專利名稱：一種水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域的膠粘劑，特別涉及一種具有良好的附著性能和耐水性能的 水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于壓敏膠具有只需要施加壓力即可完成粘貼的優(yōu)點，在廣闊的領(lǐng)域得 到應(yīng)用。使用丙烯酸酯系聚合物，又稱丙烯酸酯系壓敏膠，具有耐候性好的優(yōu)點，適合于各 種用途而被廣泛使用。丙烯酸酯系壓敏膠主要有溶劑型和水乳液型兩種，與溶劑型丙烯酸 酯壓敏膠相比，丙烯酸酯水乳液型壓敏膠不使用溶劑，成本大大降低，有利于環(huán)境保護，生 產(chǎn)過程更加安全，因此發(fā)展丙烯酸酯水乳液型壓敏膠的趨勢逐漸增強。中國專利CN100339455C(高島清洲)采用的方法是在保護膠體存在下(共)聚合 主要單體，保護膠體為丙烯酸系共聚物包括，具有500 50000范圍重量平均分子量。根據(jù) 需要用于形成保護膠體的丙烯酸系共聚物可與丙烯腈和/或苯乙烯的第三單體共聚合。此 方法得到的乳液型壓敏粘合劑顯示出對濕表面極強的粘附特性。中國專利CN1169451A(陳志久)涉及的乳液型壓敏膠粘劑是由丙烯酸丁酯膠乳、 熟化淀粉、乳化劑、增塑劑、增粘樹脂、填料、增稠劑、硫酸鎂、防老劑D按一定的配比混合制 成，主要用于紙基膠粘帶生產(chǎn)，能夠克服其它乳液型膠粘劑粘接強度低、紙基起皺的缺點。中國專利CN1205293C(P M 萊斯克等)描述了一種具有改進剝離強度合粘性的 壓敏粘合劑的含水組合物，該含水組合物包括在20-1500ppm(基于單體的總重量)的N-氧 基存在下由至少一種烯屬不飽和單體在低于100°C的反應(yīng)溫度下的自由基聚合反應(yīng)形成的 水乳液聚合物。中國專利CN1123584C(J 郭)使用丙烯酸、丙烯酸酯和乙烯基酯等作為單體合 成一種堿液可分散的壓敏膠粘劑乳液聚合物，此壓敏膠適合用在揭下即貼型的郵票。中國專利CN1294169C、CN1115362C和CN1823150A均涉及耐水白化的乳液型壓敏 膠粘劑，這些壓敏膠適用于受到熱水噴淋和浸漬時仍需要壓敏膠在基材和面材間保持粘合 劑的應(yīng)用。室外使用的壓敏膠粘劑通常具有較高的技術(shù)要求，尤其是在防水性能方面，因此 目前使用的主要溶劑型丙烯酸壓敏膠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本且環(huán)保的適合室外使用的水乳液型聚丙烯酸 酯壓敏膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑，由下列重量份配比的組分組成丙烯酸丁酯26 36;丙烯酸乙酯10 16;
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丙烯酸甲基丙烯酸甲酯調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇乙氧基化烷基醚硫酸銨引發(fā)劑過硫酸銨交聯(lián)劑去離子水
3 6 ； 3 6 ； 0. 15 0. 5 ； 0. 5 2 ； 0. 2 0. 4 ； 0. 4 2 ； 44 50 ；所述的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙稀酰胺或此二種交聯(lián)劑的混合 物。本發(fā)明提供的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑的制備方法，其制備步驟如下(1)將26 36重量份的丙烯酸丁酯、10 16重量份的丙烯酸乙酯、3 6重量 份的丙烯酸、3 6重量份的甲基丙烯酸甲酯、0. 15 0. 5重量份的調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇、 0. 5 2重量份的乙氧基化烷基醚硫酸銨、0. 4 2重量份的交聯(lián)劑和18 20重量份的去 離子水攪拌均勻，制備成乳化液；所述的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯或雙丙酮丙稀酰胺，或此二種交聯(lián)劑的混 合物；(2)將0. 2 0. 4重量份的引發(fā)劑過硫酸銨按引發(fā)劑去離子水重量比為1 10 的比例配制引發(fā)劑水溶液，將引發(fā)劑水溶液分為三份，第一份引發(fā)劑水溶液占總引發(fā)劑水 溶液重量的50% ；第二份引發(fā)劑水溶液占總引發(fā)劑水溶液重量的30% ；第三份引發(fā)劑水溶 液占總引發(fā)劑水溶液重量的20% ；(3)在反應(yīng)釜內(nèi)加24 26重量份的去離子水和第一份引發(fā)劑水溶液，攪拌加熱 至80°C 85°C，然后開始滴加第二份引發(fā)劑水溶液和步驟(1)制得的乳化液，保持反應(yīng)溫 度在80°C 85°C，2 3小時滴完；(4)滴加完畢后保持反應(yīng)溫度80°C 85°C，滴加第三份引發(fā)劑水溶液，40分鐘 1小時內(nèi)滴完，繼續(xù)保溫反應(yīng)1小時，反應(yīng)結(jié)束后降溫至30 50°C，過濾出料得水乳液型壓 敏膠粘劑。本發(fā)明方法制備的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑的主要性能指標為180度剝離力彡25N/25mm (按GB_2792_81進行，對不銹鋼板)；附著性能彡10mm(按GB/T 18833-2002進行，對鋁合金板)；耐水性能試驗方法將膠條貼在不銹鋼板和鋁合金板上，在水中浸泡72小時， 取出后在60°C烘箱中烘干20分鐘，放冷至室溫。按GB-2792-81測定180度剝離力， 仍彡25N/25mm ；按GB/T 18833-2002規(guī)定的方法試驗后，膠條在5min后的剝離長度仍 ^ 10mm。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑的制備方法簡單、易操作；經(jīng)本發(fā)明所 制備的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑涂布后的物件具有良好的附著性能和耐水性能；可 用于要求高粘著性能的膠帶領(lǐng)域，室外使用，可以替代溶劑型丙烯酸酯類壓敏膠，既可以降 低成本，也有利于環(huán)境保護。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步描述本發(fā)明。實施例1 配制一種水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑所用原材料的配比(重量份)如下丙烯酸丁酯26. 0 ；丙烯酸乙酯10. 0 ；丙烯酸3. 0 ；甲基丙烯酸甲酯3.0;調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇0. 15 ；交聯(lián)劑(甲基丙烯酸縮水甘油酯) 0. 5 ；乙氧基化烷基醚硫酸銨0. 4 ；過硫酸銨(引發(fā)劑)0.2;去離子水44. 0 ；首先將配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、 甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸銨和18重量份的去離子水混合均勻，制備成 乳化液；將引發(fā)劑過硫酸銨按過硫酸銨去離子水重量份配比為1 10的比例，用2重量 份的去離子水配制成引發(fā)劑水溶液，并且將所述引發(fā)劑水溶液分為三份，第一份引發(fā)劑水 溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的50% ；第二份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的30% ； 第三份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的20% ；向反應(yīng)器中加入24重量份的去離子水和第一份過硫酸銨水溶液，攪拌加熱至 85°C，然后開始滴加第二份過硫酸銨水溶液，同時滴加已預(yù)制得到的乳化液，3小時滴完，滴 加完畢后保持反應(yīng)溫度85°C，繼續(xù)滴加第三份過硫酸銨水溶液，1小時內(nèi)滴完，繼續(xù)保溫反 應(yīng)1小時，反應(yīng)結(jié)束后降溫至50°C，過濾出料得水乳液型壓敏膠粘劑。將制得的壓敏膠涂布于硬膜上，涂布厚度100i!m，ll(rC烘干2分鐘，烘干后粘合 劑層厚度40 u m。此粘合片的性能如下180度剝離力耐水試驗前27. 4N/25mm ；耐水試驗后29. 6N/25mm ；附著性能耐水試驗前7. 5mm ；耐水試驗后7. 5mm。實施例2 本實施例工藝步驟與實施例1相同，不同的是使用雙丙酮丙稀酰胺作為 交聯(lián)劑，所用原材料的配比(重量百分比)如下丙烯酸丁酯36. 0丙烯酸乙酯16. 0丙烯酸6. 0甲基丙烯酸甲酯6.0十二烷基硫醇0. 5交聯(lián)劑(雙丙酮丙稀酰胺)2. 0乙氧基化烷基醚硫酸銨2. 0過硫酸銨(引發(fā)劑)0.4去離子水50. 0
首先將配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、 甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸銨和重量份為20的去離子水混合均勻，制備 成乳化液；將引發(fā)劑過硫酸銨按過硫酸銨去離子水重量份配比為1 10的比例，用4重量 份的去離子水配制成引發(fā)劑水溶液，并且將所述引發(fā)劑水溶液分為三份，第一份引發(fā)劑水 溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的50% ；第二份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的30% ； 第三份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的20% ；向反應(yīng)器中加入26重量份的去離子水和第一份引發(fā)劑水溶液，攪拌加熱至80°C， 然后開始滴加第二份引發(fā)劑水溶液，同時滴加已制得的乳化液，2小時滴完，滴加完畢后保 持反應(yīng)溫度80°C，繼續(xù)滴加第三份引發(fā)劑水溶液，40分鐘滴完，繼續(xù)保溫反應(yīng)1小時，反應(yīng) 結(jié)束后降溫至30°C，過濾出料得水乳液型壓敏膠粘劑。將制得的壓敏膠涂布于硬膜上，涂布厚度100i!m，ll(rC烘干2分鐘，烘干后粘合 劑層厚度40 y m ；此粘合片的性能如下180度剝離力耐水試驗前30. 3N/25mm ；耐水試驗后29. 8N/25mm ；附著性能耐水試驗前8mm ；耐水試驗后8mm。實施例3 本實施例工藝步驟和工藝條件與實施例1相同，不同的是使用甲基丙烯 酸縮水甘油酯和雙丙酮丙稀酰胺的混合物作為交聯(lián)劑，所用原材料的配比(重量百分比)
如下丙烯酸丁酯31. 0丙烯酸乙酯13. 0丙烯酸4.5甲基丙烯酸甲酯4.5十二烷基硫醇0. 35交聯(lián)劑(甲基丙烯酸縮水甘油酯) 0. 6交聯(lián)劑(雙丙酮丙稀酰胺)0. 6乙氧基化烷基醚硫酸銨1. 2過硫酸銨0. 3去離子水47. 0首先將配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、 甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸銨和重量份為19的去離子水混合均勻，制備 成乳化液；將引發(fā)劑過硫酸銨按過硫酸銨去離子水重量份配比為1 10的比例，用3重量 份的去離子水配制成引發(fā)劑水溶液，并且將所述引發(fā)劑水溶液分為三份，第一份引發(fā)劑水 溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的50% ；第二份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的30% ； 第三份引發(fā)劑水溶液占引發(fā)劑水溶液總重量的20% ；向反應(yīng)器中加入重量份為25的去離子水和第一份引發(fā)劑水溶液，攪拌加熱至 83°C，然后開始滴加第二份引發(fā)劑水溶液，同時滴加已預(yù)制得到的乳化液，2. 5小時滴完，滴 加完畢后保持反應(yīng)溫度83°C，繼續(xù)滴加第三份引發(fā)劑水溶液，50分鐘滴完，繼續(xù)保溫反應(yīng)1 小時，反應(yīng)結(jié)束后降溫至40 °C左右，過濾出料得水乳液型壓敏膠粘劑。
將制得的壓敏膠涂布于硬膜上，涂布厚度100i!m，ll(rC烘干2分鐘，烘干后粘合 劑層厚度40 u m。此粘合片的性能如下180度剝離力耐水試驗前28. 6N/25mm ；耐水試驗后28. 4N/25mm。附著性能耐水試驗前7. 6mm ；耐水試驗后7. 8mm。由上述實施例可知，經(jīng)本發(fā)明所制備的水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑涂布后的 物件具有良好的附著性能和耐水性能；可用于要求高粘著性能的膠帶領(lǐng)域，室外使用，可以 替代溶劑型丙烯酸酯類壓敏膠，既可以降低成本，也有利于環(huán)境保護；同時，本發(fā)明的水乳 液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑的制備方法簡單、易操作。
權(quán)利要求
一種水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑，由下列重量份配比的組分組成丙烯酸丁酯 26～36；丙烯酸乙酯 10～16；丙烯酸 3～6；甲基丙烯酸甲酯 3～6；調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇 0.15～0.5；乙氧基化烷基醚硫酸銨0.5～2；引發(fā)劑過硫酸銨 0.2～0.4；交聯(lián)劑 0.4～2；去離子水44～50；所述的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙稀酰胺或此二種交聯(lián)劑的混合物。
2. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑的制備方法，其制備步驟 如下(1)將26 36重量份的丙烯酸丁酯、10 16重量份的丙烯酸乙酯、3 6重量份的丙 烯酸、3 6重量份的甲基丙烯酸甲酯、0. 15 0. 5重量份的調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇、0. 5 2 重量份的乙氧基化烷基醚硫酸銨、0. 4 2重量份的交聯(lián)劑和18 20重量份的去離子水攪 拌均勻，制備成乳化液；所述的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙稀酰胺或此二種交聯(lián)劑的混合物；(2)將0.2 0.4重量份的引發(fā)劑過硫酸銨按引發(fā)劑去離子水重量比為1 10的比 例配制引發(fā)劑水溶液，并將該引發(fā)劑水溶液分為三份，第一份引發(fā)劑水溶液占總引發(fā)劑水 溶液重量的50% ；第二份引發(fā)劑水溶液占總引發(fā)劑水溶液重量的30% ；第三份引發(fā)劑水溶 液占總引發(fā)劑水溶液重量的20% ；(3)在反應(yīng)釜內(nèi)加24 26重量份的去離子水和第一份引發(fā)劑水溶液，攪拌加熱至 80°C 85°C，然后開始滴加第二份引發(fā)劑水溶液和步驟(1)制得的乳化液，保持反應(yīng)溫度 在80°C 85°C，2 3小時滴完；(4)滴加完畢后保持反應(yīng)溫度80°C 85°C，滴加第三份引發(fā)劑水溶液，40分鐘 1小 時內(nèi)滴完，繼續(xù)保溫反應(yīng)1小時，反應(yīng)結(jié)束后降溫至30 50°C，過濾出料得水乳液型壓敏膠 粘劑。
全文摘要
一種水乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠粘劑及制法將0.2～0.4重量份引發(fā)劑與去離子水按1∶10配比制成引發(fā)劑水溶液，并按其總量50％、30％和20％分為三份；將下述重量份攪拌均勻成乳化液26～36丙烯酸丁酯、10～16丙烯酸乙酯、3～6丙烯酸、3～6甲基丙烯酸甲酯、0.15～0.5十二烷基硫醇、0.5～2乙氧基化烷基醚硫酸銨、0.4～2交聯(lián)劑和18～22去離子水；反應(yīng)釜內(nèi)加18～30去離子水和第一份引發(fā)劑水溶液，攪拌加熱至80～85℃，同時滴加第二份引發(fā)劑水溶液和乳化液；之后再滴加第三份引發(fā)劑水溶液，再保溫反應(yīng)，降溫過濾出料得水乳液型壓敏膠粘劑。具有制備簡單，成本低、環(huán)保和適于室外使用等優(yōu)點。
文檔編號C09J133/06GK101875829SQ20091008272
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者劉龍春, 朱小慶, 郝國防, 顏奇旭 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所;常州華威反光材料有限公司