CN103254857A - 一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂及其制备方法；通过以无水乙醇为溶剂、双键烯类共聚单体、交联剂在引发剂存在下进行溶液聚合，后期加入增粘树脂的合成工艺路线制备；该方法通过硅烷偶联剂在聚合物结构中引入后交联结构，提高胶黏剂粘接强度与耐水性；该种方法制备得到的丙烯酸树脂胶黏剂绿色低毒，颜色浅，固含量高，剥离强度与耐水性良好，同时储存稳定性优异，改善了传统溶剂型胶黏剂毒性高、刺激性气味大等缺陷，属于环保型胶黏剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂及其制备方法，主要应用于箱包表面材料粘接处理行业。
背景技术
随着社会经济和生活水平的提高，胶黏剂在人们的日常生活和生产中发挥着越来越重要的作用。随着我国汽车、电子、家电等工业系列化规模化生产及建筑行业的快速发展，胶粘剂、密封剂用品品种逐渐增多，产品需求量增长迅速。据统计,在2010年，我国胶粘剂、密封剂年产量已达462.8万吨，根据中国胶粘剂工业协会预测，2011年-2015年胶粘剂密封剂产量和销售额的平均增长速度分别为10%和12%左右。到2015年胶粘剂密封剂产量将达到717万吨，销售额达到1,038亿元左右。其中丙烯酸类胶粘剂需求增长速度较快，预计今后几年将在新产品研究、产品系列化、生产规模上有更大发展。
目前,在胶黏剂领域中主要有溶剂型胶粘剂和水基胶粘剂两种，但更多的仍使用溶剂型胶粘剂,这主要是因为水基胶粘剂存在表面张力大、固含量低、干燥速度慢、粘接强度不够等尚未得到很好解决的一些问题。然而由于传统溶剂型丙烯酸树脂胶黏剂在其生产、使用过程中，所使用的溶剂如苯、二甲苯、汽油、醚类等挥发会产生环境污染问题，不仅对环境造成了破坏，而且其毒性对人体健康也产生了严重的威胁。污染问题已经成为制约我国胶黏剂行业发展的一大主要障碍。随着我国环保法规的日趋完善和人们环保意识的不断深化,环保型胶黏剂将成为未来胶黏剂市场的主流。
本发明采用绿色环保的乙醇为溶剂，合成出了一种环保型丙烯酸树脂胶粘剂，它能够很好的平衡水性胶黏剂与溶剂型胶黏剂的缺点。该种胶黏剂通过后交联剂的改性，在胶黏剂体系中引入了可交联的基团。这种可交联基团在醇类溶剂中不会产生交联结构，能够与醇类溶剂很好的互溶，并且在醇类溶剂中具有良好的储存性；使用过程中，伴随着醇类溶剂的挥发，胶黏剂与空气中的水分发生反应，各分子链段间的硅醇基相互缩聚，从而形成网状交联结构，提高胶黏剂的内聚力和粘接性能，从而使材料的机械性能、耐热性、耐溶剂性和耐水性大幅度提高。
发明内容
一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂，其特征在于：组成为无水乙醇、双键烯类共聚单体、引发剂、交联剂以及增粘树脂；其中乙醇40-70重量份；共聚单体80-130重量份；引发剂0.5-1.5重量份；交联剂1-15重量份；增粘树脂30-65重量份；
所述双键烯类共聚单体包括甲基丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸羟丙酯，二缩三丙二醇二丙烯酸酯，丙烯酸丁酯或者丙烯酸异辛酯中的一种或几种混合物；其中甲基丙烯酸甲酯25-35重量份；乙酸乙烯酯25-35重量份；丙烯酸1-3重量份；甲基丙烯酸3-9重量份；丙烯酸羟丙酯5-15重量份；二缩三丙二醇二丙烯酸酯1-3重量份；丙烯酸丁酯或者丙烯酸异辛酯中的一种20-30重量份。
进一步，引发剂为过氧化苯甲酰或者偶氮二异丁腈中的一种。
进一步，交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷之一。
进一步，增粘树脂为醇溶型松香树脂、醇溶型萜烯树脂之一。
所述丙烯酸树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
⑴在装有搅拌装置和回流冷凝器的反应容器内加入无水乙醇，在N2气保护下加热至回流温度；
⑵将双键烯类共聚单体、交联剂以及85%引发剂混合溶解，待溶解完全后取10%～20%的混合液加入搅拌状态的反应容器中，保温反应10min；
⑶将剩余的80%～90%的混合液匀速滴入反应容器中，滴加时间为1.5～2小时；滴加完成之后保温反应4～6小时，在保温反应的期间将剩余的15%引发剂加入；
⑷待保温反应完成后停止氮气保护，在保温状态下加入增粘树脂，使其完全溶解后，降温出料，得到丙烯酸树脂胶黏剂。
该方法通过硅烷偶联剂在聚合物结构中引入后交联结构，提高胶黏剂粘接强度与耐水性；该种方法制备得到的丙烯酸树脂胶黏剂绿色低毒，颜色浅，固含量高，剥离强度与耐水性良好，同时储存稳定性优异，改善了传统溶剂型胶黏剂毒性高、刺激性气味大等缺陷，属于环保型胶黏剂。
附图说明
图1是加入硅烷偶联剂前后的醇溶性丙烯酸树脂的红外谱图，其中（a）表示未加入硅烷偶联剂的醇溶性树脂，（b）表示加入硅烷偶联剂的醇溶性树脂。
具体实施方式
实施例1
丙烯酸树脂胶黏剂的制备：在装有搅拌装置和回流冷凝器的2L四口瓶内加入480g无水乙醇，在N2气保护下加热至回流温度；将208.8g甲基丙烯酸甲酯、208.8g丙烯酸丁酯、205.2g乙酸乙烯酯、72g丙烯酸羟丙酯、3.6g丙烯酸、3.6g二缩三丙二醇二丙烯酸酯、9.2g过氧化苯甲酰、21.6g乙烯基三乙氧基硅烷混合溶解，待溶解完全后取10%的混合液加入搅拌状态的四口瓶中，保温反应10min；将剩余的90%的混合液中，滴加时间为1.5小时；滴加完成之后保温反应4小时，在保温反应的期间加入1.6g过氧化苯甲酰；待保温反应完成后停止氮气保护，在保温状态下加入300g醇溶性松香树脂，使其完全溶解后，降温出料，得到丙烯酸树脂胶黏剂。
实施例2
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中取20%的混合液来替代10%的混合液直接加入四口烧瓶，80%的混合液来替代90%的混合液滴入四口瓶，其他与实施例1相同。
实施例3
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中以2小时来替代1.5小时作为滴加时间，其他与实施例1相同。
实施例4
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中以6小时来替代4小时作为保温反应时间，其他与实施例1相同。
实施例5
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g乙烯基三甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例6
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例7
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g乙烯基三异丙氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例8
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g十二烷基三甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例9
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g苯基三甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例10
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例11
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g甲基三乙氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例12
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例13
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入21.6g甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷来替代乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，其他与实施例1相同。
实施例14
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中共聚单体加入208.8g丙烯酸异辛酯来替代丙烯酸丁酯，其他与实施例1相同。
实施例15
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入300g醇溶性萜烯树脂来替代醇溶性松香树脂作为增粘树脂，其他与实施例1相同。
实施例16
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中加入10.8g偶氮二异丁腈来代替过氧化苯甲酰作为引发剂，其他与实施例1相同。
对比例1
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中没有加入增粘树脂，其他与实施例1相同。
对比例2
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中没有加入交联剂，其他与实施例1相同。
对比例3
本实施方式在丙烯酸树脂黏合剂制备过程中没有加入丙烯酸羟丙酯，其他与实施例1相同。
附：所有实施例、对比例的在GB19340-2003的标准下干燥，即温度（23±2）℃、相对湿度50±5%条件下停放5d后测定；
所有实施例、对比例的适用期的测试条件为（60±2）℃烘箱条件下密封储存；
所有实施例、对比例的剥离强度是以牛皮为粘接基材，按照GB532-82的标准来测定，即25cm样条180°条件下拉伸；
所有实施例、对比例的耐水性的测试条件为GB532-82的标准样条在（20±2）℃的水中浸泡24h后进行剥离强度的测试所得；
表1红外光谱的特征峰
| Wavenumber/cm-1 | 基团 |
| 3531cm-1 | -OH |
| 2954cm-1 | CH3 |
| 2864cm-1 | CH2 |
| 1738cm-1 | C=O |
| 1248cm-1 | -COO |
| 1170cm-1 | O-C |
| 832cm-1 | Si-O-C |
表2实施例性能对比
Claims (5)
1.一种醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂，其特征在于：组成为无水乙醇、双键烯类共聚单体、引发剂、交联剂以及增粘树脂；其中乙醇40-70重量份；共聚单体80-130重量份；引发剂0.5-1.5重量份；交联剂1-15重量份；增粘树脂30-65重量份；
所述双键烯类共聚单体包括甲基丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸羟丙酯，二缩三丙二醇二丙烯酸酯，丙烯酸丁酯或者丙烯酸异辛酯中的一种或几种混合物；其中甲基丙烯酸甲酯25-35重量份；乙酸乙烯酯25-35重量份；丙烯酸1-3重量份；甲基丙烯酸3-9重量份；丙烯酸羟丙酯5-15重量份；二缩三丙二醇二丙烯酸酯1-3重量份；丙烯酸丁酯或者丙烯酸异辛酯中的一种20-30重量份。
2.根据权利要求1所述醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂，其特征在于：引发剂为过氧化苯甲酰或者偶氮二异丁腈中的一种。
3.根据权利要求1所述醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂，其特征在于：交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷之一。
4.根据权利要求1所述醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂，其特征在于：增粘树脂为醇溶型松香树脂、醇溶型萜烯树脂之一。
5.根据权利要求1所述醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
⑴在装有搅拌装置和回流冷凝器的反应容器内加入无水乙醇，在N2气保护下加热至回流温度；
⑵将双键烯类共聚单体、交联剂以及85%引发剂混合溶解，待溶解完全后取10%～20%的混合液加入搅拌状态的反应容器中，保温反应10min；
⑶将剩余的80%～90%的混合液匀速滴入反应容器中，滴加时间为1.5～2小时；滴加完成之后保温反应4～6小时，在保温反应的期间将剩余的15%引发剂加入；
⑷待保温反应完成后停止氮气保护，在保温状态下加入增粘树脂，使其完全溶解后，降温出料，得到醇溶性自交联型丙烯酸树脂胶黏剂。
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