Adhesivos sensibles a la presión, basados en caucho natural y poliacrilatos.

Masa adhesiva sensible a la presión, que contiene una mezcla homogénea de caucho natural y por lo menos un componente poliacrilato.

Adhesivos sensibles a la presión, basados en caucho natural y poliacrilatos

La presente invención se refiere a una nueva masa adhesiva sensible a la presión, a un proceso para su fabricación así como al uso de la misma como cinta autoadhesiva de propiedades mejoradas.

Las masas adhesivas sensibles a la presión se conocen desde hace décadas. Como masas adhesivas sensibles a la presión se denominan aquellas masas adhesivas, que ya después de una compresión relativamente ligera permiten la unión duradera con el soporte y después del uso pueden arrancarse de nuevo del soporte en lo esencial sin dejar restos. Las masas adhesivas sensibles a la presión se mantienen permanentemente pegajosas a temperatura ambiente, es decir, tienen una viscosidad suficientemente baja y una pegajosidad al tacto elevada, de modo que humectan la superficie del soporte o sustrato en cuestión cuando se aplica una ligera compresión. La capacidad de pegado de las masas adhesivas depende de sus propiedades adhesivas, mientras que la capacidad de arrancarlas de nuevo depende de sus propiedades cohesivas. Como base de las masas adhesivas sensibles a la presión se toman en consideración diversos compuestos. Cabe mencionar como grupos principales los cauchos naturales, los cauchos sintéticos y los acrilatos.

Ya se conocen desde hace mucho tiempo las masas adhesivas sensibles a la presión basadas en cauchos naturales.

El caucho natural dispone de propiedades cohesivas muy buenas. De todos modos, la escasa resistencia al envejecimiento y a la intemperie constituye un problema.

En el documento CA 698 518 se describe un proceso para lograr la fabricación de una masa por adición de una gran cantidad de plastificante y/o al mismo tiempo una intensa masticación del caucho. Es verdad que con este proceso se consiguen adhesivos sensibles a la presión de una fuerza adhesiva al tacto extraordinariamente alta, pero debido a la porción relativamente alta del plastificante o incluso por la fuerte degradación de la estructura molecular del elastómero hasta un peso molecular ponderal Mm < 1 millón solamente se consigue con limitaciones la resistencia al cizallamiento necesaria para la aplicación cuando la reticulación posterior es elevada.

El uso de mezclas de polímeros, en los que junto con el caucho natural no termoplástico se emplean también copolímeros de bloques en una proporción aprox. de 1:1, constituye en lo fundamental una solución de compromiso no satisfactoria, porque no aporta ni resistencias elevadas al cizallamiento para el uso como cintas autoadhesivas a temperaturas elevadas, ni mejoras notables con respecto a las propiedades descritas en las patentes.

En el documento JP 7 324 182 A2 se describe un proceso de varios pasos, en el que una cinta adhesiva por ambas caras presenta una capa adhesiva sensible a la presión basada en un adhesivo de resina acrílica y una segunda capa basada en una mezcla de un elastómero de isopreno y estireno, caucho natural y una resina de hidrocarburo no reactiva (Arkon P 1). Esta cinta sirve como cinta para la instalación de alfombras, en el que tampoco se plantean grandes exigencias de resistencia al cizallamiento a temperaturas elevadas.

El uso de elastómeros no termo plásticos se describe también en JP 95 331 197, en el que se emplea un caucho natural reactivo con isocianato (poliisopreno injertado con un éster de ácido maleico) de peso molecular promedio inferior a 1 millón con resinas de hidrocarburos alifáticos no reactivas, que se retícula con isocianatos bloqueados (por ejemplo Desmodur CT), para ello se retícula previamente la mezcla a 15°C durante cinco minutos, después se extiende sobre una lámina de PET y se retícula definitivamente a 18°C durante varios minutos (por ejemplo 15 minutos). Este proceso pone de manifiesto la necesidad de la reticulación final cuando el caucho natural ha sido objeto de una degradación excesiva durante el proceso de producción.

En la solicitud de patente JP 95 278 59 se reivindica una cinta autoadhesiva, en la que el caucho natural se mastica hasta un peso molecular medio Mw = de 1. a 5., para conseguir una mezcla homogénea y extensible de resinas de hidrocarburo, de colofonia o derivado y de terpenos, que pueden procesarse bien entre 14°C y 2°C y presentan una viscosidad de 1 a 5 x 13 cps, pero que después exigen una dosis ESH (4 Mrad) extremadamente elevada, para asegurar que alcanzarán la resistencia al cizallamiento necesaria para el uso. El sistema es poco indicado para los materiales soporte de tipo papeles impregnados y/o encolados y para soportes textiles basados en la fibra de viscosa y similares, porque, cuando se aplican las dosis de radiación elevadas requeridas, el soporte sufre un daño significativo.

El uso de cauchos exclusivamente no termoplásticos como componentes elastómeros en la formulación de adhesivo sensible a la presión con la consiguiente ventaja de costes, que proporcionan por ejemplo los cauchos naturales frente a los copolímeros de bloques comerciales, y las excelentes propiedades, en especial la resistencia al cizallamiento del caucho natural y de los cauchos sintéticos similares, se describen con detalle en las patentes WO 94 11 175, WO 95 25 774, WO 97 7 963 y las correspondientes US 5,539,33, US 5,55,175. En ellas se describen

los aditivos habituales de la técnica de los adhesivos sensibles a la presión como son las resinas de pegajosidad (tackifier), los plastificantes y las cargas de relleno.

El proceso de producción publicado en cuestión se basa en una extrusora de doble husillo, que en la realización del proceso que se elige, que pasa por la masticación del caucho y posterior adición gradual de los distintos aditivos con el debido control de la curva de la temperatura permite el mezclado (compounding) encaminado a generar una mezcla homogénea de adhesivo sensible a la presión. Se describe con detalle el paso de masticación del caucho, previo al proceso de producción propiamente dicho. Es necesario y característico del proceso elegido, porque la tecnología que se elige para ello es inevitable para la posterior absorción de los demás componentes y para la extruslonabllldad de la masa mezclada final. Se describe también la inyección de oxígeno del aire, recomendada por R. Brzoskowskl, J.L. y B. Kalvani en Kunststoffe 8 (8), pp. 922 y slg., 199, para acelerar la masticación del caucho.

Este modo de proceso hace imprescindible el siguiente paso de la reticulación por radiación electrónica (ESH), así como el uso de sustancias reactivas que actúen como promotoras de la ESH con el fin de lograr un rendimiento eficaz de reticulación.

Los dos pasos del proceso se han descrito en las patentes mencionadas, pero los promotores de ESH elegidos tienden también a reacciones molestas de reticulación química a temperaturas elevadas. Esto limita el uso de determinadas resinas de pegajosidad. También son conocidas desde mucho atrás las masas adhesivas sensibles a la presión basadas en poliacrilatos. Los poliacrilatos disponen de propiedades adhesivas muy buenas, pero en términos de cohesión, los poliacrilatos son inferiores a otros compuestos.

Es pues, objeto de la presente invención desarrollar una masa adhesiva sensible a la presión que tenga buenas propiedades cohesivas y al mismo tiempo presente una buena resistencia a la intemperie y al envejecimiento.

Ahora se ha encontrado de modo sorprendente que una mezcla homogénea de caucho natural y por lo menos un componente poliacrilato combina también las propiedades positivas de las dos sustancias, es decir, una mezcla homogénea de este tipo dispone de buenas propiedades cohesivas y frente al caucho natural presente una resistencia claramente mejorada al envejecimiento y a la intemperie.

Homogéneo en el sentido de la presente invención significa homogéneo desde el punto de vista mesoscópico y macroscópico, y además que las propiedades son independientes de la dirección, es decir, que los compuestos de

la invención son materiales isotrópicos.

La base de las masas adhesivas que contienen caucho es el caucho natural o cualquier mezcla de caucho natural y cauchos sintéticos, dicho caucho natural o cauchos naturales pueden elegirse en principio entre todos los tipos disponibles, por ejemplo los cauchos crepé, RSS, ADS, TSR o CV, en función del nivel de pureza y de viscosidad requeridos y dicho caucho sintético o los cauchos sintéticos se eligen entre el grupo de los cauchos de estireno- butadieno copolimerizados (SBR), los cauchos de butadieno (BR), el poliisopreno sintético (IR), los cauchos de butilo (MR), los cauchos de butilo halogenado (XIIR), los cauchos de acrilato (ACM), los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA) y los poliuretanos y/o sus mezclas.

1. Masa adhesiva sensible a la presión, que contiene una mezcla homogénea de caucho natural y por lo menos un componente poliacrilato.

2. Masa adhesiva según la reivindicación 1, caracterizada porque contiene: x % en peso de caucho natural,

y % en peso por lo menos de un componente poliacrilato, v % en peso por lo menos de un componente resina de pegajosidad y w % en peso de aditivos, siendo 1 ^ x < 8,

< y <95,

v < 5,

<w<1y x+y+v+w= 1.

3. Masa adhesiva según la reivindicación 2, caracterizada porque 1< x < 6, con preferencia 2 < x < 5 y 4 < y < 9, con preferencia 5 < y < 8.

4. Masa adhesiva según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque v = y/o w =.

5. Masa adhesiva según una de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizada porque el componente poliacrilato es un polímero elegido entre el acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de n-butilo, acrilato de n-pentilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de n-heptilo, acrilato de n-octilo, metacrilato de n-octilo, acrilato de n-nonilo, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, acrilato de behenilo, acrilato de isobutilo, acrilato de 2- etilhexilo, metacrilato de 2-etilhexilo, acrilato de isooctilo, metacrilato de isooctilo y metacrilato de ciclohexilo, acrilato de isobornilo, metacrilato de de isobornilo o acrilato de 3,5-dimetiladamantilo o un copolímero por lo menos de dos de estos acrilatos.

6. Masa adhesiva según una de las reivindicaciones de 2 a 5, caracterizada porque el componente resina adhesiva es por lo menos una resina de hidrocarburos alifáticos y/o una resina de terpeno-fenol.

7. Masa adhesiva según una de las reivindicaciones de 2 a 6, caracterizada porque el aditivo es por lo menos un compuesto elegido entre el grupo de los plastificantes, reticulantes, cargas de relleno, agentes de germinación o gérmenes de cristalización, agentes hinchantes, pigmentos, aditivos reológicos, aditivos para mejorar la adherencia, elastómeros, auxiliares de mezclado (compounding), antioxidantes, absorbentes de luz, agentes desecantes, agentes de fluidez y extensibilidad y/o humectantes.

8. Proceso para la fabricación de una mezcla o compuesto según una de las reivindicaciones de 1 a 7, que consta de los pasos siguientes:

(a) aportación del caucho natural, del polímero o copolímero de acrilato y eventualmente los aditivos; y

(b) mezclado de los componentes aportados en el paso (a) en una extrusora hasta conseguir una mezcla homogénea y

caracterizado porque el proceso se realiza a una temperatura de más de 1°C, con preferencia más de 13°C y con una velocidad del husillo de la extrusora de más de 5 rpm, con preferencia de 75 a 1 rpm.

9. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado porque

c) la mezcla obtenida en el paso b) se aplica sobre un soporte en una cantidad de 15 a 2 g/m2, con preferencia de 5 g/m2, formando una capa adhesiva.

1. Proceso según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque después del paso c) se somete la mezcla a una reticulación por exposición a radiación electrónica.

11. Cinta adhesiva por una o por ambas caras, formada por lo menos por un soporte y por lo menos por una capa de una masa adhesiva sensible a la presión según una de las reivindicaciones de 1 a 7 o fabricada según el proceso de las reivindicaciones de 8 a 1.