一种丙烯酸酯乳液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚酯薄膜底涂用的丙烯酸酯乳液，除此之外，本发明还涉及表面 涂布有该乳液的聚酯薄膜。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)薄膜由于具有优良的机械性能、电气性能和耐化学 腐蚀性能，被广泛用于液晶显示器（LCD)、模内装饰(如增亮膜、扩散膜、硬化膜等）等生产领 域。但由于聚酯薄膜表面的高度结晶取向，导致它表面性能较差，与各种油墨、粘合剂、涂料 等物质之间粘接性差。通常可以通过在热塑性树脂膜表面涂覆含有聚酯类树脂、聚丙烯酸 酯类树脂、聚氨酯类树脂等粘合剂的粘接改性层，来改善聚酯薄膜与其他功能涂层界面间 的附着力。
[0003] 现有技术中，中国专利201310515714. 1公开了一种丙烯酸酯乳液，该丙烯酸酯乳 液以硬单体、软单体和功能单体为反应单体，采用溶液聚合法合成了一种丙烯酸酯乳液，并 将其涂覆于聚酯薄膜表面，以改善聚酯薄膜的表面性能，提高薄膜附着力。
[0004] 上述技术提供的丙烯酸酯乳液应用于聚酯薄膜表面虽然可以提高其附着力，但上 述丙烯酸酯乳液采用溶液法聚合，含有有机溶剂，所合成的乳液有一定气味，对环境造成污 染；且上述乳液涂覆薄膜表面固化后不含有能参与UV固化的活性基团，底涂层和功能涂层 之间难以形成有效的化学键合。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题针对现有技术的不足，提供一种丙烯酸酯乳液，该丙 烯酸酯乳液涂覆在聚酯薄膜表面，可以提高聚酯薄膜与其他功能涂层之间的附着力，经UV 老化试验24h后，功能涂层100%不脱落。
[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题是提供表面涂布有该丙烯酸酯乳液的聚酯薄 膜。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 一种丙烯酸酯乳液，按以下步骤制备： (1) 在反应器中加入去离子水150~250重量份、反应型乳化剂0. 5~1. 5重量份，快速搅 拌混合均匀，得混合物A ;称取混合物A重量的1/5~1/2用于溶解0. 5~1. 5重量份引发剂， 得引发剂溶液；称取2~5重量份含酰基丙烯酸酯类单体、15~40重量份的硬单体、15~40重 量份的软单体、8~15重量份的功能性单体，得到混合单体B ; (2) 在含有剩余混合物A的反应器中加入0. 5~1. 5重量份pH缓冲剂和混合单体B重量 的1/5~1/10,预乳化20~40min后，反应器温度升至75~85°C，并滴加引发剂溶液，至预乳液 变蓝后，同时滴加剩余引发剂溶液和剩余混合单体B，两者加完后，乳液保温反应l~3h后， 降温至40~50°C，加入碱液中和至pH值为7~8,得丙烯酸酯乳液。
[0008] 上述丙烯酸酯乳液，所述反应型乳化剂为丙烯酰胺硬脂酸钠、3-烯丙氧基-2-羟 基-1-丙烷磺酸钠盐的一种或任意组合。
[0009] 上述丙烯酸酯乳液，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或任意组合。
[0010] 上述丙烯酸酯乳液，所述含酰基丙烯酸酯类单体为乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙二醇 酯、3-苯甲酰基丙烯酸乙酯或乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的一种或任意组合。
[0011] 上述丙烯酸酯乳液，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯中的一种或其组合。
[0012] 上述丙烯酸酯乳液，所述软单体为丙烯酸乙酯或丙烯酸异辛酯中的一种或其组 合。
[0013] 上述丙烯酸酯乳液，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、甲基 丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯的一种或任意组合。
[0014] 上述丙烯酸酯乳液，所述pH缓冲剂为碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种或任意组合。
[0015] 上述丙烯酸酯乳液，所述碱液为己二胺、N，N-二甲基乙醇胺或正丁胺的一种或任 意组合。
[0016] -种聚酯薄膜，至少一个表面含有上述丙烯酸酯乳液制成的底层。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： 1.本发明提供的丙烯酸酯乳液，含酰基丙烯酸酯类单体中的酰基在乳液合成的中和阶 段与胺反应生成了烯胺，参与后期固化交联，经过高温横向拉伸固化后，形成多维的空间网 络结构，可以提高功能涂层和聚酯薄膜间的附着力。
[0018] 2.本发明中所用的2-苯氧基乙基丙烯酸酯含有醚键，在体系中可起到附着力促 进剂的作用，可提高预涂层和功能涂层之间的附着力。
[0019] 3.本发明使用的是反应型乳化剂，如：丙烯酰胺硬脂酸钠、3-烯丙氧基-2-羟 基-1-丙烷磺酸钠盐，避免了小分子乳化剂向薄膜表面迀移造成薄膜表面能降低的现象发 生。丙烯酰胺硬脂酸钠中酰胺键具有提高提高附着力的作用；3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙 烷磺酸钠盐中含有醚键、羟基和磺酸基等活性基团，没反应完全的活性基团暴露在薄膜表 面，与功能涂层反应，在预涂层与功能涂层之间形成了化学键合作用，有效提高他们之间的 附着力。
[0020] 4.乳液的侧链结构中含有多种活性基团，如：氨基、羧基、酰胺基等，这些功能基 团之间的协同作用，可有效提高薄膜附着力。乳液涂覆在聚酯薄膜表面，经过高温横向拉伸 固化后，形成多维的空间网络结构，有利于功能涂层涂布液的渗透、铺展，并与丙烯酸酯涂 层固化后形成紧密的结构，而且功能单体的收缩率低，有利于缓解涂膜固化收缩时的内应 力，可以使功能涂层和聚酯薄膜间的附着力100%不脱落。
[0021] 5.本发明提供的含有表面涂层的光学聚脂薄膜可用作反射膜、硬化膜、窗膜等领 域，满足薄膜的再加工需求。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。
[0023] 实施例1 1.丙烯酸酯乳液的制备 (1)在反应器中加入去离子水220g、丙烯酰胺硬脂酸钠lg，快速搅拌混合均匀，得混合 物A ;称取混合物A重量的1/3用于溶解Ig过硫酸钾，得引发剂溶液；称取3g乙酰乙酸基甲 基丙烯酸乙酯、25g甲基丙烯酸甲酯、23g丙烯酸乙酯、Ig甲基丙烯酸、2g双丙酮丙烯酰胺、 5g甲基丙烯酸异冰片酯混合均匀，得混合单体B。
[0024] (2)在含有剩余混合物A的反应器中加入Ig碳酸氢钠和混合单体B重量的1/8， 预乳化20min后；反应器温度升至80°C，并滴加引发剂溶液至乳液变蓝后，同时滴加引发剂 溶液和剩余混合单体B，加完后保温2. 5h，降温至40°C，加入N，N-二甲基乙醇胺中和至pH 值为7,得丙烯酸酯乳液。
[0025] 2.聚酯薄膜的制备 (1) 取20g上述丙稀酸酯乳液、0. 25g固化剂、0. 6g润湿剂、0. 4g二氧化娃分散体的分 散体液和80g去离子水，经高剪切乳化剂分散均匀，得到聚酯薄膜涂布用的底涂液； (2) 将干燥的聚酯切片熔融挤出冷却成为无取向的铸塑厚片，经纵向拉伸3. 2倍，在 其表面涂覆预涂底层液后，再进行横向拉伸3. 5倍，经230°C热定型收卷得到厚度为100 μ m 的聚酯薄膜，底涂层的厚度为〇. 1 μm，测其性能(见表1)。
[0026] 实施例2 (1)在反应器中加入去离子水200g、0. 5g 3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐，快 速搅拌混合均匀，得混合物A ;称取混合物A重量的1/4用于溶解0. Sg过硫酸铵，得引发剂 溶液；称取2. 5g乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙二醇酯、15g甲基丙烯酸甲酯、5g苯乙烯、15g丙 烯酸异辛酯、2g丙烯酸、2g双丙酮丙烯酰胺、6g 2-苯氧基乙基丙烯酸酯混合均匀，得混合 单体B。
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