TW201936809A - 水系離型塗層組成物 - Google Patents

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Abstract

所揭示者係水系離型塗層組成物。所揭示之水系離型塗層組成物特別適合於與壓敏性黏著劑一起使用。在一些實施例中，該水系離型塗層組成物包括(A)乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體；(B)聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及(C)聚合分散劑，其包含酸官能基。在一些實施例中，水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。所揭示之離型塗層組成物特別適合用於膠帶應用。

Description

水系離型塗層組成物
本揭露係關於與壓敏性黏著劑一起使用之水系離型塗層組成物。所揭示之水系離型塗層組成物包含(A)乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體；(B)聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及(C)聚合分散劑，其包含酸官能基。在一些實施例中，水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。
所揭示之水系離型塗層組成物尤其在包含壓敏性黏著劑層之標籤及/或膠帶應用中係有用的，其中聚矽氧從該離型塗層至該黏著劑層中之遷移係值得關注的。所揭示之離型塗層組成物，因為矽氧烷的存在而至少部分地提供相對低的離型力，並且因為乙烯基系乳液共聚物之間化學及物理交互作用之定錨效應(anchoring effect)而提供低的遷移，該乙烯基系乳液共聚物包含可共聚酸單體、具有胺基及環氧官能性之聚矽氧系乳液、以及包含酸官能基之分散劑。
如所屬技術領域中已知的，壓敏性黏著劑的使用通常要求使用離型塗層組成物。對於膠帶及相關應用，將離型塗層組成物施加到黏著劑層貼合(affixed)的相對側。對於標籤及相關應用，將離型塗層組成物施加到保護性覆蓋片與黏著劑層接觸的那一側。
習知離型塗層組成物通常係成膜(film forming)物質或溶液，基本上包含溶劑、離型劑、以及（有時候）一或多種可選的添加劑。在更常見的習知離型塗層組成物中係那些基本上包含溶解在有機溶劑（例如甲苯、二甲苯）中的熱固性聚矽氧樹脂。已證明這類型的離型塗層組成物對於提供標籤覆蓋片及類似者的快速離型、以及成捲形式的膠帶及帶有黏著劑(adhesive bearing)的物品之容易退繞(unwinding)係相當有用的。然而，其等通常存在諸如聚矽氧之轉移或遷移至黏著劑層中的問題。由於黏著劑層的污染，此非所欲之聚矽氧遷移的發生（通常在經塗覆產品的儲存期間發生）尤其係藉由黏著劑強度的顯著降低來證明。
因此，與壓敏性黏著劑一起使用之離型塗層組成物其展現降低的聚矽氧至黏著劑層之遷移係所欲的。
所揭示者係水系離型塗層組成物。所揭示之水系離型塗層組成物特別適合於與壓敏性黏著劑一起使用。在一些實施例中，該水系離型塗層組成物包括(A)乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體；(B)聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及(C)聚合分散劑，其包含酸官能基。在一些實施例中，水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。所揭示之離型塗層組成物特別(inter alia )適用於遮蔽膠帶(masking tape)應用。
在一些實施例中，該水系離型塗層組成物包括(A)乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體；(B)聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及(C)聚合分散劑，其包含酸官能基。在一些實施例中，水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。(A) 乙烯基系乳液共聚物
用於聚合乙烯基系乳液共聚物(A)之方法係所屬技術領域中具有通常知識者已知的。
在一些實施例中，包含可共聚酸單體之乙烯基系乳液共聚物(A)包含0.5至5重量百分比之可共聚酸單體，該可共聚酸單體係衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸。合適的單羧酸包括但不限於丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯甲酸、2-丁烯酸、及其組合。合適的二羧酸包括但不限於馬來酸、福馬酸、伊康酸、其等之酸酐、及其組合。
在一些實施例中，該乙烯基系乳液共聚物(A)之其餘者係能夠與可共聚酸單體共聚之非官能可共聚單體，包括但不限於乙酸乙烯酯、氯乙烯、二氯亞乙烯(vinylidene chloride)、苯乙烯、及(甲基)丙烯酸烷酯（其中該烷基含有2至10個碳原子）、及其組合。
該乙烯基系乳液共聚物(A)應能夠在乾燥時形成膜。在一些實施例中，該乳液共聚物(A)將具有在0至60℃範圍中之Tg。
以該離型塗層組成物之總乾重計，該離型塗層組成物中包含可共聚酸單體之乙烯基系乳液共聚物(A)之量係80至99重量百分比、或92至97重量百分比。(B) 聚矽氧系乳液
在一些實施例中，該聚矽氧系乳液(B)包含(a)胺、多元醇官能矽氧烷與(b)環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物。在一些實施例中，該胺、多元醇官能矽氧烷(a)具有通式：, 其中各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組；各R1獨立地係單價烴基；各R2獨立地係具有1至10個碳原子之二價烴基；h係25至1,000；j係0.1至200；並且各R3”係雜環含氮化合物，其包括, 其中各R4”係獨立地選自由氫原子及式—R2NY2之基團所組成之群組，各Y獨立地係氫原子或Y’，以及各Y’係下式之基團, 其中R2基團係獨立地表徵如上，並且限制條件係每個Y不是H。
在一些實施例中，該環氧、乙二醇矽氧烷(b)具有通式：  E3SiO—(R1 2SiO)h—(R1R6SiO)j—(R1R7SiO)k—SiE3， 其中各R1獨立地係單價烴基，R6係含環氧的基團，R7係聚醚基團，各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組，h係25至1000，j係0.1至200，並且k係0.1至200。
在一些實施例中，該聚矽氧系乳液(B)可進一步包含一或多種選自由非離子界面活性劑所組成之群組的界面活性劑(c)。以該聚矽氧系乳液(B)之總乾重計，成分(c)之量係約3至25重量百分比。
在一些實施例中，該聚矽氧系乳液(B)可進一步包含可選的成分(d)，有機酸。在一些實施例中，可選的成分(d)係冰乙酸。以該聚矽氧系乳液(B)之總乾重計，該聚矽氧系乳液(B)中成分(d)之量係約0至2重量百分比。
以該離型塗層組成物之總乾重計，該離型塗層組成物中該聚矽氧系乳液(B)之量係0.5至8重量百分比、或2至5重量百分比。(C) 聚合分散劑
在一些實施例中，該水系離型塗層組成物包含聚合分散劑(C)，該聚合分散劑包含酸官能基。
在一些實施例中，包含酸官能基之聚合分散劑(C)包含衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸之可共聚酸單體。合適的單羧酸包括但不限於丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丁烯酸、及其組合。合適的二羧酸包括但不限於馬來酸、福馬酸、伊康酸、其等之酸酐、及其組合。較佳地，可共聚酸單體係馬來酸酐。
在一些實施例中，包含酸官能基之聚合分散劑(C)係羧酸鹽多羧酸共聚物之鈉鹽。
在一些實施例中，包含酸官能基之聚合分散劑(C)進一步包含疏水性單體。合適的疏水性單體包括但不限於苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二異丁烯、及其組合。
在一些實施例中，包含酸官能基之聚合分散劑(C)係馬來酸酐、二異丁烯共聚物之鈉鹽。
以該離型塗層組成物之總乾重計，該離型塗層組成物中包含酸官能基之聚合分散劑(C)之量係0.5至5重量百分比、或0.75至2重量百分比。(D) 添加劑
在一些實施例中，水系離型塗層組成物進一步包含添加劑(D)。根據本揭露使用之合適的添加劑(D)包括但不限於交聯劑、消泡劑、助流及整平劑(flow and leveling agent)、著色劑、流變改質劑(rheology modifier)、成膜劑、除生物劑/抗真菌劑、抗氧化劑、界面活性劑/乳化劑、及其組合。
在已經製備乳液共聚物(A)之後，接著將聚矽氧系乳液(B)、分散劑(C)、及可選的添加劑(D)混合添加至其中，直到溶液係均質的(homogeneous)。雖然這係製備所揭示之離型塗層組成物之較佳方法，但所屬技術領域中已知的其他方法可係合適的，包括根據所屬技術領域中已知的方法，在構成乳液共聚物(A)的組分聚合之前或期間添加該聚矽氧系乳液(B)。本發明之實例
現在將藉由描述說明所揭示之黏著劑組成物及現有黏著劑組成物之實例（說明性實例(Illustrative Examples)「IE」，比較例(Comparative Examples)「CE」，統稱「實例(the Examples)」）來進一步詳細闡釋本揭露。然而，本揭露之範疇當然不限於實例。 使用示於表1中的原料來製備實例。 聚乙酸乙烯酯共聚物乳液「A」之製備
在典型乳液聚合中，聚乙酸乙烯酯共聚物係以下列組成物合成：以總單體之乾重計，0.5%丙烯酸、0.25%馬來酸酐、3%丙烯酸丁酯、及96.25乙酸乙烯酯。乳液固體含量係46.5%，並且pH係約7。 聚矽氧系乳液「B」之製備
將94份聚合物(i)與6份8421流體（環氧、乙二醇聚矽氧，由Dow Corning提供）混合以得到均質混合物。聚合物(i)， 其中75%的所有X實例具有式，並且25%的X係氫。
然後將10份SOFTANOL™ 90及10份SOFTANOL™ 160（可購自Nippon Shokubai Co., LTD）添加至混合物中並混合好。在高剪切速率下添加100份水，以得到稠相(thick phase)乳液，接著逐步以179份水稀釋。最後，添加1份乙酸及0.4份KATHON™ LX（由Dow Chemical Company提供）作為除生物劑。 聚合分散劑「C」之製備
聚合分散劑係具有50%酸含量之馬來酸酐、二異丁烯交替共聚物。該產物係在二甲苯中作為溶液聚合物而合成，並且用氫氧化鈉中和。用水性萃取法(aqueous extraction)將水可溶鈉鹽與有機溶劑分離，並且用作25%重量固體之水性分散劑。
根據示於表2中的配方來配製實例。
進行測試如下：將組成物各自用0# Meyer Rod施加在皺紋紙原料的粗糙側，並且可將該組成物稀釋以確保乾塗層重量係約5 gsm。在循環烘箱中，將濕網在130℃下乾燥15秒。
測試膠帶係由3M company所提供之3MTM 2310、或由The Dow Chemical Company所提供之ROBOND™ PS-2008。具有離型背襯之膠帶的老化條件係在23℃/55%下3天、或在70℃具6.86 kpa (70 g/cm2 )的壓力下老化3天。
藉由Féderation Internationale des fabricants et transformateurs d' Adhésifs et Thermocollants (「FINAT」)測試方法第1號來測量對不鏽鋼的初始黏著性。
藉由FINAT測試方法第3號（低速退繞黏著性=300mm/min）及FINAT測試方法第4號（高速退繞黏著性=1524mm/min，剝離角度改變至90度）來測量乾的組成物之退繞黏著性質。
在與離型背襯接觸並在23℃/55%下老化3天以及在70℃下老化3天之後，根據FINAT測試方法第1號，對所使用的膠帶進行再黏著（剝離滯留(peel retention)）測試。該測試基材係不鏽鋼。
實例之性能結果詳述於表3及4中。表3詳述以溶劑系壓敏性黏著劑進行之性能結果，而表4詳述水系壓敏性黏著劑之結果。對於所有實例，中等離型力及相對較高之剝離滯留係所欲的。 表3：溶劑性質之橡膠系PSA 3M™ 2310之性能結果 表4：水系PSA PS 2008™ 之性能結果
除了上述實施例之外，許多實施例之具體組合係在本揭露之範圍內，以下描述其中一些： 實施例1.一種水系離型塗層組成物，其包含： (A) 乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體； (B) 聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及 (C) 聚合分散劑，其包含酸官能基， 其中該水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。
實施例2.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該乙烯基系乳液共聚物(A)包含0.5至5重量百分比之可共聚酸單體，該可共聚酸單體係衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸。
實施例3.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該乙烯基系乳液共聚物(A)係以80至99重量百分比存在。
實施例4.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該乙烯基系乳液共聚物(A)係以88至92重量百分比存在。
實施例5.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該乙烯基系乳液共聚物(A)包含可共聚單體，該可共聚單體係選自由下列所組成之群組：乙酸乙烯酯單體、氯乙烯單體、二氯亞乙烯單體、苯乙烯單體、丙烯酸烷酯單體、及其組合。
實施例6.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該乙烯基系乳液共聚物(A)具有0至60℃之Tg。
實施例7.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚矽氧系乳液(B)係以0.5至8重量百分比存在。
實施例8.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚矽氧系乳液(B)係以2至5重量百分比存在。
實施例9.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該胺、多元醇官能矽氧烷具有通式， 其中各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組；各R1獨立地係單價烴基；各R2獨立地係具有1至10個碳原子之二價烴基；h係25至1,000；j係0.1至200；並且各R3”係雜環含氮化合物，其包括， 其中各R4”係獨立地選自由氫原子及式—R2NY2之基團所組成之群組，各Y獨立地係氫原子或Y’，以及各Y’係下式之基團， 其中R2基團係獨立地表徵如上，並且限制條件係每個Y不是H。
實施例10.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該環氧、乙二醇矽氧烷具有通式：  E3SiO—(R1 2SiO)h—(R1R6SiO)j—(R1R7SiO)k—SiE3， 其中各R1獨立地係單價烴基，R6係含環氧的基團，R7係聚醚基團，各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組，h係25至1000，j係0.1至200，並且k係0.1至200。
實施例11.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該聚矽氧系乳液(B)進一步包含界面活性劑。
實施例12.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中聚矽氧系乳液(B)進一步包含有機酸，諸如冰乙酸。
實施例13.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚合分散劑(C)係以0.5至5重量百分比存在。
實施例14.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚合分散劑(C)係以0.75至2重量百分比存在。
實施例15.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該聚合分散劑(C)包含衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸之可共聚酸單體。
實施例16.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該聚合分散劑(C)包含羧酸鹽多羧酸共聚物之鈉鹽。
實施例17.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該聚合分散劑(C)包含疏水性單體。
實施例18.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其中該聚合分散劑(C)包含馬來酸酐、二異丁烯共聚物之鈉鹽。
實施例19.根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物，其進一步包含添加劑(D)，該添加劑係選自由下列所組成之群組：交聯劑、消泡劑、助流及整平劑、著色劑、流變改質劑、成膜劑、除生物劑/抗真菌劑、抗氧化劑、界面活性劑/乳化劑、及其組合。
實施例20.一種水系離型塗層組成物，其包含： (A) 乳液共聚物，其包含乙酸乙烯酯單體單元及衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸之酸單體單元； (B) 聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及 (C) 聚合分散劑，其包含酸官能基， 其中該水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。
實施例21.一種標籤或膠帶，其包含根據前述或後續實施例中任一者之水系離型塗層組成物。
無
無

Claims (11)

  1. 一種水系離型塗層組成物，其包含： (A) 乙烯基系乳液共聚物，其包含可共聚酸單體； (B) 聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及 (C) 聚合分散劑，其包含酸官能基， 其中該水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。
  2. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中該乙烯基系乳液共聚物(A)包含0.5至5重量百分比之可共聚酸單體，該可共聚酸單體係衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸。
  3. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該乙烯基系乳液共聚物(A)係以80至99重量百分比存在。
  4. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中該乙烯基系乳液共聚物(A)包含可共聚單體，該可共聚單體選自下列所組成之群組：乙酸乙烯酯單體、氯乙烯單體、二氯亞乙烯單體、苯乙烯單體、丙烯酸烷酯單體、及其組合。
  5. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚矽氧系乳液(B)係以0.5至8重量百分比存在。
  6. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中該胺、多元醇官能矽氧烷具有通式， 其中各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組；各R1獨立地係單價烴基；各R2獨立地係具有1至10個碳原子之二價烴基；h係25至1,000；j係0.1至200；並且各R3”係雜環含氮化合物，其包括, 其中各R4”係獨立地選自由氫原子及式—R2NY2之基團所組成之群組，各Y獨立地係氫原子或Y’，以及各Y’係下式之基團, 其中R2基團係獨立地表徵如上，並且限制條件係每個Y不是H。
  7. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中該環氧、乙二醇矽氧烷具有通式：  E3SiO—(R1 2SiO)h—(R1R6SiO)j—(R1R7SiO)k—SiE3， 其中各R1獨立地係單價烴基，R6係含環氧的基團，R7係聚醚基團，各E係獨立地選自由單價烴基、羥基、及烷氧基所組成之群組，h係25至1000，j係0.1至200，並且k係0.1至200。
  8. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其中，以該離型塗層組成物之總乾重計，該聚合分散劑(C)係以0.5至5重量百分比存在。
  9. 如請求項1之水系離型塗層組成物，其進一步包含添加劑(D)，該添加劑係選自由下列所組成之群組：交聯劑、消泡劑、助流及整平劑、著色劑、流變改質劑、成膜劑、除生物劑/抗真菌劑、抗氧化劑、界面活性劑/乳化劑、及其組合。
  10. 一種水系離型塗層組成物，其包含： (A) 乳液共聚物，其包含乙酸乙烯酯單體單元及衍生自α-不飽和單羧酸或二羧酸之酸單體單元； (B) 聚矽氧系乳液，其包含胺、多元醇官能矽氧烷與環氧、乙二醇官能矽氧烷之混合物；及 (C) 聚合分散劑，其包含酸官能基， 其中該水系離型塗層組成物中之聚矽氧系乳液(B)與聚合分散劑(C)之重量比係2:1至3:1。
  11. 一種標籤或膠帶，其包含如請求項1之水系離型塗層組成物。
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