阳离子微球体和制备阳离子微球体的方法

申请号 CN200480035826.6 申请日 2004-10-18 公开(公告)号 CN1890341A 公开(公告)日 2007-01-03
申请人 3M创新有限公司; 发明人 安德鲁·J·卡利南; 贾森·D·罗姆瑟斯;
摘要 一种 粘合剂 组合物,包括阳离子微球体和有效用来支持粘合剂组合物应用至基材上的流化介质。
权利要求

1.一种粘合剂组合物,该粘合剂组合物包含:
大量阳离子微球体;和
有效支持将粘合剂组合物流体施加至表面的流化介质。
2.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述阳离子微球体具有永久 并且独立结合至每个阳离子微球体上的阳离子电荷。
3.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述阳离子微球体部分得自 阳离子不饱和乙烯基单体
4.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述阳离子微球体部分得自 (甲基)丙烯酸CN烷基酯单体,其中N是4~14的任何整数。
5.权利要求1的粘合剂组合物,其中所述阳离子微球体部分得自 不饱和乙烯基共聚单体。
6.权利要求1的粘合剂组合物,其中该粘合剂组合物还包括阳离 子胶乳粘合剂。
7.权利要求1的粘合剂组合物,其中该粘合剂组合物还包括阳离 子表面活性剂
8.一种粘合制品,该粘合制品包含:
基材;和
在该基材上的权利要求1粘合剂组合物涂层,该粘合剂组合物能 有效将粘合制品定位到第一应用表面上,并能将该粘合制品重定位到 第二应用表面上。
9.权利要求8的粘合制品,其中所述粘合剂组合物能有效使粘合 制品从第一应用表面重定位到第二应用表面,且在第一应用表面上没 有留下任何可见的压敏粘合剂残留物,所述可见残留物是人肉眼可见 的任何残留物。
10.一种制备粘合制品的方法,该方法包括在基材上涂覆权利要 求1的粘合剂组合物涂层以形成粘合制品,所述粘合剂组合物能有效 将粘合制品定位到第一应用表面上,并能将该粘合制品重定位到不同 的应用表面上。
11.一种混合物,该混合物包含可聚合物质,该可聚合物质包括:
至少一种(甲基)丙烯酸CN烷基酯单体,其中N是任何4~14的整 数;和
阳离子不饱和乙烯基共聚单体。
12.权利要求11的混合物,其中所述的至少一种(甲基)丙烯酸 CN烷基酯单体包括丙烯酸异辛基酯。
13.权利要求11的混合物,其中所述的可聚合物质还包含不饱和 乙烯基共聚单体。
14.权利要求11的混合物,其中该混合物还包括阳离子胶乳粘合 剂。
15.权利要求14的混合物,其中该混合物还包括阳离子表面活性 剂。
16.权利要求11的混合物,其中该混合物还包括阳离子表面活性 剂。
17.权利要求11的混合物,其中该混合物还包括催化引发剂。
18.权利要求11的混合物,其中所述可聚合物质聚合时有效形成 阳离子微球体。
19.一种粘合剂,该粘合剂包含:
可聚合物质的聚合产物,该聚合产物在不同的应用表面间可粘附 性重定位,该可聚合物质包括:
至少一种(甲基)丙烯酸CN烷基酯单体,其中N是任何4~14的整 数;和
阳离子不饱和乙烯基共聚单体。
20.权利要求19的粘合剂,其中所述聚合产物包括给粘合剂提供 压敏性的聚合弹性微球体。
21.权利要求19的粘合剂,其中所述的至少一种(甲基)丙烯酸 CN烷基酯单体包括丙烯酸异辛基酯。
22.权利要求19的粘合剂,其中所述可聚合物质还包含不饱和乙 烯基共聚单体。
23.权利要求19的粘合剂,其中该可重定位的压敏粘合剂还包括 阳离子胶乳粘合剂。
24.权利要求19的粘合剂,其中该可重定位的压敏粘合剂还包含 阳离子表面活性剂。
25.权利要求19的粘合剂,其中当粘合剂在涂覆板表面上经历 静态测试时,在纸基材上以约0.65克粘合剂每平方英尺(7.0克每平 方米)粘性条的速度将粘合剂涂覆成约18毫米宽和约33毫米长粘性条 后,粘附到涂覆钢板表面上约300秒后从涂覆钢板的表面分离。
26.权利要求23的粘合剂,其中当粘合剂在涂覆钢板表面上经历 静态角测试时,在纸基材上以约0.55克粘合剂每平方英尺(5.9克每平 方米)粘性条的速度将粘合剂涂覆成约18毫米宽和约33毫米长粘性条 后,粘附到涂覆钢板表面上约240秒后从涂覆钢板的表面分离。
27.一种粘合制品,该粘合制品包含:
基材;和
在该基材上的权利要求19的粘合剂涂层,该粘合剂能有效将粘合 制品定位到第一应用表面上,并能将该粘合制品重定位到第二应用表 面上。
28.权利要求27的粘合制品,其中所述粘合剂组合物能有效将粘 合制品从第一应用表面重定位到第二应用表面,且在第一应用表面上 没有留下任何可见的压敏粘合剂残留物,所述可见残留物是人肉眼可 见的任何残留物。
29.一种制备粘合剂组合物的方法,该方法包括:
使大量阳离子微球体存在于流化介质中,以产生粘合剂组合物, 该流化介质有效支持将粘合剂组合物流体施加至表面。
30.权利要求29的方法,其中所述阳离子微球体具有永久并且独 立结合至每个阳离子微球体上的阳离子电荷。
31.权利要求29的方法,其中所述阳离子微球体部分得自(甲基) 丙烯酸CN烷基酯单体,其中N是4~14的任何整数。
32.权利要求29的方法,其中所述阳离子微球体部分得自不饱和 乙烯基共聚单体。
33.权利要求29的方法,该方法还包括在粘合剂组合物中引入阳 离子胶乳粘合剂。
34.权利要求33的方法,该方法还包括在粘合剂组合物中引入阳 离子表面活性剂。
35.权利要求29的方法,该方法还包括在粘合剂组合物中引入阳 离子表面活性剂。
36.一种粘合制品,该粘合制品包含:
基材;和
在该基材上权利要求29中制备的粘合剂的涂层,该粘合剂能有效 将粘合制品定位到第一应用表面上,并能将该粘合制品重定位到第二 应用表面上。
37.权利要求36的粘合制品,其中所述粘合剂组合物能有效将粘 合制品从第一应用表面重定位到第二应用表面,且在第一应用表面上 没有留下任何可见的压敏粘合剂残留物,所述可见残留物是人肉眼可 见的任何残留物。
38.一种制备粘合剂阳离子微球体的方法,该方法包括:
引发可聚合混合物的反应,以形成粘性阳离子微球体,所述可聚 合混合物包括:
至少一种(甲基)丙烯酸CN烷基酯单体,其中N是任何4~14的整 数;和
阳离子不饱和乙烯基共聚单体。
39.权利要求38的方法,其中所述的至少一种(甲基)丙烯酸CN 烷基酯单体包括丙烯酸异辛基酯。
40.权利要求38的方法,其中所述可聚合混合物还包括不饱和乙 烯基共聚单体。
41.权利要求38的方法,其中引发可聚合混合物的反应包括:
在可聚合混合物中包含催化引发剂;和
用催化引发剂触发催化引发。
42.权利要求41的方法,其中用催化引发剂触发催化引发包括加 热催化引发剂,以由催化引发剂产生自由基。
43.权利要求38的方法,该方法还包括将阳离子表面活性剂包含 在可聚合混合物中。
44.一种使用权利要求38中粘性阳离子微球体的方法,该方法包 括均匀混合粘性阳离子微球体与阳离子胶乳粘合剂,形成粘合剂组合 物。
45.权利要求44的方法,该方法还包括将阳离子表面活性剂包含 在可聚合混合物中。
46.权利要求45的方法,其中当粘合剂组合物在涂覆钢板表面上 经历静态角测试时,在纸基材上以约0.65克每平方英尺(7.0克每平方 米)粘性条的速度将粘合剂组合物涂覆成约18毫米宽和约33毫米长的 粘性条,粘附到涂覆钢板表面上约300秒后从涂覆钢板表面分离。
47.一种使用权利要求40的粘性阳离子微球体的方法,该方法包 括均匀混合粘性阳离子微球体与阳离子胶乳粘合剂,以形成粘合剂组 合物。
48.权利要求47的方法,该方法还包括将阳离子表面活性剂包含 在可聚合混合物中。
49.权利要求48的方法,其中当粘合剂组合物在涂覆钢板表面上 经历静态角测试时,在纸基材上以约0.55克每平方英尺(5.9克每平方 米)粘性条的速度将粘合剂组合物涂覆成约18毫米宽和约33毫米长的 粘性条,粘附到涂覆钢板表面上约240秒后从涂覆钢板表面分离。
50.一种粘合制品,该粘合制品包含:
基材;和
在该基材上权利要求44中制备的粘合剂组合物的涂层,所述粘合 剂组合物能有效将粘合制品定位到第一应用表面上,并能将该粘合制 品重定位到第二应用表面上。
51.权利要求50的粘合制品,其中所述粘合剂组合物能有效将粘 合制品从第一应用表面重定位到第二应用表面,且在第一应用表面上 没有留下任何可见的压敏粘合剂残留物,该可见残留物是人肉眼可见 的任何残留物。

说明书全文

发明一般涉及可重定位压敏粘合剂。更具体地,本发明涉及表 现出与多种应用表面具有增强粘合性的可重定位压敏粘合剂,所述应 用表面包括但不限于粗糙表面、有纹理的表面或任何表现出难于粘合 的表面,无论这些表面竖直取向、平取向或同时具有竖直取向成分 和水平取向成分。

可重定位的压敏粘合剂(也称为″可重定位PSA′s)通常用于多种场 合如家庭和办公室环境中临时标记和便条的产品。粘附至多种应用表 面而不过早分离是可重定位PSAs的所需性能。另一方面,从应用表面 可干净地除去、且应用表面上没有粘合剂残留物的性能也是可重定位 PSAs的所需性能。可以允许多次重复、再应用至应用表面的粘合剂性 能也是可重定位PSAs的所需性能。

弹性微球体是可重定位PSAs通常使用的成分,其有助于获得可重 定位PSAs的这些所需特征。持续研究已经指出通过改变可重定位PSAs 的流变性和化学性能可增强可重定位PSAs与应用表面间的粘合。这些 研究主要集中于替代不同的成分和/或加入新的成分,以改变已知的可 重定位PSA配方。

有关研究的一个领域涉及制备这样的可重定位压敏粘合剂,当其 应用于平滑纸面以外的难于粘合的应用表面上时表现出增强的粘合 性,并且在除去包括可重定位压敏粘合剂的可重定位粘合制品时,使 应用表面上的粘合剂残留物最小化。一些表现出较难于粘合的应用表 面的实例包括但不局限于粗糙表面、有纹理的表面和带电荷的表面。

本发明提供了弹性微球体和具有需要的增强粘合性的可重定位压 敏粘合剂。对于其中存在的可重定位压敏粘合剂能令人满意地发挥作 用的应用表面,以及表现出更加难于粘合的应用表面都是如此。

附图简要说明

附图是包含本发明可重定位压敏粘合剂的可重定位粘合制品的立 体图。

发明概述

本发明涉及压敏粘合剂组合物,其包含阳离子微球体和有效用于 支持将压敏粘合剂组合物用于基材的流化介质。另外,本发明包括当 聚合时形成阳离子微球体的可聚合物质的混合物。本发明还包括可重 定位压敏粘合剂和制备该可重定位压敏粘合剂的方法。本发明还包括 包含基材和基材上可重定位压敏粘合剂涂层的可重定位粘合制品。

详细说明

本发明通常涉及可重定位压敏粘合剂。更具体地说,本发明涉及 包含阳离子聚合弹性微球体的可重定位压敏粘合剂。阳离子聚合弹性 微球体和包含该阳离子聚合弹性微球体的可重定位压敏粘合剂需要具 有增强的粘附特性,并在除去包括可重定位压敏粘合剂的可重定位粘 合制品时,使应用表面上的粘合剂残留物最小化。对于其中存在的可 重定位压敏粘合剂能令人满意发挥作用的应用表面,以及表现出更加 难于粘合的应用表面都是如此。

根据本发明制备的阳离子聚合弹性微球体(也称为″阳离子微球体″) 是某些可聚合物质的反应产物。可聚合物质包括至少一种(甲基)丙烯酸 C4-C14烷基酯单体和一种或多种阳离子不饱和乙烯基共聚单体。除了阳 离子不饱和乙烯基共聚单体,可聚合物质任选还可包括一种或多种其 它不饱和乙烯基共聚单体。

包含的可聚合物质作为制备阳离子微球体过程中反应混合物的一 部分。除了聚合物质,反应混合物还包括一种或多种催化引发剂。反 应混合物通常还包括流化介质,例如去离子水;和表面活性剂,例如 阳离子表面活性剂。反应混合物任选还可包括任何所需的聚合稳定剂 (具有非离子形式和/或阳离子形式)。此外,反应混合物可任选包括一 种或多种调节剂,例如流变剂、链转移剂、溶剂,和其任何组合,以 利于最优化阳离子微球体或形成阳离子微球体。

将反应混合物置于合适的条件,促进可聚合物质的聚合以形成反 应产物。也称为中间粘合剂组合物的反应产物包括阳离子聚合弹性微 球体,其悬浮于流化介质如去离子水中。当进行通常除去非常少量球 状物质的过滤时,反应产物被转化为纯化的阳离子微球体组合物。然 后将该纯化的阳离子微球体组合物与粘合剂例如阳离子胶乳粘合剂混 合,以形成涂料混合物(即,可重定位压敏粘合剂)。涂料混合物任选还 可包括任何所需的调节剂。涂料混合物中任选包括的可能调节剂的一 些实施例包括溶剂、增粘剂增塑剂、流变调节剂、抗化剂和这些 物质的任何组合物。

此处使用的术语″(甲基)丙烯酸酯″是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸 酯。可以用于阳离子微球体合成的示例性(甲基)丙烯酸C4-C14烷基酯单 体是具有4~14个原子的烷基的单官能不饱和(甲基)丙烯酸酯。该(甲 基)丙烯酸烷基酯是亲油的、水可分散的,且基本上不溶于水。特别感 兴趣的有用(甲基)丙烯酸C4-C14烷基酯的均聚物通常具有低于约-20℃ 的玻璃化转变温度。如果使用不同的(甲基)丙烯酸烷基酯单体的组合 物,那么组合物将产生通常玻璃化转变温度低于-20℃的共聚物或三元 共聚物。一些合适(甲基)丙烯酸烷基酯的非穷尽性实例包括,但是不局 限于,丙烯酸异辛基酯、4-甲基-2-戊基丙烯酸酯、2-甲基丁基丙烯酸酯、 丙烯酸异戊酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、 甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异 片酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯等,以及这些 物质中以任何比例的任何组合物。特别感兴趣的(甲基)丙烯酸烷基酯单 体的一些实例包括丙烯酸异辛基酯、丙烯酸异壬基酯、丙烯酸异戊基 酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲 丁酯、以及这些物质以任何比例的任何组合物。

合适阳离子不饱和乙烯基共聚单体的非穷尽性实例包括多种季氮 官能(甲基)丙烯酸酯。一些特别有用的阳离子不饱和乙烯基共聚单体包 括[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基铵氯化物(此处也称为″MOETAC″) 和[3-(甲基丙烯酰基基)丙基]三甲基铵氯化物(此处也称为 ″MAPTAC″)。可以使用单一不饱和乙烯基共聚单体。替代地,可以任 何比例使用不同的阳离子不饱和乙烯基共聚单体的任何组合物。相对 于反应混合物中每100重量份全部单体和共聚单体,阳离子不饱和乙 烯基共聚单体的总浓度可以低至约0.1重量份,并高达约10重量份阳 离子不饱和乙烯基共聚单体。

可以从Milwaukee,Wisconsin的Aldrich Chemical Company获得 MOETAC。MOETAC也是可从Besel,Switzerland的Ciba Specialty Chemicals,Inc.商购的AGEFLEXTM FM1Q75MC产品。也可从Aldrich Chemical Company获得MAPTAC。MAPTEC另外可从Malden, Massachusetts的Rohm Tech,Inc.以产品号BM-613商购。阳离子不饱 和乙烯基共聚单体的另一合适实例是MOETAC的三乙基铵官能变体, 其可从Rohm Tech,Inc.以产品号BM-606商购。

除阳离子不饱和乙烯基共聚单体外,合成阳离子微球体期间任选 可引入任何其它不饱和乙烯基共聚单体。如果引入,相对于反应混合 物中包括的每100重量份全部单体和共聚单体,任选的不饱和乙烯基 共聚单体的总浓度可以低至约0.1重量份,并可高达约10重量份任选 的不饱和乙烯基共聚单体。任选的不饱和乙烯基共聚单体可以包括任 何多种非极性的不饱和乙烯基共聚单体、任何多种离子不饱和乙烯基 共聚单体、任何多种极性不饱和乙烯基共聚单体和任何这些以任何比 例的任何组合物。这些物质的一些非穷尽性实例是:

(A)离子不饱和乙烯基共聚单体,例如甲基丙烯酸钠、丙烯酸铵、 丙烯酸钠、三甲胺对乙烯基苯甲二酰亚胺(benzimide)、4,4,9-三甲基 -4-氮鎓-7-氧-8-氧杂-癸-9-烯-1-磺酸酯、N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧 基乙基)铵丙酸甜菜、三甲胺甲基丙烯二酰亚胺(methacrylimide)、1,1- 二甲基-1-(2,3-二羟基丙基)胺甲基丙烯二酰亚胺、任何两性离子的不饱 和乙烯基单体等,和任何这些以任何比例的任何组合物;

(B)非极性的不饱和乙烯基共聚单体,例如4-甲基-2-戊基丙烯酸 酯;2-甲基丁基丙烯酸酯;丙烯酸异戊基酯;丙烯酸仲丁酯;丙烯酸正 丁酯;甲基丙烯酸异癸酯;丙烯酸叔丁酯;甲基丙烯酸叔丁酯;丙烯 酸异冰片酯;辛基丙烯酰胺;甲基丙烯酸甲酯;丙烯酸异壬酯;丙烯 酸异癸酯;苯乙烯等;和任何这些以任何比例的任何组合物;

(C)极性不饱和乙烯基共聚单体,例如丙烯酰胺;甲基丙烯酰胺; 2-羟乙基丙烯酸酯;包含不饱和键和烯类键的有机羧酸,其中有机羧酸 包含3~约12个碳原子,通常具有1~约4个羧酸部分;和任何这些 以任何比例的任何组合物。该有机羧酸的非限定实例包括丙烯酸、甲 基丙烯酸、衣康酸、羧乙基丙烯酸酯等,以及任何这些以任何比例的 任何组合物。

另一类合适的任选不饱和乙烯基共聚单体是具有以下通式(1)的 核心(或一部分核心)的氨基官能单体:

其中,R1是-H,-CH3,-CH2CH3,氰基或羧甲基;

R2是包含1~约12个碳原子的基;

R3和R4各自独立是H、或包含1~约12个碳原子的烷基、或芳 烷基、或一起形成环或杂环部分;

L是碳-碳键,O,NH或S;和

x是整数1~3。

通式(1)任选的不饱和乙烯基共聚单体的非限定实例包括N,N-二 甲基-氨乙基(甲基)丙烯酸酯;N,N-二甲基氨基丙基-(甲基)丙烯酸酯; 叔丁基氨乙基(甲基)丙烯酸酯;N,N-二乙基氨基丙烯酸酯;以及任何这 些以任何比例的任何组合物。

另一类合适的任选不饱和乙烯基共聚单体具有以下通式(2)的核心 (或一部分核心):

其中,R1是-H,-CH3,-CH2CH3,氰基或羧甲基;

R2是包含1~约12个碳原子的烃基;

R5是-O-、包含1~5个碳原子的烯化氧、或苯氧基化氧,其中烯 化氧包括任何-CH2O-、-CH2CH2O-或-CH2(CH)CH3O-等;

R6是H、-C6H4OH或-CH3;

L是碳-碳键、O、NH或S;和

n是整数,除了当R5是-O-时,n是整数1-3。

通式(2)任选的不饱和乙烯基共聚单体的非限定实例包括羟乙基 (甲基)丙烯酸酯;丙三醇单(甲基)丙烯酸酯;4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯; 丙烯酸酯封端的聚(环氧乙烷);甲基丙烯酸酯封端的聚(环氧乙烷);甲 氧基聚(环氧乙烷)甲基丙烯酸酯;丁氧基聚(环氧乙烷)甲基丙烯酸酯; 丙烯酸酯封端的聚(乙二醇);甲基丙烯酸酯封端的聚(乙二醇);甲氧基 聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯;丁氧基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯;以及任何 这些以任何比例的任何组合物。

另一类合适的任选不饱和乙烯基共聚单体是酰胺官能的,并具有 通式(3)的核心(或一部分核心):

其中,R1是-H,-CH3,-CH2CH3,氰基或羧甲基;

R3和R4独立地是H、或包含1~约12个碳的烷基、或芳烷基、 或一起形成环或杂环部分。

通式(3)任选的不饱和乙烯基共聚单体的一个实例是N,N-二甲 基丙烯酰胺。

其它在上述三类范围之外但是在允许的共聚单体范围内的合适任 选不饱和乙烯基共聚单体的非限定实例包括(甲基)丙烯腈;糠基(甲基) 丙烯酸酯;四氢糠基(甲基)丙烯酸酯;2-乙烯基吡啶;4-乙烯基吡啶; N-乙烯基吡咯烷;N-乙烯基己内酰胺丙烯酰胺;以及任何这些以任 何比例的任何组合物。

合适的催化引发剂实例包括通常适用于丙烯酸酯单体自由基聚合 的引发剂。该引发剂的实例包括热活化的引发剂和光引发剂。合适的 热活化引发剂的一些非详尽实例包括偶氮化合物、氢过氧化物、过氧 化物和任何这些以任何比例的任何组合物。特别感兴趣的一些热活化 引发剂包括VAZO52自由基偶氮引发剂,可以水溶液从E.I.DuPont de Nemours and Company of Wilmington,Delaware得到,和从Philadelphia, Pennsylvania的Pennwalt Corporation(现在为Atochem North America, Inc.)可以LUCIDOL75商购的75%的活性过氧化苯甲酰引发剂。聚合 引发剂的总浓度应有效催化聚合反应混合物中存在的多种单体和共聚 单体,并形成阳离子微球体。通常,对于反应混合物中包括的每100 重量份全部单体和共聚单体,聚合引发剂的总浓度可以低至约0.01重 量份,并可高达约2重量份聚合引发剂。

合适的阳离子表面活性剂包括多种季氮官能化合物。一种合适的 阳离子表面活性剂为椰油烷基甲基[聚氧化乙烯(15)]铵氯化物,其可以 ETHOQUADC/25阳离子表面活性剂从Chicago Illinois的Akzo Nobel Chemicals,Inc得到。另一特别合适的阳离子表面活性剂是十八烷基甲 基[聚氧化乙烯(15)]铵氯化物,其可以ETHOQUAD18/25阳离子表面 活性剂从Akzo Nobel Chemicals,Inc商购。除了这两种特别感兴趣的 阳离子表面活性剂,其它合适的阳离子表面活性剂包括十六烷基二甲 基-苄基铵氯化物、C12-C18烷基三甲基铵溴化物和C12-C18烷基三甲基铵 氯化物。

通常,相对于每100重量份阳离子微球体,反应混合物中包括的 全部阳离子表面活性剂的总浓度可以高至约10重量份阳离子表面活性 剂。更通常,相对于每100重量份阳离子微球体,反应混合物中包括 的全部阳离子表面活性剂的总浓度可高至约5重量份阳离子表面活性 剂。在特别感兴趣的应用中,相对于每100重量份阳离子微球体,反 应混合物中全部阳离子表面活性剂的总浓度可以低至约1重量份,并 可高至约3重量份阳离子表面活性剂。

如果使用聚合稳定剂,其在反应混合物转变成反应产物时有助于 稳定最终的聚合液滴,以及其后的稳定性。因此,聚合稳定剂有助于 稳定并防止阳离子微球体聚集。此外,使用聚合稳定剂可降低反应混 合物中阳离子表面活性剂的浓度,使其低于其他可能认为需要的水平。 可以使用任何合适的非离子聚合稳定剂和/或用于实现聚合液滴稳定功 能并防止阳离子微球体聚集的阳离子聚合稳定剂。通常,相对于每100 重量份阳离子微球体,反应混合物中全部聚合稳定剂的总浓度可以低 至约0.1重量份,并可高至约3重量份聚合稳定剂。

一个特别感兴趣的合适阳离子聚合稳定剂实例是MOETAC和丙 烯酰胺的高分子量共聚物,可以ROHAGITKF 720阳离子聚合稳定剂 从Rohm Tech.Inc商购。其它示例性的聚合稳定剂包括平均分子量大于 5,000的聚丙烯酸盐,例如铵、钠、锂和盐;羧基改性的聚丙烯酰胺; 丙烯酸与二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的共聚物等;聚合季铵类,例 如季铵化的聚乙烯基吡咯烷酮共聚物和季铵化的胺取代的纤维素材 料;纤维素塑料和羧基改性纤维素塑料,例如NATROSOLCMC Type 7L羧基甲基纤维素钠,可从Wilmington,Delaware的Hercules,Inc 获得;和聚乙烯醇。

任选调节剂的一些合适实例是多种化学物质,例如溶剂、流变剂、 链转移剂、增粘剂和/或增塑剂、流变调节剂、抗氧化剂和任何这些的 任何组合物。更通常在合成阳离子微球体之前将一些类型的调节剂加 入到反应混合物中。例如,反应混合物任选可包括任何或所有的多种 调节剂,例如流变剂、链转移剂、溶剂和任何这些的任何组合物,以 有利于最优化形成阳离子微球体或阳离子微球体的性能。更通常在合 成阳离子微球体后引入其它类型的调节剂,例如在混合阳离子微球体 以形成涂料混合物(即,可重定位压敏粘合剂)期间。无论哪种情况,如 果使用调节剂,那么任何这类调节剂的使用量通常可以是这些调节剂 用于已知用途的有效用量。

在形成阳离子微球体之前加入到反应混合物中的特别有用的调节 剂的一个实例是链转移剂。反应混合物中可以包括任何组合或任何比 例的一种或多种链转移剂。链转移剂可用于控制反应产物中形成作为 阳离子微球体的聚合物分子量。自由基引发聚合中许多含卤素和含硫 的有机化合物较好地起到链转移剂的作用。这类链转移剂的一些非穷 尽实例是四溴化碳、四氯化碳、十二烷硫醇、异辛基硫基乙醇酸酯、 丁硫醇和叔十二烷基硫醇,和长链硫醇,例如特别感兴趣的十二烷硫 醇。相对于每100重量份反应混合物中包含的全部单体和共聚单体, 反应混合物中包含的任何链转移剂的总浓度通常可以高达约0.15重量 份,更合乎需要的是高达约0.12重量份,更加合乎需要的是高达约0.08 重量份。

涂料混合物中任选包括的可能调节剂的一些实施例包括溶剂、增 粘剂、增塑剂、流变调节剂、抗氧化剂、以及任何这些以任何比例的 任何组合物。例如,当混合纯化的阳离子微球体组合物以形成涂料混 合物(即可重定位压敏粘合剂)时,可以引入多种流变调节剂(增稠剂)。

一些合适的流变调节剂非穷尽实例包括可从Philadelphia, Pennsylvania的Rohm&Haas Company获得的ACRYSOLRM-8流变调 节剂和可从Hercules,Inc获得的NATROSOL250HHR水溶性羟乙基 纤维素产品。一些示例性的增粘剂和/或增塑剂包括可以商品名 FORAL和REGALREZ从Hercules,Inc商购的氢化松香酯。其它有 用的增粘剂包括基于叔丁基苯乙烯的树脂。其它有用的增塑剂包括例 如邻苯二甲酸二辛酯、2-乙基己基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯等。有用的 抗氧化剂的一个合适实例是可从Peace Dale,Rhode Island的Technical Industries获得的TI-Nox#WL抗氧化剂。可重定位PSA中使用的任何 这类流变调节剂、增粘剂、增塑剂和/或抗氧化剂的量是这类添加剂用 于已知用途的有效用量。

实践中,可利用任何涂覆技术将在图中描述为10的可重定位压敏 粘合剂涂覆到基材12如底纸(primed paper)上,以形成可重定位的粘 合剂产品14(即涂覆的基材)。阳离子胶乳粘合剂有助于将阳离子微球 体定位至可重定位粘合剂产品上。因此,阳离子胶乳粘合剂有助于将 阳离子微球体定位至可重定位的粘合剂产品,当从应用表面除去可重 定位粘合剂产品时,该阳离子胶乳粘合剂有助于确保可重定位压敏粘 合剂可从应用表面移去,同时使应用表面上残留的粘合剂残留物量最 小化。

阳离子胶乳粘合剂的一些优选实施例公开在2002年1月16日提 交并于2003年9月18日以公布号US 20030175503A1公布的美国申 请号10/052,032公开的名称为“具有季铵官能性的压敏粘合剂、产品 和方法”( Pressure Sensitive Adhesives Having Quaternary Ammonium Functionality,Articles,and Methods)中。美国专利申请号10/052,032 的专利权授予3M Innovative Products Company of St.Paul,Minnesota.。 尽管优选美国专利申请号10/052,032中公开的阳离子胶乳粘合剂,但 在不偏离本发明主旨和范围的前提下,可使用其它阳离子胶乳粘合剂。

涂料混合物中包括有效浓度的阳离子胶乳粘合剂,该浓度有助于 将阳离子微球体定位至可重定位粘合剂产品;另外,当从应用表面除 去可重定位粘合剂产品时,该阳离子胶乳粘合剂还有助于确保可重定 位压敏粘合剂可从应用表面上移去,同时使应用表面上残留的粘合剂 残留物量最小化。通常,相对于每100重量份阳离子微球体,涂料混 合物中阳离子胶乳粘合剂的总浓度可高达约50重量份阳离子胶乳粘合 剂。更通常,相对于每100重量份阳离子微球体,涂料混合物中阳离 子胶乳粘合剂的总浓度可高达约10重量份阳离子胶乳粘合剂。在特别 感兴趣的应用中,相对于每100重量份阳离子微球体,涂料混合物中 阳离子胶乳粘合剂的总浓度可以低至约1重量份,并可高达约4重量 份阳离子胶乳粘合剂。

制备可重定位压敏粘合剂首先需要合成阳离子微球体。其后,可 以将通过过滤反应产物后纯化的阳离子微球体组合物中存在的合成阳 离子微球体与任何另外需要的成分混合,以形成可重定位的压敏粘合 剂。可重定位压敏粘合剂的特征在于″压敏感″,在可重定位压敏粘合 剂紧靠应用表面放置时,由于阳离子微球体的弹性,向可重定位压敏 粘合剂施加压力后,易于使可重定位压敏粘合剂的阳离子微球体与应 用表面之间的接触增强。

可以下面更充分详述的单一步骤合成阳离子微球体。聚合反应在 单体和共聚单体的含水反应混合物中存在的单一聚合相内进行。在单 步方法中,当聚合开始时,含水反应混合物中可存在(甲基)丙烯酸 C4-C14烷基酯、阳离子不饱和乙烯基共聚单体和任何任选的不饱和乙烯 基共聚单体。反应混合物中还可以加入反应混合物的其它成分,例如 聚合引发剂、阳离子表面活性剂、任何任选的稳定剂和任何任选的调 节剂,如在本文中其他地方中的详述。

具体反应条件例如合成期间反应温度分布取决于使用的单体、共 聚单体和催化引发剂的具体类型。尽管如此,通常需要将反应混合物 预分散至平均单体液滴尺寸低至约1微米~高达约300微米,更需要 的是低至约20微米~高达约1500微米。平均单体液滴尺寸倾向于随 反应混合物的搅拌增加和延时而减小。

聚合期间最小化反应混合物中存在的氧气通常是合乎需要的,因 为反应混合物中溶解的氧可以抑制单体聚合。因此,合乎需要的是在 聚合反应之前和聚合反应期间从反应混合物排出溶解的氧。尽管惰性 气体鼓泡进入反应容器或通过反应混合物是有效的除氧技术,但当实 践本发明时,可以使用其它与聚合用单体和共聚单体相容的除氧技术。 通常,使用氮气除去反应混合物的氧气,尽管VIIIA族(CAS型)的任何 惰性气体也适用于除氧。

反应混合物中必须存在足量的自由基以引发单体聚合。可以用几 种本领域已知的技术从聚合物引发剂获得这类自由基。例如,可以对 反应混合物施加热,以产生自由基并引发单体聚合。作为另一实例, 可以对反应混合物施加幅射,以产生自由基并引发单体聚合。由于仅 加热反应混合物相对容易,因此,为了引发聚合反应,施加热以热解 催化引发剂并产生足量自由基的操作通常是优选的。根据使用的具体 催化引发剂,反应混合物被加热的温度明显不同。对于许多引发剂, 例如VAZO52聚合,加热至约50℃的温度对于引发产生足够自由基 是足够的。

一种进行单步聚合反应的方法需要在均匀和均相混合的第一混合 物中混合(甲基)丙烯酸C4-C14烷基酯单体与催化引发剂,然后保持。 同样地,在均匀和均相混合的第二混合物中混合阳离子不饱和乙烯基 共聚单体、去离子水和阳离子表面活性剂,然后保持。

除了阳离子不饱和乙烯基共聚单体外,第一混合物或第二混合物 可另外包括并均匀混合任何任选的不饱和乙烯基共聚单体。此外,第 一混合物或第二混合物可另外包括并均匀混合任何任选的聚合稳定剂 和任何任选的调节剂,这些物质对于聚合反应或阳离子微球体具有需 要的效果,例如流变剂、链转移剂、溶剂等,以及任何这些的任何组 合物,对于特定的调节剂也是如此。

混合第一混合物和第二混合物以形成反应混合物。从形成反应混 合物开始,整个聚合过程保持搅拌和适当的净化例如氮气吹洗。例如, 通过加热反应混合物,催化引发剂开始产生自由基。反应混合物的温 度分布保持预定的时间,以支持多种单体和共聚单体的聚合。例如, 产生足够的自由基并开始聚合后,在约75℃温度下保持反应混合物约 4小时通常将支持至少单体和共聚单体的大量聚合。聚合进行至令人满 意的程度后,冷却得到的反应产物,例如冷却至室温。

聚合后,反应产物在室温下以阳离子微球体的稳定多相水悬浮液 存在。基于反应产物的总重量,反应产物可以具有低至约10wt.%和高 至约70wt.%的非挥发性固体含量。包含阳离子微球体多相水悬浮液的 反应产物对于阳离子微球体聚集和凝结通常是相当稳定的,因此聚合 后可以立即用作粘合剂。由于反应产物的适用性,因此,本发明该反 应产物的特征在于作为中间粘合剂组合物。

然而,在随后混合阳离子聚合弹性微球体与其它增强在粘合剂涂 层中使用阳离子微球体的益处的试剂之前,优选过滤反应产物以除去 存在量通常非常少的球形物质。通过过滤从反应产物除去的任何球形 物质可仅包括标称直径约300微米或更大的球形物质,但是更通常包 括标称直径约200微米或更大的球形物质,以得到更均匀一致的纯化 的阳离子微球体组合物。

纯化的阳离子微球体组合物通常包含一些剩余量的在阳离子微球 体合成期间使用的流化介质。至少一些该残余流化介质通常残留在其 中,并有效支持可重定位压敏粘合剂流体态施加至基材。纯化的阳离 子微球体组合物可以并通常与其它补充残余流化介质的试剂混合,以 形成可重定位压敏粘合剂。例如,可混合纯化的阳离子微球体组合物 与阳离子胶乳粘合剂,其中阳离子胶乳粘合剂可有助于将阳离子微球 体定位至涂覆基材。另外,可混合多种改性剂例如流变剂与纯化的阳 离子微球体组合物,其中所述的流变剂稠化可重定位PSA,并增强可 重定位PSA的涂层性质。还可混合其它增强可重定位PSA涂层性质的 其他改性剂(例如溶剂)和有助于可重定位PSA化学稳定的抗氧化剂 与纯化的阳离子微球体组合物。

通过在可重定位PSA中通过包含其它改性剂例如增粘剂和/或增 塑剂,可以改变可重定位PSA的其它性能。除了流变改性剂、粘合剂、 增粘剂和增塑剂,本发明可重定位PSA中可以包括其它改性剂或助剂, 例如着色剂和填料,以及多种其它有时用在可重定位PSAs中的聚合添 加剂。可重定位PSA中可包括任何这类另外的添加剂或助剂,其量为 对于具体另外添加剂和/或助剂的已知用途有效的量。

混合纯化的阳离子微球体组合物后,可重定位PSA可被涂覆到任 何需要的基材上,例如衬底材料或其它基材,以形成包含可重定位压 敏粘合剂涂层的可重定位粘合制品。可以使用常规涂覆粘合剂的方法 例如狭缝模具涂覆法,将可重定位PSA施加到基材上,以产生可重定 位压敏粘合剂涂层。通常,干燥后,可重定位压敏粘合剂涂层中干涂 层的重量可低至约0.2克每平方英尺(2.1克每平方米)涂覆的可重定位 PSA涂层,和高至约2克每平方英尺(21.5克每平方米)涂覆的可重定位 PSA涂层。

用作可重定位粘合制品基材的衬底材料可以是通常用于形成带状 衬材或可重定位便签纸的任何材料,或可以是多种其它的示例性柔性 材料。例如,衬底材料可以是任何纸类,例如底结合物(primed bond) 或底复印纸,或任何纸基的底材。通常,衬底材料或其它用于形成可 重定位粘合制品的基材可以薄至约15微米,厚至约155微米,尽管可 以使用厚度超出这些值的衬底材料或其它基材。

合适衬底材料的其它实例包括纺织和无纺布、金属、金属化聚合 膜和陶瓷材料。纺织织物的一些实例包括由合成线或天然材料形成的 织物;例如纱、玻璃、陶瓷材料和多种塑料,例如尼龙和人造丝。 无纺布的一些实例包括多种天然或合成纤维的气流成的网,例如任何 在这里关于纺织织物形成中描述的纤维。

合适衬底材料的一些另外非穷尽的实例包括由多种热塑性材料制 备的衬底材料,所述热塑性材料例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚 酯、聚酰胺、醋酸纤维素和乙基纤维素。一种示例性聚酯衬底材料是 聚对苯二甲酸乙二醇酯面料,例如SCOTCH膜号8050,其可从 St.Paul,Minnesota.的3M Company获得。一种合适的聚酰胺衬底材 料包括可从E.I.DuPont de Nemours and Company获得的KAPTON聚 酰亚胺膜。

除了这些示例性热塑性材料,合适衬底材料的其它实例包括纸或 用这些热塑性材料涂覆或层压的类似基材。通常化处理或其他处理 由这些热塑性材料形成的膜和用这些热塑性材料涂覆的纸或类似材 料。可以用低粘性背面涂层(backsize coating)(也称为“防粘涂层”) 以相关方式硅化或其他方式处理衬底材料的任何侧面,以从衬底材料 的被处理面改善防粘性。

低粘性背面涂层有助于防止相邻的可重定位粘合制品(例如可重 定位粘合剂片或可重定位粘合剂便签条)彼此粘附,其中所述的可重定 位粘合制品包含可重定位PSA的粘性条。该特征对于从第二可重定位 粘合制品的顶部取回和分离第一可重定位粘合制品是需要的,其中包 括的第一可重定位粘合制品和第二可重定位粘合制品作为可重定位粘 合制品簿或叠层的部分。

不使用低粘性背面涂层,第一可重定位粘合制品上可重定位PSA 的粘性条会强烈粘附至第二可重定位粘合制品,并且当仅希望从叠层 取回第一可重定位粘合制品时,会导致第二可重定位粘合制品、甚至 第二可重定位粘合制品下方的随后可重定位粘合制品从制品簿或叠层 上被取出。可以将低粘性背面涂层施加至第二可重定位粘合制品朝向 第一可重定位粘合制品粘性条的部分,使得易于从第二可重定位粘合 制品上分离第一可重定位粘合制品,尽管可重定位PSA具有优异粘附 性。同样地,可以将低粘性背面涂层施加至第三可重定位粘合制品朝 向第二可重定位粘合制品粘性条的部分,使得易于从第三可重定位粘 合制品上分离第二可重定位粘合制品。对于存在于第一和第二可重定 位粘合制品下方的制品簿或叠层的其它可重定位粘合制品,可继续施 加该低粘性背面涂层,使得更容易从制品簿或叠层内后续的可重定位 粘合制品分离上部的可重定位粘合制品。

一种改善防粘性质的示例性涂层描述于美国专利No.5,032,460 中。通常施加用于改善防粘性质的低粘性背面涂层,以获得低粘性背 面涂层的干重低至约0.05克每平方英尺(0.54克每平方米)涂覆纸或其 它涂覆基材,且高至约0.1克每平方英尺(1.1克每平方米)涂覆纸或其它 涂覆基材。

可重定位压敏粘合剂的一些示例性应用包括可重定位便签条和纸 制品、可重定位带材和带状标记产品、可重定位绘图纸、商业印刷品、 墙纸、可重定位胶粘合剂等。可重定位PSA 10的可重定位性使得可重 定位粘合制品14粘性定位到第一应用表面16上,随后将可重定位粘 合制品14重定位到不同的应用表面上,例如重定位到如附图所示的第 二应用表面18上。除了指出的可重定位应用,由于可重定位PSA的优 异粘附性,其它可重定位PSA应用包括非可重定位(永久)型的工业、 商业和居住应用。引入阳离子微球体的可重定位压敏粘合剂还可用作 抗菌或抗生物的医用粘合剂。因此,可重定位PSA的其它应用可以 包括医用粘合剂产品。

用含可阳离子微球体的重定位压敏粘合剂涂覆的制品强烈粘附至 多种粗糙表面、有纹理的表面和其它难于粘合的表面,而不会过早从 这些表面脱离。此外,可重定位PSA中包含的阳离子微球体具有阳离 子电荷。尽管这不受任何特定理论限制,但据信在可重定位PSA中包 含的阳离子微球体的阳离子电荷是阳离子微球体的一部分,并且永久 地结合至各个阳离子微球体上。据相信导致阳离子微球体携带阳离子 电荷的阳离子微球体的化学成分是阳离子微球体的结构部分,该结构 部分永久并化学结合在每个阳离子微球体内部。因此,据认为阳离子 微球体不易损失其阳离子电荷。

因此,阳离子微球体提供与任何携带整体负性(阴离子)电荷的应用 表面静电粘附相互作用。该静电粘附相互作用使得包括阳离子微球体 的可重定位PSAs表现出与具有整体负电荷的应用表面增强的粘性。本 发明可重定位PSA中加入其它阳离子成分可进一步改善可重定位PSA 与这类应用表面的粘性。

当连接至难于粘附的应用表面如粗糙表面、有纹理的表面和带电 荷的表面时,与现有的可重定位压敏粘合剂相比,本发明的可重定位 压敏粘合剂表现出增强的粘性。此外,本发明可重定位压敏粘合剂表 现出增强的粘性,并且在除去包含可重定位压敏粘合剂的可重定位粘 合制品时,使应用表面上残留的粘性残留物最小化。例如,参考附图, 当从第一应用表面16将包含可重定位压敏粘合剂10的可重定位粘合 制品14重定位至第二应用表面20时,该重定位通常在第一应用表面 16上没有留下可重定位压敏粘合剂10的任何可见的残留物(人肉眼可 见的)。更合乎需要地,当从第一应用表面将包含可重定位压敏粘合剂 的可重定位粘合制品重定位至第二应用表面时,进行这类重定位的同 时,第一应用表面上没有留下或基本上没有留下可重定位压敏粘合剂 的残留物。

性能分析和表征方法

粒度测定

除非另有说明,使用Horiba型号LA-910激光器散射粒度分布分 析仪,根据分析仪对于测定粒度的指导,测定本发明中阳离子微球体 的粒度。Horiba LA-910粒度分布分析仪可从Kyoto,Japan的Horiba Instruments,Inc商购。

与低能表面粘合性的表征

该测试表征不同的可重定位性剂制品在塑料低能表面上保持粘合 的性能,其中可重定位粘合制品为包含可重定位压敏粘合剂干燥涂层 的准备的便签纸。该测试中,将包含特定可重定位压敏粘合剂干燥涂 层的多种基材粘附至应用表面,特别是塑料低能表面。该方法中使用 的塑料低能表面是用于电脑显示器的型号PF450XL秘密过滤装置 (privacy filter)。型号PF450XL秘密过滤装置可从3M Company获 得。

将具有可重定位PSA涂层的类似尺寸的粘合制品粘附至型号 PF450XL秘密过滤装置上。其中已被涂覆待测试可重定位PSA涂层的 粘合制品的涂覆区域具有几乎相同的表面积。使用类似的施加压力将 粘合制品定位到型号PF450XL秘密过滤装置上。将粘合制品定位到型 号PF450XL秘密过滤装置上后,如果发生粘合制品分离,观察发生分 离前粘附至秘密过滤装置上的不同粘合制品保持的时间。

静态测试

静态角测试测量不同可重定位粘合制品保留粘附在标准测试板上 的能力,同时可重定位压敏粘合剂干燥涂层在恒定载荷下以规定的剥 离角除去压力,所述的不同可重定位粘合制品为包含可重定位压敏粘 合剂干涂层的准备的便签纸。基本上,该静态角测试是定量测量具有 不同可重定位PSA涂层的可重定位粘合制品的抗分离性的过程。

该静态角测试中,不同的可重定位粘合制品(即可重定位粘性便签 纸)尺寸全部相同,即约33mm宽,约76mm长。每个可重定位粘性便 签纸样品包括约18mm宽和约33mm长的粘性条(可重定位PSA的涂 层),其中每个粘性条的长度方向沿着每个可重定位粘性便签纸样品的 短方向且其顶部定位。特定粘性便签纸样品的粘性条是待测试的特定 可重定位PSA干涂层。

该静态角测试中使用的测试板是具有涂覆面的板。将根据该方 法测试的各个可重定位便签纸样品施加到钢板的涂覆面上,其中粘性 条的长度方向水平取向,且位于可重定位粘性便签纸样品的顶部。被 施加至钢板涂覆面上后,用施加压力为约1.5磅/平方英寸(77.6毫米汞 柱)的双程涂覆辊,将特定的可重定位粘性便签纸样品压力粘附至涂覆 面。

将包含粘性条的整个可重定位粘性便签纸样品放置在竖直方向大 致垂直地表面的固定框中。使钢板的涂覆面相对于竖直取向的固定框 保持成约30°向下的角度。向可重定位粘性便签纸样品的下端施加100 克载荷,该下端邻近固定框的下端。从施加100克载荷开始计时,测 量在可重定位粘性便签纸与钢板分离前,可重定位粘性便签纸样品保 持粘接至钢板涂覆面上的时间。静态角度测试通常进行至失效,即, 进行至至可重定位粘性便签纸实际从钢板上分离。可以秒计算测量出 现分离之前的时间。

实施例

通过下面实施例更详细地描述本发明,这些实施例仅为了示例性 目的,因为在本发明范围内的许多改变和变化对于本领域技术人员是 显而易见的。

实施例1

本实施例表示阳离子微球体的合成,在可重定位压敏粘合剂中混 合合成的阳离子微球体、和将可重定位压敏粘合剂涂层施加至基体上, 以形成可重定位粘合制品。该实施例中,丙烯酸异辛酯用作(甲基)丙烯 酸C4-C14烷基酯单体,MOETAC用作阳离子共聚单体。该实施例中除 了阳离子不饱和乙烯基共聚单体外,在制备阳离子微球体过程中没有 使用不饱和乙烯基共聚单体。首先,在1,000毫升聚乙烯烧杯中混合并 均匀搅拌343克丙烯酸异辛酯、0.35克VAZO 52聚合引发剂和0.53 克LUCIDOL 75聚合引发剂,形成第一混合物。然后,在装有温度计 和机械搅拌装置的两升玻璃反应烧瓶中形成第二混合物。玻璃反应烧 瓶还包含氮气入口管,使得当密闭反应烧瓶时,其可以保持在氮气层 下。

第二混合物包括在玻璃反应烧瓶中混合并均匀搅拌的354克去离 子水、90克ETHOQUAD 18/25阳离子表面活性剂12%的水溶液和24 克MOETAC(从Aldrich Chemical Company获得,75wt.%固体的溶液)。 基于阳离子表面活性剂水溶液的总重,ETHOQUAD 18/25阳离子表 面活性剂的水溶液包括12wt.%的ETHOQUAD 18/25阳离子表面活性 剂和88wt.%的水。

将聚乙烯烧杯中的第一混合物加入至两升玻璃反应烧瓶内的第二 混合物中,以形成反应混合物。在氮气层下使用以400转/分(RPM)运 转的机械搅拌装置搅拌反应烧瓶中的反应混合物5分钟。5分钟混合时 间后,将反应混合物加热至50℃,并在该50℃温度下保持约30分钟, 直至反应混合物放热至75℃。然后将反应混合物在75℃另外保持4小 时。整个聚合反应期间持续以400RPM搅拌并保持氮气层。

在75℃保持4小时后,在反应烧瓶中将得到的反应产物冷却至室 温。然后通过粗棉布过滤反应产物,得到包含约45wt.%固体的多相悬 浮液。多相悬浮液包含的固体即使没有不是完全构成本发明的阳离子 微球体,也构成其主要成分。根据本发明性能分析和表征方法部分中 的粒度测定方法,对45%固体的悬浮液进行粒度分析。阳离子微球体 的平均粒度测定为约73微米。

然后混合阳离子微球体,以形成本发明可重定位的压敏粘合剂。 首先,在8盎司广口瓶中放置200克45%固体的悬浮液,使用悬空的 混合器进行搅拌。然后,在该广口瓶中放置13克美国专利申请号 10/052,032中公开的阳离子胶乳粘合剂的25%水溶液、0.5克TI-Nox # WL抗氧化剂的10wt.%水溶液以及1.8克ACRYSOL RM8流变改性 剂,同时连续搅拌广口瓶中内容物。

基于25%水溶液的总重量,阳离子胶乳粘合剂的25%水溶液包括 25wt.%的阳离子胶乳粘合剂和75wt.%的水。基于10%水溶液的总重量, TI-Nox # WL抗氧化剂的10wt.%溶液包含10wt.%的TI-Nox # WL抗氧 化剂和90wt.%的水。

在描述于美国专利号5,032,460具有低粘性背面涂层的第一侧上 预涂覆15.2厘米宽的一卷准备的粘合纸(primed bond paper)。将包含 阳离子微球体的复合可重定位压敏粘合剂涂覆在准备的粘合纸卷的第 二侧上,以产生包含可重定位压敏粘合剂粘性条的可重定位粘性便签 纸。干燥后,该粘性条具有约0.75克可重定位压敏粘合剂每平方英尺 粘性条(8.1克每平方米)的涂层重量。然后将可重定位粘合剂便签纸转 变成25.4厘米×15.2厘米的可重定位粘合剂便签薄,其后将其切成用 于测试的不同尺寸。

实施例2

该实施例表示合成阳离子微球体,在可重定位压敏粘合剂中混合 合成的阳离子微球体,以及在基材上施加可重定位压敏粘合剂涂层, 以形成可重定位粘合制品。该实施例中,丙烯酸异辛酯用作(甲基)丙烯 酸C4-C14烷基酯单体,MOETAC用作阳离子不饱和乙烯基共聚单体, N-乙烯基吡咯烷酮用作任选的不饱和乙烯基共聚单体。

首先,在1,000毫升聚乙烯烧杯中混合并均匀搅拌328克丙烯酸 异辛酯、9克N-乙烯基吡咯烷酮、0.36克VAZO 52聚合引发剂、0.54 克LUCIDOL 75聚合引发剂和7.2克叔月桂基硫醇的1%溶液,形成 第一混合物。基于1%溶液的总重量,叔月桂基硫醇的1%溶液包含 1wt.%的叔月桂基硫醇和99wt.%的丙烯酸异辛酯。叔月桂基硫醇用作随 后单体/共聚单体聚合期间的链转移剂。

然后,在安装有温度计和机械搅拌装置的两升玻璃反应烧瓶中形 成第二混合物。玻璃反应烧瓶还包含氮气入口管,使得当密闭反应烧 瓶时,其可以保持在氮气层下。

第二混合物包括在玻璃反应烧瓶中混合并均匀搅拌的360克去离 子水、90克ETHOQUAD 18/25阳离子表面活性剂12%的水溶液和21.6 克MOETAC(从Aldrich Chemical Company获得,含75wt.%固体的溶 液)。基于阳离子表面活性剂水溶液的总重量,ETHOQUAD 18/25阳离 子表面活性剂的水溶液包括12wt.%的ETHOQUAD 18/25阳离子表面 活性剂和88wt.%的水。

将聚乙烯烧杯中的第一混合物加到两升玻璃反应烧瓶中的第二混 合物中,以形成反应混合物。在氮气层下使用以400转/分(RPM)运转 的机械搅拌装置搅拌反应烧瓶中的反应混合物5分钟。5分钟混合时间 后,将反应混合物加热至50℃,并在该温度保持约30分钟,直至反应 混合物放热至75℃。然后将反应混合物在75℃另外保持4小时。整个 聚合反应期间持续以400RPM的速度搅拌并保持氮气层。

在75℃下保持4小时后,在反应烧瓶中将得到的反应产物冷却至 室温。然后通过粗棉布过滤反应产物,以除去极少量的球形物质,得 到包含约45wt.%固体的多相悬浮液。多相悬浮液包含的固体即使不是 完全构成本发明的阳离子微球体,也构成其主要成分。根据本文献性 能分析和表征方法部分中的粒度测定方法,对45%固体的悬浮液进行 粒度分析。阳离子微球体的平均粒度测定为约39微米。

然后混合阳离子微球体,以形成本发明可重定位的压敏粘合剂。 首先,在8盎司广口瓶中放置200克45%固体的悬浮液,使用悬空的 混合器进行搅拌。然后,在该广口瓶中放置8克阳离子胶乳粘合剂的 25%水溶液(如实施例1中所述)、0.5克TI-Nox # WL抗氧化剂的10wt.% 水溶液(如实施例1中所述)以及0.25克NATROSOL 250HHR流变改 性剂,同时连续搅拌广口瓶中内容物。

然后如实施例1中所述,将包含阳离子微球体的复合可重定位压 敏粘合剂涂覆到一卷准备的粘合纸上(涂布有实施例1中所述的低粘性 背面涂层),以得到包含可重定位压敏粘合剂粘性条的可重定位粘合便 签纸。干燥后,该粘性条具有约0.75克可重定位压敏粘合剂每平方英 尺(8.1克每平方米)粘性条的涂层重量。然后将可重定位粘合剂便签 纸转变成25.4厘米×15.2厘米的可重定位粘合剂便签薄,其后将其切 成用于测试的不同尺寸。

实施例1和2的可重定位粘性便签纸的测试

对涂覆有实施例1和2中制备的本发明可重定位压敏粘合剂的一 些可重定位粘性便签纸进行低能表面粘性测试,与涂覆有商业上使用 的可重定位PSA的便签纸样品进行对比。测试由本文献的性能分析和 表征方法部分的静态角测试方法组成。

将施加至实施例1和2中详述的准备的便签纸的实施例1和2中 制备的可重定位压敏粘合剂的干燥涂层重量列于下表1。可重定位粘性 便签纸的尺寸以及用于待测试可重定位粘性便签纸粘性条的尺寸描述 于静态角测试方法中。

通过将用于制备HIGHLANDTM可重定位粘性便签纸(可以从3M Company获得)的可重定位压敏粘合剂涂覆准备的便签纸(即准备的粘 合纸),制备对比例(参见表1)的可重定位粘性便签纸。以和实施例1和 2中施加粘性条形成可重定位粘性便签纸相同的方法,施加对比例的可 重定位粘性便签纸粘性条,并且对比例准备的便签纸包含如实施例1 和2中所述的低粘性背面涂层。对比例中的可重定位粘性便签纸和可 重定位粘性便签纸粘性条的尺寸与实施例1和2中可重定位粘性便签 纸和可重定位粘性便签纸粘性条的尺寸相同。

对实施例1和2与对比例的可重定位粘性便签纸分别进行静态角 测试。实施例1和2与对比例的可重定位粘性便签纸的结果列于下表1。 表1中报道每种测试的数值是对六个单独测试样品测试结果的平均值。

表1  可重定位PSA涂层重量  (gsf*/gsm+)   静态角测试中分离前的   时间(秒)   实施例1  0.65/7.0   312   实施例2  0.55/5.9   245   实施例3  0.75/8.1   410   对比例  0.65/7.0   68

*:每平方英尺涂覆的可重定位PSA粘性条上可重定位PSA的克数

+:每平方米涂覆的可重定位PSA粘性条上可重定位PSA的克数

表1的这些结果表明,相对于HIGHLANDTM涂覆的便签纸上使用 的现有可重定位压敏粘合剂表现出的粘性,本发明的可重定位压敏粘 合剂表现出较大增强的粘性。根据表1,与HIGHLANDTM涂覆的便签 纸上使用的现有可重定位压敏粘合剂相比,本发明的可重定位压敏粘 合剂明显增加的粘性几乎为4倍~大于6倍(如静态角测试表征)。

实施例3-8

根据实施例2的方法进行实施例3-8,以得到阳离子微球体的45% 固体的多相悬浮液,除了下表2中表明的变化,所述变化涉及阳离子 不饱和乙烯基共聚单体、阳离子表面活性剂、任选的不饱和乙烯基单 体和链转移剂。如果包含,实施例1和2的这些多种成分的浓度也列 于表2。此外,表2包含对实施例1-8合成的阳离子微球体的粒度测量。

表2   实施   例号   阳离子不饱和乙   烯基共聚单体*   阳离子表面活性剂*   任选的不饱和乙   烯基共聚单体*   链转移剂   *   粒度   (微米)   1   6.5%MOETAC   2.5%ETHOQUAD   18/25   无   无   73   2   5.9%MOETAC   3%ETHOQUAD   18/25   2.5%N-乙烯基吡   咯烷酮   0.02%   t-DDM+   39   3   4.5%MOETAC   3%ETHOQUAD   18/25   0.75%N-乙烯基   吡咯烷酮   无   81   4   4%MOETAC   3%ETHOQUAD   18/25   2.5%二乙基氨基   -丙烯酸乙酯   0.005%   t-DDM+   63   5   2.5%MOETAC   3%ETHOQUAD   18/25   4%丙烯酰胺   0.005%   t-DDM+   64   6   4.5%MAPTAC   3%ETHOQUAD   18/25   2.5%N-乙烯基吡   咯烷酮   0.02%   t-DDM+   82   7   4.5%MOETAC   3%ETHOQUAD   C/25   2.5%N-乙烯基吡   咯烷酮   0.02%   t-DDM+   124   8   4.5%MOETAC   3%ETHOQUAD   18/25   3%正乙烯基己内   酰胺   7%辛基丙烯酰胺   0.02%   t-DDM+   112

*:全部重量百分数均基于反应混合物中全部可聚合单体和共聚单 体的总重量

+:叔月桂基硫醇

根据实施例2中提供的混合方法,混合实施例3-8中制备的阳离 子微球体,以形成本发明的多种可重定位压敏粘合剂。然后如实施例1 中所述(但是改变干燥涂层的重量),将实施例3-8的复合可重定位压敏 粘合剂涂覆在一卷准备的粘合纸上(具有实施例1中所述的低粘性背面 涂层),以分别得到包含实施例3-8可重定位压敏粘合剂粘性条的可重 定位粘性便签纸。然后将可重定位粘性便签纸转变成25.4厘米×15.2 厘米的可重定位粘合剂便签纸,其后将其切成不同尺寸。

测试实施例3的可重定位粘性便签纸

对涂覆有实施例3中制备的本发明可重定位压敏粘合剂的一些可 重定位粘性便签纸进行低能表面粘性测试,与涂布有商业上使用的可 重定位PSA的便签纸样品进行对比。测试由本文献的性能分析和表征 方法部分的低能表面粘性表征方法组成。

在对低能表面粘性测试中,使用两个采用实施例3中制备的可重 定位PSA的可重定位粘性便签条。在使用实施例3中制备的可重定位 PSA样品中,可重定位粘性便签纸各自具有18毫米宽和7.62厘米长的 可重定位PSA粘性条。粘性条的长度方向沿着每个可重定位粘性便签 纸的上部边缘取向。在这两个实施例2可重定位粘性便签纸样品上的 可重定位压敏粘合剂具有0.65克可重定位PSA每平方英尺(7.0克每平 方米)粘性条的涂层重量。

通过用于制备HIGHLANDTM可重定位粘性便签纸(可从3M Company获得)的可重定位压敏粘合剂涂覆对比可重定位粘性便签纸。 以与实施例3中施加粘性条形成可重定位粘性便签纸相同的方法,施 加对比可重定位粘性便签纸的粘性条,并且如实施例1和2所述,对 比可重定位粘性便签纸包括低粘性背面涂层。对比可重定位粘性便签 纸和可重定位粘性便签纸粘性条的尺寸与实施例3中可重定位粘性便 签纸和可重定位粘性便签纸粘性条的尺寸相同。

对实施例3的可重定位粘性便签纸与对比可重定位粘性便签纸进 行与低能表面粘性的测试过程。结果是施加24小时内对比可重定位粘 性便签纸从秘密过滤装置的塑性表面上脱落。另一方面,实施例3的 可重定位粘性便签纸稳固粘接至秘密过滤装置的塑性表面上保持6个 月以上。当其后重定位实施例3的两个可重定位粘性便签纸时,实施 例3的两个可重定位粘性便签纸从秘密过滤装置的塑性表面上干净地 除去,没有留下任何可见(人肉眼可见)的压敏粘合剂残留物。

尽管已经参考多种实施方式(包括多个优选的实施方式)描述了本 发明,但是,在不脱离本发明主旨和范围的情况下,本领域的技术人 员能够在形式和细节上改变本发明公开的内容。

发明背景

QQ群二维码
意见反馈