基于丁基橡胶的压敏粘合剂的制作方法

基于丁基橡胶的压敏粘合剂
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年6月18日提交的第62/862,947号美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开一般涉及基于丁基橡胶的压敏粘合剂，其特别用于需要高粘附性和剪切性能的应用，包括需要较高温度的应用。


背景技术：

4.已知基于聚异丁烯和丁基橡胶的压敏粘合剂在各种各样的应用中都是有用的(粘合剂手册，第三版，i.skeist，第10章，第185页)。例如，聚异丁烯和丁基橡胶各自可以提供具有许多特性的压敏粘合剂，例如高的气体和水分不渗透性以及良好的耐环境性，这些特性对于特定用途是有益的。此外，部分原因是丁基橡胶极性低，用丁基橡胶配制的粘合剂可具有优异的低表面能粘合特性。聚异丁烯和丁基橡胶也可与其他添加剂组合，以生产具有各种粘附性和其他物理性能的粘合剂。根据所选择的特定添加剂，由丁基橡胶配制的压敏粘合剂例如可具有良好的低温性能，例如在汽车工业中重要的冷冲击耐久性。
5.丁基橡胶的化学结构与聚异丁烯的不同之处通常在于添加少量异戊二烯作为共聚单体。丁基橡胶可通过卤化进一步改性，卤化可增加橡胶与各种固化剂的反应性。也可提供包括对甲基苯乙烯(4-甲基苯乙烯)共聚单体的丁基橡胶产品。尽管这些含对甲基苯乙烯的橡胶通常不用于粘合剂应用，但当它们卤化时，它们甚至比卤化丁基橡胶更具反应性。
6.常规的未固化聚异丁烯或基于丁基橡胶的粘合剂可具有良好的剥离粘着力和粘性特性。然而，由于粘合剂的粘弹性性质所致，这些未固化的粘合剂通常存在剪切强度低、不希望的蠕变和高温性能差的问题(根据astm d4498(2007)使用压敏粘合剂的剪切粘合破坏温度或saft进行测量)。在一些情况中，通过固化或交联丁基橡胶粘合剂，可获得剥离、粘性、剪切和耐温性的更好平衡。遗憾的是，用于这些粘合剂的当前固化技术涉及将粘合剂以长停留时间暴露在高温下。考虑到这些常规技术，因此仍需要改进的基于丁基橡胶的粘合剂制剂，该制剂可提供高粘附性和剪切性能，而无需极端或专门的固化处理程序。


技术实现要素：

7.在一个实施方式中，本公开涉及一种粘合剂组合物，其包含：1)卤化丁基橡胶、聚异丁烯低聚物、聚丁烯低聚物、聚异丁烯-聚丁烯共聚物低聚物和/或聚丁烯共聚物；和2)多功能交联剂。在某些方面中，粘合剂组合物中的卤化丁基橡胶的浓度范围为约10wt％至约40wt％，例如，约15wt％至约35wtwt％。wtwt在许多实施方式中，聚异丁烯低聚物的浓度范围例如可以为40wtwt％至90wtwt％。在许多实施方式中，粘合剂组合物中的聚异丁烯低聚物的浓度为大于50wt％，例如，大于65wt％。在某些方面中，粘合剂中的聚异丁烯低聚物的浓度范围为约60wt％至约90wt％，例如，约65wt％至约85wt％。在某些方面中，聚异丁烯低
聚物的数均分子量范围为500克/摩尔至30,000克/摩尔。优选地，粘合剂组合物中的多功能交联剂的浓度范围为0.01wt％至4wt％，例如，约0.03wt％至约2wt％、或约0.05wt％至约1wt％。在某些方面中，多功能交联剂包括胺。在某些方面中，胺包括三亚乙基四胺、己二胺、聚环氧烷二胺、聚环氧烷三胺或其组合。在某些方面中，多功能交联剂包括膦。在许多实施方式中，至少一种多功能交联剂是胺交联剂、膦交联剂及其组合。粘合剂组合物可还包含一种或多于一种催化剂和/或非亲核碱。在某些方面中，粘合剂组合物中的一种或多于一种催化剂的浓度为0.01wt％至1.3wt％。在某些方面中，一种或多于一种催化剂包括一种或多于一种烷基胺。在某些方面中，一种或多于一种烷基胺包括一种或多于一种烷基叔胺。在某些方面中，一种或多于一种烷基叔胺包括1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷或1-氮杂二环[2.2.2]辛烷。在某些方面中，非亲核碱包括碳酸钙。优选地，粘合剂可具有通过静态剪切ptsc-7(static shear ptsc-7)测量的大于100分钟的1-千克不锈钢静态剪切，例如，大于1000分钟、大于3200分钟或大于10,000分钟的1-千克不锈钢静态剪切。在某些方面中，粘合剂组合物具有大于100℃的不锈钢剪切粘合破坏温度。在某些方面中，粘合剂组合物具有大于10磅/平方英寸的不锈钢动态剪切，例如，大于20磅/平方英寸。在某些方面中，粘合剂组合物具有175牛顿/米至1926牛顿/米的不锈钢剥离粘着力，例如，大于350牛顿/米，例如，大于525牛顿/米。
[0008]
在另一实施方式中，本公开涉及一种制备包含粘合剂组合物的胶带的方法。该方法包括将卤化丁基橡胶、聚异丁烯低聚物、聚丁烯低聚物、聚异丁烯-聚丁烯共聚物低聚物和/或聚丁烯共聚物组合以形成混合物。在某些方面中，组合还包括将溶剂与卤化丁基橡胶和聚异丁烯组合以形成混合物。优选地，混合物中的聚异丁烯低聚物的质量大于混合物中的卤化丁基橡胶的质量。在某些方面中，组合还包括将溶剂与卤化丁基橡胶和聚异丁烯组合以形成混合物。该方法还包括将多功能交联剂添加至混合物中，从而形成本文公开的任何粘合剂组合物。方法还包括将包含粘合剂组合物的粘合剂层涂覆至基材上，从而制备胶带。优选地，粘合剂层具有的厚度范围为10微米至2000微米。在某些方面中，基材包括背衬层、离型衬垫、非织造层或箔层。
[0009]
在另一实施方式中，本公开涉及一种包括至少一个粘合剂层的胶带。胶带的至少一个粘合剂层包含本文公开的任何粘合剂组合物。
[0010]
在另一实施方式中，本文描述了一种将胶带应用于表面的方法。该方法包括提供具有外部面(outer face)的表面。该方法还包括提供本文公开的胶带。该方法还包括将胶带的粘合剂层粘附于表面的外部面，从而将胶带应用于表面。
[0011]
在另一实施方式中，本文描述了一种有胶带的表面。有胶带的表面包括具有外部面的表面。有胶带的表面还包括粘附于表面的外部面的本文公开的胶带。
[0012]
详细描述
[0013]
本公开一般涉及基于丁基橡胶的制剂，其在例如用于压敏胶带应用时提供有利的性能特征。特别是，本公开一般涉及基于卤化丁基橡胶的制剂，其在例如用于压敏胶带应用时提供有利的性能特征。例如，压敏粘合剂表现出高剥离粘着力是有益的，允许粘合剂牢固地粘合至其应用的基材上。压敏粘合剂具有高剪切阻力也是有益的，允许粘合剂抵抗因受到平行于粘合表面施加的力而产生的蠕变或滑动。然而，常规基于丁基的粘合剂制剂很难同时满足这些性能要求。虽然基于丁基的粘合剂通常以具有高剥离粘着力为特征，但粘合
elastomer 3035、exxpro
tm specialty elastomer 3745，均可由exxonmobil(irving,tx)获得。
[0021]
粘合剂组合物中卤化丁基橡胶浓度的范围可以为例如10wt％至40wt％，例如，10wt％至28wt％、13wt％至31wt％、16wt％至34wt％、19wt％至37wt％或22wt％至40wt％。卤化丁基橡胶浓度的范围可以为15wt％至35wt％，例如，15wt％至27wt％、17wt％至29wt％、19wt％至31wt％、21wt％至33wt％或23wt％至35wt％。就下限而言，卤化丁基橡胶的浓度可以小于40wt％，例如，小于37wt％、小于35wt％、小于33wt％、小于31wt％、小于29wt％、小于27wt％、小于25wt％、小于23wt％、小于21wt％、小于19wt％、小于17wt％、小于15wt％或小于13wt％。就下限而言，卤化丁基橡胶浓度可大于10wt％，，例如，大于13wt％、大于15wt％、大于17wt％、大于19wt％、大于21wt％、大于23wt％、大于25wt％、大于27wt％、大于29wt％、大于31wt％、大于33wt％、大于35wt％或大于37wt％。也考虑了较高的浓度，例如，大于40wt％，和较低的浓度，例如，小于10wt％。
[0022]
卤化丁基橡胶的门尼粘度的范围可以为，例如，25门尼单位至47门尼单位，例如，25门尼单位至37门尼单位、27门尼单位至39门尼单位、29门尼单位至41门尼单位、31门尼单位至43门尼单位或33门尼单位至45门尼单位。就上限而言，卤化丁基橡胶的门尼粘度可以为小于45门尼单位，例如，小于43门尼单位、小于41门尼单位、小于39门尼单位、小于37门尼单位、小于35门尼单位、小于33门尼单位、小于31门尼单位、小于29门尼单位或小于27门尼单位。就下限而言，卤化丁基橡胶的门尼粘度可以为大于25门尼单位，例如，大于27门尼单位、大于29门尼单位、大于31门尼单位、大于33门尼单位、大于35门尼单位、大于37门尼单位、大于39门尼单位、大于41门尼单位或大于43门尼单位。也考虑了较高的门尼粘度，例如，大于45门尼单位，和较低的门尼粘度，例如，小于25门尼单位。
[0023]
聚异丁烯低聚物
[0024]
所提供的粘合剂组合物的聚异丁烯低聚物可以差异很大。在一些情况中，聚异丁烯低聚物在化学结构上与聚合物聚异丁烯相似，仅在其各自的分子量上不同。在一些情况中，聚异丁烯低聚物具有与聚合物聚异丁烯相同的结构。低聚物通常与聚合物的区别在于各自的分子量。普通聚异丁烯丁基橡胶聚合物具有高分子量，范围为300,000克/摩尔至600,000克/摩尔，而聚异丁烯低聚物具有低分子量，通常在750克/摩尔至30,000克/摩尔的范围内。适于在本文公开的粘合剂组合物中使用的市售低分子量级聚异丁烯低聚物包括，例如tpc 750、tpc 1600和tpc 1350，均可由tpc group(houston，tx)获得。其他合适的聚丁烯低聚物包括来自ineos的indopol
tm h-8、indopol h-300和indopol h-18000(knightsbridge，london)。
[0025]
粘合剂组合物的聚异丁烯低聚物的数均分子量的范围可以为，例如，500克/摩尔至30,000克/摩尔，例如，500克/摩尔至25,000克/摩尔、500克/摩尔至20,000克/摩尔、500克/摩尔至20,000克/摩尔、500克/摩尔至15,000克/摩尔、500克/摩尔至10,000克/摩尔、500克/摩尔至5000克/摩尔、500克/摩尔至3000克/摩尔、670克/摩尔至4100克/摩尔、910克/摩尔至5500克/摩尔、1200克/摩尔至7400克/摩尔或1700克/摩尔至10,000克/摩尔。就上限而言，聚异丁烯低聚物的分子量可以为小于30,000克/摩尔，例如，小于25000克/摩尔、小于20000克/摩尔、小于15000克/摩尔、小于10000克/摩尔、小于7400克/摩尔、小于5500克/摩尔、小于4100克/摩尔、小于3000克/摩尔、小于2200克/摩尔、小于1700克/摩尔、小于
1200克/摩尔、小于910克/摩尔或小于670克/摩尔。就下限而言，聚异丁烯低聚物的分子量可以为大于500克/摩尔，例如，大于670克/摩尔、大于910克/摩尔、大于1200克/摩尔、大于1700克/摩尔、大于2200克/摩尔、大于3000克/摩尔、大于4100克/摩尔、大于5500克/摩尔或大于7400克/摩尔。也考虑了较高的分子量，例如，大于30,000克/摩尔，和较低的分子量，例如，小于500克/摩尔。
[0026]
优选地，在粘合剂组合物中，聚异丁烯低聚物的浓度大于卤化橡胶的浓度。聚异丁烯低聚物浓度的范围可以为，例如，40wt％至90wt％，例如，40wt％至70wt％、45wt％至75wt％、50wt％至80wt％、55wt％至85wt％或60wt％至90wt％。聚异丁烯低聚物浓度的范围可以为65wt％至85wt％，例如，65wt％至77wt％、67wt％至79wt％、69wt％至81wt％、71wt％至83wt％或73wt％至85wt％。就上限而言，聚异丁烯低聚物浓度可以为小于90wt％，例如，小于85wt％、小于83wt％、小于81wt％、小于79wt％、小于77wt％、小于75wt％、小于73wt％、小于71wt％、小于69wt％、小于67wt％、小于65wt％、小于60wt％、小于55wt％、小于50wt％或小于45wt％。就下限而言，聚异丁烯低聚物浓度可以为大于40wt％，例如，大于45wt％、大于50wt％、大于55wt％、大于60wt％、大于65wt％、大于67wt％、大于69wt％、大于71wt％、大于73wt％、大于75wt％、大于77wt％、大于79wt％、大于81wt％、大于83wt％或大于85wt％。也考虑了较高的浓度，例如，大于90wt％，和较低的浓度，例如，小于40wt％。通过以这些浓度使用聚异丁烯低聚物(以及多功能交联剂)，出乎意料地实现了性能特性的有益组合。
[0027]
聚异丁烯低聚物在100℃的运动粘度的范围可以为，例如，50厘沱至5000厘沱，例如，50厘沱至790厘沱、79厘沱至1300厘沱、130厘沱至2000厘沱、200厘沱至3200厘沱或320厘沱至5000厘沱。就上限而言，聚异丁烯低聚物的运动粘度可以为小于5000厘沱，例如，小于3200厘沱、小于2000厘沱、小于1300厘沱、小于790厘沱、小于500厘沱、小于320厘沱、小于200厘沱、小于130厘沱或小于79厘沱。就下限而言，聚异丁烯低聚物的运动粘度可以为大于50厘沱，例如，大于79厘沱、大于130厘沱、大于200厘沱、大于320厘沱、大于500厘沱、大于790厘沱、大于1300厘沱、大于2000厘沱或大于3200厘沱。也考虑了较高的动态黏度，例如，大于5000厘沱，和较低的动态粘度，例如，小于50厘沱。
[0028]
多功能交联剂
[0029]
在一些实施方式中，多功能交联剂(本文也称为“交联剂”)包括一种或多于一种胺。在某些方面中，多功能交联剂是多胺交联剂。在一些实施方式中，至少一种多功能交联剂是胺交联剂、膦交联剂及其组合。多功能交联剂可包括例如三亚乙基四胺、己二胺、聚环氧烷二胺、聚环氧烷三胺或其组合。在一些实施方式中，多功能交联剂由三亚乙基四胺、己二胺、聚环氧烷二胺、聚环氧烷三胺或其组合组成。在某些方面中，多功能交联剂包括三亚乙基四胺。在某些方面中，多功能交联剂包括己二胺。在某些方面中，多功能交联剂包括聚环氧烷二胺。在某些方面中，多功能交联剂包括聚环氧烷三胺。在一些实施方式中，多功能交联剂由三亚乙基四胺组成。
[0030]
其他有用的交联剂包括单体三聚氰胺交联剂和聚合三聚氰胺交联剂，诸如303和370，可由cytec获得。在一些实施方式中，多功能交联剂包括一种或多于一种膦。
[0031]
粘合剂组合物中的多功能交联剂的浓度的范围可以为，例如，0.01wt％至4wt％，例如，0.01wt％至0.36wt％、0.018wt％至0.66wt％、0.033wt％至1.2wt％、0.06wt％至
2.2wt％或0.11wt％至4wt％。多功能交联剂浓度的范围可以为0.03wt％至2wt％，例如，0.03wt％至0.37wt％、0.046wt％至0.57wt％、0.069wt％至0.86wt％、0.11wt％至1.3wt％或0.16wt％至2wt％。多功能交联剂浓度的范围可以为0.05wt％至1wt％，例如，0.05wt％至0.3wt％、0.067wt％至0.41wt％、0.091wt％至0.55wt％、0.12wt％至0.74wt％或0.17wt％至1wt％。就上限而言，多功能交联剂浓度可以为小于4wt％，例如，小于2.2wt％、小于2wt％、小于1.3wt％、小于1wt％、小于0.74wt％、小于0.55wt％、小于0.41wt％、小于0.3wt％、小于0.22wt％、小于0.17wt％、小于0.12wt％、小于0.091wt％、小于0.067wt％、小于0.05wt％、小于0.033wt％或小于0.018wt％。就下限而言，多功能交联剂浓度可以为大于0.01wt％，例如，大于0.018wt％、大于0.033wt％、大于0.05wt％、大于0.067wt％、大于0.091wt％、大于0.12wt％、大于0.17wt％、大于0.22wt％、大于0.3wt％、大于0.41wt％、大于0.55wt％、大于0.74wt％、大于1wt％、大于1.3wt％、大于2wt％或大于2.2wt％。也考虑了较高的浓度，例如，大于4wt％，和较低的浓度，例如，小于0.01wt％。
[0032]
催化剂
[0033]
在一些实施方式中，粘合剂组合物包含选择并添加以加速交联和固化反应的一种或多于一种催化剂。这转而在粘合剂胶带制造过程中可以允许更快的生产线速度和/或更低的温度。在一些情况中，可以选择催化剂类型和浓度，以有利地平衡更快的生产线速度和/或更低的制造温度与复合粘合剂的贮存期(pot life)。
[0034]
在一些实施方式中，粘合剂组合物的一种或多于一种催化剂包括一种或多于一种烷基胺。在某些方面中，烷基胺包括一种或多于一种烷基叔胺。烷基叔胺可包括，例如，1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1-氮杂二环[2.2.2]辛烷或其组合。在一些实施方式中，催化剂由1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷组成。在一些实施方式中，催化剂由1-氮杂二环[2.2.2]辛烷组成。
[0035]
粘合剂组合物中的一种或多于一种催化剂的浓度的范围可以为，例如，0.01wt％至1.3wt％，例如，0.01wt％至0.19wt％、0.016wt％至0.31wt％、0.027wt％至0.5wt％、0.043wt％至0.82wt％或0.071wt％至1.3wt％。就上限而言，催化剂的浓度可以为小于1.3wt％，例如，小于0.82wt％、小于0.5wt％、小于0.31wt％、小于0.19wt％、小于0.12wt％、小于0.071wt％、小于0.043wt％、小于0.027wt％或小于0.016wt％。就下限而言，催化剂浓度可以为大于0.01wt％、大于0.016wt％、大于0.027wt％、大于0.043wt％、大于0.071wt％、大于0.12wt％、大于0.19wt％、大于0.31wt％、大于0.5wt％或大于0.82wt％。也考虑了较高的浓度，例如，大于1.3wt％，和较低的浓度，例如，小于0.01wt％。
[0036]
其他添加剂
[0037]
在一些实施方式中，粘合剂组合物还包含一种或多于一种非亲核碱。非亲核碱可包括，例如，碳酸钙。在某些方面中，非亲核碱由碳酸钙组成。
[0038]
粘合剂组合物可还包含一种或多于一种添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包括一种或多于一种蜡、表面活性剂、滑石、粉末硅酸盐、填充剂、消泡剂、着色剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、发光剂、交联剂、缓冲剂、防结块剂(anti-blocking agents)、润湿剂、消光剂、抗静电剂、酸清除剂、阻燃剂、加工助剂、挤出助剂等。如果需要，以足以将期望颜色赋予粘合剂的量提供颜料。颜料的实例包括但不限于炭黑、二氧化钛等，以及有机染料。
[0039]
性能特征
[0040]
本文所公开的粘合剂组合物的优点是，它们令人惊讶地能够表现出强粘附性能，同时还提供良好的剪切性能。由于以上讨论的原因，基于丁基的压敏粘合剂在缺乏高温和时间密集型固化过程的情况下同时实现这些单独的特性是具有挑战性的。
[0041]
粘合剂组合物剪切性能的一个度量是静态剪切，其可根据标准协议静态剪切ptsc-7相对于不锈钢表面来确定。本文公开的粘合剂组合物的1-千克不锈钢静态剪切的范围可以为，例如，55分钟至18,000分钟，例如，55分钟至1800分钟、100分钟至3200分钟、180分钟至5700分钟、310分钟至10,000分钟或560分钟至18,000分钟。就上限而言，不锈钢静态剪切可以为小于18,000分钟，例如，小于10,000分钟、小于5700分钟、小于3200分钟、小于1800分钟、小于1000分钟、小于560分钟、小于310分钟、小于180分钟或小于100分钟。就下限而言，不锈钢剪切可以为大于55分钟，例如，大于100分钟、大于180分钟、大于310分钟、大于560分钟、大于1000分钟、大于1800分钟、大于3200分钟、大于5700分钟或大于10,000分钟。也考虑了更高的静态剪切，例如，大于18,000分钟，和更低的静态剪切，例如，小于55分钟。
[0042]
粘合剂组合物剪切性能的另一个度量是剪切粘合破坏温度(saft)，其可根据标准协议astm d4498(2007)相对于不锈钢表面来确定。本文公开的粘合剂组合物的500-克不锈钢剪切粘合破坏温度的范围可以为，例如55℃至500℃,例如，55℃至322℃、100℃至367℃、144℃至411℃、189℃至456℃或233℃至500℃。就上限而言，剪切粘合破坏温度可以为小于500℃，例如，小于456℃、小于411℃、小于367℃、小于322℃、小于278℃、小于233℃、小于189℃、小于144℃或小于100℃。就下限而言，不锈钢剪切粘合破坏温度可以为大于55℃，例如，大于100℃、大于144℃、大于189℃、大于233℃、大于278℃、大于322℃、大于367℃、大于411℃或大于456℃。也考虑了更高的剪切粘合破坏温度，例如，大于500℃，和更低的剪切粘合破坏温度，例如，小于55℃。
[0043]
粘合剂组合物剪切性能的另一个度量是动态剪切，其可根据标准协议astm d1002(2019)相对于不锈钢表面来确定。本文公开的粘合剂组合物的不锈钢动态剪切的范围可以为，例如，0.034牛顿/平方毫米至0.379牛顿/平方毫米，例如，0.034牛顿/平方毫米至0.241牛顿/平方毫米、0.069牛顿/平方毫米至0.276牛顿/平方毫米、0.103牛顿/平方毫米至0.310牛顿/平方毫米、0.138牛顿/平方毫米至0.345牛顿/平方毫米或0.172牛顿/平方毫米至0.379牛顿/平方毫米。就上限而言，动态剪切可以为小于0.379牛顿/平方毫米，例如，小于0.345牛顿/平方毫米、小于0.310牛顿/平方毫米、小于0.276牛顿/平方毫米、小于0.241牛顿/平方毫米、小于0.207牛顿/平方毫米、小于0.172牛顿/平方毫米、小于0.138牛顿/平方毫米、小于0.103牛顿/平方毫米或小于0.069牛顿/平方毫米。就下限而言，不锈钢动态剪切可以为大于0.034牛顿/平方毫米，例如，大于0.069牛顿/平方毫米、大于0.103牛顿/平方毫米、大于0.138牛顿/平方毫米、大于0.172牛顿/平方毫米、大于0.207牛顿/平方毫米、大于0.241牛顿/平方毫米、大于0.276牛顿/平方毫米、大于0.310牛顿/平方毫米或大于0.345牛顿/平方毫米。也考虑了更高的动态剪切，例如，大于0.379牛顿/平方毫米，和更低的动态剪切，例如，小于0.034牛顿/平方毫米。
[0044]
粘合剂组合物的粘合剂性能的一种度量是剥离粘着力，其可根据标准协议剥离粘着力pstc-1(peel adhesion pstc-1)相对于不锈钢表面或高密度聚乙烯表面确定。本文公开的粘合剂组合物的不锈钢剥离粘着力的范围可以为，例如，175牛顿/米至1926牛顿/米，例如，175牛顿/米至1225牛顿/米、350牛顿/米至1400牛顿/米、525牛顿/米至1575、700牛
顿/米至1750牛顿/米、875牛顿/米至1925牛顿/米。就上限而言，不锈钢剥离粘着力可以为小于1925牛顿/米，例如，小于1750牛顿/米、小于1575牛顿/米、小于1400牛顿/米、小于1225牛顿/米、小于1050牛顿/米、小于875牛顿/米、小于700牛顿/米、小于525牛顿/米或小于350牛顿/米。就下限而言，不锈钢剥离粘着力可以为大于175牛顿/米，例如，大于350牛顿/米、大于525牛顿/米、大于700牛顿/米、大于875牛顿/米、大于1050牛顿/米、大于1225牛顿/米、大于1400牛顿/米、大于1575牛顿/米或大于1750牛顿/米。也考虑了更高的剥离粘着力，例如，大于1925牛顿/米，和更低的剥离粘着力，例如，小于175牛顿/米。
[0045]
本文公开的粘合剂组合物的高密度聚乙烯剥离粘着力的范围可以为，例如，85牛顿/米至960牛顿/米，例如，85牛顿/米至615牛顿/米、175牛顿/米至700牛顿/米、260牛顿/米至790牛顿/米、350牛顿/米至875牛顿/米或440牛顿/米至960牛顿/米。就上限而言，高密度聚乙烯剥离粘着力可以为小于960牛顿/米，例如，小于875牛顿/米、小于790牛顿/米、小于700牛顿/米、小于615牛顿/米、小于525牛顿/米、小于440牛顿/米、小于350牛顿/米、小于260牛顿/米或小于175牛顿/米。就下限而言，高密度聚乙烯剥离粘着力可以为大于85牛顿/米，例如，大于175牛顿/米、大于260牛顿/米、大于350牛顿/米、大于440牛顿/米、大于525牛顿/米、大于615牛顿/米、大于700牛顿/米、大于790牛顿/米或大于875牛顿/米。也考虑了更高的剥离粘着力，例如，大于960牛顿/米，和更低的剥离粘着力，例如，小于85牛顿/米。
[0046]
胶带
[0047]
本公开还涉及包括本文提供的粘合剂组合物的至少一个粘合剂层的胶带。在一些实施方式中，胶带还包括基材，例如背衬层，其中基材的至少一部分涂覆有至少一个粘合剂层。在一些实施方式中，一个或多于一个中间层设置在基材和粘合剂层之间。在某些情况下，基材和粘合剂层共同延伸(coextensive)。
[0048]
基材可以是单层的形式。作为选择，可以使用多层基材，其中基材包括两个层或多于两个层。所提供胶带的基材可包括例如各种聚合物膜、金属或金属箔及其复合材料。基材还可包括硅烷或一种或多于一种陶瓷涂覆的纤维布料。
[0049]
基材的一个或多于一个层可以是金属箔，例如铝和/或铝合金材料。基材的一个或多于一个层可以是不锈钢和/或合金钢箔。
[0050]
基材可包括涂覆的布料，例如由纤维材料形成的纤维织物和/或非织造材料。布料的非限制性实例是由玻璃纤维形成的织造材料或非织造材料。在某些实施方式中，纤维可涂覆有一种或多于一种其他材料。
[0051]
在一些实施方式中，粘合剂胶带的基材包括一种或多于一种塑料。基材可包含任何合适的聚合物或聚合物混合物，或由任何合适的聚合物或聚合物混合物形成。基材可包含热塑性聚合物。基材的聚合物或聚合物混合物可包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(rpet)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚氯乙烯(pvc)、聚乳酸(pla)、纤维素、生物聚合物膜、低密度聚乙烯(ldpe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚酯或其他类型的聚合物或塑料。在一些实施方式中，基材包含pet。在一些实施方式中，基材由pet组成。在一些实施方式中，基材基本上由pet组成。
[0052]
基材可以具有的厚度的范围可以为5微米至10,000微米，例如，5微米至480微米、11微米至1000微米、23微米至2200微米、49微米至4700微米或100微米至10,000微米。就上限而言，基材的厚度可以为小于10,000微米，例如，小于4700微米、小于2200微米、小于1000
微米、小于480微米、小于220微米、小于100微米、小于49微米、小于23微米或小于11微米。就下限而言，基材的厚度可以为大于5微米，例如，大于11微米、大于23微米、大于49微米、大于100微米、大于220微米、大于480微米、大于1000微米、大于2200微米或大于4700微米。也考虑了更大的厚度，例如，大于10,000微米，和更小的厚度，例如，小于5微米。
[0053]
在一些实施方式中，基材是离型衬垫。粘合剂胶带可包括布置在胶带的一个或两个主要外部面的一个或多于一个离型衬垫。离型衬垫可以起到保护罩的作用，使离型衬垫保持在原位，直到片材准备好附着于物体或表面。如果粘合剂胶带中包括衬垫或离型衬垫，则多种材料和配置可用于衬垫。在许多实施方式中，衬垫是硅化离型衬垫。在许多其他实施方式中，衬垫是纸或纸基材料。在许多其他实施方式中，衬垫是一种或多于一种聚合物材料的聚合物膜。通常，衬垫的至少一个面涂覆有离型材料，例如硅酮或基于硅酮的材料。衬垫可以是单张片材的形式。作为选择，衬垫可以是多个部分或面板的形式。
[0054]
可选择胶带粘合剂层的涂层重量和厚度，以提供足够的粘合剂，从而提供期望的粘附性和粘性水平，但不至于不必要地增加粘合剂胶带的尺寸。在某些方面中，较小的粘合剂层涂层重量和厚度可与粘合剂胶带降低的制造成本相关。
[0055]
粘合剂层的厚度的范围可以为，例如，10微米至2000微米，例如，10微米至240微米、17微米至410微米、29微米至690微米、49微米至1200微米或83微米至2000微米。就上限而言，粘合剂层厚度可以为小于2000微米，例如，小于1200微米、小于690微米、小于410微米、小于240微米、小于140微米、小于83微米、小于49微米、小于29微米或小于17微米。就下限而言，粘合剂层的厚度可以为大于10微米，例如，大于17微米、大于29微米、大于49微米、大于83微米、大于140微米、大于240微米、大于410微米、大于690微米或大于1200微米。也考虑了更大的厚度，例如大于2000微米，和更小的厚度，例如，小于10微米。
[0056]
粘合剂层的涂层重量的范围可以为，例如，30克/平方米至300克/平方米，例如，30克/平方米至192克/平方米、57克/平方米至219克/平方米、84克/平方米至246克/平方米、111克/平方米至273克/平方米或138克/平方米至300克/平方米。就上限而言，粘合剂层的涂层重量可以为小于300克/平方米，例如，小于273克/平方米、小于246克/平方米、小于219克/平方米、小于192克/平方米、小于165克/平方米、小于138克/平方米、小于111克/平方米、小于84克/平方米或小于57克/平方米。
[0057]
方法
[0058]
本公开还涉及生产所提供的粘合剂组合物的方法。该方法包括提供卤化丁基橡胶、聚异丁烯低聚物和多功能交联剂。该方法可还包括选择卤化丁基橡胶、聚异丁烯低聚物和多功能交联剂的类型和相对量，以向所得粘合剂组合物提供所需的粘附和剪切性能。该方法还包括将卤化丁基橡胶和聚异丁烯低聚物组合形成混合物。该方法还包括将多功能交联剂添加到混合物中以形成粘合剂组合物。
[0059]
在一些实施方式中，混合物还包含溶剂，例如，有机溶剂或烃溶剂。溶剂可包括例如甲苯、庚烷、己烷、环己烷、四氢呋喃或其组合。
[0060]
混合物的固体含量的范围可以为，例如，30wt％至70wt％，例如，30wt％至54wt％、34wt％至58wt％、38wt％至62wt％，42wt％至66wt％或46wt％至70wt％。就上限而言，固体含量可以为小于70wt％，例如，小于66wt％、小于62wt％、小于58wt％、小于54wt％、小于50wt％、小于46wt％、小于42wt％、小于38wt％或小于34wt％。就下限而言，固体含量可以为
大于30wt％，例如，大于34wt％、大于38wt％、大于42wt％、大于46wt％、大于50wt％、大于54wt％、大于58wt％、大于62wt％或大于66wt％。也考虑了更高的固体含量，例如，大于70wt％，和更低的固体含量，例如，小于30wt％。
[0061]
本公开还涉及生产所提供的粘合剂胶带的方法。方法包括提供如本文所公开的粘合剂组合物和基材。方法还包括在基材上涂覆粘合剂组合物的层。粘合剂层的厚度和涂层重量可以如上所述。方法可还包括在用粘合剂组合物涂覆背衬层之后使粘合剂固化。固化可在适于使交联剂与粘合剂组合物的官能团反应的条件下进行。固化条件可包括合适的固化时间和固化温度。
[0062]
如上所讨论的，本文所公开的粘合剂组合物和胶带的优点在于，用于提供具有剪切阻力的改善的组合物和胶带的固化温度可低于常规丁基橡胶固化工艺的固化温度。固化温度的范围可以为，例如，50℃至150℃，例如，50℃至110℃、60℃至120℃、70℃至130℃、80℃至140℃或90℃至150℃。就上限而言，固化温度可以为小于150℃，例如，小于140℃、小于130℃、小于120℃、小于110℃、小于100℃、小于90℃、小于80℃、小于70℃或小于60℃。就下限而言，固化温度可以为大于50℃,例如，大于60℃、大于70℃、大于80℃、大于90℃、大于100℃、大于110℃、大于120℃、大于130℃或大于140℃。也考虑了更高的固化温度，例如，大于150℃，和更低的固化温度，例如，小于50℃。
[0063]
所提供的粘合剂组合物和胶带的另一个优点是，用于提供具有改善的剪切阻力的组合物和胶带的固化时间可小于常规丁基橡胶固化工艺的固化时间。固化时间的范围可以为，例如，0.5分钟至9分钟，例如，0.5分钟至2.8分钟、0.7分钟至3.8分钟、0.9分钟至5分钟、1.2分钟至6.7分钟或1.6分钟至9分钟。就上限而言，固化时间可以为小于9分钟，例如，小于6.7分钟、小于5分钟、小于3.8分钟、小于2.8分钟、小于2.1分钟、小于1.6分钟、小于1.2分钟、小于0.9分钟或小于0.7分钟。就下限而言，固化时间可以为大于0.5分钟，例如，大于0.7分钟、大于0.9分钟、大于1.2分钟、大于1.6分钟、大于2.1分钟、大于2.8分钟、大于3.8分钟、大于5分钟或大于6.7分钟。也考虑了更长的固化时间，例如，大于9分钟，和更短的固化时间，例如，小于0.5分钟。
[0064]
实施方式
[0065]
考虑以下实施方式。考虑特征和实施方式的所有组合。
[0066]
实施方式1：一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：卤化丁基橡胶；聚异丁烯低聚物；和多功能交联剂；其中，所述粘合剂组合物具有通过静态剪切ptsc-7测量的大于100分钟的1-千克不锈钢静态剪切。
[0067]
实施方式2：实施方式1的实施方式，其中粘合剂组合物中的聚异丁烯低聚物的浓度为大于50wt％。
[0068]
实施方式3：实施方式1的实施方式，其中粘合剂组合物中的聚异丁烯低聚物的浓度为大于65wt％。
[0069]
实施方式4：实施方式1至3中的任一实施方式的实施方式，其中粘合剂组合物中的多功能交联剂的浓度范围为0.01wt％至4wt％。
[0070]
实施方式5：实施方式1至4中的任一实施方式的实施方式，其中多功能交联剂包括胺交联剂。
[0071]
实施方式6：实施方式5的实施方式，其中胺选自由三亚乙基四胺、己二胺、聚环氧
烷二胺、聚环氧烷三胺及其组合组成的组。
[0072]
实施方式7：实施方式1至6中的任一实施方式的实施方式，其中多功能交联剂包括膦交联剂。
[0073]
实施方式8：实施方式1至7中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物还包含一种或多于一种催化剂。
[0074]
实施方式9：实施方式8的实施方式，其中粘合剂组合物中的一种或多于一种催化剂的浓度为小于0.5wt％。
[0075]
实施方式10：实施方式8或9的实施方式的实施方式，其中一种或多于一种催化剂包括一种或多于一种烷基胺。
[0076]
实施方式11：实施方式10的实施方式的实施方式，其中一种或多于一种烷基胺包括一种或多于一种烷基叔胺(tertiary alkylamine)。
[0077]
实施方式12：实施方式11的实施方式的实施方式，其中一种或多于一种烷基叔胺包括1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷或1-氮杂二环[2.2.2]辛烷。
[0078]
实施方式13：实施方式1至12中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物还包含非亲核碱。
[0079]
实施方式14：实施方式13的实施方式，其中非亲核碱包括碳酸钙。
[0080]
实施方式16：实施方式1至15中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有通过静态剪切ptsc-7测量的大于1000分钟的1-千克不锈钢静态剪切。
[0081]
实施方式17：实施方式1至16中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有通过静态剪切ptsc-7测量的大于3200分钟的1-千克不锈钢静态剪切。
[0082]
实施方式18：实施方式1至17中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有通过静态剪切ptsc-7测量的大于10,000分钟的1-千克不锈钢静态剪切。
[0083]
实施方式19：实施方式1至18的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有大于100℃的不锈钢剪切粘合破坏温度。
[0084]
实施方式20：实施方式1至19中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有大于0.069牛顿/平方毫米的不锈钢动态剪切。
[0085]
实施方式21：实施方式1至20中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有大于350牛顿/米的不锈钢剥离粘着力。
[0086]
实施方式22：实施方式1至21中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物具有大于175牛顿/米的高密度聚乙烯剥离粘着力。
[0087]
实施方式23：实施方式1至22中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物包含：约10wt％至约40wt％的卤化丁基橡胶；约60wt％至约90wt％的聚异丁烯低聚物；约0.03wt％至约2wt％的多功能交联剂；和小于约0.5wt％的催化剂；并且具有大于525牛顿/米的不锈钢剥离粘着力，以及通过静态剪切ptsc-7测量的大于1000分钟的1-千克不锈钢静态剪切。
[0088]
实施方式24：实施方式1至22中的任一实施方式的实施方式，该粘合剂组合物包含：约15wt％至约35wt％的卤化丁基橡胶；约65wt％至约85wt％的聚异丁烯低聚物；约0.05wt％至约1wt％的多功能交联剂；和小于约0.5wt％的催化剂；并且具有大于525牛顿/米的不锈钢剥离粘着力以及大于0.138牛顿/平方毫米的不锈钢动态剪切。
[0089]
实施方式25：实施方式1至24中的任一实施方式的实施方式，其中聚异丁烯低聚物的数均分子量范围为500克/摩尔至30,000克/摩尔。
[0090]
实施方式26：一种制备包含粘合剂组合物的胶带的方法，该方法包括：将卤化丁基橡胶和聚异丁烯低聚物组合形成混合物；将多功能交联剂添加至混合物中，从而形成实施方式1至25中的任一实施方式的粘合剂组合物；将包含粘合剂组合物的粘合剂层涂覆至基材上，从而制备胶带。
[0091]
实施方式27：实施方式26的实施方式，其中组合还包括将溶剂与卤化丁基橡胶和聚异丁烯组合以形成混合物。
[0092]
实施方式28：实施方式26或27的实施方式，其中基材包括背衬层、离型衬垫、非织造层或箔层。
[0093]
实施方式29：实施方式26至28的实施方式，其中混合物中的聚异丁烯低聚物的质量大于该混合物中卤化丁基橡胶的质量。
[0094]
实施方式30：实施方式26至29中的任一实施方式的实施方式，其中粘合剂层具有范围为10微米至2000微米的厚度。
[0095]
实施方式31：一种胶带，该胶带包括至少一个粘合剂层，所述粘合剂层包含实施方式1至25中的任一实施方式的粘合剂组合物。
[0096]
实施方式32：一种将胶带应用于表面的方法，该方法包括：提供具有外部面的表面；提供实施方式31的胶带；将胶带的粘合剂层粘附于表面的外部面，从而将胶带应用于表面。
[0097]
实施方式33：一种有胶带的表面，包括：具有外部面的表面；和粘附于表面的外部面的实施方式31的胶带。
实施例
[0098]
考虑到以下非限制性实施例，将更好地理解本公开。
[0099]
制备了一系列粘合剂，其具有如下表1所示的组成。对于实施例1和比较例a，丁基橡胶和聚异丁烯低聚物组分首先以50％的固体溶解在甲苯中。对于实施例2，丁基橡胶组分首先以30％的总固体溶解在甲苯中，聚异丁烯低聚物组分首先以70％的总固体溶解在甲苯中。一旦这些组分完全溶剂化，将三亚乙基四胺添加到实施例1和2中。未向比较样品a中添加多功能交联剂。对于实施例2，将1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco)催化剂和三亚乙基四胺一起添加。然后将实施例1和比较例a混合10分钟，并将实施例2混合5分钟。混合完成后，将每种粘合剂组合物以85克/平方米的干涂层重量涂覆至聚对苯二甲酸乙二醇酯离型衬垫上。涂层在80℃干燥6分钟，然后在120℃固化2分钟。
[0100]
如表1所示，使用不锈钢(ss)或高密度聚乙烯(hdpe)基材对获得的压敏胶带膜进行测试。表中所示数据表明，实施例1和2表现出相比于比较例a明显更高的静态剪切、动态剪切和剪切粘合破坏温度。这些结果共同证明了所提供的包含多功能交联剂的粘合组合物和胶带的有利的剪切阻力特征。重要的是，实施例1和2的剥离粘附性能与比较例a相似，表明使用交联剂不会导致粘附性能劣化。
[0101]
表1
[0102][0103]
*加热前失效的样品
[0104]
术语“约”在本文中用于修饰数值并指示该数值附近的定义范围。如果“x”是值，“约x”通常表示从0.90x至1.10x的值。对“约x”的任何提及至少表示值x、0.90x、0.91x、0.92x、0.93x、0.94x、0.95x、0.96x、0.97x、0.98x、0.99x、1.01x、1.02x、1.03x、1.04x、1.05x、1.06x、1.07x、1.08x、1.09x和1.10x。因此，“约x”旨在公开，例如，“0.98x”。当“约”应用于数值范围的开头时，它将应用于该范围的两端。因此，“约6至8.5”相当于“约6至约8.5”。当“约”应用于一组值中的第一个值时，它将应用于该组中的所有值。因此，“约7％、9％或11％”相当于“约7％、约9％或约11％”。
[0105]
虽然已经详细描述了本公开，但是在本公开的精神和范围内的修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。应当理解，可以全部或部分地组合或交换以上和/或所附权利要求中所述的本公开的各个方面以及各种实施方式的部分和各种特征。在各种实施方式的前述描述中，如本领域普通技术人员将理解的，参考另一实施方式的那些实施方式可以适当地与其他实施方式组合。此外，本领域的普通技术人员将理解，上述描述仅作为示例，并不旨在限制本公开。