CN101875829A - 一种水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂及制法：将0.2～0.4重量份引发剂与去离子水按1∶10配比制成引发剂水溶液，并按其总量50％、30％和20％分为三份；将下述重量份搅拌均匀成乳化液：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铵、0.4～2交联剂和18～22去离子水；反应釜内加18～30去离子水和第一份引发剂水溶液，搅拌加热至80～85℃，同时滴加第二份引发剂水溶液和乳化液；之后再滴加第三份引发剂水溶液，再保温反应，降温过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。具有制备简单，成本低、环保和适于室外使用等优点。

Description

一种水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域的胶粘剂，特别涉及一种具有良好的附着性能和耐水性能的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂及其制备方法。

背景技术

近年来，由于压敏胶具有只需要施加压力即可完成粘贴的优点，在广阔的领域得到应用。使用丙烯酸酯系聚合物，又称丙烯酸酯系压敏胶，具有耐候性好的优点，适合于各种用途而被广泛使用。丙烯酸酯系压敏胶主要有溶剂型和水乳液型两种，与溶剂型丙烯酸酯压敏胶相比，丙烯酸酯水乳液型压敏胶不使用溶剂，成本大大降低，有利于环境保护，生产过程更加安全，因此发展丙烯酸酯水乳液型压敏胶的趋势逐渐增强。

中国专利CN100339455C(高岛清洲)采用的方法是在保护胶体存在下(共)聚合主要单体，保护胶体为丙烯酸系共聚物包括，具有500～50000范围重量平均分子量。根据需要用于形成保护胶体的丙烯酸系共聚物可与丙烯腈和/或苯乙烯的第三单体共聚合。此方法得到的乳液型压敏粘合剂显示出对湿表面极强的粘附特性。

中国专利CN1169451A(陈志久)涉及的乳液型压敏胶粘剂是由丙烯酸丁酯胶乳、熟化淀粉、乳化剂、增塑剂、增粘树脂、填料、增稠剂、硫酸镁、防老剂D按一定的配比混合制成，主要用于纸基胶粘带生产，能够克服其它乳液型胶粘剂粘接强度低、纸基起皱的缺点。

中国专利CN1205293C(P·M·莱斯克等)描述了一种具有改进剥离强度合粘性的压敏粘合剂的含水组合物，该含水组合物包括在20-1500ppm(基于单体的总重量)的N-氧基存在下由至少一种烯属不饱和单体在低于100℃的反应温度下的自由基聚合反应形成的水乳液聚合物。

中国专利CN1123584C(J·S·郭)使用丙烯酸、丙烯酸酯和乙烯基酯等作为单体合成一种碱液可分散的压敏胶粘剂乳液聚合物，此压敏胶适合用在揭下即贴型的邮票。

中国专利CN1294169C、CN1115362C和CN1823150A均涉及耐水白化的乳液型压敏胶粘剂，这些压敏胶适用于受到热水喷淋和浸渍时仍需要压敏胶在基材和面材间保持粘合剂的应用。

室外使用的压敏胶粘剂通常具有较高的技术要求，尤其是在防水性能方面，因此目前使用的主要溶剂型丙烯酸压敏胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本且环保的适合室外使用的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂，由下列重量份配比的组分组成：

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；

调节剂十二烷基硫醇            0.15～0.5；

乙氧基化烷基醚硫酸铵          0.5～2；

引发剂过硫酸铵                0.2～0.4；

交联剂                        0.4～2；

去离子水                      44～50；

所述的交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙稀酰胺或此二种交联剂的混合物。

本发明提供的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂的制备方法，其制备步骤如下：

(1)将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重量份的调节剂十二烷基硫醇、0.5～2重量份的乙氧基化烷基醚硫酸铵、0.4～2重量份的交联剂和18～20重量份的去离子水搅拌均匀，制备成乳化液；

所述的交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯或双丙酮丙稀酰胺，或此二种交联剂的混合物；

(2)将0.2～0.4重量份的引发剂过硫酸铵按引发剂∶去离子水重量比为1∶10的比例配制引发剂水溶液，将引发剂水溶液分为三份，第一份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的50％；第二份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的30％；第三份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的20％；

(3)在反应釜内加24～26重量份的去离子水和第一份引发剂水溶液，搅拌加热至80℃～85℃，然后开始滴加第二份引发剂水溶液和步骤(1)制得的乳化液，保持反应温度在80℃～85℃，2～3小时滴完；

(4)滴加完毕后保持反应温度80℃～85℃，滴加第三份引发剂水溶液，40分钟～1小时内滴完，继续保温反应1小时，反应结束后降温至30～50℃，过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。

本发明方法制备的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂的主要性能指标为：

180度剥离力：≥25N/25mm (按GB-2792-81进行，对不锈钢板)；

附着性能：≤10mm        (按GB/T 18833-2002进行，对铝合金板)；

耐水性能试验方法：将胶条贴在不锈钢板和铝合金板上，在水中浸泡72小时，取出后在60℃烘箱中烘干20分钟，放冷至室温。按GB-2792-81测定180度剥离力，仍≥25N/25mm；按GB/T 18833-2002规定的方法试验后，胶条在5min后的剥离长度仍≤10mm。

本发明的优点在于：

本发明的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂的制备方法简单、易操作；经本发明所制备的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂涂布后的物件具有良好的附着性能和耐水性能；可用于要求高粘着性能的胶带领域，室外使用，可以替代溶剂型丙烯酸酯类压敏胶，既可以降低成本，也有利于环境保护。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步描述本发明。

实施例1：配制一种水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂：

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；

调节剂十二烷基硫醇              0.15；

交联剂(甲基丙烯酸缩水甘油酯)    0.5；

乙氧基化烷基醚硫酸铵            0.4；

过硫酸铵(引发剂)                0.2；

去离子水                        44.0；

首先将配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸铵和18重量份的去离子水混合均匀，制备成乳化液；

将引发剂过硫酸铵按过硫酸铵∶去离子水重量份配比为1∶10的比例，用2重量份的去离子水配制成引发剂水溶液，并且将所述引发剂水溶液分为三份，第一份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的50％；第二份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的30％；第三份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的20％；

向反应器中加入24重量份的去离子水和第一份过硫酸铵水溶液，搅拌加热至85℃，然后开始滴加第二份过硫酸铵水溶液，同时滴加已预制得到的乳化液，3小时滴完，滴加完毕后保持反应温度85℃，继续滴加第三份过硫酸铵水溶液，1小时内滴完，继续保温反应1小时，反应结束后降温至50℃，过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。

将制得的压敏胶涂布于硬膜上，涂布厚度100μm，110℃烘干2分钟，烘干后粘合剂层厚度40μm。此粘合片的性能如下：

180度剥离力：耐水试验前：27.4N/25mm；耐水试验后：29.6N/25mm；

附着性能：耐水试验前：7.5mm；耐水试验后：7.5mm。

实施例2：本实施例工艺步骤与实施例1相同，不同的是使用双丙酮丙稀酰胺作为交联剂，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

交联剂(双丙酮丙稀酰胺)            2.0

乙氧基化烷基醚硫酸铵              2.0

过硫酸铵(引发剂)                  0.4

去离子水                          50.0

首先将配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸铵和重量份为20的去离子水混合均匀，制备成乳化液；

将引发剂过硫酸铵按过硫酸铵∶去离子水重量份配比为1∶10的比例，用4重量份的去离子水配制成引发剂水溶液，并且将所述引发剂水溶液分为三份，第一份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的50％；第二份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的30％；第三份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的20％；

向反应器中加入26重量份的去离子水和第一份引发剂水溶液，搅拌加热至80℃，然后开始滴加第二份引发剂水溶液，同时滴加已制得的乳化液，2小时滴完，滴加完毕后保持反应温度80℃，继续滴加第三份引发剂水溶液，40分钟滴完，继续保温反应1小时，反应结束后降温至30℃，过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。

将制得的压敏胶涂布于硬膜上，涂布厚度100μm，110℃烘干2分钟，烘干后粘合剂层厚度40μm；此粘合片的性能如下：

180度剥离力：耐水试验前：30.3N/25mm；耐水试验后：29.8N/25mm；

附着性能：耐水试验前：8mm；耐水试验后：8mm。

实施例3：本实施例工艺步骤和工艺条件与实施例1相同，不同的是使用甲基丙烯酸缩水甘油酯和双丙酮丙稀酰胺的混合物作为交联剂，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

交联剂(甲基丙烯酸缩水甘油酯)     0.6

交联剂(双丙酮丙稀酰胺)           0.6

乙氧基化烷基醚硫酸铵             1.2

过硫酸铵                         0.3

去离子水                         47.0

首先将配方中丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙氧基化烷基醚硫酸铵和重量份为19的去离子水混合均匀，制备成乳化液；

将引发剂过硫酸铵按过硫酸铵∶去离子水重量份配比为1∶10的比例，用3重量份的去离子水配制成引发剂水溶液，并且将所述引发剂水溶液分为三份，第一份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的50％；第二份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的30％；第三份引发剂水溶液占引发剂水溶液总重量的20％；

向反应器中加入重量份为25的去离子水和第一份引发剂水溶液，搅拌加热至83℃，然后开始滴加第二份引发剂水溶液，同时滴加已预制得到的乳化液，2.5小时滴完，滴加完毕后保持反应温度83℃，继续滴加第三份引发剂水溶液，50分钟滴完，继续保温反应1小时，反应结束后降温至40℃左右，过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。

将制得的压敏胶涂布于硬膜上，涂布厚度100μm，110℃烘干2分钟，烘干后粘合剂层厚度40μm。此粘合片的性能如下：

180度剥离力：耐水试验前：28.6N/25mm；耐水试验后：28.4N/25mm。

附着性能：耐水试验前：7.6mm；耐水试验后：7.8mm。

由上述实施例可知，经本发明所制备的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂涂布后的物件具有良好的附着性能和耐水性能；可用于要求高粘着性能的胶带领域，室外使用，可以替代溶剂型丙烯酸酯类压敏胶，既可以降低成本，也有利于环境保护；同时，本发明的水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂的制备方法简单、易操作。

Claims (2)

1.一种水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂，由下列重量份配比的组分组成：

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；

调节剂十二烷基硫醇          0.15～0.5；

乙氧基化烷基醚硫酸铵        0.5～2；

引发剂过硫酸铵              0.2～0.4；

交联剂                      0.4～2；

去离子水                    44～50；

所述的交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙稀酰胺或此二种交联剂的混合物。

2.一种根据权利要求1所述水乳液型聚丙烯酸酯压敏胶粘剂的制备方法，其制备步骤如下：

(1)将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重量份的调节剂十二烷基硫醇、0.5～2重量份的乙氧基化烷基醚硫酸铵、0.4～2重量份的交联剂和18～20重量份的去离子水搅拌均匀，制备成乳化液；

所述的交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙稀酰胺或此二种交联剂的混合物；

(2)将0.2～0.4重量份的引发剂过硫酸铵按引发剂∶去离子水重量比为1∶10的比例配制引发剂水溶液，并将该引发剂水溶液分为三份，第一份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的50％；第二份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的30％；第三份引发剂水溶液占总引发剂水溶液重量的20％；

(3)在反应釜内加24～26重量份的去离子水和第一份引发剂水溶液，搅拌加热至80℃～85℃，然后开始滴加第二份引发剂水溶液和步骤(1)制得的乳化液，保持反应温度在80℃～85℃，2～3小时滴完；

(4)滴加完毕后保持反应温度80℃～85℃，滴加第三份引发剂水溶液，40分钟～1小时内滴完，继续保温反应1小时，反应结束后降温至30～50℃，过滤出料得水乳液型压敏胶粘剂。