TWI473868B - 黏著劑組成物、黏膠及其形成方法與膠帶 - Google Patents

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Description

黏著劑組成物、黏膠及其形成方法與膠帶
本發明係有關於一種黏著劑組成物、黏膠及其形成方法與膠帶。
一般的黏膠主要係使用大量的石油產物製造。然而石油產物不但昂貴也會造成有限資源的浪費。此外，一般的黏膠在使用一次之後便無法回收利用，因而成為廢棄物被丟棄，這也會提高環境負荷而不環保。
本揭露係有關於一種黏著劑組成物、黏膠及其形成方法與膠帶。黏膠可再生使用，使用上非常的便利且具環保性。黏膠的黏著性佳。
提供一種黏著劑組成物。黏著劑組成物包括一植物油衍生物與一多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物。以100重量份的植物油衍生物為基準，多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物係5至60重量份。
提供一種黏膠的形成方法。方法包括以下步驟。提供上述黏著劑組成物。膠化或固化黏著劑組成物以形成黏著劑。固體化或半固體化黏著劑以形成黏膠。固體化或半固體化的方法包括冷卻黏著劑。
提供一種黏膠。黏膠係由上述方法形成。
提供一種膠帶。膠帶包括基材與黏膠。黏膠位於基材上。黏膠係由上述方法形成。
於實施例中，黏著劑組成物可包括一植物油衍生物與一多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物。植物油衍生物可包括環氧化植物油、酸酐化植物油或壓克力化植物油，例如環氧化大豆油、酸酐化大豆油、壓克力化大豆油、環氧化橄欖油、酸酐化橄欖油、壓克力化橄欖油、環氧化杏仁油、酸酐化杏仁油、壓克力化杏仁油、環氧化玉米油、酸酐化玉米油、壓克力化玉米油、環氧化棉籽油、酸酐化棉籽油、壓克力化棉籽油、環氧化亞麻油、酸酐化亞麻油、壓克力化亞麻油、環氧化葡萄籽油、酸酐化葡萄籽油、壓克力化葡萄籽油、環氧化花生油、酸酐化花生油、壓克力化花生油、環氧化紅花籽油、酸酐化紅花籽油、壓克力化紅花籽油、環氧化香油、酸酐化香油、壓克力化香油、環氧化向日葵油、酸酐化向日葵油、壓克力化向日葵油、環氧化核桃油、酸酐化核桃油或壓克力化核桃油。多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物可包括多官能基之草酸(oxalic acid)、檸檬酸(citric acid)、伊康酸(itaconic acid)、酒石酸(tartaric acid)、丁二酸(succinic acid)、丁烯二酸(maleic acid)、伊康酸酐(itaconic anhydride)、丁二酸酐(succinic anhydride)、丁烯二酸酐(maleic anhydride)或伊康酸酐與聚乳酸之共聚物(copolymer of itaconic anhydride and poly lactic acid)。多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物可以提供黏著劑組成物分子鏈段之適當延伸(chain extension)。以100重量份的植物油衍生物為基準，多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含酸酐之共聚物係5至60重量份或10至40重量份。
黏著劑組成物可更包括單官能基羧酸或單官能基酸酐化合物例如乳酸(單體)、醋酸、丙酸、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(mathacrylic acid;MAA)、醋酸酐或丙烯酸酐。單官能基羧酸或酸酐化合物在配方配置及合成過程中，可以避免過度交聯反應發生，維持黏著劑組成物之熱安定性。以100重量份的植物油衍生物為基準，其中單官能基羧酸或酸酐化合物係0.1至40重量份或2至25重量份。
黏著劑組成物可更包括一聚乳酸(polylactic acid,PLA)。以100重量份的植物油衍生物為基準，聚乳酸可為0.1至1200重量份或0.1至1000重量份。於實施例中，聚乳酸的重量平均分子量約400~3000。
黏著劑組成物可用以形成一黏膠。更詳細地舉例來說，黏膠的形成方法可包括膠化或固化(cured)黏著劑組成物以形成一黏著劑，之後固體化或半固體化黏著劑以形成黏膠。膠化或固化(cured)黏著劑組成物的方法可包括加熱(例如90℃以上或90℃~160℃，加熱小時2小時以上或2~24小時)黏著劑組成物。固體化或半固體化黏著劑的方法可包括冷卻黏著劑。
相較於黏著劑，黏膠幾乎無流動性且黏著力高。流動性高的黏著劑具有非常好的塗佈性。於實施例中，黏膠可藉由加熱的方式變回黏著劑，且黏著劑在冷卻之後仍可變成黏膠。黏膠的融化溫度可為70℃以上。黏著劑在冷卻至40℃以下，例如室溫會變成黏膠。黏膠可重複利用，因此使用上非常的便利且具環保性。
黏著劑組成物可更包括一光起始劑。於一些實施例中，可在黏著劑中加入光起始劑。在有使用光起始劑的實施例中，固體化或半固體化黏著劑的方法可包括對黏著劑進行照光。於一些實施例中，固體化或半固體化黏著劑的方法可包括對黏著劑冷卻後形成的黏膠進行照光。使用光起始劑可強化黏膠的交聯性。
黏著劑組成物、黏著劑與黏膠亦可應用在膠帶。於一實施例中，舉例來說，膠帶的製造方法包括將熱融的黏著劑塗佈在基材上，待黏著劑冷卻後便形成膠帶。在有使用光起始劑的實施例中，膠帶的製造方法可包括將熱融的黏著劑塗佈在基材上，再照光(例如UV光)黏著劑，以形成膠帶。基材的材料可包括紙張、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚對苯二甲二乙酯(PET)、聚醯亞胺(PI)、或布纖維。
為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例作詳細說明如下：
聚乳酸
在三口反應瓶中加入反應物：14.41 g乳酸(單體)和觸媒：1.21 g辛酸錫(stannous 2-ethylhexanoate)。將反應瓶放置在溫度控制在90℃的油浴中，並通入空氣，以250 rpm速度攪拌混合溶液。反應2小時後，以減壓pump進行減壓，並以每10分鐘升溫10℃的速度，升溫至170℃，並保持2小時。冷卻後，即可得到聚乳酸，為重量平均分子量(Mw)約2,400的聚乳酸寡聚合體。
含有環氧化大豆油的溶液A
將49.43克環氧化大豆油(ESBO B-22，長春公司生產，環氧數(Oxirane No.)約6.61%)與0.49克三苯基膦(TPP;triphenyl phosphine)混合在一起，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至TPP完全溶於環氧化大豆油，藉此配製出含有環氧化大豆油的溶液A。
實施例1
取3克含有環氧化大豆油的溶液A加入0.2755克之85%乳酸(單體)後，加入6克的聚乳酸(Mw約2,400)，再加入0.867克97%伊康酸酐，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至伊康酸酐及聚乳酸完全溶於環氧化大豆油中後，將油浴升溫至130℃，反應5個小時，以得到黏著劑。黏著劑冷卻至室溫係形成黏膠。
實施例2
與實施例1類似，除了85%乳酸(單體)係使用0.1377克，且聚乳酸係使用9克。
實施例3
與實施例1類似，除了85%乳酸(單體)係使用0克，且聚乳酸係使用12克。
聚乳酸與伊康酸酐的共聚物
取30克聚乳酸(Mw約2,400)加入1.44克之97%伊康酸酐，再加入0.31克TPP，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至伊康酸酐完全溶於聚乳酸後，再將油浴升溫至130℃，反應3個小時，冷卻後即得到聚乳酸與伊康酸酐的共聚物。
實施例4
取1.5克含有環氧化大豆油的溶液A加入0.33克之85%乳酸(單體)後，再加入7.85克聚乳酸與伊康酸酐的共聚物，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至聚乳酸與伊康酸酐的共聚物完全溶於含有環氧化大豆油的溶液A中後，再將油浴升溫至130℃，反應5個小時，以得到黏著劑。黏著劑冷卻至室溫係形成黏膠。
實施例5
與實施例4類似，除了85%乳酸(單體)係使用0克，且聚乳酸與伊康酸酐的共聚物係使用15.7克。
含有環氧化大豆油的溶液B
將36.49克環氧化大豆油(ESBO B-22，長春公司生產，環氧數約6.61%)與0.36克TPP混合在一起，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至TPP完全溶於環氧化大豆油，藉此配製出含有環氧化大豆油的溶液B。
實施例6
取3克含有環氧化大豆油的溶液B加入0.66克之85%乳酸(單體)後，加入3克的聚乳酸(Mw約2,400)，再加入0.32克檸檬酸，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至聚乳酸及檸檬酸完全溶於環氧化大豆油中後，將油浴升溫至130℃，反應5個小時，以得到黏著劑。黏著劑冷卻至室溫係形成黏膠。
實施例7
取3克含有環氧化大豆油的溶液B加入0.546克之85%乳酸(單體)後，加入0.867克的97%伊康酸酐，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至伊康酸酐完全溶於環氧化大豆油中後，將油浴升溫至130℃，反應5個小時，以得到黏著劑。黏著劑冷卻至室溫係形成黏膠。
實施例8
取3克含有環氧化大豆油的溶液B加入0.546克之85%乳酸(單體)後，加入0.867克的97%伊康酸酐，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至伊康酸酐完全溶於環氧化大豆油中後，將油浴升溫至130℃，反應5個小時後，將油浴降至70℃，在熱融狀態下，加入0.06克光起始劑：CibaIRGACURE184，並攪拌10分鐘即完成黏著劑。黏著劑冷卻至室溫後再照光(曝光能量為3000 mJ/cm2 )以形成黏膠。
比較例9
取3克含有環氧化大豆油的溶液B加入1.24克之85%乳酸(單體)後，加入0.072克的97%伊康酸酐，放置於90℃之油浴中，並且攪拌約30分鐘至伊康酸酐完全溶於環氧化大豆油中後，將油浴升溫至130℃，反應5個小時，以得到黏著劑。黏著劑冷卻至室溫係形成黏膠。
比較例10
與比較例9類似，除了無使用85%乳酸(單體)及無使用伊康酸酐；直接使用40克聚乳酸(Mw約2,400)反應而成。
黏膠性質測試
黏膠的性質測試結果顯示在表1。
表1
◎：性質優良(excellent)
○：尚可(good)
X：差(poor)
＜與牛皮紙黏著性＞
實施例1至實施例7、比較例9與比較例10與牛皮紙黏著性的測試方式是將黏膠放置在100℃之烘箱中20分鐘以熱融成黏著劑。將黏著劑塗佈於膜厚188 μm及寬度25mm之聚酯(PET)薄膜上，待黏著劑冷卻至室溫變成黏膠，再將含有黏膠之聚酯(PET)薄膜與牛皮紙貼合後，將PET薄膜固定於桌面，使用手輕拉紙張測試，觀察黏膠是否對牛皮紙有黏著性。
實施例8的測試方式與上述的方法類似，不同處在於在將黏著劑塗佈膜厚188 μm及寬度25mm之PET薄膜上，並待其冷卻至室溫之後，以紫外光曝光機曝光以形成黏膠(曝光能量為3000 mJ/cm2)。
在表1顯示的結果中，實施例1至實施例8需有一定的力道，才可以將牛皮紙與PET薄膜分開，顯示與牛皮紙黏著性佳，而比較例9與比較例10輕輕一碰牛皮紙與PET薄膜即分離，顯示與牛皮紙黏著性弱。
＜與PET黏著性＞
PET黏著性與牛皮紙黏著性的測試方法類似，其中係將含有黏膠之PET薄膜與另一張PET薄膜貼合後，將含有黏膠之PET薄膜固定於桌面，使用手輕拉另一張PET薄膜測試，觀察黏膠是否對PET薄膜有黏著性。表1的結果顯示，實施例1至實施例8需有一定的力道，才可以將兩個PET薄膜分開，顯示與PET薄膜的黏著性佳，而比較例9與比較例10輕輕一碰兩個PET薄膜即分離，顯示與PET薄膜的黏著性弱。
＜黏著力＞
實施例1至實施例7、比較例9與比較例10測試黏著力時，是將黏著劑塗佈在寬度約25mm於牛皮紙上，待黏著劑冷卻至室溫變成黏膠，再將含有黏膠之牛皮紙貼合至玻璃基材上，以拉力機測試牛皮紙與玻璃基材之間的黏著力。
實施例8的測試方式與上述的方法類似，不同處在於在將黏著劑塗佈寬度約25mm於牛皮紙，並待其冷卻至室溫之後，以紫外光曝光機曝光以形成黏膠(曝光能量為3000 mJ/cm2)，再將含有黏膠之牛皮紙貼合至玻璃基材上，以拉力機測試牛皮紙與玻璃基材之間的黏著力。
從表1的結果可知，實施例1至實施例8的黏膠係測試出具有大範圍黏著力的黏著性。由於黏著力的範圍大，因此實施例1至實施例8的黏膠可應用於不同黏著力需求的產品。此外，相較於比較例9與比較例10的黏膠，實施例1至實施例8的黏膠黏著力比較好。
＜黏手性＞
黏手性的測試是以手指按壓黏膠之後，觀察手指上是否有沾黏黏膠，與黏膠按壓之後的形態。實施例1至實施例6、實施例8與比較例10的黏膠在以手指按壓之後，手指完全沒有沾黏到黏膠，且黏膠上沒有留下指紋。實施例7的黏膠在以手指按壓之後，手指完全沒有沾黏到黏膠，但黏膠上有留下指紋。比較例9的黏膠在以手指按壓之後，手指沾黏到黏膠，且黏膠上有留下指紋。
在本揭露的實施例中，黏著劑組成物包括植物油衍生物與多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含多官能基酸酐之共聚物。黏著劑組成物主要使用為生質材料的植物油衍生物，因此不會造成環境污染。在黏著劑組成物中，以100重量份的植物油衍生物為基準，多官能基羧酸或酸酐化合物係5至60重量份。由黏著劑組成物形成之黏膠的黏著力範圍大，黏著性優異。此外，黏膠可重複利用。藉由加熱的方法，黏膠便可成為塗佈性高的黏著劑，使用上非常便利。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種黏膠的形成方法，包括：提供一種黏著劑組成物，該黏著劑組成物包括：一植物油衍生物，包括環氧化大豆油、酸酐化大豆油、壓克力化大豆油、環氧化橄欖油、酸酐化橄欖油、壓克力化橄欖油、環氧化杏仁油、酸酐化杏仁油、壓克力化杏仁油、環氧化玉米油、酸酐化玉米油、壓克力化玉米油、環氧化棉籽油、酸酐化棉籽油、壓克力化棉籽油、環氧化亞麻油、酸酐化亞麻油、壓克力化亞麻油、環氧化葡萄籽油、酸酐化葡萄籽油、壓克力化葡萄籽油、環氧化花生油、酸酐化花生油、壓克力化花生油、環氧化紅花籽油、酸酐化紅花籽油、壓克力化紅花籽油、環氧化香油、酸酐化香油、壓克力化香油、環氧化向日葵油、酸酐化向日葵油、壓克力化向日葵油、環氧化核桃油、酸酐化核桃油或壓克力化核桃油；以及一多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含多官能基酸酐之共聚物，其中以100重量份的該植物油衍生物為基準，該多官能基羧酸、多官能基酸酐化合物或含多官能基酸酐之共聚物係5至60重量份；以90℃以上的溫度加熱該黏著劑組成物2小時以上，以膠化或固化該黏著劑組成物以形成一黏著劑；以及固體化或半固體化該黏著劑以形成一黏膠，其中固體化或半固體化的方法包括冷卻該黏著劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之黏膠的形成方法，其 中該黏著劑組成物更包括一光起始劑，其中固體化或半固體化的方法更包括光照該黏著劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之黏膠的形成方法，其中該黏著劑組成物更包括單官能基羧酸或單官能基酸酐化合物，其中該單官能基羧酸或單官能基酸酐化合物包括乳酸單體，以100重量份的該植物油衍生物為基準，該單官能基羧酸或該單官能基酸酐化合物係0.1至40重量份。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之黏膠的形成方法，其中係以90℃~160℃的溫度膠化或固化該黏著劑組成物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之黏膠的形成方法，其中係加熱該黏著劑組成物2~24小時以膠化或固化該黏著劑組成物。
  6. 一種黏膠，其中該黏膠係由如申請專利範圍第1項所述之方法形成。
  7. 一種膠帶，包括：一基材；以及一黏膠，位於該基材上，其中該黏膠係由如申請專利範圍第1項所述之黏膠的形成方法形成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之膠帶，其中該基材的材料包括紙張、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚對苯二甲二乙酯或聚醯亞胺。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之膠帶，其中該基材的材料包括布纖維。
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