TW202130760A - 阻燃壓敏性黏著劑 - Google Patents

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丹尼斯 泰茲克
裕美 卞
琳恩 伊麗莎貝斯 洛利莫爾
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Abstract

具有阻燃性質之壓敏性黏著劑及膠帶包括基材層、及設置於基材層上的壓敏性黏著劑層。壓敏性黏著劑係可固化組成物的經UV固化之組成物。可固化組成物包括可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。經UV固化之組成物係具有阻燃性質之光學清透壓敏性黏著劑。

Description

阻燃壓敏性黏著劑
本揭露大致上係關於黏著劑及膠帶領域，具體而言係關於具有阻燃性質之壓敏性黏著劑及膠帶之領域。
黏著劑已用於各種標記、固持、保護、密封、及遮罩目的。黏著膠帶一般包含背襯或基材、及黏著劑。壓敏性黏著劑是對於許多應用尤其有用之一種類型的黏著劑。
所屬技術領域中具有通常知識者熟知的壓敏性黏著劑在室溫下所具備的某些性質包括下列：(1)強力且持久的膠黏性；(2)以不超過手指壓力黏附；(3)足以固持在黏附體上的能力；及(4)足以自黏附體乾淨地移除的內聚強度(cohesive strength)。已發現作為壓敏性黏著劑作用良好的材料係經設計及調配以展現出必要黏彈性而導致所欲的膠黏性、剝離黏著性、及剪切強度間之平衡的聚合物。用於製備壓敏性黏著劑之最普遍使用之聚合物為天然橡膠、合成橡膠(例如，苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)及苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、各種(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯)共聚物、及聚矽氧。此等類別之材料各自具有優點及缺點。
本揭露大致上係關於黏著劑及膠帶領域，具體而言係關於具有阻燃性質之壓敏性黏著劑及膠帶之領域。在一些實施例中，黏著劑物品包含具有第一主表面及第二主表面之基材層、及設置於基材層之第一主表面的至少一部分上之壓敏性黏著劑層。壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，其中可固化組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。經UV固化之組成物係光學清透壓敏性黏著劑，其相較於相同黏著劑物品具有增加的阻燃性質，其中可比較的壓敏性黏著劑包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物及至少一種UV起始劑。
亦揭示黏著劑構造。在一些實施例中，黏著劑構造包含具有第一主表面及第二主表面之基材、及與基材之第二主表面接觸的黏著劑物品。黏著劑物品係上述之光學清透的阻燃壓敏性黏著劑物品。
黏著劑(特別是壓敏性黏著劑)的使用日益增加。其中黏著劑之使用日益增加的領域係醫療、電子、及光學產業、以及消費品及公共運輸。這些產業之需求需要具有專門特徵之黏著劑。例如，需要諸如壓敏性黏著劑之黏著劑，其提供超出膠黏性、剝離黏附力、及剪切強度等傳統性質外的其他特徵。新類別材料意欲滿足日益嚴苛 的黏著劑性能要求。性能需求包括光學清晰度及阻燃性。通常需要光學清晰度，因為通常黏著劑層為光學物品或裝置的組件，且需要阻燃性以預防或減少火擴散以保護壽命及性質。
多種技術可用於製備阻燃黏著劑。通常將阻燃添加劑添加至黏著劑以給出黏著劑阻燃性質。阻燃劑係廣泛用於產業中以減少塑膠材料的可燃性。這些添加劑使塑膠的引燃更加困難，抑制了燃燒過程，並限制了熱量的釋放。在壓敏性黏著劑中添加阻燃添加劑存在很多問題。許多常用的阻燃添加劑係含鹵素的，諸如，例如多氯聯苯及多溴二苯基醚。然而，越來越多的含鹵素材料被認為對環境不利，且越來越不鼓勵在黏著劑中使用它們。已經開發了許多非鹵化的阻燃添加劑，但是其中許多作為壓敏性黏著劑的添加劑可能會出現問題。在一些情況下，添加劑是液體，且這些液體作為黏著劑基質的塑化劑，且壓敏性黏著劑的這種塑化是一個問題，因為其影響基質的內聚強度。可以用來克服這種塑化的一種技術是使壓敏性黏著劑交聯或向壓敏性黏著劑基質中添加高Tg單體，以提高壓敏性黏著劑基質的內聚強度及勁度。然而，此技術是有問題的，因為交聯或提高壓敏性黏著劑基質的內聚強度會使壓敏性黏著劑過硬，從而不利地影響壓敏性黏著劑的黏著性質。
其他阻燃添加劑是固體，因此不能使基質塑化，但是仍然存在問題，因為固體添加劑的存在會不利地影響壓敏性黏著劑的光學性質。在一些情況下，固體阻燃添加劑的存在可使壓敏性黏著劑層不透明。
本文揭示壓敏性黏著劑，其除了具有黏著劑的正常所欲性質(剝離強度、剪切固持力、及膠黏性)之外還具有各種所欲性質。黏著劑係阻燃的且係光學清透的。在一些實施例中，使用含鹵素的阻燃添加劑，而在其他實施例中，不使用含鹵素的阻燃添加劑，實現了這種阻燃性。阻燃性與光學清晰度的組合是通過具有勁度與可撓性之平衡性質的阻燃劑與(甲基)丙烯酸酯聚合物基質的組合來實現。
本文揭示黏著劑物品及黏著劑構造，其等係光學清透的且具有阻燃性質。在一些實施例中，黏著劑物品包含基材及設置於基材層上之壓敏性黏著劑層，其中壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，可固化組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。
除非另有指明，否則說明書及申請專利範圍中用以表達特徵之大小、數量以及物理特性的所有數字，皆應理解為在所有情況下以「約(about)」一詞修飾之。因此，除非另有相反指示，否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數係近似值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教示所欲獲得的所欲特性而有所不同。由端點表述的數值範圍包括在該範圍之內包含的所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及5)以及該範圍內的任何範圍。
如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用，單數形「一(a、an)」以及「該(the)」涵蓋具有複數個係指物的實施例，除非 內文明確另有所指。舉例而言，提及「一層(a layer)」時涵蓋具有一層、兩層或更多層之實施例。如本說明書以及隨附之申請專利範圍中所使用，除非內文明確另有所指，否則用語「或(or)」一般係以包括「及/或(and/or)」之含義使用。
如本文中使用之「黏著劑(adhesive)」一詞係指可用於將兩個黏附體黏著在一起之聚合組成物。黏著劑的實例係壓敏性黏著劑。
所屬技術領域中具有通常知識者熟知的壓敏性組成物具備包括下列之性質：(1)強力且持久的膠黏性；(2)以不超過手指壓力黏附；(3)足以固持在黏附體上的能力；及(4)足以自黏附體乾淨地移除的內聚強度。已發現作為壓敏性黏著劑作用良好的材料係經設計及調配以展現出必要黏彈性而導致所欲的膠黏性、剝離黏著性、及剪切固持力間之平衡的聚合物。獲得適當的特性平衡不是一簡單的程序。
用語「含鹵素(halogen-containing)」或「不含鹵素(halogen-free)」係指材料，尤其是黏著劑添加劑。不含鹵素的添加劑基本上不含鹵素原子，諸如氟、氯、溴、及碘原子。含鹵素的添加劑至少有一些氫原子被鹵素原子置換。
除非另有指明，「光學透明(optically transparent)」係指一物品、膜、或黏著劑在可見光譜(約400至約700nm)之至少一部分內具有高透光率。一般而言，光學透明物品具有至少80%的可見光之光透射率。用語「透明膜(transparent film)」係指具有一厚度之膜且當將膜設置於基材上時，透過該透明膜之厚度，可見一影像(設置 於基材上或與基材相鄰)。在許多實施例中，透明膜允許可穿透膜之厚度而看見影像且不會顯著損失影像清晰度。在一些實施例中，透明膜具有消光或有亮面表面處理。
除非另有指明，用語「光學清透(optically clear)」係指於至少一部分的可見光光譜(約400至約700nm)具有高透光率之黏著劑或物品，且其展現出低霧度。一般而言，光學清透物品具有至少90%、通常至少95%的可見光之光透射率，及小於10%、通常小於5%、或甚至小於2%的霧度。
用語「(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)」係指醇的單體丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體或寡聚物在本文統稱為「(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylates)」。當用於描述聚合物(諸如嵌段共聚物)時，用語「基於(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate-based)」係指由(甲基)丙烯酸酯單體製備的聚合物。這些聚合物可僅含有(甲基)丙烯酸酯單體，或其等可含有與(甲基)丙烯酸酯共反應之單體。
本文中所用之用語「聚合物(polymer)」係指為均聚物或共聚物之聚合材料。本文中所用之用語「均聚物(homopolymer)」係指為一種單體之反應產物的聚合材料。本文中所用之用語「共聚物(copolymer)」係指為至少兩種不同單體之反應產物的聚合材料。
用語「增黏樹脂(tackifying resin)」、「增黏試劑(tackifying agent)」、及「增黏劑(tackifier)」在本文中可互換使用。
用語「塑化樹脂」、「塑化試劑(plasticizing agent)」和「塑化劑(plasticizer)」在本文中可互換使用。
用語「烷基(alkyl)」係指為烷烴自由基之單價基團，該烷烴係飽和烴。烷基可係線性、支鏈、環狀、或其組合，且一般具有1至20個碳原子。在一些實施例中，烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、乙基己基、正月桂基、異癸基、十三基、十四基、十六基、及十八基。
用語「芳基(aryl)」係指係芳族且係碳環之單價基團。芳基可具有一至五個連接至或稠合至芳族環之環。其他環結構可係芳族環、非芳族環、或其組合。芳基之實例包括但不限於苯基、聯苯、聯三苯基、蒽基、萘基、苊基(acenaphthyl)、蒽醌基(anthraquinonyl)、菲基、蒽基、芘基、苝基、及茀基。
用語「伸烷基(alkylene)」係指為烷烴自由基之二價基團。伸烷基可係直鏈、支鏈、環狀、或其組合。伸烷基常具有1至20個碳原子。在一些實施例中，伸烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。伸烷基之基團中心可在同一碳原子上(即，亞烷基)或在不同碳原子上。
用語「雜烷基(heteroalkyl)」係指包括由硫基、氧基、或-NR-連接之至少兩個伸烷基的單價基團，其中R係烷基。雜烷基可 為直鏈、支鏈、環狀、經烷基取代、或其組合。一些雜烷基係其中雜原子係氧之聚氧伸烷基，諸如例如，CH3CH2(OCH2CH2)nOCH2CH2-。
用語「伸芳基(arylene)」係指係碳環且係芳族之二價基團。該基團具有一至五個連接的、稠合的、或其組合之環。其他環可為芳族環、非芳族環、或其組合。在一些實施例中，伸芳基具有至多5個環、至多4個環、至多3個環、至多2個環、或1個芳族環。舉例而言，伸芳基可為伸苯基。
用語「雜伸芳基(heteroarylene)」係指係碳環且係芳族且含有諸如硫、氧、氮、或鹵素(諸如氟、氯、溴、或碘)之雜原子的二價基團。
用語「芳烷基(aralkyl)」係指式-Ra-Ara之單價基團，其中Ra係伸烷基，且Ara係芳基(即，伸烷基係鍵結至芳基)。
用語「可自由基聚合(free radically polymerizable)」及「乙烯系不飽和(ethylenically unsaturated)」可互換使用，且係指含有能夠經由自由基聚合機制聚合之碳-碳雙鍵的反應性基團。
本文揭示光學清透且具有阻燃性質之黏著劑物品。在一些實施例中，黏著劑物品包含具有第一主表面及第二主表面之基材、及設置於基材層之第一主表面的至少一部分上之壓敏性黏著劑層。壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，可固化組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。經UV固化之組成物係光學清透壓敏性黏著劑，其相較於相同黏著劑物品具有增加的阻燃 性質，其中壓敏性黏著劑包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物及至少一種UV起始劑。
黏著劑物品除了具有所欲光學清晰度及阻燃性以外，還保留了所欲剝離黏著性質。在一些實施例中，黏著劑物品之剝離黏著力係相同黏著劑物品之剝離黏著力的至少40%、更一般地至少60%，其中壓敏性黏著劑層包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含基於(甲基)丙烯酸酯之混合物及至少一種UV起始劑。在一些實施例中，黏著劑物品之剝離黏著力係相同黏著劑物品之剝離黏著力的至少65%、相同黏著劑物品之剝離黏著力的至少70%、或甚至相同黏著劑物品之剝離黏著力的至少80%，其中壓敏性黏著劑層包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含基於(甲基)丙烯酸酯之混合物及至少一種UV起始劑。因此，黏著劑保留了壓敏性黏著劑的所欲性質，並具有光學清晰度及阻燃性質的附加性質。
廣泛各種基材合適作為黏著劑物品之基材層。基材可係例如膠帶背襯、物品之表面、或離型襯墊。合適的膠帶背襯之實例包括，例如紙及聚合膜。紙之實例包括黏土塗佈紙及聚乙烯塗佈紙。聚合膜之實例包括包含一或多種聚合物之膜，該聚合物諸如醋酸丁酸纖維素(cellulose acetate butyrate)；醋酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate)；三醋酸纖維素(cellulose triacetate)；聚(甲基)丙烯酸酯，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)；聚酯，諸如聚苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)，及聚萘二甲酸乙二酯 (polyethylene naphthalate)；基於萘二羧酸(naphthalene dicarboxylic acids)之共聚物或摻合物；聚醚碸；聚胺甲酸酯；聚碳酸酯；聚氯乙烯；間規聚苯乙烯；環狀烯烴共聚物；及聚烯烴，其包括聚乙烯及聚丙烯，諸如澆鑄及雙軸定向聚丙烯、及氟熱塑性聚合物。基材可包含單個或多個層，諸如塗佈聚乙烯的聚對苯二甲酸乙二酯。可將基材塗底漆或處理以向其表面之一或多者賦予一些所欲特性。此等處理之實例包括電暈、火焰、電漿及化學處理。特別合適的膠帶背襯係由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、由聚胺甲酸酯、或由氟熱塑性聚合物製備。特別適用於聚合膜基材之材料包括聚酯、乙烯基、聚烯烴、聚胺甲酸酯、或其組合。
在其他實施例中，基材係物品之表面。廣泛各種物品表面皆係合適的，且可係剛性(諸如，例如金屬板、玻璃板等)或可撓性(諸如，例如纖維、織造及非織造網、發泡體、地毯、金屬箔、及類似者)。
基材亦可係離型襯墊。可使用任何合適的離型襯墊。例示性離型襯墊包括由紙(例如牛皮紙)或聚合材料(例如，聚烯烴，諸如聚乙烯或聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚胺甲酸酯、聚酯，諸如聚苯二甲酸乙二酯、及類似物)製成之離型襯墊。至少一些離型襯墊係塗佈有一層離型劑，諸如含聚矽氧材料或含氟碳化物材料。例示性離型襯墊包括但不限於可以「T-30」及「T-10」之商品名稱購自CP Film(Martinsville,Va.)之襯墊，其具有塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯膜上之聚矽氧離型塗層。襯墊可在其表面上具有微結構，將該微結構賦 予黏著劑以在黏著劑層之表面上形成微結構。之後可移除襯墊以露出具有微結構化表面之黏著劑層。
因為在一些實施例中，黏著劑係光學透明或光學清透的，所得之物品可係光學元件或可用來製備光學元件。本文中使用的術語「光學元件(optical element)」係指具有光學效應或光學應用的物件。光學元件可被用於例如電子顯示器、建築應用、運輸應用、投射應用、光子應用、及圖形應用。合適的光學元件包括但不限於螢幕或顯示器、陰極射線管、偏振器、反射器、及類似者。
可在此等物品中使用任何合適的光學膜。如本文中所使用，用語「光學膜(optical film)」係指可用於產生光學效應之膜。光學膜通常係含聚合物的膜，該光學膜可以係單個層或多個層。光學膜係撓性，且可具有任何合適的厚度。對於電磁波譜之一些波長(例如，在電磁波譜之可見紫外、或紅外區域中之波長)，光學膜通常係至少部分透射的、反射的、抗反射的、偏振的、光學清透的、或漫射的。例示性光學膜包括但不限於可見鏡面膜、彩色鏡面膜、太陽反射膜、紅外光反射膜、紫外光反射膜、反射型偏振膜(諸如增亮膜及雙層增亮膜)、吸收型偏振膜、光學清透膜、著色膜、及抗反射膜。
在一些實施例中，光學膜具有一塗層。一般而言，塗層用於增進膜之功能或向膜提供額外功能性。塗層的實例包括例如硬塗層、防霧塗層、防刮塗層、防窺塗層、或其組合。提供增強耐久性之諸如硬塗層、防霧塗層、及防刮塗層之塗層在以下應用中為所欲的，諸如觸控螢幕感測器、顯示器螢幕、圖形應用及其類似應用。防窺塗 層之實例包括例如模糊或霧面的塗層以得到經遮掩之觀看膜或經遮光(louvered)的膜以限制觀看角度。
一些光學膜具有多個層，諸如含聚合物的材料(例如，具有或不具有染料之聚合物)之多個層、或含金屬的材料及聚合材料之多個層。一些光學膜具有不同折射率之聚合材料之交替層。其他光學膜具有交替之聚合層及含金屬層。例示性光學膜描述於下列專利中：美國專利第6,049,419號(Wheatley等人)；美國專利第5,223,465號(Wheatley等人)；美國專利第5,882,774號(Jonza等人)；美國專利第6,049,419號(Wheatley等人)；美國專利第RE 34,605號(Schrenk等人)；美國專利第5,579,162號(Bjornard等人)；及美國專利第5,360,659號(Arends等人)。
黏著劑物品進一步包含壓敏性黏著劑層，其設置於基材層之第一主表面的至少一部分上。壓敏性黏著劑層係UV可固化組成物的經UV固化之層。UV可固化組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。
在一些實施例中，UV可固化組成物包含：61至75wt%的可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；4至13wt%的可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物；18至29wt%的該液體阻燃劑；及至少一種UV起始劑，其中wt%係基於可固化組成物之總重量減去UV起始劑。這些元件之各者已在下文詳細描述。
壓敏性黏著劑層的厚度取決於各種因素，包括黏著劑物品之所欲用途。一般而言，黏著劑層的厚度傾向於大於約5微米、大於約10微米、大於約15微米、或甚至大於約20微米。厚度通常係小於約1000微米、小於約250微米、小於約200微米、或甚至小於175微米。例如，厚度可係約5至約1000微米、約10至約500微米、約25至約250微米、或約50至約175微米。
可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物包含可塗佈漿料，該可塗佈漿料係部分經聚合之基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物。已將可塗佈漿料(其係部分經聚合之基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物)用於藉由塗佈及固化技術製備黏著劑物品。在此技術中，將可塗佈混合物塗佈在帶材上，然後進行固化，通常係光化學。帶材可係背襯、基材、離型襯墊、或類似者。已經發現，如果可塗佈混合物僅含有單體，則黏度可能不夠高到可輕易塗佈。單體混合物可經部分預聚合以給出例如美國專利第6,339,111號(Moon等人)中所述之可塗佈漿料。
目前可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物包含至少一種(甲基)丙烯酸烷酯單體與至少一種強化單體的混合物。廣泛各種單體皆適用於作為(甲基)丙烯酸烷基酯單體及強化單體。通常而言，若可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物經聚合，則其將形成壓敏性黏著劑。由此形成之壓敏性黏著劑係用作為本揭露之黏著劑的比較性黏著劑。
合適的(甲基)丙烯酸烷基酯單體包括作為均聚物具有小於約0℃之Tg者。此類(甲基)丙烯酸烷酯單體之實例係其中的烷基包含約2個碳原子至約20個碳原子之單體，且實例包括但不限於丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯、及其混合物。可選地，作為均聚物具有高於0℃之Tg的其他乙烯基單體及(甲基)丙烯酸烷酯單體(諸如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸異莰酯、乙酸乙烯酯、及類似者)可與一或多種(甲基)丙烯酸烷酯單體結合使用。
可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物亦包含至少一種強化單體。一般而言，強化單體係酸性或鹼性單體，其可與(甲基)丙烯酸烷酯單體、或高Tg可共聚合單體(諸如苯乙烯)共聚合。廣泛各種可共聚合酸性及鹼性單體皆係合適的。
有用的酸性單體包括但不限於選自下列之彼等單體：乙烯系不飽和羧酸、乙烯系不飽和磺酸、乙烯系不飽和膦酸、及其混合物。此等化合物之實例包括選自下列彼等實例：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、巴豆酸、檸康酸、馬來酸、油酸、β-羧基乙基丙烯酸酯、2-磺乙基甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、乙烯膦酸、及類似者、及其混合物。由於其可得性，一般使用乙烯系不飽和羧酸，其中丙烯酸係特別合適的酸性單體。
例示性鹼性單體包括N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺(DMAPMAm)；N,N-二乙基胺基丙基甲基丙烯醯胺(DEAPMAm)；N,N-二甲基胺基乙基丙烯酸酯(DMAEA)；N,N-二乙基胺基乙基丙烯 酸酯(DEAEA)；N,N-二甲基胺基丙基丙烯酸酯(DMAPA)；N,N-二乙基胺基丙基丙烯酸酯(DEAPA)；N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)；N,N-二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯(DEAEMA)；N,N-二甲基胺基乙基丙烯醯胺(DMAEAm)；N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯醯胺(DMAEMAm)；N,N-二乙基胺基乙基丙烯醯胺(DEAEAm)；N,N-二乙基胺基乙基甲基丙烯醯胺(DEAEMAm)；N,N-二甲基胺基乙基乙基醚(DMAEVE)；N,N-二乙基胺基乙基乙基醚(DEAEVE)；及其混合物。其他有用鹼性單體包括乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、三級胺基-官能化苯乙烯(例如，4-(N,N-二甲基胺基)-苯乙烯(DMAS)、4-(N,N-二乙基胺基)-苯乙烯(DEAS))、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺、丙烯腈、N-乙烯基甲醯胺、(甲基)丙烯醯胺、及其混合物。由於商業可得性，(甲基)丙烯醯胺係特別合適的鹼性單體。
一般而言，(甲基)丙烯酸烷酯單體包含大部分的可聚合(甲基)丙烯酸酯混合物，意指(甲基)丙烯酸烷酯或(甲基)丙烯酸烷酯之混合物包含大於50重量%的可固化混合物、一般大於70重量%的可固化混合物。一般而言，強化單體係以1至30重量%、更一般地2至20%之量存在。或甚至2至10重量%的反應混合物。
在黏著劑物品之一些實施例中，壓敏性黏著劑層不含鹵素。不含鹵素意指單體及液體阻燃劑基本上不含鹵素原子。在下文所述之其他實施例中，可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物含有鹵素原子。
在不含鹵素之壓敏性黏著劑層中，可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物一般包含至少一種經磷改質之(甲基)丙烯酸酯寡聚物或單體。經磷改質之(甲基)丙烯酸酯寡聚物之實例包括可商購自ALLNEX之雙官能丙烯酸酯化含磷寡聚物RAYLOK 1722、及來自Kowa Company之三官能丙烯酸酯化含磷單體VISCOAT 3PA。
在不含鹵素之壓敏性黏著劑層中，液體阻燃劑亦不含鹵素。在一些實施例中，液體阻燃劑包含芳基磷酸酯。廣泛各種芳基磷酸酯係合適的，諸如，例如以PHOSFLEX 31L商購自ICL Industrial Products之異丙基化磷酸三苯酯混合物。
在本揭露之黏著劑物品之其他實施例中，壓敏性黏著劑層係含鹵素的。在這些實施例中，在固化後形成壓敏性黏著劑層的UV可固化混合物中的一或多種元件係含鹵素的。在一些實施例中，可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物。經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含通式1之化合物：
Arhal-O-(CO)-CR1=CH2 式1其中R1係H或甲基；(CO)係羰基C=O；且Arhal係選自苯基、經取代苯基、或稠合芳族基團的芳族基團，其中至少一個氫原子經鹵素原子取代。
廣泛各種根據式1之化合物係合適的。在一些特別合適的實施例中，式1之化合物R1係H；且Arhal係全溴苯基(C6Br5)基團。此化合物可以CN2601商購自Sartomer。額外化合物包括可以FR-1025商購自ICL Industrial Products之材料。
在含鹵素的實施例中，液體阻燃劑可經鹵化或未經鹵化。上文描述未經鹵化之阻燃劑。廣泛範圍之鹵化液體阻燃劑係合適的，例如鹵化三烷基磷酸酯，諸如以FYROL PCF商購自ICL Industrial Products之基於磷酸參(2-氯異丙基)酯的烷基磷酸酯阻燃劑。
在一些實施例中，可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物，且液體阻燃劑包含鹵化三烷基磷酸酯。
UV可固化組成物亦包括至少一種光起始劑，意指起始劑係藉由光(一般係紫外(UV)光)活化。合適的自由基光起始劑之實例包括DAROCURE 4265、IRGACURE 651、IRGACURE 184、IRGACURE 1173、IRGACURE 819、LUCIRIN TPO、LUCIRIN TPO-L，可商購自BASF,Charlotte,NC。
一般使用足量的起始劑來進行聚合至所欲溫度及轉化。以總單體含量計，所使用的總起始劑量一般係在約0.01重量%至約5.0重量%之範圍內。
黏著劑物品可含有額外元件。額外元件可係基材之部分，即基材可係多層物品或可含有額外層或塗層。額外元件可係壓敏 性黏著劑層之部分。可使用任何合適的添加劑，只要其不干擾反應性組分之固化或不利地影響經固化之壓敏性黏著劑層之性質，諸如阻燃或光學性質。合適的非反應性添加劑之實例包括塑化劑、增黏劑、奈米粒子填料、珠粒填料、抗氧化劑、黏度控制添加劑、折射率改質劑、或其組合。在一些實施例中，額外元件可係與壓敏性黏著劑層接觸的離型襯墊。離型襯墊可保護壓敏性黏著劑層，直到黏著劑層黏附至表面以形成構造，如下文所述。可使用任何合適的離型襯墊。例示性離型襯墊包括由紙(例如牛皮紙)或聚合材料(例如，聚烯烴，諸如聚乙烯或聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚胺甲酸酯、聚酯，諸如聚苯二甲酸乙二酯、及類似物)製成之離型襯墊。至少一些離型襯墊係塗佈有一層離型劑，諸如含聚矽氧材料或含氟碳化物材料。例示性離型襯墊包括但不限於可以「T-30」及「T-10」之商品名稱購自CP Film(Martinsville,Va.)之襯墊，其具有塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯膜上之聚矽氧離型塗層。襯墊可在其表面上具有微結構，將該微結構賦予黏著劑以在黏著劑層之表面上形成微結構。之後可移除襯墊以露出具有微結構化表面之黏著劑層。
亦揭示黏著劑構造。黏著劑構造包含具有第一主表面及第二主表面之第二基材、及與第二基材之第二主表面接觸的黏著劑物品。黏著劑物品已描述於上，其包含具有第一主表面及第二主表面之基材層、及設置於基材層之第一主表面的至少一部分上之壓敏性黏著劑層，其中壓敏性黏著劑具有第一主表面及第二主表面，其中壓敏性黏著劑層之第二主表面的至少一部分與基材層之第一主表面接觸，且 壓敏性黏著劑層之第一主表面與基材之第二主表面接觸，且其中壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，可固化組成物包含可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物、可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物、液體阻燃劑、及至少一種UV起始劑。這些元件之各者已在上文詳細描述。
廣泛各種第二基材皆係合適的。第二基材可與第一基材相同或其可為不同的。在一些實施例中，第二基材包含裝置或車輛之外部表面。在一些實施例中，第二基材包含經處理表面，其中經處理表面包含經膜覆蓋之表面、塗漆表面、或經塗佈表面。可將本揭露之黏著劑物品附接到其上的表面之實例包括運輸車輛，諸如汽車、火車、公車、地鐵車廂、飛機、及類似者。合適的表面包括玻璃表面，諸如窗及類似者。
實例
製作阻燃壓敏性黏著劑組成物及塗佈有黏著劑之膜，且對材料性質進行表徵。這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。實例及說明書其餘部分中之所有份數、百分比、比率等皆依重量計，除非另外說明。所使用之溶劑及其他試劑係得自Sigma-Aldrich Chemical Company,St.Louis,Missouri，除非另有註明。在本文中使用下列縮寫：℃=攝氏度數；h=小時；min=分鐘；mg=毫克；kPa=千帕；N/m=牛頓/公尺；△E*=色差；K/sec=
凱氏溫度/秒；J/g-K=焦耳/克．凱氏溫度；K=凱氏溫度；kJ/g=千焦耳/克；mJ/cm2=毫焦耳/平方公分。
Figure 109143379-A0202-12-0020-1
測試方法
霧度、清晰度、及透射率
根據ASTM D1003-13使用BYK Haze-Gard Plus型號AT-4725(可購自BYK-Gardner,Columbia,Md.)測量發光霧度 (luminous haze)、清晰度、及透射率。將黏著劑直接塗佈在聚酯膜上並測量。
顏色
黏著劑之色差係根據ASTM D2244-16使用X-RITE分光光度計型號Ci62(可購自X-Rite,Grand Rapids,MI)在D65/10°光源/觀測器處測量。由測得的CIELAB色空間值根據以下方程式(以純淨黏著劑為基準)，計算出層壓至白色乙烯基膜(可以3M CONTROLTAC IJ180MC-10購自3M,St.Paul,MN)的膜背襯黏著劑樣本之色偏(△E*)係：
Figure 109143379-A0202-12-0021-2
剝離黏著力
根據ASTM D330-04使用INSTRON型號5965(可購自Instron,Norwood,MA)測量剝離黏著力。將膜背襯黏著劑樣本切成25.4毫米寬的條帶，並用刮刀將其手動施加到Q-Panel鋁板(可以6061T6 SP-104177購自Q-Lab,Westlake,OH)或覆蓋有乙烯基膜的鋁板(可以3M CONTROLTAC IJ180MC-10購自3M,St.Paul,MN)。在恆定的溫度及濕度(23℃及50%相對濕度)或設置為65℃的烤箱中，將樣本調節指定的停留時間。在指定的調節之後，藉由以180度的角度以每分鐘30.5公分的移除速率從基板上剝離樣本來測量 剝離黏著力。剝離黏著力係以呎磅/吋測量，並將其轉換成牛頓/公尺(N/m)。
微燃燒量熱法(Micro Combustion Calorimetry,MCC)
根據ASTM D7309-13之方法A，使用微觀燃燒熱量計型號MCC-2(可購自Govmark,Farmingdale,NY)測量黏著劑之可燃性。在氮環境中以1K/sec的速率加熱經固化黏著劑之2至3mg的樣本。分解產物係於維持在900℃的燃燒室、於20%氧及80%氮環境中完全氧化。分解氣體之熱釋放係自用於完全燃燒樣本之氧質量來測定。根據數據計算出以下參數：放熱容量
Figure 109143379-A0202-12-0022-12
(J/g-K)，其係最大比熱釋放率除以加熱速率。
比熱釋放率hc(kJ/g)，其係整個溫度範圍內的淨熱釋放。
熱解殘留物Yp(%)，其係測試後剩餘的樣本質量之分率。
實例
實例1至8(E1-E8)
根據表1中的比例按重量將ADH1、LFR1或LFR2、PFR1、PI1、及PI2混合於琥珀色瓶中，然後用乙酸乙酯稀釋至35%固體，而製備含鹵素的阻燃黏著劑溶液。用刮刀塗佈機以203微米的間隙將溶液塗佈到L1上，並在設定為65℃的烘箱中乾燥10分鐘。然 後使乾燥的塗層在氮氣流下運行通過Honle JetCURE UV固化單元(可購自Honle UV America,Inc.,Marlboro,MA)，以接收60mJ/cm2的UVC光劑量。使用層壓機，以每分鐘0.9至1.5公尺在276kPa的夾持壓力下，將經固化之黏著劑塗佈的離型襯墊層壓至膜基材。
Figure 109143379-A0202-12-0023-3
實例9至16(E9-E16)
根據表2中的比例將ADH1、LFR3、PFR2或PFR3、PI1、及PI2混合於琥珀色瓶中，然後用乙酸乙酯稀釋至35%固體，而製備不含鹵素的阻燃黏著劑溶液。如實例1至8中所述，將溶液類似地塗佈並層壓至膜基材。
Figure 109143379-A0202-12-0023-4
Figure 109143379-A0202-12-0024-5
比較例1至2(C1-C2)
不具有任何阻燃添加劑的比較性黏著劑溶液係藉由用乙酸乙酯將ADH1稀釋至35%固體，並以類似於實例1至16的方式處理來製備。
比較例3至5(C3-C5)
根據表3中的比例按重量將ADH1、LFR1、PM1、PI1、及PI2混合於琥珀色瓶中，然後用甲乙酮稀釋至35%固體，而製備使用液體阻燃添加劑及非阻燃可聚合添加劑的比較性黏著劑溶液。如實例1至16中所述，將溶液類似地塗佈並層壓至膜基材。
Figure 109143379-A0202-12-0024-6
實例係使用以上列出之測試方法測試。結果顯示於表4至表6中。
Figure 109143379-A0202-12-0025-8
Figure 109143379-A0202-12-0025-9
Figure 109143379-A0202-12-0026-10
Figure 109143379-A0202-12-0026-11

Claims (21)

  1. 一種黏著劑物品，其包含：
    基材層，其具有第一主表面及第二主表面；及
    壓敏性黏著劑層，其設置於該基材層之該第一主表面的至少一部分上，其中該壓敏性黏著劑包含
    可固化組成物的經UV固化之組成物，該可固化組成物包含：
    可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；
    可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
    液體阻燃劑；及
    至少一種UV起始劑，其中該經UV固化之組成物係光學清透壓敏性黏著劑，其相較於相同黏著劑物品具有增加的阻燃性質，其中該壓敏性黏著劑包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含：
    該可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；及
    至少一種UV起始劑。
  2. 如請求項1之黏著劑物品，其中該基材層包含聚合膜，該聚合膜包含聚酯、乙烯基、聚烯烴、聚胺甲酸酯、或其組合。
  3. 如請求項1之黏著劑物品，其中該可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物包含可塗佈漿料，該可塗佈漿料包含部分經聚合之基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物。
  4. 如請求項3之黏著劑物品，其中該基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物包含至少一種具有2至20個碳原子的(甲基)丙烯酸烷酯單體及至少一種強化單體。
  5. 如請求項4之黏著劑物品，其中該至少一種強化單體係選自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯醯胺、及苯乙烯。
  6. 如請求項1之黏著劑物品，其中該壓敏性黏著劑層不含鹵素。
  7. 如請求項6之黏著劑物品，其中該可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含一或多種經磷改質之(甲基)丙烯酸酯寡聚物，且該液體阻燃劑包含芳基磷酸酯。
  8. 如請求項1之黏著劑物品，其中該其中該可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物，且該液體阻燃劑包含鹵化三烷基磷酸酯。
  9. 如請求項8之黏著劑物品，其中該經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含通式1之化合物：
    Arhal-O-(CO)-CR1=CH2 式1
    其中R1係H或甲基；(CO)係羰基C=O；且Arhal係選自苯基、經取代苯基、或稠合芳族基團的芳族基團，其中至少一個氫原子經鹵素原子取 代。
  10. 如請求項8之黏著劑物品，其中該經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含通式1之化合物：
    Arhal-O-(CO)-CR1=CH2 式1
    其中R1係H；(CO)係羰基C=O；且Arhal係全溴苯基(C6Br5)基團。
  11. 如請求項1之黏著劑物品，其中該黏著劑物品之剝離黏著力係相同黏著劑物品之剝離黏著力的至少60%，其中該壓敏性黏著劑層包含經UV固化之組成物，該經UV固化之組成物包含：
    該基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；及
    至少一種UV起始劑。
  12. 如請求項1之黏著劑物品，其進一步包含與該壓敏性黏著劑層接觸的離型襯墊。
  13. 如請求項1之黏著劑物品，其中該壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，該可固化組成物包含：
    61至75wt%的該可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；
    4至13wt%的可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
    18至29wt%的該液體阻燃劑；及
    至少一種UV起始劑，其中該wt%係基於該可固化組成物之總 重量減去該UV起始劑。
  14. 一種黏著劑構造，其包含：
    基材，其具有第一主表面及第二主表面；及
    黏著劑物品，其與該基材之第二主表面接觸，其中該
    黏著劑物品包含：
    基材層，其具有第一主表面及第二主表面；及
    壓敏性黏著劑層，其設置於該基材層之該第一主表面的至少一部分上，
    其中該壓敏性黏著劑具有第一主表面及第二主表面；
    其中該壓敏性黏著劑層之該第二主表面的至少一部分與該基材層之該第一主表面接觸，且該壓敏性黏著劑層之該第一主表面與該基材之第二主表面接觸，
    且其中該壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，該可固化組成物包含：
    可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；
    可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；
    可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
    液體阻燃劑；及
    至少一種UV起始劑，
    其中該經UV固化之組成物係阻燃的光學清透壓敏性黏著劑。
  15. 如請求項14之黏著劑構造，其中該基材包含裝置或車輛之外部 表面。
  16. 如請求項14之黏著劑構造，其中該基材包含經處理表面，其中該經處理表面包含經膜覆蓋之表面、塗漆表面、或經塗佈表面。
  17. 如請求項14之黏著劑構造，其中該可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物包含可塗佈漿料，該可塗佈漿料包含部分經聚合之基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物。
  18. 如請求項17之黏著劑構造，其中該基於(甲基)丙烯酸酯之單體的混合物包含至少一種具有2至20個碳原子的(甲基)丙烯酸烷酯單體及至少一種強化單體。
  19. 如請求項14之黏著劑構造，其中該可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含經磷改質之(甲基)丙烯酸酯寡聚物，且該液體阻燃劑包含芳基磷酸酯。
  20. 如請求項14之黏著劑構造，其中該可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含通式1之經鹵素改質之可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物：
    Arhal-O-(CO)-CR1=CH2 式1
    其中R1係H或甲基；(CO)係羰基C=O；且Arhal係選自苯基、經取代苯基、或稠合芳族基團的芳族基團，其中至少一個氫原子經鹵素原子取 代。
  21. 如請求項14之黏著劑構造，其中該壓敏性黏著劑包含可固化組成物的經UV固化之組成物，該可固化組成物包含：
    61至75wt%的該可聚合基於(甲基)丙烯酸酯之混合物；
    4至13wt%的可聚合芳族(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
    18至29wt%的該液體阻燃劑；及
    至少一種UV起始劑，其中該wt%係基於該可固化組成物之總重量減去該UV起始劑。
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