CN1051734C - 非热塑的烃类弹性体的无溶剂配炼和涂布方法 - Google Patents

非热塑的烃类弹性体的无溶剂配炼和涂布方法 Download PDF

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Abstract

一种由增粘非热塑烃类弹性体制备非热固的压敏粘合剂的无溶剂热熔方法。本方法采用具有一系列交替传输段1、3、5、7、9、11以及加工段2、4、6、8、10的连续配炼装置。加工段用于素炼和混和其中的物料。按照本方法，高分子量的非热塑弹性体也可以容易地混炼为粘合剂。

Description

非热塑的烃类弹性体的无溶剂配炼和涂布方法
本发明涉及由增粘的非热塑烃类弹性体制备非热可固的压敏粘合剂(PSA)的无溶剂、热熔融方法。
基于非热塑烃类弹性体，如天然橡胶、丁基橡胶、合成聚异戊二烯、乙丙橡胶、聚丁二烯、聚异丁烯或丁苯无规共聚橡胶的压敏粘合剂都是本领域已知的。制备这些粘合剂的主要方法包括在双辊辊轧机或Banbury型密闭式混合机内素炼弹性体，将弹性体和其它的粘合剂组分溶解在烃类溶剂中，然后将所得的溶液涂在基质上，最后干燥涂布的产品以除去溶剂。这种方法在Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology(压敏粘合剂技术手册)，D.Satas编，268页，Van Nostrand，N.Y.，(1989)中进行了讨论。这种用溶剂的方法存在劳动强度大、生产效率低、向大气中排放大量可能有毒的气体、需要回收和/或焚烧溶剂的昂贵设备的问题。并且，由于全球性有关环境和安全的规章越来越多，这种基于溶剂制备胶粘带的方法越来越不可取。
当需要较厚的粘合剂涂层时，有时所用的加工方法包括素炼弹性体(如上述)，在密闭混合机(如Banbury混合机)内混合橡胶和其它的粘合剂组分，用三或四辊压延机将固体粘合剂压到基质上。这种压延方法不用溶剂，但要用很昂贵的设备。此外，这种方法速度慢，仅当需要的粘合剂涂层厚度大于约2密耳(51微米)时，用这种方法是经济的。Morris的美国专利US 2,879,547论述了压延方法的应用。
考虑到环境、较低的初始投资，可能较高的生产速度和较低的加工成本等问题，人们对采用热塑粘合剂组合物的连续热熔配炼和挤出涂布的兴趣日益增加。该方法中所用的弹性体是嵌段共聚型的“热塑”弹性体，例如包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物。这些物质的粘度在100℃以上时急剧降低(其中苯乙烯区域***)。经冷却后，***的区域回复，物质恢复橡胶性质和粘结强度。已有关于这种类型的粘合剂制剂和方法的说明，例如Korpman的美国专利3,932,238、4,028,292和4,136,071中的说明。这种方法在Handbook of PressureSensitive Adhesive Technology，317-373页，D.Satas编，VanNostrand，N.Y.，(1989)中进行了更深入的论述。
基于这些热塑弹性体的热熔压敏粘合剂在包装、标签和装饰密封市场得到广泛认可，但在不透明胶纸方面的应用的认同则有限。由热塑弹性体制得的压敏粘合剂与基于非热塑烃类弹性体的粘合剂的性能不同，并且在很多胶带的应用上都不理想。
基于非热塑烃类弹性体的粘合剂体系，特别是利用天然橡胶的粘合剂体系，由于其独特的粘合性能，可能在热塑弹性体体系不适用的领域具有广泛应用。所以需要提供一种用这些非热塑弹性体制备粘合剂的方法，这种方法既对环境适宜，又经济可行，还可节约能源。
采用非热塑烃类弹性体(如天然橡胶)的压敏粘合剂的热熔挤出已经公开。但是，低分子量助塑剂，如加工油、弹性体低聚物、蜡及在Dictionary of Rubber，K.H.Heinisch，359-361页，John Wiley &Sons，纽约，(1974)中定义和描述的用作增塑剂的其它物质是粘合剂配方中的主要组分。这些助塑剂使加工变易，但损害了得到的粘合剂承受负荷的能力，并且据本领域公知，该助塑剂降低粘合剂的性能。
P.Beiersdorf和同事的加拿大专利698,518公开了用无溶剂挤出涂布方法涂布基于包括天然和合成橡胶、高分子量聚异丁烯和聚乙烯基醚的非热塑弹性体的PSA(压敏粘合剂)组合物。用常规橡胶加工设备，如双辊辊轧机或Banbury混合机，通过单独、分批操作将弹性体预素炼和混和，然后将得到的预成型配炼混合物加入加热的单螺杆挤出机内，熔融涂层便挤出到移动的纤维网上。制剂中助塑剂的用量最高达54％。据信这些助塑剂是为解决通常与高粘度弹性体的挤出相关的涂布困难而使用的。
Fukugawa等人的日本专利申请昭50-37692披露了一种类似方法：预素炼压敏粘合剂各组分的混合物25分钟，将预素炼的混合物加入加热的挤出机内，在230℃下将物料挤出到基质上，将挤出物置于电子束照射下固化以增强粘合剂的粘结强度和与基质的粘合。该方法描述了包括非热塑天然橡胶弹性体和丁苯橡胶(SBR)的窄范围物质。在使用天然橡胶的两个实施例中，天然橡胶与丁苯橡胶弹性体及助塑剂混和，助塑剂的用量约为总橡胶量的87.5％，不使用增粘树脂。使用非天然橡胶的实施例包含25.8％的助塑剂。
Pyton AG的德国临时专利公开P-1954,214.4披露了一种制备压敏粘合剂的挤出方法，该方法不需要独立的预素炼步骤，采用双螺杆挤出机连续配炼和涂布包括五种不同类型物质的制剂。天然橡胶和/或部分硫化的橡胶、胶乳、分子量为70,000～200,000的聚丁烯和分子量为100,000～250,000的聚异丁烯构成“粘合组分”。该方法还需要四种其它成分。这些其它成分包括低分子量(分子量小于15,000)聚丁烯和聚异丁烯或天然沥青、反应性或非反应性树脂、抗氧剂及各种金属氧化物填料。虽没有说明具体的组成，但增塑剂、如沥青或低分子量聚异丁烯或聚丁烯的用量范围为10-20％。
Cuningham的美国专利2,199,099公开了用空气和富氧气体促进密闭式混合机内的天然橡胶的氧化分解以降低橡胶的分子量。已知采用空气氧化分解天然橡胶，随后加入增粘剂和酚醛树脂硫化剂来制备热固性粘合剂的连续热熔挤出方法。在这种方法中，天然橡胶的分子量降低，使得加入酚醛树脂时，橡胶能与树脂在低于硫化温度下结合。
用非热塑烃类弹性体的热熔挤出方法制备适用于PSA胶带，如防护、包装和医用胶带的压敏粘合剂的工业实用性还未被证实。而且，更不能设想这种工艺方法能满足天然橡胶弹性体作为单一大量使用的非热塑烃类弹性体制备这些胶带的支配地位。根据Handbookof Pressure Sensitive Adhesive Technology，PSA粘合剂的溶液和/或水涂布方法是制造这类胶带的唯一实用方法，尤其是当PSA粘合剂基于高分子量烃类弹性体的时候。正如上面讨论的，这些方法都不能完全满足需要。所以，有必要提供一种分子量和组成满足PSA工业需要的非热塑烃类弹性体的实用配炼方法。
本发明发明了一种克服先有技术缺陷的方法，该方法可以不采用有机溶剂或低分子量助塑剂，进行非热塑弹性体、特别是高分子量非热塑弹性体的加工。
本发明包括一种基于增粘非热塑烃类弹性体的非热固PSA的无溶剂配炼方法。该方法采用连续配炼装置和热熔加工技术。粘合剂组合物的配炼可以不需要分批预素炼弹性体，也不必使用大量助塑剂降低组合物的粘度以使其可加工。而且，粘合剂组合物可以直接从配炼装置中涂布到移动的纤维网上，从而提供一种PSA胶带的连续制备方法。
本发明的方法也适用于更高分子量的烃类弹性体，例如粘均分子量(Mv)为250,000或更高的烃类弹性体。如上所述，以前认为只有用溶剂或水加工方法，或者只有加入大量的低分子量助塑剂，才能进行这类弹性体的配炼。
本方法可采用需氧加工或无氧加工。根据本发明，需氧加工即将含有效氧气体(如压缩空气)人为吹入配炼装置中以促进烃类弹性体的氧化分解。无氧加工即将不含氧的气体人为吹入配炼装置中。然而在实施本发明时，无氧加工中可以存在小量空气。
在烃类弹性体先发生链断裂而非交联和/或链延长时，采用需氧加工可能比较有利。需氧加工可在较短的时间内大大降低弹性体的分子量。而且，需氧加工可在较低的温度下进行。因此，热敏物质可用本发明的方法与烃类弹性体配炼。
当使用在氧化条件下发生交联的弹性体时，采用无氧加工方法可能比较有利。这可以缓解这些弹性体在加工过程中的交联问题。对于氧化条件下不发生交联的弹性体，也可采用无氧加工方法，从而得到较需氧条件下更高的分子量。这种方法提高了粘合剂的粘结强度，同时将为提高粘结强度所需的后交联降到最低程度。两种类型弹性体中的任何一种进行无氧加工还可得到气味小、颜色浅的粘合剂。
实施本发明时，采用一种具有一连串交替传输和加工段的连续配炼装置。用此装置将弹性体连续地从一段输送到另一段。加工段能够素炼弹性体，还能够将添加剂混入弹性体。
在本方法中，将非热塑弹性体加入配炼装置的第一传输段，第一传输段将弹性体输送到第一加工段中进行弹性体的素炼，然后素炼过的弹性体被输送到第二传输段，在此加入增粘剂，再将这两种物质的混合物送到第二加工段使这种物质混合在一起形成共混物，然后将共混物从配炼装置中排出，贮存备用。此外，还可以将共混物直接以薄膜的形式涂布到纤维网上，最好是涂布到移动的纤维网上。
为便于描述本发明，本发明所用的下列术语的含义为：
非热固性PSA指加热时不会变成较难熔和不粘手状态的PSA。
非热塑烃类弹性体指与嵌段共聚物相区别的烃类均聚物或共聚物。
压敏粘合剂指通常在室温下有粘性、只要与表面接触便粘结到表面上、粘合时所需压力不大于手指或手压力的粘合剂。
增粘剂指可与本方法中所使用的至少一种烃类弹性体混溶、数均分子量(Mn)为10,000克/摩尔或更小、玻璃化转变温度(Tg)为-30℃或更高(由差式扫描量热法(DSC)测定)的物质。
助塑剂指数均分子量(Mn)为50,000克/摩尔或更小、玻璃化转变温度(Tg)为-30℃或更小(由DSC测定)的物质。
图1为实施本发明时所用的连续配炼和涂布的代表性生产线的示意图。
图2为实施例本发明时所用的另一个连续配炼和涂布的代表性生产线示意图。
图3为采用9段的挤出机螺杆设计的代表性示意图。
图4为采用11段的挤出机螺杆设计的代表性示意图。
本发明的方法采用连续配炼装置，很多这样的装置都是已知的。这些装置可以包含一个部件或一系列相互连接的部件以便连续加工弹性体。本发明中使用的装置具有一系列相互连接的交替传输段和加工段。本发明中使用的连续配炼装置的一个实例为具有一系列连续传输和加工段的双螺杆挤出机。沿挤出机的长度方向有多个进料口以便于加入各种物料，如增粘树脂、填料、抗氧剂、助塑剂(如有必要)、射线增强剂(如电子束敏感剂和光引发剂)及其它本领域已知的助剂。无论是弹性体、增粘剂或是其它助剂均通过进料口加入部分充满的一个传输段或多个传输段。还可以添加一个熔融泵和过滤器作为挤出机的组成部分或者作为独立部件，以便于从配炼装置中排出粘合剂并从粘合剂流中除去不要的污染物。
在实施本方法时，将弹性体在控制速度下加入配炼装置的第一个传输段，使弹性体不完全充满此传输段。弹性体在加入配炼装置之前，可以用研磨制粒法或挤出制粒法制成颗粒。或者也可以采用Moriyama挤出机一类的装置不经研磨或制粒而直接将弹性体加入配炼装置中。如果弹性体已粒化，最好用滑石粉一类的物质处理弹性体以防止颗粒结块。
弹性体由第一传输段输送到第一加工段进行素炼。第一加工段通常预定为基本上完全充满状态来素炼弹性体。而且，此加工段将弹性体输送到下一段。可能需要将第一加工段通过一个输送区再分成至少两个独立的加工区，这样可使弹性体逐步素炼，并在各步之间冷却素炼的弹性体。
如果本发明中需加工两种或更多弹性体，这些弹性体可以同时加入第一传输段并在第一加工段素炼。或者这些弹性体可以加入不同的传输段并在每种弹性体加入后顺序素炼。使用一种弹性体时，也可以将弹性体顺序加入不同的传输段。
如果需要需氧加工时，含有效氧的气体(如压缩空气)可即时吹入配炼装置中。空气最好吹入两个加工段之间的输送区或传输段。此外，气体也能够吹入任何加工段或传输段。如果气体包含压缩空气，通常在5～100计示镑/英寸2(psig)(30～700千帕(KPa))的压力下吹入配炼装置中，表I说明了烟胶片的空气压力和特性粘度之间的关系。
                        表I
            一压缩空气压力        流速          特性粘度
    (计示磅/平方英寸)    (千帕)   SCFM(4小时)
          60         414   35     992            1.59
          45         310   35     992            1.64
          30         207   35     992            1.73
          20         138   35     992            1.78
          10         69    35     992            1.81
          0          0     35     992            1.82
天然橡胶在实施例19中所用的挤出机中进行素炼。螺杆速度为180转/分。整个挤出机中熔融温度保持在163℃。空气从挤出机的3段吹入并从此段排出。橡胶以57.8千克/小时的速度加入挤出机中。可以用流量计来调节空气进入配炼装置中的流速。此外，可用压力控制阀来增加或降低挤出机中的空气压力。
素炼最好在不存在润滑弹性体和防止分子量降低的物质的条件下进行。但并不排除在不明显降低素炼速度的条件下少量存在的这类物质。某些其他固体助剂，如滑石粉、无机填料、抗氧剂等等，可以加入配炼装置中，使得这些助剂可以在素炼过程中存在。
经素炼的弹性体从第一加工段进入第二传输段。与第一传输段相同，第二传输段也不被弹性体完全充满。增粘剂和任选的其它添加剂在第二传输段加入。将所得混合物传输到下一加工段混合形成这些物质的共混物。可用很多方法将这些物质加入配炼装置中。例如，恒速加料机(例如K-Tron重量损失加料机)可用来加固体物料，可加热的提桶卸料机、齿轮泵和其它适用的速度可控的液体加料设备可用来将液体加入配炼装置。低浓度添加剂可以与一种或多种其它组分进行预混合以便更精确地加入。
虽然基本上所有的素炼均在第一加工段进行，但还有些弹性体的素炼在接下来的配炼装置中的加工过程中进行，这种附加的素炼可以在接下来的传输段或加工段进行。不论如何，在实施本发明时，弹性体必须素炼的程度因所用的弹性体和所需的成品而异。一般来说，弹性体必须素炼的程度必须满足：(i)可以使随后加入的增粘剂和其它助剂能与弹性体很好地混合以形成共混物；(ii)使共混物呈物流挤出，物流中基本没有橡胶颗粒和肉眼可见的未混合的增粘剂和其它任何助剂。
素炼后的弹性体、增粘剂和任何其它助剂一旦形成共混物，此组合物便称作粘合剂，这种粘合剂的粘度在加工温度下通常为500～5000泊(在剪切速度为1000秒-1时测定)。高粘度的粘合剂也可以用本发明的方法加工。粘合剂的加工温度通常在100～200℃的范围内。
粘合剂可以从配炼装置中卸入贮存容器中供后加工或备用。或者也可将粘合剂以薄膜的形式直接涂布到支撑物上。支撑物优选包括移动的纤维网。任意地借助齿轮泵或其它能产生足够压力的适当装置，可以将粘合剂泵送经过涂布模而形成粘合剂薄膜。这种模优选为接触模(而非滴模)，用这种模可将粘合剂涂布到支撑在支撑辊上的移动的纤维网上。这种模可具有一个柔性桨叶、一个圆柱形橡皮擦或者一个旋转的圆柱形金属棒(在模口的下游侧)一个旋转的圆柱形金属棒用来涂布粘合剂。这种模可以安装在配炼装置的出口以使涂布与配炼和挤出操作相配合。或者可用一个分开的挤出机、熔融泵或挤出机和熔融泵的组合体将粘合剂从配炼装置里加入涂布模内，上述装置的压力应足以使粘合剂混合物通过涂布模。在加入涂布模之前，也可以将粘合剂进行过滤。
涂布的粘合剂可置于电离辐射，如电子束或紫外照射下进行任意交联，以提高材料的粘结强度。交联可以与涂布操作配合进行，也可以单独进行。得到的交联度是可以选择的，它取决于诸多因素，如所需要的最终产品、所用的弹性体、粘合剂涂层的厚度等。通过置于激活辐射下而达到交联的方法为本领域技术人员已知。
脱模涂布层可在用粘合剂之前或用粘合剂之后涂到纤维网上。纤维网上的脱模涂布层可以是连续的，也可以是不连续的，并且通常是涂在纤维网上最终涂布粘合剂的反面。脱模涂布可以与粘合剂涂布或者交联操作配合进行，也可以单独进行。
优选双螺杆挤出机用作本发明的配炼装置。挤出机的螺杆应设计为在加入增粘剂之前在第一加工段素炼弹性体。此外，如果在粘合剂中采用弹性体共混物，第一加工段最好可进行弹性体组分的素炼和混和。接着第一加工段的挤出机和螺杆部分必须设计为可使增粘剂和其它添加剂加到弹性体中并且使弹性体和这些物质能很好混合。螺杆最好设计为能获得均匀的粘合剂组合物。
能实现素炼、传输和混和的螺杆设计根据本领域通常的实际操作来进行。即，这种螺杆具有一系列传输和加工段。应进行限流并提供混合要素以便沿螺杆方向具有适当的流量并能进行适当的素炼和混合。传输段可以包括普通的阿基米德螺杆部件。加工段可以包括捏和部件、针型混合器及其它为素炼、配炼和混合设计的部件。限流部件，如装有反向螺距的捏和部件、反向螺距传输螺杆、一个圆盘部件或其它用来限制物料流量的装置也可以安装在加工段，以保证这些部件前面的加工段部分能加工充满加工段的物料，而在这些部件之后的传输段能在部分充满物料时运行。
本发明中可采用许多种类的非热塑弹性体。实施本发明时，这些弹性体可以单独使用或混在一起使用。这些弹性体的例子包括天然橡胶、丁基橡胶、合成聚异戊二烯、乙丙橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)、聚丁二烯、聚异丁烯、聚α-烯烃和苯乙烯-丁二烯无规共聚橡胶。这些弹性体与嵌段共聚物型的热塑弹性体不同，其中嵌段共聚物(如苯乙烯-二烯嵌段共聚物)中间为橡胶嵌段，两端为与橡胶嵌段相连的玻璃态嵌段。
本发明中所用的增粘剂的分子量优选低于烃类弹性体，而Tg高于烃类弹性体。
可使用的增粘剂的例子包括松香及松香衍生物、烃类增粘树脂、芳香烃类树脂、脂肪烃类树脂、萜烯树脂等。通常每100份(重量)的弹性体，采用10～200份(重量)的增粘剂。
许多助剂也可以用于粘合剂中，这些助剂的例子包括抗氧剂，如受阻酚、胺和硫及磷氢过氧化物分解剂；无机填料，如滑石粉、氧化锌、二氧化钛、氧化铝和二氧化硅；助塑剂，如在Dictionary ofRubber，K.F.Heinisch，359页，John Wiley & Sons，纽约(1974)中叙述的用作增塑剂的那些物质、油、弹性体低聚物和蜡；等等。通常，每100份(重量)弹性体使用最多到5份(重量)抗氧剂；每100份(重量)弹性体使用最多到50份(重量)的无机填料；助塑剂的用量最多为粘合剂总重量的10％。最好是不必使用助塑剂。
在实施本发明时，许多有机和无机物质可用作纤维网。这类物质包括聚合物膜、金属箔、纸、陶瓷膜等等。此外，纤维网还可包括栅网状结构的多种纤维。这些纤维可以制成织造或非织造(即无规排列的纤维聚集物)纤维网。
实际上任何PSA胶带都可以用本发明的方法制造。这类胶带的例子包括防护胶带、包装胶带(例如用作盒子的密封胶带和捆扎胶带)、装饰胶带、保护胶带和膜、标签胶料、装饰密封胶带、医用胶带(如医院和运动员用胶带)等等。此外，本方法可用于制备基质上具有一层烃类弹性体类的PSA的任何制品。
本发明由下列实施例进行说明，但在这些实施例中列举的具体物质及其用量和其它条件不应理解为是对本发明的限制。
图1和图2为本发明中所用的连续配炼、涂布和交联设备的构造的代表性示意图。实施例1-13中使用图1所示的装置，实施例14-19使用图2所示的装置。整个实施例中使用不同的螺杆装置，图3为实施例1-18中使用的螺杆的代表性示意图，图4为实施例19中使用的螺杆的代表性示意图。
图1和图2中所用的配炼装置为Werner-Pfleider正转双螺杆挤出机20。实施例1-16使用2SK-30型挤出机，实施例17-19使用2SK-90型挤出机。
挤出机20和21配有弹性体加料斗22和固体加料斗24及26。加料斗22、24和26通过连续监控料斗中的物料重量来控制物质加入挤出机20和21的速度。在靠近挤出机20和21各自的出料口的末端处有一个通风口27。
参考图1，Zenith齿轮泵28用来计量通过过滤器30和模32的粘合剂熔体。过量粘合剂通过挤出机20产生的压力自卸料阀(图中未示出)倾出，涂布模32用于在绕经涂布辊36的纤维网34上涂布所需厚度的粘合剂。模32的宽度为6英寸(15.2厘米)，模口的下游侧带有一个橡皮擦。涂布辊36为铬钢辊，其温度由通过其内部的循环加热水控制。此外还有一个电子束交联部位38。
图2为实施本发明所用的另一装置的构造示意图。在此结构中，单螺杆挤出机23***双螺杆挤出机21和过滤器30之间，单螺杆挤出机23用来产生足够的压力推动粘合剂通过过滤器30。此外，Zenith齿轮泵28在过滤器的下游处用来计量进入模33内的粘合剂。模33为24英寸(61厘米)宽的接触挤出模，模的下游侧带有旋转钢棒，用来在纤维网上涂布粘合剂。涂布辊37为温度可控的钢辊，上面有一层橡胶涂层。此装置的线速度可自动调节以获得所需的涂层厚度。
图3和图4为实施例中用到的螺杆的示意图。图3的螺杆含9段，图4的螺杆含11段。1、3、5、7、9、11(若有)段构成传输段，2、4、6、8、10(若有)段构成加工段。各螺杆不同段的尺寸及采用螺杆的实施例见表II所示。
                          表II螺杆                  图3         图3          图3         图4实施例                1-13        14-16        17-18       19直径(毫米)            30          30           90          90长度(毫米)            1160        1172         3380        33821段(毫米)             186         168          1000        4822段(毫米)             70          84           260         2403段(毫米)             154         125          440         2304段(毫米)             56          84           200         2405段(毫米)             112         122          420         2606段(毫米)             84          42           320         407段(毫米)             94          126          100         1808段(毫米)             84          70           160         2409段(毫米)             320         351          400         36010段(毫米)            -           -            -           24011段(毫米)            -           -            -           870
                     实施例1
NatsynTM 2210合成聚异戊二烯(由Goodyear Tire and Rubber公司得到)经Moriyama制粒机制粒并撒上滑石粉。然后用K-Tron重量损失加料机以68.0克/分的速度加入双螺杆挤出机20的1段，加料机连续监测加料斗中物料的重量。螺杆将弹性体和滑石粉从1段输送到2段素炼，弹性体再被输送通过3段和4段进一步素炼。当弹性体输入5段后，取样测得其特性粘度(IV)为2.68分升/克(溶剂为甲苯，浓度为0.15克/分升(g/dl))。
ArKonTM P-115氢化增粘树脂(由Arakawa化学工业有限公司得到)与IrganoxTM 1010抗氧剂(由Ciba-Geigy公司得到)按重量比49份树脂∶1份抗氧剂干混合。共混物通过加料斗24以36.7克/分的速度加入挤出机20的5段。用K-Tron重量损失加料机监测料斗24中物料的重量。加入挤出机20的增粘剂的总量为每100份(重量)的弹性体加53份(重量)增粘剂。得到的粘合剂通过挤出机的剩余段后进入计量泵28。计量泵28(见图1)以46.2克/分的速度将粘合剂泵入挤出模32中，同时模32在移动速度为30英尺/分(9.1米/分)的皱纹纸胶带基质上涂布一层宽为4.57英寸(12厘米)、平均涂层厚度为1.65密耳(41微米)的粘合剂层。整个挤出机中的熔融温度保持在150℃左右，涂布辊36保持在90℃，螺杆速度保持在400转/分。所得涂布纤维网包括PSA防护胶带。
                      实施例2
除下述不同外，重复实施例1。不同之处为：在皱纹纸基质上涂布粘合剂后，基质继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，并将粘合剂层置于射线剂量为6兆拉德的电子束照射下。照射后的PSA胶带的粘结强度得到提高。
                      实施例3
除下述不同外，重复实施例1所用的装置和条件。不同之处如下：天然橡胶烟胶片(由The Ore and Chemical公司得到)研磨成直径约为1/4英寸(0.63厘米)的颗粒并撒上滑石粉后，加入双螺杆挤出机20的1段(加料速度为68.0克/分)。将弹性体由1段输送到2段素炼，然后再输送到3段和4段进一步素炼，当弹性体输入5段后取样测得其特性粘度为4.7分升/克(溶剂为甲苯，浓度为0.15克/分升)。
PiccolyteTM A-135α-蒎烯增粘树脂(由Hercules化学公司得到)与IrganoxTM1010抗氧剂按重量比55(增粘剂)∶1(抗氧剂)干混合。按每100份(重量)的弹性体加53份(重量)(总量)增粘剂将弹性体和增粘剂加入挤出机20。增粘剂和抗氧剂的共混物以38.1克/分的速度加入挤出机的5段。得到的粘合剂通过挤出机的剩余段后以46.2克/分的速度计量输入挤出模，在移动速度为30英尺/分(9.1米/分)的皱纹纸基质上涂布一层宽为4.75英寸(12厘米)的粘合剂层。在整个挤出机中粘合剂的熔融温度保持在165℃左右，得到的粘合剂带可用作防护胶带。
                      实施例4
除下述不同外，重复实施例3。不同之处为：粘合剂挤出速度为46.2克/分，在移动速度为30英尺/分(9.1米/分)的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质上的涂层宽为4.75英寸(12厘米)、厚为1.5密耳(37微米)。涂布后的纤维网继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，并将粘合剂层置于射线剂量为5兆拉德的电子束照射下。未照射过的及照射过的PSA胶带都可用作保护带。照射过的胶带的粘结强度得以提高。
                      实施例5
除下述不同外，重复实施例5的操作。不同之处为：涂布后的PSA胶带继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动并将粘合剂层置于射线剂量为3兆拉德的电子束照射下。照射后的胶带的粘结强度得到提高。
                      实施例6
除下述不同外，重复实施例1。不同之处为：粒化的NatsynTM2210和经研磨的天然橡胶烟胶片通过各自的加料斗加入双螺杆挤出机20的1段。NatsynTM2210的输送速度为34.2克/分，天然橡胶的加入速度为34.0克/分。弹性体和滑石粉从1段输送到2段进行素炼。
PiccolyteTMA-135增粘剂与IrganoxTM1010抗氧剂按重量比55∶1预混合后，以38.1克/分的速度加入挤出机的5段中。加入挤出机20的增粘剂的总量为每100份(重量)的弹性体加55份(重量)增粘剂。得到的粘合剂通过挤出机的剩余段后以46.2克/分的速度输入挤出模中，以30英尺/分(9.1米/分)的线速度在厚为1.5密耳(38微米)的聚酯膜上涂布一层厚为1.6密耳(40微米)、宽为4.75英寸(12厘米)的粘合剂层。整个挤出机的熔融温度保持在165℃左右。所得的PSA胶带用作保护胶带。
                      实施例7
除下述不同外，重复实施例6。不同之处为：涂布后，PSA胶带继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，将粘合剂涂布层置于射线剂量为6兆拉德的电子束照射下，得到的PSA胶带的粘结强度得到提高。
                      实施例8
除下述不同外，重复实施例1。不同之处如下：将控制门尼粘度的天然橡胶(SMR CV60)(由The Ore and Chemical公司得到)用Moriyama制粒机制粒并撒上滑石粉。同样，将BudeneTM1207顺式聚丁二烯(由Goodyear Tire & Rubber公司得到)制粒并撒上滑石粉。用各自的加料斗将这两种弹性体加入双螺杆挤出机20的1段。CV60天然橡胶的输送速度为31.9克/分，BudeneTM1207的加入速度为36.5克/分。弹性体和滑石粉从1段输入2段进行素炼。
PentalynTMH松香酯增粘剂(由Hercules化学公司得到)与IrganoxTM1010抗氧剂按重量比65.7∶1干混合后，以45.6克/分的速度加入双螺杆挤出机的5段。加入挤出机10的增粘剂的总量为每加100份(重量)的弹性体加66份(重量)的增粘剂。得到的粘合剂通过挤出机的剩余段后以46.1克/分的速度计量进入挤出模中，粘合剂在皱纹纸胶带基质上的涂布厚度为1.6密耳(40微米)，纤维网的移动速度为30英尺/分(9.1米/分)，涂层宽度为4.75英寸(12厘米)。整个挤出机的熔融温度保持在150℃左右。得到的粘合剂胶带用作PSA防护带。
                      实施例9
除下述不同外，重复实施例8。不同之处为：涂布后的PSA胶带继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，并将粘合剂层置于射线剂量为4兆拉德的电子束照射下，照射后的PSA胶带的粘结强度得到提高。
                      实施例10
除下述不同外，重复实施例1。不同之处如下：将天然橡胶烟胶片按照实施例3所述的方法研磨，另外一种橡胶是Ameripol/Synpol1011A丁苯无规共聚橡胶(SBR)(由Ameripol/Synpol公司得到)。SBR用Moriyama制粒***制粒并撒上滑石粉。用各自的加料斗将这两种橡胶都加入双螺杆挤出机的1段。天然橡胶的加入速度为34.0克/分，SBR的加入速度为34.2克/分。弹性体和滑石粉由1段输入2段进行素炼。
EscorezTM1304石油衍生增粘树脂(由Exxon Rearch &Engineering公司得到)与IrganoxTM1010抗氧剂按重量比50∶1干混合后，以34.9克/分的速度加入双螺杆挤出机的5段。加入挤出机20的增粘剂的总量为每100份(重量)的弹性体加50份(重量)增粘剂。粘合剂通过挤出机的剩余段后以46.1克/分的速度计量输入挤出模中。粘合剂以30英尺/分(9.1米/分)的速度在皱纹纸胶带基质上涂布，涂层宽度为4.57英寸(12厘米)，平均粘合剂厚度为1.6密耳(40微米)。整个挤出机内的熔融温度保持在140℃左右，得到的粘合剂胶带用作PSA防护胶带。
                      实施例11
除下述不同外，重复实施例10。不同之处为：涂布后的PSA胶带继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，将粘合剂层置于射线剂量为6兆拉德的电子束照射下。照射后的PSA胶带的粘结强度得到提高。
                      实施例12
除下述不同外，重复实施例1。不同之处为：将控制门尼粘度的天然橡胶(CV60)用Moriyama制粒机制粒并撒上滑石粉后，以68.4克/分的速度加入挤出机的1段。弹性体和滑石粉由1段输入2段进行素炼，然后再输送到3段和4段进一步素炼，到达5段后，取样测得弹性体的特性粘度为3.5分升/克(在浓度为0.15克/分升的甲苯溶液中)。
EscorezTM1304增粘剂与IrganoxTM1010抗氧剂和氧化锌按下述用量干混合：
组分                          重量％
EscorezTM1304                 78.2
氧化锌                         20.8
IrganoxTM1010                 1.0得到的混合物以70.6克/分的速度加入双螺杆挤出机的5段。加入挤出机20的增粘剂的总量为每100份(重量)的弹性体加81份(重量)增粘剂。用齿轮泵将白矿物油从敞口不锈钢容器中经注入口(未示出)加入挤出机的7段中，加入速度为8.34克/分。加入挤出机中的白矿物油的总量为每100份(重量)的弹性体加12份(重量)白矿物油。得到的粘合剂含5.6％(重量)的白矿物油，粘合剂通过挤出机的剩余段后以104克/分的速度计量输入挤出模中。粘合剂在移动速度为30英尺/分(9.1米/分)的棉布基质上涂布，涂层宽度为4.75英寸(12厘米)，平均厚度为3.6密耳(91微米)。整个挤出机中的熔融温度保持在165℃左右。得到的粘合剂胶带可用作医用胶带。这种包括粘合剂层的胶带是多孔的。这种多孔性使汗和皮肤上的油脂能通过胶带。
                      实施例13
除下述不同外，重复实施例12。不同之处为：涂布后的PSA胶带继续以30英尺/分的速度移动，并将粘合剂层置于射线剂量为2兆拉德、加速电位为175千伏的电子束照射下。照射后的PSA胶带的粘结强度得到提高，并且保持了粘合剂层的多孔性。
                      实施例14
将天然橡胶皱纹烟胶片磨成粒径约为1/4英寸(0.63厘米)的颗粒并撒上滑石粉后，以68.0克/分的速度加入双螺杆挤出机的1段。挤出机的2段至4段的温度保持在168℃，5段以后的熔融温度保持在110℃。将空气从挤出机的3段吹入并排出。调节压力和流速使橡胶的特性粘度(从5段取样测试)达到2.1分升/克(测定溶液的浓度为0.15克/分升，溶剂为甲苯)。挤出机的速度为320转/分。EscorezTM1310增粘剂与Bismaleimide M-20(由MitsuiPetrochemical公司得到)按重量比65∶1混合后，以44.9克/分的速度加入5段，增粘剂的加入总量为每100份(重量)的弹性加65份(重量)增粘剂。将二氧化钛以6.1克/分的速度加入7段。分别以2.0克/分和0.3克/分的速度将液态磷酸三甲苯酯和液态亚磷酸三苯酯加入9段。得到的粘合剂的液体含量为2％。用带有柔性不锈钢桨叶的模将配得的粘合剂涂到皱纹纸胶带基质上。基质的移动速度为60英尺/分(18.2米/分)，涂层厚度为1.5密耳(38微米)。将移动的基质上的粘合剂层置于射线剂量为2兆拉德、加速电位为165KV的电子束照射下。经照射后的PSA胶带可用作防护胶带。
                      实施例15
将控制粘度的天然橡胶(SMR CV60)用Moriyama制粒机制粒后以68.0克/分的速度加入挤出机的1段。挤出机的速度为470转/分。调节3段的空气压力和流速使得到的橡胶的特性粘度(在5段取样测试)为1.5分升/克(测量溶液的浓度为0.15克/分升)。2段至4段的速度保持在195℃，5段以后的熔融温度保持在100℃。将Wingtack Plus增粘树脂(由Goodyear公司得到)与IrganoxTM1010抗氧剂(由Ciba-Geigy公司得到)按重量比40.1∶1.3混合后，以50.5克/分的速度加入5段，增粘剂的加入总量为每100份(重量)的弹性体加入72份(重量)增粘剂。将配得的粘合剂涂到双轴取向的2密耳(51微米)厚的聚丙烯膜上，涂层厚度为1.5密耳(38微米)，膜的移动速度为30英尺/分(9.1米/分)。得到的产品可用作PSA包装胶带。
                      实施例16
除下述不同外，重复实施例15。不同之处为：涂布后的胶带继续以30英尺/分(9.1米/分)的速度移动，并将粘合剂层置于射线剂量为9兆拉德的电子束照射下。得到的PSA胶带的粘合强度得到提高。
                      实施例17
将CV60天然橡胶研磨并撒上滑石粉后，以116磅/小时(52.7千克/小时)的速度加入挤出机的1段。挤出机螺杆的操作速度为225转/分。弹性体和滑石粉由1段输送到2段进行素炼。EscorezTM1304增粘剂以34.8磅/小时(15.8千克/小时)的速度加入3段。另外，也在5段以59.2磅/小时(26.9千克/小时)的速度加入EscorezTM1034。IrganoxTM1010随增粘剂流一起以1.2磅/小时(0.55千克/小时)的速度加入5段。氧化锌以24.9磅/小时(11.3千克/小时)的速度也加入5段。氧化锌以24.9磅/小时(11.3千克/小时)的速度也加入5段。每100份(重量)的弹性体加81份(重量)增粘剂，加21份(重量)氧化锌。白矿物油以13.9磅/小时(6.3千克/小时)的速度加入7段。得到的粘合剂含5.6％(重量)的油。将粘合剂计量输入24英寸(61厘米)宽的接触型挤出模中，在模口的下游侧带有一个旋转的金属棒，用来将粘合剂涂到纤维网上。粘合剂的涂布速度为为250磅/小时(113.6千克/小时)，在棉布上的涂层宽度为24英寸(61厘米)。线速度可自动调节使涂层厚度达到3.7密耳(94微米)。整个挤出机的熔融温度保持在130℃左右。得到的PSA胶带可用作医用多孔胶带。
                      实施例18
除下述不同外，重复实施例17。不同之处为：涂布后的PSA胶带继续以可自动调节以保持粘合剂涂层厚度为3.7密耳(94微米)的速度继续移动。将移动的粘合剂涂层置于射线剂量为5兆拉德的电子束照射下。照射后的PSA胶带保持多孔性，粘结强度得到提高。
                      实施例19
已研磨的天然橡胶皱纹烟胶片以79.35磅/小时(36千克/小时)的速度加入双螺杆挤出机的1段。空气由3段吹入并排出。调节空气压力和流速使橡胶的特性粘度(在7段取样测试)为2.0分升/克(测定溶液为浓度为0.15克/分升的甲苯溶液)。螺杆速度为150转/分，挤出机的2-5段的壁温保持在200°F(93℃)。
EscorezTM1304增粘树脂以68.2磅/小时(31千克/小时)的速度加入9段。二氧化钛以1.6磅/小时(0.7千克/小时)的速度加入9段。IrganoxTM1010抗氧剂以0.8磅/小时(0.36千克/小时)的速度加入9段。挤出机的7-11段的壁温保持在250°F(121℃)。泵送挤出机和输送管线也保持在250°F(121℃)。粘合剂以150磅/小时(68.1千克/小时)的速度计量输入模中并涂到皱纹纸胶带基质上。自动调节线速度使涂层厚度达到2密耳(51微米)。将移动基质上的粘合剂涂层置于射线剂量为4兆拉德的电子束照射下。得到的PSA胶带可用作防护胶带。
虽然就具体实施例对本发明进行了描述，但并不意味着本发明仅限于那些实施方案。而是本发明为权利要求及其等效内容所限定。

Claims (11)

1.一种由增粘非热塑烃类弹性体制造非热固压敏粘合剂的无溶剂热熔方法，所述的方法包括如下步骤：
(a)将所述的非热塑烃类弹性体加入连续配炼装置，其中连续配炼装置具有一系列交替传输段和加工段，所述的加工段能进行素炼和混合，并在第一加工段内素炼弹性体，时间应足够长以使经素炼的弹性体能够：(i)容纳助剂，(ii)能被挤出；
(b)将非热塑烃类弹性体的增粘剂加入连续配炼装置并混合成各成分共混物；以及
(c)将所述的共混物以压敏粘合剂膜的形式自所述的连续配炼装置中卸出；
其中粘合剂在以粘合剂计为0至小于约10重量％的助塑剂存在下素炼。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一加工段包括至少两个由输送区分开的互相分离的区。
3.根据权利要求2所述的方法，其中含有效氧的气体被吹入所述的输送区中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的共混物以薄膜的形式涂到移动的纤维网上。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括通过将粘合剂置于电离辐射下进行交联的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括在基质最后涂布粘合剂膜的反面涂布脱模物质。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法在小于10重量％的助塑剂的存在下，在所需速度下操作的双螺杆配炼装置中进行，其中：
a)弹性体以控制的速度加入装置的第一传输段使弹性体不完全充满第一传输段；将弹性体输送到装置的第一加工段使所述的弹性体基本上完全充满第一加工段；
b)在第一加工段素炼弹性体，时间应足够长以使其容纳随后加入的增粘剂并形成它们的混合物；
c)将素炼弹性体输送到第二传输段使其不完全充满第二传输段，并以控制的速度将增粘剂加入第二传输段以形成素炼弹性体和增粘剂的混合物；
d)将所述的混合物输送到第二加工段使其基本上完全充满第二加工段并在第二加工段内形成混合物的共混物；
e)将所述的共混物从装置中卸出。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述的共混物从所述的装置中涂布到移动的纤维网上，在所述的移动纤维网上形成压敏粘合剂层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述的移动纤维网上的粘合剂层被置于电离辐射下。
10.根据权利要求1所述的方法，其中该方法采用两种弹性体的混合物。
11.一种由增粘非热塑烃类弹性体在连续配炼装置中制造非热固压敏粘合剂的无溶剂热熔方法，其中连续配炼装置具有一系列交替传输段和加工段，所述的加工段能进行素炼和混合，所述的方法包括如下步骤：
(a)将所述的烃类弹性体加入第一传输段并将弹性体输送到第一加工段；
(b)在第一加工段内素炼弹性体，时间应足够长以使经素炼的弹性体能够：(i)容纳助剂，(ii)能被挤出；
(c)将素炼弹性体由第一加工段输送到第二传输段，将增粘剂加入第二传输段里的素炼弹性体中并将素炼弹性体和增粘剂的混合物输送到第二加工段；
(d)在第二加工段内形成素炼弹性体和增粘剂的共混物；
(e)将所述的共混物自所述的连续配炼装置中卸出，
其中所述的共混物包含压敏粘合剂，压敏粘合剂含有小于10重量％的助塑剂。
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