专利名称：一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其制法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及水性压敏胶领域，更具体的是涉及一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液 及其制法和应用。
背景技术：
耐高温压敏胶一般是指在某一温度下经过一段时间后，从被粘物上剥离时，被粘 物上不留残胶而且保持一定的力学强度。耐高温压敏胶应用在130°C或者更高温度的环 境下，例如电子、电器、汽车制造等领域中的变压器、马达、线圈、电路板等高温作业下的粘 合、保护、固定、绝缘、密封、减震。根据不同的工作环境及要求，压敏胶有不同的耐高温等级 (130 °C > 155 °C > 180 °C > 200 °C > 220 °C > 240 °C > 260 °C )。目前耐高温压敏胶主要有溶剂型丙烯酸酯、有机硅型及橡胶型。溶剂型丙烯酸酯 及橡胶型可耐150°C甚至200°C的高温，并且拥有优异的力学性能；有机硅型由于Si-0的 高键能使其具有突出的耐热性，可达260°C的耐温等级，然而以上三种类型的压敏胶都含有 50% -70%的甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂，不但影响工作人员的身体健康，污染环境，而且成 本高，这种形势促使人们迫切寻找、发展新型耐高温压敏胶。近年来，人们对环保、安全、节能的重视以及压敏胶应用的不断扩大，促使压敏胶 向着低污染、低能耗、高性能及多功能化方向发展。乳液型聚丙烯酸酯压敏胶以其环保、优 良的耐候性、耐碱性、耐氧化性等特点，得到了飞速发展。然而目前乳液型聚丙烯酸酯压敏 胶在综合性能的方面还不能完全取代溶剂型压敏胶，尤其是对耐高温和力学性能要求较高 的产品。日本专利JP2005136298-A涉及到在丙烯酸丁酯、丙烯腈、丙烯酸共聚合成的聚丙 烯酸酯乳液中，加入含异氰酸根、环氧基团的交联剂及三聚氰胺制备的压敏胶，但该压敏胶 力学性能差，剥离强度不足200N/m，而且稳定性不佳，易出现残胶；专利CN20041004155.7 采用四丁氧基钛作为交联剂制备的聚丙烯酸酯乳液压敏胶，同样存在力学性能差，耐高温 性不理想的缺点；专利CN01819920. 8采用双酰胺交联剂改性聚丙烯酸酯乳液压敏胶，当压 敏胶处于150°C以上高温环境，剥离强度基本消失。因此，耐高温性差、力学性能低等缺点严 重限制了乳液型压敏胶的应用和发展。
发明内容
针对目前乳液型压敏胶存在的缺陷，本发明提供了一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶 乳液及其制法和应用，本发明的压敏胶具有优异的力学性能，且耐溶剂、耐水、耐老化性能 良好，可耐200°C高温，综合性能可以媲美溶剂型压敏胶。本发明目的通过以下技术方案来实现本发明提供了一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，各组分的重量份数如下软单体70 95份硬单体1 20份功能单体1 10份
反应性增粘树脂0. 5 20份
反应性乳化剂0. 2 6份
固化剂0. 1 4份
引发剂0. 2 1份
PH调节剂1 10份
水80 -200 份。
所述软单体是丙烯菌g乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯菌
乙基己酯中的一种或两种以 上；所述硬单体是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；功能单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯。所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵； 所述PH调节剂为氨水；所述反应性增粘树脂是聚合松香。所述反应性乳化剂是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物；所述固化剂是三聚氰胺甲醚 化树脂、氮丙啶衍生物或聚乙烯亚胺中的一种或两种以上。所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，包括以下步骤(1)按照配方称取反应性乳化剂和30 50份的水，搅拌得到反应性乳化剂水溶 液；缓慢加入溶解有反应性增粘树脂的混合单体，搅拌30min，制得预乳化液；(2)在引发剂中加入10 40份的水，搅拌得到引发剂水溶液；(3)将40 110份的水加热至80 82V，注入5 20份步骤⑴制得的预乳化 液及4 40份步骤(2)得到的引发剂水溶液，反应20 60min制得种子乳液；(4)将剩余的步骤⑴制得预乳化液及剩余的步骤⑵得到的引发剂水溶液在 2. 5 5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至84 86°C保温1 2h，降温；(5)当温度降至40°C以下，加入pH调节剂调节pH至6 8，最后加入固化剂并搅 拌30min后，过滤出料，即得耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液；所述配方为软单体70 95份硬单体1 20份功能单体1 10份反应性增粘树脂0.5 20份反应性乳化剂0. 2 6份固化剂0. 1 4份引发剂0.2 1份PH调节剂1 10份水80 200 份。所述混合单体为软单体、硬单体和功能单体的混合物。所述软单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或两种以 上；所述硬单体是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；所述功能单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯。所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；PH调节剂为氨水；所述反应性增粘树脂是聚合松香。所述反应性乳化剂是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物。所述固化剂是三聚氰胺甲醚化树脂、氮丙啶衍生物或聚乙烯亚胺中的一种或两种 以上。本发明另一目的是提供一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液在电子、电器和汽车制 造领域的中的应用。本发明一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液的技术指标如下A 乳液性能指标外观乳白色略带蓝光液体固含量30-60%粘度300士 200mPa. sPH 值6_8B 压敏胶的性能指标(以PET薄膜为基材，胶层厚25 y m的样品进行测试)剥离强度300士100N/m初粘力丨4 士 8#持粘力>48h耐高温120°C-200°C，无残胶湿热老化性>24h耐溶剂性良好或优秀其中，压敏胶的力学性能测试参照国家标准，初粘力按GB-4852-84标准，剥离强 度按GB-2792-81标准，持粘力按GB-4851-84标准。耐高温测试将涂在PET薄膜压敏胶粘在钢板上，分别在不同温度的烘箱放置 30min，取出试钢板，进行热剥离和冷剥离，观察是否有残胶。耐溶剂性能测试把涂布有压敏胶乳液的薄膜烘干后，放入甲苯中，30min后取出 观察压敏胶层是否脱落或溶胀，脱落为不合格，溶胀明显但不脱落为良好，溶胀不明显或轻 微溶胀为优秀。耐湿热老化性能测试把涂布有压敏胶乳液的薄膜烘干后，放置于温度为65°C， 湿度为85%的老化箱中，每隔8h测试一次力学性能，以性能变化不超过20%的最大老化时 间表不。本发明与现有技术相比具有如下优点(1)采用双羧基的聚合松香作为反应性增粘树脂，使压敏胶具有优异的力学性能； 同时在固化剂的架桥交联作用下，聚丙烯酸酯分子链上的羧基、羟基与聚合松香分子上的 羧基发生交联反应，不但可使压敏胶产生耐高温性、耐溶剂性能，而且也抑制小分子的聚合 松香的迁移，使压敏胶具有良好的抗老化性能。(2)采用的反应性乳化剂可与单体发生共聚，乳化剂分子不再以小分子形式游离 在聚丙烯酸酯分子链之间，而是通过共价键的方式连接到了聚丙烯酸酯分子链上，一方面 使压敏胶具有耐水性，另一方面也解决了乳化剂的迁移问题，保证压敏胶的力学稳定性。(3)制造过程中，使用水而非有机溶剂做介质，避免了有机挥发物的产生，不但有 利于环境保护，而且节约成本。
丙烯酸4份
丙烯酸羟乙酯2份
聚合松香7份
烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵1份
氮丙啶衍生物1份
过硫酸钾0.3份
氨水4份
水100 份。制备方法包括以下步骤(1)将1份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵、40份水加入乳化釜，搅拌得 到反应性乳化剂水溶液；把7份聚合松香溶解在由60份丙烯酸丁酯、30份丙烯酸-2-乙基 己酯、6份甲基丙烯酸甲酯及4份丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯组成的混合单体中，并将溶解好 的混合物缓慢加入反应性乳化剂水溶液中，搅拌预乳化混合30min，制得稳定的预乳化液；(2)将0. 3份过硫酸钾，20份水加入引发剂釜，搅拌得到引发剂水溶液；(3)在反应釜中加入40份水，升温至80°C，注入步骤(1)的预乳化液15份及步骤 ⑵引发剂水溶液5份，反应30min制得种子乳液；(4)将步骤(1)剩余的预乳化液及步骤(2)剩余的引发剂水溶液同时滴加至反应 釜中，滴加过程持续3h，然后升温至85°C保温lh，降温；(5)当温度降至30°C，加入4份氨水(25% wt)调节PH值至6，最后加入1份氮丙 啶衍生物XC-113(上海泽龙化工有限公司))并搅拌30min后，过滤出料，即得耐高温聚丙 烯酸酯压敏胶乳液。如表1所示该乳液制备的压敏胶的力学性能虽略有降低，但耐温性可达180°C， 同时耐溶剂性能及耐老化性能较佳。当固化剂变为氮丙啶衍生物，聚合松香的用量由10份 降到7份时，压敏胶的耐温性由150°C提高至180°C，提高了 20%。进一步说明虽然聚合 松香的减少损失了部分力学性能，但可提高压敏胶的耐温性能。实施例4耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法及条件如实施例3，将聚合松香的用量 降为3份，氮丙啶衍生物降为0. 7份，制得耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液。如表1所示聚合松香的用量降低为3份时，不但可以使该乳液制备的压敏胶的耐 温性提高至200°C、耐溶剂性能和耐老化性达最佳，而且保证合适的力学性能(剥离强度为 260N/m、初粘力为18#)。实施例5
耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液的配方为
丙烯酸-2-乙基己酯70份
苯乙烯1份
丙烯酸5份
丙烯酸羟乙酯5份
聚合松香2. 5份
烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚6份
三聚氰胺甲醚化树脂0.5份过硫酸钾1份氨水6份水200 份。制备方法包括以下步骤(1)将6份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚、50份水加入乳化釜，搅拌得到反应 性乳化剂水溶液；把2. 5份聚合松香溶解在由70份丙烯酸-2-乙基己酯、1份苯乙烯、5份 丙烯酸及5份丙烯酸羟乙酯组成的混合单体中，并将溶解好的混合物缓慢加入反应性乳化 剂水溶液中，搅拌预乳化混合30min，制得稳定的预乳化液；(2)将1份过硫酸钾，40份水加入引发剂釜，搅拌得到引发剂水溶液；(3)在反应釜中加入110份水，升温至80°C，注入步骤(1)的预乳化液20份及步 骤⑵引发剂水溶液20份，反应30min制得种子乳液；(4)将步骤(1)剩余的预乳化液及步骤(2)剩余的引发剂水溶液同时滴加至反应 釜中，滴加过程持续3h，然后升温至85°C保温1. 5h，降温；(5)当温度降至40°C，加入6份氨水(25% wt)调节PH值至8，最后加入0. 5份三 聚氰胺甲醚化树脂并搅拌30min后，过滤出料，制得耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液。所得的乳液涂布于PET薄膜上，干燥后胶层厚为25 ym，然后进行性能测试，结果 如表1所示，该压敏胶的剥离强度为400N/m、初粘力为16#、耐温性可达120°C，耐溶剂性能 与老化性能理想，在保证优异的力学性能情况下，耐温性明显高于普通压敏胶70°C的耐温 性。表权利要求
一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，各组分的重量份数如下软单体 70～95份硬单体 1～20份功能单体 1～10份反应性增粘树脂 0.5～20份反应性乳化剂 0.2～6份固化剂 0.1～4份引发剂 0.2～1份PH调节剂 1～10份水 80～200份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，所述软单 体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或两种以上；所述硬单体是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；功能单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，所述引发 剂为过硫酸钾或过硫酸铵；所述PH调节剂为氨水；所述反应性增粘树脂是聚合松香。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，所述反应 性乳化剂是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物；所述固化剂是三聚氰胺甲醚化树脂、氮丙啶衍 生物或聚乙烯亚胺中的一种或两种以上。
5.权利要求1-4之一所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤(1)按照配方称取反应性乳化剂和30 50份的水，搅拌得到反应性乳化剂水溶液；缓 慢加入溶解有反应性增粘树脂的混合单体，搅拌30min，制得预乳化液；(2)在引发剂中加入10 40份的水，搅拌得到引发剂水溶液；(3)将40 110份的水加热至80 82°C，注入5 20份步骤(1)制得的预乳化液及 4 40份步骤(2)得到的引发剂水溶液，反应20 60min制得种子乳液；(4)将剩余的步骤(1)制得预乳化液及步骤(2)得到的引发剂水溶液在2.5 5h同时 滴加至种子乳液中，然后升温至84 86°C保温1 2h，降温；(5)当温度降至40°C以下，加入pH调节剂调节pH至6 8，最后加入固化剂并搅拌 30min后，过滤出料，即得耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液；所述配方为软单体70 --95份硬单体1 20份功能单体1 10份反应性增粘树脂0. 5 20份反应性乳化剂0. 2 6份固化剂0. 1 4份引发剂0. 2 1份PH调节剂1 ,10份水80 --200 份所述混合单体为软单体、硬单体和功能单体的混合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述软单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁 酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或两种以上；所述硬单体是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯； 所述功能单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵； PH调节剂为氨水；所述反应性增粘树脂是聚合松香。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应性乳化剂是烯丙氧基壬基 酚醚或其磺化物。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂是三聚氰胺甲醚化树脂、 氮丙啶衍生物或聚乙烯亚胺中的一种或两种以上。
10.权利要求1-4之一所述的一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液在电子、电器和汽车 制造领域的应用。
全文摘要
本发明涉及一种耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其制法和应用，本发明乳液主要由硬单体、软单体、功能性单体、反应性增粘树脂、反应性乳化剂、引发剂及固化剂组成；其制备方法是采用预乳化半连续种子聚合工艺，将溶有反应性增粘树脂的单体加入反应性乳化剂的水溶液中进行预乳化，通过引发剂使预乳化液发生聚合反应，最后加入固化剂而制成。本发明的压敏胶不仅可耐200℃高温，而且耐水性、耐老化性及力学性能优异，可广泛应用于电子、电器、汽车制造等领域。
文档编号C08F220/18GK101974299SQ20101050473
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者刘丹丹, 刘明凯, 刘晓丹, 曾幸荣, 李红强, 蔡新全, 袁堂国, 陈平绪 申请人:新丰杰力电工材料有限公司;华南理工大学