como
referencia.
Se preparó un adhesivo de polímero acrílico de
emulsión sensible a la presión con la siguiente emulsión de
monómeros que contenía 5 por ciento en peso de monómero
multifuncional del peso total de monómeros y 4 por ciento en moles
de monómero multifuncional del total de moles de monómero.
| CARGA DEL REACTOR | partes por ciento | |
| en moles (pphm) | gramos | |
| Agua desionizada | 35,0 | 525,0 |
| Emulsión de monómero (3%) | 66,3 | |
| EMULSIÓN DE MONOMERO | partes por ciento | |
| en moles (pphm) | gramos | |
| Agua desionizada | 43,0 | 720,0 |
| Bicarbonato de sodio | 0,25 | 3,8 |
| Dodecilbenceno sulfonato de sodio | 1,0 | 15,0 |
| Acrilato de 2-etilhexilo | 94,0 | 1410,0 |
| Acrilamida, acuosa al 50% | 2,0 | 30,0 |
| Dimetacrilato de 1,3-butanodiol | 5,0 | 75 |
| SOLUCIÓN DE BISULFITO | ||
| Agua desionizada | 5,0 | 75,0 |
| Bisulfito de sodio | 0,06 | 0,9 |
| SOLUCIÓN DE PERSULFATO | ||
| Agua desionizada | 4,9 | 72,9 |
| Persulfato de sodio | 0,2 | 3,0 |
| SOLUCIÓN DE HIDROPERÓXIDO | ||
| Agua desionizada | 10,0 | |
| Hidroperóxido de terc-butilo, acuoso al 70% | 1,5 | |
| SOLUCIÓN DE SULFOXILATO | ||
| Agua desionizada | 10,0 | |
| Formaldehido sulfoxilato de sodio | 1,5 | |
(Continuación)
| CARGA DEL REACTOR | partes por ciento | |
| en moles (pphm) | gramos | |
| AGUA DE LAVADO | ||
| Agua desionizada | 80,0 | |
| BIOSTAT | ||
| KATHON LX 1,5% | 3,0 | |
| COMPOSICIÓN | parte por ciento | |
| Polímero de emulsión C5729-99 | 100,0 | |
| SURFINOL SE | 3,0 | |
| Premezcla PLURONIC L-101 | 2,0 | |
| COLLOIDS 646 | 0,4 | |
| Premezcla POLACRYL BR-100 | 0,3 |
\vskip1.000000\baselineskip
El agua desionizada tenía una conductividad de
1,0 \muS o menos.
El dodecilbenceno sulfonato de sodio RHODACAL
DS-10 fue suministrado en forma de escamas por Rhone
Poulenc.
El dimetacrilato de
1,3-butanodiol MHOROMER MFM-407 es
un monómero suministrado por Rohm Tech. Inc.
El agente humectante polímero de bloque óxido de
propileno óxido de etileno, no iónico, PLURONIC
L-101 fue suministrado por BASF Corporation. Se
preparó una premezcla con una parte de agua desionizada, una parte
de isopropanol y 2 partes de PLURONIC L-101.
El agente SURFYNOL SE fue suministrado por Air
Products.
El espesante asociativo POLYACRIL
BR-100 fue suministrado por POLACRYL Inc. Se preparó
una premezcla con una parte de agua desionizada, una parte de éter
mono-butil glicólico y 2 partes de POLYACRIYL
BR-100.
El desespumante COLLOIDS 646 fue suministrado por
Rhone-Poulenc.
Un reactor PYREX, con manguito, equipado con
purga para el nitrógeno, agitador y portillos de adición, se cargó
con agua desionizada que se había calentado a 74ºC. Se combinaron
los ingredientes de la emulsión de monómeros para alimentación al
reactor. Se cargó el reactor con 3% de la emulsión de monómeros y
soluciones de 5% de bisulfito y 5% de persulfato. Después de
descender la exoterma inicial, se introdujeron como alimentación el
resto de la emulsión de monómeros, la solución de bisulfito y la
solución de persulfato a una velocidad constante y continua a lo
largo de un período de una hora con una temperatura de reacción de
78ºC. El polímero de emulsión resultante se mantuvo a 80ºC durante
una hora, se añadieron por separado las soluciones de hidroperóxido
y sulfoxilato, se enfrió entonces el látex a 30ºC. Se añadió
Biostat.
Este polímero de emulsión se etiquetó como
C5729-99 y tenía un contenido de
no-volátiles de 51,2 por ciento en peso, pH 7,6,
viscosidad Brookfield RV de 40 cps a 50 rpm, se filtraron a
continuación los coágulos de 41 ppm sobre filtro de malla 100, 145
ppm sobre filtro de malla 200 y 152 ppm sobre filtro de malla 325.
El tamaño medio de partícula se determinó con Coulter
N-4 que dio 500 nm. El contenido total de gel fue de
91,6 por ciento en peso. Dado que el polímero de emulsión se preparó
con 1,0 por ciento en peso de dodecilbenceno sulfonato de sodio, el
contenido de gel del polímero se estima en 92,5 por ciento en peso.
El polímero de emulsión se compuso mezclando los ingredientes
enumerados para obtener un recubridor adhesivo sensible fácilmente a
la presión etiquetado como C5729-103. El adhesivo se
aplicó sobre un forro de desprendimiento POLY SLIK 8024 a un peso de
recubrimiento de 17,8\pm2,5 \mum (17,8\pm2,5 milésimas de
pulgada) de espesor en seco y se estratificó sobre un material de
papel(27 Kg) imprimado por una cara.
Se preparó el Ejemplo 1 de la Patente
estadounidense número 4.925,908
| Ejemplo 1 de | Ejemplo 2 | ||
| la 4925908 | |||
| (gramos) | pphm | gramos | |
| CARGA DEL REACTOR | |||
| Agua desionizada | 90,0 | 22,50 | 337,5 |
| Pirofosfato tetrasódico | 1,2 | 0,300 | 4,5 |
| AEROSOL MA-80 | 0,1 | 0,025 | 0,4 |
| Emulsión de monómeros | 29,0 | 7,250 | 108,8 |
| EMULSIÓN DE MONÓMEROS | |||
| Agua desionizada | 130,0 | 32,5 | 487,5 |
| TRITON X-200 | 30,0 | 7,5 | 112,5 |
| TRITON-111 | 6,0 | 1,5 | 112,5 |
| Acrilato de 2-etilhexilo | 240,0 | 60,0 | 900,0 |
| Acrilato de butilo | 152,0 | 38,0 | 570,0 |
| Ácido metacrílico | 8,0 | 2,0 | 30,0 |
| Azelato de dioctilo | 8,0 | 2,0 | 30,0 |
| Diacrilato de 1,6-hexanodiol | 0,8 | 0,2 | 3,0 |
| Hidroperóxido de t-butilo | 0,4 | 0,1 | 1,5 |
| SOLUCIÓN INICIADORA A | |||
| Agua desionizada | 6,0 | 1,5 | 22,5 |
| Persulfato de potasio | 0,2 | 0,05 | 0,8 |
| Edetato férrico de sodio | 0,03 | 0,008 | 0,11 |
| SOLUCIÓN INICIADORA B | |||
| Agua desionizada | 80,0 | 20,0 | 300,0 |
| Formaldehido sulfoxilato de sodio | 0,40 | 0,10 | 1,5 |
(Continuación)
| Ejemplo 1 de | Ejemplo 2 | ||
| la 4925908 | |||
| (gramos) | pphm | gramos | |
| SOLUCIÓN DE PVA | |||
| AIRVOL 540,acuoso al 10% | 30,0 | 7,5 | 112,5 |
| Solución de iniciador B | 32,0 | 8,0 | 120,0 |
| SOLUCIÓN DE BICARBONATO | |||
| Agua desionizada | 12,0 | 3,0 | 45,0 |
| Bicarbonato de sodio | 1,0 | 0,25 | 3,7 |
AIRVOL 540 es un poli alcohol vinílico
parcialmente hidrolizado suministrado por Air Products and Chemicals
Inc. Se preparó una solución acuosa al 10% según las técnicas de
disolución de alcohol vinílico VINOL® Polyvinil Alcohol
Dissolving Techniques, Air products and Chemical, Inc.
Bulletin 152-511, 1982, 1985.
Un reactor PYREX con manguito, equipado con purga
de nitrógeno, agitador, y portillos de adición, se cargó con agua
desionizada, pirofosfato tetrasódico, y AEROSOL
MA-80 y se calentó a 40ºC. Se combinaron los
ingredientes de la emulsión de monómeros para formar la alimentación
del reactor. El reactor se cargó con 5% de la emulsión de monómeros
y se calentó a 40ºC. Se añadió la solución iniciadora A. Al cabo de
dos minutos, se añadió la solución iniciadora B.
Se observó una exoterma los 8 últimos minutos con
un máximo de temperatura de 50ºC. El manguito del reactor se mantuvo
a 40ºC durante las siguientes alimentaciones retardadas. Después de
que descendiera la exoterma inicial, se añadió el resto de la
emulsión de monómeros a una velocidad de 5,6 g/min. y se añadió la
solución iniciadora B a una velocidad de 1,80 g/min. Al cabo de 10
minutos, se incrementó la velocidad de alimentación de emulsión de
monómeros a 11,3 g/min o un tiempo de adición retardada a lo largo
de 5 horas. Una vez añadida la emulsión de monómeros al 60%, y al
cabo de tres horas, se mezcló la solución de PVA con el resto de la
solución iniciadora B para obtener la solución iniciadora C. La
solución iniciadora C se añadió a una velocidad de 3,75 g/min.
Simultáneamente, se añadió la solución de bicarbonato a una
velocidad de 3,75 g/min. Se incrementó la agitación para mantener el
mezclado a medida que se incrementaba la viscosidad. Se añadió agua
de dilución, 325 gramos, durante la última hora de las
alimentaciones retardadas para mantener el movimiento de la
superficie. Al final de las alimentaciones retardadas, se alcanzó
una temperatura de reacción a 60ºC y se mantuvo durante 0,5 horas.
El polímero en emulsión resultante se enfrió a 30ºC y se descargó
para obtenerse 3307 gramos.
El polímero de emulsión se etiquetó como
G5777-11 y tenía un contenido en no volátiles de
46,8% en peso, pH de 6,5, viscosidad Brookfield RV de 3100 cps a 200
rpm, se filtró a continuación el coágulo de 21 ppm sobre filtro de
malla 100, 35 ppm sobre filtro de malla 200, y 40 ppm sobre filtro
de malla 325. El tamaño medio de partícula se determinó con un
Coulter N-4 que dio un valor de 660 nm.
El adhesivo sensible a la presión del Ejemplo 1
de la Patente estadounidense 4.925.908, Ejemplo 3 de aquí, se aplicó
a forro desprendible POLY SLIK 8024 a un peso de recubrimiento de
17,8 \pm 2,5 \mum de espesor seco y se estratificó sobre
material de papel con imprimación por una cara (27 kg). Las tiras de
una anchura de 2,54 cm del estratificado de adhesivo del Ejemplo 1 y
el Ejemplo 2 se aplicaron a una variedad de substratos a 22ºC y
70ºC, y se evaluó de acuerdo PSTC-2 la fuerza de
despegado a 90º en libras (una libra corresponde a 0,453 Kg) después
de un período de reposo específico. Lo siguiente es un resumen de
los resultados.
Tiempo de reposo: 20 minutos
Temperatura de reposo 22ºC
\newpage
| Substrato | Ejemplo 1 | Ejemplo 2 |
| Ejemplo 1 de | ||
| U.S. 4.925.908 | ||
| Acero inoxidable | 0,4 | 0,9 |
| Aluminio | 0,1 | 0,7 |
| Esmalte | 0,3 | 1,0 |
| Vidrio | 0,2 | 0,7 |
| SMC | 0,2 | 1,0 |
| HDPE | 0,4 | 0,5 |
| Polipropileno | 0,3 | 0,7 |
| Poliestireno | 0,5 | 0,9 |
| Policarbonato | 0,1 | 1,2 |
| Polimetacrilato de metilo | 0,1 | 1,2 |
| Poli cloruro de vinilo | 0,4 | 1,0 |
| ABS | 0,1 | 0,9 |
| Formica | 0,1 | 0,6 |
| Recubrimiento de esmalte Gloss Krome de 27 kg | 0,5D | 0,8 PT |
| Sobres | 0,1 | 0,4 |
| Manila | 0,1 | 0,5 |
| Cartón de cajas reciclado | 0,1 | 0,4 |
| Vinilo calandrado | 0,1 | 0,9 PT |
| Papel recubierto con polietileno | 0,1 | 0,3 |
Tiempo de reposo; una semana
Temperatura del reposo 22ºC
| Substrato | Ejemplo 1 | Ejemplo 2 |
| Ejemplo 1 de | ||
| U.S. 4.925.908 | ||
| Acero inoxidable | 0,7 D | 1,0 |
| Aluminio | 0,2 | 0,9 |
| Esmalte | 0,4 | 1,0 |
| Vidrio | 0,7 | 0,9 |
| SMC | 0,3 | 1,2 |
| HDPE | 0,5 | 0,7 |
| Polipropileno | 0,6 | 0,7 |
(Continuación)
| Substrato | Ejemplo 1 | Ejemplo 2 |
| Ejemplo 1 de | ||
| U.S. 4.925.908 | ||
| Poliestireno | 0,6 D | 1,0 |
| Policarbonato | 0,1 | 1,0 |
| Polimetacrilato de metilo | <0,1 | 1,0 PT |
| Poli cloruro de vinilo | 0,2 | 0,8 PT |
| ABS | 0,2 | 0,6 PT |
| Formica | 0,3 | 0,7 |
| Recubrimiento de esmalte Gloss Krome de 27 kg | 0,7 D | 0,5 PT |
| Sobres | 0,4 | 0,5 |
| Manila | 0,4 D | 0,7 |
| Cartón de cajas reciclado | <0,1 | 0,5 |
| Vinilo calandrado | 0,2 | 0,8 D |
| Papel recubierto con polietileno | 0,1 | 0,3 |
Tiempo de reposo: una semana
Temperatura de reposo: 50ºC
| Substrato | Ejemplo 1 | Ejemplo 2 |
| Ejemplo 1 de | ||
| U.S. 4.925.908 | ||
| Acero inoxidable | 0,6 | 0,9 |
| Aluminio | 0,4 | 1,0 |
| Esmalte | 0,7 | 0,7 PT |
| Vidrio | 0,7 D | 0,9 |
| SMC | 0,3 | PT |
| HDPE | 0,4 | 0,7 |
| Polipropileno | 0,6 | 1,0 |
| Poliestireno | 0,7 D | 0,7 PT |
| Policarbonato | 0,2 | 0,8 PT |
| Polimetacrilato de metilo | 0,2 | 0,4 PT |
| Poli cloruro de vinilo | 0,4 | 0,2 PT |
| ABS | 0,2 | 1,1 PT |
(Continuación)
| Substrato | Ejemplo 1 | Ejemplo 2 |
| Ejemplo 1 de | ||
| U.S. 4.925.908 | ||
| Formica | 0,2 | 0,8 |
| Recubrimiento de esmalte Gloss Krome de 27 kg | 0,6 PT | 0,5 PT |
| Sobres | 0,3 | 0,9 |
| Manila | 0,4 | 0,9 |
| Cartón de cajas reciclado | 0,1 | 0,6 |
| Vinilo calandrado | 0,1 | 0,6 PT |
| Papel recubierto con polietileno | 0,2 | 0,8 |
Todos los adhesivos se despegan limpiamente del
substrato a menos que esté anotado otra cosa
PT = rasgado del papel
D = exfoliación
F = se arranca
Esta comparación demuestra que el adhesivo de
esta invención posee una utilidad excelente como adhesivo
desprendible comparado con la Patente estadounidense 4.925.908. La
invención proporciona un adhesivo sensible a la presión en emulsión
acuosa aplicable como recubrimiento por transferencia que permanece
fácilmente desprendible sobre una amplia serie de substratos. La
película adhesiva posee suficiente fijación para anclar, pero no
forma una unión excesiva con el substrato. Esto permite una
capacidad de separación fácil y limpia. Estas ventajosas propiedades
se obtienen por utilización de más de 1 parte en peso o mol por
ciento sobre el monómero de un monómero reticulante
multifuncional.
Claims (11)
1. Una composición en emulsión útil en adhesivos
sensibles a la presión, desprendibles, y que tiene un contenido en
gel superior al 90% que comprende el producto de polimerización
de
a) 50 a 90 partes de al menos un monómero de
monoacrilato de alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono en la
cadena alquílica, y
b) más de 1 parte por cien partes basado en el
contenido total de monómero de un monómero multifuncional, y
c) menos de 1,5% de un agente tensioactivo
aniónico
donde el producto de polimerización tiene una Tg
de menos de 0ºC.
2. La composición según la reivindicación 1 donde
el citado monómero monoacrilato de alquilo es acrilato de
n-octilo, acrilato de iso-octilo o
acrilato de 2-etilhexilo.
3. La composición según la reivindicación 1 donde
el citado monómero que contiene más de 1 fracción olefínica reactiva
es dimetacrilato de butanodiol.
4. La composición según la reivindicación 1 donde
el citado monómero de monoacrilato de alquilo tiene 4 a 8 átomos de
carbono en la cadena de alquilo.
5. La composición según la reivindicación 1 donde
el producto de polimerización tiene una temperatura de transición
vítrea de -70ºC amenos de 0ºC.
6. La composición según la reivindicación 1 donde
el producto de polimerización tiene una temperatura de transición
vítrea de -70ºC a -50ºC.
7. La composición según la reivindicación 1 que
tiene 40 a 60 por ciento en peso de sólidos de polímero.
8. La composición según la reivindicación 1 que
tiene un 92% de contenido de gel y un diámetro medio de partícula
superior a 100 nanómetros.
9. La composición según la reivindicación 1 que
contiene además un monómero polar.
10. La composición según la reivindicación 9,
donde el monómero polar es acrilamida.
11. La composición según la reivindicación 1,
donde el agente tensioactivo aniónico es un benceno sulfonato
alquilado.
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|---|---|---|---|
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