CN1093554C - 聚烯烃胶带、聚合物胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含有至少一种硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂共混物的聚合物胶带。该硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂通常为乙烯和C3-C20α-烯烃的共聚物，该共聚物的分子量分布为约1.5至约3.5。该聚合物胶带在至少一个该聚合物的表面上包含有粘合剂。该聚合物胶带可以是发泡的。

Description

聚烯烃胶带、 聚合物胶带及其制备方法
本发明涉及带有粘合剂的交联聚烯烃树脂，用作胶带。
通常，胶带用于连接物件，它可通过在具有良好柔韧性的聚合物树脂上涂敷粘合剂而形成。胶带包括发泡或不发泡的聚合物树脂。
发泡胶带是用作衬垫或填缝的重要材料。当基体表面不均匀时，填缝尤为重要；胶带能填充表面不规则部分，并可使粘合剂表面与基体表面接触良好。发泡胶带用于连接粗糙和不规则表面，因而柔韧性对发泡胶带是很重要的。
在胶带应用中，聚合物树脂的表面应易于涂敷上粘合剂的涂层。为了与基体表面很好粘合，聚合物树脂与粘合剂粘合牢固也是很重要的。通常，用于制造发泡胶带的理想发泡材料具有较低的密度，因而可减轻重量并降低成本，同时保持良好的泡沫性能。发泡胶带也具有良好的绝缘性能。
通常，具有这些性能的发泡胶带的基料包含聚氯乙烯(PVC)、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物(EPDM)、聚氨酯、或辐射交联聚烯烃材料。这些材料通常包含其它添加剂，例如增塑剂，以提高其柔韧性。单独使用聚烯烃因其有限的柔韧性，在其粘合剂胶带应用中受到限制。然而增塑剂在使用时间内可从材料中析出，这就使材料的柔韧性变差并降低粘合性能。在某些情形下，应用于胶带的发泡材料应具有良好的耐候性和阻燃性。
通常，本发明聚合物胶带的特征是一种聚合物树脂与一种硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的共混物。该硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂一般是乙烯与C3～C20α-烯烃的共聚物，其分子量分布约1.5至约3.5。该聚合物胶带可发泡以形成发泡聚合物胶带。
一方面，本发明的聚烯烃胶带的特征是包括一聚烯烃片材和该片材至少一个表面上的一种粘合剂，该聚烯烃包括一种硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。优选胶带的厚度小于约0.79375厘米(5/16英寸)。
在其它优选实施方案中，聚烯烃为发泡的。优选是该发泡材料的25％压缩阻抗小于517.11kPa(75psi)，更优选小于172.37kPa(25psi)，并且其伸长率大于100％，更优选为大于250％。
另一方面，本发明的聚合物胶带的特征是，包括一种粘合剂和一种包含至少一种单点引发的聚烯烃树脂的硅烷接枝的聚合物共混物，该聚合物胶带其拉伸强度大于137.896kPa(20psi)，25％抗压缩大于20.6844kPa(3psi)，更优选为20.6844kPa(3psi)至1034.22kPa(150psi)，其伸长大于100％，更优选为大于250％。
在优选实施方案中，聚合物共混物是发泡的。优选的是，该发泡材料的密度为24.015kg/m3(1.5磅/立方英尺)至800.5kg/m3(50磅/立方英尺)。
在优选实施方案中，硅烷接枝的单点引发的聚烯烃树脂为乙烯与C3～C20α-烯烃的共聚物，其密度约0.85至0.91g·cm-3，其分子量分布约1.5至约3.5。在其它优选实施方案中，该聚合物共混物是发泡的。优选的是单点引发的聚烯烃树脂的一部分是硅烷接枝的。
在优选实施方案中，聚烯烃或聚合物共混物的一部分是交联的。在其它的优选实施方案中，聚烯烃或聚合物共混物包含约大于20％的硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。优选是硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂含有约0.1％至3％的硅烷。
在优选实施例中，该胶带还包括聚乙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。优选的聚烯烃胶带含有20％至50％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。优选的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂含有5％至25％的醋酸乙烯酯。
在其它优选实施方案中，硅烷包含一种含有2或3个可水解基团的乙烯基硅烷。优选的粘合剂包含一种橡胶粘合剂或一种丙烯酸酯类粘合剂。
还有另一方面，本发明的特征是制造聚合物胶带的方法，该方法包括以下步骤：提供一种包含至少一种单点引发的聚烯烃树脂或一种化学发泡剂的可交联的聚合物混合物；挤出该聚合物混合物；将一种粘合剂涂敷于该聚合物混合物上。
在优选实施方案中，该方法进一步包括将该聚合物混合物进行硅烷接枝的步骤。在其它优选的实施方案中，该方法还包括将单点引发的聚烯烃树脂进行硅烷接枝的步骤。
优选的是该方法还包括将聚合物混合物膨胀，优选形成发泡物，该方法也包括聚合物混合物的交联步骤。优选的该交联步骤包括使聚合物混合物暴露于湿气中。
这里用到的术语“短链的支化”是指6个碳原子或6个碳原子以下的聚合物主链的支链，它可被13C核磁共振法识别。
这里用到的术语“共聚物”指由两种或多种单体聚合得到的聚合物，包括三元共聚物(如由三种单体聚合所得)、倍半聚合物、以及由更多种单体组成的聚合物。共聚物通常是乙烯和C3-C20α-烯烃的聚合物。
聚合物树脂的密度或比重可用美国材料试验学会(ASTH)D-792的方法测定。
这里用到的短语“单点引发的聚烯烃树脂”是指由控制分子量和分子量分布的、单点引发的聚烯烃制备的聚烯烃。聚烯烃可以是聚乙烯、聚丙烯或一种乙烯和α-不饱和烯烃单体的共聚物。一类非常令人感兴趣的单点引发剂是金属茂引发剂，例如在J.M.Canich的美国专利5,026,798，J.Ewen等人的美国专利4,937,299，J.Stevens等人的美国专利5,064,802，以及J.Stevens等人的美国专利5,132,380中所述的引发剂，这些专利文献均在本申请中引用。这些引发剂，尤其是基于第4副族的过渡金属，如锆、钛、铪，是非常高活性的乙烯聚合物引发剂。
单点引发剂是多用途的。可调整聚合条件如引发剂组成和反应器条件，得到的聚烯烃具有控制的分子量(如从200g·mol-1至约1000000g·mol-1或更高范围内)和分子量分布(Mw/Mn从接近1至大于8范围内，其Mw为重均分子量，Mn为数均分子量)。聚合物的分子量和分子量分布可由如凝胶渗透色谱法测定。
由这些引发剂得到的聚烯烃基本上是线性的，即聚合物含有分布均匀、高度控制的短链支化点。这里所用的术语“基本上线性”指聚合物主链中每10000个碳原子含有的长链支化约小于1。如上所述，一种测定支化的方法是13C核磁共振光谱法。
当单点引发的聚烯烃为共聚物时，其组成分布宽度指数(CDBI)通常大于50％，最优选在70％以上。分布宽度指数是共聚单体沿单个聚合物链分布均匀性的量度，该聚合物链具有共聚单体含量在中等摩尔量的共聚单体含量的50％内。
聚合物树脂的熔体指数(MI)是低剪切速率条件下加工性能的量度。熔体指数(MI)可由美国材料试验学会D-1238条件E(190℃/2.16Kg)的方法测定。聚烯烃的熔体指数通常在约0.2分克/分钟至约100分克/分钟，优选为约1分克/分钟至约10分克/分钟，最优选为约2分克/分钟至约8分克/分钟。聚合物树脂的熔体指数可用美国材料试验学会D-1238的方法测定。
这里所用的术语“硅烷接枝的”是指在原聚合物链中连接一种或多种含硅单体或聚合物。在含硅单体存在下，接枝通常由在原聚合物链上形成活性接枝点而完成，形成的接枝点可在原聚合物链上作为支链进一步聚合。活性接枝点可由如自由基或阴离子产生。
用于胶带应用中的发泡材料通常是闭孔发泡材料。这里所用的术语“闭孔”是指形成发泡孔体积的约70％以上具有与外部大气隔离的孔壁。测定它的一种方法是当发泡材料浸于水中时，测定吸入发泡材料中的水的量。
本发明具有以下一种或多种优点。该聚合物胶带具有高的柔韧性、拉伸强度、伸长率和压缩永久变形性。该聚合物胶带使用传统粘合剂具有良好的粘合性。它易于涂敷上这些粘合剂并易于发泡。柔韧性的测定例如可以通过压缩发泡材料至25％时，以该压缩所消耗的力来测量。
硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的聚合物胶带或发泡的聚合物胶带，在不添加其它组份例如增塑剂时，便具有良好的柔韧性。增塑剂在使用时间内可从胶带或发泡胶带中析出，导致发泡材料的物理性能的降低。析出的增塑剂还会对粘合剂的性能产生不利影响。硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的聚合物胶带不需要增塑剂组份来提高其物理性能。该聚合物胶带没有含硫或含氯的物质。
该聚合物胶带以及发泡的聚合物胶带具有良好的物理性能，如拉伸强度、伸长率、抗压缩(压缩挠性)、压缩永久变形和抗撕裂性。发泡材料的这些性能可由美国材料试验学会D-3575的方法测定。
由以下详述和权利要求中可明显地看出本发明的其它特征和优点。
该聚合物胶带为聚烯烃树脂或聚烯烃共混物，包含至少一种硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。聚合物胶带可以发泡。单点引发的聚烯烃树脂由乙烯与至少一种选自含有至少C3-C20 α-不饱和烯烃共聚单体的共聚单体聚合而得。优选的α-不饱和烯烃含有3至16个碳原子，最优选为3至8个碳原子。这用作与乙烯共聚物的所述α-不饱和烯烃共聚单体的例子包括(但并不限于)丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-己烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、苯乙烯、卤代或烷基取代的苯乙烯、四氟乙烯、乙烯基环己烯、以及乙烯基苯并环丁烷。
聚烯烃树脂的共聚单体的含量通常在约1mol.％至约32mol.％，优选在约2mol.％至约26mol.％，最优选为约6mol.％至约25mol.％。
共聚物可含有一种或多种C4-C20的多烯单体。优选的多烯为直链，支链或环烷烃二烯，最优选具有碳原子数是6至15。同样优选的二烯为非共轭的。所述二烯的例子包括(但并不限于)1，3-丁二烯、1，4-己二烯、1，6-辛二烯、5-甲基-1，4-己二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，7-辛二烯、5-亚乙基-2-降冰片烯，以及双环戊二烯。特别优选的是1，4-己二烯。
优选的单点引发聚烯烃树脂包括或者乙烯/α-不饱和烯烃共聚物，或者乙烯/α-不饱和烯烃/二烯烃三元共聚物。
优选的单点引发聚烯烃树脂描述于，例如S.-Y.Lai等人的美国专利5,272,236，5,278,272，和5,380,810，L.Spenadel，等人的美国专利5,246,783，C.R.Davey等人的美国专利5,322,728，W.J.Hodgson，Jr.美国专利5206075，以及F.C.Stehling等人的WO 90/03414，此处它们均被引为参考。树脂包含不同量的短链和长链支化，这部分依赖于加工条件。
一些单点引发聚烯烃树脂由Exxon Chemical Company，Houston，Texas商品出售，其商品名称是ExactTM，其中包括ExactTM 3022，ExactTM 3024，ExactTM 3025，ExactTM 3027，ExactTM 3028，ExactTM 3031，ExactTM 3034，ExactTM 3035，ExactTM 3037，ExactTM 4003，ExactTM 4024，ExactTM 4041，ExactTM 4049，ExactTM 4050，ExactTM 4051，ExactTM 5008，和ExactTM 8002。其它单点引发聚烯烃树脂由Dow Plastics，Midland，Michigan(或DuPont/Dow)商品出售，商品名称是EngageTM或AffinityTM，其中包括CL8001，CL8002，EG8100，EG8150，PL1840，PL1845(或DuPont/Dow8445)，EG8200，EG8180，GF1550，KC8852，FW1650，PL1880，HF1030，PT1409，CL8003，以及D8130(或XU583-00-01)。最优选的单点引发聚烯烃树脂选自ExactTM 3024，ExactTM3031，PL1845，EG8200或EG8180。
聚合物胶带包括含有单点引发聚烯烃树脂和其它聚合物树脂的共混物。单点引发聚烯烃树脂可在与其它聚合物树脂共混前进行硅烷接枝。或者共混物自身进行硅烷接枝。其它聚合物树脂例子包括低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)。乙丙橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃单体三元共聚物(EPDM)、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺、聚丙烯酸酯、纤维素、聚酯、聚卤代烷烃、以及乙烯同丙烯、异丁烯、丁烯、己烯、辛烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、丙酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、乙烯醇、烯丙醇、乙酸烯丙酯、烯丙基丙酮、烯丙基苯、烯丙醚、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。聚合物共混物也可包括橡胶材料，如聚氯丁二烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚异丁烯、丁腈橡胶、丁苯橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、表氯醇橡胶、聚丙烯酸酯、丁基橡胶、或卤化丁基橡胶。橡胶材料可过氧固化或硫化。优选的树脂包括LDPE、LLDPE、聚丙烯、聚苯乙烯、或乙烯共聚物如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)。优选的EVA树脂含有5％至15％的醋酸乙烯酯。
当聚合物胶带含有一聚合物共混物时，该共混物可含有至多80％的其它聚合物树脂。特别是，当发泡材料含有EVA时，在单点引发聚烯烃树脂形成的共混物中，20％至50％可以是EVA。某些EVA树脂可从ExxonChemical Company，Houston，TX，Rexene Product Company，Dallas，TX，以及Quantum Chemical Company，Cincinnati，OH购得。
当聚合物主链被活化并与一硅烷试剂反应形成接枝共聚物时，发生聚烯烃树脂的硅烷接枝。硅烷接枝物在接枝链中可包含一后续可交联部分。例如，在有或没有适宜的催化剂存在下，若可交联部分是可水解的，则该交联反应在温暖、潮湿的条件下发生。交联程度可通过变化引入聚烯烃树脂或聚烯烃树脂共混物的硅烷接枝量来调节。硅烷接枝反应在一单独过程，或在连续的共混过程和挤出过程中发生。硅烷接枝通常是通过在聚烯烃树脂或共混物中加入偶氮基或乙烯基官能化的硅烷和一种接枝引发剂完成。聚烯烃树脂或共混物的接枝可发生在挤塑机中。
接枝引发剂可以是一自由基产生物质，例如过氧化物。过氧化物的例子包括过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化叔丁基)己烷、1，1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-二(过氧化叔丁基)环己烷、2，2′-双(过氧化叔丁基)二异丙苯、4，4′-双(过氧化叔丁基)戊酸丁酯、过苯甲酸叔丁酯、过对苯二酸叔丁酯以及过氧化叔丁基。接枝引发剂最优选的为过氧化二异丙苯或2，2′-(过氧化叔丁基)二异丙苯。
叠氮基或乙烯基官能化的硅烷具有通式RR′SiYz，其中R代表通过硅-碳键(例如，由碳氢以及任意地硫、氮和氧组成)与硅原子相连的叠氮基或乙烯基官能基，每一个Y代表一可水解的有机基团(例如通过加入水可从硅上脱离的基团)；R′代表单价烃基或可水解的有机基团。
叠氮基官能化的硅烷化合物通过一氮烯插入反应接枝到聚烯烃树脂上。适宜的叠氮基官能化的硅烷包括三烷氧基硅烷，例如2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基苯基磺酰基叠氮化物以及6-(三甲氧基甲硅烷基)己基磺酰基叠氮化物。
乙烯基官能化的硅烷化合物通过自由基引发反应接枝到聚烯烃树脂上。适宜的乙烯基官能化的硅烷包括乙烯基官能化的烷氧基硅烷，例如乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)。通常在接枝过程中，接枝引发剂如过氧化物连同乙烯基官能化的硅烷起着在聚烯烃树脂主链上取出氢的作用，以引发乙烯基官能化的硅烷的接枝和聚合反应。
接枝物可以包括其它单体，如氰尿酸以及异氰尿酸的二烯丙酯和三烯丙酯，二和三丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯，二甲基丙烯酸锌和二丙烯酸锌，苯乙烯类，丁二烯。
暴露于湿气中使侧链硅烷接枝物的可水解基团的硅醇缩合反应可使接枝的聚合物树脂进行交联。交联通过硅烷上的Y基团的水解缩合成硅氧烷的硅醇而进行。硅醇缩合成硅氧烷由羧酸的金属盐催化，例如二丁基二月桂酸锡或二丁基马来酸锡。羧酸的金属盐可在接枝前，共混前或挤出前加入到聚合物树脂混合物中。羧酸的金属盐通常以液体的形式加入或与聚合物树脂混合。
最优选的硅烷是VTMOS，它通过由2，2′-双(过氧化叔丁基)二异丙苯引发的反应接枝到聚合物主链上。最优选的硅醇缩合催化剂是二丁基二月柱酸锡。交联可在大气的潮气中、水蒸汽或热水的存在下诱发。交联可主要(例如潜在交联的50％以上)在发泡体膨胀(或挤出)之前进行。或者，交联主要在发泡体膨胀以后进行。
不论所用的交联方法如何，可接受的柔韧制品，尤其是发泡制品，只能在一定的交联密度或程度的范围内得到，这与共混物中硅烷接枝的量有关。过度交联可使材料失去弹性。在发泡材料中对于给定的发泡剂用量，这可导致膨胀低于最佳值，而密度大于最佳值。若交联过少则有损于物理性能，例如压缩永久形变性能或耐热性。选择交联程度是很重要的，它可赋于材料特别所需的性能。硅烷接枝以及产生的交联将增大组合物的熔融强度。交联程度可由估计组合物的凝胶含量测定，例如通过溶剂如二甲苯进行萃取。聚合物胶带的交联密度可超过55％，最优选在20％至50％。
聚合物胶带可进行发泡以制造发泡胶带。发泡胶带主要是闭孔发泡并且可是热发泡。应用于本发明实施中的膨胀介质或发泡剂，是物理发泡剂或化学发泡剂。这里所用的术语“物理发泡剂”，是指一种气体介质膨胀组合物，其处于发泡过程中所处的温度和压力。典型的物理发泡剂以气态或液态引入聚合物共混物中并且膨胀，压力迅速减小。这里用到的术语“化学发泡剂”，是指一种介质膨胀组合物，它在通常加工条件下是液体或固体，直至组合物分解放出气体。化学发泡剂在高温度下分解。
物理发泡剂包括低分子量有机化合物，包括C1-C6的烃类如乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、丁二烯、异丁烷、异丁烯、环丁烷、环丙烷、乙烷、甲烷、乙烯、戊烷、戊烯、环戊烷、戊二烯、己烷、环己烷、己烯、和己二烯、C1-C5有机卤素类、C1-C6醇类、C1-C6醚类、C1-C5酯类、C1-C5胺类、氨、氮气、二氧化碳、氖气、或氦气。
化学发泡剂包括偶氮二酰胺、P-P-基二(苯)磺酰基酰肼、对甲苯基磺酰基酰肼、对甲苯基磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、乙基-5-苯基四唑、二亚硝基五亚甲基四胺、以及其它偶氮化物、N-亚硝基化合物、氨基脲、磺酰基酰肼、碳酸酯、和加热时分解的二碳酸酯化合物。优选的发泡剂是化学发泡剂，如偶氮二酰胺。
聚合物胶带通常取片材的形式，其厚度约10密耳(1/100英寸，即0.0254厘米)至0.79375厘米(5/16英寸)。该片材可被纵割，冲切，或层压。聚合物胶带可在塑模出口前部分或深度交联，也可在塑模出口后深度交联。发泡胶带可在膨胀前部分或深度交联，也可在膨胀后深度交联。
发泡胶带可包含降低化学发泡剂分解温度的发泡活化剂。活化剂包括金属盐如锌盐，例如硬酯酸锌或氧化锌。
由于发泡胶带可增大熔融强度，发泡材料可得到小尺寸的孔和高的孔密度。孔密度越大导致发泡材料密度越低。发泡胶带的密度在约24.015kg/m3(1.5磅/每立方英尺)至约800.5kg/m3(50磅/每立方英尺)。
可单独或组合加入到胶带组合物中的其它添加剂包括抗氧剂(如受阻酚类，例如Irganox 1010、亚磷酸盐如Irgafos 168、或聚合的三甲基-二氢化喹啉如Agerite AK，Resin D或FlectoDH)、紫外线稳定剂、热稳定剂、抗静电组份、阻燃剂、颜料或着色剂、以及其它加工助剂。尤其是加工助剂，如氟弹性体(Viton，可由Dupont，Dynamar，3M得到)、防粘剂、如滑石、二氧化硅或碳酸钙，应加入到聚合物胶带组合物中。
聚合物胶带或发泡胶带，至少在发泡材料的一面用一种粘合剂涂敷。在许多情况下，对于连接应用，聚合物胶带或发泡胶带为双面均涂有粘合剂的片材。当连接两个制品所需的聚合物胶带或发泡胶带应具有良好的剥离强度、拉伸强度、剪切强度、和开裂强度。拉伸强度、伸长率、抗压缩性(压缩挠度)、压缩永久形变、以及撕裂强度均可按美国材料试验学会D-3575的方法测定。聚合物胶带的柔韧性是这些性能的重要组成部分。
粘合剂包括但不限于橡胶类和丙烯酸类粘合剂。通常，粘合剂为粘性材料。一般橡胶类粘合剂由天然胶或合成橡胶组成，它可通过在混合物中添加其它组份制得粘性，混合物在使用时间内实质上不产生变化。而丙烯酸类粘合剂在使用时间内却产生化学变化，赋于它们不同的粘合性能。丙烯酸类粘合剂基于丙烯酸或丙烯酸酯聚合物。通常，将丙烯酸类粘合剂进行配方设计以使胶带具有最佳的特定性能。
橡胶类粘合剂通常以具有高的初粘合力、对剪切力有中等强度、中等使用寿命、中等抗湿性、较好的抗紫外光性为特征。丙烯酸类粘合剂通常以具有可延长使用寿命的较好初粘合力、高强度、耐高温、优异的耐温性以及优异的抗紫外光性能为特征。
橡胶类粘合剂可基于例如下述一种或多种弹性体，包括丁腈橡胶、丁二烯-聚丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯化橡胶、氯化丁基橡胶、环化橡胶、解聚橡胶、天然橡胶、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、聚硫聚氨酯橡胶、再生胶、硅橡胶、热塑性弹性体、以及金属茂或单点引发聚烯烃。橡胶类粘合剂可由H.B.Fuller Company，Jedco ChemicalCompany，Lord Corporation，National Starch and Chemical Company，PPGIndustries，Adhesives and Sealants Division，和3M Company得到。这些粘合剂可用水或有机溶剂或其组合物作为载体。
丙烯酸类粘合剂可基于一种或多种下述的丙烯酸或丙烯酸酯聚合物。包括丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸-乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚丙烯酸酯、羧基聚丙烯酸酯、聚丙烯酸的酯类、和聚甲基丙烯酸甲酯。丙烯酸类粘合剂例如可由AMS，American Finish andChemical Company，Clifton Adhesives，Incorporated，Continental LatexCorporation，Findlay Adhesives，Incorporated，H.B.Fuller Company，T.H.Glennon Company，Incorporated，Industrial Adhesives，Jedco ChemicalCorporation，Key Polymer Corporation，National Starch and ChemicalCompany，以及Swift Adhesives Division of Reichold Chemical得到。
胶带的生产是通过在基质上(在这种情况下，聚合物胶带，或发泡胶带)涂敷一种粘合剂，可使用任何一种传统的涂敷技术，包括逆辊涂布、辊刀刮涂，或挤出涂布。被涂的基材可通过一台连机干燥器去除溶剂或水，或对涂层进行化学改性。涂敷这些胶带的机械可从设备供应商购得，如AmeriflexGroup Incorporation，Black Clawson Converting Machinery Corporation Inta-Roto，Incorporated，Klocker Er-We-Pa，以及Wolverine MassachusettsCorporation。
将组合物的各种组份进行混合的方法包括，熔融共混、有限扩散吸液、或液态混合。每一种或全部组份在使用前均可磨成粉或通过其它方法减小其粒子尺寸。熔融共混可分批或连续完成。优选的是，共混在控温下进行。对本领域人员来说，许多适宜熔融共混的装置是公知的，它包括具有单一或多重阿基米德螺杆运输机筒的混合机、高剪切的班伯里型密炼机、以及其它密闭式混合机。这种共混(或混合)的目的是提供均匀的混合物。各组份可以分步方式在混合操作的任何步骤引入混合物中。混合物可包含发泡剂，它可在突然的压力降低或温度升高时膨胀。
一种优选的生产本发明的一种片材的方法包括例如，将硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂与EVA共混，挤出该共混物，通过暴露于湿气中使共混物交联，在共混物上涂敷上粘合剂。或者是加热包含有化学发泡剂的共混物，使该共混物膨胀以形成发泡材料。典型地，当发泡材料一旦膨胀，将其涂敷上粘合剂。硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的制备可孤立地或在独立的过程中完成。
例如，单点引发聚烯烃树脂与20∶1的乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)和过氧化二异丙苯的混合物在挤出机中进行熔融共混，使VTMOS接枝到树脂上。该组合物通过多束模头而挤出，然后造粒。得到的硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂与未接枝的EVA树脂及其它添加剂，可包括化学发泡剂进行熔融共混。共混可用单螺杆或双螺杆挤出机进行，该共混物被挤出成片材。在控制温度和环境温度下，该片材暴露于湿气中以使组合物交联。当组合物含有一化学发泡剂时，该片材可以通过一具有足以使化学发泡剂分解的温度条件的红外线炉，使发泡体膨胀，然后将该片材在发泡前或发泡后涂敷上一种粘合剂。
或者是，单点引发聚烯烃树脂或其它聚合物树脂可在一步中进行共混和硅烷接枝。接枝完成后，共混物可与其它组份如一种化学发泡剂，在不连续或连续过程中进行混合。可在发泡体膨胀以前、膨胀过程中、或膨胀以后进行深度交联。
下述特定的实施例可理解为仅是对所公开内容的剩余部分作举例说明，但并不受其限制。
实施例1
接枝树脂可通过下述物质的共混和反应制得：49份Exxon ExactTM4049，50份Exxon LD319 EVA共聚物(9％醋酸乙烯酯)，1份一种氟弹性体加工助剂(LLDPE浓缩物中含3％)，0.35份乙烯基三甲氧基硅烷，和0.018份2，2′-双(过氧化叔丁基)二异丙苯(Vulcup R)。该共混物在400°F(204.44℃)熔融温度下挤出并造粒。
该接枝树脂与列于表I中的其它组份进行共混。共混物挤出成厚0.07112厘米(0.028英寸)、宽59.69厘米(23.5英寸)的可交联的片材。熔融温度保持在300°F(148.89℃)以下，以防止挤出过程中过早发泡。该片材在这一步中不发泡。
                 表I聚合物片材的配料
实施例1制得的接枝树脂                  62.50％
1.2％二丁基二月桂酸锡/1％抗氧剂
(97.8％ LDPE浓缩物)                    3.5％
40％偶氮二酰胺
(60％ LDPE浓缩物)                      15.5％
23％ Exxon LD319 EVA共聚物             10.00％
10％氧化锌/20％硬酯酸锌
(70％ LDPE浓缩物)                      6.00％
50％二氧化钛
(50％ LDPE浓缩物)                      2.50％
该片材暴露于温度150°F(65.56℃)，相对湿度90％的大气中24小时使其交联。然后将交联的片材通过一烘箱，使其暴露于450°F(232.22℃)至500°F(260℃)的温度下以产生发泡。得到的发泡材料(发泡材料1)的密度为64.04kg/m3(4磅/每立方英尺)，厚为0.15875厘米(1/16英寸)，宽为152.4厘米(60英寸)。发泡材料1的性能列于表III中。
实施例2
接枝树脂可通过下述物质的共混和反应制得：70份DuPont/DowEngageTM 8200，25份DuPont/Dow EngageTM 8445，2份一种氟弹性体加工助剂(LLDPE浓缩物中含3％)，3份10％的二氧化硅防粘剂(LDPE浓缩物中含10％)，0.35份乙烯基三甲氧基硅烷，和0.018份2，2′-双(过氧化叔丁基)二异丙苯(Vulcup R)。该共混物在400°F(204.44℃)熔融温度下挤出并造粒。
该接枝树脂与列于表II中的其它组份进行共混。共混物挤出成厚0.1016厘米(0.040英寸)、宽22.86厘米(9英寸)的可交联的片材。熔融温度保持在300° F(148.89℃)以下，以防止挤出过程中过早发泡。该片材在这一步中不发泡。
                  表II聚合物片材的配料
实施例2制得的接枝树脂                    82.9％
1.2％二丁基二月桂酸锡/1％抗氧剂
(97.8％ LDPE浓缩物)                      3.60％
40％偶氮二酰胺
(60％ LDPE浓缩物)                        7.20％
10％氧化锌/20％硬酯酸锌
(70％ LDPE浓缩物)                        3.80％
50％二氧化钛
(50％ LDPE浓缩物)                        2.50％
该片材暴露于温度150°F(65.56℃)，相对湿度90％的大气中24小时使该片材交联。然后将交联的片材通过烘箱烤，使其暴露于450°F(232.22℃)至500°F(260℃)的温度下以产生发泡。得到的发泡材料(发泡材料2)的密度为144.09kg/m3(9磅/每立方英尺)，厚为0.15875厘米(1/16英寸)，宽为50.8厘米(20英寸)。发泡材料2的性能列于表III。
在对比实验中，按美国材料试验学会D-3575的方法，含有硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的发泡聚合物胶带(分别由实施例1和2制得的发泡材料1和2)的性能，与基于其它聚合物(EVA PVC，和EPDM)并具有可比密度的其它发泡聚合物胶带进行了对比。结果列于表III中。表III中报道了纵向和横向(纵向/横向)的拉伸强度和伸长率。Pandel、Lauren和AMR发泡材料的数据分别取自Pandel公报UFI-1-0188，Lauren数据表bc-0-610，和AMR目录。Volara发泡材料的数据为直接测定。Pandel压缩永久形变是在25％时读出的，而其它的则是在50％时读出的。含有硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的发泡材料具有良好的物理性能。
               表III：发泡材料性能的对比
聚合物 密度(PCF) 拉伸强度(PSI) 伸长率％ 压缩挠度(25％，psi) 压缩永久形变(％)
发泡材料1 硅烷接枝 4 136/107 582/552 6 4.2
Volara类型EO EVA 4 141/106 299/321 8 13.0
Volara类型G EVA 4 140/123 328/398 6.7 16.2
发泡材料2 硅烷接枝 9 360/280 520/610 11 5.1
Pandel UF-8 PVC 8 35+ 100+ 1.5-3.5 15Max.
Pandel UF-12 PVC 12 65+ 100+ 2-6 15Max.
LaurenBC-0-610 EPDM 18 185 205 5-9 11.5
AMR4119N 氯丁橡胶 7-13 60+ 150+ 2-5
其它的实施方案在权利要求的范围内。
注：1psi＝6894.8Pa

Claims (35)

1.一种聚烯烃胶带，包含一种聚烯烃片材和在该片材的至少一个表面上的一种粘合剂，该聚烯烃包含一种硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。
2.权利要求1的聚烯烃胶带，其中硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂的密度为约0.85至0.91克/厘米3。
3.权利要求1的聚烯烃胶带，其中硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂为乙烯与C3-C20α-烯烃的共聚物，该共聚物的分子量分布为约1.5至约3.5。
4.权利要求1的聚烯烃胶带，其中聚烯烃部分是交联的。
5.权利要求1的聚烯烃胶带，其中聚烯烃含有大于20％硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。
6.权利要求1的聚烯烃胶带，其中硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂含有约0.1％至3％的硅烷。
7.权利要求1的聚烯烃胶带，其中聚烯烃是发泡的。
8.权利要求7的聚烯烃胶带，其中发泡材料的25％压缩阻抗小于172.37kPa，其伸长率大于250％。
9.权利要求7的聚烯烃胶带，其中的聚烯烃胶带还包含一种聚乙烯树脂。
10.权利要求7的聚烯烃胶带，其中的聚烯烃胶带包含一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
11.权利要求10的聚烯烃胶带，其中的聚烯烃胶带含有20％至50％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
12.权利要求10的聚烯烃胶带，其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂含有5％至25％的醋酸乙烯酯。
13.权利要求1的聚烯烃胶带，其中硅烷包括一种含有2或3个可水解基团的乙烯基硅烷。
14.权利要求1的聚烯烃胶带，其中粘合剂包括一种橡胶粘合剂。
15.权利要求1的聚烯烃胶带，其中粘合剂包括一种丙烯酸酯粘合剂。
16.权利要求7的聚烯烃胶带，其中胶带的厚度小于约0.79375厘米。
17.一种聚合物胶带，包含一种粘合剂和一种硅烷接枝的聚合物共混物，该聚合物共混物包含至少一种单点引发的聚烯烃树脂，其中一部分单点引发聚烯烃树脂是硅烷接枝的，该聚合物胶带的拉抻强度大于137.896kPa，25％压缩阻抗大于20.6844kPa，伸长率大于100％。
18.权利要求17的聚合物胶带，其中单点引发聚烯烃树脂为乙烯与C3-C20α-烯烃的共聚物，该共聚物的密度为约0.85至约0.91克/厘米3，其分子量分布为约1.5至约3.5。
19.权利要求17的聚合物胶带，其中聚合物共混物部分是交联的。
20.权利要求17的聚合物胶带，其中聚合物共混物含有大于20％的硅烷接枝的单点引发聚烯烃树脂。
21.权利要求17的聚合物胶带，其中聚合物共混物含有约0.1％至3％的硅烷。
22.权利要求17的聚合物胶带，其中硅烷包括一种含有2或3个可水解基团的乙烯基硅烷。
23.权利要求17的聚合物胶带，其中聚合物共混物是发泡的。
24.权利要求23的聚合物胶带，其中发泡材料的密度为24.015kg/m3至800.5kg/m3。
25.权利要求24的聚合物胶带，其中聚合物共混物还包含一种聚乙烯树脂。
26.权利要求23的聚合物胶带，其中聚合物共混物进一步包含一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
27.权利要求23的聚合物胶带，其中聚合物共混物含有20％至50％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
28.权利要求17的聚合物胶带，其中的粘合剂为一种橡胶粘合剂。
29.权利要求17的聚合物胶带，其中的粘合剂为一种丙烯酸酯粘合剂。
30.一种制备聚合物胶带的方法，包括以下步骤：
提供一种包括至少一种单点引发聚烯烃树脂和一种化学发泡剂的可交联的聚合物混合物，其中一部分单点引发聚烯烃树脂是硅烷接枝的；
挤出该聚合物混合物；以及
将一种粘合剂涂敷于该聚合物混合物上。
31.权利要求30的方法，还包括将聚合物混合物一部分进行硅烷接枝的步骤。
32.权利要求30的方法，还包括将单点引发的聚烯烃树脂进行硅烷接枝的步骤。
33.权利要求32的方法，还包括使聚合物混合物膨胀以形成发泡材料的步骤。
34.权利要求33的方法，还包括交联聚合物混合物的步骤。
35.权利要求34的方法，其中聚合物混合物交联的步骤包括将聚合物混合物暴露于湿气中。
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