[发明专利]发泡粘合剂、更具体为压敏粘合剂、及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及以膨胀过的中空聚合物微珠(也称空心微珠)发泡的粘合剂，更具体涉及这类压敏粘合剂及其制备方法和其更具体在粘合剂胶带中的应用。

空心微珠发泡的(自)粘合剂已有报道并长时间为人所知。它们的特征是具有泡孔(foam cell)尺寸均一分布的明确孔结构。空心微珠发泡的(自)粘合剂是没有空腔的闭孔微泡沫体，因此它们能比敞孔型粘合剂更有效地密封敏感的物品、防备灰尘和液体介质。

由于其挠性的热塑性聚合物外壳，这样的泡沫体具有比填充不可膨胀的、非聚合物型中空微珠(空心玻璃微珠)的泡沫体更好的顺应性。它们更适于补偿作为例如注塑所决定的标准种类的制造公差，且还由于它们的发泡特性而更能补偿热应力。

此外，泡沫体的机械性能可进一步受到选择聚合物外壳热塑性树脂的影响。因此，例如，即使当泡沫体密度比基质密度低时，也可以制备具有比仅用聚合物基质制备的泡沫体更大的内聚强度的泡沫体。如此，典型的泡沫体性质如对粗糙基底的顺应性可以与PSA泡沫体的高内聚强度组合。

相反，常规的化学或物理发泡材料对于压力和温度下的不可逆塌陷更敏感。这种情况下的内聚强度也较低。

DE 2105877C显示由衬底构成的粘合剂胶带，该衬底在至少一面上涂布有微泡沫状压敏粘合剂且其粘合剂层包含成核剂，粘合剂层的孔闭合并完全分布于粘合剂层中。该粘合剂胶带可顺应其粘贴的不规则表面，并因此可以形成相对耐用的粘合剂粘结(adhesive bond)，然而另一方面，当压缩至其原始厚度一半时，仅显示出极小的回复性。粘合剂中的孔隙提供溶剂和水从侧部进入胶缝的起始点，这是非常不希望的。此外，不可能排除溶剂或水完全渗透整个粘合剂胶带。

EP 0257984A1公开了至少一面具有发泡粘合剂涂层的粘合剂胶带。在该粘合剂涂层内包藏小的聚合物珠，该小的聚合物珠又含有由烃构成的液体，并在升温时膨胀。自粘合剂的骨架聚合物可以由橡胶或聚丙烯酸酯构成。此处，在聚合前或聚合后添加中空微珠。包含空心微珠的自粘合剂以溶剂法加工并成型为粘合剂胶带。因此，在此情况下的发泡步骤在涂布后进行。这样获得微粗糙表面。这产生诸如更具体为非破坏的可再拆卸性和可再定位性(repositionability)等性质。由于用空心微珠发泡的自粘合剂的微粗糙表面导致的可再定位改进的效果也公开于诸如DE 3537433A1或WO 95/31225A1之类的其他说明书中。

微粗糙表面用于产生无气泡的粘合剂粘接。该用途也在EP 0 693 097A1和WO 98/18878A1中作了公开。

然而，微粗糙表面的有利性质总是以粘着强度和/或剥离强度的显著降低为代价的。因此，DE 197 30 854A1提出用空心微珠发泡的衬底层，且为了避免损失粘着强度，又提出在发泡芯材之上和之下使用未发泡压敏自粘合剂。

衬底混合物优选在通常用于弹性体配混的密炼机中制备。调节该混合物更具体至Mooney值ML₁₊₃(100℃)在10至80范围内。在第二冷操作(cold operation)中，将可能用到的交联剂、促进剂和所要求的空心微珠添加至混合物中。该第二次操作优选在低于70℃的温度下，在捏合机、密炼机、辊式混炼机(mixing roll mill)或双螺杆挤出机中进行。随后将混合物在机器上挤出和/或压延至要求厚度。然后，在衬底两面覆以压敏自粘合剂。接着，进行热发泡步骤，并在需要的情况下交联。

在此情况下，空心微珠可在其引入聚合物基质中之前或直至聚合物基质成型以形成衬底之后进行膨胀。

空心微珠呈膨胀形式时，其外壳(casing)的厚度仅为0.02μm。因此，打算进行的空心微珠膨胀在微珠引入衬底材料的聚合物基质之前进行是不利的，这是因为在此情况下，引入过程中的强大的力会使很多空心微珠破裂，因而发泡度会降低。此外，部分破坏的空心微珠引起厚度波动。几乎不能实现正常的生产操作。

因此，优选在热管道中网状(weblike)成型后进行发泡。然而，在此情况下，由于在发泡前全部操作中缺乏精密的恒定条件和在发泡期间在热管道中缺乏的精密恒定条件，也很可能发生平均载体(average carrier)厚度与期望厚度的显著偏差。特意修正厚度已不再可能。同样，还必须接受厚度的相当大的统计学偏差，这是因为空心微珠浓度和其它衬底组分浓度的局部偏差显然直接影响厚度。

类似的方法公开于WO 95/32851A1中。其中提出将额外的热塑性层设置于发泡衬底和自粘合剂之间。