CN102603957A - 一种水性粘着组成物及由此形成水性压敏胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性粘着组成物及由此形成水性压敏胶的方法。所述水性粘着组成物包含：(a)丙烯酸酯单体；(b)醋酸乙烯酯；(c)乳化剂；(d)引发剂；(e)增粘树脂；(f)水性介质。将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体中后，将之与水性介质、醋酸乙烯酯、乳化剂混合形成预乳液。将预乳液滴入具引发剂的水性介质中而得到水性压敏胶。由此水性粘着组成物所形成的水性压敏胶对基材附着力好尤其PU泡棉，不易脱落及翘起，耐弯曲性好，贴转角或有弧度的面不易翘起，耐水性好。制备水性压敏胶方法采用了先将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体，此方法制备的水性压敏胶同时具有高的剥离力和保持力且耐水性能极佳。

Description

一种水性粘着组成物及由此形成水性压敏胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性粘着组成物及由此形成水性压敏胶的制备方法。

背景技术

压敏胶(PSA)是一种在粘接过程中对压力敏感的胶粘剂，在较小压力作用下，即能形成牢固的粘接力。目前国内PU泡棉胶市场以油性丙烯酸压敏胶为主，由于油性丙烯酸压敏胶含有溶剂，生产时大部分厂家直接将溶剂排放到空气中，对环境造成非常大的危害，在全球绿色环保，节省能源革命的趋势下，水性化的趋势已形成。同时，油性丙烯酸压敏胶成本相对水性丙烯酸压敏胶较高，所以，水性丙烯酸压敏胶无论从经济面或是从环保面的考量，都应该是较佳的选择。但是，由于适用于PU泡棉的压敏胶对性能要求相对较高，目前水性丙烯酸压敏胶的性能无法满足业界的要求，所以目前此类水性丙烯酸压敏胶仅能用于低档的产品，仅要求具有粘性而已。使用此类水性丙烯酸压敏胶的产品存在耐水差，对PU泡棉附着力不好，易产生脱胶、脱落或翘起，耐弯曲性差，贴转角或有弧度的面易翘起等种种的问题。如何能得到具有高效能的水性丙烯酸压敏胶，是业界努力的方向。

发明内容

本发明是提供一种水性粘着组成物及以此组成物形成水性压敏胶的制备方法，能针对目前此类水性压敏胶存在的问题提供解决方案。针对目前此类水性压敏胶所需解决的问题在于：(1)对PU泡棉附着力不好，易产生脱胶、脱落或翘起；(2)耐弯曲性能差，贴转角或有弧度的面易翘起；(3)耐水性差，用于潮湿环境中，易脱落。运用本发明所提供的水性粘着组成物及以此组成物形成水性压敏胶的制备方法所获得的水性丙烯酸压敏胶，能彻底解决目前此类水性压敏胶所存在的上述问题。

所以本发明的主要目的为提供一种水性粘着组成物，其包含：

(a)丙烯酸酯单体；

(b)醋酸乙烯酯；

(c)乳化剂；

(d)引发剂；

(e)增粘树脂；以及

(f)水性介质；

其中以所述组成物总重量计，(a)含量为40～50重量％；(b)含量为5～15重量％；(c)含量为0.5～2重量％；(d)含量为0.2～1重量％；(e)含量为0.5～1.5重量％；(f)含量为40～50重量％。

本发明的又一目的为提供一种水性压敏胶的制备方法，其包括下述步骤：

①将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体中；

②将水性介质、溶解增粘树脂的丙烯酸酯单体、醋酸乙烯酯、乳化剂混合形成预乳液；

③将水性介质与引发剂混合形成引发剂水溶液，加热至70～90℃；

④将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应3～6小时，加入氨水将PH维持在7～8，降温后出料获得水性压敏胶。

本发明的有益效果是：由水性粘着组成物所形成的水性压敏胶对基材附着力好尤其PU泡棉，不易脱落及翘起，耐弯曲性好，贴转角或有弧度的面不易翘起，耐水性好。制备水性压敏胶的方法采用了先将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体，由此方法制备的水性压敏胶同时具有高的剥离力和保持力，且耐水性能极佳。

具体实施方式

本发明所提供水性粘着组成物的组分(a)丙烯酸酯单体是选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯及其任意组合所组成的群组。

本发明所提供水性粘着组成物的组分(b)醋酸乙烯酯是醋酸乙烯酯，以组成物总重量计，(b)醋酸乙烯酯的含量为5～15重量％。若醋酸乙烯酯的含量低于5重量％，则此组成物所制备的水性压敏胶的粘性降低；若醋酸乙烯酯的含量大于15重量％，则此组成物所制备的水性压敏胶较软，强度差。

本发明所提供水性粘着组成物的组分(c)乳化剂是选自烯丙基类磺酸盐、丙烯酰胺基磺酸盐、马来酸衍生物、烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸盐及其任意组合所组成的群组。

本发明所提供水性粘着组成物的组分(d)引发剂是选自过硫酸盐、偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂、氢过氧化物引发剂、氧化还原体系引发剂及其任意组合所组成的群组。常用的引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢。氧化还原体系引发剂分水溶性和油溶性，水溶性引发剂的氧化剂有过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物等，还原剂有硫酸亚铁，亚硫酸钠等无机物和醇、胺、草酸和葡萄糖过氧化氢等有机化合物；油溶性引发剂的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰基等，还原剂有叔胺、环烷酸盐、硫醇及有机金属化合物等。

本发明所提供水性粘着组成物的组分(e)增粘树脂是选自松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性产物、石油树脂及其任意组合所组成的群组。

本发明所提供水性粘着组成物的组分(f)之水性介质较优选为水、去离子水及视需要存在之亲水性溶剂，更优选的为水。上述亲水性溶剂并无特殊限制，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所已知者，其包括，但不限于，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、第三丁醇、乙二醇及其醚类、丙二醇及其醚类、丙酮、二丙酮醇或其组合。其中，乙二醇及其醚类包括，但不限于，乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚及其组合。其中，丙二醇及其醚类，包括，但不限于，丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单丁醚及其组合。

在本发明一较佳实施例中，本发明水性压敏胶组成物还包含丙烯酸系功能单体，当丙烯酸系功能单体存在时，以组成物的总重量计，其含量为0.5～1.5重量％。丙烯酸系功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸及其任意组合所组成的群组。

在本发明另一较佳实施例中，本发明水性压敏胶组成物还包含交联单体，当交联单体存在时，以组成物的总重量计，其含量为0.5～1.5重量％。交联单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯及其任意组合所组成的群组。

除了前述的主要构成组份外，本发明的制备压敏胶的组成物可任选地含有此技术领域中具有通常知识者所熟知的其它额外添加剂。

本发明提供一种新颖的水性压敏胶的制备方法，其包括下述步骤：

a.将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体中；

b.将水性介质、溶解增粘树脂的丙烯酸酯单体、醋酸乙烯酯、乳化剂混合形成预乳液；

c.将水性介质与引发剂混合形成引发剂水溶液，加热至70～90℃；

d.将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应3～6小时，加入氨水将pH维持在7～8，降温后出料获得水性压敏胶。

先将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体，然后再将水性介质、溶解了增粘树脂的丙烯酸酯单体、醋酸乙烯酯、乳化剂混合形成预乳液。增粘树脂是脂溶性的，在水性介质中的溶解度不佳，本发明所提供的的水性压敏胶的制备方法将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体中，丙烯酸酯单体为有机相，增粘树脂能很好的溶解，此方法简单，利用增粘树脂与丙烯酸酯单体的兼容性好而使增粘树脂在预乳液中能均匀分散，使得加入增粘树脂后，不止提高了所制备的水性压敏胶剥离力，同时使所制备的水性压敏胶保持力得以增加或维持，意即运用本发明所提供的水性压敏胶的制备方法所制备的水性压敏胶具有高的剥离力和保持力，此外，本发明所提供的制备方法所制得的压敏胶耐水性能极佳；克服了为了加入增粘树脂，而需带入不同种类乳化剂所造成耐水性差的问题。

以下实施例是用于对本发明作进一步说明，惟非用以限制本发明的范围。任何此技术技艺中具有通常知识者可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附申请专利范围的范围内。

实施例1

水性粘着组成物：

丙烯酸乙酯7千克，丙烯酸丁酯38千克，醋酸乙烯酯11千克，乳化剂烯丙基类磺酸盐0.6千克，引发剂过硫酸钾0.4千克，水40千克，甲基丙烯酸1.5千克，N-羟甲基丙烯酰胺0.5千克，丙烯酸羟乙酯0.5千克，增粘树脂0.5千克。

水性压敏胶的制备方法：

将0.5千克将增粘树脂松香溶解于7千克丙烯酸乙酯和38千克丙烯酸丁酯中以形成丙烯酸酯溶液。再将11千克水、前述丙烯酸酯溶液、11千克醋酸乙烯酯、1.5千克甲基丙烯酸、0.5千克N-羟甲基丙烯酰胺、0.5千克丙烯酸羟乙酯、0.6千克乳化剂烯丙基类磺酸盐混合形成预乳液。接着，将29千克水与0.4千克引发剂过硫酸钾混合形成引发剂水溶液，加热至80℃，然后将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应4小时后，加入氨水将pH维持在7。最后降温至室温后，出料获得水性压敏胶。

所得水性压敏胶的物理性质：

固含(％)	粘度(cps)	pH
			57.5％	218	7.5

以上粘度是在25℃环境中，以2号转子，30RPM下测得水性压敏胶物性测试：

(1)直涂厚度25um聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片上，CW＝25um，干燥条件：100℃*4min，

AD(SS)	CO(2cm×2cm×1kg)	Tack	CW(um)
				1.350	＞5456(未位移)	16	23-25

(2)在PU泡棉上测试：

CO(1”*1”*500g)	钢板(耐曲)	直角(耐曲)	撕破实验	耐水煮	CW(um)
						4829	OK	OK	撕破	不脱落	84-86

以上数据中：1)CW代表涂布的干胶厚度

2)AD(SS)代表剥离力，单位为kg/in，是以PSTC-1标准测试

3)CO(2cm×2cm×1kg)代表保持力，单位为min，是以PSTC-7标准测试，其中2cm×2cm为样品测试面积，1kg为挂重重量。

4)Tack代表初粘力，是以J-DOW方法测试，16代表滚球大小

5)CO(1”*1”*500g)与3)类似，只是测试面积和挂重重量不同。

6)钢板(耐曲)是企业内部测试方法，其具体测试方法为：涂好胶的PU泡棉裁成30mm*30mm，贴于1mm厚度304#钢板，上下各14.5mm，25℃环境中放置24小时后不翘起。

7)直角(耐曲)是企业内部测试方法，其具体测试方法为：涂好胶的PU泡棉裁成10mm*30mm，贴于不锈钢直角转角处，两边各7.5mm，25℃环境中放置24小时后不翘起

8)撕破实验：裁成1英寸*15cm，贴于304#钢板上，25℃环境中放置24小时后撕开，看是否能撕破泡棉。

9)耐水煮：裁成1英寸*15cm，贴于304#钢板上，放置在沸水中煮4小时，看样品是否脱落和翘开。

实施例2

水性粘着组成物：

丙烯酸乙酯7千克，丙烯酸丁酯38千克，醋酸乙烯酯11千克，乳化剂烯丙基类磺酸盐0.6千克，引发剂过硫酸钾0.4千克，水40千克，甲基丙烯酸1.5千克，N-羟甲基丙烯酰胺0.5千克，丙烯酸羟乙酯0.5千克。

水性压敏胶的制备方法：

再将11千克水、7千克丙烯酸乙酯、38千克丙烯酸丁酯、11千克醋酸乙烯酯、1.5千克甲基丙烯酸、0.5千克N-羟甲基丙烯酰胺、0.5千克丙烯酸羟乙酯、0.6千克乳化剂烯丙基类磺酸盐混合形成预乳液，将29.5千克水与0.4千克引发剂过硫酸钾混合形成引发剂水溶液，加热至80℃。然后将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应4小时后，加入氨水将pH维持在7。最后降温至室温后出料获得水性压敏胶。

所得水性压敏胶的物理性质：

固含(％)	粘度(cps)	pH
			57.09％	284	7.76

以上粘度是在25℃环境中，以2号转子，30RPM下测得

物性测试：

外加固含为40％水性增粘树脂乳液1.25，

(1)直涂25um PET，CW＝25um，干燥条件：100℃*4min，

序号	AD(SS)	CO(2cm×2cm×1kg)	Tack	CW(um)
					1	0.812	＞4374	17	24～25

(2)在PU泡棉(普通)上测试：

以上数据中涉及到符号及测试方法同实施例1。

实施例3

水性粘着组成物：

丙烯酸乙酯7千克，丙烯酸丁酯38千克，醋酸乙烯酯11千克，乳化剂烯丙基类磺酸盐0.6千克，引发剂过硫酸钾0.4千克，水40.5千克，丙烯酸1.5千克，丙烯酸羟乙酯0.5千克，增粘树脂0.5千克。

水性压敏胶的制备方法：

将0.5千克增粘树脂松香溶解于7千克丙烯酸乙酯和38千克丙烯酸丁酯中以形成丙烯酸酯溶液。再将11千克水、前述丙烯酸酯溶液、11千克醋酸乙烯酯、1.5千克甲基丙烯酸、0.5千克丙烯酸羟乙酯、0.6千克乳化剂烯丙基类磺酸盐混合形成预乳液。接着，将29.5千克水与0.4千克引发剂过硫酸钾混合形成引发剂水溶液，加热至82℃。然后，将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应4小时后，加入氨水将pH维持在7，最后降温至室温后出料获得水性压敏胶。

所得水性压敏胶的物理性质：

固含(％)	粘度(cps)	PH
			57.6％	311	7.3

以上粘度是在25℃环境中，以2号转子，30RPM下测得

物性测试：

(1)直涂25um PET，CW＝25um，干燥条件：100℃*4min，

AD(SS)	CO(2cm×2cm×1kg)	Tack	CW(um)
				1.147	＞4374(未位移)	19	24-25

(2)在PU泡棉上测试：

CO(1”*1”*500g)	钢板(耐曲)	直角(耐曲)	撕破实验	耐水煮	CW(um)
						5455	OK	OK	撕破	不脱落	84-86

以上数据中涉及到符号及测试方法同实施例1。

由上述实施例的结果可知，运用本发明所提供的水性粘着组成物所制得的水性压敏胶，因为使用水性的制程而避免了对环境的破坏而符合目前对绿色环保及节省能源的要求外，更具有对基材附着力好，不易脱落及翘起，耐弯曲性好，贴转角或有弧度的面不易翘起，耐水性好等优点。

本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种水性粘着组成物，其特征在于包含：

(a)丙烯酸酯单体；

(b)醋酸乙烯酯；

(c)乳化剂；

(d)引发剂；

(e)增粘树脂；以及

(f)水性介质；

其中以所述组成物总重量计，(a)含量为40～50重量％；(b)含量为5～15重量％；(c)含量为0.5～2重量％；(d)含量为0.2～1重量％；(e)含量为0.5～1.5重量％；(f)含量为40～50重量％。

2.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述组分(a)是选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯及其任意组合所组成的群组。

3.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述组分(c)是选自烯丙基类磺酸盐、丙烯酰胺基磺酸盐、马来酸衍生物、烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸盐及其任意组合所组成的群组。

4.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述组分(d)是选自过硫酸盐、偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂、氢过氧化物引发剂、氧化还原体系引发剂及其任意组合所组成的群组。

5.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述组分(e)选自松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性产物、石油树脂及其任意组合所组成的群组。

6.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述的水性粘着组成物还包含丙烯酸系功能单体，以所述组成物总重量计，其含量为0.5～1.5重量％。

7.根据权利要求6所述的水性粘着组成物，其特征在于所述的丙烯酸系功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸及其任意组合所组成的群组。

8.根据权利要求1所述的水性粘着组成物，其特征在于所述的水性粘着组成物还包含交联单体，以所述组成物总重量计，其含量为0.5～1.5重量％。

9.根据权利要求8所述的水性粘着组成物，其特征在于所述的交联单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯及其任意组合所组成的群组。

10.一种水性压敏胶的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

a.将增粘树脂溶解于丙烯酸酯单体中；

b.将水性介质、溶解增粘树脂的丙烯酸酯单体、醋酸乙烯酯、乳化剂混合形成预乳液；

c.将水性介质与引发剂混合形成引发剂水溶液，加热至70～90℃；以及

d.将预乳液滴加至引发剂水溶液中反应3～6小时，加入氨水将PH维持在7～8，降温后出料获得水性压敏胶。