[发明专利]包含聚合表面改性的纳米粒子的压敏粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及压敏粘合剂，所述压敏粘合剂包含用聚合硅烷表面改性剂表面改性的纳米粒子。

发明内容

简而言之，在一个方面，本发明提供了一种压敏粘合剂，其包含丙烯酸酯聚合物和表面改性的纳米粒子。表面改性的纳米粒子包含含有二氧化硅表面的纳米粒子；聚合硅烷表面改性基团；和未聚合硅烷表面改性基团。聚合硅烷表面改性基团和未聚合硅烷表面改性基团两者共价键合至纳米粒子的二氧化硅表面。

在一些实施例中，丙烯酸酯聚合物包含一种或多种（甲基）丙烯酸酯单体的反应产物和至少一种乙烯基羧酸单体。在一些实施例中，聚合硅烷表面改性基团包含（甲基）丙烯酸酯重复单元。在一些实施例中，聚合硅烷表面改性基团包含乙烯基羧酸重复单元。

在一些实施例中，未聚合硅烷表面改性剂包含三烷氧基烷基硅烷和三烷氧基芳基硅烷中的至少一种。在一些实施例中，非聚合表面改性剂对聚合表面改性剂的摩尔%比率处于95:5和50:50（含）之间，例如处于80:20和60:40（含）之间。

在一些实施例中，聚合表面改性剂包含能够与丙烯酸酯聚合物交联的官能团。在一些实施例中，压敏粘合剂还包含交联剂和/或增粘剂。

在另一方面，本发明提供了一种制备压敏粘合剂的方法，该方法包含将第一（甲基）丙烯酸酯单体、乙烯基羧酸、第一光引发剂和表面改性的纳米粒子的混合物暴露于足以部分地聚合第一（甲基）丙烯酸酯单体和乙烯基羧酸从而形成部分聚合的混合物UVA辐射；将交联剂和第二光引发剂添加至部分聚合的混合物中以形成涂料；将涂料施加至基底；和将涂料暴露于UVA照射以形成压敏粘合剂。在一些实施例中，该方法还包含将压敏粘合剂暴露于UVC照射以使聚合表面改性剂交联丙烯酸酯聚合物。

本公开的上述发明内容并不旨在描述本发明的每一个实施例。本发明的一个和多个实施例的细节还在下面的描述中示出。本发明的其他特征、目标和优点根据描述和权利要求将显而易见。

附图说明

图1为示出数据集H中粘合剂对高表面能基底不锈钢的剥离性能的条形图。

图2为示出数据集H中粘合剂对低表面能基底聚丙烯的剥离性能的条形图。

具体实施方式

一般来讲，粘合剂，例如，包括丙烯酸类粘合剂在内的压敏粘合剂(PSA)是众所周知的。使用诸如增粘剂、增塑剂和填充剂之类的添加剂从而改进粘合剂的性能也是已知的。然而，尽管粘合剂配方的个别成分或许是已知的，但是为了获得特定的、期望的最终使用要求，对这些组分的特定组合以及它们的相对数量的选择仍是一个巨大挑战。

在包括可固化树脂的树脂中使用表面改性的纳米粒子也是已知的。曾经建议可将表面改性纳米粒子掺入到PSA中。然而，如同任何其它可能的添加剂，选择特定的纳米粒子、表面改性剂和含量，以及将此类表面改性纳米粒子配制入特定粘合剂组合物仍然是一项巨大的挑战。

粘合剂开发商面临的一个问题是，希望提供一种稳定的压敏粘合剂，其适于使用在多种基底上，包括高表面能基底和低表面能基底两者。一般来讲，低表面能基底定义为具有小于37达因/cm的表面能的基底，诸如聚丙烯和聚乙烯（例如，高密度聚乙烯）。一般来讲，高表面能基底定义为具有大于37达因/cm的表面能的基底，例如，大于约200达因/cm的表面能的基底，包括例如铝、玻璃和不锈钢。

除了改进宽泛的基底范围的剥离粘合力之外，粘合剂配方设计师还必须考虑其它粘合剂性质的效应，诸如粘合强度。粘合强度通常通过测定粘合剂的剪切强度进行评估。例如，增粘剂的添加可改进粘合力（例如，剥离强度）但通常降低粘合强度（例如，剪切强度）。

一般来讲，本发明提供了包含被聚合、反应性或非反应性硅烷官能团改性的表面的二氧化硅纳米粒子的压敏粘合剂。表面改性的纳米粒子分散在丙烯酸类粘合剂中。

一般来讲，该丙烯酸类粘合剂含有包含第一（甲基）丙烯酸烷基酯和乙烯基羧酸的混合物的反应产物的丙烯酸共聚物。本文所用的“（甲基）丙烯酸酯”指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。例如，（甲基）丙烯酸丁酯指丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸丁酯。在一些实施例中，该混合物还可以包含交联剂。

第一（甲基）丙烯酸烷基酯的烷基包含4至18个碳原子。在一些实施例中，该烷基包含至少5个碳原子。在一些实施例中，该烷基包含不超过8个碳原子。在一些实施例中，第一（甲基）丙烯酸烷基酯的烷基具有8个碳原子，例如（甲基）丙烯酸异辛酯和/或（甲基）丙烯酸-2-乙基己酯。