本发明涉及嵌段共聚物及包含它们的高剪切强度压敏粘合剂组 合物。更具体地说,本发明涉及用于必须具有较高剪切强度值、而 且特别适用于密封箱的压敏粘合带(进一步称为包装带)的嵌段共 聚物。
此外,应当理解,此类粘合带必须比较柔软,同时还要经济实 用,即其生产成本必须尽可能低。
为了获得此类基本的嵌段共聚物,在过去的十年里人们已作了 各种努力。
美国专利NO.3239478公开了一种粘合剂,它包含一种一般构 型为A-B-A的嵌段共聚物,其中各A为热塑性聚合物嵌段且与弹 性B链段不大相容;各A嵌段的平均分子量为约5000至约125000; B为共轭二烯聚合物嵌段,其平均分子量为约15000至约250000;A 嵌段的总量小于嵌段共聚物的80%(重量);除上一嵌段共聚物之 外,该粘合剂还包含粘性树指和特定增量油,所述油与上述热塑性 端嵌段的均聚物基本不相容,而与上述共轭二烯的均聚物基本相容。 该专利公开了上述嵌段共聚物与5-200phr,优选25-125phr(每 100份嵌段共聚物的份数)增量油及25-300phr,优选50-200phr粘 性树脂的组合物。通过调节三种基本成分的比例并选择共聚物的分 子量,粘性树脂的熔点和类型,油和树脂与共聚物的相容性可获得 热熔性粘合剂。
美国专利No.3753936公开了(A-B)xY型聚合物,其中A代 表非弹性聚合物嵌段或链段,而B代表弹性聚合物链段,Y为来源于 在形成星形(radical)聚合物中使用的多官能团处理剂的原子或原子 团,而X为一个至少是3的整数,且可等于所述多官能团处理剂的 官能团数目。这样,该星形嵌段聚合物的特征是具有至少三个聚合 物分支,而星形嵌段聚合物的各分支包含非弹性端链段。因此该星 形嵌段聚合物的分支含有与弹性聚合物链段相连的非弹性端链段。
美国专利No.3935338公开了具有至少两个单链烯基芳烃聚合 物嵌段和至少一个弹性共轭二烯聚合物嵌段的嵌段共聚物。大分子 的构型取决于该嵌段共聚物的制备方法,可以是线形或星形。构型 最简单的典型嵌段共聚物具有聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和 聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯的结构。美国专利No.3935338的 粘合剂组合物要求25-100重量份增量油/100重量份橡胶。即使加 入适量的油也会剧烈降低剥离粘合力和剪切粘合破坏温度,这表明 即使油的加入实际上显著降低了来源于此类组合物的热熔物的粘 度,该组合物在许多粘合应用上仍不能令人满意。
美国专利No.3954692公开了包含如下成分的一种混合物: (a)一般构型为A-B-A的未硫化弹性嵌段共聚物,其中各A为一 个任意选择的、平均分子量为2000-100000的非弹性单乙烯基芳烃 聚合物嵌段,嵌段A的总含量为该共聚物的约10-约50%(重量), 而B是平均分子量为约25000-约1000000的弹性共轭二烯聚合物 嵌段,及(b)一种相容的热塑性粘性树脂,该树脂含有碳-碳不饱 和键,来源于选自脂族烃和脂环烃的具有5-8个碳原子及至少一个 碳-碳双键的烃。
美国专利No.5183705公开了包含如下成分的粘性压敏粘合剂 组合物:(1)一种具有至少三个单链烯基芳烃聚合物嵌段和一个支 化弹性共轭二烯聚合物嵌段的星形远嵌段(teleblock)共聚物;(2)一 种粘性树脂;和(3)每100重量份星形聚合物约5-约20重量份增 量油。
该星形远嵌段共聚物优选分子式(AB)n-Z,其中n代表等于或 大于3的整数,Z代表多官能团连接剂。
上述压敏粘合剂组合物可为适用于密封容器的压敏带的热熔涂 层提供优异粘合力。
上述嵌段共聚物中单链烯基芳烃聚合物嵌段的含量为上述嵌段 共聚物的约17-约23%(重量),且上述嵌段共聚物的分子量为约 180000-约250000;n优选代表3或4的整数。
从美国专利No.5194500已知的粘合剂组合物含有粘性树脂和 支化的三臂S-I-S嵌段共聚物组合物,其中S代表聚(链烯基芳 烃)嵌段,I为聚异戊二烯嵌段。上述支化嵌段共聚物的分子量(等 同于聚苯乙烯)为180000-250000,嵌段共聚物组合物中聚苯乙烯 含量为17-23%(重量),而嵌段共聚物组合物中载荷的S-I臂的 重量百分数大于85%。这些粘合剂组合物在剪切试验中具有满意的 保持性,这一特点对包装应用来说是重量的。
应当理解,现在还存在一个广泛认同的需要,即进一步改进主 要用作包装带的压敏粘合剂组合物。
因此,本发明的一个目的是提供此类粘合剂组合物。
更具体地说,本发明的次要目的是提供具体的特制嵌段共聚物, 当掺入上述粘合剂组合物中时,该嵌段共聚物可改进这些粘合剂组 合物作包装带的适应性。
所述的包装带适应性可按所谓的搭盖试验(flaptest)方法测试, 该方法是在过去的十年里发展起来的,由C.P.L.C.Donker在Euro- pean Adhesives and Sealants,December 1991,P21-24中公开。该搭 盖试验本身是剥离粘合和剪切粘合测试的结合。
通过广泛的研究和试验,结果令人惊奇地得到了此类嵌段共聚 物。
因此,本发明的一方面由线形嵌段共聚物构成,该共聚物包含 两个主要为单乙烯基芳族化合物的端嵌段和一个主要为共轭二烯的 嵌段,其特征在于单乙烯基芳族化合物含量为15-25%(重量),总表 观分子量为130000-180000,而聚(单乙烯基芳烃)嵌段的真实分 子量为10000-14000,该共聚物可任意与少量二嵌段共聚物(少于总 嵌段共聚物重量的30重量%)混合,且该二嵌段共聚物包含类似于 三嵌段共聚物组分的嵌段。
贯穿本说明书的术语“主要为单乙烯基芳族化合物”和“主要 为共轭二烯”分别指来源于一个主单体,即至少80重量%,优选大 于95重量%,和少量结构相近的共聚单体,即用苯乙烯作主单体时 的甲基苯乙烯或用异戊二烯作主单体时的丁二烯,或少量在最终嵌 段共聚物中出现的其它共聚单体(如苯乙烯作主单体时的异戊二烯 或异戊二烯作主单体时的苯乙烯)的基本纯净的均聚物嵌段或共聚 物嵌段。
本发明的嵌段共聚物优选含有苯乙烯作主要的单乙烯基芳族化 合物,而异戊二烯或丁二烯作主要的共轭二烯单体。
应当理解,在丁二烯或异戊二烯的聚合过程中,这些单体可取 决于极性调节剂的存在而以1,4和/或1,2或3,4形式(加成)聚 合。
以以聚丁二烯嵌段为主时,1,2-聚合的丁二烯单元的摩尔含 量优选10-75%,更优选25-50%。
嵌段共聚物最优选由基本纯净的聚苯乙烯均聚物嵌段和纯净聚 异戊二烯均聚物嵌段组成。
在最优选的三嵌段共聚物中,单乙烯基芳族化合物,特别是苯 乙烯的含量为19-25重量%,总的表观分子量为140000-170000, 聚(单乙烯基芳族化合物)嵌段的真实分子量为11000-13000。
贯穿本说明书的术语“二嵌段共聚物,……且包含类似于三嵌 段共聚物组分的嵌段”指聚(甲乙烯基芳族化合物)嵌段基本与三 嵌段共聚物的聚(单乙烯基芳族化合物)嵌段相同的二嵌段共聚物。
在该关系中使用的术语“基本相同”指二嵌段和三嵌段共聚物 的聚(单乙烯基芳族化合物)嵌段之间的摩尔重量比率在0.95- 1.05的范围内,优选0.99-1.01。
贯穿本说明书的术语“表观分子量”指按ASTMD-3536所述使 用几种聚苯乙烯标样由凝胶渗透色谱(GPC)测得的聚合物分子量。
贯穿本说明书的术语“真实分子量”指按ASTMD-3536所述使 用几种聚苯乙烯标样由GPC测得的孤立聚(单乙烯基芳族化合物) 嵌段,如第一步聚合完成后取出的试样的分子量。
任意存在的二嵌段共聚物的总表观平均分子量在50000- 150000的范围内,优选70000-90000。
任一二嵌段共聚物的分子量较优选约为三嵌段共聚物的分子量 的一半。应当理解本发明使用的三嵌段共聚物可以以基本纯净的形 式使用或与相似的二嵌段共聚物混合。
这些三嵌段共聚物通过如下方法获得: (a)使用有机锂引发剂在有机溶剂中使单乙烯基芳族单体和共轭二 烯进行完全连续的阴离子聚合而制备活性二嵌段共聚物,和用双官 能团偶联剂如MDCS(甲基二氯硅烷),二氧化碳,DBE(二溴乙 烷),MBZ(苯甲酸甲酯),DMA(己二酸二甲酯),DEAP(己二酸 二乙酯),EPON 825(EPON为一商标)偶联活性聚合物中间体,及 用给质子试剂如水,酸或醇使剩余活性聚合物终止。
应当理解,上一情况中得到的三嵌段共聚物是与终止的二嵌段 共聚物混在一起的,二嵌共聚物带有分子量与三嵌段共聚物的聚 (单乙烯基芳族化合物)嵌段大约相同的聚(单乙烯基芳族化合物) 嵌段,且二嵌段共聚物的聚(共轭二烯)嵌段的分子量约为偶联的 三嵌段共聚物的中间嵌段的一半。
在最终嵌段共聚物组合物中二嵌段共聚物的量取决于具体使用 的偶联剂的偶联效率(一般为45-95%),而且比较难控制。 (b)使用有机锂引发剂在有机溶剂中使单乙烯基芳族单体和共轭二 烯进行完全连续的阴离子聚合而制备活性二嵌段共聚物,接着任意 用有机锂引发剂进行第二次引发,使额外量的共轭二烯连续聚合直 到完全,然后加入额外量的单乙烯基芳族单体使之聚合完全。
应当理解,通过仔细调整共轭二烯和单乙烯基芳族单体各自的 另加量可以得到具体预计的完全按序的三嵌段共聚物,其中任意混 有可调预定量的二嵌段共聚物,该二嵌段共聚物带有分子量与三嵌 段共聚物的最后聚(乙烯基芳族化合物)嵌段之一相同的聚(乙烯基 芳族化合物)嵌段。
在一个更优选的三嵌段共聚物中,聚(单乙烯基芳族化合物)嵌 段基本相同。
业已发现,用在本发明的高剪切强度粘合剂组合物中的优选嵌 段共聚物具有的二嵌段共聚物含量相对于总嵌段共聚物组合物的重 量来说必须小于20%(重量),最优选的嵌段共聚物具有的二嵌段共 聚物含量为0-15%(重量)。
业已发现当上述优选嵌段共聚物掺入粘合剂组合物中时,可获 得较低的热熔粘度。
应当理解,本发明的另一方面由高剪切强度压敏粘合剂组合物 构成,该组合物除一种或多种选自如下的成分外还含有一种或多种 前述嵌段共聚物:粘性树脂,增塑剂如橡胶增量增塑剂或配合油或 液态树脂,抑制或延缓热降解、氧化、形成皮和形成颜色的稳定剂。 一般将稳定剂加到商业有售的组合物中以防止聚合物在粘合剂组合 物的制备、使用和贮存过程中的热降解和氧化。
粘合剂组合物可构成并用作热熔性粘合剂和溶剂基粘合剂,其 中前者是特别优选的。
以热熔性粘合剂组合物的重量计,本发明的热熔性粘合剂组合 物一般含有15-50%(重量),优选30-50%(重量)的前述嵌段 共聚物;25-50%(重量),优选30-50%(重量)的相容性初级粘 性树脂;0-20%(重量),优选5-15%(重量)的增塑油或次级粘 性树脂或两者均有;及0.1-2%(重量),优选0.5-1.5%(重 量)的稳定剂和/或抗氧化剂。
在本发明的实施中有用的初级粘性树脂包括烃类树脂,合成多 萜烯,松香酯和天然萜烯。它们在室温下为半固体或固体,一般在 70-135℃,优选85-120℃的温度下软化或变成液体。被级粘性树 脂的实例是相容树脂如(1)天然和改性松香,例如松香,木松香, 浮油松香,蒸馏松香,氢化松香,二聚松香和聚合松香;(2)天然 和改性松香的丙三醇酯和季戊四醇酯,例如浅色木松香的丙三醇酯, 氢化松香的丙三醇酯,聚合松香的丙三醇酯,氢化松香的季戊四醇 酯,及松香的酚改性的季戊四醇酯;(3)天然萜烯的共聚物和三元 共聚物,例如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯;(4)按ASTM方 法E28-58T测得软化点为80-150℃的多萜树脂;该多萜树脂一般 由萜烯烃如公知为蒎烯的双环单萜烯在弗瑞德-克来福特催化剂存 在下于适当低的温度下聚合得到;还包括氢化多萜树脂;(5)酚改 性的萜烯树脂和其氢化衍生物,例如由双环萜烯和酚在酸性介质中 缩合得到的树脂产物;(6)球环软化点为70-135℃的脂族石油烃树 脂;该树脂由主要包括烯烃和二烯烃的单体聚合得到;还包括氢化 的脂族石油烃树脂;(7)芳族石油烃树指,和混合芳族及脂族石油 烃树脂,以及其氢化衍生物;(8)芳族改性脂环族石油烃树脂及其 氢化衍生物;和(9)脂环族石油烃树脂及其氢化衍生物。在本发明 实施中优选使用的初级粘性树脂是(1),(3)和(7)所代表的树脂 或其混合物。合适的次级粘性树脂是在室温下为液体的树脂。
业已发现最优选的初级树脂属于(7)所定义的那类树脂,其中 脂族烃树脂占大部分,即大于树脂总量的50%(重量)。
此类树脂的实例有由HERCULES公司以HERCULES MBG和 HERCOTAC商标销售的树脂,尤其是HERCULESMBG 208,以及由 EXXON以ESCOREZ 2000系列商标销售的那些树脂。
各种增塑油可用于本发明的实施中。增塑油可用来代替次级增 粘剂或与次级增粘剂并用以降低粘度并改进粘着性能。业已发现的 有用的增塑油包括烯烃低聚体和低分子量聚合物以及动植物油及其 衍生物。可使用的来源于石油的油类是仅含有较少芳烃(优选少于 油重的30%(重量),更具体地说,少于15%(重量))的沸点较高 的物质。另一方面,该油可以完全为非芳香性的。低聚体可以是平 均分子量为350-10000的聚丙烯,聚丁烯,氢化聚异戊二烯,氢化 聚丁二烯,聚戊间二烯及戊间二烯和异戊二烯的共聚物。动植物油 包括普通脂肪酸的甘油基酯及其聚合产物。
在本发明的实施中使用的稳定剂和/或抗氧化剂包括高分子量 受阻酚衍生物,高分子量受阻胺或三嗪衍生物或含磷和/或含硫受阻 化合物,或其混合物。
适于这一目的的稳定剂和/或抗氧化剂的实例可选自:
1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄 基)苯;四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四 醇酯;3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷基酯;4, 4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚);4,4’-硫代双(6-叔丁 基间甲酚);2,6-二叔丁基苯酚;6-(4-羟基苯氧基)-2,4- 双(正辛硫基)-1,3,5-三嗪;3,5-二叔丁基-4-羟基苄基 膦酸二正十八烷基酯;3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2-(正 辛硫基)乙酯;六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]山 梨糖醇酯;3-[3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸正十八 烷基酯;四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酰氧基 亚甲基]甲烷;1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基 -4-羟基苄基)苯;2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5- 二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪;2,6-二叔丁基-4-甲基苯 酚;2,2,-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)单丙烯酸酯;2, 2,-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)单丙烯酸酯;2,2’-亚乙 基双(4,6-二叔丁基苯酚)单丙烯酸酯;2,2’-亚甲基双(4- 甲基-6-叔丁基苯酚)二丙烯酸酯;2,2’-亚甲基双(4,6-二 叔丁基苯酚)二丙烯酸酯;2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯 酚)二丙烯酸酯;4,4-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);3, 9-双[3-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧 基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一 碳烷;二亚磷酸双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯;3,5-双 (1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸十八烷基酯;二亚磷酸二 (十八烷基)季戊四醇酯;亚磷酸三(壬基苯基)酯;双(十八烷基 亚磷酸)环状新戊烷四酯;亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯;4, 4-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基二(十三烷基))亚磷酸酯; 4,4’-二亚苯基二膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)酯;双(2,4- 二叔丁基苯基)亚磷酸环状新戊烷四酯;二苯基胺;N-苯基-α- 萘胺;N-苯基-β-萘胺;丁基化二苯胺;苯乙烯化二苯胺;辛基 化二苯胺;壬基化二苯胺;N-环己基苯胺;N-甲基苯胺;N-异 丙基苯胺;N-1,3-二甲基丁基苯胺;N-(2-乙基己基)苯胺; N,N’-二芳基对苯二胺型稳定剂,如N,N’-二苯基对苯二胺, N,N’-二邻甲苯基对苯二胺,N,N’-双(2,4-二甲苯基)对 苯二胺,N,N’-双甲苯基对苯二胺,N,N’-二甲苯基对苯二胺, N-甲苯基-N’-二甲苯基对苯二胺,N,N’-二(二甲苯基)对 苯二胺,N,N’-双-β-萘基对苯二胺等;N-芳基对苯二胺型稳 定剂,如N-苯基对苯二胺,N-甲苯基对苯二胺,N-二甲苯基对 苯二胺等;N-芳基-N’-烷基对苯二胺型稳定剂,如N-苯基- N’-异丙基对苯二胺,N-苯基-N’-异丁基对苯二胺,N-苯基 -N’-(1,3-二甲基丁基)对苯二胺,N-苯基-N’-环己基 对苯二胺,N-苯基-N’-辛基对苯二胺等;N,N’-二烷基对苯 二胺型稳定剂,如N,N’-双(1-甲基庚基)对苯二胺,N,N’- 双(1,4-二甲基戊基)对苯二胺,N,N’-双(1-乙基-3-甲 基戊基)对苯二胺等;喹啉衍生物型稳定剂,如2,2,4-三甲基- 1,2-二氢喹啉,2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物,6- 乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉等;以及缩合型稳定剂, 如2-羟基丁醛-α-萘胺的脱水缩合产物或二苯基胺;3,3’-硫 代二丙酸二月桂基酯;3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻基酯;3,3’- 硫代二丙酸二硬脂基酯;3,3’-硫代二丙酸月桂基硬脂基酯;3, 3’-硫代二丙酸二(十三烷基)酯;四(月桂基硫代丙酸)季戊四 醇酯;3,9-双(2-十二烷硫基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺 [5,5]十一碳烷;3,9-双(2-十八烷硫基丙基)-2,4,8,10- 四氧杂螺[5,5]十一碳烷。
应当理解,这些稳定剂可以单独或适当混合两种或多种而使用。
稳定剂和/或抗氧化剂的优选例子为四(3,5-二叔丁基-4- 羟基苯基丙酸)季戊四醇酯(IRGANOX 1010);3,5-双(1,1- 二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸十八烷基酯(IRGANOX 1076);2,4- 双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3, 5-三嗪(IRGANOX 565);丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基- 2’-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基酯(SUMILIZER GM);亚 磷酸三(壬基苯基)酯;亚磷酸三(混合单和二苯基)酯;二亚磷 酸双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯(UITRANOX 626);二亚 磷酸二硬脂基季戊四醇酯(WESTON 618);苯乙烯化二苯胺(NAU- GARD 445);N-1,3-二甲基丁基-N’-苯基对苯二胺(SUMILIZ- ER 116 PPD);亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(IRGAFOS 168);4,4-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)(SUMILIZER BBMS);或其组合。
最优选使用的是亚磷酸三(壬基苯基)酯(TNPP)和IRGANOX 1076,IRGANOX 565,IRGANOX1010或SUMILIZER GM的组合。 (IRGANOX,SUMILIZER,ULTRANOX,NAUGARD,WESTON和 IRGAFOS为商标)
热熔性粘合剂组合物通过按本技术领域通常已知的先后顺序混 合嵌段共聚物和稳定剂,和/或抗氧化剂,初级粘性树脂,任选的次 级粘性树脂或增塑油而制备。
在商业实践中,优选将初级粘性树脂,嵌段共聚物和稳定剂和 /或抗氧化剂预混合,然后在提供足够高的温度的混合条件下加入任 选的次级粘性树脂和/或增塑油,从而得到熔融流体。
例如,共聚物可与稳定剂和/或抗氧化剂及一种相容的固态初级 粘性树脂在130-200℃的温度下,优选150-180℃下混合而形成熔 融流体。然后往熔融物中加入任选的次级液态粘性树脂或增塑油。
业已发现本发明的粘合剂组合物令人惊奇地显示出热熔粘度和 粘合性能的结合,如对钢的剪切粘合力,对钢的剥离粘合力,对纸 板的剪切粘合力,对纸板的搭盖试验(flaptest),滚球粘性,互扣 (loop)粘性和SAFT,这使得它们可用作制造包装带的优异组合物。
应当理解这些粘合性能决不可能被本领域的熟练人员预料,相 反他们的注意力被前面讨论的近期刊物导向多臂偶联嵌段共聚物在 用于包装带的粘合剂组合物中的应用。
应当理解,按本发明及前面所述将粘合剂组合物通过在本技术 领域中本身已知的方法、以粘合剂溶液或在合适载体如聚丙烯膜或 聚酯膜上的热熔粘合剂形式用于制造包装带和这些包装带本身构成 了本发明的其他方面。
本发明将由下面的实施例得到说明,但是本发明的范围并不限 于这些具体实施方案。
将用于粘合剂组合物的共聚物通过定量供料带以碎屑或片状形 式供入带有熔融、混合和泵送部件的共旋转双螺杆挤出机的进料部 分。将粘性树脂在熔融釜中转变成熔融形式并用计量泵泵送到挤出 膛中的一个或多个辅助汽门中。用计量泵将增量油泵送到挤出膛的 另一辅助汽门中。校准用于弹性体的定量供料带和用于粘性树脂及 增量油的计量泵,以提供表1所示的配方。在导入挤出机之前将抗 氧化剂加到嵌段共聚物中得到预混合物。然后将粘性树脂和增量油 加到挤出机中。
抗氧化剂从烷基取代苯酚和取代亚磷酸酯抗氧化剂选择。抗氧 化剂的含量为1-3份/100份共聚物。
本领域的普通熟练者将能认识到,取决于单个挤出机的特性可 对前述程序作少量变动。
将混合挤出物贮存于室温下并在160-200℃的温度下重新加 热;将其用封闭管道系统输送到正位移泵中,该泵再经一涂覆型板 将熔融粘合剂输送到基材上,该基材则由合适的织物输送系统输送。 该基材为双轴取向的聚丙烯(BOPP)膜,其公称厚度为25微米 (1.0mils)。基材已经过电晕处理,使表面能至少为39达因/厘米。通 常,电晕处理可提供小于44达因/厘米的表面能。在一个电晕处理 过的表面涂覆一层K-隔离共聚物(Hoechst的商标)的隔离层,其 平均厚度为0.1-0.5微米。
将粘合剂层涂覆在与含有隔离层的表面相反的电晕处理过的表 面。
调节实施例中粘合剂层的厚度,使每平方米基材上粘合剂的涂 覆重量为20-25g。本领域的普通熟练人员将认识到粘合剂的涂覆 重量可随装置的设计,操作者的熟练程度及温度或粘合剂的粘度而 发生轻微变化。
织物上的热粘合剂通过使被涂织物环绕经过冷却辊而被骤冷。 将被涂织物缠绕到一个连续辊上,从该辊上被割裂到测试和/或最终 用途所需的宽度。
180°剥离试验值由PSTCl或ASTM试验方法3330-M83从不 锈钢的180°剥离试验测得。所记录的值为两个或多个测定值的平 均,且被记为在300毫米/分的十字头或载荷速度下每25毫米宽被 涂压敏带的剥离牛顿数。
剪切强度值按FTM8或ASTM试验方法3654-82从不锈钢的 23℃剪切测得。该值记的直到破坏所需的分钟数,是两个或多个测 定值的平均。一般来说,如果试样在约1天内,即大于10000分钟 不发生破坏,便终止测试,并将该值记作测试终止时间。
在实施例中,聚合物P1为现有技术的苯乙烯-异戊二烯-苯乙 烯线形弹性嵌段共聚物,在制备压敏粘合带和标签中以CARIFLEX TR1107商标广泛使用。聚合物P1中苯乙烯含量为15%(重量),分 子量以聚苯乙烯当量单元表示为约208000,而载荷容量为80%。聚 合物P1中聚苯乙烯端嵌段的分子量为约11000。
聚合物P2是现有技术的(AB)3-Z星形弹性嵌段共聚物,苯乙 烯含量为21%(重量),分子量以聚苯乙烯当量单元表示为约 230000,载荷容量90%。聚合物P2中聚苯乙烯端嵌段的分子量约为 12000。聚合物P2中其他聚合物嵌段(即“B”)为聚异戊二烯,而 Z为偶联剂TNP的残基。
聚合物P3为线形苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯弹性嵌段共聚物, 它是根据本发明使用仲丁基锂作引发剂和环戊烷作溶剂而完全按顺 序制备的,不含有伴随的二嵌段共聚物。该三嵌段共聚物的苯乙烯 含量为19%,分子量以聚苯乙烯当量单元表示为168000。苯乙烯嵌 段的分子量为11000。
聚合物P4是线形苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯弹性嵌段共聚物, 通过偶联已经制备好的活性苯乙烯-异戊二烯二嵌段共聚物而得 到,该二嵌段共聚物是使用仲丁基锂作引发剂和环戊烷作溶剂得到 的,分子量按MDCS为57000,偶联效率为80%。
该三嵌段共聚物的苯乙烯含量为23%,整体分子量为145000。 苯乙烯嵌段的分子量为13000。
试验结果列于下表。
表 Ⅰ 试验组合物: P1 100 -- -- -- P2 -- 100 -- -- P3 -- -- 100 -- P4 -- -- -- 100 HERCULES MBG 208 120 120 120 120 CATENEX(*)956 20 20 20 20 IRGANOX 1010 2 2 2 2 涂层重量(g/m2) 22 24 22 25 基材 BOPP BOPP BOPP BOPP 对钢的剥离粘合力 (牛顿/25毫米) 14 15 16 19 在23℃/2·5kg下 >10K >10K >10K >10K 对钢的剪切粘合力(分钟) 在40℃/2·5kg下 963 3157 >10K 1890 对钢的剪切粘合力(分钟) 在40℃/1kg下对纸板的 剪切粘合力(分钟) 262 1212 2042 2624 (*CATENEX为商标)
表Ⅰ(续) 试验组合物 P1 P2 P3 P4 在70℃/0.5kg下对钢的 剪切粘合力(分钟) 181 5411 2093 935 在23℃/1kg下 对纸板的搭盖试验(分钟) 85 70 >200 >200 滚球粘性(厘米) 7 11 9 11 互扣粘性(牛顿/25毫米) 26 29 28 24 SAFT,0.5kg,℃ 85 98 95 92 热熔粘度 布氏粘度*180℃ Pa.s 44 26 37 19
*按ASTM D3236-73测定。
根据本发明的另一实施方案,将聚合物P3按下表掺入粘合剂组 合物中。
表 Ⅱ P3 ESCOREZ 2203 CATENEX 956 IRGANOX 1010 HP KRAFT 40C 1kg 1/2平方英寸(分钟) 互扣粘性(牛顿/25毫米) 热熔粘度* 190℃ Pa.s 滚球粘性(厘米) 100 100 100 100 100 120 120 110 100 100 20 30 25 20 30 2 2 2 2 2 91 30 40 89 293 18 20 19 19 21 25 13 21 27 15 1.5 2 2 2 1
*按ASTM D3236-73测定。