一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于室温自交联材料领域，公开了一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用。以质量分数计，将丙烯酸酯软单体85～95份、硬单体5～15份、功能单体2～5份，乳化剂1.3～4份和去离子水30～55份制备成预乳液，然后将预乳液与去离子水、引发剂、乳化剂、PH缓冲剂一起加热升温反应，待乳液出现蓝光后，滴加链转移剂、预乳液和引发剂溶液，再加入含酮羰基单体一起升温反应，反应完后降温调节pH值至6.5～7.0，然后加入酰肼基单体搅拌混合均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。所得室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶在初黏力、持黏力和剥离强度指标上均能达到优良，可用于制备黏结性能优良的标签。
【专利说明】一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于室温自交联材料领域，具体涉及一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]压敏胶，是一种同时 具备液体黏性性质和固体弹性性质的黏弹性体，这种黏弹性体同时具备“能够承受粘接的接触过程和破坏过程两方面的影响因素和性质”。通俗来讲，就是容易粘黏，不难揭开，剥离后没有任何污染被粘物表面的现象，由于胶层长时间不干，也被称为“不干胶”。
[0003]标签用的聚丙烯酸酯压敏胶，目前在国内许多还是使用易燃、有毒、污染环境的溶剂型胶黏剂。溶剂型胶黏剂不仅造成资源浪费，对施工人员的健康造成不利影响，而且严重污染环境。
[0004]乳液型聚丙烯酸酯压敏胶一般存在涂布速度慢，干燥速度慢，初黏力、剥离强度和持黏力三个力学性能无法得到很多的平衡。根据HG-T2406-2002对标签胶的基本要求是初黏力≥10 (钢球号)，剥离强度为≥4N/25mm,但是这个要求远远不能满足正常的标签胶的应用市场，因此开发性能更好的压敏胶显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
[0007]本发明的再一目的在于提供上述室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶在标签制作中的应用。
[0008]本发明目的通过以下技术方案实现:
[0009]一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，具体操作步骤如下:
[0010](I)以质量份计,将丙烯酸酯软单体85~95份、硬单体5~15份、功能单体2~5份，乳化剂1.3~4份，去离子水30~55份，混合后搅拌均匀制备成预乳液；
[0011 ] (2)将0.1~0.3质量份引发剂溶解在4~6质量份的去离子水中，配制成引发剂溶液；
[0012](3)在反应釜中，以质量份计，加入35~50份去离子水，0.15~0.25份引发剂，
0.3~0.8份乳化剂以及0.3~0.5份pH缓冲剂，搅拌均匀；然后在搅拌条件下加入步骤
(I)所制得的预乳液13~15份以及步骤⑵制得的引发剂溶液0.5~1.0份，升温至83~86 °C，待乳液出现蓝光后，再向反应釜中滴加0.1~0.3份链转移剂、88.04~127.2份预乳液和2.88~4.24份引发剂溶液，连续滴加2h，再把含酮羰基单体0.5~2份溶解在2~5份去离子水中的溶液与22.06~31.8份预乳液一起滴加，0.5~Ih连续滴加完后，再加入0.72~1.06份引发剂溶液，升温到86~90°C并保温I~1.5h，再将温度降至40°C以下，调节PH值至6.5~7.0 ;
[0013](4)将酰肼基单体0.4~1.6质量份溶解在2~5质量份去离子水中，配成酰肼基单体溶液，然后将其加入到步骤(3)的反应釜中，搅拌混合均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
[0014]步骤(1)中所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种与丙烯酸异辛酯的混合物，其中丙烯酸异辛酯占丙烯酸酯软单体总质量的55%~85%。
[0015]步骤(1)中所述硬单体为醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯中的任一种与甲基丙烯酸甲酯的混合物，其中甲基丙烯酸甲酯占硬单体总质量的70%~85%。
[0016]步骤(1)中所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种与羧乙基丙烯酸酯的混合物。
[0017]步骤(1)或步骤(3)中所述乳化剂为阴离子乳化剂或反应型乳化剂，其中阴离子乳化剂优选十二烷基硫酸钠，反应型乳化剂优选烯丙氧基羟丙基磺酸钠。
[0018]步骤(2)或步骤(3)中所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
[0019]步骤(3)中所述pH缓冲剂优选碳酸氢钠；所述链转移剂优选十二烷基硫醇或巯基乙醇；所述含酮羰基单体优选双丙酮丙烯酰胺。
[0020]步骤(3)所述的搅拌条件是指搅拌转速为200~250r/min的搅拌条件。
[0021]步骤(4)中所述酰肼基单体为碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的任意一种。
[0022]一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶，通过上述制备方法所制备得到。所得室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶在初黏力、持黏力和剥离强度指标上均能达到优良。
[0023]上述室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶在标签制作中的应用，具体应用过程为:用线棒涂布器快速均匀的将本发明制备的压敏胶涂布在经电晕处理过的防粘纸上，随后将该防粘纸放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，将白卡纸贴在防粘纸的有胶一面得到标签纸，再将其切割成标准试件250mm*25mm，得到黏结性能优良的标签。
[0024]本发明通过调整单体的种类，引入一些特殊的功能性单体羧乙基丙烯酸酯，因其较长的侧羧酸链给予良好挠曲性提高剥离强度，同时较长的烷基链可较低乳液的表面张力，在隔离纸上有极好的铺张性能，克服了现有技术需要添加小分子的润湿剂等助剂以解决乳液在隔离纸上出现的“鸡爪印”及分散性“走散”现象。
[0025]本发明使用羰基型交联单体中的酮肼交联体系，与现有技术较为常用的N取代丙烯酰胺衍生物型交联单体相比，克服了其高温固化、释放甲醛的缺点，可以使得压敏胶在室温固化兼具环保。
[0026]本发明同时采用链转移剂和交联单体，可使得乳液的分子量分布较宽，在初黏力、持黏力和剥离强度等方面都达到较高的性能。
[0027]通过本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果:
[0028](I)本发明采用乳液聚合方法和特定的反应工艺，同其他聚合方法及工艺相比，具有反应粘度低，反应速率快和环保安全的优点； [0029](2)本发明的聚合过程稳定，可操作性强，设备投资小，有利于大规模的工业生产；[0030](3)由本发明的方法和工艺制得的压敏胶，具有良好的初黏力和持黏力，同时具有较高的剥离强度，黏结性能优良。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0032]实施例中所述指标测试方法如下:
[0033]初粘性:按GB4852-84测试；持粘性:按DB4851-98测试；剥离强度:按GB2792-98测试。
[0034]实施例1
[0035](I)将丙烯酸乙酯21.25g、丙烯酸丁酯17.0g、丙烯酸异辛酯46.75g、甲基丙烯酸甲酯3.5g、醋酸乙烯lg、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯lg、丙烯酸轻乙酯0.2g、丙烯酸羟丙酯0.3g、丙烯酸缩水甘油酯0.5g，十二烷基硫酸钠1.3g，去离子水30g，搅拌均匀制备成预乳液；
[0036](2)将0.lg过硫酸铵溶解在4g去离子水中，配制成引发剂溶液； [0037](3)在反应釜中，加入去离子水35g，过硫酸铵0.15g，烯丙氧基羟丙基磺酸钠0.3g以及碳酸氢钠0.3g,搅拌均匀；在搅拌速度为200r/min的条件下向反应爸中加入步骤(1)中的预乳液13g以及步骤(2)中的引发剂溶液0.5g，升温至83°C，待乳液出现蓝光后，再向反应釜中连续滴加十二烷基硫醇0.lg、88.24g预乳液和2.88g引发剂溶液，连续滴加2h后，再把2g双丙酮丙烯酰胺溶解在5g去离子水的溶液与22.06g预乳液一起滴加，0.5h连续滴加完后，再加入0.72g引发剂溶液，升温到86°C，保温Ih后，再将温度降至40°C以下，调节PH值至6.5~7.0 ;
[0038](4)将0.4g草酸二酰肼溶解在2g去离子水中，配成酰肼基单体溶液，加入到步骤
(3)的反应釜物料中，搅拌均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
[0039]用线棒涂布器快速均匀的将上述得到的室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶涂布在经电晕处理过的防粘纸上，随后将上胶的防粘纸放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，将白卡纸贴在防粘纸的有胶一面得到标签纸，再将其切割成标准试件250mm*25mm，标准试件放入23±2°C的恒温室中4h后进行初粘性、持粘性和剥离强度的测试，测试结果见表1。
[0040]实施例2
[0041](I)将丙烯酸乙酯4.25g、丙烯酸丁酯10.0g、丙烯酸异辛酯80.75g、甲基丙烯酸甲酯12.75g、醋酸乙烯1.75g、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯2.5g、丙烯酸轻乙酯0.5g、丙烯酸羟丙酯lg、丙烯酸缩水甘油酯lg，十二烷基硫酸钠4g，去离子水55g，搅拌均匀制备成预乳液；
[0042](2)将0.3g过硫酸铵溶解在6g去离子水中，配制成引发剂溶液；
[0043](3)在反应爸中，加入去离子水50g,过硫酸铵0.25g,烯丙氧基轻丙基磺酸钠0.8g以及碳酸氢钠0.5g,搅拌均匀；在搅拌速度为250r/min的条件下向反应爸中加入步骤(1)中的预乳液15g以及步骤(2)中的引发剂溶液lg，升温至86°C，待乳液出现蓝光后，再向反应釜中连续滴加巯基乙醇0.3g、127.2g预乳液和4.24g引发剂溶液，连续滴加2h后，再把2g双丙酮丙烯酰胺溶解在5g去离子水的溶液与24.5g预乳液一起滴加，Ih连续滴加完后，再加入1.06g引发剂溶液，升温到90°C，保温Ih后，再将温度降至40°C以下，调节pH值至6.5 ~7.0 ;
[0044](4)将1.6g 丁二酸二酰肼溶解在5g去离子水中，配成酰肼基单体溶液，加入到步骤(3)的反应釜物料中，搅拌均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
[0045]用线棒涂布器快速均匀的将上述得到的室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶涂布在经电晕处理过的防粘纸上，随后将上胶的防粘纸放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，将白卡纸贴在防粘纸的有胶一面得到标签纸，再将其切割成标准试件250mm*25mm，标准试件放入23±2°C的恒温室中4h后进行初粘性、持粘性和剥离强度的测试，测试结果见表1。
[0046]实施例3
[0047](I)将丙烯酸丁酯14.25.0g、丙烯酸异辛酯80.75g、甲基丙烯酸甲酯3.5g、醋酸乙烯lg、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯2g、丙烯酸羟丙酯1.5g、丙烯酸缩水甘油酯
0.5g,十二烷基硫酸钠1.5g,去离子水50g,搅拌均匀制备成预乳液；
[0048](2)将0.2g过硫酸铵溶解在5g去离子水中，配制成引发剂溶液；
[0049](3)在反应爸中，加入去离子水40g,过硫酸铵0.25g,烯丙氧基轻丙基磺酸钠0.3g以及碳酸氢钠0.5g,搅拌均匀；在搅拌速度为200r/min的条件下向反应爸中加入步骤(1)中的预乳液15g以及步骤(2)中的引发剂溶液0.5g，升温至84°C，待乳液出现蓝光后，再向反应釜中连续滴加十二烷基硫醇0.2g、112.4g预乳液和3.76g引发剂溶液，连续滴加2h后，再把0.5g双丙酮丙烯酰胺溶解在2g去离子水的溶液与28.1g预乳液一起滴加，0.5h连续滴加完后，再加入0.94引发剂溶液，升温到87V，保温Ih后，再将温度降至40°C以下，调节pH值至6.5~7.0 ；
[0050](4)将0.4g已二酸二酰肼溶解在4g去离子水中，配成酰肼基单体溶液，加入到步骤(3)的反应釜物料中，搅拌均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
[0051]用线棒涂布器快速均匀的将上述得到的室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶涂布在经电晕处理过的防粘纸上，随后将上胶的防粘纸放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，将白卡纸贴在防粘纸的有胶一面得到标签纸，再将其切割成标准试件250mm*25mm，标准试件放入23±2°C的恒温室中4h后进行初粘性、持粘性和剥离强度的测试，测试结果见表1。
[0052]表1实施例样品性能测试结果
[0053]
【权利要求】
1.一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:包括以下操作步骤: (1)以质量份计，将丙烯酸酯软单体85~95份、硬单体5~15份、功能单体2~5份，乳化剂1.3~4份，去离子水30~55份，混合后搅拌均匀制备成预乳液； (2)将0.1~0.3质量份引发剂溶解在4~6质量份的去离子水中，配制成引发剂溶液； (3)在反应釜中，以质量份计，加入35~50份去离子水，0.15~0.25份引发剂，0.3~0.8份乳化剂以及0.3~0.5份pH缓冲剂，搅拌均匀；然后在搅拌条件下加入步骤(1)中的预乳液13~15份以及步骤(2)制得的引发剂溶液0.5~1.0份，升温至83~86°C进行反应，待乳液出现蓝光后，再向反应釜中滴加0.1~0.3份链转移剂、88.04~127.2份预乳液和2.88~4.24份引发剂溶液，连续滴加2h加完，再把含酮羰基单体0.5~2份溶解在2~5份去离子水中的溶液与22.06~31.8份预乳液一起滴加，连续滴加0.5~Ih加完，再加入0.72~1.06份引发剂溶液，升温到86~90°C并保温反应I~1.5h，再将温度降至400C以下，调节pH值至6.5~7.0 ; (4)将酰肼基单体0.4~1.6质量份溶解在2~5质量份去离子水中，配成酰肼基单体溶液，然后将其加入到步骤(3)的反应釜中，搅拌混合均匀，得到室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶。
2.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种与丙烯酸异辛酯的混合物，其中丙烯 酸异辛酯占丙烯酸酯软单体总质量的55%~85%。
3.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述硬单体为醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯中的至少一种与甲基丙烯酸甲酯的混合物，其中甲基丙烯酸甲酯占硬单体总质量的70%~85%。
4.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种与羧乙基丙烯酸酯的混合物；步骤(1)或步骤(3)中所述乳化剂为阴离子乳化剂或反应型乳化剂。
5.根据权利要求4所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠；反应型乳化剂为烯丙氧基羟丙基磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述pH缓冲剂为碳酸氢钠；所述链转移剂为十二烷基硫醇或巯基乙醇；所述含酮羰基单体为双丙酮丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(2)或步骤(3)中所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；步骤(4)中所述酰肼基单体为碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述的搅拌条件是指搅拌转速为200~250r/min的条件。
9.一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶，其特征在于:通过权利要求1~8中任一项所述的制备方法所制备得到。
10.权利要求9所述的一种室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶在标签制作中的应用，其特征在于:具体应用过程为:用线棒涂布器快速均匀的将室温自交联聚丙烯酸酯压敏胶涂布在经电晕处理过的防粘纸上，随后将该防粘纸放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，将白卡纸贴在防粘纸的有胶一 面得到标签纸，再将其切割成标准试件250mm*25mm，得到黏结性能优良的标签。
【文档编号】C09J133/08GK104004477SQ201410223068
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】涂伟萍, 陈任, 王 锋 申请人:华南理工大学