[发明专利]离子交联聚(异丁烯)粘合剂聚合物

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2010年11月16日提交的美国临时专利申请No.61/414043的优先权，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及由异丁烯共聚物制备的压敏粘合剂和粘合密封剂，以及由其制备的条带制品。压粘合剂的特征在于显示出粘合和内聚特性的总体平衡以及对低表面能基材超常的粘附力。

背景技术

压敏条带在家庭和工作场所中几乎随处可见。在压敏条带的最简单的构造中，其包括粘合剂和背衬，并且整体构造在使用温度下是粘性的，并且仅使用适度的压力便可以粘附至多种基材以形成结合。以此方式，压敏条带构成了完整自持的结合系统。

根据压敏条带协会，已知压敏粘合剂(PSA)具有以下性质：(1)有力而持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)具有足够固定在粘附体上的能力；以及(4)足够的内聚强度，使其可干净地从粘附体上移除。已发现的可很好地用作PSA的材料包括经设计和配制以表现出所需粘弹特性的聚合物，该粘弹特性可实现所期望的粘着力、剥离粘附力与剪切保持力的平衡。PSA的特征在于通常在室温(例如20℃)下是发粘的。PSA不包括仅具有粘性或仅能够附着到某种表面上的组合物。

通常使用设计用来逐个地测量粘着力、粘附力(剥离强度)和内聚力(剪切保持力)的测试方法来评估这些要求，如A.V.Pocius在由俄亥俄州辛辛那提汉瑟加德纳出版社(Hanser Gardner Publication，Cincinnati，OH)于2002年出版的Adhesion and Adhesives Technology：An Introduction(粘附和粘合剂技术：概论)(第2版)中所指明的那样。这些量度合在一起构成了通常用于表征PSA的诸性质的平衡。

随着多年来压敏条带使用的扩展，性能要求已变得更加苛刻。例如，原来预期用于在室温下支承适度负载的剪切保持能力，现已在操作温度和负载方面对于许多应用而言大幅度提高。所谓的高性能压敏条带是能够在高温下支撑负载达10,000分钟的那些。一般是通过交联PSA来提高剪切保持能力的，但必须相当小心，要同时保持高水平的粘着力和粘附力，从而保持前述各种性能的平衡。

如今存在多种可得的压敏粘合剂(PSA)材料，其包括天然未加工或合成橡胶、嵌段共聚物和丙烯酸酯基聚合物组合物。对于所有PSA极为重要的是粘附力和内聚力的所需平衡，所述平衡常常通过优化丙烯酸类弹性体的物理性质(如玻璃化转变温度和模量)而实现。例如，如果弹性体的玻璃化转变温度(T_g)或模量过高，并高于粘性的Dahlquist标准(在室温和1Hz的振动频率下3×10⁶达因/cm²的储能模量)，则所述材料将不是粘性，并且本身不可用作PSA材料。通常在这种情况中，低分子量高T_g树脂聚合物(增粘剂)或低分子量低T_g聚合物(增塑剂)常用于将T_g和模量调节至最佳PSA范围内。

发明内容

本发明的粘合剂(共)聚合物包含：a)具有琥珀酸酯侧基的异丁烯共聚物和任选的增粘剂。暴露于水或湿气中时，琥珀酸酯侧基将水解为琥珀酸侧基，相邻的琥珀酸侧基之间可以形成氢键，从而与异丁烯共聚物发生离子交联。

一方面，压敏粘合剂由异丁烯与至少一种具有琥珀酸酯或酸酐侧基的单体的共聚反应产物组成，琥珀酸酯或酸酐侧基可以水解为琥珀酸侧基。

本发明的压敏粘合剂提供所需的粘着力、剥离粘附力和剪切保持力的平衡，并且还符合Dahlquist标准；即，频率为1Hz时，粘合剂在涂敷温度(通常室温)下的模量小于3×10⁶达因/厘米。

近年来，低表面能、烯烃型热塑性塑料(如聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯双烯单体橡胶(EPDM))在汽车、油漆、器具和电子器件市场中的使用显著增加。该新材料的优点包括成本较低、易于加工和优异的机械性能。然而，这种趋势在对这些低表面能表面进行粘合剂粘合方面带来了一定的挑战。