CN102559110A - 乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法和应用，由以下各组分原料聚合而制备获得，其组成配比按重量份数计如下：成分A 1～10、丙烯酸-2-乙基己酯10～30、丙烯酸丁酯10～30、苯乙烯2～5、甲基丙烯酸甲酯2～4、丙烯酸羟丙酯1～4、丙烯酸1～2、过硫酸铵0.1～0.8、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.25～0.62、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.15～0.38、氨水0.1～0.6、碳酸氢钠0.1～0.4、矿物油消泡剂0.01～0.1、纯净水45～55；所述成分A由八甲基环四硅氧烷50～75重量份、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5～15重量份、六甲基二硅氧烷15～40重量份、四甲基氢氧化铵0.05～0.24重量份聚合而制备。本发明能抑制剥离力的增长，增加对低表面能表面的粘接强度。

Description

乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种压敏胶，尤其是指一种双组分交联结构型丙烯酸酯压敏胶及其制备方法。

背景技术

压敏胶是对压力敏感、不需加热、不需溶剂、不需较大的压力、只需稍微加压或用手指一按就能实现粘接的一种胶粘剂。其特点是粘之容易，揭之不难，剥而不损，在较长的时间内胶层不会干涸，所以压敏胶也称为不干胶。压敏胶粘剂大多是制成各种胶粘带、胶膜等压敏胶粘制品出售并得到应用的。压敏胶粘制品具有粘接、捆扎、装饰、增强、固定、保护、绝缘和识别等8大使用功能，在包装、印刷、建筑装潢、制造业、家电业、医疗卫生甚至日常生活中得到越来越广泛的应用。

表面保护膜是压敏胶制品中最重要的一个方面，是一种对其他材料表面具有保护功能的膜状材料，它主要以聚乙烯为基材，以橡胶或丙烯酸酯为压敏胶粘剂，经涂布干燥等方法加工而成。主要用于各种表面状况要求高的产品表面的保护包装，以防止其在搬运、贮存、安装、二次加工过程中表面划伤、污染和磨损等，从而使物品保持良好的外观。应用范围主要有：不锈钢板、镜面钢板和铜板、铝板、铝塑复合板、彩色钢板、有机板材、塑钢型材、铝型材、门窗加工、仪器仪表设备、家电、机械零件加工、彩色显像管、汽车加工业等。

表面保护膜主要技术要求是：

1.利用压敏胶瞬间接着性和再剥离性特征；

2.压敏胶粘剂不允许脱落而残留在被保护材料表面；

3.被保护材料表面的接着力经久不变或缓慢增加，能顺利从被保护材料表面剥下；

4.压敏胶层与塑料基膜具有优异的物理性能以满足各种二次加工要求。

保护膜用压敏胶按其成分一般分为橡胶型、有机硅型和丙烯酸酯型，前两者由于生产和使用成本较高，一般仅限于一些要求很高的场合使用。而纯丙烯酸酯压敏胶具有价格低廉、使用方便、耐候性好等诸多优点，近年来，发展较快，被广泛应用于工业生产中。但保护膜用纯丙烯酸酯类压敏胶具有以下缺点：

a保护膜与被保护面之间的剥离力增长较大，保护膜不易撕掉且易遗留残胶而污染表面；

b表面张力较大，对低表面能基材表面的粘接能力差；

c吸水率较高，耐高温高湿老化性能差。

发明内容

本发明的目的是针对现有丙烯酸酯压敏胶剥离力易增长、对低表面能基材粘接强度差、耐高温高湿老化性能差的不足，提供一种乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶，它能抑制剥离力的增长、提高对低表面能表面的粘接强度和耐高温高湿老化性能。

本发明的目的还在于提供上述乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的制备方法和应用。

本发明采用的技术方案为：乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶包括以下各组分原料聚合而制备获得，其组成配比按重量份数计如下：成分A 1～10、丙烯酸-2-乙基己酯10～30、丙烯酸丁酯10～30、苯乙烯2～5、甲基丙烯酸甲酯2～4、丙烯酸羟丙酯1～4、丙烯酸1～2、过硫酸铵0.1～0.8、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.25～0.62、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.15～0.38、氨水0.1～0.6、碳酸氢钠0.1～0.4、矿物油消泡剂0.01～0.1、纯净水45～55；

所述成分A包括以下组分聚合而制备获得，其组成配比按重量份数计如下：八甲基环四硅氧烷50～75、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5～15、六甲基二硅氧烷15～40、四甲基氢氧化铵0.05～0.24。

乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括①成分A的制取

I将八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵加入反应容器中，搅拌；

II在88～92℃、氮气保护下，反应1h；

III再将混合均匀的γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷加入反应容器中，在88～92℃下保温反应3h；

IV在0.01MPa条件下抽真空1小时除去反应所产生的小分子；

V降温到40℃以下出料得到成分A。

②乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的制取

a按比例称取成分A、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸加入混单釜，搅拌均匀制得混合物料；

b称取投料量二分之一的纯净水、投料量二分之一的过硫酸铵、投料量二分之一的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、投料量二分之一的壬基酚聚氧乙烯醚(10)加入乳化釜，完全溶解后，向其中加入工序a中制得的混合物料进行乳化制得预乳液；

c向反应釜加入剩余二分之一的纯净水、剩余二分之一的过硫酸铵、剩余二分之一的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、剩余二分之一的壬基酚聚氧乙烯醚(10)和全部的碳酸氢钠，搅拌升温；

d当釜温升到75～85℃时向反应釜中滴加工序b中制得预乳液；

e滴完后在80～85℃恒温反应2h；

f将反应釜温度降至40℃，加入氨水、矿物油消泡剂等后出料，即得乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶。

所述乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶根据需要与一定比例的交联剂混合均匀后在基膜上进行涂布制成压敏胶带的应用。

所述压敏胶带贴于被保护表面。

所述压敏胶带贴在被保护表面上一段时间后需要从被保护表面撕掉，且撕掉后在被保护表面不留残胶。

由于乳液丙烯酸酯压敏胶较硬、表面张力和吸水率较大，影响压敏胶的粘接性能：(1)对被粘基材的润湿接触较慢，从开始接触被粘表面到最终的平衡时，剥离力增幅较大，易留残胶，(2)对低表面能表面的润湿能力较差，致使粘接强度不够，(3)耐高温高湿老化性能较差。而本发明制得的压敏胶，利用有机硅低表面张力、较柔软、憎水等特性来抑制剥离力的增长、提高对低表面能表面的粘接强度和耐高温高湿老化性能，以弥补纯丙烯酸酯压敏胶的不足。

具体实施方式

实施例1

(1)成分A的合成

成分A由下列重量配比的原料组成：

八甲基环四硅氧烷66.13、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷11.25、六甲基二硅氧烷22.5、四甲基氢氧化铵0.12。

成分A的制备包括如下步骤：

a将八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵加入带有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导管的500mL的三口瓶中；

b在88～92℃、氮气保护下，反应1h；

c再将混合均匀的γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷加入三口瓶中，保温反应3h；

d在0.01MPa条件下抽真空1小时除去反应所产生的小分子；

e降温到40℃以下得到用于改性丙烯酸酯系树脂的成分A。

(2)本发明所述压敏胶由下列重量配比的原料组成：

成分A 2.0、丙烯酸-2-乙基己酯20、丙烯酸丁酯20、苯乙烯3.5、甲基丙烯酸甲酯2、丙烯酸羟丙酯1.5、丙烯酸1、过硫酸铵0.2、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.4、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.25、氨水0.2、碳酸氢钠0.25、矿物油消泡剂0.05、纯净水48.7。

本发明所述压敏胶的制备包括如下步骤：

a按比例称取成分A、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸加入混单釜，搅拌均匀制得混合物料；

b称取约二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)加入乳化釜，完全溶解后，向其中加入a中制得的混合物料进行乳化制得预乳液；

c向反应釜加入二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)、碳酸氢钠，搅拌升温；

d当釜温升到75～85℃时向反应釜中滴加工序b中制得预乳液；

e滴完后在80～85℃恒温反应2h；

f将反应釜温度降至40℃，加入氨水、矿物油消泡剂等后出料，即得乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶。

实施例2

(1)成分A的合成

成分A由下列重量配比的原料组成：

八甲基环四硅氧烷50、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷15、六甲基二硅氧烷34.76、四甲基氢氧化铵0.24。

成分A的制备包括如下步骤：

a将八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵加入带有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导管的500mL的三口瓶中；

b在88～92℃、氮气保护下，反应1h；

c再将混合均匀的γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷加入三口瓶中，保温反应3h；

d在0.01MPa条件下抽真空1小时除去反应所产生的小分子；

e降温到40℃以下得到用于改性丙烯酸酯系树脂的成分A。

(2)本发明所述压敏胶由下列重量配比的原料组成：

成分A 6.0、丙烯酸-2-乙基己酯18、丙烯酸丁酯20、苯乙烯3.5、甲基丙烯酸甲酯2、丙烯酸羟丙酯2.5、丙烯酸2、过硫酸铵0.2、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.4、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.2、氨水0.2、碳酸氢钠0.25、矿物油消泡剂0.05、纯净水48.7。

本发明所述压敏胶的制备包括如下步骤：

a按比例称取成分A、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸加入混单釜，搅拌均匀制得混合物料；

b称取约二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)加入乳化釜，完全溶解后，向其中加入a中制得的混合物料进行乳化制得预乳液；

c向反应釜加入二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)、碳酸氢钠，搅拌升温；

d当釜温升到75～85℃时向反应釜中滴加工序b中制得预乳液；

e滴完后在80～85℃恒温反应2h；

f将反应釜温度降至40℃，加入氨水、矿物油消泡剂等后出料，即得乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶。

实施例3

(1)成分A的合成

成分A由下列重量配比的原料组成：

八甲基环四硅氧烷50、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷15、六甲基二硅氧烷34.76、四甲基氢氧化铵0.24。

成分A的制备包括如下步骤：

a将八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵加入带有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导管的500mL的三口瓶中；

b在88～92℃、氮气保护下，反应1h；

c再将混合均匀的γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷加入三口瓶中，保温反应3h；

d在0.01MPa条件下抽真空1小时除去反应所产生的小分子；

e降温到40℃以下得到用于改性丙烯酸酯系树脂的成分A。

(2)本发明所述压敏胶由下列重量配比的原料组成：

成分A 10、丙烯酸-2-乙基己酯18、丙烯酸丁酯16、苯乙烯3.5、甲基丙烯酸甲酯2、丙烯酸羟丙酯2.5、丙烯酸2、过硫酸铵0.2、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.4、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.2、氨水0.2、碳酸氢钠0.25、矿物油消泡剂0.05、纯净水48.7。

本发明所述压敏胶的制备包括如下步骤：

a按比例称取成分A、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸加入混单釜，搅拌均匀制得混合物料；

b称取约二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)加入乳化釜，完全溶解后，向其中加入a中制得的混合物料进行乳化制得预乳液；

c向反应釜加入二分之一的纯净水、过硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚(10)、碳酸氢钠，搅拌升温；

d当釜温升到75～85℃时向反应釜中滴加工序b中制得预乳液；

e滴完后在80～85℃恒温反应2h；

f将反应釜温度降至40℃，加入氨水、矿物油消泡剂等后出料，即得乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶。

Claims (3)

1.一种乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：包括以下各组分原料聚合而制备获得，其组成配比按重量份数计如下：成分A 1～10、丙烯酸-2-乙基己酯10～30、丙烯酸丁酯10～30、苯乙烯2～5、甲基丙烯酸甲酯2～4、丙烯酸羟丙酯1～4、丙烯酸1～2、过硫酸铵0.1～0.8、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.25～0.62、壬基酚聚氧乙烯醚(10)0.15～0.38、氨水0.1～0.6、碳酸氢钠0.1～0.4、矿物油消泡剂0.01～0.1、纯净水45～55；

所述成分A包括以下组分聚合而制备获得，其组成配比按重量份数计如下：八甲基环四硅氧烷50～75、γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5～15、六甲基二硅氧烷15～40、四甲基氢氧化铵0.05～0.24。

2.一种权利要求书1所述乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：

包括①成分A的制取

I将八甲基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵加入反应容器中，搅拌；

II在88～92℃、氮气保护下，反应1h；

III再将混合均匀的γ一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷加入反应容器中，保温反应3h；

IV在0.01MPa条件下抽真空1小时；

V降温到40℃以下出料得到成分A。

②乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的制取

a按比例称取成分A、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸加入混单釜，搅拌均匀制得混合物料；

b称取投料量二分之一的纯净水、投料量二分之一的过硫酸铵、投料量二分之一的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、投料量二分之一的壬基酚聚氧乙烯醚(10)加入乳化釜，完全溶解后，向其中加入工序a中制得的混合物料进行乳化制得预乳液；

c向反应釜加入剩余二分之一的纯净水、剩余二分之一的过硫酸铵、剩余二分之一的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、剩余二分之一的壬基酚聚氧乙烯醚(10)和碳酸氢钠，搅拌升温；

d当釜温升到75～85℃时向反应釜中滴加工序b中制得预乳液；

e滴完后在80～85℃恒温反应2h；

f将反应釜温度降至40℃，加入氨水、矿物油消泡剂等后出料，即得乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶。

3.一种权利要求1所述乳液型有机硅改性丙烯酸酯压敏胶在基膜上进行涂布制成压敏胶带的应用。