一种压敏胶用丙烯酸酯聚合物及其制备方法和应用

本发明涉及一种压敏胶用丙烯酸酯聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、压敏胶是一类在室温下具有粘性、能够在指压等外力作用下与被粘物表面产生粘结的粘弹性软物质。其不仅在工业、农业、交通和医疗有着广泛应用，在军事和航空航天等方面还具有巨大的应用潜力。其中，丙烯酸酯类压敏胶(acrylic pressure sensitiveadhesives,apsp)因其优异的粘接性能、耐氧化性、合成成本低、高透明性等优点，成为目前应用最广泛的压敏胶。

2、为满足不同行业对压敏胶的需求，根据合成生产工艺的不同，apsa可分为不同类型，有乳液型、有机溶剂型、热熔型和辐射固化型。其中，溶剂型和乳液型apsa仍占据主要市场份额，虽然有机溶剂型apsa不利于环境友好，但仍占据着不可替代的地位。

3、压敏胶的耐热性和柔软性等还有待进一步提高，压敏胶的初黏性、持黏性和内聚强度在一些特定领域例如日常电子设备领域还需要严格控制，而压敏胶的这些性能与压敏胶的主体树脂的物理化学性质密切相关，如与主体树脂的分子量及其分布密切相关。因此，有必要研究如何制备得到分子量高、分子量分布窄的压敏胶主体树脂。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种改进的压敏胶用丙烯酸酯聚合物，该聚合物分子量高，分子量分布窄，应用于压敏胶时，可以改善压敏胶的性能。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种压敏胶用丙烯酸酯聚合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)将第一部分聚合原料在反应釜内进行第一阶段聚合反应，所述第一部分聚合原料由第一部分硬单体、第一部分软单体、第一部分功能单体、第一部分引发剂和第一部分溶剂组成，所述第一部分硬单体、第一部分软单体和第一部分功能单体的质量浓度合计为38.0％-42.0％；2)往所述反应釜内滴加第二部分聚合原料，并进行第二阶段聚合反应，所述第二部分聚合原料包括剩余的硬单体、剩余的软单体、剩余的功能单体、第二部分引发剂和第二部分溶剂，所述剩余的硬单体、剩余的软单体和剩余的功能单体的质量浓度合计为33.0％-37.0％；3)往所述反应釜内滴加剩余的引发剂和剩余的溶剂，并进行第三阶段聚合反应，反应结束后，得到所述压敏胶用丙烯酸酯聚合物。

4、在一些实施方式中，滴加完所述剩余的引发剂和剩余的溶剂后，往所述反应釜内全部滴加的单体占其和全部滴加的溶剂的合计质量的28.0％-32.0％。

5、在一些实施方式中，所述第一部分硬单体、第一部分软单体和第一部分功能单体的质量浓度合计为39.8％-40.2％。

6、优选地，所述第一部分硬单体、第一部分软单体和第一部分功能单体的质量浓度合计为40.0％。

7、在一些实施方式中，所述剩余的硬单体、剩余的软单体和剩余的功能单体的质量浓度合计为34.8％-35.2％。

8、优选地，所述剩余的硬单体、剩余的软单体和剩余的功能单体的质量浓度合计为35.0％。

9、在一些实施方式中，滴加完所述剩余的引发剂和剩余的溶剂后，往所述反应釜内全部滴加的单体占其和全部滴加的溶剂的合计质量的29.8％-30.2％。

10、优选地，滴加完所述剩余的引发剂和剩余的溶剂后，往所述反应釜内全部滴加的单体占其和全部滴加的溶剂的合计质量的30.0％。

11、在一些实施方式中，所述第一阶段聚合反应的温度为59-61℃。

12、在一些实施方式中，所述第二阶段聚合反应的温度为59-61℃。

13、在一些实施方式中，所述第三阶段聚合反应的温度为59-61℃。

14、第一阶段、第二阶段、第三阶段聚合反应的温度过高或过低，均不利于丙烯酸酯聚合物分子量及其分布的控制。

15、在一些实施方式中，所述第一阶段聚合反应的时间为1.5-2.5h。

16、在一些实施方式中，所述第二阶段聚合反应的时间为2.5-3.5h。

17、在一些实施方式中，所述第三阶段聚合反应的时间为1.5-2.5h。

18、在一些实施方式中，所述第一阶段聚合反应、第二阶段聚合反应、第三阶段聚合反应均在搅拌下进行，所述搅拌的速率为170-190r/min。

19、优选地，所述第一阶段聚合反应、第二阶段聚合反应、第三阶段聚合反应均在搅拌下进行，所述搅拌的速率为180r/min。

20、在一些实施方式中，步骤2)中，所述滴加的时间为20-40min，所述滴加的速率为13-17ml/min。第二阶段聚合反应时，滴加速率过慢或过快，均不利于丙烯酸酯聚合物分子量及其分布的控制。

21、在一些实施方式中，所述第一阶段聚合反应、第二阶段聚合反应、第三阶段聚合反应均在水浴控温下进行，水浴初始温度设置为59-61℃，当所述第一阶段聚合反应进行30min时，将水浴温度设置为55-57℃并持续10min，之后再次将水浴温度设置为59-61℃。

22、优选地，所述第一阶段聚合反应、第二阶段聚合反应、第三阶段聚合反应均在水浴控温下进行，水浴初始温度设置为60℃，当所述第一阶段聚合反应进行30min时，将水浴温度设置为56℃并持续10-15min，之后再次将水浴温度设置为60℃。第一阶段聚合反应进行到30min时，聚合反应体系放热较快，容易导致反应釜内局部物料温度过高，不利于聚合物分子量分布的控制。此时将水浴温度适当降低，可以缓解反应釜内聚合原料温度上升过快，利于聚合的稳定进行。

23、在一些实施方式中，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯。

24、在一些实施方式中，所述软单体选自丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。

25、在一些实施方式中，所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丁酯。

26、在一些实施方式中，所述引发剂为偶氮二异庚腈。

27、在一些实施方式中，所述溶剂为乙酸乙酯。

28、在一些实施方式中，所述第一部分硬单体、第一部分软单体、第一部分功能单体和第一部分引发剂的摩尔比为2-40：270-4100：2-40：1。

29、优选地，所述第一部分硬单体、第一部分软单体、第一部分功能单体和第一部分引发剂的摩尔比为36.5：4040：36.5：1。

30、在一些实施方式中，所述剩余的硬单体、剩余的软单体、剩余的功能单体和第二部分引发剂的摩尔比为30-42：4000-4100：30-42：1。

31、优选地，所述剩余的硬单体、剩余的软单体、剩余的功能单体和第二部分引发剂的摩尔比为35.8：4034：35.8：1。

32、在一些实施方式中，所述剩余的引发剂的质量占所述第一部分引发剂和第二部分引发剂合计质量的18-22％。

33、优选地，所述剩余的引发剂的质量占所述第一部分引发剂和第二部分引发剂合计质量的20％。

34、本发明还提供了前述制备方法制备得到的压敏胶用丙烯酸酯聚合物，其分子量在20万以上，分子量分布在1.74以下。

35、本发明还提供了该压敏胶用丙烯酸酯聚合物用于压敏胶的用途。

36、与现有技术相比，本发明具有如下优势：

37、本发明通过将单体、引发剂和溶剂分批投料，第一次和第二次投料时投入部分单体、部分引发剂和部分溶剂，而第三次投料时只投入剩余的引发剂和剩余的溶剂，同时控制第一次、第二次投料时的单体的质量浓度，以及第三阶段加入的起稀释作用的溶剂的用量，并相应进行三个阶段的聚合反应，可以有效控制丙烯酸酯聚合物的分子量及其分布，得到分子量高，分子量分布较窄的丙烯酸酯聚合物，该聚合物用于压敏胶时，有望明显改善压敏胶的各项性能。

38、本发明采用水浴对聚合反应体系进行控温，当第一阶段聚合反应进行30min时，将水浴温度稍微降低10-15min，缓解聚合反应放热导致的局部聚合原料温度过快，可以良好地控制丙烯酸酯聚合物的分子量分布。

39、本发明通过控制第二阶段聚合反应时，往反应釜滴加聚合原料的速率，可以改善聚合物的分子量及其分布。

40、本发明制备得到的压敏胶用丙烯酸酯聚合物外观无色透明，长时间暴露于阳光下不变色、不易老化。该压敏胶用丙烯酸酯聚合物分子量高，分子量分布窄，单体残余量较低。