压敏粘合剂.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780020109.X

申请日:

20070601

公开号:

CN101460584A

公开日:

20090617

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C09J133/14,C09J11/00

主分类号:

C09J133/14,C09J11/00

申请人:

氰特表面技术有限公司

发明人:

里欧·泰尔诺卢斯盖,郭众胜,奥古斯丁·陈

地址:

比利时布鲁塞尔

优先权:

60/809,847

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

余 刚;尚志峰

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内容摘要

本发明披露了具有高剪切稳定性的PSAs。该PSAs由包含有效量表面活性剂混合物和单体组合物的水分散体获得,该表面活性剂混合物包含至少一种离子型表面活性剂(其包含多个、优选至少三个芳香环,至少一个选自单价氧取代的磺基阴离子和/或单价氧取代的磷酸基阴离子的电负性取代基,以及可选地至少一个包含一个或多个重复烷氧基单元的取代基(例如,Soprophor 4D 384和/或DPOS-45)),和至少一种非离子型表面活性剂(例如,Abex 2535),该单体组合物包含至少一种疏水单体(组分I),至少一种亲水单体(组分II),至少一种部分亲水单体(组分III))。该分散体可形成在高剪切下足够稳定,从而可进行幕涂的PSAs。

权利要求书

1.适于制备具有可接受的、可选地增强的水漂白耐受性和可接受的、可选地增强的高剪切下稳定性的压敏粘合剂(PSA)的水分散体,其中该分散体包含:(a)有效量的表面活性剂混合物,其包含(i)至少一种离子型表面活性剂,其包含(I)多个、优选至少三个芳香环,(II)至少一个由强酸形成的电负性取代基,可选地选自单价氧取代的磺基阴离子和/或单价氧取代的磷酸基阴离子,以及(III)可选地至少一个包含多个杂-有机单元、可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取代基,(ii)可选地至少一种非离子型表面活性剂,可选地为非芳香型,其优选包含至少一个至少一种包含多个杂-有机单元、可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取代基,以及(iii)可选地由(a)(i)所定义的其他离子型表面活性剂(b)单体组合物,其包含:(i)至少一种疏水单体(组分I)(ii)至少一种亲水单体(组分II)(iii)至少一种部分亲水单体(组分III)。 2.可由权利要求1所述的分散体获得的压敏粘合剂(PSA),其中当该分散体在至少4000s的剪切场中经历至少2分钟时,该粘合剂基本不形成凝结物。 3.前述任意一项权利要求所述的分散体或PSA,其中至少一种芳香族离子型表面活性剂由式1表示式1其中Ar和Ar在各种情况下分别独立地代表包含芳香部分的C烃,L是二价有机连接基团或直接的键,其中Ar和Ar可选地可共同形成稠环;R是可选地取代的C烯烃;X和X在各种情况下分别独立地代表O,S,CH,NH或NR,其中R代表可选地取代的C烃基;A代表S(O)或P(O)部分,而q为1至3;C是合适的抗衡阳离子,而p平衡电荷q;m代表由1至50的整数;且n代表1至6的整数。 4.如权利要求3所述的分散体或PSA,其中式1由式1a表示式1a其中L,R,X,X,A,C,q,p,n同式1所给定,R为可选地取代的C烯烃。 5.如权利要求4所述的分散体或PSA,其中在式1a中L,R和R在各情况下各自独立为C亚烃基,X和X在各情况下独立为O,S,NH或-N(C烷基)-,A为S(O)或P(O),q为1C为合适的抗衡阳离子,而可选地p为1;n为1至3;m为10至30。 6.前述任意一项权利要求所述的分散体或PSA,其中至少一种芳香族离子型表面活性剂为抗衡阳离子。 7.如权利要求3至6任意一项所述的分散体或PSA,其中至少一种芳香族离子型表面活性剂由式2表示式2其中X代表O,S,CH,NH或NR,其中R代表可选地取代的C烃基,R至R中的1至4个(优选1至2个)为至少一个硬酸形成的电负性取代基,优选地选自单价氧取代的磺基阴离子,和/或单价氧取代的磷酸基阴离子;R至R中剩余者独立地为H或C烃基;而K为抗衡阳离子,其中“P”为“Q”。 8.如权利要求3至7任意一项所述的分散体或PSA,其中至少一种芳香族离子型表面活性剂选自和/或其混合物。 9.前述任意一项权利要求所述的分散体或PSA,其中该非离子型表面活性剂由式3表示R-X-(Z-X)H   式3其中R代表可选地取代的C烃基;X和X在各种情况下分别独立地代表O,S,CH,NH或NR,其中R代表可选地取代的C烃基,Z代表C亚烃基,且“W”代表由1至50的整数。 10.适合用作压敏粘合剂的聚合乳液的制备方法,该方法包括以下步骤(a)在有效量的表面活性剂混合物的存在下形成:至少一种疏水聚合物前体(组分I),至少一种亲水聚合物前体(组分II),至少一种部分亲水聚合物前体(组分III),的水分散体,其中该表面活性剂混合物包含:(i)至少一种离子型表面活性剂,其包含(I)多个、优选至少三个芳香环,(II)至少一个由强酸形成的电负性取代基,可选地选自单价氧取代的磺基阴离子,和/或单价氧取代的磷酸基阴离子,以及(III)可选地至少一个包含多个杂-有机单元、可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取代基,(ii)可选地至少一种非离子型表面活性剂,可选地为非芳香型,其优选包含至少一个至少一种包含多个杂-有机单元、可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取代基,以及(iii)可选地由(a)(i)所定义的其他离子型表面活性剂:(b)在步骤(a)中分散体形成同时或之后聚合所述聚合物前体以形成乳液;其中在所述混合物中表面活性剂的所述有效量为制备具有足够的稳定性从而在至少4000s的剪切场中经历至少2分钟时基本不形成凝结物的压敏粘合剂所必需的量。

说明书



技术领域

本发明涉及基于水乳液的压敏粘合剂(PSA)以及该粘合剂的制 备方法。本发明的压敏粘合剂具有对高剪切的耐受力,因而可通过 高速机器进行涂覆。

背景技术

被用于在高容量下铺涂商用PSAs的高速涂覆机可生成高剪切 场。例如典型的设备(如Moyno泵,缝模,加压凹版以及幕涂机) 在涂覆头和/或螺杆抽油泵中形成通常超过150,000s-1的剪切场。如 果在这些机器中使用常规PSA乳液,则该乳液会在这种高剪切场下 不稳定化,从而形成凝结物。该凝结物阻塞模具,导致涂覆网上的 刮痕,并在模具和泵中形成高压。因此必需去除过量的凝结物,这 要求该涂覆机暂时关闭,后者由于提高了成本而不受欢迎。

这限制了PSAs的商业使用,因而多数PSAs在高剪切下,特 别是在幕涂等技术要求的高速下不太稳定。对具有提高的稳定性的 可幕涂PSA存在着需求。

发明内容

因此本发明的目的是部分或完全解决现有PSA乳液所存在的 问题。本发明涉及制备在高剪切场下具有改善的稳定性的水性粘合 剂的组合物和方法。

因此大致根据本发明提供了适于制备在高剪切下具有可接受 的、可选地增强的稳定性的压敏粘合剂(PSA)的水分散体,其中该 分散体包含:

(a)有效量的表面活性剂混合物,其包含

(i)至少一种离子型表面活性剂,其包含

(I)多个、优选至少三个芳香环,

(II)至少一个由强酸形成的电负性取代基,可选地选自单 价氧取代的磺基阴离子,和/或单价氧取代的磷酸基阴 离子,以及

(III)可选地至少一个包含多个杂-有机单元、可选地一个或 多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取代基,

(ii)可选地至少一种非离子型表面活性剂,可选地为非芳香 型,其优选包含至少一个至少一种包含多个杂-有机单元、 可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的 取代基,以及

(iii)可选地由(a)(i)所定义的其他离子型表面活性剂

(b)单体组合物,其包含:

(i)至少一种疏水单体(组分I)。

(ii)至少一种亲水单体(组分II)

(iii)至少一种部分亲水单体(组分III)。

本发明的粘合剂乳液优选在至少4000s-1的剪切场中经历至少 2分钟时基本不形成凝结物。

本发明的优选分散体基本不含有任何在单体组合物的聚合条 件下会聚合的表面活性剂。

可选地,该分散体具有约100nm至约400nm的平均粒度。

此处所用的术语强酸优选表示pKa(在本发明的处理条件下) 小于约3、更优选小于约2的酸。

本发明的粘合剂乳液可用于包括幕涂的多种高速方法。

高剪切稳定性

此处所用的高剪切指至少4000s-1,优选至少20,000s-1,更优 选至少70,000s-1(例如至少150,000s-1)的剪切速率。

此处所便宜地使用的可接受的高剪切稳定性指在至少4000s-1的剪切场中经历至少2分钟时基本不形成凝结物(即,该乳液或分 散体没有不稳定化),更便宜地良好的高剪切稳定性指在至少20,000 s-1的剪切场中经历至少5分钟时基本不形成凝结物,最便宜地增强 的高剪切稳定性指在至少70,000s-1的剪切场中经历至少10分钟时 基本不形成凝结物,例如最佳高剪切稳定性指在至少150,000s-1的 剪切场中经历至少10分钟时保持稳定。

表面活性剂

可选地,芳香族离子型表面活性剂(a)(i)和/或(a)(iii)中至少一个 具有从约8至约20、优选从约10至约18、更优选从约12至约17 (例如约16)的HLB值。

合适地芳香族离子型表面活性剂中至少一种由式1表示

                            式1

其中Ar1和Ar2在各种情况下分别独立地代表包含芳香部分的 C6-18烃,

L是二价有机连接基团或直接的键,其中Ar1和Ar2可选地可 共同形成稠环;

R1是可选地取代的C1-8烯烃,更优选C1-6亚烃基;

X1和X2在各种情况下分别独立地代表O,S,CH2,NH或NR3, 其中R3代表可选地取代的C1-20烃基,更优选C1-10烷基;

A代表S(O)1-3或P(O)1-3部分,而q为1至3;

C是合适的抗衡阳离子,而p平衡电荷q;

m代表由1至70,优选由5至60,更优选由10至50,最优选 由10至30(例如约16)的整数;

n代表由1至6,可选地1至3的整数。

更合适地至少一种式1的离子型表面活性剂由式1a表示

                                式1a

其中L,R1,X1,X2,A,C,q,p,n和m由式1所给定, R2为可选地取代的C1-8烯烃,更优选C1-6亚烃基。

更优选地,在式1a中

L,R1和R2在各情况下独立地为C1-4亚烃基,更优选 -CHCH2(CH3)-,-CH(CH3)-或-CH2CH2-,

X1和X2在各情况下独立为O,S,NH或-N(C1-6烷基)-,更优 选O,

A为S(O)3或P(O)3,q为1

C为合适的抗衡阳离子,而p可选地为1;

n为1至3,更优选3,而m为10至30,最优选10至20。

最优选的式1和1a的表面活性剂为通过和/或可通过苯乙烯和 苯酚反应,然后将所得的烷氧基化的多苯乙烯基取代的苯酚(例如, 三苯乙烯苯酚和/或其衍生物)进行后续磷酸化和/或硫酸化得到的 表面活性剂。

特别优选的式1和1a的三苯乙烯苯酚离子型表面活性剂可从 Rhodia公司购得,其具有以下的商品名:

Soprophor 3D-33(乙氧基化磷酸酯游离酸);

Soprophor 3D-33/LN(低非离子型乙氧基化磷酸酯自由酸);

Soprophor 3D-FLK(乙氧基化磷酸酯钾盐);

Soprophor 3D-FL(乙氧基化磷酸TEA(三乙胺)盐);

Soprophor 3D-FL-60(乙氧基化磷酸TEA(三乙胺)盐);

Soprophor 4D-384(乙氧基化硫酸盐,铵盐);

Soprophor 4D-360(乙氧基化硫酸盐,铵盐);和/或其任意适 当的混合物。

示范性的表面活性剂可表示为

其(当该阳离子为铵时)可从Rhodia购得,商品名为Soprophor 4D384。

在替代性的实施方式中,可从King Industries购得的亚烃基萘 基磺酸酯的可选取代的衍生物可被用作离子型表面活性剂。

合适地其它芳香族离子型表面活性剂(a)(iii)可由式2表示

                         K式2

其中

X3代表O,S,CH2,NH或NR10,其中R10代表可选地取代的 C1-20烃基,更优选为C1-10烷基,

R4至R9中的1至4个(优选1至2个)为至少一个硬酸形成 的电负性取代基,优选地选自单价氧取代的磺基阴离子,和/或单价 氧取代的磷酸基阴离子,更优选-S(O)1-3Q-或P(O)1-3Q-部分,其中Q 为1至3;

而R4至R9中剩余者独立地为H或C1-30烃基,优选H或C1-30亚烃基;且

Kp+为抗衡阳离子,其中“P”为“Q”。

特别优选的式2的离子型表面活性剂为单和双十二烷基二苯基 氧化二磺酸二钠,例如

和/或其混合物,例如可由Cytec购得的混合物,其商品名为 DPOS-45。

替代性的可选的其它离子型表面活性剂包含下式的表面活性 剂

其中E为电负性基团,优选SO3或PO2,

L为三价有机连接基团,优选C1-4亚烃基;且

R′和R"分别独立为H或可选地取代的C1-30烃基

更优选地可选的其它离子型表面活性剂表示为

该种可选的其它离子型表面活性剂的范例为二辛基磺基丁二 酸钠,其可由Cytec购得,商品名为Aerosol OT。

式1和/或1a的表面活性剂优选于式2和/或2a的表面活性剂, 且该表面活性剂混合物有用地包含至少一种式1和/或1a的表面活 性剂。

该可选的非离子型表面活性剂(a)(ii)可以是任何适用的表面活 性剂,例如式3的脂肪族非离子型表面活性剂

R11-X4-(Z-X5)WH   式3

其中

R11代表可选的取代的C1-50烃基,更优选C1-30烷基;更优选 C1-20烷基;

X4和X5在各情况下各自独立地代表O,S,CH2,NH或NR12, 其中R12代表可选地取代的C1-20烃基,(可选的C1-10烷基),更优 选地X4和X5独立为O,S,NH或-N(C1-6烷基)-,最优选O,

Z代表C1-4亚烃基,更优选-CHCH2(CH3)-,-CH(CH3)-或 -CH2CH2-,CH-CH2或且

“W”代表从1至50、优选1至30、更优选5至20的整数。

特别优选的非离子型表面活性剂为可从Rhodia购得的商品名 为Abex 2535的脂肪族非离子型表面活性剂的混合物。

该表面活性剂混合物可选择性地进一步包含另一离子型表面 活性剂,其选自由至少一个由强酸形成的,优选地选自单价氧取代 的磺基阴离子,和/或单价氧取代的磷酸基阴离子的电负性取代基取 代的多聚羧酸和/或酯。

基于单体的总重量,用于制备本发明乳液的表面活性剂的总量 以重量计为约0.1至约5%,优选约0.5至约2%。

本发明的另一方面提供了制备适合用作压敏粘合剂的聚合乳 液的方法,该方法包含如下步骤

(a)在有效量的表面活性剂混合物的存在下形成:

至少一种疏水聚合物前体(组分I),

至少一种亲水聚合物前体(组分II),

至少一种部分亲水聚合物前体(组分III),

的水分散体,

其中该表面活性剂混合物包含:

(i)至少一种离子型表面活性剂,其包含

(I)多个、优选至少三个芳香环,

(II)至少一个由强酸形成的电负性取代基,可选地选 自单价氧取代的磺基阴离子,和/或单价氧取代的 磷酸基阴离子,以及

(III)可选地至少一个包含多个杂-有机单元、可选地一 个或多个可能相同或不同的重复氧烯烃单元的取 代基,

(ii)可选地至少一种非离子型表面活性剂,可选地为非芳 香型,其优选包含至少一个至少一种包含多个杂-有机 单元、可选地一个或多个可能相同或不同的重复氧烯 烃单元的取代基,以及

(iii)可选地由(a)(i)所定义的其他离子型表面活性剂:

(b)在步骤(a)中分散体形成同时或之后聚合所述聚合物前体 以形成乳液;以及

(c)可选地以适当的碱将所述乳液的pH调节至约6.5至约9; 其中在所述混合物中表面活性剂的所述有效量为制备具有足 够的稳定性从而在至少4000s-1的剪切场中经历至少2分钟时 基本不形成凝结物的压敏粘合剂所必需的量。

在本发明的方法的可选实施方式中,该方法包括下述额外的步骤:用 初始量的热聚合起始剂由步骤(a)形成进一步有效量的混合物,从而形成 第二混合物;向上述形成的起始剂混合物连续添加由步骤(a)形成的第一 分散体(预乳化液),从而聚合所述预乳化液以形成乳液,其中在聚合所 述预乳化液过程中添加额外的聚合起始剂。

优选地,本发明的水分散体的总固体含量为总分散体重量的约 40%至约80%,更优选约50%至70%,最优选约60%至约70%, 例如约65%至约70%。

在本发明的方法中,本发明的PSA为在数量小于总单体组合物 总量的约3.0%,更有效地为小于约2.0%,最有效地为小于约1.02 %(例如自约0.5%至约1.0%)的水溶性起始剂存在下通过和/或可 通过该单体的聚合得到。

本发明的另一方面提供了使用表面活性剂混合物以增强高剪 切稳定的PSA乳液中的水漂白耐受性的方法,其中该表面活性剂混 合物包含多个芳香族基团和至少一个由强酸形成的,优选地选自单 价氧取代的磺基阴离子,和/或单价氧取代的磷酸基阴离子的电负性 取代基(优选地至少(i)至少一种此处所述的式1的离子型表面活性 剂,和(ii)一种此处所述的式2的离子型表面活性剂),以及可选地 至少一种非离子型表面活性剂。

本发明提供了通过和/或可通过此处所述的本发明的方法获得 的分散体。

本发明提供了通过和/或可通过此处所述的本发明的分散体获 得的压敏粘合剂。

本发明的另一方面提供了粘合叠层,其包含其上具有粘性涂层 的基本透明的面材以及可选的释放衬垫,该涂层包含此处所述的本 发明的压敏粘合剂(PSA)(或通过和/或可通过此处所述的本发明的 分散体获得的PSA),其中该叠层显示出对水漂白可接受的、可选 地增强的耐受性以及对高剪切可接受的、可选地增强的耐受性。

本发明的另一方面提供了以本发明的粘合叠层标记的物品和/ 或容器。

本发明的另一方面提供了以本发明的分散体在高剪切下(可选 地至少4000s-1,优选至少20,000s-1,更优选至少70,000s-1,例如 至少150,000s-1)高速涂覆(优选幕涂)基底,从而在基底上获得 薄膜压敏粘合剂的方法。

单体组合物

除非另行指明(例如,对于组分I内芳基芳基亚烃基的数量), 此处所述的下列单体的所有重量均给定为单体总重(组分I,II和 III)的重量百分比。

组分I

该疏水单体(组分I)可包含,便宜地主要包含,至少包含至 少一个活化的不饱和部分的一种疏水聚合物前体(便宜地至少一种 疏水(甲基)丙烯酸酯单体)和/或芳基亚烃基聚合物前体。

优选地,该疏水(甲基)丙烯酸酯包含C>4烃(甲基)丙烯酸 酯,且便宜地该C>4烃部分可以为C4-20烃基,更合适地为C4-14烷基, 最合适地为C4-10烷基,例如C4-8烷基。

适用的疏水(甲基)丙烯酸酯选自:异辛基丙烯酸酯,4-甲基 -2-戊基丙烯酸酯,2-甲基丁基丙烯酸酯,异戊基丙烯酸酯,仲丁基 丙烯酸酯,正丁基丙烯酸酯,2-乙基己基丙烯酸酯,异癸基甲基丙 烯酸酯,异壬基丙烯酸酯,异癸基丙烯酸酯,和/或其混合物,特别 是2-乙基己基和/或丁基丙烯酸酯,例如,正丁基丙烯酸酯。

优选地,该芳基亚烃基包含(可选地烃基取代的)苯乙烯,且 便宜地该可选烃基可以是C1-10烃基,更便宜地为C1-4烷基。

适用的芳基亚烃基单体选自:苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙烯基 甲苯,叔丁基苯乙烯,二甲基苯乙烯和/或其混合物,特别是苯乙烯。

该芳基亚烃基单体在组分I(总疏水单体)中可占组分I总质 量的最大约30%,优选从约1%至约20%,更优选从约5%至约15 %。

目前优选的组分I为正丁基丙烯酸酯。

组分I的重量可占总量的约70%至约90%,优选约75%至约 85%。

组分II

组分II的适用亲水聚合物前体可与组分I的疏水聚合物前体共 聚合,并且在水中可溶。合适地,该至少一个疏水聚合物前体可包 含至少一个活化的不饱和部分。

优选的亲水单体包括,有利地主要包括,至少一种烯键式不饱 和羧酸。更优选的酸具有一个烯键基团和一个或两个羧基基团。最 优选地,该酸选自如下基团:丙烯酸(及其低聚体),beta羧基乙 基丙烯酸酯,顺甲基丁烯二酸,反-2-丁烯酸,反丁烯二酸,甲叉丁 二酸,顺丁烯二酸,甲基丙烯酸及其混合物;例如丙烯酸,甲基丙 烯酸及其混合物。

当前优选的组分II为丙烯酸。

组分II的重量可占总量最大10%,优选自约0.1%至约5%, 更优选自约0.1%至约3%,最优选自约0.5%至约2.5%。

组分III

组分III的部分亲水聚合物前体也可指部分水溶单体,并合适 地包含至少一个活化不饱和部分。

优选的部分亲水单体包括,合适地主要包括,至少一个(甲基) 丙烯酸酯。更优选的部分亲水单体选自:甲基丙烯酸酯,甲基甲基 丙烯酸酯,乙基丙烯酸酯及其混合物;最优选地为乙基丙烯酸酯, 甲基甲基丙烯酸酯及其混合物。

当前优选的组分III为甲基甲基丙烯酸酯和乙基丙烯酸酯的混 合物。

组分III的重量可占总量的至少约5%,优选自约5%至约20 %,更优选自约5%至约18%,最优选自约10%至约16%。

活化的不饱和部分

此处所用的术语“活化的不饱和部分”表示在化学品中临近至 少一个活化部分处包含至少一个不饱和碳碳双键的部分。优选地, 该活化部分包括可活化烯键式不饱和双键,从而可通过适当的亲电 性基团对其进行加成的任意基团。便宜地,该活化部分包含氧代, 硫代,(可选地有机取代的)氨基,硫代羰基和/或羰基基团(后两 个基团可选地被硫代,氧代或(可选地有机取代的)氨基所取代)。 更便宜的活化部分为(硫代)醚,(硫代)酯和/或(硫代)酰胺部 分。更便宜的“活化不饱和部分”包括“不饱和的酯部分”,其表示包 括一种或多种“烃基茚基(硫代)羰基(硫代)氧”和/或一种或多种 “烃基茚基(硫代)-羰基(有机)氨基”基团和/或类似物和/或衍生 部分(例如包含(甲基)丙烯酸酯官能和/或其衍生物的部分)的有 机部分。“不饱和酯部分”可以可选地包括可选地取代的普通α,β-不 饱和酸、酯和/或它们的其它衍生物,包括其硫代衍生物和类似物。

优选地活化不饱和部分表示为式5的原子团。

式5

其中n′为0或1,X6为氧代或硫代;X7为氧代,硫代或NR17(其中R17代表H或可选地取代的有机基团),R13,R14,R15和 R16各自独立地代表与式1的另一部分的键,H,可选地取代基和/ 或可选地取代的有机基团,其中可选地R13,R14,R15和R16中任意 基团可被连接成环;其中R13,R14,R15和R16中至少一个为键;以 及其所有适用的异构体,同类的组合物和/或混合物。

术语“活化的不饱和部分”;“不饱和酯部分”和/或式5在此表示 此处的式的一部分,且此处所用的这些术语表示基团部分,其根据 该部分在该式中的位置可以是单价或多价的(例如二价)。

更优选的式5(包括异构体及其混合物)的部分为n′是1;X6是O;X7是O,S或NR7时的部分。

R13,R14,R15和R16独立地选自:键,H,可选的取代基和可 选地取代的C1-10烃基,R15和R16可被可选地连接形成(与其所连 接的部分一起)环;且其中当前的R17选自H和可选的取代的C1-10烃基。

更优选地,n′是1,X6是O;X7是O或S且R13,R14,R15和 R16独立地为键,H,羟基和/或可选地取代的C1-6烃基。

例如n′是1,X6和X7均为O;且R3,R4,R5和R6独立为键, H,OH,和/或C1-4烷基;或可选地,R5和R6可共同形成二价C0-4亚烃基羰基C0-4亚烃基部分,因而式5代表了环状酸酐(例如当R15和R16一起成为羰基,则式代表了马来酸酐或其衍生物)。

对于式5的部分,其中n′是1且X6和X7均为O时,则当(R13和R14)之一为H且R13也为H,式5代表了丙烯酸酯部分,其包 括了丙烯酸酯(当R13和R14均为H时)及其衍生物(当R13和R14之一不是H时)。类似地,当(R13和R14)之一为H且R15为CH3时,式5代表了甲基丙烯酸酯部分,其包括甲基丙烯酸酯(当R13和R14均为H时)及其衍生物(当R13和R14之一不是H时)。特 别优选式5的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯部分。

便宜地,式5的部分中n′是1;X6和X7均为O;且R13和R14独立为键,H,CH3或OH,且R15为H或CH3;R16为H或R15和 R16共同成为二价C=O基团。

更便宜地,式5的部分中n′是1;X6和X7均为O;R13为OH, R14为CH3;R15为H且R16为键和/或其互变异构体(例如一种乙酰 基乙酰氧基官能团)。

最便宜地,不饱和酯部分选自:-OCO-CH=CH2; -OCO-C(CHs)=CH2;乙酰基乙酰氧基,-OCOCH=C(CH3)(OH)及其 所有适用的互变异构体。

应当理解式5表示的任意适用的部分可被用于本发明的上下文 中,例如可用于其它反应性部分。

总则

此处所用的术语“可选取代基”和/或“可选地取代的”(除非附带 了其它取代基的列表)表示一个或多个下列基团(或由这些基团取 代):羧基,磺基,甲酰基,羟基,氨基,亚胺基,次氮基,巯基, 氰基,硝基,甲基,甲氧基和/或其组合物。这些可选基团包括在相 同部分或多个(优选两个)前述基团中所有化学上可能的组合(例 如,氨基和磺酰基在相互直接连接时表示氨磺酰基团)。优选地可 选取代基包括:羧基,磺基,羟基,氨基,巯基,氰基,甲基,卤 代,三卤代甲基和/或甲氧基。

此处所用的同义术语“有机取代基”和“有机基团”(在此还简称 为“有机”)表示任意单价或多价部分(可选地连接至一个或多个其 它部分),其包含一个或多个碳原子,并可选地包含一个或多个其 它杂原子。有机基团可包括有机杂基基团(也称为有机元素基团), 其包括含有碳的单价基团,其因此为有机基团,但其碳原子以外的 原子具有自由价(例如有机硫基团)。有机基团可替代性地或是额 外包括有机基基团,其不考虑官能类型,包含在碳原子具有一个自 由价的任意有机取代基基团。有机基团还可包括杂环基基团,其包 含通过从杂环化合物(具有至少两种不同元素(此时其中一个为碳) 的环成员原子的环状化合物)的任意环原子去掉氢原子形成的单价 基团。优选地,有机基团中的该种非碳原子可以选自:氢,卤,磷, 氮,氧,硅和/或硫,更优选地选自氢,氮,氧,磷和/或硫。便宜 的含磷基团可包括:膦基(即,“-PR3”基,其中R独立地代表H或 烃基);次膦酸基团(即,“-P(=O)(OH)2”基);以及膦酸基团(即, “-P(=O)(OH)3”基)。

最优选的有机基团包括一种或多种以下的含碳部分:烷基,烷 氧基,醛基,羧基,羰基,甲酰基和/或如下含杂原子部分:氧代, 硫代,亚磺酰基,磺酰基,氨基,亚胺基,次氮基和/或其组合物。 有机基团包括在相同部分或多个(优选两个)前述含碳和/或杂原子 部分中所有化学上可能的组合(例如,烷氧基和羰基在相互直接连 接时表示烷氧基羰基基团)。

此处所用的术语“烃基基团”为有机基团的亚组,并表示任意由 一个或多个氢原子和一个或多个碳原子组成,并可包含一个或多个 饱和的、不饱和的和/或芳香部分的单价或多价部分(可选地连接至 一个或多个其它部分)。烃基基团可包括一种或多种如下基团。烃 基基团包括通过从烃去除氢原子形成的单价基团(例如烷基)。烯 烃基基团包括通过从烃去除两个氢原子形成的二价基团,其自由价 不在双键内(例如亚烃基)。亚烃基基团包括通过从烃的相同碳原 子去除两个氢原子形成的二价基团(其可表示为“R2C=”),其自由 价在双键内(例如亚烷基)。次烃基基团包括通过从烃的相同碳原 子去除三个氢原子形成的三价基团(其可表示为“RC≡”),其自由 价在三键内(例如次烷基)。烃基基团还可包括在相同部分中的饱 和的碳碳单键(例如在烷基基团中);不饱和的碳碳双和/或三件(例 如,分别在烯基和炔基基团中);芳香族基团(例如在芳香基团中) 和/或其组合,并在指明时可由其它官能团所取代。

此处所用的术语“烷基”或其等同物(例如“烷”)可在适当时且 上下文未明确排除的情况下以包括例如此处所述的任意其它烃基 团(例如,包括双键,三键,芳香族部分(例如分别为烯基,炔基 和/或芳基)和/或其组合(例如芳烷基)以及连接两个或多个部分 的任意多价烃类(例如双价烯烃基,如亚烃基))的术语所简单替 换。

除非另行指明或上下文明确排除,此处所提及的任意自由基基 团或部分(例如,取代基)可以是多价或单价自由基(例如,连接 两个其它部分的双价烯烃基)。然而,在此处指出时,该单价或多 价基团可仍然包括可选取代基。包含三个或多个原子的链的基团表 示其链完全或部分呈线性、带分枝和/或形成环的基团(包括螺旋和 /或稠环)。对特定取代基指定了特定原子的总数,例如C1-N有机基 团表示包含1至N个碳原子的有机部分。在此处的任意式中,如果 一个或多个取代基未指明与一个部分中的任意特定原子连接(例 如,在链和/或环上的特定位置),该取代基可代替任意H并且/或 者可位于该部分上化学适当和/或有效的任意可用位置。

优选地,此处列举的任意有机基团包含1至36个碳原子,更 优选1至18个。特别优选地,有机基团中的碳原子数量为1至12 个,特别是1至10个,包括如1至4个碳原子。

此处所用的在括弧中包含了特征的化学术语(除了针对特别鉴 定的化合物的IUAPC名称外),例如(烷基)丙烯酸酯,(甲基) 丙烯酸酯和/或(共)聚合物,表示括弧中的该部分根据上下文的要 求为可选的,因此例如术语(甲基)丙烯酸酯同时表示甲基丙烯酸 酯和丙烯酸酯。

在此处所述的部分或全部发明中所包含和/或使用的特定部分、 种类、基团、重复单元、化合物、低聚体、聚合物、物质、混合物、 组合物和/或组成可以一种或多种不同的形式存在,例如可以是如下 不完全列表中的任意形式:立体异构体(例如对映体(例如,E和/ 或Z型),非对映异构体和/或几何异构体),互变异构体(例如 keto和/或enol型),构象异构体,盐,两性离子,复合物(例如 螯合物,笼形物,冠状化合物,穴状配体/穴合物,内含化合物,插 入化合物,间隙化合物,配体复合物,有机金属复合物,非化学计 量复合物,π-加合物,溶剂化物和/或水合物);同位素取代的形式, 聚合构型[例如同型或聚合物,无规、接枝和/或嵌段聚合物,线性 和/或分枝聚合物(例如星形和/或分枝),交联和/或网状聚合物, 可由双和/或三价重复单元获得的聚合物,树状分子,不同立体规则 性的聚合物(例如,全同立构的、间同立构的或是不规则聚合物)]; 多形体(例如间隙型,结晶型和/或非结晶型),不同的状态,固体 溶液;和/或其在可能时的组合物和/或混合物。本发明包括和/或使 用所有此处定义的有效的形式。

本发明的聚合物可通过一种或多种合适的有机和/或无机的聚 合物前体进行制备,并包括任何适用的(共聚)单体,(共聚)聚 合物[包括同聚体]及其混合物,如此处所示,其包含能够与该聚合 物前体或每一个聚合物前体形成键以提供链延伸和/或能够与另一 或每一个聚合物前体通过直接的键交联的部分。

本发明的聚合物前体可包括一种或多种具有适当的可聚合功 能的单体,低聚物,聚合物;其混合物和/或其组合物。

单体是能被聚合的低分子量(例如小于一千道尔顿)的基本单 分散性化合物。

聚合物是通过聚合方法制备的具有大分子量(例如数千道尔 顿)的大分子的多分散性混合物,其中该大分子包含了更小单元(其 本身可以是单体、低聚体和/或聚合物)的多次重复,且其中一个或 数个该单元的添加或去除对该大分子的属性的作用可忽略(除非该 属性严重依赖于该大分子结构的精细的细节)。

低聚体是具有中等分子量的分子的介于单体和聚合物之间的 多分散性混合物,该分子包含少量的单体单元,一个或数个单体单 元的去除将显著改变该分子的属性。

根据上下文,术语聚合物可以包含或不包含低聚体。

本发明的聚合物前体和/或所用的聚合物前体通过直接合成(如 果该聚合物前体本身是聚合的)或聚合进行制备。如果可聚合的聚 合物本身被用作本发明的聚合物前体和/或所用的聚合物前体,该聚 合物前体优选具有低多分散性,更优选为基本单分散,从而将副反 应、副产物的数量和/或由该聚合物前体形成的聚合物质中的多分散 性降低到最小程度。该聚合物前体在常温常压下可以基本没有反应 活性。

除非此处指明,本发明的和/或使用的聚合物和/或聚合的聚合 物前体可通过本领域技术人员公知的任意适用聚合方法进行(共) 聚合。适用方法的范例包括:热引发;通过添加适当的试剂进行化 学引发;催化;和/或通过使用可选的引发剂后进行辐射(例如在适 当的波长如UV下进行的电磁辐射(光化学引发);和/或其它类型 的辐射,例如电子束,α粒子,中子和/或其它粒子)所实现的引发。

聚合物和/或低聚体的重复单元上的取代基可通过选择提高该 物质与其根据此处所述的用途配制和/或结合进入的聚合物和/或树 脂的相容性。因此该取代基的大小和长度可通过选择来优化与该树 脂的物理缠结或相互定位,或者它们可包含或不包含能够与其它适 用的树脂化学反应和/或交联的反应性实体。

粒度

有利的是,本发明中制备的PSAs可具有较宽的粒度分布。使 用的更大粒度具有处理优势(例如,降低粘度),因此在本发明的 优选实施方式中,该PSA的粒度超过100nm,便宜地为100nm至 400nm,更便宜地为200nm至300nm。此处的粒度为平均数,其 可通过光散射等任意适用的方法进行测量。

其它组分

在本发明的组合物中,选择用于聚合的表面活性剂包基本不含 烷基酚聚氧乙烯醚(APEO),其由于环境原因而被排除。但是通过稳 定预乳化液依然实现了稳定的操作条件,在最终聚合物乳化液中的 低聚合物粒,同时具有极高的最终固体含量(通常为65-67wt%)。

本发明的最终乳液在给定的剪切速率范围内具有剪切稳定性。 例如当经受150,000s-1的高剪切场(Haake)时该乳液保持稳定。该剪 切稳定性可通过选择其它适用的添加剂(例如附加的表面活性剂, 除泡剂和/或流变改性剂)进一步控制胶体稳定性和分散体流变能力 而得到进一步提升。

本发明的方法还采用了至少一种水溶性聚合起始剂。通常用于 丙烯酸酯单体乳液聚合的任意的常规水溶性聚合起始剂均可采用, 且该种聚合起始剂已为本领域公知。水溶性聚合起始剂的典型浓度 为占预乳化液中所用单体总重的约0.01wt.%至约1wt.%,优选约 0.01wt.%至约0.5wt.%。该水溶性聚合起始剂可单独使用或与一 种或多种常规的还原剂(例如亚硫酸氢盐,偏亚硫酸氢盐,抗坏血 酸,甲醛次硫酸钠,硫酸亚铁,硫酸亚铁铵,乙二胺四乙酸铁等) 结合使用。可根据本发明采用的水溶性聚合起始剂包括水溶性过硫 酸盐,过氧化物,偶氮化合物等,及其混合物。

水溶性起始剂的范例包括,但不限于,过硫酸盐(例如,过硫 酸钾和过硫酸钠),过氧化物(例如,过氧化氢,以及叔丁基过氧 化氢)以及偶氮化合物(例如,4,4′-偶氮双(4-氰基-戊酸),来自 Wako Chemical的V-501)。当前优选的水溶性聚合起始剂为过硫 酸盐,特别优选过硫酸钾或钠。

向水、单体和聚合起始剂的混合物添加的水溶性或水分散性表 面活性剂的数量为对具有此处所述平均粒度的颗粒的乳液有效的 数量。获得所需粒度所要求的该有效量将取决于本领域已知影响粒 度的操作条件,包括搅拌(剪切),粘度等。剩余的表面活性剂可 在聚合开始添加,以在聚合和/或与单体聚合的批次中形成预乳化 液。

聚合可通过任意本领域技术人员已知的常规方法进行引发,例 如可通过热或辐射的应用,其中优选热的应用。引发的方法将取决 于所用的水溶性聚合起始剂,且对于本领域技术人员而言是显而易 见的。

水溶性聚合起始剂可通过本领域已知的任意常规方法添加至 聚合反应。当前优选将一份该种起始剂加入反应器中,该反应器包 含了水、有效量的该水溶或水分散表面活性剂以及起始量的该聚合 起始剂。剩余的起始剂可在乳液聚合过程中连续或递增地添加。当 前优选递增地添加剩余的起始剂。

聚合后,可通过将该乳液与数量足以使pH上升至约5.5至约9 的合适碱基相接触,以调整该乳液的pH(例如在需要提高PSA涂 覆中的水漂白耐受性时),但该步骤是可选的。

该聚合反应可在能够进行乳液聚合的任意常规反应容器中实 施。

该聚合可在乳液聚合的常规温度下实施。该聚合优选在约50℃ 至约95℃的温度范围内,优选在约60℃至约85℃的温度范围内实施。

该聚合时间为基于其它反应条件(例如,温度范围,以及反应 组分,例如,单体,起始剂等)实现预期转化所需的时间。该聚合 时间对本领域技术人员而言是显而易见的。

本发明的多种其它变化实施方式中对本领域技术人员而言是 显而易见的,且该种变化预期落入本发明较宽的范围内。

除非上下文另行明确指出,此处所用的术语的复数形式在此可 理解为包含其单数形式,反之亦然。

此处所用的术语“包含”将被理解为随附的列表是非穷尽的,且 可以包含或不包含任意其它附加的使用项目,例如一种或多种其它 适当的特征,组分,成分和/或取代基。

术语“有效的”,“可接受的”“活性”和/或“适用的”(例如针对任 意适当的处理,用途,方法,应用,制备,产物,物质,配方,化 合物,单体,低聚体,聚合物前体和/或本发明和/此处所述的聚合 物)将被理解为如以正确方式使用可赋予其所添加和/或结合的对象 此处所述的实用性的本发明的特征。该种实用性可以是直接的(例 如物质具有前述用途的所需属性)和/或间接的(例如物质被用作制 备其它具有直接实用性的物质的合成中间体和/或诊断工具)。此处 所用的这些术语还表示与生产有效的、可接受的、有活性的和/或适 用的终产物相容的官能团。

本发明的优选实用性包括作为压敏粘合剂的用途,其优选具有 增强的水漂白耐受性,并在可幕涂的高剪切场中具有充分的稳定 性。

本发明的其它方面及其优选的特征可参见此处的权利要求书。

具体实施方式

现在本发明将以下述仅作阐述的非限制性实施例进行具体描 述。

物质缩写

AA              丙烯酸

Abex 2535       脂肪族的乙氧基化非离子型表面活性剂

Acticide MBS    含有1,2-苯并异噻唑-3-酮和2-甲基-4-异噻唑

                -3-酮的杀菌剂

AOT             来自Cytec的商品名为Aerosol OT的二辛基

                琥珀酰磺酸钠

BA              丁基丙烯酸酯

DI水            去离子水

DPOS-45         来自Cytec的商品名为Aerosol DPOS-45的单

                二钠和双十二烷基二苯基氧化二磺酸盐的混

                合物

EA:            丙烯酸乙酯.

Luperox H70     叔丁基过氧化氢(TBHP)的70%水分散体

MMA             甲基甲基丙烯酸酯

NaPS            过硫酸钠

Rongalit C      甲醛次硫酸钠的5%水分散体

Soprophor 4D384 硫酸化的多芳基酚乙氧基化物,铵盐

实施例1

在配备了回流冷凝器,热电偶和双叶搅拌器的夹套反应器中制 备PSA乳液。

该示范性聚合物的组成为丙烯酸/甲基甲基丙烯酸酯/丙烯酸乙 酯/丁基丙烯酸酯。在该过程中,在单独滞留罐中混合部分去离子水、 表面活性剂和单体以形成薄度中等的白色的预乳化液。该集合罐装 入剩余的去离子水。在另一迟滞容器内制备5%的过硫酸钠溶液。 加热集合罐的夹套直至该集合罐混合物达到82℃,该温度下于5分 钟内加入部分起始剂溶液。立即开始预乳化液延缓和起始剂延缓。 该预乳化液延缓期为200分钟,而该起始剂延缓期为210分钟。该 延缓中的反应温度维持在83℃。在该起始剂延缓的最后,将反应器 的成分在86℃下维持60分钟。维持期后,将反应温度冷却至57℃, 并添加聚合后氧化还原起始剂系统。将该批次在55℃下维持20分 钟,并冷却至45℃。总固体含量为67%。

该乳液在高剪切下具有充分的稳定性,从而可以通过幕涂机涂 覆在标记面材上。

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本发明披露了具有高剪切稳定性的PSAs。该PSAs由包含有效量表面活性剂混合物和单体组合物的水分散体获得,该表面活性剂混合物包含至少一种离子型表面活性剂(其包含多个、优选至少三个芳香环,至少一个选自单价氧取代的磺基阴离子和/或单价氧取代的磷酸基阴离子的电负性取代基,以及可选地至少一个包含一个或多个重复烷氧基单元的取代基(例如,Soprophor 4D 384和/或DPOS-45),和至少一种非离子。

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