[发明专利]双网络压敏胶组合物以及包含其的压敏胶制品

说明书

本发明涉及双网络丙烯酸系压敏胶组合物及包含其的压敏胶制品，所述压敏胶组合物包含10‑30重量％的由酸性聚合物和双酰胺交联剂反应形成的化学交联网络以及70‑90重量％的由碱性聚合物构成的物理交联网络，其中酸性聚合物由5‑10重量％的酸性单体与90‑95重量％的第一(甲基)丙烯酸酯单体共聚合形成，碱性聚合物由5‑10重量％的含N碱性单体与90‑95重量％的第二(甲基)丙烯酸酯单体共聚合形成，并且其中所述物理交联网络经由酸碱相互作用穿插并缠结到所述化学交联网络中。本发明的压敏胶组合物不仅能够解决压敏胶制品的高温翘曲问题，而且能够提供具有在高温抗翘曲性、高温内聚力和室温粘着性之间的良好平衡的压敏胶制品如压敏胶片或压敏胶带。

技术领域

本发明涉及双网络压敏胶组合物及包含其的制品。

背景技术

压敏胶(PSA)是一种压力敏感型粘合剂。在使用时，无需借助于溶剂、加热或者其他手段，只需施加轻度指压即可使压敏胶与被粘物牢固粘合。PSA由于其固有性能而在多个工业领域具有重要商业应用，所述固有性能包括：(1)足够且永久的粘着性；(2)在不超过手指压力下的粘附性；(3)保持在基材上的足够能力和足够的内聚力。已经发现良好起作用的材料包括被设计且配制成表现出必要粘弹性(导致粘着性、粘附性和内聚力的所需平衡)的聚合物。

当述及丙烯酸系或丙烯酸类粘合剂时，通常提及通过(甲基)丙烯酸酯聚合制备并且进一步通过热或辐照活化的交联剂交联的聚合物。在这样的粘合剂体系中，几乎每一个聚合物链都含有可交联官能团并且所得的交联网络通常具有高于50％的凝胶含量以确保内聚力。然而，这种常规化学交联的网络存在固有缺陷：低频阻尼特性和高温(T)内聚力之间的较差平衡，或者更具体地讲，在高温下的抗翘曲性和剪切保持力之间的较差平衡。

另外，申请人的美国专利US8791207B2公开了一种可热熔涂布的压敏粘合剂组合物，其包含实质性不含碱性单体的酸性聚合物和包含酰胺官能团的碱性共聚物，并且该酸性聚合物和碱性聚合物的Tg都优选小于℃。这样的压敏粘合剂组合物内部存在强烈的酸碱相互作用以加强内聚，并且可以用于制造粘合剂制品。然而，这样的压敏胶或粘合剂制品在应用中仍然存在许多问题。当组合物不进行化学交联时，为了保证高温内聚力，需要足够的酸碱作用，而这样的酸碱作用会大大降低粘合剂制品在低温下的初粘力。当将组合物内部的酸性聚合物和碱性聚合物进行化学交联时，高温抗翘曲性和高温内聚难以平衡。当交联度足够的时候，高温抗翘曲性往往较低；当降低交联度以增加高温抗翘曲性时，高温内聚又不够。

从表面相互作用和体流变特性两方面看，抗翘曲性要求粘合剂和基材之间有足够的相互作用以及在低频率下的大损耗因子(tanδ)。如果粘合剂与基材具有强的相互作用，则体能量耗散的缺乏可以通过界面强度补偿。因此，在大多数情况下，当抗翘曲性试验在聚碳酸酯(PC)板上进行时，即使体损耗因子不大，室温下的抗翘曲性也可以是良好的。然而，当界面强度在高温下通过PC的脱气被弱化时，体能量耗散的缺乏将导致翘曲问题。这种现象可以通过图1例示说明，其中图1(a)示出了常规化学交联的粘合剂的网络结构示意图，其包括多个胶凝点(图中的加粗黑点)；图1(b)示出了该常规粘合剂体系的网络结构在拉长变形后的网络结构示意图，其中最下方的加粗长箭头表示拉长变形方向。由图1(b)可以清楚地看出，当一些短链延伸一定程度时，在拉长变形中发生的拉伸硬化将足以使其从基材脱粘(如图(b)中上方的非加粗短箭头所示)，并且常规的聚合物链通过内在胶凝点分开。如果对整个粘合剂体系不进行组成变化，则似乎唯一的方案是减少胶凝点的数量，通过降低交联程度以增加交联点之间的链的松弛时间。然而，明显地这种方法将显著影响粘合剂内聚力。