[发明专利]压敏阻燃型粘合剂

说明书

发明领域

本发明涉及压敏、阻燃型粘合剂，和尤其涉及由一种或多种丙烯酸酯，二溴苯乙烯，和乙烯基磷酸的溶液或乳液聚合反应所得到的粘合剂组合物，其中配混了三氧化锑。对于溶液聚合，丙烯酸也被引入到该聚合混合物中。

发明背景

压敏粘合剂被定义为这样一种物质，当处于干燥形式时它在室温下主动并永久地呈粘性，以使得在不需要手指或手加压的情况(低压)下通过接触就能够牢固地粘结于各种不同表面上。用作压敏粘合剂的聚合物的分子量覆盖了宽的范围，这取决于它们的类型，组成，结构，和聚合方法。它们能够以各种基本化学方法获得，并且理想地经过配制后具有粘性，粘结性，内聚性能，和弹性这些性能的平衡，同时兼有良好的热和化学稳定性。它们以乳液(胶乳)和溶液聚合物的形式获得。粘合强度，抗剪强度，和粘性之类的性能可通过改变聚合物的分子量和化学性能或通过添加填料或增塑剂来调节。

粘合剂的粘性是指在事实上不施加压力的情况下通过基材的走动和浸湿形成即时粘结的能力。粘性能够由本技术领域中已知的各种方法测量，包括线环粘性，滚动粘性等。本技术领域中已知的许多试验方法被指定为压敏胶带委员会(PSTC)试验方法，它包括PSTC-5快速粘性试验。该粘合性能是指在规定的层压压力下在一定时间范围内所达到的最终粘结力。PSTC-1试验包括使用不锈钢板和4．5磅橡胶辊施加接触压力的180度剥离粘合性试验。粘合性试验通常是在规定的温度和湿度条件下经过0，15分钟，24小时，72小时，和168小时的停留时间后进行的。粘合性随时间的提高是粘合剂的相对“浸湿”的指标。内聚力反映了压敏粘合剂的内部强度并通过剪切强度试验如PSTC-7(静负荷剪切试验)和本技术领域中已知的其它试验包括搭接剪切、剪切粘合破坏温度(SAFT)和威廉(Williams)塑性(耐压性能)来测量。

丙烯酸压敏粘合剂是柔软的，永久粘性的聚合物，优选的是在制造后具有玻璃化转变温度(Tg)约-15℃至-55℃，正如在1971年5月18日公布的、授权于Kordinzinski等人的标题为“生产用于粘合剂的树脂的方法”的美国专利No．3，579，490中所讨论的那样，该专利引入本文供参考。该玻璃化转变温度(Tg)是使聚合物从硬的、玻璃态物质改变为软的、橡胶状物质的温度。丙烯酸压敏粘合剂具有特定的属性以提高它们在各种应用中的有用性。它们的有益属性包括耐氧化和紫外线辐射，高的光学透明度且几乎没有或没有颜色，对各种基材有高的粘合强度，和以及对于内聚强度，耐热性，和耐溶剂或化学性的配方通用性。丙烯酸压敏粘合剂能够利用溶液或胶乳聚合反应技术来制备，对于包括低分子量聚合物的溶液聚合物而言大致上具有低于10⁵或大于10⁶的分子量。

由于它们的有益属性，丙烯酸压敏粘合剂在许多应用中找到用途，其中包括制图技术和用于制造贴纸，标签，胶带，薄膜开关，医疗设备，和其它保护和掩蔽性用品。然而，粘合剂的可燃性在一些应用中是需要考虑的，这些应用包括电子装置和器械，用于绝缘胶带，和用于制造柔性光学电路或多线电路板。对于用于这些应用的压敏粘合剂的不断挑战使得已经开发出了具有最佳或所需程度的粘合性能且不易燃的材料。例如基于丙烯酸酯或聚丙烯酸酯类的压敏粘合剂具有优异的压敏粘合剂性能，但它们也易燃。

在减少压敏粘合剂的可燃性的一种通常措施是在粘合剂中掺入燃烧抑制添加剂。许多阻燃添加剂含有溴，如溴化联苯或溴化二苯基醚化合物。十溴代二苯基醚是常常使用的，例如，鉴于它的高溴含量使得它们具有好的阻燃性。另一种通常使用的添加剂是三氧化锑，它们可与卤化物如四氯化钛结合使用。由这些添加剂提供的卤素自由基经过反应后形成卤化氢，这干扰了燃烧过程中自由基链机理，从而打断了燃烧循环。锑用作协同增效剂来提高卤化物的效力。

然而，通过添加燃烧抑制物质将会瓦解粘合剂各项性能的敏感平衡，这些性能例如有粘性，内聚强度，溶解能力，和稳定性。典型的阻燃体系，如基于十溴代二苯基醚和氧化锑的那些，趋向于从丙烯酸系涂料和粘合剂中沉降出来，且它们使聚合物不透明并损害它的粘合性能。