CN103030914A

CN103030914A - 丙烯酸酯组合物及其制备方法以及应用有该组合物的胶带

Info

Publication number: CN103030914A
Application number: CN2012105943440A
Authority: CN
Inventors: 虞竺君; 杨春强
Original assignee: NINGBO SOKEN CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: NINGBO SOKEN CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103030914B

Abstract

本发明公开了一种丙烯酸酯组合物及其制备方法以及应用有该组合物的胶带。丙烯酸酯组合物由反应性物料、增粘剂和稀释溶剂制成，制得的聚合物的重均分子量为20~100万；其中反应性物料以重量份数计其组成为：丙烯酸酯95~99、(甲基)丙烯酸2~5、(甲基)丙烯酸羟乙酯0.1~0.3、引发剂0.3~0.8。胶带包括基材，以及涂布在该基材上的丙烯酸酯胶粘剂，丙烯酸酯胶粘剂由丙烯酸酯组合物与固化剂混合而成；丙烯酸酯组合物涂布克重为90~180g/m²，且占胶带总重量的83~94%；固化剂占胶带总重量的1~2%；基材占胶带总重量的5~16%。由本发明丙烯酸酯组合物制备的胶带无论是初期粘性还是长期粘性均表现优异。

Description

丙烯酸酯组合物及其制备方法以及应用有该组合物的胶带

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯组合物及其制备方法以及应用有该组合物的胶带。

背景技术

胶粘剂是一类广泛应用于各个行业的精细化工产品，它的特点是发展迅速，应用面广，经济效益高，在工业、民用、医疗卫生和军事等领域都有着巨大的作用，是一个有广阔发展前景的行业。六十年代发展起来的丙烯酸酯胶粘剂由丙烯酸（酯）类单体和其他乙烯类单体共聚而成的，可分为溶剂型、乳液型、热熔型，和紫外光固化型等，具有以下优点：1、配方简单，一般不需要使用软化剂、防老剂等；2、粘接范围广，对各种材料如陶瓷、水泥、木材等极性或多孔表面有良好的粘接性能，也能粘接聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃等塑料和纤维；3、低毒或无毒，可直接用于食品包装和医疗卫生用品。

众所周知，胶粘剂产品为高分子聚合物，其内部微观聚合形态的不同所表现的宏观性能也不尽相同，而且多项性能之间的矛盾性，使得胶粘剂为满足不同的场合需求其配方上呈现多种多样的设计。

目前，公知的胶粘剂一般都为满足不同的客户需求，采用针对性的配方设计，同时，目前胶粘制品的下游客户对胶粘剂知识缺乏深度的认知，入厂检测无法同步使用专业设备判定产品优劣，普遍采用手感的方法判定胶粘制品粘性。多种原因使得市场上的胶粘剂配方都是根据客户使用及判定方式来设计，往往注重产品的初粘性能，保证客户对产品的第一感觉的良好而采用该产品的产品研发方式，而这种产品研发方式通常无法保持长期的客户使用周期，并且注重初期粘性的产品设计方案会忽视产品的胶粘剂内聚强度性能，在产品使用时易脱落，无法保证长期良好的粘结

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能赋予胶带各项性能平衡，无论是初期粘性还是长期粘性均良好的丙烯酸酯组合物及其制备方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种应用有上述丙烯酸酯组合物的胶带。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种丙烯酸酯组合物，由反应性物料、增粘剂和稀释溶剂制成，最终制得的聚合物的重均分子量为20~100万；其中反应性物料以重量份数计其组成为：

所述增粘剂和稀释溶剂按重量份数计分别为：

增粘剂 20~30

稀释溶剂 40~60

其中所述的主原料为#1主原料和#2主原料两种主原料的组合，其中#1主原料为熔点较高的丙烯酸酯，熔点介于-60～-70℃，#2主原料为熔点较低的丙烯酸酯，熔点介于-70～-90℃，且#1主原料占主原料总量的70～90%，#2主原料占主原料总量的10～30%；

所述高熔点原料为丙烯酸、甲基丙烯酸中任意一种；

所述架桥原料为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中任意一种；

所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化邻苯二甲酸乙二醇酯中任意一种；

所述增粘剂为松香季戊四醇酯、松香甘油酯两种增粘树脂的组合，其中松香季戊四醇酯用量占增粘剂总量的50～80%，松香甘油酯用量占增粘剂总量的20～50%；

所述稀释溶剂采用醋酸乙酯、甲苯、甲乙酮中任意两种混合。

所述#1主原料选自丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯中的至少一种，二者的熔点分别为-61.1℃、-64℃，#2主原料选自丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种，二者的熔点分别为-72℃、-90℃。主原料树脂含碳碳不饱和键，两种不同熔点的原料相互混合调整混合物的熔点，能更好地保证反应后丙烯酸酯类组合物的低软化点特征。

所述高熔点原料为丙烯酸、甲基丙烯酸任意一种，该类型原料含碳碳不饱和键及羧羟基（R-CO-OH），熔点相对较高，可适当的提升聚合物的软化点，更好的保证聚合物的粘弹性，并且高温混合物聚合反应时只消耗碳碳不饱和键，而保留下的羧羟基可以作为慢反应架桥基团与固化剂反应，提高胶粘剂的长期粘结性。其原因在于羧羟基与所使用的固化剂反应速度较慢，而体系中的醇羟基与固化剂反应较快，因此保留下的羧羟基可以作为慢反应架桥基团用于丙烯酸酯类组合物粘结后的长期慢反应，在后期缓慢反应，再提高交联度，进一步提高胶粘剂的粘结效果，从而有利于实现初期粘性及长期粘性的均衡，且无论初期粘性还是长期粘性均比较良好。

所述架桥原料为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中任意一种，该类型原料含碳碳不饱和键及醇羟基（R-OH），在高温混合物聚合反应时只消耗碳碳不饱和键，而保留下的醇羟基为后期高分子交联时提供架桥基团而俗称架桥原料。

所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化邻苯二甲酸乙二醇酯中任意一种，该类型引发剂引发温度低，反应敏感、稳定、产生的副分解反应少，是较好的烯烃类引发剂。

所述增粘剂为增粘树脂，其包括松香季戊四醇酯、松香甘油酯两种。其中松香季戊四醇酯的软化点为90-110℃，广东富士德化工有限公司生产有#145、#145A两种型号。松香甘油酯的软化点为80-90℃，浙江鑫松树脂有限公司生产有#138、#138A两种型号。该类型树脂都经氢化处理，具有良好的抗老化性能，其对称的分子结构对有利于高分子组合的各项性能平衡。相对分子量较小的增粘树脂添入后，整体上提高丙烯酸酯类组合物的流动性，粘结产品时可更快的渗入到产品缝隙中，增大粘结面积，提升了粘结强度。

所述稀释溶剂采用醋酸乙酯、甲苯、甲乙酮中任意两种混合，其中醋酸乙酯、甲苯、甲乙酮的沸点分别为77℃、110.6℃和79.6℃。目的一为原材料混合物均匀混合，充分接触，目的二为丙烯酸酯类组合物稀释，减低粘度。混合型溶剂还可保证丙烯酸酯类组合物后期涂布时溶剂挥发均匀。

本发明丙烯酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：将所述主原料、高熔点原料、架桥原料、引发剂、30%稀释溶剂混合加热至75～85℃，充分反应后降温至35～45℃，加入剩余70%稀释溶剂搅拌均匀，得到丙烯酸酯组合物初品，再添入增粘树脂并搅拌均匀，调节丙烯酸酯类组合物的流动性，从而提高粘结强度，即得到丙烯酸酯组合物。

本发明胶带，包括高透气性材料基材，以及涂布在该基材上的丙烯酸酯胶粘剂，丙烯酸酯胶粘剂由所述的丙烯酸酯组合物与固化剂混合而成；其中所述丙烯酸酯组合物涂布克重为90~180g/m²，且占胶带总重量的83~94%；所述固化剂占胶带总重量的1~2%；所述高透气性材料占胶带总重量的5~16%。

作为优选，所述高透气性材料为10~20g/m²棉纸、绵纸、无纺布、不织布中任意一种，主要成分为木质纸浆。

所述固化剂为甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物（简称TDI-DMP加成物、德国拜耳）、六甲烯基二异氰酸酯的衍生物（型号：BASONAT HB-175、德国巴斯夫）中任意一种，可与含有R-OH、R-CO-OH基树脂产生架桥反应，为一环保型无苯聚氨脂固化剂。

与现有技术相比，本发明通过采用简单、市场常见的丙烯酸原料组合反应，再配合特殊的松香改性树脂，获得了可赋予胶带各项性能平衡，无论是初期粘性还是长期粘性均良好的丙烯酸酯组合物。其中原料中的高熔点原料含有羧羟基和碳碳不饱和键，在聚合反应时只消耗碳碳不饱和键，而保留下来的羧羟基与固化剂的反应速度较慢，可再度提高胶粘剂的交联度，提高胶粘剂的长期粘结性，使得由该聚丙烯酸酯组合物制成的胶带具有良好的粘结性能，良好的抗剪切性能，良好的初期贴付性能，以及长期粘结性能，可较广泛的适用于各种场合，各种类型材料的粘结，通用性良好，可大大节省社会资源，有利环境。

具体实施方式

以下通过实施例对发明作进一步详细描述。

如表1、表2所示，本发明包含12个实施例和2个比较例，其中由于架桥原料用量不同，每个实施例中又包含两个实施分例。

按表1所示将主原料、高熔点原料、架桥原料、引发剂、30%稀释溶剂混合，搅拌均匀，加热至75～85℃，充分反应后降温至35～45℃，加入剩余70%的稀释溶剂和增粘树脂，得到丙烯酸酯组合物，然后将丙烯酸酯组合物和固化剂混合搅拌20分钟得到丙烯酸酯胶粘剂。稀释溶剂采用醋酸乙酯、甲苯、甲乙酮中任意两种混合，且高沸点溶剂与低沸点溶剂的混合比例为1：3～5.

然后将制得的丙烯酸酯胶粘剂涂布于高透气性材料上制得应用了该丙烯酸酯组合物的胶粘带，实施例中所用高透气性材料为10~20g/m²棉纸，占胶带重量5~16%，丙烯酸酯组合物涂布克重90~180g/m²，占胶带重量的83~94%；固化剂采用甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物（简称TDI-DMP加成物、德国拜耳公司生产）或六甲烯基二异氰酸酯的衍生物（型号：BASONAT HB-175、德国巴斯夫公司生产），固化剂占胶带重量1~2%。

表1为实施例1至6中丙烯酸酯组合物的配方以及各实施例所制备胶带的性能测试数据

表2为实施例7至12及比较例中丙烯酸酯组合物的配方以及各实施例所制备胶带的性能测试数据

经检测，上述表1、2中最终制得的聚合物的重均分子量均介于20~100万之间。

上述表1、2中各物质的用量未注明单位的均指重量份。

上述表1、2中松香季戊四醇酯#145为广东富士德化工有限公司生产的松香季戊四醇酯，相对分子量为1272；松香甘油酯#138为浙江鑫松树脂有限公司的松香甘油酯，相对分子量为945.41。

由上述表格中数据可见，在后期再交联度提升后，40℃*24hr经时后保持力明显变小，可知其长期粘性有明显提高。

另外，实验表明，引发剂采用过氧化邻苯二甲酸乙二醇酯所获得的组合物及胶带性能与上述实施例基本相似，同样具有本发明所述的效果。

Claims

1.一种丙烯酸酯组合物，其特征在于由反应性物料、增粘剂和稀释溶剂制成，最终制得的聚合物的重均分子量为20~100万；其中反应性物料以重量份数计其组成为：

所述增粘剂和稀释溶剂按重量份数计分别为：

增粘剂 20~30

稀释溶剂 40~60

所述高熔点原料为丙烯酸、甲基丙烯酸中任意一种；

2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯组合物，其特征在于所述#1主原料选自丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯中的至少一种，#2主原料选自丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述稀释溶剂中高沸点与低沸点溶剂的混合比例为：1:3-5。

4.一种制备如权利要求1所述的丙烯酸酯组合物的方法，其特征在于包括以下步骤：将所述主原料、高熔点原料、架桥原料、引发剂、30%稀释溶剂混合加热至75～85℃，充分反应后降温至35～45℃，加入剩余70%稀释溶剂搅拌均匀，得到丙烯酸酯组合物初品，再添入增粘树脂并搅拌均匀，即得到丙烯酸酯组合物。

5.一种应用有如权利要求1所述的丙烯酸酯组合物的胶带，其特征在于该胶带包括高透气性材料基材，以及涂布在该基材上的丙烯酸酯胶粘剂，丙烯酸酯胶粘剂由所述的丙烯酸酯组合物与固化剂混合而成；其中所述丙烯酸酯组合物涂布克重为90~180g/m²，且占胶带总重量的83~94%；所述固化剂占胶带总重量的1~2%；所述高透气性材料占胶带总重量的5~16%。

6.根据权利要求5所述的胶带，其特征在于：所述高透气性材料为10~20g/m²的棉纸、绵纸、无纺布、不织布中任意一种。

7.根据权利要求5所述的胶带，其特征在于：所述固化剂为甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物或六甲烯基二异氰酸酯的衍生物中任意一种。