[发明专利]可作为用于粘合剂的增粘剂并且可由基于(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯的乳液聚合制备的水性聚合物分散体

说明书

本发明涉及一种水性分散体，其含有至少一种分散在水中并且具有低的分子量和特定的玻璃化转变温度的聚合物，所述水性分散体在至少一种链转移剂的存在下通过含有(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯、酸单体、和任选地乙烯基芳族化合物以及其他单体的单体混合物的乳液聚合而制备。本发明还涉及所述分散体的用途，例如作为粘合剂的增粘剂。

关于压敏粘合剂(PSA)，不仅需要有效粘合至基底而且需要粘合剂层之间具有充分的内部强度(内聚性)。粘合性和内聚性是互相相反的性能特性。粘合性提高的措施倾向于同时导致内聚性劣化，反之亦然。许多PSA聚合物在具有足够高的内聚性的同时缺少足够的粘合性。通过加入称为增粘剂的物质，可以实现粘合剂组合物粘合性的充分提高。增粘剂为粘合剂聚合物、或者通常为弹性体的聚合物添加剂，其提高所述聚合物或弹性体的自粘合性(粘着性，内在粘合性，自粘合)，以使在短暂的和轻微的施加压力后，体系牢固地粘合至表面。通常使用的增粘剂包括天然树脂类增粘剂、萜烯低聚物、香豆酮-茚树脂、脂族石油化学品树脂、和改性酚树脂。在天然来源树脂的情况下，天然变动的可用性和价格可能导致问题。在据说可用作水性PSA聚合物分散体的增粘剂的合成树脂的情况下，粘合剂干燥膜中的一部分或全部的良好的分子互溶性与和水性聚合物分散体的高相容性一样重要。聚合物膜的良好的互溶性通过极低分子量而提高。在合成增粘剂聚合物或低聚物的情况下，存在的问题为，为实现低分子量，需要在制备阶段使用相对高用量的链转移剂。这可导致相对高含量的未聚合的残留单体，这一方面就产品安全性方面而言通常是不想要的，并且另一方面，如同部分聚合物的分子量不足一样，对粘合剂聚合物具有强烈的增塑效果，这可导致对内聚性的不想要地强烈不利的影响。低分子量聚丙烯酸酯作为粘合剂制剂的增粘剂记载于例如WO2005/047342。该类市售产品的一个实例为A107(正式名称：7 D)。由此制备的粘合剂制备具有良好的粘着性和粘合性。然而，对于某些应用而言，其过于“柔软”；换言之，内聚性不充分。

本发明的一个目的在于提供物质，其适于作为PSA水性分散体的增粘剂并且可以优化PSA的粘合特性，特别是对于自粘合物体而言，如粘合标签、粘合片或粘合胶带，以及地板粘合剂。特别地，除良好的粘合性外，应同时实现极好的内聚性。因此已经发现以下更详细描述地水性聚合物分散体，其基于特定的低分子量合成丙烯酸酯聚合物。

本发明提供一种水性分散体，其含有至少一种分散在水中并且重均分子量为小于50 000并且玻璃化转变温度为大于或等于-40℃至小于或等于0℃，优选大于或等于-35℃至小于或等于0℃的聚合物，所述聚合物可在至少一种链转移剂的存在下通过乳液聚合而制备并且可由含有以下物质的单体混合物而制备：

(a)至少40重量％的至少一种(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯，

(b)0重量％至30重量％的至少一种乙烯基芳族化合物，

(c)至少0.1重量％的至少一种酸单体，

(d)0重量％至50重量％的其他单体，

单体用量的数字各自基于所有单体的总和计。

本发明的分散体包括作为主要组分的一种聚合物，其通过乳液聚合而制备；然后分散的聚合物为乳液聚合物。术语“聚合物”在下文中不仅包括(低分子量)聚合物而且包括低聚物。

所述聚合物可以通过常规的乳液聚合使用非常大量的链转移剂而制备。然后所得的增粘剂分散体可以作为混合组分与粘合剂聚合物混合以形成PSA分散体。除其用作混合物组分外，所述增粘剂分散体还可以通过分步方法通过PSA分散体在粘合剂聚合物存在下的乳液聚合而原位制备。

在下文中，术语“(甲基)丙烯酸酯”以及类似的标记用作“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”的简写。

压敏粘合剂(PSA)为粘弹性粘合剂，其在室温(20℃)下在干燥状态下的固化膜保持永久的粘着性和粘合性。通过轻微的施加压力而立即实现粘附至基底。PSA分散体为包括分散在水中或水性介质中的聚合物的组合物，其具有压敏粘合特性。

就本发明而言的粘合剂聚合物为玻璃化转变温度范围为-60℃至-20℃的聚合物。

聚合物的玻璃化转变温度可以通过差示扫描量热法而测定(ASTM3418/82，20k/min，中点温度)。

增粘剂为用于粘合剂聚合物、或通常用于弹性体的聚合物添加剂或低聚物添加剂，其提高该体系的自粘合性(粘着性，内在粘合性，自粘合)，以使其在短暂的轻微的施加压力后牢固地粘附在表面上。