TWI225087B - Adhesive compositions containing graft copolymers - Google Patents
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Description
1225087 A7
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(2 ) 與對應無規類似物相比,此等共聚物具有獨特性能。此等 性能包括例如由熱動力學驅使聚合物微相分離產生力學膜 特性。 本文中,“梳型共聚物”指一種類型接枝共聚物,在此, 該接枝共聚物之聚合性主鏈爲線性,且接枝共聚物各側鏈 由接枝到聚合物主鏈的大單體生成。在本文中,“大單體” 爲在聚合物鏈末端具有至少一個官能團且能夠與其它單體 聚合產生梳型共聚物之低分子量聚合物。例如,參閲卡瓦 克密(Kawakami)“聚合物學及工程百科全書”(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering),第 9 卷,第 195-204 頁,約翰•維利&桑斯(John Wiley & Sons),紐約,1987。 在本文中,“線性”係指包括通過奪氫產生較少量分枝之聚 合物,此係正常在游離基聚合中觀察到。梳型共聚物普遍 由大單體與習知單體(例如,烯性不飽和單體)進行游離基 共聚製備。 以水不溶性大單體製備的梳型共聚物主要用本體及溶液 聚合技術製備。然而,此等方法一般包括用溶劑或單體作 爲其中進行聚合之介質。由於毒性關係,使用此等物質不 理想。因此,目前已努力開發由水性乳液方法製備適用作 爲PSAs之梳型共聚物之方法。 通常與選擇給予接著劑組合物性能合理均衡的接枝共聚 物或梳型共聚物有關之參數爲“硬相”和“軟相”的各玻璃化 轉變値(Tg)。在本文中,“硬相”一般指聚合物或共聚物側 鏈或接枝,而“軟相”一般指接枝共聚物之聚合性主鏈。一 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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1225087 A7 _B7___ 五、發明説明(3 ) 般可以相信,硬相之Tg強烈影響所得接著劑組合物之剪切 性能。 硬相和軟相的混溶度亦在較小程度上影響接著劑組合物 的剪切及其它性能。重要的是,共聚物側鏈或接枝應具有 低或沒有與聚合性主鏈混溶性,以致形成分離相。 在本文中,“混溶度”指兩種物質(如接枝或梳型聚合物 的硬相和軟相)的互溶度。互溶混合物可具有以下特徵: (1 )存在不含任一組分分離晶疇之單一均相,及(2 )組分混 合物的單一玻璃化轉變溫度,如高分子(Macromolecules), 第20期,第433-435頁(1987),“Tg對混溶聚合物/低聚物混 合物組分之依賴”,Ρ·Β·瑞姆(Rim)和Ε·Β·奥勒(Oder)所討 論0 在聚合物混合物或添加劑與聚合物的混合物中,混溶度 另一方面與組分間的折光指數差有關。由於折光指數不同 的單獨組分大晶轉,缺乏混溶性一般由所乾燥接著劑膜中 的混濁度證明。一般在化學及/或物理性質相似的物質間 支持混溶性。爲有效改進含接枝或梳型共聚物之接著劑之 性能,所選擇添加劑應較佳至少部分與共聚物軟相混溶, 而與硬相則有很有限或沒有混溶性。 美國專利第4,554,324號頒予哈斯曼(“Husman”)等人揭示 P S A組合物,其包括具有經接枝側垂聚合性部分之經聚合 丙晞酸酯或甲基丙烯酸酯主鏈。經接枝側垂聚合性部分由 大單體組成,該大單體可藉由陰離性或游離基聚合方法分 別用鹼金屬烴、醇(酚)鹽或游離基引發劑製備。大單體的 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 _______B7_ 五、發明説明(4 ) 反應性雙鏈爲連到所需聚合性重複單元(如苯乙晞或甲基 丙烯酸甲酯)的丙晞酸酯或甲基丙晞酸酯鏈。 哈斯曼敎示用大單體與丙烯酸系組分增強聚合物的内聚 強度或抗剪切強度如剪切強度中所見,同時保持其它p S A 性能所需均衡如剝落及黏性。哈斯曼的接著劑組合物係用 溶劑溶液或由與熔融有關的塗覆方法(如擠壓或熱熔塗覆) 製成薄膜。此外,哈斯曼未敎示用聚合性添加劑如增黏劑 改良P S A組合物性能。 美國專利第5,006,582號頒予馬欣利(“Mancinelli”)揭示含 丙晞酸酯梳型共聚物之丙烯酸酯熱熔p S A組合物。馬欣利 敎示由基團轉移聚合製造丙烯酸系梳型共聚物,該共聚物 一般由連到丙晞酸酯或甲基丙晞酸酯末端雙鏈的甲基丙晞 酸甲酯大單體重複單元組成。馬欣利揭示用鈷鏈轉移劑產 生具有仍良好與丙缔故目旨和甲基丙缔S旨反應的非丙缔酸酉旨 類型終端雙鏈之大單體。 馬欣利進一步敎示,藉加入某些種類保持所有丙晞酸系 接著劑主鏈水白度之增黏性樹脂,可極大改良此等Μ Μ A 接枝共聚物的P S A性能及熔融可處理性。此等類型增黏劑 已改良耐氧化及耐光穩定性。馬欣利揭示的增黏劑爲混以 低含量部分氫化松香酯的完全氫化聚芳系共聚物。 美國專利第4,551,388號頒予斯萊德曼(“Schlademan”)揭 示丙晞酸系熱熔P S A組合物,其係由使乙晞基芳系單體大 分子與丙締酸烷酯或選用的丙烯酸烷酯和丙烯酸或丙烯醯 胺之混合物共聚製備。聚合用游離基引發劑在有機溶劑中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(5 ) 進行。聚合完成後,除去溶劑得到一種“黏性”丙烯酸酯共 聚物。斯萊德曼未敎用聚合性添加劑如增黏劑改良P S A組 合物性能。 美國專利第5,578,683號頒予考齊(“Koch”)等人揭示PS A 組合物,其包含可交聯到丙晞酸酯聚合物主鏈之高T g大單 體接枝。 其它參考如殼化學公司產品文獻(Shell Chemical Company product literature) SC1757-93R (“Shell”)概括 KRATON™聚合物,其揭示,爲處理接枝或嵌段共聚物, 必須如擠壓方法中那樣,藉由將共聚物加熱到高於硬相T g 及用剪切使增強性、高Tg相分離晶疇分散。在本文中, “嵌段共聚物”指由在末端連結不胴聚合物或共聚物形成的 線性大單體。 “殼”中揭示的另一方法爲將聚合物溶於能夠溶解嵌段或 接枝共聚物之硬相和軟相二者之溶劑,以提供聚合物溶 液。可隨後由習知塗覆技術應用此等聚合物溶液。在溶劑 蒸發時,相發生分離,再一次獲得獨特共聚物性能。 “殼”亦揭示,在可燃和/或揮發性溶劑不理想之場合, 可在室溫通過不同方法以適合界面活性劑或其它手段使嵌 段共聚物分散於水中,以形成乳液。然而,由於嵌段共聚 物的物理交聯結構一般不允許在低於硬相T g之乾燥溫度凝 結,所以,自此等乳液形成的塗層爲離散或聚結顆粒,而 不是黏著薄膜。補救方法爲,最終使用者可將能夠降低 硬相T g之溶劑加到此等乳液,以在周溫凝結。但這一補 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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五、發明説明(6 救措施對很多應用不理想,因爲再次引人揮發性有機溶 劑。 —本發明#求提供含接枝共聚物用#感壓接著劑之改良接 著d,、且口物,且該組合物不需要作爲熔融物或擠壓物或用 ㈣處理組合物取得正常薄膜生成及其它psA性能。該接 耆劑組合物包括分散於水性介質的水不溶性接枝共聚物。 本發明之接著劑組合物能夠以極低於高、接枝、之溫度塗 於基材上,而不需熔融處理。在此等丙烯酸系接枝共聚物 乳液接著劑之調配物中可不用溶劑取得接著性能改良。另 卜本發明之接著劑組合物可理想顯示剥落強度和黏性增 強,同時在高操作溫度保持極佳抗剪切性能。 本發明部分提出經改良的接著劑組合物。切確而言,本 發月在具祖貫施例中提供接著劑組合物,其包括3 〇重量 %至70重量%分散於水性介質之固體。該固體由水不溶性 接枝广聚物組成。該共聚物依次包括以該共聚物總重量計 1重量。/❶至3 0重量%水不溶性大單體及7 〇重量%至9 9重量 %至少一種第二烯性不飽和單體之聚合單元。生成接枝共 聚物組合物所用的大單體具有2,〇〇〇克/莫耳至5〇,〇⑼克/莫 耳之數均分子量(“Μη”),且包括8 5至丨〇 〇重量%至少一種 第:晞性不飽和經聚合單體、5莫耳%或更少經聚合巯基_ 晞垃化合物以及丨〇重量%或更少經聚合含酸單體。在某些 具體實施例中,接枝共聚物顆粒中接枝大單體對單體之百 分比在50%至1〇〇〇/。範圍變化。 在一較佳具體實施例中,該接著劑組合物尚包括以乾燥 -9- 本紙張尺度制巾®國家標準(CNS) Α4規格(2ig><297公爱) 五、發明説明(7 ) 共聚物固體重量計“請重量㈣加劑^該添加劑可爲 至少一種選自由乳化劑、消泡劑、增黏劑、顏料、填料、 熟化劑、增稠劑、潤濕劑、殺生物劑、接著促進劑、濕潤 劑、著色劑、it、UV穩定劑及抗氧化劑所组成之群之添 加劑。 自以下詳述可以更加看出本發明的此等及其它方面。 本發明提出經改良的接著劑組合物,特別爲包含接枝共 聚物之PS A接著劑組合物。與先前技藝接著劑組合物比 較,本發明的接著劑組合物理想顯示性能均衡改良。特別 疋本發月之接著劑組合物顯示黏性、剥落強度及抗剪切 性能均衡改良’且較佳沒有與溶融或溶劑處理有關的問 題。 本發明之接著劑組合物由分散於水性介質的接枝共聚物 組成。該接枝共聚物較佳爲固態顆粒狀,且較佳由以下方 法製備,其包括(a)形成包含一種或多種水不溶性大單體 顆粒之水性大單體溶液:(b)形成含晞性不飽和單體之= 體組合物;及(c)合併至少一部分大單體水性乳液和至少 一部分單體組合物,以形聚合反應混合物。然後在引劑存 在下使該大單體和烯性不飽和單體聚合生成接枝共聚物。 作爲水不落性顆粒存在於大單體水性乳液中的大單體可 爲具有至少個旎夠在游離基聚合製程聚合的終端晞性不 飽和基團之低分子量水不溶性聚合物或共聚物。“水不溶 性”指水溶解度在25 °C至5 (TC不大於丨5〇毫莫耳/升。 分子量’’指大單體具有2,000至5〇,〇〇〇克/莫耳之Mn。大單 -10- i紙張尺度適財g @家標準(CNS) M規格_ x撕公爱) 1225087
體較佳具有2,〇〇〇至50,000克/莫耳之Mn,更佳自4〇⑼至 35,000克/莫耳。 ’ 大單體包含作爲經聚合單元的至少一種烯性不飽和單 體。較佳選擇晞性不飽和單體,使該大單體爲水不溶性, 即,大單m具有低或沒有水溶解度,如前所述。在一些較 佳具體實施例中,該大單體由5〇重量%重量%至1〇〇重量 %至少一種烯性不飽和單體組成,更佳8 5重量%至丨〇 〇重 量%,9 0重量%至1 〇 〇重量〇/。甚至更佳。 用於製備大單體之適合烯性不飽和單體包括,例如,甲 基丙烯酸酯,如曱基丙烯酸(:1至(::18正或分枝烷酯,包括甲 基丙晞酸甲酯、甲基丙晞酸乙酯、甲基丙烯酸正丁醋、甲 基丙烯酸月桂酯及曱基丙晞酸硬脂酯;丙烯酸酯,如丙晞 酸c 1至c 18正或分枝院酯,包括丙晞酸甲酯、丙晞酸乙g旨、 丙晞敗正丁醋及丙晞酸2 -乙基己g旨;苯乙晞:經取代苯乙 烯,如甲基苯乙晞、α-甲基苯乙晞或第三丁基苯乙烯;烯 性不飽和腈,如丙晞腈或甲基丙烯腈;晞性不飽和鹵化 物,如氣乙晞、亞乙烯基二氣或氟乙烯;有機酸之烯酯, 如乙fei乙缔醋;Ν -乙締基化合物,如Ν -乙晞基ρ比洛咬 酮’·丙烯醯胺;甲基丙晞醯胺;經取代丙晞醯胺;經取代 曱基丙晞醯胺;甲基丙晞酸羥烷酯,如甲基丙烯酸羥乙 酯;丙缔酸羥烷酯;鹼性經取代〔甲基)丙烯酸酯及(甲基) 丙晞醯胺,如經胺取代的甲基丙烯酸酯,包括甲基丙烯酸 二甲胺基乙酯、甲基丙晞酸第三丁胺基乙酯和二甲胺丙基 曱基丙烯醯胺及類似物;二烯,如1,3-丁二烯及異戊二 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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1225087 A7 ____ B7 _ 五、發明説明(9 ) 烯,乙烯基醚;或其混合物。在本文中,“(甲基),,意味視 情況存在“甲基’’。例如,“(甲基)丙晞酸酯,,指甲基丙烯酸 或今晞酸醋。 缔性不飽和單體亦可爲官能性單體,包括例如含有羥 基、醯胺基、盤、脉基、聚酸、縮水甘油基燒基、酮官能 團或其混合基團之單體。此等官能性單體以接枝共聚物總 重量計一般以0.5重量%至15重量%之量存在於大單體 中,更佳1重量%至3重量%。官能性單體之實例包括,酮 官能單體如丙晞酸和甲基丙烯酸羥烷酯的乙醯乙酸酯(例 如,甲基丙晞酸乙醯乙醯氧乙酯)及含酮基醯胺(例如,雙 丙酮丙烯醯胺);甲基丙晞酸或丙烯酸晞丙基烷酯;甲基 丙晞酸或丙烯酸縮水甘油基烷酯;或其混合物。如需要, 此等官能性單體可提供交聯。 大單體亦較佳包含以大單體總重量計作爲經聚合單元的 1 0重量%或更少含酸單體,較佳5重量%或更少,更佳2重 量%或更少,最佳1重量%或更少。在一特佳具體實施例 中,該大單體不包括含酸單體。在本文中,“含酸單體,,指 包含一個或多個能夠形成酸的酸官能團或官能團之烯性不 飽和單體(例如,酐如甲基丙烯酸酐或甲基丙烯酸第三丁 酉旨)。含酸單體之實例包括,例如,承載幾酸的晞性不飽 和單體,如丙烯酸、甲基丙烯酸、亞甲基丁二酸、順丁烯 二酸及反丁締二酸;丙綿·酿氧基丙酸及(甲基)丙婦酿氧基 丙酸;承載磺酸之單體,如苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸鈉、 丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸乙酯-2 - -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 _______ B7 五、發明説明(10 ) 磺酸或2-丙烯醯胺基-2-曱基丙烷磺酸;甲基丙烯酸磷乙 酯;含酸單體的對應鹽;或其混合物。 聚合時,大單體實質上(包括全部)不含巯基_烯烴化合 物。在本文中,“實質上不含,,指聚合時大單體包含以大單 體總重量計5莫耳%或更少巯基缔烴化合物。大單體較佳 包含2莫耳%或更少筑基締煙化合物,1莫耳%或更少更 佳。大單體包含0.5莫耳或更少百分比疏基_烯烴化合物甚 至更佳。在某些特佳具體實施例中,大單體完全不含 (即,〇莫耳% )織基-烯烴化合物。一些適用巯基-晞烴化 合物之實例係如美國專利第5,247,〇〇〇號埃米克(Amick)所 述者。埃米克所述巯基烯烴化合物具有易水解的酯官能 團。 在本發明一較具體實施例中,大單體由至少2〇重量❶/〇更 佳5 0重量%至1 〇 〇重量%,最佳8 〇至1 〇 〇重量❶/❶至少一種 α-曱基乙烯基單體,以α-曱基乙晞基單體封端的非α-曱 基乙晞基單體或其混合物組成。在本發明一特佳具體實施 例中,大單體包含以大單體總重量計作爲經聚合單元的9 〇 重量%至1 0 〇重量% α -曱基乙晞基單體、以α -甲基乙烯基 單體封端的非α -甲基乙晞基單體或其混合物。適用α-甲 基乙晞基單體包括,例如,甲基丙晞酸酯,如甲基丙烯酸 的(:1至(:18正或分枝烷酯,包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙醋、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙晞酸2 -乙基己酯、甲基 丙晞酸異冰片酯、曱基丙晞酸月桂酯或甲基丙烯酸硬脂 醋;甲基丙烯酸羥烷酯,如甲基丙晞酸羥乙酯;甲基丙烯 -13- 本紙張尺度通用中g g家標準(CNS) Μ規格_ χ撕公爱) 1225087
酸縮水甘油酉旨;甲基丙缔酸苯酉旨;甲基丙缔酿胺;甲基丙 烯腈;或f混合物。以α_甲基乙晞基單體封端的非α•甲 基乙埽基單體包括由α_甲基乙烯封端的苯乙埽。 -旦獲得本發明揭示敎授知識,即可由熟諳此藝者已知 的多種方法製備本發明所用大單體。例如,可高溫(例 如,至少約15〇。〇連續方法製備大單體,如美國專利第 5,710,227號或歐洲專利申請案第號2〇〇〇年,6月 2 1日公開所揭示者。在一較佳連續方法中,烯性不飽和單 體之反應混合物通過具至少15(rc溫度更佳至少27yC之加 熱區域。亦可將加熱區域保持在高於大氣壓壓力(例如, 大於約3 0巴)。單體的反應混合物亦可視情況包含溶劑, 如水、丙酮、甲醇、異丙酮、丙酸、乙酸、二甲基甲醯 胺、二甲亞颯、甲基·乙基酮或其混合物,且在聚合後使 溶劑脱離聚合物。 本發明所用大單體亦可在游離基引發劑及催化金屬螯合 物鏈轉移劑(例如,過渡金屬螯合物)存在下藉由使烯性不 飽和單體聚合製備。此等聚合可由溶液、本體、懸浮液或 乳液聚合方法進行。用催化金屬螯合物鏈轉移劑製備大單 體之適用方法揭示於例如美國專利第4,526,945號、第 4,680,354 號、第 4,886,861 號、第 5,028,677 號、第 5,362,826 號、第5,721,330號第第5,756,605號、歐洲專利公開案第£卩- 八-0199,436號、第£?-八-0196783號以及卩(:丁公開案第^〇 87/03605號、第WO 96/15158號及第 WO 97/34934號。 根據本發明一些較佳具體實施例,該大單體可由水性乳 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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1225087 A7 ———__ B7 五、發明説明(12 ) 游離基聚合方法製備。已令人驚訝且出乎意料發現,該聚 合方法可有利在不使用先前技藝的鏈轉移劑下進行,例 如,硫醇、次磷酸鹽、硫酸鹽及醇。此等先前技藝鏈轉移 劑不理想之處在於,可給予聚合物難聞氣味,亦可增加製 私成本’給予聚合物不適合官能團,將不合需要的引入製 程中’以及介入額外製程步驟包括產物分離。 水性乳液游離基聚合方法較佳用過攄金屬螯合物作爲鏈 轉移劑進行。較佳過渡金屬螯合物爲姑(II)或(ΠΙ)螫合物, 例話的二肟錯合物、鈷(11)卟啉錯合物或連位亞胺肟基化 合物、二肟基化合物、二氮雜二肟基二烷基癸二晞或二氮 雜二辟基二烷基十一碳二烯之鈷(II)螯合物或其混合物。 此等錯合物可視情況包括橋連基團如BF2,亦可視情況與 配位體配位,如水、醇、酮及氮驗如P比淀。額外適合過渡 金屬錯合物揭示於例如美國專利第4,694,054號、第 5,770,665號、第5,962,609號及第5,602,220號。製備本發明 大單體所用較佳鈷螯合物爲Co II (2,3-二肟基丁烷-BF2)2' 前述化合物之Co III類似物或其混合物。此等錯合物之空 間排列揭示於例如歐洲專利申請案第199436號及美國專利 第 5,756,605號。 在用過渡金屬螯合物鏈轉移劑由水性乳液聚合方法製備 大單體時,可根據習知水性乳液聚合技術在游離基引發劑 及過渡金屬螯合物存在下使至少一種烯性不飽和單體聚 合。烯性不飽和單體較佳爲本文先前所述的α -甲基乙烯基 單體。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1225087
生成大單體的聚合反應較佳在2 〇 X:至15(rc溫度進行, 更佳在40 C至95 C進行。完成聚合時的固體含量以水性 乳液總重量计一般在5重量%至6 5重量%,更佳3 0重量% 至5 0重量%。 較佳選擇聚合製程期間所用引發劑及過渡金屬螯合物鏈 轉移劑之濃度,以得到所需大單體聚合度。引發劑濃度係 以單體總重量計較佳自〇 · 2重量%至3重量%,更佳〇 . 5重 量%至1 · 5重量。/。。過渡金屬螯合物鏈轉移劑之濃度較佳 以用於生成大單體的單體總莫耳數計自5卯111至2〇〇 ppm, 更佳 10 ppm至 100 ppm。 爲進行聚合,可用熟諳此藝者已知之方法加入烯性不飽 和單狼、引發劑及過渡金屬螯合物鏈轉移劑。例如,可在 聚合製程開始使所有單體、引發劑及過渡金屬螯合物存在 於水性乳液中(即,分批方法)。或者,可逐漸將一種或多 種組分送入水性溶液(即,連續或半分批方法)。例如,可 較佳將全部或部分引發劑、單體及/或過渡金屬螯合物逐 漸送入含水和界面活性劑之溶液。在一較佳具體實施例 中,至少部分單體和過渡金屬螯合物在聚合期間逐漸引 入,而其餘單體和過渡金屬螯合物則在聚合開始存在於水 性乳液中。在孩具體實施例中,可在送料前將單體原樣給 料,使之懸浮或乳化水性溶液中。 可使用任何適用游離基引發劑製備大單體。引發劑較佳 根據其參數選擇,如在一種或多種其它組分(如,單體, 水)中的溶解度,在所需聚合溫度的半衰期(半衰期較佳在
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1225087 A7 ___ _ B7__ 五、發明説明(14 ) 3 0分鐘至1 〇小時範圍内),及存在過渡金屬螯合物時的穩 定度。適用引發劑包括,例如,偶氮化合物,如2,2,-偶氮 雙(異丁腈)、4,4,-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2、偶氮雙[孓甲 基-N-(l,l-雙(羥甲基)_2-(羥乙基)]-丙醯胺及2,2、偶氮雙 [2-甲基-N-(2-羥乙基)]丙醯胺;過氧化物,如氫過氧化第 三丁基,過氧苯曱醯;過硫酸鈉、鉀或銨或其混合物。亦 可使用氧化還原引發劑系統,例如過硫酸鹽或過氧化物與 還原劑組合,還原劑如焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、甲醛合 次硫酸氫鈉、異抗壞血酸或其混合物。亦可視情況在此氧 化還原引發劑系統中使用金屬促進劑,如鐵。亦可用緩衝 劑作爲引發劑系統部分,如碳酸氫鈉。 爲製備大單體,較佳在水性乳液聚合製程中存在乳化 劑。可使用任何有效使單體乳化的乳化劑,如陰離子性、 陽離子性或非離子性乳化劑。在一較佳具體實施例中,該 乳化劑爲陰離子性,例如,二烷續基琥珀酸鈉、抑或銨 鹽;磺化油的鈉、鉀或銨鹽;烷基磺酸的鈉、許或銨鹽, 如十一坑基㈣故鋼;fe基硫酸醋的鋼、钟或按鹽,如十二 燒基硫fee鈉;乙氧基化院基醚硫酸g旨鹽;績酸驗金屬鹽; ci2至CM脂肪醇,乙氧基化脂肪酸或脂肪醯胺;脂肪酸 納、鉀或銨鹽,如硬脂酸酸鈉和油酸鈉;或其混合物。水 性乳液中乳化劑之量係以單體總重量計較佳自〇 〇5重量0/〇 至10重量°/〇,更佳自0.3重量❹/〇至3重量%。 可用任何熟讀此藝者已知之方法形成大單體水性乳液。 例如,可將由任何已知方法產生的大單體分離爲固體(例 -17-
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如,喷霧乾燥),並於水中乳化。如果由以乳液或水性爲 基礎之聚合方法製備,亦可原樣使用大單體,或用水稀 釋’或濃縮到所需固體含量。 在本發明之較佳具體實施例中,大單體水性乳液係在前 述過渡金屬螯合物鏈轉移劑存在下自乳液聚合埽性不飽和 單體生成。選擇該具體實施例有多種理由。例如,可很容 易將大單體聚合控制到產生所需顆粒大小分佈(較佳很 窄例如,多分散度小於2 )。亦可避免額外處理步驟(如 將大單體分離爲固體),產生更好製程經濟性。此外,可 在單一反應器中由一連串步驟製備大單體、大單體水性乳 欣及接枝共聚物,這在工業製造便利方面非常理想。 θ本發明所用大單體水性乳液含有以大單體水性乳液總重 I计2 0重量%至6 〇重量%至少一種水不溶性單體,更佳含 有3 0重量%至5 〇重量%。大單體水性乳液亦可包含大單體 <混合物。該大單體水性乳液較佳含有以大單體水性乳液 總重量計小於5重量%更佳小於丨重量%殘餘烯性不飽和單 體。 水不溶性大單體顆粒較佳具有一顆粒大小,以生成所需 顆粒大小的接枝共聚物。用配有HpLC型紫外檢測器的邁 提克(Matec) CHDF 2000顆粒大小分析儀由毛細管流體動力 分餾技術測定,該大單體顆粒較磋具有5〇納米至6〇〇納米 重量平均顆粒大小,‘更佳自8 〇納米至2 〇 〇納米。 該大單體水性乳液亦可括一種或多種乳化劑。較佳以產 生所需顆粒大小之方式選擇乳化劑類型及用量。適用乳化 -18- 本紙張尺度適用巾@ S家標準(CNS) A4規格公爱)
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1225087 五、發明説明(16 ) 劑包括用於由乳液聚合方法製備大單體之先前所揭示者。 較佳乳化劑爲陰離子性界面活性劑,例如,月桂硫酸納、 十一:fe基苯磺酸鈉、壬基苯酚和脂肪醇的硫酸化及乙氧基 化衍生物。以大早體總重量計’乳化劑總含量係較佳自 〇 · 2重量。/。至5重量%,更佳自〇 · 5重量%至2重量%。 較佳使如此製備的大早體與締性不飽和單體進行乳液聚 合,以生成接枝共聚物組分。爲進行聚合,將大單體作爲 水不么性顆粒於水性乳液中提供,而將缔性不飽和單體於 單體組合物中提供。在某些較佳具體實施例中,將至少部 分大單體水性乳液與至少部分單體組合物混合,以生成聚 合反應混合物,然後使之在引發劑存在下聚合。 雖然希望不以任何方式受到理論限制,但可以相信,藉 由在水性乳液中以水不溶性大單體顆粒形式提供大單體及 在單獨單體組合物中提供晞性不飽和單體,在混合時^性 不飽和單體擴散進入大單體顆粒,並於此進行聚合。晞性
不飽和單體擴散進入大單體較佳由大單體顆粒膨脹得到噔 明。 P -本發明所用單體組合物較佳含至少一種烯性不飽和單 體。該單體組合物可含全部(即,1〇〇%)單體,或可含溶解 或分散於有機溶劑及/或水之單體。以單體組合物總重量 计’單體組合物中單體含量較佳爲5〇重量%至1〇〇重量 ^,更佳60重量%至90重量%,最佳7〇重量%至8〇重量 可在早體組合物中存在的有機溶劑實例包括C6至c η垸 ,例如己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、^ 一 19 本紙張尺度適财國时標準(CNS) A4規格(2 10X297 公釐) 1225087 五、發明説明(17 ) 烷、十三烷及十四烷。以單體組合物總重量計,單髀组人 物中所有機溶劑較佳不大於3〇重量%,更佳不大於5重: %,且在聚合後脱離聚合物。 及?有機溶劑外,該單體組合物亦可視情況包括 &旎團t早體,例如,含羥基、醯胺基、醛、脲基、聚 醚、縮水甘油烷基、酮基或其組合基團之單體。以ς枝共 聚物總重量計,此等其它單體一般以〇·5重量%至丨5重量 %(更佳1重量%至3重量%)之量存在於單體組合物中。官 能性單體之實例包括,酮官能單體,例如丙烯酸和甲基丙 缔酸羥烷酯的乙醯乙酸酯(例如甲基丙烯酸乙醯乙醯氧乙 酯)和含酮醯胺(例如,雙丙酮丙婦醯胺);甲基丙晞酸或 丙烯酸烯丙基烷酯;甲基丙烯酸或丙烯酸縮水甘油基烷 酯;或其混合物。如需要,此等官能性單體可提供交聯。 在一較佳具體實施例中,可使單體組合物中的單體在水 中預乳化以生成單體水性乳液。該單體水性乳液可=佳包 含具1微米至100微米更佳5微米至5〇微米大小的單體液 滴可使用任何適用乳化劑,如先前所述者,以使單體乳 化劑所需早體液滴大小。如存在,乳化劑含量以單體組合 物中單體總重量計可爲〇 · 2重量%至2重量%。 較佳選擇單體組合物之烯性不飽和單體,以對所得共聚 物組合物提供理想性能。適合烯·性不飽和單體包括,例 如’甲基丙烯酸酯,如甲基丙晞酸(:1至(:18正或分枝烷酯, 包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙晞酸正丁 酯、甲基丙烯酸2 -乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 _____B7_. 五、發明説明(18 ) 烯酸硬脂酯及甲基丙烯酸異冰中酯;丙烯酸酯,如丙烯酸 Ci至C18正或分枝燒g旨,包括丙埽酸甲醋、丙缔酸乙g旨、丙 缔酸正丁酯酯及丙烯酸2 -乙基己酯;苯乙晞;經取代苯乙 晞,如甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯或第三丁基苯乙烯;晞 性不飽和腈,如丙烯腈或甲基丙烯腈;烯性不飽和鹵化 物’如氣乙烯、亞乙基二氣或氟乙烯;有機酸的乙晞酯, 如乙乙埽醋;Ν -乙蹄基化合物,如ν -乙晞基ρ比洛咬 §同;丙烯醯胺;甲基丙烯醯胺;經取代丙烯醯胺;經取代 甲基丙烯醯胺;甲基丙烯酸羥烷酯,如甲基丙烯酸羥乙 酯;丙烯酸羥烷酯;二烯,如丨,3-丁二晞及異戊二烯;乙 晞基醚或其混合物。該晞性不飽和單體亦可爲含酸單體或 e能性單體’如本文前述。單體組合物之烯性不飽和單體 較佳不含胺基。 在一較佳具體實施例中,該單體組合物可包括一種或多 種晞性不飽和單體,其選自:丙烯酸正或分枝烷 酯,包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙晞酸正丁酯及丙烯 酸2 -乙基己酯;苯乙烯;經取代苯乙烯,如曱基苯乙烯、 α-甲基苯乙烯或第三丁基苯乙缔;丁二晞或其混合物。 如如所述,較佳將大單體水性乳液與單體組合物混合, 以形成聚合反應混合物,然後在游離基引發劑存在下聚 合,以生成水性共聚物組合物。在本文中,“聚合反應混 合物”指將至少部分大單體水性乳液與至少部分單體組合 物混合時生成得到的混合物。聚合反應期間,聚合反應混 合物亦可包含引發劑或所用其它添加劑。因此,聚合反應 -21 -
1225087 A7 B7 五、發明説明(19 ) 混合物爲在大單體與單體組合物中單體反應生成接枝共聚 物時組分變化的混合物。 爲進行聚合反應,可用多種方法混合大單體水性乳液及 單體組合物。例如,可在聚合反應開始前混合大單體水性 乳液和大單體組合物,以生成聚合反應混合物。或者,可 逐漸將單體組合物送入大單體水性乳液,或將大單體水性 乳液逐漸送入單體組合物。亦可在開始聚合前只將一部分 大單體水性乳液及/或單體組合物混合,而其餘單體組合 物及/或大單體水性乳液在聚合期間引入。 亦可用多種方法加入引發劑。例如,在聚合期間將引發 劑以“一次注射”加入大單體水性乳液、單體組合物或大單 體水性乳液和單體組合物之混合物。或者可將所有或邵分 引發劑作爲單獨進料流、部分大單體水性乳液、部分單體 組合物或此等方法組合一起進料。 混合大單體水性乳液、單體組合物和引發劑的較佳方法 可依賴多種因素,如所需接枝共聚物組合物及最終所需接 著劑組合物的P S A性能。例如,作爲接枝的大單體沿主鏈 之分布在聚合時可能受到大單體和晞性不飽和單體二者濃 度影響。與此相關,分批方法能夠在聚合開始給予高濃度 大單體和烯性不飽和單體,而半分批方法一般在聚合期間 保持低濃度烯性不飽和單體。因此,通過大單體水性乳液 和單體組合物混合之方法,能夠控制例如每聚合物鏈的大 單體數目、各鏈中接枝分布及/或聚合物主鏈長度。 用於使大單體和烯性不飽和單體聚合生成本發明接枝共 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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聚物的引發劑可包括熟諳此藝者已知用於乳液聚合的任何 適用引發劑。選擇引發劑依賴多種因素,如在一種或多種 反應組分(例如,單體,大單體,水)中的引發劑溶解度及 在所需聚合反應溫度的半衰期(半衰期較佳在3〇分鐘至1〇 小時範圍内)。適用引發劑包括前面與生成大單體有關描 述者,如,偶氮化合物如4,4,-偶氮雙(4-氰基戊酸);過氧 化物如氫過氧化第三丁基;過硫酸鈉、鉀或銨;氧化還原 引發劑系統,例如過硫酸鹽或過氧化物與還原劑組合,還 原劑如焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、甲趁合次硫酸氫鈉、異 抗壞血酸;或其混合物。亦可將金屬促進劑如鐵和緩衝劑 如碳酸氫鈉與引發劑混合使用。另外,可使用受控游離基 聚合(CFRP)方法,如原子轉移游離基聚合或氮氧化物媒介 游離基聚合。較佳引發劑包括偶氮化合物,如4,4、偶氮雙 (4 -氰基戊酸)。 引發劑用量依賴多種因素,如所需共聚物及所選擇引發 劑。較佳以單體和大單體總重量計使用〇1重量%至1重量 %引發劑。 聚合溫度可依賴所選擇引發劑類型和所需聚合速率。儘 管如此,大單體和烯性不飽和單體較佳在室溫至15〇〇C溫 度聚合,更佳在4(TC至95Ό溫度。 爲形成聚合反應混合物而加的大單體水性乳液和單體組 合物用量依賴此等因素,例如,大單體和晞性不飽和單體 为別在大早體水性乳液和單體組合物中的濃度以及所需共 聚物組合物。大單體水性乳液和單體組合物較佳以一定量 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明 加入,以提供一種共聚物,該共聚物含有作爲經聚合單元 的1重量%至3 0重量%更佳2重量%至1 5重量。/。,最佳2 5 重量%至1 0重量%大單體以及7 〇重量%至9 9重量。/。更佳 8 5重量%至9 8重量%,最佳9 0重量%至97.5重量%晞性不 飽和單體。 對熟諳此藝者顯而易見,一旦具備本文揭示敎授知識, 即可視情況將習知乳液聚合所用其它組分用於本發明之方 法。例如,爲減小所得接枝共聚物之分子量,可視情況在 一種或多種鏈轉移劑存在下進行聚合,如正十二烷基硫 醇、苯硫酚、自化物如一溴三氣甲烷或其混合物。亦可在 聚合反應完成時將額外引發劑及/或催化劑加入聚合反應 混合物,以減少殘餘單體,(例如,加入驅除劑)。適合引 發劑或催化劑包括本文前述引發劑。此外,可部分利用大 單體通過加成-裂解作用之鏈轉移能力,以通過適當設計 單體組合物和聚合條件減小分子量。例如,參閱E ·端雜多 (Rizzardo)等人,Prog. Pacific Polym. Sci·,1991,1,77-88 ; G·莫德(Moad)等人,世界知識產權組織專利第w〇 96/15157號 。 由大單體和單體組合物中烯性不飽和單體聚合生成的水 性共聚物組合物具有3 〇重量%至6 5重量❶/〇、更佳4 0重量% 至6 0重量%之固體含量。而且,該水性共聚物組合物較佳 包含水不溶性且具有6 〇納米至6 0 0納米(更佳8 0納米至 2 0 0納米)顆粒大小的共聚物顆粒。該共聚物組合物適合 單獨或與其它添加劑一起併入以該水性乳液爲基礎的本發 -24 - 本紙張尺度適用巾@ g家標準(CNS) Α4規格χ撕公爱)
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五、發明説明(22 ) " " 明P S A接著劑組合物。 在某些較佳具體實施例中,所生成接枝共聚物具有包含 作爲經聚合單元的烯性不飽和單體(自單體組合物)的一個 主鏈,以及自該主鏈側垂且包含大單體的一個或多個側 鏈。各側鏈較佳用接枝到該主鏈的一個大單體生成。大單 體側鍵之數均分子量較佳在2,〇〇〇至5〇,〇〇〇克/莫耳範圍 内,更佳在4,000至35,000克/莫耳範圍内。該接枝共聚物 的總重均分子量較佳在5〇,〇〇〇至2,〇〇〇,〇〇〇範圍内,更佳在 1〇〇,〇〇〇至1,000,000範圍内。在本文中,重均分子量可由大 小排阻篩析色譜法測定。 可由例如噴霧乾燥或凝聚作用將水性共聚物組合物之共 聚物顆粒分離。但較佳原樣使用共聚物水性組合物,即, 不用進一步處理。 在本發明一較佳具體實施例中,聚合以兩個階段進行。 第一階段,在水性乳液聚合製程中生成大單體,第二階 段,大單體與晞性不飽和單體在乳液中聚合。爲提高效 率,此兩個階段較佳在一個容器中進行。例如,可在第一 1¾ &使少一種第一烯性不飽和單體於水性乳液中聚合成水 不溶性大單體顆粒,由之生成大單體水性乳液。該第一階 段較佳用本文前述過渡金屬螯合物鏈轉移劑進行聚合。生 成大單體水性乳液後,較佳在同一容器中進行第二乳液聚 合,以使未反應第一埽性不飽和單體與至少—種第二烯性 :飽和單體聚合。可藉直接將單體組合物和%發劑:入大 單體水性乳液(例如,一次全部或逐漸給料)進行該第二階 -25- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) 1225087 A7
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1225087 五、發明説明(24 A7 B7
用於生成含酸大單體的較佳含酸 蝴^ ^ ^ ΰ畋早姐甲基乙晞基單 體,如甲基丙晞酸。 雖然不希望以任何方式受到理於 “ 4王娜約束,但可以相信, 口 大单體’’係結合到水不溶性拉 切 谷庄接枝共聚物顆粒表面,並 t供穩定性。可以相信,“結合”使含酸大單體以某種方式 連結到顆粒中的聚合物鏈(例如,共價,氫鍵,離子性)。 含酸大單體較佳共價結合到顆粒中聚合物鏈。已發現,含 酸大單體顆粒提供狀性,使所產生水性共聚物組合物顯 :出乎意料的剪切穩定性、;纽穩定性及添加劑在調配物 中的穩定性改良,並且減少聚合期間的凝固物。雖狹可用 含酸單體取得穩定性改良,但在使用含酸大單 最具戲劇性。 在本發日 較佳具體實施例中,在用於生成大單體和 /或水性共聚物組合物的聚合介質中存在具有疏水性空腔 之“高分子有機化合物,,以生成大單體及/或水性共聚物组 合物。較佳在使具極低水溶解度的缔性不飽和單體(如丙 缔酸及/或甲基丙烯酸月桂酯或硬脂酯)共聚時使用高分子 有機化合物。“低水溶解度,,指在251至5 01的水溶解度 不大於50毫莫耳/升。例如,可將高分子有機化合物加入 單體組合物、大單體水性乳液或用以生成水性共聚物組合 物的聚合反應混合物。亦可將例如高分子有機化合物加入 用以生成大單體的烯性不飽和單體水性乳液。使用具有疏 水2腔之高分子有機化合物之適合技術揭示於例如美國專 利第 2,521,266號。 -27-
裝 訂 m 五、發明説明(25 ) 較佳將具有疏水性空腔之高分子有機化合物加入聚合反 應混合物,以提供5 : 1至1 ·· 5〇〇〇(更佳1 ··丨至丨5〇㈨莫耳 比的高分子有機化合物與低水溶解度單體或大單體。 用於本發明具疏水性空腔之高分子有機化合物包括,例 如L環糊精或環糊精衍生物;具疏水性空腔之環低聚糖, 如環菊己糖(cycloinulohexose)、環菊庚糖或環菊辛糖··卡 里赛壬(calyxarenes);卡維坦(cavitands);或其混合物。該 高分子有機化合物較佳爲β_環糊精,更佳爲甲基環糊 精。 具車父低水溶解度之單體包括,例如,一級烯;苯乙埽和 經烷基取代苯乙晞;α_甲基苯乙晞;乙烯基甲苯;q至 Cm羧酸之乙烯酯,如2 -乙基己酸乙烯酯,新癸酸乙烯 酯;氯乙晞;亞乙晞基二氣;N _烷基取代(甲基)丙烯醯 胺,如辛基丙晞醯胺及馬來醯胺;具烷基的乙埽 基·烷基或·芳基醚,如硬脂基·乙烯基醚;(甲基)丙缔 酸的(CrC^o)烷基酯,如(甲基)丙晞酸甲酯、(甲基)丙缔 酸乙醋、(甲基)丙晞酸正丁酯、(甲基)丙晞酸2 -乙基己 酉曰、(甲基)丙缔酸爷g旨、(甲基)丙晞酸月桂g旨、(甲基)丙 烯酸油醇酯、(甲基)丙烯酸棕櫚酯及(甲基)丙晞酸硬脂 酉曰’(甲基)丙晞酸的不飽和乙烯酯,如自脂肪酸和脂肪醇 衍生者;多官能單體,如四級戊四醇三丙晞酸酯;自膽崔 醇衍生之單體或其混合物。 除共聚物顆粒外,該水性共聚物組合物尚較佳包含小於 1 0重量%、更佳小於1重量%有機溶劑。在一最佳具體實 1225087 A7
施例中’該水性共聚物組合物較佳不含有機溶劑。 本發明之接著劑組合物可包含3〇重量%至7〇重量%分散 於水性介質的本發明接枝共聚物固體。本發明之接著劑组 合物可視情況進- #包括占該接枝共聚物固體〇1至6〇重 量%至少一種添加劑,如(但不限於)增黏劑、乳化劑、顏 料、填料、熟化劑、增稠劑、潤濕劑、消泡劑、殺生物 劑、黏著促進劑、濕潤劑、著色劑、蠟、uv穩定劑、抗 氧化劑及類似物。 在一些較佳具體實施例中,可將增黏樹脂加入接著劑組 合物,以增加黏性和剝落接著力。但爲保持高剪切性能, 所選擇增黏性樹脂較佳與聚合性主鏈混溶,而不是接枝性 聚合物或大單體。較高量增黏樹脂或增黏劑可能對剪切性 能有負面影響。 如果使用,可由任何適用技術將添加劑加入本發明之接 著劑組合物,如混合或摻合,以將添加劑均勻併入接著劑 組合物。較佳以液體、水性乳液或乳化溶液形式將添加劑 加入接著劑組合物。在更佳具體實施例中,爲製備本發明 足接著劑組合物,將其中含有分散接枝共聚物顆粒的水性 乳液及接著劑組合物的其它選擇性添加劑加入水性乳液, 並攪拌該混合物,以生成實質均勻乳液。 在本發明之PSA組合物中,大單體側鏈到單體性主鏈之 接枝百分比較佳在5 〇 〇/〇至1〇〇〇/0範圍内(即,使系統中所有 大單體接枝)。大單體到單體性主鏈之接枝百分比較佳爲 6 0 %或更大,更佳7 〇 %或更大,9 〇 %或更大甚至更佳。在 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)
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本文中,“接枝百分比,,指共聚到主鏈的大單體量徐以進入 反應的所填加大單體總量再乘以1〇〇。接枝百分比由HpLC 方法測定,用以確定未反應單體量。 4一般可以相信,硬相之'強烈影響所得接著劑組合物之 剪切性能。硬相和軟相的各Tg値相容度亦影響接著劑組合 物的剪切及其它性能。爲取得必要接著劑性能均衡,分散 於本發明接著劑組合物内的接枝共聚物顆粒硬相較佳具有 4 (TC或更高中點Tg値。接枝共聚物硬相中點Tg値更佳爲 7〇°C或更高。接枝共聚物硬相中點丁§値爲9〇。^或更高甚 至更佳。雖然軟相Tg値對剪切性能影響不如硬相強,但軟 相中點Tg値較佳爲_20°C。前述Tg値係以各聚合物的差示 掃描量熱法測定値爲基礎。 在某些較佳具體實施例中,爲改良本發明接著劑組合物 之PSA性能,可以控制接枝共聚物顆粒内接枝到聚合性主 鏈的一個或多個大單體之數均分子量。一般可以相信,在 高:Tg接枝之分子量高得足以導致高Tg接枝相分離時,可獲 得理想PS A性能均衡。接枝性大單體之數均分子量較佳在 2,000至50,000範圍内,更佳在4,〇〇〇至35〇〇〇範圍内。 本發明P S A組合物内經接枝的大單體量以共聚物組合物 重量百分比計可影響所得接著劑PSA性能。例如,如果經 接枝大單體量低於某一値,則接枝聚合物質可能不會足夠 增強改良男切性能。然而,如果經接枝大單體量太高,則 P S A黏性可能減小。爲改良剪切並保持黏性,經接枝大單 體量以共聚物組合物重量百分比計應在丨至3 〇 %,更佳在 -30-
1225087 A7 ____ _ B7 五、發明説明(28 ) 2至1 5 %,在2 · 5至1 〇 %甚至更佳。 爲製造黏著劑物件,特別是p S A物件,可將本發明之接 著劑組合物塗料塗到一級基材上,並使塗層乾燥,由之提 供由覆蓋邵分基材表面的接著劑組合物固體部分組成之接 著劑層。 4 可由習知方法將接著劑組合物塗料塗覆到一級基材至少 一個表面之至少一部分,如輥塗、線繞棒塗、刀塗或幕 塗,並使之乾燥,以在經塗覆部分基材表面上形成乾燥接 著劑層。亦可在一級基材表面上將接著劑組合物作爲連續 塗層或不連續塗層塗覆。 在一具體實施例中,可將接著劑或PS A組合物以有效量 塗到一級基材表面,以在經塗覆部分一級基材表面上提供 5克至1〇〇克/米2的乾燥接著劑層。 在另一具體貫施例中,一級基材可爲柔性、片狀材料, 如紙片、聚合物薄膜、織物或非織造纖維片,而本發明之 接著性物件爲對應片狀材料,例如感壓接著帶、感壓接著 標籤或感壓接著性薄膜。 在一較佳具體實施例中,該接著性物件爲具有經接著劑 塗覆表面和相反非塗覆表面之PSA帶。在一較佳具體實施 例中’該物件可包括釋放層或塗層(例如,聚合物薄膜), 用於在使用前臨時性覆蓋接著劑層。在另一較佳具體實施 例中’其中接著帶係以同心捲軸形式提供,帶的下層非塗 覆表面充當接著劑層之釋放層。在另一具體實施例中,該 PSA物件可由正面材料、接著劑層、釋放塗層及可移除襯 -31 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公爱) 1225087 五、發明説明(29 ) 材或襯墊組成。 可將PSA組合物塗覆於一級基材一個以上表面上,例 如’可塗覆聚合物薄膜片雙側,以產生“雙側,,接著帶。 使用本發明之PSA物件時,可自物件移除釋放層如存 在,然後將接著性物件之接著劑塗覆表面貼到一個或多個 二級基材或一個二級基材的一個或多個部分,以形成複合 物件,其中該基材或一級基材及二級基材部分係藉由*** 乾接者劑層結合在一起。 較佳二級基材包括但不限於片狀材料,例如紙製品如紙 ,和紙板、卡紙板、波紋卡紙板、木、金屬薄膜、聚合物 薄膜及複合式基材。在本文中,“複合式基材”指由不同基 材組合而成的基材,如塗聚合物紙板或卡紙板如塗蠟紙^ 和黏合木製品如刨花板。 根據本發明製備的接著劑組合物很容易由習知塗覆技術 塗覆於適合柔性或非柔性襯材i,以根據本發明產生經塗 覆接著劑片材。柔性襯材可爲習用作帶襯材之材料或其它 柔性材料。可用於本發明接著劑組合物的用作習知帶觀材 之柔性襯材之典型實例包括由紙、塑性薄膜如聚丙缔、聚 乙晞、聚氣乙烯、聚酯(例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯 乙酸纖維素及乙基纖維素製成之材料。 曰 觀材亦可由織物製備,如由合成或天然材料線如棉、耐 輪㈣⑻、螺縈㈣〇η)、玻璃、陶磁或類似材料形成的織 造織物或非織造織物如天然或合成纖維的氣流成網織物或 此寺材料摻合物。襯材亦可由金屬、鍍金屬的聚合物薄膜 -32- 本紙張尺度中S S家料(CNS) A4祕(⑽X 297公爱7 1225087 A7
材形成。所塗覆片材可採取任何習知與接著劑或 標諸指示及類似者》 ㉝ι己封面、 :發明之PSA組合物亦可適用作爲可移除接著劑。理相 2除接著劑不隨時間或暴露於熱和高濕度額外増加剥^ 卜’用此等組合物製成的接著帶不應在暴露於高 /’’’、又3’受自,或者暴露於高溫時由帶觀材膨服導致邊缘# 起或形成隧道。本發明的某些pSA组合物可在長時間心 於熱和濕度時仍顯不出剥落強度變化。 本發明的P s A組合物亦可用於高溫接著劑系統。例如, 本發明的某些PSA組合物可在接近接枝大單體Tg之溫度 顯示高溫抗剪切性能。 實例 以下實例進一步描述本發明。所有實例均爲實際實例。 此等實例僅用於説明目的。 實例中,單體轉化率均用標準方法*GC分析未反應單 體確定。大單體和共聚物組合物的固體重量百分比由重量 分析法測定。大單體和共聚物組合物的顆粒大小用配有 册1^型紫外檢測器的邁提克(^^€(:)(:110? 2000顆粒大小 分析儀測定。中點T g値用差示掃描量熱計(1 2 9 2 0型,丁 A 公司)測定,測定時,以每分鐘2 (TC速率掃描-丨〇 〇。〇至 +150°C溫度範圍,且將由此掃描提供的τ g轉變中點作爲聚 合物Tg値報告。 除有不同注解處外,大單體和單體由SEC用窄分子量分 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1225087 A7 ___B7___.__ 五、發明説明(31 ) 布的聚苯乙烯標準樣(PS-1)測定數均分子量,該標準樣具 有5 80至7,500,000之峰値平均分子量,自聚合物實驗室獲 得(Polymer Laboratories)。自聚苯乙晞到pMMA換算用馬克 -侯文克(Mark-Houwink)常數產生。共聚物組合物用上述 S E C評估數均分子量及重均分子量。 接枝百分比由HPLC測定,以確定未反應單體量。爲 此,將共聚物組合物溶於THF,在由蘇匹克(Supelco)公司 位於賓夕法尼亞州,百利方(Bellefonte,PA)提供的LC-18 柱上進行梯度溶離分析,以觀察未反應大單體的完好分離 峰。定量用分析中使用的已知相同大單體標準樣由校正檢 測器回應値進行。 實例1中使用表1所示下列縮略語: 表1 : _ 縮略語 A-16-22 Polystep A-16-22,陰離子性界面活性劑,作爲 22%固體提供,伊利諾州,北費爾德,斯泰盤公 司(Stepan Company,NorthHeH Tllinnh) APS 過硫酸銨 BA 丙烯酸丁酯 BD 丁二烯 bma 甲基丙晞酸丁酯 CoBF Co (IIH2,3-二肟基丁烷 CVA 4,4-偶氮雙(4-吼基戊酸) Fe 0 · 15 %硫酸亞鐵(溶於水) DBS 十二烷基苯磺酸鹽 -34- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(32 ) GC 氣相色譜法 SEC 大小排阻色譜法 HPLC 南效液相色譜法 Init. 引發劑 IR 紅外光譜 LCCC 臨界條件下液相色譜 MAA 甲基丙晞酸 MMA 甲基丙烯酸甲酯 Mn 數均分子量(以克/莫耳測定) MW 分子量 NaMBS 焦亞硫酸鈉 NaPS 過硫酸鈉 nDDM 十二烷基硫醇 OT-100 Aerosol OT-100,陰離子性界面活性劑,作爲 100%活性劑提供,新澤西州,莫瑞斯同,赛泰 克工業公司(Cytec Industries Inc., Morristown, New Jersey) PMAA-MM 聚甲基丙晞酸大單體 PMMA 甲基丙晞酸甲酯均聚物 PMMA-MM 聚甲基丙烯酸甲酯大單體 聚-(BA-g-BMA) 具BMA側鏈之BA接枝共聚物 聚-(BA-g-MMA) 具MMA側鏈之BA接枝共聚物 聚-(BD-g-MMA) 具MMA側鏈之BD接枝共聚物 Surf. 界面活性劑 Wako VA-044 2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 _B7 五、發明説明(33 ) 實例1 -未接枝聚合物 用習知鏈轉移劑由水性乳液聚合方法製備MMA聚合 物。聚合係根據以下步驟在2升、4頸圓底反應燒瓶中進 行’該燒瓶配備機械攪;摔器、溫度控制裝置、冷凝器、單 體進料管線及氮氣入口管。將483.7克去離子水、2.〇克 16-22及1 ·55克含5 2重量%甲基-β -環糊精之水性溶液加入 反應燒瓶’以形成界面活性劑溶液。單獨製備含1 2 5克去 離子水、3克Α-16-22、305克ΜΜΑ及5克nDDM之單體乳 液。另外,由將1.56克NaPS溶於72_3克去離子水製備引發 劑溶液。將界面活性劑溶液加熱至8 〇 °C,隨後將全部引發 劑溶液的6 0 %加入反應燒瓶。然後經6 〇分鐘時間送入單 體乳液及其餘引發劑溶液。送料階段完成時,將反應混合 物在8 0 °C保持額外3 0分鐘,隨後冷卻及過濾。產生的低 分子量MMA乳液含31.0重量%固體。該MMA聚合物具有 2 1700之數均分子量(Μη)。 實例2由溶液聚合製備ΡΜΑΑ-ΜΜ M A Α大單體(ΡΜΑΑ-ΜΜ)由水性溶液聚合方法在2升擋 板式法蘭燒瓶(beffled flange flask)中製備,該燒瓶配有機 械攪捽器、冷凝器、溫度控制裝置、引發劑進料管線及氮 氣入口管。將燒瓶用氮氣清洗30分鐘,加入0.018克 COBF。在氮氣清洗下將1,〇8〇克腻氣水填入燒瓶,並加熱 至55 °C。在氮氣下單獨製備含51〇毫升MAA和0.01克 COBF之單體混合物。在去離子水達到5 5°C溫度時,將1.94克 引發劑(Waka VA-044)加入反應燒瓶,引發劑加入後,在 -36- 本紙張尺度適用中國S家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 1225087 A7 B7 五、發明説明(34 ) 攪拌下將單體混合物經6 0分鐘加入反應燒瓶。單體混合物 進料完成後,將溫度在5 5 °C保持2小時。反應燒瓶冷卻至 室溫時,將PMAA-MM大單體由旋轉蒸發作爲經乾燥聚合 物分離。由質子核磁共振測定,根據乙晞基末端基與有關 聚合物鏈甲基和亞甲基的積分,該PMAA-MM大單體之數 均分子量(Μη)爲4030。 實例2.1至2.3—由乳液聚合製備ΡΜΜΑ-ΜΜ ΜΜΑ大單體(ΡΜΜΑ-ΜΜ)用與實例1所述相同的設備由 乳液聚合方法製備。實例2.1,2.2及2.3所用水、界面活 性劑、ΜΜΑ、鏈轉移劑(C.TA)及引發劑之明確用量顯示於 表2中。此等成分根據以下步驟加入。在不同於反應燒瓶 的燒瓶中,在氮氣清洗下將鏈轉移劑溶於Μ Μ A,由之製 備單體溶液。在室溫將去離子水和界面活性劑(OT-100)引 入反應燒瓶,以形成界面活性劑水溶液。在氮氣清洗及攪 拌下將界面活性劑水溶液混合並加熱至80°C。在達到80°C 溫度且界面活性劑完全溶解時,將引發劑(CVA)加入界面 活性劑水溶液,並攪拌1分鐘,以使引發劑溶解。引發劑 溶解後,在攪拌下將2 0重量%單體溶液加入反應燒瓶。在 此初始填充後,將其餘單體溶液在攪拌下經1至2小時送 入,以形成反應混合物。進料階段結束時,將反應混合物 在8 0 °C保持額外1至3小時。然後使反應混合物冷卻至室 溫,並使之通過濾布,以去除凝固物。 通常,所得大單體乳液含有以大單體總重量計小於5重 量%凝固物,單體轉化率以大單體總重量計超過9 9重量 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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1225087 A7 B7 五、發明説明(35 ) 0/〇,且單體轉化率以所加單體總重量計超過9 9重量%。各 大單體的Μη,固體重量百分比及顆粒大小報告於表2中。 表2 :製備ΡΜΜΑ-ΜΜ 實例 H20 (克) 界面活性 劑(克)(3) MMA (克) CTA (克)⑴ 引發劑 (克)(2) 顆粒大 小(納米) Μη 固體重量 % 2.1 720 3.6 324 0.016 3.6 158 9656 31.0 2.2 1440 7.2 720 0.046 7.2 157 7237 32.0 2.3 720 3.6 360 0.11 3.6 230 1592 27.0 ⑴鏈轉移劑(CoBF)重量,克數 (2) CVA,作爲7 5重量%引發劑水性溶液由阿瑞公司 (Aldrich)提供。 (3) OT-100。 實例3.1至3.6—由分批乳液聚合法製備聚_(3八4-^1]^八)接枝 共聚物 根據本文揭示方法製備具Β Α聚合性主鏈及Μ Μ Α側鏈之 接枝共聚物。分批乳液聚合在1升、四頸圓底反應燒瓶中 進行,該燒瓶配有機械攪摔器、冷凝器、溫度控制裝置、 引發劑進料管線及氮氣入口管。所用PMMA-MM(作爲乳 液)、水、界面活性劑、含酸單體(在表3中稱爲“酸,,)、 BA、引發劑及緩衝劑之具體用量顯示於表3中。此等成分 係根據以下步驟加入。在反應燒瓶中於室溫製備去離子水 (在表3中稱爲“h20#1”)及自表2實例鑒定的PMMA-MM乳 液(在表3中“PMMA-MM”欄下稱爲“Ex”)之乳液。單獨製備 去離子水(在表3中稱爲“H20#2”)、界面活性劑、含酸單體 •38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(36 ) 及BA之單體乳液。將該單體乳液在室溫及攪拌下引入反 應燒瓶,以形成反應混合物。攪拌2 0分鐘後,將反應混合 物加熱到表3中指定反應溫度。 一旦達到反應溫度,即根據以下步驟將引發劑及選用的 緩衝劑在攪拌下引入反應燒瓶。例如用APS作引發劑,則 將2 0重量%引發劑溶液一次注入加入反應燒瓶,餘者經1 至2小時送入。對於用氧化還原引發劑製備之實例,則將 所有鐵和Na2C03加入反應燒瓶,隨後加入三分之一NaPS及 NaMBS,餘者經1至2小時送入。將反應混合物保持在反應 溫度1至2小時。如實例7至1 5所述分析所產生共聚物組合 物的轉化率及其它性能。由標準G C方法測定,B A轉化率 以所加B A總重量計大於9 9重量%。 表3 :由分批製備聚-(BA-g-MMA)接枝共聚物 PMMA-MM 乳液1中 乳拟中 界面活 BA Μ 引發劑 緩婦丨 酸 實例 實例 用量 聊1 H202 性劑 (克) CC) (克) (克) (克) (EX) (克) (克) (克) (克) 3# 峨實 112 30 30 U⑴ Θϋ 90 0.16 35 例1 32 21 42 102 435 1.Q2® 115 80 0.7(5) 0 13⑧ 33 21 21 112 463 1·(# 1225 80 0 15^ 3.4 22 202 20 76 22® 1215 90 氧4晰、® 0.10 15^ 35 22 102 27 76 22Φ 124.8 90 氧 0.10 15^ 3.6 23 12 36 20 1# 255 90 0.05 058^ ⑴每分子具1至40個氧伸乙基的乙氧基化(:8至(:18烷基醚硫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -39 - 1225087 A7 B7 五、發明説明(37 ) 酸酯(3 0 %活性物質,溶於水)。 (2) A-16-22 (3) 氧化還原引發劑系統,其包括0.14克NaPS溶於3克水、 0.12克NaMBS溶於3克水及1.4克Fe。 (4) 氧化還原引發劑系統,其包括0.045克NaPS溶於3克水、 0.04克NaMBS溶於3克水及0.5克Fe。 (5) NaPS溶於5-20克水。 (6) maa (7) PMAA-MM(由實例2方法製備) (8) 比較性實例用不具末端晞性不飽和基團之PMMA製備。 (9) 碳酸納溶於5克水。 實例4由半連續或逐漸加入法製備聚-(BA-g-MMA) 根據本發明之方法製備具有B A主鏈和Μ Μ A側鏈之接枝 共聚物。該接枝共聚物分兩個階段製備。第一階段,根據 實例2 · 1至2 · 3所用步驟製備PMMA-MM,但用表4所示量 成分代替表2中對應成分: 表4 :製備MMA大單體所用成分 成分 填加量 h9o 340克 界面活性劑(A-16-22) 7.85 克 MMA 180克 CoBF 11.1 ppm(1) 引發劑(CVA) 1·8克 ⑴以MMA單體總莫耳數計。 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 _____ B7_ __ 五、發明説明(38 ) 所得 PMMA-MM具有 12,900之Μη· 第二階段製備一種單體乳液,該乳液包含81〇克去離子 水、35克每分子具〇至40個氧化伸乙基的乙氧基化(^至 Cis烷基醚硫酸酯以及1 876克丙烯酸丁酯。此外單獨製備 3 1.23克PMAA-MM溶於190克水之溶液。然後將單體乳液 和PMAA-MM溶液一起混合。 將1000克去離子水、295克第一階段PMMA-MM及20% 單體乳液加入5升反應釜。將釜攪拌2 〇分鐘,隨後加熱至 8 5 °C (用氮氣吹掃)。在8 5 °C,將溶於1 〇克水的1 . 4克過硫 納及洛於1 5克水的1 · 4 4克碳酸銅以一次注入加入反應燒 瓶,隨後加入1 0克去離子水。加入引發劑及緩衝劑後,將 另外8 0 %單體乳液經3 〇分鐘送入,送料完成後,將反應 混合物在攪拌下於9 0 °C保持6 0分鐘。反應混合物冷卻至 4 0°C後,在攪拌下加入13克015% Fes〇4水溶液,隨後加 入過乳化弟二丁基及異抗壞血酸(4.4克和2·14克,分別溶 於1 〇克水)。在第一次加入後1 5分鐘,以相同量第二次加 入過氧化第三丁基及異抗壞血酸。將反應混合物在4 〇 I攪 拌3 0分鐘。 將生成的膠乳冷卻至室溫,使之通過濾布,以移除凝固 物。所產生接枝共聚物含93.5重量❶/〇丙烯酸丁酯、5重量% 甲基丙晞酸甲酯及1·5重量% ΡΜΑΑ-ΜΜ。 實例5無規共聚物對照 在1升四頸圓底燒瓶中由半連續乳液聚合方法製備無規 共聚物,該圓底燒瓶配有機械攪摔器、溫度控制裝置、進 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(39 ) 料管線及氮氣入口管。在單獨燒瓶中製備去離子水(68 克)、界面活性劑(2 · 6 克 A-16-22)、BA (233.8 克)、MMA (12.5克)及ΡΜΑΑ-ΜΜ(3·75克實例2的)之單體乳液。在室溫 將去離子水(88.5克)填入反應燒瓶,然後在氮氣清洗及攪 摔同時加熱至8 4 °C。達到反應溫度時,將反應燒瓶填以引 發劑(1.03克APS,溶於4.5克水)及緩衝劑(1.25克Na2C03, 溶於4 · 5克水),隨後加入具4 0納米顆粒大小的丙烯酸酯 膠乳聚合物(8克’ 3 0 %固體)。然後將單體乳液與APS (〇·35克,溶於19_3克水)和Na2C03 (0.25克,溶於19·3克水) 之溶液一起經9 0分鐘送入反應燒瓶。進料結束時,將反應 混合物在反應溫度保持1小時,冷卻並過濾。 實例6 ( 6 · 1至6 · 2 3 )—製備p S Α系統薄膜調配物 根據所揭示方法製備試驗乳液聚合物。亦製備比較性試 驗乳液聚合物。此等試驗乳液聚合物和比較性試驗乳液聚 合物之組分及經接枝聚合物(如果可應用)之分子量揭示於 表5中。 將表5所揭示1 0 0克量試驗乳液聚合物或比較性乳液聚 合物加入配備實驗室攪拌器的丨/2品脱(pint)容器。在適當 攪拌下,將ACRYSOL™ RMS (3克)預稀釋到1〇%固體,加 入試驗乳液聚合物,並且混合。在一些實例中,將 DOWANOL™DPM凝結劑[由密西根州,米德蘭,道化學 公司提供(Dow Chemical of Midland,Michigan)]用水稀釋到 5 0 %固體含量’加入試驗乳液聚合物,得到表5所示百分 比的凝結劑固體。在其它實例中,將tacolyn™ -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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1225087 A7 B7 五、發明説明(40 ) 增黏性樹脂[由德拉瓦州,維明頓,赫庫爾公司製造 (Hercules,Inc· of Wilmington,Delaware)]用水預稀釋至 5 0 %,以得到表5所示百分比樹脂固體之量加入試驗乳液 聚合物。所有實例中,均將感壓接著劑調配物混合額外i 5 分鐘。最終感恩接著劑調配物之p Η由加入〇 · 6克2 8重量% 氨溶液調節到介於8 · 0至9 · 0間之範圍内。 表5 : P S Α調配物組合物 實例 接枝共聚物 (如果適/¾) 增麵 其它添加劑 MMA MAA 接枝之 MW 6.1 嫌性 未接烛QB0ND™ iW1) 無 無 ΝΆ N/A 62 實例32 89_0P/〇gMMA/lMAA 無 無 9,700 ND. 63 實例32 89BM0P/〇gMMA/lMAA 無 30P/〇 DOWANOL™ ΠΡΜ^吉劑 9,700 ND· 6.4 實例12 89BA/I(P/〇gMMA/lMAA 40P/〇 TAOaJYN^ 無 9,700 NJD· 65 實例33 ^BA^/ogMMMMAA 無 無 9,700 ND. 6.6 實例33 94BA5°/〇gMMA/lMAA 無 30Ρ/〇 DOWANOL™ OPMmm 9,700 NJD. 6.7 實例33 9ffiA/5°/〇gMMA/lMAA 40P/O TACXXWM 無 9,700 ND. 6.8 實例5 935BA/5MMA/15gMAA 無 無 1Q5WMA單 體-未接枝) 4,000 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1225087 A7 B7 五 、發明説明(41 ) 69 實例5 4〇P/〇 無 105^vlMA單 4,000 *镛 935aV5MMM5gMAA TAOO.WM 體-未接枝) 610 實· 無 無 _ 4,000 * · 935BA/5gMMA/L5gMAA 611 實_ 20P/〇 無 _ 4,000 Q35BA/5gMMA/L5gMAA TACC^WM 612 實例3.4 9i5BA5gmAA/l5gMAA 無 無 73» 4,000 613 實例3·4 概 無 7^00 45000 : 935BA5gMMA/15gMAA TACXXWM 9 614 實例1 40P/〇 無 21,700(未接 4,000 905BA/4^MMM5gMAA TAOCONrM 枝) 615 實例35 96BA^5gMMM5gMAA 無 無 7^00 4,000 箏 616 實例35 概 無 7^00 4,000 96BA^5gMMAA5g- MAA TAOOLWM ij 617 實例3·4 935BA/5gMMA/13gMAA 無 無 7^0 4,000 618 實例3·4 40P/〇 無 73» 4,000 4 935BA/5gMMM3gMAA TAOQLWM 619·逐 實W 無 無 擊 4,000 泮伽入 935BA6gMMM5gMAA 620逐 tm 40P/〇 無 usco 4,000 入 935BA5gMMA/15gMAA TAGQLWM 621 實· WoHOGOIEX^ 無 7^00 4,000 935BA/5gMMA/15gMAA UC55 622 實例34 935BA/5gMMA/15gMAA mPERMATAaM H771 無 7^00 4,000 -44· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 1225087 A7 _B7_._ 五、發明説明(42 ) 實例7凝結劑對薄膜形成性能之影響 根據實例6之方法製備四種試驗聚合物乳液,即本發明 之實例6.2、6.3、6.5及6.6,以檢測此等接著劑組合物之形 成薄膜性能。將乳液鑄於未處理的聚丙晞充當釋放基材, 以提供具3.5密耳厚度之接著劑薄膜。然後將四種試驗薄 膜以5 0 °C乾燥5分鐘,以使乳液内的水蒸發。亦將各試樣 以2 5 °C乾燥額外5天,以使實例6 · 3和實例6 · 6中的凝結劑 蒸發。 自聚丙烯基材移除試樣薄膜,將試樣切成0.5英寸X 2英 寸大小薄膜。用1英寸計算試樣長度和1英寸/分鐘伸長速 率以因斯特朗(Instron)檢驗儀得到四個試樣的拉伸性能, 即斷裂抗拉強度及斷裂伸長。此四個實例的拉伸性能於表 6中提供。 表6 : 凝結劑對P S A性能之影奪 5 實例 無凝結劑 具有凝結1 η 斷裂抗拉強度(碎/ 平方英寸) 斷裂伸長 斷裂抗拉強度(镑/平 方英寸) 斷裂伸長 6.2 80 320% 6.3 180 1160% 6.5 60 140% 6.6 65 1060% 表6中提供的結果説明,通過用凝結劑作爲接著劑組合 物添加劑,本發明之P S A組合物拉伸性能得到改良。這就 是期望從較早討論的技藝上敎授得到的[殼產品文獻(Shell -45 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 ___B7 五、發明説明(43 ) ~' product literature) SC1757-93R]。可以預料由於拉伸性 能爲形成薄膜品質的指標,具有梳型共聚物分散液且不含 凝結劑之接著劑調配物顯示不出良好接著劑性能。儘管如 此,如表6顯示實例及隨後實例説明,亦可不用凝結劑溶 劑獲得良好接著劑性能。 實例8 PSA性能檢驗 根據實例6之方法製備本發明之試驗乳液聚合物。本發 明之接著劑組合物6 · 2和6 · 4與組合物6 · 5和6 · 7之不同之 處在於,組合物6.4和6.7包括加入的4〇重量0/〇 TACOLYNtm固體,一種增黏性樹脂。組合物6·2和6·4與 組合物6.5和6·7不同之處亦在於,組合物62和64具有 較高重量比相同接枝性大單體10%接枝性““八、而組合 物6.5和6.7具有5重量%接枝性]^]^八。 爲製造實例6.2、6·4、6.5、6·7及比較性實例6丨之接著劑 組合物測試接著帶、用鳥式塗覆器將試驗乳液聚合物塗於 2在耳厚MYLAR™薄膜片材上[由德拉瓦州,維明頓,杜邦 公司製造(DuPont,Inc· of Wilmington,Delaware)]。經乾燥 接著劑片厚度爲1密耳。將這些片在5(rc乾燥5分鐘,以 自乳液移除水。將經塗覆片切成1英寸寬片,以形成接著 劑測試片。 剥落強度用感壓帶委員會(pressure Sensitive Tape Council) (“PSTC”)方法1檢測。根據以上提供方法製備 寸測試片。用4 · 5時滾軸將1英寸寬測試片貼到不銹鋼板 上。使測試片保持2 0分鐘,而後用剥落檢驗儀以丨8〇。角 -46- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087
發明説明 每刀鐘12英寸速率檢驗剥落。接著破壞用“a”表示破壞模 式,内聚破壞用“c,,表示。 以上實例測試片用手指黏性方法檢測黏性。手指黏性爲 由知食指貼到測試片並快速移開進行的定性黏性檢測。然 後舲黏性按E (極佳)、v G (很佳)、G (佳)、F (可以)到 P (差)砰定等級。亦用+和_區分實例差異。比較性實例 6.1或ROBOND顶PS_9〇乳液[由賓夕法尼亞州,費城,羅 姆·哈斯公司製造(Rohm and Haas c〇 〇f philadelphia,pA)] 忒驗礼液聚合物接著劑用作對照,且被評定爲等級vg+。 各接著劑組合物的抗剪切性能根據感壓帶委員會方法7 檢測。檢測時,將根據上述方法產生的片一端貼到不銹鋼 板上,使片接觸鋼板一個邊緣的0.5英寸X 1英寸部分。將 片整飾,使得只有2英寸部分伸出鋼板邊緣外。用自接著 劑片外伸部分懸掛的丨千克重物,將鋼板吊成與垂直呈2。 狀態。然後測量片滑離鋼板所需時間(小時),亦報告破壞 方式。試驗在2 5 X:及7 0 °C進行。 實例6.2,6.4,6.5,6.7及比較性實例之剝落強度、手 指黏性及抗剪切性能列於表7中。
裝 6.1比較性
剝落(盘司/ 英寸) 手指黏性 25°C剪切 (小生) 70°C剪切 0.2
30 A VG+
7.8 C
20 A 6·5 (5% g-MMA) -47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) ' ------ — 1225087 A7 B7 五、發明説明(45 6.7 (5% g-MMA; 40% TACOLYN™) 47 A VG+ 201 C > 100 6.2 (10% g-MMA) 3.4 A P >425 > 114 6.4 (10% g-MMA; 40% TACOLYN™) 47 A G+ 330 C > 114 如表7中結果顯示,在以上實例中加入增黏樹脂改良接 著劑組合物之剝落及手指黏性性能。然而,增黏樹脂添加 劑對剪切性能具有不利影響。接著劑組合物内的較高重量 百分比接枝性大單體改良剪切性能,但對P s A剥落及手指 黏性具有不利影響。與比較性實例6 · 1比較,本發明之接 著劑顯示剪切強度戲劇性增加,同時剝落和黏性能夠由適 當含量接枝大單體保持在較高水平。 實例9用P S A性能檢驗確定接枝鏈M W之影響 根據實例6之方法製備本發明實例6.8,6.9,6.10,6.11 , 6· 12和6· 13及比較性實例6.1之試驗乳液聚合物。接著劑組 合物6.8和6·9由5重量%具105克/莫耳數均分子量之單體 性ΜΜΑ單體組成。接著劑組合物6.10和6丨丨由5重量%具 1,600克/莫耳數均分子量之接枝性ΜΜΑ大單體組成。最 後,接著劑組合物6.12和6.13由5重量%具7,200克/莫耳數 均分子量之接枝性Μ Μ Α大單體組成。 製造實例6 · 8至6·13及比較性實例6 · 1接著劑組合物的試 驗接著帶,然後根據實例8之方法檢測其剝落、手指黏性 及抗剪切性能。此等檢測之結果顯示於表8中。 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ297公釐)
裝 訂 % 1225087 A7 B7 五、發明説明(46 ) 表8 :接枝鏈分子量對P S A性能之影響 實例 MMA接枝之 剝落(盎司 手指黏性 剪切25°C 剪切70°C MW(克/莫耳) /英寸) (小時) (小時) 比較彳生6.1 細 30 A VG+ 7.8 C 0.2 C 6.8 105 42.5 A VG+ 14 C - (MMA單體) 6.9 (40% 105 58.4 A E+ 17.5 C - TACOLYN™) (MMA單體) 6.10 1600 5.3 A VG 12.8 C 2C 6.11(20% 1600 48.7 A VG+ 4.1 C 0.2 C TACOLYN™) 6.12 7200 1.6 A F >400 >300 6.13(40% 7200 32 A VG+ >400 >300 TACOLYN™)
裝 产· 鏃 t 如表8所示,除非高Tg接枝或大單體的分子量足夠高, 一般得不到實例6.12和6.13所示的PS A性能均衡理想改 良,即在保持剥落和黏性性能的同時增加抗剪切強度。比 較起來,具有單體性1^1^八的實例6.8和6.9或具1,600克/ 莫耳低分子量接枝物質之實例6.10和6.11顯不出該性能均 衡或剪切性能改良。接著劑組合物内的接枝共聚物所需數 均分子量依賴接枝共聚物的硬相和軟相組成。 實例1 0用P S A性能檢驗確定接枝百分比之影響 根據實例6方法製備實例6.13和6.14之試驗乳液聚合物。 接著劑組合物6.13和6.14分別由具有7,200和21,700數均分 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) A7 B7 五、發明説明(47 ) 子量的約5重量% MMA組成。然而,與實例613不同,實 例6.14中的^11^1八聚合物不像實例613那樣接枝到]8八。但 兩種接奢劑組合物均另外包括4〇重量% taCOLYN™增黏 性樹脂。製造實例6.13和6.14接著劑組合物之測試接著 帶,然後根據實例8之方法檢測其抗剥落及抗剪切性能。 亦目視檢查以上接著劑組合物測試帶的薄膜透明性。最 後,由HPLC測定接著劑組合物内的MMA聚合物接枝百分 比。對貫例6.13和6.14接著劑組合物的性能檢測結果列於 表9中。 性能 實例6·14 (21.7ΚΜΜΑ晶種) m ^_ 實例6·13 7.2K大單體MMA 薄膜透明性 微不透明 透明 ΜΜΑ接枝% 無 70% 剥落(盎司/英寸) 57 A 32 A 25°C剪切(小時) 5.9 C小時 >400小時 7〇°C剪切(小時) 0.1 C小時 >300小時 過實例6· 14的抗剪切性能改良。這一現象可歸因於大單體 接枝到聚合物的百分比或程度。最後,與實例6· 14比較, 本發月貫例6 · 13之接奢劑組合物薄膜透明性亦有所改良。 實例1 1接枝聚合物含量對p S a性能之影響 根據實例6方法製備實例6.2,6.4,6.5,6.7,6.12, 6.13 ·’ 6.5和6·7 ;以及6.2和6·4之接枝共聚物各自由2·5重 -50· 1225087 A7 B7 五、發明説明(48 ) 量%,5重量%,5重量%及10重量%接枝性MMA大單體 組成。所有實例的接枝性MMA大單體數均分子量均高於 5,000克/莫耳。此外,實例6,16,6.13,6.7及6.4之接著劑 組合物尚包括加入的40重量%TACOLYN™增黏性樹脂。 製造實例6.2,6.4,6.5,6.7,6.12,6.13,6.15,6.16及比 較性實例6.1之接著性組合物測試接著帶,然後根據實例8 之方法檢測其剝落、手指黏性及抗剪切性能。此等檢測結 果顯示於表1 0中。 表1 0 :接枝聚合物含量對P S A性能之影響 實例 剥落 (盎司/英寸) 手指黏性 25°C剪切 (小時) 7 (TC剪切 (小時) 比較彳生6.1 30 A VG+ 7.8 C 0.2 6.15(2.5 g-(7.2K MMA)) 1.1 A F+ >282 > 190 6.16(2.5 g-(7.2KMMA); 40% TACOLYN™ 46 A VG++ 98 0.6 A 6.12(5 g-(7.2K MMA)) 1.6 A F >400 >300 6.13(5 g-(7.2KMMA); 40% TACOLYN™ 32 A VG+ >400 >300 6.5 (5 g-(9.7K MMA)) 20 A G >300 > 100 6.7 (5g-(9.7K MMA); 40% TACOLYN™ 47 A VG+ 201 C > 100 6.2 (10 g-(9.7K MMA)) 3.4 A P >425 > 114 6.4(10g-(9.7K MMA); 40% TACOLYN™ 47 A G+ 330 C > 114 如表1 0所示,較低重量比含量Tg接枝物質或接枝性大單 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 1225087 A7 ______B7 五、發明説明(49 ) 體(如實例6· 15及6· 16)不會改良PS A組合物及較高含量τ 接枝物質之剪切性能。另外,將增黏劑加至較低接枝含量§ MMA或實例6· 16顯示剝落強度及手指黏性改良,但剪切 性能降低。此外,如果接枝物質量太高,如實例6·2,則 黏性減小。爲對此補救,可如實例6 · 4那樣加入增黏劑。 然而,雖然加入增黏劑改良黏性,但可能對剪切有負面影 響。 實例1 2方法對p S a性能之影響 以一次注射(見實例3·4)或逐漸加入法(見實例4)製造接 枝共聚物。根據實例6之方法將此等接枝共聚物製成試驗 乳液。 製造實例6.17,6.18,6.19,6.20及比較性實例6· 1之接著 劑組合物測試接著帶’然後根據實例8之方法檢測其剥 落、手指黏性及抗剪切性能。此等檢測結果顯示於表i i 中0 表1 1 :接枝共聚物生成對P s A性能之影響 實例 剥落 (盎司/英寸) 手指黏性 25X:剪切 (小時) 7〇°C剪切 (小時) 比較彳生6.1 30 A VG+ 7.8 C 0.2 6.17注射 1.6 A F >400小時 > 300小時 6.18注射 (40% TACOLYN™ 1070) 32 A VG >400小時 >400小時 6.19逐漸加入 ΙΑ F > 336小時 > 164小時 6.20逐漸加入 (40% TACOLYN™ 1070) 33 A VG 〉336小時 > 164小時 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087
、11所不’含有由注射或逐漸加入法製造接枝共聚物 、接著J組合物仍提供理想P S A性能,如表丨i反映。因 此二本發明接著劑組合物内的接枝共聚物調製方法一般對 所得P S A性能有很小或沒有影響。 貫例1 3添加劑對P S A性能之影響 根據實例6之方法製備試驗乳液聚合物。實例612, 6· 13,6.21及6.22之接著劑組合物由相同接枝共聚物93 5〇/〇 BA/5/〇 g-MMA/1.5% g-MAA組成。共聚物之接枝性MM a 大單體和接枝性MAA之數均分子量分別爲7,2〇〇克/莫耳和 4’000克/莫耳。實例6 12,613,6 21及6 22之接著劑組合 物在選擇加到接著劑組合物的添加劑方面不同。實例中的 添加劑均爲增黏性樹脂。 製造實例6.12,6.13,6.21及6.22之接著劑組合物測試接 著帶’然後根據實例8之方法檢測其剥落、手指黏性及抗 男切性能。此等檢測結果顯示於表1 2中。 表1 2 ··添加劑對p S a性能之影響
實例 剝落 手指黏 25°C剪切 7 0 °C剪切 盎司/英寸 性 (小時) (小時) 6.12 1.6 A F >400小時 >300小時 6.13 (mTACOLW^1} 32 A VG+ >400小時 >300小時 621 (mPICCOTEX1'^ 2) 36.5 A VG+ >330 1·2小時C 622(40% PERMATECT^3) 65.5 A E 41小時C 0.2小時C (1)TCOLYNTM1070,由德拉瓦州,維明頓,赫庫爾公司製 造0 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(51 ) (2) PICCOTEX™LC55,由德拉瓦州,維明頓,赫庫爾公司 製造。 (3) PERMATEC™H771,由賓夕法尼亞州,匹茲堡,耐維· 阿蘭斯公司製造(Neville Alliance Inc. of Pittsburgh, Pennsylvania) 0 如表1 2所示,選擇增黏性樹脂產生剝落強度、黏性及剪 切性能差異。通常,增黏性樹脂改良P S A組合物之剥落強 度及黏性,但對剪切具有負面影響。這在表1 2中得到證 明,其中包含TACOLYN™1〇7〇的實例6.13及包含 PICCOTEX™LC55 6勺實例6.21在未極大降低剪切性能下改 良黏性及接著性能。包含PERMATEC™ H771的實例6.22接 著劑組合物顯示剝落和黏性性能更加增強,但以犧牲剪切 性能作爲代價。一種可能的解釋爲,實例6.22之添加劑可 能更與接枝共聚物之高T g接枝混溶。如表1 2中結果所 示,爲保持高剪切性能,作爲接著劑組合物添加劑的增黏 性樹脂較佳應更與聚合性主鏈混溶,而不是增強性接枝組 分0 實例1 4可移除接著劑 根據實例6之方法製備試驗乳液聚合物。實例6 ·丨2之接著 劑組合物由以下接枝共聚物93.5% BA/5% g-MMA/1.5% g-MAA組成。共聚物之接枝性MMA·大單體和接枝性Maa之 數均分子量分別爲7,200克/莫耳和4,000克/莫耳。實例6.12 之接著劑組合物不包含添加劑,如增黏性樹脂。 製造實例6.12之接著劑組合物測試接著帶,並根據實例8 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1225087 A7 __B7 五、發明説明(52 ) 之方法檢測其剥落性能。較低剝落強度値更適用於可移除 接著劑組合物。可移除性係在不同溫度及濕度條件下由評 估測試接著劑試驗檢測。一片接著劑測試帶之剝落強度在 暴路於78 F及50%相對濕度條件6天後測量。另一片接著劑 測試帶之剥落強度在暴露於13〇Τ及8〇%相對濕度條件5天 並隨之於78°F和50%相對濕度條件平衡丨天後測量。亦檢查 兩片接著劑測試帶的外觀。剝落檢測和外觀結果顯示於表 1 3中。 表1 3 : P S A組合物用作可移除接著劑 停留 剥落(盎司/英寸) 外觀 6天 78T/50% RH 2.9 A 清澈 5 天 130T/80% RH+ 1 天 78T/50% RH 3 A 沒有變白,穿隧或 抬起 如表1 3所示,在不同溫度和濕度條件下剝落値有很小或 沒有變化。此外,在兩種情況下,測試接著帶很乾淨地自 基材移除,沒有留下可見殘餘物或影痕。 實例1 5高溫接著劑組合物 根據實例6之方法製備試驗乳液聚合物。 製造實例6 · 7接著劑組合物之測試接著劑,然後根據實 例8之方法檢測其剥落、手指黏性及抗剪切性能。另外, 在7 0 °C進行剪切試驗3 〇 〇小時後沒有破壞,將溫度升至 9 5 °C,在此新溫度檢測抗剪切性能(小時)。此等檢測結果 顯示於表1 4中。 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1225087 A7 B7 五、發明説明(53 ) 表1 4 :在高溫下評定P S A組合物 實例 剥落 盎司/英寸 手指黏性 25〇C 1/2英寸2 剪切(小時) 7 0°C 1/2英寸2 剪切(小時) 95〇C 1/2英寸2 剪切(小時) 6.7 (40% TACOLYNrM1070) 47 A VG+ 201 C >300 >90 如表1 4所示,本發明之接著劑組合物能夠在最高接近硬 接枝相之T g顯示高溫抗剪切性能。該抗剪切性能在較高溫 度保持9 0小時以上。 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A B c D1. 1225087 第090122759號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年6月) 六、申請專利範圍 種接著劑組合物,其包括 自3 0重量%至7 〇重詈八 之刀政於水性介質之固體,苴 中該固體包括水不溶性接# /、 ^ . 性接枝共聚物,該接枝共聚物包 括· ⑴以該共聚物總重量計,自1重量%至3〇重量%之 大早體,其中該大單體為水不溶性,且具有自2,_至 5〇,000克/莫耳之數均分子量及40。(:或更高之丁g,及包括 f 8 5重置。/〇至i 〇 〇重量%之至少一種第一乙烯性不飽和 單體之經聚合單元,不含經聚合巯基-烯烴化合物,以 及包括5重量%或更少之經聚合含酸單體;及 (11)以泫共聚物總重量計,自7 〇重量%至9 9重量%之 至少一種第二乙烯性不飽和單體之經聚合單元;及,其 中違共聚物視需要地進一步包括,以該共聚物總重量 計’等於或少於5重量〇/。含酸物質作為經聚合單元,該 含&L物負係選自由含酸大單體及含酸單體所組成之群 組。 2.根據申請專利範圍第1項之接著劑組合物,其中該組合 物進一步包括佔該共聚物固體量之自〇·1至60重量。/〇的 選自由下列各物質所組成之群之添加劑:乳化劑、消泡 劑、增黏劑、顏料、濕潤劑、填料、熟化劑、增稠劑、 潤濕劑、殺生物劑、接著促進劑、著色劑、蠟、U V穩 定劑及抗氧化劑。 3·根據申請專利範圍第2項之接著劑組合物,其中該添加 劑包括增黏劑。 73830-930625.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐)=據申請專利範圍第ι項之接著劑組合物,其中該大單 包括以該大單體總重量計為丄重量%或更少之含酸單 體作為經聚合單元。 4· 6· ::申請專利範圍第1項之接著劑組合物,其中該接枝 广物包括一個主鏈和一個或多個側鏈,其中該側鏈係 X主鏈側垂,且包括水不溶性大單體,及其中該主鏈 包括第二烯性不飽和單體之經聚合單元。、 根據申請專利範圍第5項之接著劑組合物,其中該接枝 共聚物之接枝百分比為至少5 〇 %或更大。 8· 9. 10 根據申請專利範圍第1項之接著劑組合物,其中該大單 體具有自4,GGG至35,GGG克/莫耳之數均分子量。' =經感壓接㈣塗覆之片材,其包括具有根據申請專 i犯圍第1項之之接著劑組合物塗層之柔性襯材。 根據申請專利範圍第1項之接著劑組合物,其中該大單 體包含以該大單體總重量計為2重量%或更少之含酸覃 體作為經聚合單元。 早 根據申請專利範圍第1項之接著劑組合物,其中該大單 體不包含含酸單體作為經聚合單元。 早 11,根據申請專利範圍第i項之接著劑組合物,其中該共聚 物視需曰要地進一步包括以該共聚物總重量計為等於:; 於2重量%之含酸物質,該含酸物質係選自由含酸大时 體及含酸單體所組成之群。 73830-930625.DOC -2 - 本紙張尺歧财ϋ ®家標準(CNS) Μϋ^Χ297公釐)
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