CN101709205A - 一种可降解压敏胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解压敏胶的制备方法，它包括以下步骤，a、以植物油环氧油酸丁酯和丙烯酸为原料，加入催化剂和阻聚剂，在60～120℃温度下制得玻璃化温度为-84.5℃的植物油基丙烯酸油酸丁酯；b、将步骤a中得到的植物油基丙烯酸油酸丁酯和功能单体混合，加入引发剂，在60～120℃温度下进行聚合，制得平均分子质量为10000～15000的可降解植物油基丙烯酸酯聚合物。本发明的优点是：利用植物油基环氧油酸丁酯与丙烯酸反应，得到化学组成确定的植物油基丙烯酸油酸丁酯，植物油基丙烯酸油酸丁酯具有较低的玻璃化温度-84.5℃，适合作为丙烯酸酯类压敏胶的软单体使用，可以代替石油基丙烯酸酯原料制备压敏胶，并具有可降解性。
Description
技术领域
本发明属于丙烯酸酯聚合物技术领域，尤其是涉及一种可降解压敏胶的制备方法。
背景技术
压敏胶粘剂是一种在粘接过程中对压力敏感的自胶粘物质，它在较小的作用力下，就能形成比较牢固的粘接力。其特点是粘之容易，揭之不难，剥而不损。由于压敏胶价格低廉、使用方便等诸多优点，近年来发展较快。已广泛应用于汽车、机械、包装等领域。目前使用最多的是石油基聚丙烯酸酯类树脂制作压敏胶黏剂，随着大量压敏胶带在各个领域的使用，废弃物对环境的污染有着日益加剧的趋势。而且石化资源的日益枯竭，加强可再生资源的研究，寻求高效、廉价、可再生的原料替代不可再生的石油产品是社会发展的必然趋势。因此，利用生物基高分子材料制备一种可降解的压敏胶，有利于环境保护并可减少对石油资源依赖。
植物油基聚合物是一种绿色高分子材料，从原料来源、生产过程到产品应用均能实现可持续发展并对环境友好，对其充分利用可以减少对石化资源的依赖。植物油中含有大量的不饱和键，因此有马来酸化，丙烯酸化，环氧化，羟甲基化，酯化，卤化等方法对其进行改性利用。以此为原料可以制备生物基树脂、天然纤维、胶粘剂等聚合物和高分子复合材料。
目前存在的问题是，由于植物油成分复杂，分子中的脂肪族链上含有饱和链和不饱和链，聚合反应难以精确控制，影响产物的应用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种可降解压敏胶的制备方法，使用化学组成确定的植物油基丙烯酸油酸丁酯来制备压敏胶，效果良好，既可以将其涂布在聚丙烯膜、聚乙烯膜、美纹纸等膜材料制备可剥离压敏胶带，也可以将其涂布在可降解塑料薄膜上制备可降解压敏胶带。
本发明的技术解决方案是：一种可降解压敏胶的制备方法，它包括以下步骤，
a、以摩尔比为0.5-1.5∶1植物油环氧油酸丁酯和丙烯酸为原料，加入催化剂和阻聚剂，在60～120℃温度下制得玻璃化温度为-84.5℃的植物油基丙烯酸油酸丁酯；；
b、将步骤a中得到的植物油基丙烯酸油酸丁酯和功能单体以摩尔比1∶0.01-10的比例混合，加入引发剂，在60～120℃温度下进行聚合，制得平均分子质量为10000～15000的可降解植物油基丙烯酸酯聚合物；
其中催化剂为N，N二甲基甲苯胺、N，N二甲基甲苄胺、三苯基膦、三乙胺或四丁基溴化胺中的任一种，用量为植物油环氧油酸丁酯质量的0.1-10％；阻聚剂为对苯二酚或对甲氧基苯酚中的任一种，用量为植物油环氧油酸丁酯质量的0.1-10％；引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮化合物中的任一种，加入量为植物油基丙烯酸油酸丁酯质量的0.1-5％；功能单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸或马来酸酐中的一种或几种。
所述步骤b中的聚合反应在氮气保护中进行。通入氮气可以去除反应器中的氧气。因为分子氧在聚合反应中起着特殊的作用。氧与碳的自由基迅速作用，形成过氧化物自由基。虽然过氧化物自由基的活性，比碳自由基低得多，但是仍可和另一个单体分子加成而形成一个新的碳自由基，后者又要与氧反应。这样，聚合反应较没有氧时明显地受到阻滞。单体和氧的交替加成，导致生成聚过氧化物(与分子氧的共聚)，只有当氧全部被消耗完后才开始正常的聚合反应。然而，由于聚合过氧化物额外的热分解而生成活性自由基，所以又加速聚合反应。因此分子氧阻滞聚合反应，然而在耗尽之后又加速聚合反应。通常，在加入含有引发剂的单体前应先通入氮气1个小时以上，以便除去反应器中的氧气。
所述植物油环氧油酸丁酯来自由大豆油、棕榈油、菜籽油、棉籽油或葵花籽油为原料制得的油酸丁酯。
本发明的优点是：利用植物油基环氧油酸丁酯与丙烯酸反应，得到化学组成确定的植物油基丙烯酸油酸丁酯，植物油基丙烯酸油酸丁酯具有较低的玻璃化温度-84.5℃，适合作为丙烯酸酯类压敏胶的软单体使用，可以代替石油基丙烯酸酯原料制备压敏胶，并具有可降解性。
具体实施方式
实施例1：
1、植物油环氧油酸丁酯与丙烯酸的摩尔比为1.2∶1，温度控制在60℃，以植物油环氧油酸丁酯为准加入其质量的1％的催化剂N，N二甲基甲苯胺，0.2％的阻聚剂对苯二酚。先将植物油环氧油酸丁酯和催化剂加入烧瓶中，当温度升高到60℃时，混合均匀的阻聚剂和丙烯酸加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加时间控制在1h，并控制反应温度在60℃，滴加完成后升温到95℃，反应5h，得到植物油基丙烯酸油酸丁酯。反应过程如下：
R：-(CH2)3CH3
2、将步骤1中生成的植物油基丙烯酸油酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯聚合，二者的摩尔比为1∶2，加入过氧化苯甲酰为引发剂，用量为植物油基丙烯酸油酸丁酯质量的0.5％，反应温度为80℃，聚合反应时间为3h，如果出现粘度增大现象，可以加入苯、甲苯或乙酸乙酯稀释，得到可降解植物油基丙烯酸酯聚合物。此聚合物的分子量是10000～15000。
3、将步骤2中生成的聚合物涂布在聚丙烯膜、聚乙烯膜、美纹纸等膜材料上，90℃烘10分钟，可以得到低粘，可剥离的压敏胶带，初粘6～11#钢球，剥离强度2.0～3.0N/25mm。
实施例2
1、植物油环氧油酸丁酯与丙烯酸的摩尔比为1.2∶1，滴加反应温度控制在60℃，以植物油环氧油酸丁酯为准加入其质量的1％的催化剂三苯基膦，0.5％的阻聚剂对甲氧基苯酚，滴加完成后升温到95℃，反应5h得到植物油基丙烯酸油酸丁酯。
2、将步骤1中生成的植物油基丙烯酸油酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯聚合，摩尔比为1∶2，加入偶氮二异丁腈为引发剂，用量为植物油基丙烯酸油酸丁酯质量的1.5％，反应温度为80℃，聚合反应时间为3h，如果出现粘度增大现象，可以加入苯、甲苯或乙酸乙酯稀释，得到可降解植物油基丙烯酸酯聚合物。
3、将步骤2中生成的聚合物涂布在聚丙烯膜、聚乙烯膜、美纹纸等膜材料上，90℃烘2～10分钟，可以得到低粘，可剥离压敏胶带，初粘6～11#钢球，剥离强度2.0～3.0N/25mm。
实施例1和2中的功能单体选选择甲基丙烯酸甲酯和选择丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸或马来酸酐中的一种或几种，效果接近。
上列详细说明是针对本发明之可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (3)
1.一种可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤，
a、以摩尔比为0.5-1.5∶1植物油环氧油酸丁酯和丙烯酸为原料，加入催化剂和阻聚剂，在60～120℃温度下制得玻璃化温度为-84.5℃的植物油基丙烯酸油酸丁酯；
b、将步骤a中得到的植物油基丙烯酸油酸丁酯和功能单体以摩尔比1∶0.01-10的比例混合，加入引发剂，在60～120℃温度下进行聚合，制得平均分子质量为10000～15000的可降解植物油基丙烯酸酯聚合物；
其中催化剂为N，N二甲基甲苯胺、N，N二甲基甲苄胺、三苯基膦、三乙胺或四丁基溴化胺中的任一种，用量为植物油环氧油酸丁酯质量的0.1-10％；阻聚剂为对苯二酚或对甲氧基苯酚中的任一种，用量为植物油环氧油酸丁酯质量的0.1-10％；引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮化合物中的任一种，加入量为植物油基丙烯酸油酸丁酯质量的0.1-5％；功能单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸或马来酸酐中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：所述步骤b中的聚合反应在氮气保护中进行。
3.根据权利要求1或2所述的一种可降解压敏胶的制备方法，其特征在于：所述植物油环氧油酸丁酯来自由大豆油、棕榈油、菜籽油、棉籽油或葵花籽油为原料制得的油酸丁酯。
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2009
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