CN104673143B - 一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶及制备方法 - Google Patents

一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶及制备方法，属于高分子化合物领域。所述耐高温压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和金属离子交联剂组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由紫外光活性单体、软单体、硬单体、热引发剂和溶剂组成。将溶剂加入反应釜中，升温至75～85℃，加入紫外光活性单体、软单体、硬单体、功能单体和热引发剂，反应4～6h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；加入金属离子交联剂，混合均匀，得到本发明所述压敏胶；所述压敏胶的综合性能良好；且为醇溶型，大大降低了有机溶剂对环境的污染；所述方法在共聚物中引入了紫外光活性基团，有效避免了小分子光引发剂的残留。

Description

一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶及制备方法
技术领域
本发明涉及一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶及制备方法，尤其涉及一种可紫外光交联的离子交联型耐高温压敏胶及制备方法，属于高分子化合物领域。
背景技术
耐高温压敏胶的耐高温性能主要指的是，压敏胶贴合被贴物后，在高温环境下被粘物不脱落并且保持一定的剥离强度，一般以高温环境下的持粘性能来表示。耐高温压敏胶广泛应用于制备高温作业环境下使用的耐高温胶带，如用于烤漆皮革加工、涂装遮蔽和印刷电路板等。
油性耐高温丙烯酸酯压敏胶以其优异的耐高温性能占据了耐高温压敏胶的大部分份额，如专利CN103788901A和CN103937429A，但是由于油性压敏胶的生产中使用了大量的有机溶剂如甲苯、丙酮、丁酮、乙酸丁酯和乙酸乙酯等，造成严重的环境污染。
传统的紫外光固化压敏胶有优良的耐高温性能，但小分子光引发剂残留大大限制了其应用。专利CN103484042A公开了一种可紫外光固化耐高温压敏胶及其制备方法，得到一种耐温优异、对低表面能材料具有较好的粘接强度的压敏胶粘带，但其制备过程中使用了自由基裂解型光引发剂、夺氢型自由基光引发剂或离子型光引发剂，由于这些光引发剂都属于小分子光引发剂，光照后产生的小分子化合物令产品的耐黄变和抗迁移等性能达不到要求。
发明内容
针对现有油性耐高温丙烯酸酯压敏胶易造成环境污染的不足，以及传统紫外光固化压敏胶小分子光引发剂残留的缺陷，本发明的目的在于提供一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，实现了紫外光交联和离子交联双交联，得到耐高温性能优异的综合性能良好的丙烯酸酯压敏胶；所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶为醇溶型，大大降低了有机溶剂对环境的污染；在共聚物中引入了紫外光活性基团，有效避免了小分子光引发剂的残留。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和金属离子交联剂组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分及质量百分含量如下：
所述金属离子交联剂中金属离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的25～50％。
其中，所述紫外光活性单体为2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮和2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮中的一种；
所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯和甲基丙烯酸二十二烷基酯中的一种以上；
所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种；
所述功能单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种；
所述热引发剂为过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种；
所述溶剂为乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种；
所述金属离子交联剂为氯化锌、硫酸锌和醋酸锌中的一种。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将溶剂加入反应釜中，在搅拌下升温至75～85℃；
(2)将紫外光活性单体、软单体、硬单体、功能单体和热引发剂混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到溶剂中，于75～85℃下反应4～6h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为3～6h；
(3)将金属离子交联剂加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，混合均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
有益效果
(1)本发明所述方法将紫外光交联固化技术和离子交联技术相结合，实现了紫外光交联和离子交联双交联，该压敏胶兼具紫外光自交联技术、离子交联技术和热塑性丙烯酸共聚物的特点，得到耐高温性能优异的综合性能良好的丙烯酸酯压敏胶。
(2)本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶为醇溶型，大大降低了溶剂对环境的污染，属于环境友好型产品。
(3)本发明所述方法通过设计共聚物的分子结构，调节紫外光活性单体、功能单体和金属离子交联剂的用量，得到的压敏胶紫外交联和离子交联效果优异；且合成方法具有普适性，不形成毒性副产物；所述压敏胶在室温下避光贮存12个月，性能仍保持稳定。
具体实施方式
下面以具体实施例来详述本发明，但不限于此。
以下实施例中所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶的180°剥离强度测试根据《GB/T 2792-1998压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》进行。
所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶的初粘性能测试根据《GB/T4852-2002压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)》进行。
所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶的耐高温性能测试根据《GB/T4851-1998压敏胶粘带持粘性试验方法》进行，测试温度为150℃，测试用砝码重量为1kg。
以下实施例中提到的主要试剂信息见表1；主要仪器与设备信息见表2。
表1
表2
实施例1
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和氯化锌组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分的质量百分含量如下：
所述氯化锌中锌离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的50mol％。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将乙醇加入反应釜中，在搅拌下升温至78℃；
(2)2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到乙醇中，于78℃下反应6h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为4h；
(3)将氯化锌加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，搅拌均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
将可紫外光交联的离子交联型压敏胶涂布于35g/m2的PET膜，在80℃干燥30s，涂布干量25g/m2，再在履带式紫外光固化装置中进行紫外光辐照，得到耐高温压敏胶带，测试结果见表3，由表3可知，所述压敏胶带在室温下避光贮存12个月后各项性能仍保持稳定。
所述履带式紫外光固化装置的中心光照强度为100mW/cm2，光照能量为300mJ/cm2，光照强度和光照能量的测试波长范围为320～390nm。
实施例2
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和氯化锌组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分的质量百分含量如下：
所述氯化锌中锌离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的50mol％。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将乙醇加入反应釜中，在搅拌下升温至75℃；
(2)2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、丙烯酸异辛酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到乙醇中，于75℃下反应4h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为3h；
(3)将氯化锌加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，搅拌均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
将可紫外光交联的离子交联型压敏胶涂布于35g/m2的PET膜，在80℃干燥30s，涂布干量25g/m2，再在履带式紫外光固化装置中进行紫外光辐照，得到耐高温压敏胶带，测试结果见表3，由表3可知，所述耐高温压敏胶带在室温下避光贮存12个月后各项性能仍保持稳定。
所述履带式紫外光固化装置的中心光照强度为100mW/cm2，光照能量为300mJ/cm2，光照强度和光照能量的测试波长范围为320～390nm。
实施例3
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和硫酸锌组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分的质量百分含量如下：
所述硫酸锌中锌离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的35mol％。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将乙醇加入反应釜中，在搅拌下升温至85℃；
(2)4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、苯乙烯、丙烯酸和偶氮二异丁腈混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到乙醇中，于85℃下反应5h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为5h；
(3)将硫酸锌加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，搅拌均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
将可紫外光交联的离子交联型压敏胶涂布于35g/m2的PET膜，在80℃干燥30s，涂布干量25g/m2，再在履带式紫外光固化装置中进行紫外光辐照，得到耐高温压敏胶带，测试结果见表3，由表3可知，所述耐高温压敏胶带在室温下避光贮存12个月后各项性能仍保持稳定。
所述履带式紫外光固化装置的中心光照强度为100mW/cm2，光照能量为300mJ/cm2，光照强度和光照能量的测试波长范围为320～390nm。
实施例4
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和醋酸锌组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和偶氮二异丁腈组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分的质量百分含量如下：
所述醋酸锌中锌离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的25mol％。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将正丙醇加入反应釜中，在搅拌下升温至80℃；
(2)4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和偶氮二异丁腈混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到正丙醇中，于80℃下反应4h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为6h；
(3)将醋酸锌加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，搅拌均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
将可紫外光交联的离子交联型压敏胶涂布于35g/m2的PET膜，在80℃干燥30s，涂布干量25g/m2，再在履带式紫外光固化装置中进行紫外光辐照，得到耐高温压敏胶带，测试结果见表3，由表3可知，所述耐高温压敏胶带在室温下避光贮存12个月后各项性能仍保持稳定。
所述履带式紫外光固化装置的中心光照强度为100mW/cm2，光照能量为300mJ/cm2，光照强度和光照能量的测试波长范围为320～390nm。
实施例5
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和醋酸锌组成，其中，所述可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体由2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和过氧化苯甲酰组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分的质量百分含量如下：
所述醋酸锌中锌离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的50mol％。
一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，所述方法具体步骤如下：
(1)将异丙醇加入反应釜中，在搅拌下升温至85℃；
(2)2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和过氧化苯甲酰混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到异丙醇中，于85℃下反应5h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
其中，混合物a的滴加时间为6h；
(3)将醋酸锌加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，搅拌均匀，得到本发明所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
将可紫外光交联的离子交联型压敏胶涂布于35g/m2的PET膜，在80℃干燥30s，涂布干量25g/m2，再在履带式紫外光固化装置中进行紫外光辐照，得到耐高温压敏胶带，测试结果见表3，由表3可知，所述耐高温压敏胶带在室温下避光贮存12个月后各项性能仍保持稳定。
所述履带式紫外光固化装置的中心光照强度为100mW/cm2，光照能量为300mJ/cm2，光照强度和光照能量的测试波长范围为320～390nm。
表3耐高温压敏胶带性能
A：耐高温压敏胶制成压敏胶带，马上测试；
B：耐高温压敏胶在室温下避光贮存12个月，再制成压敏胶带后测试；
C：耐高温压敏胶制成压敏胶带，在室温下避光贮存12个月后测试。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，其特征在于：所述压敏胶由可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体和金属离子交联剂组成，以可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体的总质量为100％计，各组分及质量百分含量如下：
所述金属离子交联剂中金属离子的摩尔含量为功能单体摩尔含量的25～50％。
2.根据权利要求1所述的一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，其特征在于：所述紫外光活性单体为2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮和2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮中的一种；
所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯和丙烯酸二十二烷基酯中的一种以上；
所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯中的一种；
所述功能单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种；
所述热引发剂为过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种；
所述溶剂为乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶，其特征在于：所述金属离子交联剂为氯化锌、硫酸锌和醋酸锌中的一种。
4.一种如权利要求1所述的可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
(1)将溶剂加入反应釜中，在搅拌下升温至75～85℃；
(2)将紫外光活性单体、软单体、硬单体、功能单体和热引发剂混合均匀，得到混合物a；将混合物a匀速滴加到溶剂中，于75～85℃下反应4～6h，降温至40℃以下，得到可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体；
(3)将金属离子交联剂加入可紫外光交联的丙烯酸酯预聚体中，混合均匀，得到所述可紫外光交联的离子交联型压敏胶；
所述步骤(1)～步骤(3)均在避光条件下进行。
5.根据权利要求4所述的一种可紫外光交联的离子交联型压敏胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述混合物a的滴加时间为3～6h。
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Denomination of invention: An ion crosslinked pressure sensitive adhesive that can be crosslinked by ultraviolet light and its preparation method

Effective date of registration: 20230608

Granted publication date: 20170613

Pledgee: Cixian Sub branch of Agricultural Bank of China Co.,Ltd.

Pledgor: HEBEI ZHISHENG GREEN TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2023980043305

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