CN103275658A - 可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法,将含双键环三磷腈无卤阻燃单体(2-烯丙基苯氧基)五苯氧基环三磷腈与丙烯酸酯类单体进行共聚,制备出阻燃环保、耐热性能优良,可剥离性能好的新型丙烯酸酯压敏胶。同时制备所需的原料来源广泛,便宜易得,且合成工艺简单,易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种压敏胶的制备方法,特别涉及一种可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法。
背景技术
压敏胶(PSA)是一类无需借助于溶剂、热或其它手段,只需施加轻度压力,即可与被粘物粘合牢固的胶粘剂。其特点是粘之容易,揭之不难,在较长时间内胶层不会干固,所以PSA 也称不干胶。正是由于PSA 具有的这种特性,所以其制品广泛应用于包装、印刷、医疗、家电业和制造业等领域。同时,国外PSA 产品在飞行器外壳漆面修补领域中也得到了成功的应用。
PSA 种类繁多, 根据不同的分类标准可以将PSA 分成多种类型。常见的分类是按照PSA 主体材料的成分将其分为橡胶系列和树脂系列两大类,进一步还可分为橡胶型PSA、热塑性弹性体类PSA、丙烯酸酯类PSA、有机硅类PSA 及聚氨酯(PU)类PSA 等。其中,丙烯酸酯类PSA 是目前研究和发展的热点。
丙烯酸酯类PSA 是由丙烯酸酯单体和其它乙烯类单体共聚而成的。丙烯酸酯类PSA 配方简单、粘接范围广、耐候性佳、耐光性强、耐油性优、耐水性好、不存在相分离和迁移等现象,因而在各个领域中应用广泛。丙烯酸酯类PSA 按照不同类型可分为溶剂型、乳液型、热熔型、水溶胶型和辐射固化型等5 种。
按最终是否需要从被粘接物表面剥离下来,可将其分为2大类: 可剥离型(removable)压敏胶和持久型(permanent)压敏胶。其中, 可剥离型压敏胶(带)在医疗、汽车、家用电器、LCD 液晶板以及高光洁度材料表面用保护膜等领域是必不可少的材料。通常改善压敏胶可剥离性的方法有:制备具有低界面面积的微球、接枝改性、交联反应、添加增塑剂等方法。
并且,丙烯酸酯PSA(与其他碳氢化合物一样)极易燃烧,并且其耐高温性欠佳, 故其在某些特殊领域的使用范围受到极大限制。因此,加快对环保阻燃、耐热型丙烯酸酯PSA的开发具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是指对丙烯酸酯类压敏胶的缺陷,提供一种阻燃环保、耐热性能优良,可剥离型丙烯酸酯压敏胶的制备方法。
为了实现以上发明目的,本发明采用以下技术方案:一种可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯30~40份;丙烯酸-2-乙基己酯30~50份;六氯环三磷腈20~30份;甲基丙烯酸甲酯25~40份;改性环氧树脂20~25份;无水碳酸钾10~20份;丙酮15~20份;2-烯丙基苯酚30~40份;苯酚20~30份;十二烷基硫酸钠10~15份;固化剂3~8份;引发剂2~4份;
(2)将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
(3)将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
所述固化剂为XR-100。
所述引发剂为APS。
将含双键环三磷腈无卤阻燃单体—(2-烯丙基苯氧基)五苯氧基环三磷腈(APPCP)与丙烯酸酯类单体进行共聚,可制备出一种新型丙烯酸酯压敏胶。
由于APPCP分子中含有能有效发挥协效阻燃作用的P元素和N元素,并且其在高温环境中会分解出某些难燃气体,使可燃性气体的浓度得到稀释;同时含P化合物在聚合物燃烧时会形成PO·,而PO·能进一步与火焰中的H·和HO·结合,从而有效中断了燃烧的链锁反应,增强压敏胶的阻燃性能。
由于APPCP分子中含有苯环、磷腈环等刚性成分,并且其侧链含有高反应活性的C=C(可参与丙烯酸酯单体之间的共聚反应),故APPCP含量越多,PSA基体树脂中硬段含量也就越大(PSA内聚力提高,弹性模量增大),表现为PSA的初粘力下降,持粘力和剥离强度呈上升态势;然而,当APPCP含量过多时,高分子链段的扩散能力减弱,故PSA的剥离强度和持粘力不升反降。综合考虑,选择w(APPCP)=15%时较适宜,此时PSA的综合性能相对较好。
本发明的主要优点和有益效果是:将含双键环三磷腈无卤阻燃单体(2-烯丙基苯氧基)五苯氧基环三磷腈(APPCP)与丙烯酸酯类单体进行共聚,制备出阻燃环保、耐热性能优良,可剥离性能好的新型丙烯酸酯压敏胶。同时制备所需的原料来源广泛,便宜易得,且合成工艺简单,易于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一:
按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯30份;丙烯酸-2-乙基己酯3份;六氯环三磷腈25份;甲基丙烯酸甲酯30份;改性环氧树脂20份;无水碳酸钾10份;丙酮16份;2-烯丙基苯酚40份;苯酚24份;十二烷基硫酸钠14份;固化剂XR-100 3份;引发剂APS 3份;
将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
实施例二:
按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯35份;丙烯酸-2-乙基己酯35份;六氯环三磷腈20份;甲基丙烯酸甲酯25份;改性环氧树脂22份;无水碳酸钾20份;丙酮20份;2-烯丙基苯酚30份;苯酚30份;十二烷基硫酸钠15份;固化剂XR-100 5份;引发剂APS 4份;
将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
实施例三:
按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯36份;丙烯酸-2-乙基己酯40份;六氯环三磷腈27份;甲基丙烯酸甲酯35份;改性环氧树脂24份;无水碳酸钾13份;丙酮15份;2-烯丙基苯酚38份;苯酚20份;十二烷基硫酸钠10份;固化剂XR-100 6份;引发剂APS 3份;
将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
实施例四:
按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯40份;丙烯酸-2-乙基己酯50份;六氯环三磷腈30份;甲基丙烯酸甲酯40份;改性环氧树脂25份;无水碳酸钾18份;丙酮18份;2-烯丙基苯酚34份;苯酚29份;十二烷基硫酸钠12份;固化剂XR-100 8份;引发剂APS 2份;
将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
将适量的阻燃丙烯酸酯压敏胶均匀涂敷在PET 薄膜上,经100 ℃干燥5 min、40 ℃熟化72 h 处理后, 得到干胶厚度为(20±2)μm 的阻燃丙烯酸酯压敏胶胶带。
性能测试:
(1)热性能:采用热失重分析(TGA)法进行表征(空气气氛,升温速率为10 K/min)。
(2)阻燃性能:按照UL 94-2006 标准,采用水平-垂直燃烧试验机进行测定。
(3)180°剥离强度:按照GB/T 2792-1998 标准,采用电子剥离机进行测定(剥离速率为250mm/min)。
测试结果:纯丙烯酸酯在空气气氛中的起始分解温度为150 ℃,560 ℃时完全分解;经APPCP改性后的阻燃丙烯酸酯压敏胶,其起始热分解温度均高于230 ℃,并且其600 ℃时的残炭率随APPCP含量增加而增大。
经APPCP改性后的阻燃丙烯酸酯压敏胶阻燃性能明显提高,胶带燃烧等级达到VTM-0级,属于难燃材料。
经APPCP改性后的阻燃丙烯酸酯压敏胶180°剥离强度为12.5N/25mm,为可剥离型压敏胶。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)按以下质量份数准备原料:丙烯酸丁酯30~40份;丙烯酸-2-乙基己酯30~50份;六氯环三磷腈20~30份;甲基丙烯酸甲酯25~40份;改性环氧树脂20~25份;无水碳酸钾10~20份;丙酮15~20份;2-烯丙基苯酚30~40份;苯酚20~30份;十二烷基硫酸钠10~15份;固化剂3~8份;引发剂2~4份;
(2)将六氯环三磷腈加入无水碳酸钾、丙酮搅拌,加热至30℃,加入2-烯丙基苯酚回流反应3h,加入苯酚继续回流反应5h,将产物用蒸馏水洗涤至中性,干燥24h,得阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈;
(3)将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、改性环氧树脂、十二烷基硫酸钠、阻燃(2-丙烯基苯氧基)五苯氧剂环磷腈混合均匀,加入引发剂和固化剂,80℃反应8h,冷却即得剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶。
2.根据权利要求1所述的可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法,其特征在于:所述固化剂为XR-100。
3.根据权利要求1所述的可剥离型阻燃丙烯酸酯压敏胶的制备方法,其特征在于:所述引发剂为APS。
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