CN103333648B - 一种利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的制备方法，该方法包括以下步骤：（1），把丙烯酸酯类单体（粘性单体、内聚单体、改性单体）和自由基光引发剂混合均匀，用紫外灯照射，当体系的粘度在25℃下为3000cps～6000cps时，停止光照，即得到丙烯酸酯类低聚物；（2），将得到的丙烯酸酯类低聚物降温到室温，再向其补加质量份数为0～5份自由基光引发剂和0～5份活性交联剂，混合均匀，即得到紫外光固化压敏胶，将得到的紫外光固化压敏胶避光保存。本发明采用光聚合的方法制备的，反应速率非常快且不受温度影响；反应过程可控；反应物中不添加任何有机溶剂，固含量为100%，降低环境污染。

Description

一种利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种紫外光固化压敏胶的制备方法，主要应用于封装和包装用的各类胶带，各种各样的卫生用品，如卫生巾、纸尿裤等，各种各样的商业标签，医疗用品，如创可贴、输液贴、橡皮膏、医用胶布等，日常生产和生活所用的各种颜色透明粘胶纸，以及手机、电脑等电子产品领域。

背景技术

随着全世界日益重视环保问题，传统的压敏胶工艺由溶剂型向水乳型工艺转变，但水乳型存在耗能大、性能还有所下降等缺点，而热熔型工艺虽然不需要溶剂、但耗能大，压敏胶抗蠕变性和耐候性能差。

紫外光固化压敏胶是一种新型节能环保压敏胶，在使用前实际上是一种没有完全反应的聚丙烯酸酯液态半成品。在紫外光照射下，该液态体系经过接枝、交联固化而产生所需要的压敏粘结性。紫外光固化压敏胶固化速度快；不含溶剂、无污染，更环保安全；室温固化，能耗低；耐水性及耐热性好。不仅克服了溶剂型压敏胶污染严重，水性压敏胶的耐水性和耗能大，而且也克服了热熔型压敏胶的易老化和不耐高温的特点。

紫外光固化压敏胶所用的丙烯酸酯类低聚物具有无毒、透明性好、耐候性好等优点，丙烯酸酯类低聚物的制备传统上都采用热聚合的方法生产。这种方法反应时间长，能量消耗高；反应速率不易控制。

发明内容

本发明针对上述问题提出了紫外光固化丙烯酸酯压敏胶的一种新的制备方法。本发明采用光聚合的方法来制备丙烯酸酯类低聚物，然后用光聚合制备的丙烯酸酯类低聚物与自由基光引发剂、活性交联剂配伍即可得到不同性能的紫外光固化压敏胶，提供了一种全新的紫外光固化压敏胶的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

（1），把上述的物料按照其配比混合均匀，用紫外灯照射，其中，波长200nm～400nm，光强度在60mw∕cm²～120mw∕cm²，当体系的粘度在25℃下测试为3000cps～6000cps时，停止光照，即得到丙烯酸酯类低聚物；

（2），将得到的丙烯酸酯类低聚物降温到室温，再向其补加质量份数为0～5份自由基光引发剂和0～5份活性交联剂，混合均匀，即得到紫外光固化压敏胶，将得到的紫外光固化压敏胶避光保存。

步骤（1）中的粘性单体又称软单体，为T_g在-70℃至-20℃的碳原子数为4～18的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯；

步骤（1）中的内聚单体又称硬单体，为T_g在0℃至200℃的可进行光聚合的（甲基）丙烯酸酯类或其他烯类单体；

步骤（1）中的改性单体又称交联单体，为带有各种官能基团的烯类单体。

步骤（2）中的活性交联剂为双官能团丙烯酸酯交联剂或多官能团丙烯酸酯交联剂；

步骤（1）和步骤（2）中的自由基光引发剂均为裂解型自由基光引发剂，为安息香及其衍生物、苯偶酰衍生物、苯乙酮衍生物、α-羟烷基苯酮、α-氨基酮衍生物或酰基膦氧化物。

所述的改性单体的质量份数优选为3-9份。

步骤（2）中的自由基光引发剂的质量份数优选为0.5～2份。

步骤（2）中的活性交联剂的质量份数优选为0.5～2份。

步骤（1）中的粘性单体具体为丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸十二烷基酯。

步骤（1）中的内聚单体具体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯。

步骤（1）中的改性单体具体为丙烯酸、甲基丙烯酸、（甲基）丙烯酸羟乙酯或（甲基）丙烯酸羟丙酯。

步骤（2）中的活性交联剂具体为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、3-羟-2,2-二甲基丙基-3-羟-2,2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯。

步骤（1）和步骤（2）中的自由基光引发剂具体为：安息香甲醚、安息香乙醚、安息香正丁醚、α,α′-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦或双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦。

所述制得的利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的应用方法，包括如下步骤：将紫外光固化压敏胶涂布到聚酯薄膜上，用1000w高压汞灯距离15cm照射固化30s到100s，即获得具有所需压敏粘结性的压敏胶涂层。

本发明涉及的质量份数每份的量相同。

本发明的有益效果为：本发明紫外光固化压敏胶中所用的丙烯酸酯类低聚物是采用光聚合的方法制备的，反应速率非常快，光聚合反应在短短几分钟的时间内转化率可达到百分之九十以上，可大大缩短反应时间；反应速率不受温度的影响；反应过程可控，通过调节光源的强弱控制反应速率与反应程度，得到适宜涂布粘度的丙烯酸酯类低聚物。得到的丙烯酸酯类低聚物中还含有没有反应的C=C双键活性基团，补加适量活性交联剂与光引发剂，涂膜后通过紫外灯照射交联固化，提高了压敏胶的内聚力。本发明制备的紫外光固化压敏胶性能优异，不仅克服了溶剂型压敏胶污染严重，水性压敏胶的耐水性和耗能大，也克服了热熔型压敏胶的易老化和不耐高温的特点。得到的压敏胶180°剥离强度可达22.27N∕25mm。且对紫外光照射时间的要求并不十分严格，紫外灯照射时间从十几秒到几十秒时，对压敏胶的性能影响不大。反应物中不添加任何有机溶剂，固含量为100%；无有机溶剂的挥发，降低环境污染。

具体实施方式

本发明所用紫外灯是UVLED灯，波长为365nm，距离1cm，光强度为82mw∕cm²

本发明未尽事宜为公知技术。所涉及的具体实验不视为对发明保护范围的限制。

实施例1：

紫外光聚合的方法制备丙烯酸酯类低聚物：在装有搅拌器，回流冷凝器，温度计的三口烧瓶里加入以质量计的下列组分：丙烯酸丁酯：94份，甲基丙烯酸甲酯：6份，丙烯酸：9份，自由基光引发剂：1份，混合均匀，用UVLED光源从三口烧瓶底部照射引发单体聚合，固定UVLED光源距瓶底的距离为1cm（UVLED灯波长为365nm，光强度为82mw∕cm²），体系达到所需粘度（3000cps～6000cps，25℃）时，停止光照，即得到丙烯酸酯类低聚物。

紫外光固化压敏胶的制备：将光聚合得到的丙烯酸酯类低聚物降温到室温，再向上面的三口瓶中加入质量计的下列组分：自由基光引发剂BAPO：1.5份，活性交联剂三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯DCPDA：1份，混合均匀，即得到紫外光固化压敏胶。

性能测试：把紫外光固化压敏胶涂布到聚酯薄膜上，用1000w高压汞灯距离15cm照射固化100s，放置20分钟后测定其180°剥离强度为22.27N∕25mm。

实施例2实施例33：

实施例2至实施例33的丙烯酸酯类低聚物的制备方法与实施例1基本相同，紫外光固化压敏胶的制备方法也与实施例1基本相同，其各组分及相应的重量配比的数值见表1与表4。紫外光固化压敏胶的180°剥离强度（单位为N∕25mm）。具体见表1与表4。

表1

表2

表3

表4

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Claims (1)

1.一种利用光聚合法合成紫外光固化压敏胶的制备方法，其特征为包括以下步骤：

紫外光聚合的方法制备丙烯酸酯类低聚物：在装有搅拌器，回流冷凝器，温度计的三口烧瓶里加入以质量计的下列组分：丙烯酸丁酯：94份，甲基丙烯酸甲酯：6份，丙烯酸：9份，自由基光引发剂：1份，混合均匀，用UVLED光源从三口烧瓶底部照射引发单体聚合，固定UVLED光源距瓶底的距离为1cm，在UVLED灯波长为365nm，光强度为82mw∕cm²，体系达到所需粘度3000cps~6000cps，25℃时，停止光照，即得到丙烯酸酯类低聚物；

紫外光固化压敏胶的制备：将光聚合得到的丙烯酸酯类低聚物降温到室温，再向上面的三口瓶中加入质量计的下列组分：自由基光引发剂BAPO：1.5份，活性交联剂三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯DCPDA：1份，混合均匀，即得到紫外光固化压敏胶。