TWI285670B - Solventless plasticizer-resistant vinyl electrical tape - Google Patents

Description

1285670 A7 B7 五、發明説明（ 1 發明之背景 發明之領域 本發明係關於用於需要乙烯系電子膠帶之用來的無溶劑 黏合物。這些黏合物和黏合膠帶對經塑化乙埽系背層提供 黏合性質的優良維持和強大的附著力。 習知技藝之敘述 電子膠帶以及用於其他需要拉伸用途的膠帶和黏著片， -般使用聚氯乙婦（乙埽系）基材，在其上塗覆黏合劑。此材 料提供優良的機械性質，如：伸長。這乙烯系材料為高度經 塑化的’某些含有高至6〇 %的塑化劑。一般的塑化劑包括 相當低分子量的油類，如：環氧化黃豆油（ES〇)、環氧化亞 麻油(ELO)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DNp)、鄰苯二甲酸二 異辛酯（DOP)及類似物。 乙燁系電子膠帶及膠片傳統上的製造是先將底層-如水性 晶格層-塗覆到乙埽片上。此底層㈣乙埽片及其塑化劑與 黏合物分離，同時提供這兩個(原則上)不相容層所需的附著 力。該底層在烘箱中乾燥。然後黏合層由溶劑來做塗覆， 並且在烘箱中乾燥。此塗覆和乾燥的操作需要昂貴的烘 箱、以及避免釋出溶劑到環境中的溶劑回收系統。然而， 這種製程的確產生高效能的產品。 極優越的是能藉著無溶劑製程產生此乙缔系底背的膠 nr以避免與有/谷劑製程相關的環保和經濟問題。然而， 習用之無溶劑製程產生的膠帶具有對乙缔系背層附著力低 的黏合劑。此類膠帶常常在黏合劑-乙歸層的界面上分層： 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公袭) ^--------—__ !285670

2 這主要是由塑化劑從乙婦層移動到黏合劑所導致的。 美國專利5，5 0 0，2 9 3揭示適用於乙烯系絕緣膠帶的黏合 劑，其包含聚異戊二烯均聚物、苯乙烯_異戊二烯_苯乙婦共 聚物、增稠樹脂和終端嵌段強化樹脂的摻合物。 曰本公開出版號11-263947揭示由乙缔背層到黏合劑的 塑化劑移動及所造成的分層。該文件揭示底層包含丨〇至丨5 〇 重量部份的熱固性化合物和熱固性引發劑。特別地，由熱 聚合引發劑揭示的三維網絡，其完全硬化底層，並阻礙塑 化劑的移動。該網絡包含丙烯酸酯類化合物、丙烯酸胺基 甲酸酯寡聚物或單體、丙烯酸環氧基酯、和可能的丙烯酸 聚酯胺基甲酸酯。示範的熱固性引發劑為有機過氧化物衍 生物、偶氮類聚合引發劑，較佳地與胺聚合促進劑一起使 用。此促進劑的使用顯示該化合物是由溶液來塗覆。 曰本出版物11-263946揭示一種黏合片，含有其上塗覆 底層的乙婦基材’及黏著於底層上的黏合劑^該底層具有 紫外線可固化的化合物和紫外線固化引發劑。示範的化合 物包括丙烯酸酯、丙缔酸胺基甲酸酯，丙烯酸胺基甲酸酯 寡聚物或單體、丙烯酸環氧基酯和丙缔酸聚酯胺基甲酸 酯。 本發明提供一個底層及使用底層的乙烯系膠帶，其不顯 示黏合劑自背層分層，但相對顯示對乙烯片良好附著力， 並且其中該黏合劑基本上免於被背層中的塑化劑所侵犯。 發明之搞要 本發明提供一種用於黏合膠帶的無溶劑底層，該膠帶具 I紙張尺度適用中a國家標準(CNS) A4規格(21GX 297公釐）5

裝 訂 •線 1285670 A7 B7 五、發明説明（3 有已塑化的乙烯系基材。特別地，該底層包含至少一個經 裱氧化之共軛二埽單體，如：聚丁二烯聚合物或苯乙婦-丁二 烯共聚物，具有環氧化單位之最小濃度為至少3百分比。 本發明進一步提供一種不使用溶劑來形成的黏合膠帶， 包含一個聚乙缔背層，附於至少一個其主要表面上，底層 包含至少個環氧化共轭二婦聚合物，如：丁二烯·聚合物或 環氧化之苯乙烯-丁二烯共聚物，具有環氧化單位之最小濃 度為至少3 %。 在本發明的一個具體實施例中，底層包含至少一個用做 紫外線（UV)引發劑的化合物。 較佳之本發明的無溶劑膠帶包含一種塗佈於底層的黏合 調配物，該底層包含聚異戊二烯均聚物、苯乙烯·異戊二烯_ 苯乙晞共聚物、和至少一個脂族增稠樹脂的摻合物。 如在此所用的，這些術語具有下列的意義。 1 ·術語”乙婦系’’及，，乙婦背層，，意指一種包含聚氯乙婦的 成膜性聚合物，用做黏合組合物的基材。 2 ·術浯底層或”緊貼層”意指塗覆於背層和黏合層間塗 覆之黏合膠帶的組合物層。 發明之詳細鈕诚 本發明的膠帶包含乙烯背層、底層、和至少一層黏合 層。 本發明中的底層包含至少一個由共軛二烯所形成之環氧 化聚合物，即··丁二烯聚合物、苯乙婦_ 丁二烯聚合物、苯乙 晞-異戊二稀聚合物、及丁二晞與丙缔腈的共聚物。這些聚 — ______ 本紙張尺度朗t @國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） ---- 1285670 A7

合物及共聚物中所留下的雙鍵，可由預先形成之過氧化 酸、或使用過氧化氫和較低脂族酸類的就地方法部份或幾 乎完全環氧化。預先形成之過氧化酸產生更有效率的轉化 成為環氧乙烷基團，有較少之不想要的副反應。通常，不 飽和的聚合物必須是相當低分子量的液體，或容易溶解在 適於進行環氧化反應的溶劑中。有用之經環氧化的共轭二 埽具有環氧化單位之最小濃度為至少3 %。 有用之可購得的苯乙烯-丁二烯共聚物包括經環氧化、非 經氫化的苯乙婦-丁二烯嵌段共聚物[例如：日本大阪戴希爾 化學工業公司（Daicel Chemical Industries LTD，

Osaka，japan)的伊波法蘭德（Ep〇friendTM A1〇2〇, A 10 10，及A1005)]和環氧化、經氫化的苯乙烯-丁二婦 (SB)嵌段共聚物。 當使用SB共聚物時，苯乙烯嵌段可由以下列化合物聚合 而形成：α-甲基苯乙烯；對-第三-丁基苯乙缔、對-甲基苯乙 烯、4-正-丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、3,5_二乙基苯 乙婦、1，1-二苯基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙婦、4-環己 基苯乙烯、3 -甲基-5-正-己基苯乙烯及其類似物和其混合 物。在骨幹中的雙键是衍生自丁二婦、2,3_ 丁二烯及類似 物的聚合。芳香族乙缔系化合物相對於丁二烯的共聚重量 比率一般是5/95至70/30。 在本發明之一個具體實施例中，底層也包括紫外線（υν) 輻射光引發劑。此引發劑可將底層交聯成三維網絡，其可 包括來自基材的鏈’乃由於在基材中含有環氧化鏈（例 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 1285670

如:一elo、ES0)。當存在時，此引發劑包含高至1〇〇/。、較 佳高至5%的環氧化單元存在。有用的紫外線引發劑包括疏 基磷酸鹽及銃基録酸鹽。較佳的引發劑包括三芳基疏基六 氣嶙酸鹽、二芳基疏基六氣金録酸鹽及類似物。在本發明 <另一個具體實施例中，可使用一或多個熱引發劑。 本發明之較佳膠帶包含由聚異戊二烯共聚物、苯乙缔·里 戊二烯-苯乙烯共聚物、和至少一個脂族增稠樹脂的摻合物 所形成的黏合劑。 適用於此黏合組合物的聚異戊二烯均聚物包括藉由齊格 勒（Ziegler)或鋰觸媒聚合所產生之包含順_14結構二; 些。然而，一些反1，4·聚異戊二烯也可存在於均聚物中， 主要是以順-1，4-均聚異戊二烯聚合物為較佳。 較佳的黏合組合物包含乂丨3至42%的聚異戊二烯均聚， 較佳從20至35%。可購得的實例包括可得自殼牌化學公司 (Shell Chemical Company)之商標名稱克利服雷司 (CariflexTM)的那些及得自固特異輪胎及橡膠公司 (Goodyear Tire and Rubber Co.)之商標名稱那特辛 (NatsynTM)的那些。 與異戊二烯均聚物摻合是從13 %至42%的苯乙缔_異戊二 烯-苯乙晞A-B-A嵌段共聚物，較佳是從20%至35%。此共 聚物的一般型態包括線性三嵌段、放射分支和細錐狀的幾 何形式。” A ”嵌段在塗覆溫度範圍下是剛性的，而，，B，，礙 段通常在塗覆溫度範圍下是有彈性的。有用的共聚物包括 其中”A”嵌段為聚苯乙烯、α-甲基苯乙婦、第三·丁基苯乙 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) — ----- 1285670

缔、或其他環狀烷化結構的那些及其混合物。” B ”是具有 平均分子量從約5,000至約5〇〇〇〇〇的彈性共軛二烯。可加 入少量的其他二烯類。可購得的實例包括可得自殼牌化學 么司（Shell Chemical Company)之商標名稱克雷騰 (KratonTM)的那些，包括克雷騰（Krat〇nTM)11〇7 ;可得 自父克森化學公司（Exxon Chemical Company)之商標名 稱維特（VectorTM)的那些、及恩尼肯化學彈性體公司 (EniChem Elastomers)之商標名稱優柔皮（EuropreneTM) 的那些。 較佳的黏合組合物亦包含從2%至2〇%之終端嵌段強化樹 脂，較佳是從5%至15%。該強化終端嵌段樹脂為芳香族、 基本上為烴樹脂，其通常具有破璃轉移溫度高於黏合塗覆 溫度。通常，該芳香族樹脂能與嵌段共聚物的乙晞系芳香 終端嵌段相容並相關。有用的樹脂包括苯乙晞及α•甲基苯 乙晞及對甲基苯乙晞之低分子量寡聚物和聚合物、及其共 聚物。可購得的實例包括艾德克斯（EndexTM)155&16〇、 克利斯特樂克斯（KristalexTM)5140及1120，皆可得自賀 求勒斯公司（Hercules，Inc·)。 較佳的黏合劑亦包括固態增稠劑，如：松香酯、經氫化之 松香酯、聚萜烯樹脂、含4到6個碳原子的聚合烴樹脂 '聚 合C 9煙樹脂及類似物。可購得的實例包括來自固特異輪胎 及橡膠公司（Goodyear Tire and Rubber Company)的威 特格波拉斯（WingtackTM Plus)、及可得自艾克森化學公 司（Exxon Chemical Company)之伊司科雷斯 __-9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1285670 A7 B7 五、發明説明（7 (EscorezTM) 13 10、及來自賀求勒斯（Hercules)的披克萊 特（PiccolyteTM) A135。該增稠樹脂或其混合物存在於黏 合劑的份量是從2 5 %至5 5 %，較佳是從3 0 %至4 5 %。 也可包括另外的交聯劑，如：多官能基的（甲基）丙烯酸 酉旨’例如：二丙烯酸丁二醋或二丙缔酸己二g旨、或其他多官 能基的交聯劑，如：二乙烯基苯。當使用時，交聯劑添加的

裝 份量鬲至1百分比之總可聚合組合物，較佳為高至0 5百分 比。 此類引發劑的實例包括偶氮化合物、氫基過氧化物、過 氧化物及類似物；及光引發劑，如：苯甲酮、安息香乙醚、 及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。 訂

本發明的黏合劑亦可包含其他輔劑，當少量使用時，不 影響黏合劑的黏著性。此類輔劑包括其他交聯劑、抗氧化 劑、熱安定劑、染料、色料及類似物。 本發明的膠帶可以底層的擠壓、續以薄層化為背層而產 生。然後該底層加以紫外線輻射。該黏合層亦可擠壓並且 在底層上形成薄層。然而，如果黏合層對紫外線輻射為可 穿透的，則兩層可共同被擠壓到背層上，績以曝露於紫外 線下。其他無溶劑製程亦可用於本發明之膠帶的形成。 孩黏合層必須以無溶劑的方法沈積，較佳為被單獨擠壓 到可容易移除的表面上，分層為背層及底層；或如上述地 共同擠壓。然而，如果黏合塗層能被熱熔擠壓，則該塗層 可以習用的方法·如：刮刀塗覆、美亞（Meyer)棒塗覆、有^ 滾离和此藝中用於塗覆黏合劑的已知其他習用方式-來進

1285670 A7 B7 五、發明説明（8 仃。此類方法通常牽涉到載體，但是該載體可為無溶劑基 礎的如·在乳膠中。該黏合劑可被塗覆的厚度是從丨〇微米 至約125微米。 名薄膜可以疋商業化的捲筒形式、或可被切割成片段來 販賣，如：切割成骰子的幾何形狀。另外，該黏合劑可在兩 個基材之間提供，例如：該黏合劑被塗覆於薄膜基材上，其 可在低黏著的背膠或其他可容易移除之表面上提供，做為 各別使用。 本發明的這些及其他觀點以下列的實例說明，其必須不 被視為範疇中的限制。 實例 表1 原料 濃度（部份） p v C粉末樹脂 100 塑化劑 40-60 熱穩定劑 2-5 其中添加物 2-5 總和 144-170 表2 #合物 環氧化聚合物 分子量（MW) 引發劑（重量％) 1 S-B-S 61,000 鷄·· 2 S-B-S 61,000 3 3 Bd 4,400 3 實例1及2 使用本發明之底層和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯黏合劑來製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） -11 1285670 A7 B7 五、發明説明（9 k乙埽系膠V。表1之範圍内的組合物被用來形成p V C背 層。摻合物1和2被用做底層。該膠帶是由三層共同擠壓所 形成的，即：同時共同擠壓該背層、底層和黏合劑。在摻合 物2的情況下，該膠帶的樣品續以紫外線光輻射。然後該膠 帶被測試對鋼鐵、背層的黏合性，兩者在立即及6 5 〇c下老 化10天之後測試。這些性質是根據ASTm- 1000來測量。該 性質被列於表3中。然而，使用摻合物2所產生的膠帶顯示 從月層強力移除黏合層/底層的增加抵抗性，指出：該交聯系 統也可说牽涉到來自存在於背層之塑化劑中的一些環氧化 鏈0 性質 單位 值 對鋼鐵的黏合性 盎斯/英吋 36 對背層的黏合性 盎斯/英吋 29 對鋼鐵的老化黏合性* 盎斯/英吋 26 對背層的老化黏合性* 盎斯/英吋 13 總厚度 英忖 0.0073 f層厚度 英对 Γ 0.0057 底層厚度 英对 0.00023 黏合劑厚度 英忖 0.00137 在6 5 °C下滾筒老化1 〇天 實例3 - 7 三層共同擠壓膠帶的五個另外實例被測試張力強度和斷 裂時的伸展度。對主要機關認證的要求是沿著機械方向和 機械斜距方向兩者需要分別為每平方英吋2〇〇〇磅（最小）及 10 0°/。（最小）的張力強度及斷裂時的伸展度。

1285670 A7 B7 五、發明説明（10 實例8 膠帶的樣品也使用摻合物3做為底層組合物來產品。這些 樣品是使用實驗室級的，，手工塗覆，，型之塗覆裝置去塗覆底 層、續以紫外線輻射，及後續使用約80 X：熱壓之苯乙烯-異 戊二埽-苯乙婦的黏合劑成薄層而產生。曝露於紫外線之底 層的交聯為固化的證據。也獲得對背層的良好附著性。樣 品的雙黏著（黏合剥離測試）測試，與前述實例比較，顯示對 底層的較低黏著強度。交聯低分子量環氧化聚合物的觀余 被證實。 “ 實例 在斷裂時的伸展度（％) 張力強度(每 2 275 3 3 10 27〇ΤΓ^--- 4 330 — 280^^^^^^ 5 325 3〇ΤΓ^^---- 6 340 __3〇ΓΓ^^-^__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -13-

Claims (1)

1285670 申請專利範圍 —種用於乙烯系背層黏合膠帶中作為底層的無溶劑組合 物’其包含至少一個環氧化共軛二烯聚合物，其具有至 少3%之環氧化單位最小濃度。 2 根據申請專利範圍第1項的無溶劑組合物，其中該環氧單 元包含從5%至1〇%的該聚合物。 3 ·根據申請專利範圍第1項的無溶劑組合物，進一步包含高 至1 0 %的至少一種紫外線輻射光引發劑。 4·根據申請專利範圍第3項的無溶劑組合物，其中該光引發 劑是選自包括锍基磷酸鹽及锍基銻酸鹽。 5 ·根據申请專利範圍第1項的無溶劑組合物，其中該共輛二 缔聚合物是選自包括聚丁二缔聚合物或苯乙埽_丁二婦共 聚物。 6· —種黏合膠帶，其包含一經塑化之聚氯乙烯背層，一黏 附於其至少一層主要表面上的包含根據申請專利範圍第1 項的無溶劑組合物之底層，該附於其上之底層係含有黏 合劑。 7 缔 少 根據申請專利範圍第6項的黏合膠帶，其中該底層包含至 少:個環氧化的共聚物，是選自環氧化的苯乙浠-丁: 共聚物及環氧化的聚丁二烯聚合物，該共聚物具有至 3%之環氧化單位最小濃度。 8·根據申請專利範圍第6項的黏合膠帶，纟中該黏合劑是選 自包含苯乙烯-異戊二烯椽膠黏合劑、及苯乙缔_異戊二 烯-苯乙埽黏合劑、及聚異戊二烯黏合劑。 Ht:專_利範圍第6項的黏合膠帶，其係以同時熱熔擠 μ月層、該底層及該黏合劑而產生。 本纸張尺度適用中g國轉準(CNS) Α俄格(加X297公I) 14