一种环氧化SBS压敏胶及其制备方法与流程

文档序号:17021954发布日期:2019-03-02 02:45阅读:276来源:国知局

本发明涉及一种高分子材料技术领域,尤其涉及一种环氧化sbs装饰压敏胶及其制备方法。



背景技术:

压敏胶是一类对压力敏感的胶黏剂,不需要添加其它助剂或者通过加温的方式,只需要施加很小的压力就能与被粘基材牢固粘接,揭开之后也不会对基材的表面产生影响,其特点是粘之容易,揭之不难,剥而不损,在较长的时间内胶层不会干涸,故压敏胶也称为不干胶。压敏胶的制品在包装、汽车、运输、通讯、电器、建材、机械、航空、轻工、卫生等各领域都有应用,因其使用方便易操作适用范围广,压敏胶发展迅速。

现有传统型热熔压敏胶的使用温度通常在160~180℃之间,在此条件下进行操作,不仅消耗了大量电能(不利于节能降耗),而且显著降低了涂布机的使用寿命;同时也极易使卫生用品的基材流延膜(聚乙烯膜)出现烫皱、烫破等现象,而胶黏剂也容易老化分解、结焦、堵塞喉管和喷胶嘴等,从而对操作工人的安全要求大大增加。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种可用于装潢的环氧化sbs压敏胶,该压敏胶具有环保、制造简单、使用方便、用途广泛的优点。

本发明的目的之二在于提供上述用于装饰装潢业的环氧化sbs装饰压敏胶的制备方法,采用该方法制备的压敏胶具有剥离强度大、持粘性久、耐老化性优良等特点,并且采用该方法制作成本降低。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现:

一种环氧化sbs压敏胶,其特征是,由重量份计的以下组分组成:

更进一步地,所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯由sbs环氧化制得,其中sbs结构为线型或星型中的一种,优选线型结构;所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中苯乙烯与丁二烯的相对含量之比为30:70。

其中,线型结构的sbs相对分子质量较低,溶解性好,星星结构分子量较高,内聚强度较大,熔融温度高。因此,本发明制造压敏胶黏剂优选选用线型结构的sbs。本发明中,苯乙烯与丁二烯相对含量之比对性能有较大影响,st/bd大,黏度变小,粘接力大,但是弹性和耐寒较差;st/bd小,黏度增大,弹性增加,但粘接强度和耐热性降低在本发明中,作为压敏胶用的sbs选用st/bd为30/70。

更进一步地,所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560、硅烷偶联剂kh-570、硅烷偶联剂kh-151、硅烷偶联剂kh-171、硅烷偶联剂kh-580、硅烷偶联剂kh-602、硅烷偶联剂sj-42中的一种。

由于氯丁橡胶在50℃以上容易结晶,凝聚力明显减弱,高于70℃时粘结力显著降低,通过添加硅烷偶联剂的方法能在一定程度上提升耐热程度。

更进一步地,所述聚合松香为聚合松香b-115、聚合松香b-140、聚合松香-90中的一种或两种及以上。聚合松香比松香更具有抗氧化性、亮光度、抗结晶性等特点。聚合松香是可再生资源,降低了本发明的合成成本。

更进一步地,所述增黏树脂为萜烯树脂、松香树脂、c5石油树脂或芳烃石油树脂中的任意一种或两种及以上。

本发明中,萜烯树脂优选803l型萜烯树脂,萜烯树脂与sbs、sis具有良好的相溶性,该萜烯树脂与上述弹性体相配时,能赋予胶黏剂较高的剥离强度、持粘力和耐热性,而且耐黄变性能好。

由于热塑性弹性体sis本身并没有初粘性,必须加入增黏树脂才具有压敏性能。压敏胶性能优劣的关键是胶黏剂的粘弹性,增粘剂的作用主要是赋予压敏胶必要的黏性。由于热塑性弹性体具有两相聚集态结构,选用增黏树脂时必须考虑它与弹性体两相的相容性。与热塑性弹性体中橡胶相(pb、pi)相容的增黏树脂有松香和松香脂、萜烯树脂、c5石油树脂等,赋予压敏胶黏性,与塑料相(ps)相容的增黏树脂有古马龙树脂、芳烃石油树脂、ps树脂等,可改善压敏胶的内聚力。还有一些与两项都相容的增黏树脂,如高软化点的萜烯酚醛树脂、低软化点的芳烃石油树脂。酚醛树脂则与热塑性弹性体的两相都不相容。

加入增黏树脂与sbs、sis混合后,由扭辫分析(tba)测得两相的玻璃化温度发生了变化从而影响压敏胶黏剂和性能。萜烯树脂使ps相的tg有较大的提高,ps相的tg略有降低;松香树脂对pb相的tg影响较大,而对ps相的tg影响较小;c5石油树脂对pb相tg提高较小,但ps相的tg变化很大;芳烃石油树脂(c9)与两相相容性不很高,对tg影响不大。

更进一步地,所述防老剂为n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌一种或两种。防老剂能够抑制氧化作用,保证压敏胶的永久粘性,从而延长制品的使用寿命。

更进一步地,所述软化剂为环氧油软化剂。作用是改进压敏胶性能,增加初粘力,降低压敏胶溶液或熔融黏度,改善涂布工艺。软化剂的加入使得热塑性弹性体中两相玻璃化温度发生变化,影响压敏胶性能。软化剂挥发性小,黏度地,无毒害,耐老化,价格低廉。环烷油为软化剂的体系综合性能较为理想。

更进一步地,所述交联剂为硫磺或硫载体、过氧化物和活性酚醛树脂中的一种。热塑性弹性体压敏胶在高温下内聚强度和持粘力会迅速下降,为了提高压敏胶的高温性能,还需要在配方中加入某些交联剂,使不饱和橡胶的双键发生化学交联,提高压敏胶的内聚强度和持粘力。

更进一步地,所述交联剂还添加有质量百分数为0.3-1.0%的硫化促进剂、0.3-1.0%的氧化锌和0.3-1.0%的硬脂酸。

更进一步地,所述着色剂为钛白粉、炭黑、铁黑、氧化铝粉其中的一种。根据颜色需要加入,在热塑性弹性压敏胶配方中加入颜填料,可以制成带颜色的压敏胶。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现:

一种环氧化sbs压敏胶的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡8~12h;

6)向三口烧瓶中加入配方所述聚合松香、增粘树脂、硅烷偶联剂、防老剂,氯丁橡胶、软化剂、交联剂着色剂,通入氮气,保持温度120℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至160~170℃,快速搅拌0.5~1.0h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

1、本发明的环氧化sbs压敏胶具有不含有机溶剂、不污染环境、制造简单、使用方便、用途广泛的优点。

2、本发明的制作工艺,剥离强度、持粘性、耐老化性均有提高。

3、制作工艺简单,制作成本比其他胶黏剂有所减少。

4、采用低温型配方设计,使用温度低于140℃,其在较低温度下比传统型热熔压敏胶具有更低的熔融黏度,能更有效低渗入棉芯,具有能耗低和不易烫破基材等特点,从而明显降低了卫生用品的残留气味,并且具有较高的自由度来选择成本较低的原材料。物理改性,从配方中的基本原料着手,改变原有传统型的弹性体和增黏树脂体系,或引入结构相似、与弹性体具有很好相容性的物质(如黏度调节剂、离聚物树脂等),使其涂布工艺从传统的高温操作转变为低温操作。

5、可根据不同的装潢条件需要,制成自带颜色的压敏胶,方便装饰行业操作。

具体实施方式

下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述:

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:

环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香70~80份,增黏树脂10~20份、硅烷偶联剂5~10份、防老剂0.5~1份、氯丁橡胶5~10份、乙酸乙酯溶剂80~100份、软化剂5~10份、交联剂1~3份、着色剂0~5份。

更进一步地,所述聚合松香为聚合松香b-115、聚合松香b-140、聚合松香b-90中的一种或多种。聚合松香比松香更具有抗氧化性、亮光度、抗结晶性等特点。聚合松香是可再生资源,降低了本设计的合成成本。

更进一步地,所述曾黏树脂优选803l型萜烯树脂,萜烯树脂与sbs、sis具有良好的相溶性,该萜烯树脂与上述弹性体相配时,能赋予胶黏剂较高的剥离强度、持粘力和耐热性,而且耐黄变性能好。

热塑性弹性体sis本身并没有初粘性,必须加入萜烯树脂作为增黏树脂才具有压敏性能。压敏胶性能优劣的关键是胶黏剂的粘弹性,增粘剂的作用主要是赋予压敏胶必要的黏性。由于热塑性弹性体具有两相聚集态结构,选用增黏树脂时必须考虑它与弹性体两相的相容性。与热塑性弹性体中橡胶相(pb、pi)相容的增黏树脂有松香和松香脂、萜烯树脂、c5石油树脂等,赋予压敏胶黏性,与塑料相(ps)相容的增黏树脂有古马龙树脂、芳烃石油树脂、ps树脂等,可改善压敏胶的内聚力。还有一些与两项都相容的增黏树脂,如高软化点的萜烯酚醛树脂、低软化点的芳烃石油树脂。酚醛树脂则与热塑性弹性体的两相都不相容。

加入增黏树脂与sbs、sis混合后,由扭辫分析(tba)测得两相的玻璃化温度发生了变化从而影响压敏胶黏剂和性能。萜烯树脂使ps相的tg有较大的提高,ps相的tg略有降低;松香树脂对pb相的tg影响较大,而对ps相的tg影响较小;c5石油树脂对pb相tg提高较小,但ps相的tg变化很大;芳烃石油树脂(c9)与两相相容性不很高,对tg影响不大。

更进一步地,所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560、硅烷偶联剂kh-570、硅烷偶联剂kh-151、硅烷偶联剂kh-171、硅烷偶联剂kh-580、硅烷偶联剂kh-602、硅烷偶联剂sj-42中的一种。

更进一步地,所述防老剂优选防老剂264、防老剂168、防老剂mc445、防老剂405中的一种或多种,能够抑制氧化作用,保证压敏胶的永久粘性,从而延长制品的使用寿命。

sds热塑性弹性体含有不饱和键,受到氧、光、热等环境因素的作用发生老化现象,尤其是热熔压敏胶在高温下制备和熔融涂布时,老化更为严重。因此,在压敏胶配方中必须加入以抗氧化剂为主体的防老剂。如果在制备热熔压敏胶时不加防老剂,则在气液相交处出现黄色结焦。随着温度身高,颜色渐渐变深,加入防老剂的压敏胶剥离强度比未加防老剂的提高30%左右。

n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌和乙基苯基二硫代氨基甲酸锌,颜色浅且不易氧化,用量一般为热塑性弹性体的2%~5%。将n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌和乙基苯基二硫代氨基甲酸锌两种防老剂混合使用,有更好的效果。

更进一步地,所述软化剂为环氧油软化剂。作用是改进压敏胶性能,增加初粘力,降低压敏胶溶液或熔融黏度,改善涂布工艺。软化剂的加入使得热塑性弹性体中两相玻璃化温度发生变化,影响压敏胶性能。环氧油软化剂挥发性小,黏度低,无毒害,耐老化,价格低廉。环烷油为软化剂的体系综合性能较为理想。

具体实施例如下:

实施例1

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香b-11570份,803l型萜烯树脂20份、硅烷偶联剂kh-5505份、n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌0.5份、氯丁橡胶5份、乙酸乙酯溶剂80份、环氧油软化剂5份、交联剂1份、着色剂1份。

本实施例所述环氧化sbs压敏胶的制备方法包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡8h;

6)向三口烧瓶中加入所述聚合松香b-115、803l萜烯树脂、n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌,硅烷偶、联剂kh-550、氯丁橡胶、环氧油软化剂、交联剂、着色剂通入氮气,保持温度120℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至160℃,快速搅拌1.0h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

实施例2

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香b-14075份、c5石油树脂15份、硅烷偶联剂kh-5505份、n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌0.5份、氯丁橡胶5份、乙酸乙酯溶剂80份、环氧油软化剂5份、交联剂1份、着色剂1份。

本实施例所述环氧化sbs压敏胶的制备方法包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡12h;

6)向三口烧瓶中加入所述聚合松香b-115、c5石油树脂、n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌、硅烷偶、联剂kh-550、氯丁橡胶、环氧油软化剂、交联剂、着色剂通入氮气,保持温度120℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至160℃,快速搅拌1.0h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

实施例3

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香b-14080份,增黏树脂20份、硅烷偶联剂5份、防老剂1份、氯丁橡胶10份、乙酸乙酯溶剂100份、环氧油软化剂5份、交联剂2份、着色剂5份。所述增黏树脂为萜烯树脂和c5石油树脂的混合物,能改善压敏胶的内聚力;所述防老剂为n,n-二丁基硫代氨基苯甲酸锌和乙基苯基二硫代氨基甲酸锌的混合物。

本实施例所述环氧化sbs压敏胶的制备方法包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡8~12h;

6)向三口烧瓶中加入所述聚合松香b-140、曾黏树脂、防老剂、硅烷偶联剂kh-550、氯丁橡胶、环氧油软化剂、交联剂、着色剂通入氮气,保持温度120℃℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至170℃,快速搅拌1.0h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

实施例4

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香b-14080份,803l型萜烯树脂20份、硅烷偶联剂kh-5705份、防老剂1681份、氯丁橡胶10份、乙酸乙酯溶剂100份、环氧油软化剂5份、交联剂2份、着色剂5份。

本实施例所述环氧化sbs压敏胶的制备方法包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡10h;

6)向三口烧瓶中加入所述聚合松香b-140、803l型萜烯树脂、防老剂、硅烷偶联剂kh-570、氯丁橡胶、环氧油软化剂、交联剂、着色剂通入氮气,保持温度120℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至165℃,快速搅拌0.9h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

实施例5

一种环氧化sbs压敏胶,按重量份计的以下组分组成:环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯100份、聚合松香b-14075份,增黏树脂18份、硅烷偶联剂kh-5508份、防老剂1份、氯丁橡胶10份、乙酸乙酯溶剂90份、环氧油软化剂5份、交联剂2份、着色剂2份。所述增黏树脂为c5石油树脂的混合物;所述防老剂为乙基苯基二硫代氨基甲酸锌的混合物。

本实施例所述环氧化sbs压敏胶的制备方法包括以下步骤:

1)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,将sbs热塑性弹性体加入三口烧瓶并用水溶解,配成质量分数为10%的溶液;

2)向三口烧瓶中加入定量的甲酸,用恒温水浴控制反应温度50℃,并同时搅拌,滴加定量的过氧化氢,保温反应2h;

3)向三口烧瓶中加入乙醇,用乙醇凝聚,洗涤后备用;

4)最后将产物置于真空干燥箱中干燥至恒重,得到所述环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯备用;

5)在三口烧瓶上装上搅拌器、温度计、氮气导管以及水浴加热装置,然后向三口烧瓶中按照配方比例加入环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、乙酸乙酯溶剂,浸泡11h;

6)向三口烧瓶中加入所述聚合松香b-140、c5石油树脂、防老剂、硅烷偶联剂kh-550、氯丁橡胶、环氧油软化剂、交联剂、着色剂通入氮气,保持温度120℃,当所述增黏树脂基本熔化时,开动搅拌,使增黏树脂完全熔化;

7)升温至170℃,快速搅拌0.8h,直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体,停止搅拌,趁热出料。

性能测试:

将上述实施例1-4按照标准gb2792-81测试剥离强度、按照标准gb4851-84测试持粘性、按照gb4852-2002(滚球法)测试初粘性、按照标准gb2794-81测试黏度进行性能测试,按照标准gb9683-88测试卫生性,测试结果见下表:

由上表可知,采用本发明制备的压敏胶的剥离强度和持粘性能均有较大改善,在使用过程中不会发生脱胶的问题。

对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

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