一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于室溫自交聯(lián)材料領(lǐng)域，公開了一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，將丙烯酸酯軟單體85～95份、硬單體5～15份、功能單體2～5份，乳化劑1.3～4份和去離子水30～55份制備成預(yù)乳液，然后將預(yù)乳液與去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、PH緩沖劑一起加熱升溫反應(yīng)，待乳液出現(xiàn)藍光后，滴加鏈轉(zhuǎn)移劑、預(yù)乳液和引發(fā)劑溶液，再加入含酮羰基單體一起升溫反應(yīng)，反應(yīng)完后降溫調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.0，然后加入酰肼基單體攪拌混合均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。所得室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠在初黏力、持黏力和剝離強度指標(biāo)上均能達到優(yōu)良，可用于制備黏結(jié)性能優(yōu)良的標(biāo)簽。
【專利說明】一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于室溫自交聯(lián)材料領(lǐng)域，具體涉及一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]壓敏膠，是一種同時 具備液體黏性性質(zhì)和固體彈性性質(zhì)的黏彈性體，這種黏彈性體同時具備“能夠承受粘接的接觸過程和破壞過程兩方面的影響因素和性質(zhì)”。通俗來講，就是容易粘黏，不難揭開，剝離后沒有任何污染被粘物表面的現(xiàn)象，由于膠層長時間不干，也被稱為“不干膠”。
[0003]標(biāo)簽用的聚丙烯酸酯壓敏膠，目前在國內(nèi)許多還是使用易燃、有毒、污染環(huán)境的溶劑型膠黏劑。溶劑型膠黏劑不僅造成資源浪費，對施工人員的健康造成不利影響，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。
[0004]乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠一般存在涂布速度慢，干燥速度慢，初黏力、剝離強度和持黏力三個力學(xué)性能無法得到很多的平衡。根據(jù)HG-T2406-2002對標(biāo)簽?zāi)z的基本要求是初黏力≥10 (鋼球號)，剝離強度為≥4N/25mm,但是這個要求遠遠不能滿足正常的標(biāo)簽?zāi)z的應(yīng)用市場，因此開發(fā)性能更好的壓敏膠顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備得到的室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供上述室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠在標(biāo)簽制作中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，具體操作步驟如下:
[0010](I)以質(zhì)量份計,將丙烯酸酯軟單體85~95份、硬單體5~15份、功能單體2~5份，乳化劑1.3~4份，去離子水30~55份，混合后攪拌均勻制備成預(yù)乳液；
[0011 ] (2)將0.1~0.3質(zhì)量份引發(fā)劑溶解在4~6質(zhì)量份的去離子水中，配制成引發(fā)劑溶液；
[0012](3)在反應(yīng)釜中，以質(zhì)量份計，加入35~50份去離子水，0.15~0.25份引發(fā)劑，
0.3~0.8份乳化劑以及0.3~0.5份pH緩沖劑，攪拌均勻；然后在攪拌條件下加入步驟
(I)所制得的預(yù)乳液13~15份以及步驟⑵制得的引發(fā)劑溶液0.5~1.0份，升溫至83~86 °C，待乳液出現(xiàn)藍光后，再向反應(yīng)釜中滴加0.1~0.3份鏈轉(zhuǎn)移劑、88.04~127.2份預(yù)乳液和2.88~4.24份引發(fā)劑溶液，連續(xù)滴加2h，再把含酮羰基單體0.5~2份溶解在2~5份去離子水中的溶液與22.06~31.8份預(yù)乳液一起滴加，0.5~Ih連續(xù)滴加完后，再加入0.72~1.06份引發(fā)劑溶液，升溫到86~90°C并保溫I~1.5h，再將溫度降至40°C以下，調(diào)節(jié)PH值至6.5~7.0 ;
[0013](4)將酰肼基單體0.4~1.6質(zhì)量份溶解在2~5質(zhì)量份去離子水中，配成酰肼基單體溶液，然后將其加入到步驟(3)的反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
[0014]步驟(1)中所述丙烯酸酯軟單體為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一種與丙烯酸異辛酯的混合物，其中丙烯酸異辛酯占丙烯酸酯軟單體總質(zhì)量的55%~85%。
[0015]步驟(1)中所述硬單體為醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯中的任一種與甲基丙烯酸甲酯的混合物，其中甲基丙烯酸甲酯占硬單體總質(zhì)量的70%~85%。
[0016]步驟(1)中所述功能單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種與羧乙基丙烯酸酯的混合物。
[0017]步驟(1)或步驟(3)中所述乳化劑為陰離子乳化劑或反應(yīng)型乳化劑，其中陰離子乳化劑優(yōu)選十二烷基硫酸鈉，反應(yīng)型乳化劑優(yōu)選烯丙氧基羥丙基磺酸鈉。
[0018]步驟(2)或步驟(3)中所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
[0019]步驟(3)中所述pH緩沖劑優(yōu)選碳酸氫鈉；所述鏈轉(zhuǎn)移劑優(yōu)選十二烷基硫醇或巰基乙醇；所述含酮羰基單體優(yōu)選雙丙酮丙烯酰胺。
[0020]步驟(3)所述的攪拌條件是指攪拌轉(zhuǎn)速為200~250r/min的攪拌條件。
[0021]步驟(4)中所述酰肼基單體為碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的任意一種。
[0022]一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠，通過上述制備方法所制備得到。所得室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠在初黏力、持黏力和剝離強度指標(biāo)上均能達到優(yōu)良。
[0023]上述室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠在標(biāo)簽制作中的應(yīng)用，具體應(yīng)用過程為:用線棒涂布器快速均勻的將本發(fā)明制備的壓敏膠涂布在經(jīng)電暈處理過的防粘紙上，隨后將該防粘紙放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，將白卡紙貼在防粘紙的有膠一面得到標(biāo)簽紙，再將其切割成標(biāo)準(zhǔn)試件250mm*25mm，得到黏結(jié)性能優(yōu)良的標(biāo)簽。
[0024]本發(fā)明通過調(diào)整單體的種類，引入一些特殊的功能性單體羧乙基丙烯酸酯，因其較長的側(cè)羧酸鏈給予良好撓曲性提高剝離強度，同時較長的烷基鏈可較低乳液的表面張力，在隔離紙上有極好的鋪張性能，克服了現(xiàn)有技術(shù)需要添加小分子的潤濕劑等助劑以解決乳液在隔離紙上出現(xiàn)的“雞爪印”及分散性“走散”現(xiàn)象。
[0025]本發(fā)明使用羰基型交聯(lián)單體中的酮肼交聯(lián)體系，與現(xiàn)有技術(shù)較為常用的N取代丙烯酰胺衍生物型交聯(lián)單體相比，克服了其高溫固化、釋放甲醛的缺點，可以使得壓敏膠在室溫固化兼具環(huán)保。
[0026]本發(fā)明同時采用鏈轉(zhuǎn)移劑和交聯(lián)單體，可使得乳液的分子量分布較寬，在初黏力、持黏力和剝離強度等方面都達到較高的性能。
[0027]通過本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0028](I)本發(fā)明采用乳液聚合方法和特定的反應(yīng)工藝，同其他聚合方法及工藝相比，具有反應(yīng)粘度低，反應(yīng)速率快和環(huán)保安全的優(yōu)點； [0029](2)本發(fā)明的聚合過程穩(wěn)定，可操作性強，設(shè)備投資小，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)；[0030](3)由本發(fā)明的方法和工藝制得的壓敏膠，具有良好的初黏力和持黏力，同時具有較高的剝離強度，黏結(jié)性能優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0032]實施例中所述指標(biāo)測試方法如下:
[0033]初粘性:按GB4852-84測試；持粘性:按DB4851-98測試；剝離強度:按GB2792-98測試。
[0034]實施例1
[0035](I)將丙烯酸乙酯21.25g、丙烯酸丁酯17.0g、丙烯酸異辛酯46.75g、甲基丙烯酸甲酯3.5g、醋酸乙烯lg、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯lg、丙烯酸輕乙酯0.2g、丙烯酸羥丙酯0.3g、丙烯酸縮水甘油酯0.5g，十二烷基硫酸鈉1.3g，去離子水30g，攪拌均勻制備成預(yù)乳液；
[0036](2)將0.lg過硫酸銨溶解在4g去離子水中，配制成引發(fā)劑溶液； [0037](3)在反應(yīng)釜中，加入去離子水35g，過硫酸銨0.15g，烯丙氧基羥丙基磺酸鈉0.3g以及碳酸氫鈉0.3g,攪拌均勻；在攪拌速度為200r/min的條件下向反應(yīng)爸中加入步驟(1)中的預(yù)乳液13g以及步驟(2)中的引發(fā)劑溶液0.5g，升溫至83°C，待乳液出現(xiàn)藍光后，再向反應(yīng)釜中連續(xù)滴加十二烷基硫醇0.lg、88.24g預(yù)乳液和2.88g引發(fā)劑溶液，連續(xù)滴加2h后，再把2g雙丙酮丙烯酰胺溶解在5g去離子水的溶液與22.06g預(yù)乳液一起滴加，0.5h連續(xù)滴加完后，再加入0.72g引發(fā)劑溶液，升溫到86°C，保溫Ih后，再將溫度降至40°C以下，調(diào)節(jié)PH值至6.5~7.0 ;
[0038](4)將0.4g草酸二酰肼溶解在2g去離子水中，配成酰肼基單體溶液，加入到步驟
(3)的反應(yīng)釜物料中，攪拌均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
[0039]用線棒涂布器快速均勻的將上述得到的室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠涂布在經(jīng)電暈處理過的防粘紙上，隨后將上膠的防粘紙放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，將白卡紙貼在防粘紙的有膠一面得到標(biāo)簽紙，再將其切割成標(biāo)準(zhǔn)試件250mm*25mm，標(biāo)準(zhǔn)試件放入23±2°C的恒溫室中4h后進行初粘性、持粘性和剝離強度的測試，測試結(jié)果見表1。
[0040]實施例2
[0041](I)將丙烯酸乙酯4.25g、丙烯酸丁酯10.0g、丙烯酸異辛酯80.75g、甲基丙烯酸甲酯12.75g、醋酸乙烯1.75g、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯2.5g、丙烯酸輕乙酯0.5g、丙烯酸羥丙酯lg、丙烯酸縮水甘油酯lg，十二烷基硫酸鈉4g，去離子水55g，攪拌均勻制備成預(yù)乳液；
[0042](2)將0.3g過硫酸銨溶解在6g去離子水中，配制成引發(fā)劑溶液；
[0043](3)在反應(yīng)爸中，加入去離子水50g,過硫酸銨0.25g,烯丙氧基輕丙基磺酸鈉0.8g以及碳酸氫鈉0.5g,攪拌均勻；在攪拌速度為250r/min的條件下向反應(yīng)爸中加入步驟(1)中的預(yù)乳液15g以及步驟(2)中的引發(fā)劑溶液lg，升溫至86°C，待乳液出現(xiàn)藍光后，再向反應(yīng)釜中連續(xù)滴加巰基乙醇0.3g、127.2g預(yù)乳液和4.24g引發(fā)劑溶液，連續(xù)滴加2h后，再把2g雙丙酮丙烯酰胺溶解在5g去離子水的溶液與24.5g預(yù)乳液一起滴加，Ih連續(xù)滴加完后，再加入1.06g引發(fā)劑溶液，升溫到90°C，保溫Ih后，再將溫度降至40°C以下，調(diào)節(jié)pH值至6.5 ~7.0 ;
[0044](4)將1.6g 丁二酸二酰肼溶解在5g去離子水中，配成酰肼基單體溶液，加入到步驟(3)的反應(yīng)釜物料中，攪拌均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
[0045]用線棒涂布器快速均勻的將上述得到的室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠涂布在經(jīng)電暈處理過的防粘紙上，隨后將上膠的防粘紙放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，將白卡紙貼在防粘紙的有膠一面得到標(biāo)簽紙，再將其切割成標(biāo)準(zhǔn)試件250mm*25mm，標(biāo)準(zhǔn)試件放入23±2°C的恒溫室中4h后進行初粘性、持粘性和剝離強度的測試，測試結(jié)果見表1。
[0046]實施例3
[0047](I)將丙烯酸丁酯14.25.0g、丙烯酸異辛酯80.75g、甲基丙烯酸甲酯3.5g、醋酸乙烯lg、叔碳酸乙烯酯0.5g、羧乙基丙烯酸酯2g、丙烯酸羥丙酯1.5g、丙烯酸縮水甘油酯
0.5g,十二烷基硫酸鈉1.5g,去離子水50g,攪拌均勻制備成預(yù)乳液；
[0048](2)將0.2g過硫酸銨溶解在5g去離子水中，配制成引發(fā)劑溶液；
[0049](3)在反應(yīng)爸中，加入去離子水40g,過硫酸銨0.25g,烯丙氧基輕丙基磺酸鈉0.3g以及碳酸氫鈉0.5g,攪拌均勻；在攪拌速度為200r/min的條件下向反應(yīng)爸中加入步驟(1)中的預(yù)乳液15g以及步驟(2)中的引發(fā)劑溶液0.5g，升溫至84°C，待乳液出現(xiàn)藍光后，再向反應(yīng)釜中連續(xù)滴加十二烷基硫醇0.2g、112.4g預(yù)乳液和3.76g引發(fā)劑溶液，連續(xù)滴加2h后，再把0.5g雙丙酮丙烯酰胺溶解在2g去離子水的溶液與28.1g預(yù)乳液一起滴加，0.5h連續(xù)滴加完后，再加入0.94引發(fā)劑溶液，升溫到87V，保溫Ih后，再將溫度降至40°C以下，調(diào)節(jié)pH值至6.5~7.0 ；
[0050](4)將0.4g已二酸二酰肼溶解在4g去離子水中，配成酰肼基單體溶液，加入到步驟(3)的反應(yīng)釜物料中，攪拌均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
[0051]用線棒涂布器快速均勻的將上述得到的室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠涂布在經(jīng)電暈處理過的防粘紙上，隨后將上膠的防粘紙放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，將白卡紙貼在防粘紙的有膠一面得到標(biāo)簽紙，再將其切割成標(biāo)準(zhǔn)試件250mm*25mm，標(biāo)準(zhǔn)試件放入23±2°C的恒溫室中4h后進行初粘性、持粘性和剝離強度的測試，測試結(jié)果見表1。
[0052]表1實施例樣品性能測試結(jié)果
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:包括以下操作步驟: (1)以質(zhì)量份計，將丙烯酸酯軟單體85~95份、硬單體5~15份、功能單體2~5份，乳化劑1.3~4份，去離子水30~55份，混合后攪拌均勻制備成預(yù)乳液； (2)將0.1~0.3質(zhì)量份引發(fā)劑溶解在4~6質(zhì)量份的去離子水中，配制成引發(fā)劑溶液； (3)在反應(yīng)釜中，以質(zhì)量份計，加入35~50份去離子水，0.15~0.25份引發(fā)劑，0.3~0.8份乳化劑以及0.3~0.5份pH緩沖劑，攪拌均勻；然后在攪拌條件下加入步驟(1)中的預(yù)乳液13~15份以及步驟(2)制得的引發(fā)劑溶液0.5~1.0份，升溫至83~86°C進行反應(yīng)，待乳液出現(xiàn)藍光后，再向反應(yīng)釜中滴加0.1~0.3份鏈轉(zhuǎn)移劑、88.04~127.2份預(yù)乳液和2.88~4.24份引發(fā)劑溶液，連續(xù)滴加2h加完，再把含酮羰基單體0.5~2份溶解在2~5份去離子水中的溶液與22.06~31.8份預(yù)乳液一起滴加，連續(xù)滴加0.5~Ih加完，再加入0.72~1.06份引發(fā)劑溶液，升溫到86~90°C并保溫反應(yīng)I~1.5h，再將溫度降至400C以下，調(diào)節(jié)pH值至6.5~7.0 ; (4)將酰肼基單體0.4~1.6質(zhì)量份溶解在2~5質(zhì)量份去離子水中，配成酰肼基單體溶液，然后將其加入到步驟(3)的反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，得到室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述丙烯酸酯軟單體為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一種與丙烯酸異辛酯的混合物，其中丙烯 酸異辛酯占丙烯酸酯軟單體總質(zhì)量的55%~85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述硬單體為醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯中的至少一種與甲基丙烯酸甲酯的混合物，其中甲基丙烯酸甲酯占硬單體總質(zhì)量的70%~85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述功能單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種與羧乙基丙烯酸酯的混合物；步驟(1)或步驟(3)中所述乳化劑為陰離子乳化劑或反應(yīng)型乳化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:所述陰離子乳化劑為十二烷基硫酸鈉；反應(yīng)型乳化劑為烯丙氧基羥丙基磺酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述pH緩沖劑為碳酸氫鈉；所述鏈轉(zhuǎn)移劑為十二烷基硫醇或巰基乙醇；所述含酮羰基單體為雙丙酮丙烯酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(2)或步驟(3)中所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀；步驟(4)中所述酰肼基單體為碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的攪拌條件是指攪拌轉(zhuǎn)速為200~250r/min的條件。
9.一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠，其特征在于:通過權(quán)利要求1~8中任一項所述的制備方法所制備得到。
10.權(quán)利要求9所述的一種室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠在標(biāo)簽制作中的應(yīng)用，其特征在于:具體應(yīng)用過程為:用線棒涂布器快速均勻的將室溫自交聯(lián)聚丙烯酸酯壓敏膠涂布在經(jīng)電暈處理過的防粘紙上，隨后將該防粘紙放入105°C的烘箱中烘2min，烘干后取出，將白卡紙貼在防粘紙的有膠一 面得到標(biāo)簽紙，再將其切割成標(biāo)準(zhǔn)試件250mm*25mm，得到黏結(jié)性能優(yōu)良的標(biāo)簽。
【文檔編號】C09J133/08GK104004477SQ201410223068
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】涂偉萍, 陳任, 王 鋒 申請人:華南理工大學(xué)