一种双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能性高分子材料领域，涉及一种丙烯酸酯胶粘剂，具体涉及一种双 组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 压敏胶也即是对压力敏感的胶黏剂，在施工或使用时轻微的压力和较短的时间就 能使其与被粘物表面快速地润湿而产生较强的粘接力，其特点是容易粘接，有较高的剥离 强度，并且剥离后不会有胶残留在被粘物上而产生污染，在较长的时间内胶层不会干结僵 硬，俗称不干胶。
[0003] 传统的溶液型压敏胶，易燃、有毒、污染环境;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。乳液型压敏胶具有环保、安全、使用方便等优势，越来 越受到市场上的重视。但是乳液型聚丙烯酸酯压敏胶也存在涂布速度慢，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好的平衡等缺点。现阶段生产丙烯酸酯乳 液的方法主要是通过种子乳液聚合法单一的体系获得;但这种一步法的工艺合成的单一体 系容易出现某种性能偏高，而其他性能偏低的失衡现象，远远满足不了市场对乳液型丙烯 酸酯压敏胶发展的要求，因此开发性能更好的压敏胶制备方法尤为重要。
[0004] 目前改善乳液型丙烯酸酯压敏胶的力学性能问题主要通过一下工艺或者方式:① 加入其他物质来提高初粘力和剥离强度，比如加入松香增粘树脂等方法;②采用增加提高 分子量分布来改善力学性能，比如增加链转移剂使用量或者补加乳化剂形成新胶束加宽分 子量分布;③通过制备平均分子量较小的乳液，采用室温后交联工艺改善力学性能;这些方 法存在与原丙烯酸酯乳液相容性不好、成本较高;或者室温自交联储存性差，降低压敏胶实 用性能;或者单一性能突出、综合力学性能不能满足要求等问题。
[0005] 关于提高乳液型丙烯酸酯压敏胶的综合力学性能有不少相关的研究。发明专利 CN102533174A采用增粘树脂与丙烯酸酯乳液混合制备初粘力高、剥离强度大的压敏胶，但 这样制备出的乳液稳定性以及乳液相容性有待进一步探讨。发明专利CN102533174A采用接 枝改性工艺，在聚合物上接枝氢化松香，以达到提高压敏胶力学性能的效果;接枝的氢化松 香属于功能型官能团，对于提高乳液型压敏胶的综合性能效果需要进一步探索。发明专利 CN104910838A采用简单地补加乳化剂的工艺，在乳液聚合反应过程中补加适量乳化剂，在 反应第二阶段中期形成新的乳胶粒或者增加聚合反应胶粒数目等方式提高分子量分布，来 提高乳液压敏胶的剥离性能，但是这样反应型乳化剂用量过多，反应性乳化剂接枝到高分 子链的接枝率本身就不高，而且其本身易在水相共聚，或形成相对分子质量较大的富含亲 水基团的聚合物，易同时吸附几个粒子而凝聚使乳液粒径变大;这些都会对提高综合性能 产生负面影响。发明专利CN104004477A采用酮肼交联体系，在室温下，制模后期自交联制备 性能优良的乳液型聚丙烯酸酯压敏胶，这种酮肼交联体系是在制模过程中，随着氨水和水 分的失去而发生交联提高压敏胶的粘结强度和剥离力的，但是由于压敏胶的检测和使用标 准都是胶乳成膜后对材质的力学性能要求，由于交联剂的交联作用造成压敏胶的内聚力提 高同时初粘力和180°剥离力的下降，造成压敏胶综合性能的较低。因此本发明通过双组份 乳液聚合制备出综合性能优异的乳液型压敏胶，并且通过调节组分比例可以实现不同力学 性能的控制。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种双组份乳液型 聚丙烯酸酯压敏胶。本发明应用双组份，分别采用种子乳液聚合和预乳化半连续工艺获得 了不同玻璃化温度核壳结构聚丙烯酸酯乳液或者分子量双峰或多峰分布的聚丙烯酸酯乳 液，综合性能优异的压敏胶，该压敏胶不仅可以保证高剥离强度，而且实现初粘力、内聚力、 剥离力三力平衡，使得压敏胶的综合性能大大提高，具有较高的市场实用性。
[0007] 本发明的另一目的在于提供所述的双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法。
[0008] 本发明的另一目的在于提供上述双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶的应用。
[0009] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0010] -种双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶，包括以下按质量份计的组分：组份I、组份 Π 、pH调节剂、消泡剂、润湿流平剂和增粘树脂；
[0011] 所述的组份I与组份Π 的质量比为(2~9) :6;
[0012]所述的消泡剂的质量为组份I与组份Π 总质量的0.03~0.04% ;
[0013] 所述的润湿流平剂的质量为组份I与组份Π 总质量的0.5~1%;
[0014] 所述的增粘树脂的质量为组份I与组份Π 总质量的10~20%;
[0015] 所述的pH调节剂的用量为将双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶的pH调节为6~7。 [0016] 所述的组份I:丙稀酸酯软单体45~55份、硬单体6~10份、功能单体2.4~3.4份、 乳化剂10.4~0.6份、引发剂10.3~0.5份、缓冲剂0.1~0.15份、去离子水50~60份、链转移 剂0.04~0.08份；
[0017] 所述的组份Π :丙稀酸酯软单体40~60份、硬单体6~8份、功能单体2.4~3.4份、 乳化剂10 · 3~0 · 45份、乳化剂Π 0 · 1~0 · 15份、引发剂10 · 4~0 · 6份、引发剂Π 0 · 4~0 · 6份、 缓冲剂〇. 1~〇. 15份、去离子水50~60份、链转移剂0.02~0.06份；
[0018] 所述的组份I中的丙烯酸酯软单体为丙烯酸异辛酯与丙烯酸丁酯的混合物，其中 丙烯酸丁酯占丙烯酸酯软单体总质量的60%~70% ;
[0019] 所述的硬单体为丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
[0020] 所述的组份I中功能单体为丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种与羧乙 基丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯的混合物;其中，所述的羧乙基丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯的质 量比为（6~9): (15~20);所述的羧乙基丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯占功能单体总质量的 80%~90% ;
[0021] 所述的乳化剂I为反应型乳化剂，为3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠盐或1-烯 丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸铵;优选为1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯 酚)-2_丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵；
[0022] 所述的引发剂I为过硫酸盐，可以使用过硫酸铵或过硫酸钾中的一种，优选为过硫 酸铵；
[0023] 所述的链转移剂为十^烷基硫醇或十八烷基硫醇;优选为十^烷基硫醇。
[0024] 所述的缓冲剂为碳酸氢钠或碳酸钠;优选为碳酸氢钠；
[0025] 所述的组份Π 中的丙烯酸酯软单体为丙烯酸异辛酯与丙烯酸丁酯的混合物，其中 丙烯酸丁酯占丙烯酸酯软单体总质量的40%~60% ;
[0026] 所述的组份Π 中的功能单体为丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种与羧 乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯的混合物；其中，所述的羧乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸 羟乙酯的质量比为(6~9): (15~20);所述的羧乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯占功能 单体总质量的80~90% ;
[0027] 所述的引发剂Π 为亚硫酸盐;优选为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢铵；更优选为亚硫酸 氢钠。
[0028]所述的乳化剂Π 为阴离子型乳化剂，所述的阴离子乳化剂为烯丙氧基壬基酚醚 (ANPE010)或其磺化物；
[0029]所述的pH调节剂为氨水；
[0030]所述的消泡剂为有机硅改性消泡剂；
[0031 ]所述的润湿流平剂为烷基改性有机硅氧烷；
[0032]所述的增粘树脂为松香树脂乳液或氢化松香树脂乳液，优选为氢化松香树脂乳 液。
[0033] -种双组份乳液型聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括以下步骤：
[0034] (1)将25~30质量份去离子水、0.2~0.4质量份引发剂I、0.4~0.6质量份乳化剂 1、45~55质量份丙烯酸酯软单体、6~10质量份硬单体、2.4~3.4质量份功能单体，在800~ 1000r/min分散的条件下分散10~15分钟制成预乳液Ia;取出2~3质量份预乳液Ia后，向剩 下的预乳液I a中加入0.04~0.08质量份链转移剂后再分散10~15分钟得到预乳液Ib;备用； [0035] (2)在100~150r/min搅拌条件下，加入25~30质量份去离子水、剩余质量份引发 剂I、0.1~0.15质量份缓冲剂，搅拌均匀得到混合溶液;向混合溶液中加入步骤(1)制得的2 ~3质量份预乳液Ia，升温至80~82°C反应20~30min;待乳液出现蓝光滴加步骤（1)制得的 预乳液Ib，转速调制200~250r/min，连续滴加2~2.5h滴加完毕，转速调制150~200r/min， 升温至83~85°C保温反应1~1.5h，得到组份I乳液；
[0036] (3)将20~25质量份去离子水、0.3~0.45质量份乳化剂I、0.3~0.4质量份引发剂 1、40~60质量份丙烯酸酯软单体、6~8质量份硬单体、2.4~3.4质量份功能单体、0.02~ 〇. 06质量份链转移剂，在800~1000r/min分散条件下分散15~20min制成预