多層組件、多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件、以及它們的制備和使用方法
【專利說明】多層組件、多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件、以及它們的制備 和使用方法
[0001] 本申請是申請日為2008年5月6日、申請?zhí)枮?00880015594. 6、發(fā)明名稱為"多 層組件、多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件、以及它們的制備和使用方法"的中國發(fā)明專利申請 的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及多層組件、多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件、以及它們的制備和使用方 法。
【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明涉及將接觸隔離襯墊的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物在老化之后剝離。
[0004] 硅氧烷基壓敏粘合劑組合物的用途非常廣泛，因?yàn)樗鼈冊诎O端溫度和濕度的 苛刻環(huán)境條件下往往能夠?qū)ΠúＡ?、陶瓷、乙烯基房屋外墻板壁、成品木材和涂漆的干?墻的多種基底呈現(xiàn)良好的粘附力。許多娃氧烷基壓敏粘合劑組合物作為潮濕的組合物被涂 覆到隔離襯墊上、經(jīng)干燥并被卷繞成卷。在隔離襯墊上提供硅氧烷基壓敏粘合劑有利于粘 合劑的進(jìn)一步處理，包括如轉(zhuǎn)移層合、轉(zhuǎn)換加工及包裝。
[0005] 隔離襯墊對壓敏粘合劑組合物提供多種功能，包括如抑制粘合劑層的污染、便于 處理粘合劑或被粘合劑涂覆的制品（如，通過對其提供支承以及覆蓋粘合劑）、對其上設(shè)置 隔離襯墊的制品進(jìn)行辨識、以及它們的組合。粘合劑層被轉(zhuǎn)變、包裝、或運(yùn)輸?shù)阶罱K使用者 之前，隔離襯墊往往在壓敏粘合劑組合物上被保持就位，并且在粘合劑粘被附到另一個(gè)基 底之前的許多情況下，隔離襯墊被保持就位。因此，被粘合劑涂覆的隔離襯墊有可能會(huì)經(jīng)受 到多種環(huán)境條件，包括溫度和濕度的變化，并且必須長期能起作用。
[0006] 在硅氧烷基壓敏粘合劑組合物與隔離襯墊之間形成的粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度隨時(shí)間的 推移以及在暴露于高溫的情況下往往會(huì)增大。這種現(xiàn)象被稱為"粘附力構(gòu)建"。如果粘合劑 組合物與隔離襯墊之間的粘結(jié)強(qiáng)度太大，則無法使隔離襯墊與粘合劑組合物彼此分開，或 者只能很困難地使之分開，這使得粘合劑無法適合其預(yù)期的用途，或者令用戶失望。對于包 括硅氧烷基壓敏粘合劑組合物的制品來說，在制品的使用壽命到期之前經(jīng)常會(huì)發(fā)生不可取 的程度的粘附力構(gòu)建，從而有效地降低了制品的使用壽命。
[0007] 已經(jīng)進(jìn)行過若干嘗試以減小粘合劑與襯片之間的粘附力構(gòu)建程度。一種可用的方 法涉及用表面化學(xué)改性劑涂覆襯片來改變襯片的表面化學(xué)性質(zhì)。氟代硅氧烷是通用的一類 已經(jīng)涂覆到襯片上以改善其剝離特性的表面化學(xué)改性劑。雖然這些方法中的一些已降低了 粘附力水平，但粘附力構(gòu)建繼續(xù)發(fā)生并且粘附力構(gòu)建的速率仍然是不可取的。期望獲得一 種娃氧烷基壓敏粘合劑制品，其包括與隔尚襯塾接觸的娃氧烷基壓敏粘合劑組合物、可長 期儲(chǔ)存并呈現(xiàn)充分低的粘附力構(gòu)建，使得粘合劑組合物干凈地并且相對容易地從隔離襯墊 剝離。還期望能夠取得拉伸剝離壓敏粘合劑制品，其可長期儲(chǔ)存，并且對隔離襯墊的粘附力 構(gòu)建足夠的低，這樣可干凈且相對容易地從隔離襯墊剝離粘合劑組合物。
[0008] 可通過拉伸從基底移除的壓敏粘合劑制品常常被稱為拉伸剝離壓敏粘合劑制品。 許多帶背襯和不帶背襯的拉伸剝離壓敏粘合劑制品在文獻(xiàn)和專利中有所描述。例如美國專 利No. 4, 024, 312 (Korpman)公開了一種高度適形的粘合劑制品，其包括與粘合劑層層合的 具有高延展性及彈性的背襯膜。該粘合劑制品易于拉伸，可以通過在基本上平行于表面的 方向縱向拉伸該制品將其從表面移除。德國專利No. 33 31 016公開了一種基于熱塑性橡 膠和增粘樹脂的高彈性、低塑性粘合劑膜，其中可通過在粘合劑粘結(jié)平面的方向拉伸該粘 合劑膜使粘合劑的粘結(jié)失效。美國專利No. 5, 516, 581 (Kreckel等人）公開了一種可移除的 粘合劑制品，其具有涂覆有壓敏粘合劑層的高延展性且基本上非彈性的背襯和便于拉伸移 除的非粘性拉舌。抓緊非粘性拉舌并在基本上平行于基底表面的方向拉伸該制品，由此可 在不損壞基底的情況下從大多數(shù)的表面移除該粘合劑制品。美國專利No. 6, 231，962 (Bries 等人）公開了一種可移除的泡沫粘合帶，其包括具有括聚合物泡沫層的背襯和涂覆在背 襯的至少一個(gè)表面上的壓敏粘合劑層。一種市售的拉伸剝離粘合劑制品由3M公司（St. Paul, Minnesota)以商品名 COMMAND 銷售。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明以包括多層壓敏粘合劑制品的多層組件為特征，該多層壓敏粘合劑制品包 括設(shè)置在隔離襯墊上的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物，并對隔離襯墊呈現(xiàn)足夠小的粘附力構(gòu) 建，使得即使在多層組件已經(jīng)在環(huán)境溫度、或甚至高溫下長期儲(chǔ)存之后，隔離襯墊也可容易 地從粘合劑組合物被移除。
[0010] 在一個(gè)方面，多層組件包括：隔離襯墊；第一層，其包括設(shè)置在隔離襯墊上的壓敏 粘合劑組合物，該壓敏粘合劑組合物包括硅氧烷聚合物，其選自由硅氧烷聚脲嵌段共聚物、 聚二有機(jī)硅氧烷聚合物、以及它們的組合組成的組；以及第二層，其包括設(shè)置在第一層上的 包括含彈性體的組合物，第二層的組合物不同于第一層的壓敏粘合劑組合物，在將多層組 件已在120° F下儲(chǔ)存46天之后，多層組件的第一層對隔離襯墊呈現(xiàn)每0. 5英寸寬不大于 100克的剝離力。在一個(gè)實(shí)施例中，在將多層組件已在120° F下儲(chǔ)存46天之后，多層組件 的第一層對隔離襯墊呈現(xiàn)每0. 5英寸寬不大于50克的剝離力。在另一個(gè)實(shí)施例中，在將多 層組件已在120° F下儲(chǔ)存88天之后，多層組件的第一層對隔離襯墊呈現(xiàn)每0. 5英寸寬不 大于200克的剝離力。在其他實(shí)施例中，在將多層組件已在120° F下儲(chǔ)存88天之后，多層 組件的第一層對隔離襯墊呈現(xiàn)每0. 5英寸寬不大于100克的剝離力。
[0011] 在一些實(shí)施例中，多層組件為卷的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，多層組件為卷的形式， 第一層與隔離襯墊的第一主表面接觸，第二層與隔離襯墊的第二主表面接觸。
[0012] 在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)移除隔離襯墊并將組件通過第一層粘合到涂漆的干徹墻表 面時(shí)，組件對涂漆的干徹墻呈現(xiàn)至少30, 000分鐘的靜態(tài)剪切。在其他實(shí)施例中，當(dāng)移除隔 離襯墊并將組件通過第一層粘合到涂漆的玻璃基底時(shí)，組件對玻璃基底呈現(xiàn)至少30, 000 分鐘的靜態(tài)剪切。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一層對隔離襯墊的第一主表面呈現(xiàn)第一剝離力，第二層對隔 離襯墊的第二主表面呈現(xiàn)第二剝離力，第一剝離力對第二剝離力的比率至少為I. 5:1。在另 一個(gè)實(shí)施例中，第一剝離力對第二剝離力的比率至少為2:1。在其他實(shí)施例中，第一剝離力 對第二剝離力的比率至少為10:1。
[0014] 在其它實(shí)施例中，隔離襯墊包括膜層和包含硅氧烷的涂層，多層組件的第一層與 隔離襯墊的涂層接觸。
[0015] 在一些實(shí)施例中，第一層的壓敏粘合劑組合物包括硅氧烷聚脲嵌段共聚物，該硅 氧烷聚脲嵌段共聚物包括下列物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物：i)分子量至少為5, 000克/摩爾的聚二有 機(jī)硅氧烷二胺，以及ii)多異氰酸酯；以及約30重量％至約70重量％的MQ樹脂。在一些 實(shí)施例中，硅氧烷聚脲嵌段共聚物包括分子量至少為5, 000克/摩爾的聚二有機(jī)硅氧烷二 胺、聚胺、和多異腈酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二層的彈性體包括不同于第一層壓敏粘合劑組合物的硅氧烷 聚合物的硅氧烷聚合物、丙烯酸類樹脂、天然橡膠、聚氯丁二烯、丁腈橡膠、丁基橡膠、聚硫 橡膠、聚異戊二烯、乙烯-丙烯二烯橡膠、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯 乙稀、苯乙稀-丁二稀、苯乙稀-丁二稀-苯乙稀、苯乙稀-異戊二稀-苯乙稀、苯乙稀-乙 稀-丙稀-苯乙稀、苯乙稀-乙稀-丁稀-苯乙稀、或它們的組合。
[0017] 在另一個(gè)實(shí)施例中，第二層的組合物是壓敏粘合劑組合物。在其它實(shí)施例中，第二 層的壓敏粘合劑組合物包含硅氧烷聚脲嵌段共聚物。在一些實(shí)施例中，第二層的壓敏粘合 劑組合物還包含增粘劑。
[0018] 在另一個(gè)實(shí)施例中，第二層的組合物含有包括丙烯酸異辛酯和丙烯酸之反應(yīng)產(chǎn)物 的壓敏粘合劑組合物。
[0019] 在一些實(shí)施例中，多層組件包括背襯，第二層設(shè)置在該背襯上。在一個(gè)實(shí)施例中， 背襯包括泡沫。在其他實(shí)施例中，背襯包括復(fù)合材料，復(fù)合材料包括泡沫層，泡沫層包括第 一主表面和第二主表面，膜的第一層被粘合到泡沫層的第一主表面，并且膜的第二層被粘 合到泡沫層的第二主表面。在另一個(gè)實(shí)施例中，多層組件還包括非粘性拉舌。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，拉伸剝離壓敏粘合劑組件包括本文所述的多層組件，在移除隔 離襯墊之后，并且在通過第一層的壓敏粘合劑組合物粘合到表面之后，該組件可在不損壞 表面的情況下通過拉伸從表面干凈地移除。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，本文所述的多層組件為拉伸剝離壓敏粘合劑組件的形式，該拉 伸剝離壓敏粘合劑組件包括背襯（其包括第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面） 以及本文所述的多層組件，多層組件的第二層粘合到背襯的第一主表面，在移除隔離襯墊 之后，并且在通過第一層的壓敏粘合劑組合物粘合到表面之后，該拉伸剝離壓敏粘合劑組 件可在不損壞表面的情況下通過拉伸從表面干凈地移除。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二層的組合物還包含增粘劑。在一些實(shí)施例中，第二層的組合 物包括壓敏粘合劑組合物。
[0023] 在其他實(shí)施例中，拉伸剝離壓敏粘合劑組件還包括：第二多層組件，其粘合到背襯 的第二主表面，該第二多層組件包括隔離襯墊；第一層，其包括設(shè)置在第二多層組件的隔離 襯墊上的壓敏粘合劑組合物；以及第二層，其包括組合物，該組合物包括設(shè)置在第二多層組 件的第一層上的含彈性體。
[0024] 在另一個(gè)實(shí)施例中，第二多層組件的第一層的壓敏粘合劑組合物包括硅氧烷聚合 物，其選自由硅氧烷聚脲嵌段共聚物、聚二有機(jī)硅氧烷、聚胺、聚硅氧烷接枝的共聚物、以及 它們的組合組成的組。
[0025] 在其他實(shí)施例中，在第二多層組件已在120° F下儲(chǔ)存46天之后，第二多層組件的 第一層對第二多層組件的隔離襯墊呈現(xiàn)每0. 5英寸寬不大于100克的剝離力。
[0026] 在另一個(gè)實(shí)施例中，背襯包括泡沫并且具有第一主表面和第二主表面，第一多層 組件的第二層被設(shè)置在泡沫背襯的第一主表面上，并且第二多層組件的第二層被設(shè)置在泡 沫背襯的第二主表面上。
[0027] 在其他實(shí)施例中，多層組件還包括設(shè)置在隔離襯墊的第一主表面上的氟代硅氧烷 聚合物和有機(jī)氫聚硅氧烷交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物，第一層與在第一主表面上的反應(yīng)產(chǎn)物接觸。 在一個(gè)實(shí)施例中，多層組件還包括設(shè)置在隔離襯墊的第二主表面上的氟代硅氧烷聚合物和 有機(jī)氫聚硅氧烷交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物，在第二主表面上的反應(yīng)產(chǎn)物不同于在第一主表面上的 反應(yīng)產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施例中，氟代硅氧烷聚合物包含至少約35%的氟取代。在一些實(shí)施 例中，氟代硅氧烷聚合物包含至少約42 %的氟取代。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，多層組件包括：隔離襯墊；反應(yīng)產(chǎn)物，其設(shè)置在隔離襯墊的第一 主表面上，其為包括至少約35%的氟取代的氟代硅氧烷聚合物和有機(jī)氫聚硅氧烷交聯(lián)劑的 反應(yīng)產(chǎn)物；第一層，其包括設(shè)置在隔離襯墊的第一主表面上并與反應(yīng)產(chǎn)物接觸的壓敏粘合 劑組合物，該壓敏粘合劑組合物包括硅氧烷聚脲嵌段共聚物、聚二有機(jī)硅氧烷聚合物、或它 們的組合；以及第二層，其包括組合物，該組合物包括設(shè)置在第一層上的彈性體，第二層的 組合物不同于第一層的壓敏粘合劑組合物。
[0029] 在另一方面，本發(fā)明以制備壓敏粘合劑組件的方法為特征，其中該方法包括：將包 括硅氧烷聚合物的壓敏粘合劑組合物涂覆在第一隔離襯墊的第一主表面上以形成第一層； 在第一層上涂覆組合物以形成第二層，第二層的組合物包括彈性體，第一層的壓敏粘合劑 組合物和第二層的組合物中的至少一者在涂覆第二層期間處于未固化的狀態(tài)；以及固化第 一層和第二層中的至少一者，在多層組件已在120° F下儲(chǔ)存46天之后，多層組件的第一壓 敏粘合劑組合物對隔離襯墊呈現(xiàn)每〇. 5英寸寬不大于100克的剝離力。在一個(gè)實(shí)施例中， 第一及第二層基本上同時(shí)被涂覆在彼此之上。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括使多層組 件自身卷繞成卷的形式。在其他實(shí)施例中，固化包括冷卻、干燥、交聯(lián)、或它們的組合中的至 少一者。
[0030] 在一些實(shí)施例中，涂覆第二層包括擠出、干式層合、或它們的組合。
[0031] 在其它實(shí)施例中，第二層的組合物包括壓敏粘合劑組合物。
[0032] 在一些實(shí)施例中，在第一層上涂覆第二層期間，第一層的壓敏粘合劑組合物是未 固化的，且第二層的組合物包括壓敏粘合劑組合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一層上涂覆第 二層期間，第二層是未固化的。在其它實(shí)施例中，在第一層上涂覆第二層期間，第一層及第 二層是未固化的。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在使第一層與第二層接觸之前對第一層和第二層 中的至少一個(gè)涂以底漆。
[0034] 在其它方面，本發(fā)明涉及本文所述組件的使用方法，該方法包括移除隔離襯墊使 第一層的壓敏粘合劑組合物暴露，并使暴露的第一層的壓敏粘合劑組合物與物體接觸。
[0035] 本發(fā)明以多層壓敏粘合劑組件為特征，其包括含壓敏粘合劑組合物的硅氧烷聚合 物層，并且隨時(shí)間推移對隔離襯墊呈現(xiàn)相對低的粘附力構(gòu)建，使得在組件的使用壽命期間， 隔離襯墊可相對容易地從硅氧烷基壓敏粘合劑組合物移除。
[0036] 本發(fā)明還以多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件為特征，其對多種表面中的至少一種呈 現(xiàn)良好的粘附力，包括（如）涂漆的干徹墻、玻璃、陶瓷、瓷器、大理石、花崗石、涂清漆的木 材、著色的木材、纖維玻璃復(fù)合材料、塑料、或它們的組合。
[0037] 從以下附圖、優(yōu)選的實(shí)施例的說明以及權(quán)利要求書中，其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易 見。
【附圖說明】
[0038] 圖1為多層壓敏粘合劑組件的側(cè)視圖。
[0039] 圖2為圖1中的多層壓敏粘合劑組件自身卷繞成卷的形式的側(cè)視圖。
[0040] 圖3為包括背襯的多層壓敏粘合劑組件的實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0041] 圖4為多層壓敏粘合劑組件的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0042] 圖5A為多層拉伸剝離壓敏粘合劑組件粘附至基底的截面?zhèn)纫晥D。
[0043] 圖5B為圖5A的部分拉伸組件的截面?zhèn)纫晥D。
[0044] 圖6為多層壓敏粘合劑組件的一個(gè)實(shí)施例的顯微照片。
[0045] 圖7為實(shí)例12A和實(shí)例12B的多層壓敏粘合劑組件以每0. 5英寸寬的克數(shù)表示的 剝離力相對于天數(shù)的關(guān)系圖。
[0046] 圖8為實(shí)例14A和實(shí)例14B的多層壓敏粘合劑組件以每0. 5英寸寬的克數(shù)表示的 剝離力相對于天數(shù)的關(guān)系圖。
[0047] 圖9為實(shí)例16A和實(shí)例16B的多層壓敏粘合劑組件以每0. 5英寸寬的克數(shù)表示的 剝離力相對于天數(shù)的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用多層，設(shè)置在隔離襯墊上的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物 可對隔離襯墊呈現(xiàn)足夠小的粘附力構(gòu)建，使得即使多層組件在環(huán)境溫度或甚至高溫條件下 長期儲(chǔ)存后，也可很容易地從硅氧烷基壓敏粘合劑組合物移除隔離襯墊。在一些實(shí)施例中， 多層硅氧烷基壓敏粘合劑組件可自身卷繞成卷的形式，并且即使在環(huán)境溫度或甚至高溫條 件下長期儲(chǔ)存后，退繞時(shí)也可從隔離襯墊上干凈地剝離最外層。
[0049] 多層組件優(yōu)選在硅氧烷基壓敏粘合劑組合物層與第二層之間沒有夾層失效。存在 夾層失效的一種量度為靜態(tài)剪切。在室溫（即，從約23°C至約27°C )和50%相對濕度下， 多層組件優(yōu)選在涂漆的干徹墻或甚至在玻璃基底上呈現(xiàn)至少10, 〇〇〇分鐘、至少30, 000分 鐘或甚至至少45, 000分鐘的靜態(tài)剪切。在90%的相對濕度和90° F的條件下，多層組件的 一些構(gòu)造也呈現(xiàn)至少10, 000分鐘、至少30, 000分鐘或甚至至少45, 000分鐘的靜態(tài)剪切。
[0050] 多層組件10包括隔離襯墊8和多層壓敏粘合劑制品。該多層壓敏粘合劑制品 包括：第一層12,其包括設(shè)置在隔離襯墊8的第一主表面18上的硅氧烷基壓敏粘合劑組 合物；和第二層14,其包括設(shè)置在多層壓敏粘合劑制品的第一層12上的彈性體基組合物 (如，彈性體基壓敏粘合劑組合物、粘性彈性體和非粘性彈性體），如圖1所示。優(yōu)選地，在多 層組件在120° F(48.9°C)下已儲(chǔ)存至少一個(gè)星期、至少三個(gè)星期、或甚至至少一個(gè)月后， 隔離襯墊8可容易和干凈地從硅氧烷基壓敏粘合劑組合物移除。更優(yōu)選的是，多層組件在 120° F下儲(chǔ)存46天、在120° F下儲(chǔ)存88天或甚至在120° F下儲(chǔ)存365天后，第一層12 對隔離襯墊8呈現(xiàn)的剝離力為每0. 5英寸寬不大于200克、每0. 5英寸寬不大于100克、每 0. 5英寸寬不大于50克或甚至為每0. 5英寸寬不大于5克。
[0051] 圖2示出的是圖1的多層組件10自身卷繞成卷19的形式的一個(gè)實(shí)施例，這樣第 一層12的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物與隔離襯墊8的第一主表面18接觸，而第二層14與 隔離襯墊8的第二主表面16接觸。多層組件10之卷19的外層8、14彼此接觸。第一層12 的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物和第二層14的組合物對與它們接觸的隔離襯墊8的主表面 16、18呈現(xiàn)不同的剝離特性。從硅氧烷基壓敏粘合劑組合物層12移除隔離襯墊8所需的力 被稱為"剝離力"。當(dāng)對卷19的前沿22施加退繞力時(shí)，相對于第二層14的組合物對隔離襯 墊8的第二主表面16呈現(xiàn)的剝離力來說，硅氧烷基壓敏粘合劑組合物層12對隔離襯墊8 的第一主表面18呈現(xiàn)更大的剝離力，從而使第一層12的硅氧烷基壓敏粘合劑組合物保持 粘合到隔離襯墊8的第一主表面18,而從隔離襯墊8的第二主表面16上干凈地剝離第二層 14。此特性被稱之為"差別剝離"。選擇多層壓敏粘合劑制品的層12、14以及隔離襯墊8， 使層12、14對隔離襯墊8呈現(xiàn)差別剝離，從而當(dāng)從卷19展開多層組