CN112391134A - 一种丙烯酸酯压敏胶及其制备工艺、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丙烯酸酯压敏胶及其制备工艺、应用，其中压敏胶包括以下质量百分比的组分，丙烯酸丁酯5％～20％，丙烯酸‑2‑乙基己酯10％～35％，单体A 2％～10％，丙烯酸2％～5％，丙烯酸羟丙酯0％～2％，含氟单体0％～5％，单体B 0％～2％，引发剂0.3％～1.5％，增粘树脂5％～20％，溶剂余量。本发明通过多种单体的复配使用，采用分步聚合的方法，制备得到满足使用要求的丙烯酸酯压敏胶，通过本发明涂布制备得到的胶粘剂制品在非极性材料表面贴合之后，展现了良好的粘结力，并且克服了现有技术中容易翘曲的现象，贴合剥离之后无残胶。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种丙烯酸酯压敏胶及其制备工艺、应用。
背景技术
压敏胶粘剂(PSA)是一种在很轻的作用力下就能形成比较牢固的粘接力。丙烯酸酯压敏胶是由(甲基)丙烯酸(酯)聚合形成的共聚物，具有原料易得、配方简单、粘接范围广、耐候性好、低毒等优点，广泛应用于包装、电子、汽车、家装、家电、新能源等领域。丙烯酸酯压敏胶分为溶剂型、乳液型、辐射固化型、无溶剂型四大类别，市场上主要以溶剂型、乳液型为主，日本欧美等在此领域发展较为成熟，近年来光固化性、无溶剂型发展也颇为迅速。溶剂型丙烯酸压敏胶由于其优异性能，在一些特殊的应用领域是乳液型丙烯酸压敏胶无法替代的。
但是在一些非极性性的材料表面(如PP、PE、PTFE)的粘接方面，传统的溶剂型压敏胶的存在粘接强度低，附着力弱，容易发生翘曲现象的缺陷。因此，急需对现有的压敏胶水配方以及工艺进行改良，以满足在非极性材料上面的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在非极性材料表面贴合力强、无翘曲的丙烯酸酯压敏胶及其制备工艺、应用。
为实现前述目的，本发明提供了一种丙烯酸酯压敏胶，包括以下质量百分比的组分，
丙烯酸丁酯5％～20％，
丙烯酸-2-乙基己酯10％～35％，
单体A 2％～10％，
丙烯酸2％～5％，
丙烯酸羟丙酯0％～2％，
含氟单体0％～5％，
单体B 0％～2％，
引发剂0.3％～1.5％，
增粘树脂5％～20％，
溶剂余量。
作为本发明的进一步改进，所述单体A为长链丙烯酸烷基酯，其包括丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述单体B为含有氨基的单体，其包括丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述溶剂为乙酸乙酯和甲苯的混合物，比例为4:1～3:2。
作为本发明的进一步改进，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种，进一步地优选偶氮二异丁腈。
作为本发明的进一步改进，所述的增粘树脂为松香树脂、聚合松香、氢化松香酯、萜烯树脂、石油树脂中的一种或几种，进一步地优选氢化松香酯、石油树脂，两者比例为4:1～2:1。
作为本发明的进一步改进，所述含氟单体，包括丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种丙烯酸压敏胶的制备工艺，包括以下步骤，
a、取丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、单体A、丙烯酸、2/3丙烯酸羟丙酯、1/2单体B、2/3溶剂，搅拌均匀形成混合物C；取1/3丙烯酸羟丙酯、含氟单体、1/2单体B，搅拌均匀形成混合物D，混合物C、D待用；
b、取1/5～1/4混合物C投入反应釜中，升温至69-70℃，然后将1/3～1/2的引发剂溶解在适量溶剂中，加入反应釜，反应45-75min，得到预聚体；
c、在步骤b得到的预聚体中，在2-2.5h内匀速滴加剩余的混合物C，进行接枝聚合，反应控制在75-76℃；当滴加至1-1.5h时间时，向剩余的混合物C中加入混合物D，搅拌3-6min之后，继续滴加0.5-1.5h，反应温度控制在80-82℃，进行改性聚合，滴加结束后，83-85℃继续保温50-70min，使聚合物分子量进一步增长；
d、向反应釜内加入剩余的引发剂，83-85℃继续保温2.5-3.5h；然后在，加入剩余的溶剂，直接加料，加完后继续搅拌1-2h，接着再加入增粘树脂，搅拌1.5-2.5h，使增粘树脂充分溶解，制得所述丙烯酸酯压敏胶。
本发明还提供了一种丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用。
作为本发明的进一步改进，所述应用包括以下步骤，在丙烯酸酯压敏胶中添加基于其质量百分比1.0％～3.0％的交联剂，搅拌均匀，然后涂布于基材上，在98-105℃环境中交联固化2-5min，然后在37-45℃环境中熟化40-56h，最后将所得胶粘剂制品贴合于非极性材料表面。
作为本发明的进一步改进，所述非极性材料包括PP、PE、PTFE。
作为本发明的进一步改进，所述交联剂包括金属盐、环氧树脂、活泼羟甲基树脂、多异氰酸酯中的一种或几种，进一步地优选多异氰酸酯。
本发明有益效果：本发明通过1)多种单体的复配使用，引入长链丙烯酸烷基酯以及含氟单体，降低丙烯酸压敏胶整体的表面张力，2)引入含有氨基的丙烯酸酯类单体，使大分子聚合物分子间形成一定的交联，提高压敏胶的内聚性能。3)选取低极性的增粘树脂，提高剥离力且增强与非极性材料之间的粘合力。4)采用分步接枝聚合的方法，对预聚体进行结构改性，制备得到满足使用要求的丙烯酸酯压敏胶，通过本发明涂布制备得到的胶粘剂制品在非极性材料表面贴合之后，展现了良好的粘结力和耐温性，并且克服了现有技术中容易翘曲的现象，贴合剥离之后无残胶。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细描述。
本实施方式提供了一种丙烯酸酯压敏胶，包括以下质量百分比的组分，
丙烯酸丁酯5％～20％，
丙烯酸-2-乙基己酯10％～35％，
单体A 2％～10％，
丙烯酸2％～5％，
丙烯酸羟丙酯0％～2％，
含氟单体0％～5％，
单体B 0％～2％，
引发剂0.3％～1.5％，
增粘树脂5％～20％，
溶剂余量。
所述单体A为长链丙烯酸烷基酯，所述单体A包括丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种。
所述单体B为含有氨基的单体，所述单体B包括丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯中的一种或几种。
所述溶剂为乙酸乙酯和甲苯的混合物，比例为4:1～3:2；所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种，进一步地优选偶氮二异丁腈。所述的增粘树脂为松香树脂、聚合松香、氢化松香酯、萜烯树脂、石油树脂中的一种或几种，进一步地优选氢化松香酯、石油树脂，两者比例为4:1～2:1。
所述含氟单体，包括丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。
本实施方式还提供了一种丙烯酸压敏胶的制备工艺，包括以下步骤，
a、取丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、单体A、丙烯酸、2/3丙烯酸羟丙酯、1/2单体B、2/3溶剂，搅拌均匀形成混合物C；取1/3丙烯酸羟丙酯、含氟单体、1/2单体B，搅拌均匀形成混合物D，混合物C、D待用；
b、取1/5～1/4混合物C投入反应釜中，升温至69-70℃，然后将1/3～1/2的引发剂溶解在适量溶剂中，加入反应釜，反应45-75min，得到预聚体；
c、在步骤b得到的预聚体中，在2-2.5h内匀速滴加剩余的混合物C，进行接枝聚合，反应控制在75-76℃；当滴加至1-1.5h时间时，向剩余的混合物C中加入混合物D，搅拌3-6min之后，继续滴加0.5-1.5h，反应温度控制在80-82℃，进行改性聚合，滴加结束后，83-85℃继续保温50-70min，使聚合物分子量进一步增长；
d、向反应釜内加入剩余的引发剂，83-85℃继续保温2.5-3.5h；然后在，加入剩余的溶剂，直接加料，加完后继续搅拌1-2h，接着再加入增粘树脂，搅拌1.5-2.5h，使增粘树脂充分溶解，制得所述丙烯酸酯压敏胶。所述的丙烯酸酯压敏胶固含量为48-53％，25℃环境下粘度8000～20000cps。
在本发明中，首先是配比，采用多种单体的复配，这里的单体涉及到长链丙烯酸烷基酯、含氨基单体、含氟单体等，加以引发剂、增粘树脂等，再通过对其工艺步骤中每一个时间节点上添加的化合物种类以及比例的精确控制，制备出了满足使用要求的丙烯酸酯压敏胶。在本发明中，尤其是工艺步骤中各个节点加入化合物的种类以及用量是在经过反复试验、测试之后得到的。
本实施方式还提供了一种丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用。所述应用包括以下步骤，在丙烯酸酯压敏胶中添加基于其质量百分比1.0％～3.0％的交联剂，搅拌均匀，然后涂布于基材上，在98-105℃环境中交联固化2-5min，然后在37-45℃环境中熟化40-56h，最后将所得胶粘剂制品贴合于非极性材料表面，干胶厚度为30-65μm。
所述非极性材料包括PP、PE、PTFE，所述交联剂包括金属盐、环氧树脂、活泼羟甲基树脂、多异氰酸酯中的一种或几种，进一步地优选多异氰酸酯。
而这里的适用基材包括了泡棉、绵纸等，同时还可以对这些基材进行双面涂布，制成双面胶粘剂制品。
为了更好的体现本发明的优势所在，下面结合具体的应用实施例来做进一步的阐述。
按照上述提供的丙烯酸酯压敏胶及其制备工艺，先制备出十组不同配比的丙烯酸酯压敏胶待用，然后再按照本发明中丙烯酸酯压敏胶的应用制备十组不同的胶粘剂制品作为样品待用，由于要对其进行耐曲翘的性能测试，因此，优选将这十组胶粘剂制品制备成双面的。
本实施例中十组丙烯酸酯压敏胶各成分配比如表1所示，表1中省去了溶剂，意为剩余部分全部为溶剂，表1中单体A、单体B、含氟单体以及引发剂具体包含的化合物组合以及配比分别依次如表2-4所示，其中表2-4中各个化合物的百分比为其占整个单体A、单体B、含氟单体总体质量的百分比。
表1
表2
表3
表4
将制备得到的十组胶粘剂制品进行性能检测，本发明中将进行以下种类的性能测试，以此来验证本发明的优异特性。
性能测试：
初粘力测试：采用斜面滚球法(J.Dow法)。
持粘力测试：按照GBT 4851-2014压敏胶粘带持粘性试验方法。
剥离力测试：按照GBT 2792-2014压敏胶粘带180°剥离强度试验方法。
耐温性测试：将胶粘剂制品贴附于用乙酸乙酯洗净的304钢板上，放置于120℃烘箱24h，观察冷热撕效果。
翘曲性测试：将双面胶粘剂制品一面贴合海绵，一面贴合不锈钢圆柱体，观察翘曲现象。
所进行的性能测试结果如表5所示。
表5
从表5的数据可以看出，利用本发明中的丙烯酸酯压敏胶制备得到的胶粘剂制品在初粘力上就表现出良好的特性，当将其贴合于非极性材料如PE、PP、PTFE等表面时，也体现了良好的剥离力，足以满足目前市场上的使用要求。此外，通过对其常温持粘力以及耐温性能的测试，我们可以看出，持粘力时间长久，均超过7天以上不脱落，耐温性能也表现优异，剥离时无残胶，最后在耐曲翘性能测试结果上也可以看出，耐曲翘的时间均在一天以上，总体而言，本发明中通过各种单体的复配，以及工艺中对于每个步骤里各种化合物用量的精确控制，使得制备出来的丙烯酸酯压敏胶具备了优良了特性，在解决了现有技术缺陷的基础上，其他各方面性能也优异凸出，并没有因此带来负面的技术缺陷。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：包括以下质量百分比的组分，
丙烯酸丁酯 5％～20％，
丙烯酸-2-乙基己酯 10％～35％，
单体A 2％～10％，
丙烯酸 2％～5％，
丙烯酸羟丙酯 0％～2％，
含氟单体 0％～5％，
单体B 0％～2％，
引发剂 0.3％～1.5％，
增粘树脂 5％～20％，
溶剂余量。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述单体A为长链丙烯酸烷基酯，其包括丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述单体B为含有氨基的单体，其包括丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述溶剂为乙酸乙酯和甲苯的混合物，比例为4:1～3:2。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述的增粘树脂为松香树脂、聚合松香、氢化松香酯、萜烯树脂、石油树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：所述含氟单体，包括丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。
8.一种如权利要求1所述的丙烯酸压敏胶的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，
a、取丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、单体A、丙烯酸、2/3丙烯酸羟丙酯、1/2单体B、2/3溶剂，搅拌均匀形成混合物C；取1/3丙烯酸羟丙酯、含氟单体、1/2单体B，搅拌均匀形成混合物D，混合物C、D待用；
b、取1/5～1/4混合物C投入反应釜中，升温至69-70℃，然后将1/3～1/2的引发剂溶解在适量溶剂中，加入反应釜，反应45-75min，得到预聚体；
c、在步骤b得到的预聚体中，在2-2.5h内匀速滴加剩余的混合物C，进行接枝聚合，反应控制在75-76℃；当滴加至1-1.5h时间时，向剩余的混合物C中加入混合物D，搅拌3-6min之后，继续滴加0.5-1.5h，反应温度控制在80-82℃，进行改性聚合，滴加结束后，83-85℃继续保温50-70min，使聚合物分子量进一步增长；
d、向反应釜内加入剩余的引发剂，83-85℃继续保温2.5-3.5h；然后再加入剩余的溶剂，直接加料，加完后继续搅拌1-2h，接着再加入增粘树脂，搅拌1.5-2.5h，使增粘树脂充分溶解，制得所述丙烯酸酯压敏胶。
9.一种如权利要求1所述的丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用。
10.根据权利要求11所述的丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用，其特征在于：所述应用包括以下步骤，在丙烯酸酯压敏胶中添加基于其质量百分比1.0％～3.0％的交联剂，搅拌均匀，然后涂布于基材上，在98-105℃环境中交联固化2-5min，然后在37-45℃环境中熟化40-56h，最后将所得胶粘剂制品贴合于非极性材料表面。
11.根据权利要求12所述的丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用，其特征在于：所述非极性材料包括PP、PE、PTFE。
12.根据权利要求12所述的丙烯酸酯压敏胶贴合于非极性材料表面上的应用，其特征在于：所述交联剂包括金属盐、环氧树脂、活泼羟甲基树脂、多异氰酸酯中的一种或几种。
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