PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液及制备
方法和应用
技术领域
本发明涉及一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯乳液压敏胶的制备方法,用它制备的耐高温PVC胶带主要用在五金加工生产过程中金属的喷砂喷漆遮蔽保护。
背景技术
耐高温遮蔽保护胶带是一种主要用于喷涂烤漆或者电镀过程中起遮蔽保护作用的胶带。根据基材分美纹纸、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)和玻璃纤维布等。
这几类耐高温胶带中,PVC耐高温胶带因为基材柔软,贴服性好,贴在弧度较大的球面或曲面上常温久置或受热不会翘曲或者弹开,这一点是其他胶带所无法替代的,广泛用于汽车、五金和玻璃高档工艺品等领域。尤以一些五金行业喷漆遮蔽保护用途要求最高。
目前在这些行业生产过程中,不仅要求粘性好,喷砂过程,不跑砂不漏砂,而且要经过多道喷漆烘烤。能耐180℃烘烤1.5小时左右,不能有翘曲、残胶和鬼影等问题。另外还要求胶带不能有收缩。因为PVC属弹性材质,在压延生产过程中本身容易拉伸变形,而且材质越柔软,收缩越大,因此这类胶带技术难度很大,目前国外一些大公司的产品质量相对稳定,但是价格较高。
近年来随着这些行业的发展,金属材质、表面处理技术以及工艺过程也不断升级变化,对现有的压敏胶带带来更高的挑战,现有的压敏胶带在一些经过离子镀处理的金属表面烘烤撕开后,还存在残胶和鬼影问题,给后续作业带来很多困扰。
另外目前PVC耐温胶带通常在的PVC膜上转移涂布溶剂型耐高温聚丙烯酸酯压敏胶而成,这种胶水中的溶剂一般为甲苯和乙酸乙酯,属易燃易爆化学品,在生产和涂布过程中,存在安全隐患,而且溶剂挥发后还会造成环境危害和VOC排放。专利CN2134207和CN201010521734发明了一种有机硅MQ树脂改性的聚丙烯酸酯压敏胶,证明有机硅可以提高聚丙烯酸酯压敏胶的耐温性能,但是这种压敏胶还是溶剂型。CN2010504732虽然发明了一种聚丙烯酸酯乳液耐高温压敏胶,可以用在200℃的场合,而且为提高常温粘性,在乳液合成过程中加入了反应性增粘树脂。但是上述这些专利测试都是涂布刚性基材测试的,烘烤测试时间也较短,满足不了PVC耐高温胶带的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法,经过转移涂布在PVC膜上成为PVC耐高温胶带。
为解决以上技术问题,本发明采取如下技术方案,
1、一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,其特征在于,按重量份配比包括以下组分:
所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液中的种子乳液,配方按重量份配比包含以下组分:
所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液中的预乳液A,配方按重量份配比包含以下组分:
所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液中的预乳液B,配方按重量份配比包含以下组分:
2、根据技术方案1所述的一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,其特征在于,所述的软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或几种的混合,其中优选为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合;
所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺和聚丙烯酸酯甲酯中的一种或几种的混合,其中优选为甲基丙烯酸甲酯;
所述的功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或几种的混合,其中优选为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯;
3、根据技术方案1所述的一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,其特征在于,所述的乙烯基MQ树脂是由单官能度的硅氧烷链节(R3SiO1/2,简称M单元)和四官能度硅氧烷链节(SiO4/2,简称Q单元)水解缩合而组成的一种具有比较特殊双层结构紧密球状体结构的有机硅树脂。即球芯为Si-O链连接、密度较高、聚合度为15~50的笼状SiO2,球壳为密度较低的R3SiO1/2层。当R上的甲基部分被乙烯基取代时,称甲基乙烯基MQ硅树脂;常见的乙烯基MQ分子量在1000-8000之间,乙烯基含量在0.5-4%之间。
4、根据技术方案1所述的一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,其特征在于,所述的有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯,甲基丙烯酸六氟丁酯,丙烯酸六氟丁酯,甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或几种的混合,其中优选为甲基丙烯酸十二氟庚酯;
5、根据技术方案1所述的一种PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,其特征在于,所述的反应性乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵、烯丙氧基癸基聚氧乙烯醚(10)硫酸铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的一种或几种混合,其中优选为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵;所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾中一种,其中优选为过硫酸铵;所述的pH缓冲剂为碳酸氢钠或碳酸钠中的一种,其中优选为碳酸氢钠;所述的中和剂为氨水或AMP-95中一种或两种混合;所述的固化剂为多官能度的氮丙啶、多官能度的异氰酸酯、有机硅交联剂中的一种或几种混合。
6、根据技术方案1-5任一项所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)预乳化液的制备
分别按照配方称取反应性乳化剂、水和pH缓冲剂,搅拌均匀后慢慢滴加混合单体,加完后激烈搅拌30分钟,分别制得种子预乳化液、预乳化液A和预乳化液B。
(2)乳液聚合
将引发剂溶于水待用。将步骤(1)所得种子乳液加入到反应釜中,升温到75℃左右加入25%左右的引发剂的水溶液,待体系发蓝后,升温到80-82℃,滴加预乳化液A,同时滴加30%的引发剂水溶液,2小时滴加完毕,85℃保温反应0.5小时。降温到80-82℃然后滴加预乳化液B,同时滴加45%左右的引发剂水溶液,3小时滴加完毕,保温反应2小时后升温到85-90℃,继续保温1个小时。然后降温到40℃以下,加入中和剂,调节pH值在6-8之间。降至室温过滤出料,即得硅氟改性的耐高温丙烯酸酯压敏胶乳液。
(3)乳液压敏胶的后交联
将所述的0.1-3.0质量份的固化剂加入到步骤(2)所得的聚合物乳液中。搅拌均匀后就得到可室温交联的丙烯酸酯乳液压敏胶。
(4)耐高温PVC压敏胶带的制备
将步骤(3)所得乳液压敏胶用涂布器涂在离型纸上,烘干后转移到电晕处理的耐高温PVC膜上,常温固化完全后,就得到耐高温PVC胶带。
7、根据技术方案1-4所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液主要用于PVC耐高温胶带中的应用,其特征在于,PVC耐高温胶带由耐高温PVC膜、PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液和离型纸组成,在耐高温涂布所述的PVC耐高温胶带用硅氟改性的聚丙烯酸酯压敏胶乳液,烘干后再转移到耐高温PVC膜上而成。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点,
(1)本发明采用种子预乳化聚合的方法合成了乙烯基MQ为核、氟单体为壳的核壳结构的硅氟改性的聚丙烯酸酯乳液压敏胶。用耐温性好的有机硅MQ树脂和氟单体改性聚丙烯酸酯,不仅提高了聚丙烯酸酯的耐温性,而且壳层的有机氟,表面能低、耐污性好,可以解决现有PVC耐高温胶带在烘烤过程中,所出现的难于清理的残胶和鬼影的技术难题。
(2)PVC耐高温喷漆保护胶带对压敏胶要求非常高,目前同类产品所用的压敏胶主要为溶剂型。而本发明制备的水性耐高温聚丙烯酸酯乳液压敏胶,以水为分散介质,环保无毒,无现有的耐高温溶剂型压敏胶易燃易爆和VOC排放等问题。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点,而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
本实施例提供一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法,重量份,单位为克,具体如下:
①种子预乳化液的制备:向带有搅拌器、冷凝器和滴加装置的四口烧瓶中,加入19份去离子水,0.5份的碳酸氢钠,0.82份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(反应性乳化剂KL100,广州航钦贸易有限公司),在10分钟内边搅拌边滴加1份甲基丙烯酸甲酯,7份丙烯酸丁酯和2份丙烯酸异辛酯的混合物,快速搅拌乳化30分钟待用;
②预乳化液A的制备:把0.43份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵,0.15份的碳酸氢钠和21份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将6份甲基丙烯酸甲酯,20份丙烯酸丁酯,10份丙烯酸异辛酯,2份乙烯基MQ树脂(四川晨飞光电科技有限公司,CF8909,M/Q=0.9,乙烯基含量为1.1%),0.8份丙烯酸羟乙酯和1份丙烯酸的混合液缓慢滴加到三口烧瓶中,快速搅拌乳化30分钟待用;
③预乳化液B的制备:把0.48份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵和27份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将1份甲基丙烯酸甲酯,28份丙烯酸异辛酯及15份丙烯酸丁酯,3份丙烯酸羟乙酯,3.5份丙烯酸和0.1份甲基丙烯酸十二氟庚酯(哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司)的混合液缓慢滴加到四口烧瓶中,快速搅拌乳化乳化30分钟;
④将0.52份的过硫酸铵溶于25份水中待用。把步骤①种子预乳化液加热,当水浴温度达到75℃时,取25%引发剂溶液滴加到反应瓶中,大概5分钟后出现蓝光,继续反应10分钟,等到温度稳定后即得到种子乳液;
⑤升温到81℃左右,同时滴加预乳化液A和30%过硫酸铵的水溶液,用时2h,然后在85℃下保温0.5小时;
⑥降温到81℃左右,同时滴加预乳化液B和45%过硫酸铵的水溶液,用时3h,然后在88℃下保温1小时;降温到40℃,用25%的氨水调节pH到7,冷却到常温后加入1份水性异氰酸酯固化剂(德国拜尔Bayhydur3100,广州昊毅化工科技有限公司),搅拌30分钟后过滤出料。即得到一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
所得乳液涂布在离型纸上,烘干后转移到电晕处理的PVC膜上,干胶厚度为25微米,7天后测试性能。初粘力为6#,剥离强度为2.8N/25mm,在厂家测试,喷砂过程,不会跑砂和漏砂。经过180℃90分钟烘烤,不会出现翘边、残胶和鬼影问题。
实施例2
本实施例提供一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法,重量份,单位为克,具体如下:
①种子预乳化液的制备:向带有搅拌器、冷凝器和滴加装置的四口烧瓶中,加入19份去离子水,0.5份的碳酸氢钠,0.82份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵,在10分钟内边搅拌边滴加1份甲基丙烯酸甲酯,7份丙烯酸丁酯和2份丙烯酸异辛酯的混合物,快速搅拌乳化30分钟待用;
②预乳化液A的制备:把0.43份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵、0.15份的碳酸氢钠和21份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将6份甲基丙烯酸甲酯,20份丙烯酸丁酯,10份丙烯酸异辛酯,2份乙烯基MQ树脂,0.8份丙烯酸羟乙酯和1份丙烯酸的混合液缓慢滴加到三口烧瓶中,快速搅拌乳化30分钟待用;
③预乳化液B的制备:把0.48份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵和27份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将1份甲基丙烯酸甲酯,28份丙烯酸异辛酯及15份丙烯酸丁酯,3份丙烯酸羟乙酯,3.5份丙烯酸和0.3份甲基丙烯酸十二氟庚酯的混合液缓慢滴加到四口烧瓶中,快速搅拌乳化乳化30分钟;
④将0.52份的过硫酸铵溶于25份水中待用。把步骤①种子预乳化液加热,当水浴温度达到75℃时,取25%引发剂溶液滴加到反应瓶中,大概5分钟后出现蓝光,继续反应10分钟,等到温度稳定后即得到种子乳液;
⑤升温到81℃左右,同时滴加预乳化液A和30%过硫酸铵的水溶液,用时2h,然后在85℃下保温0.5小时;
⑥降温到81℃左右,同时滴加预乳化液B和45%过硫酸铵的水溶液,用时3h,然后在88℃下保温1小时;降温到40℃,用25%的氨水调节pH到8,冷却到常温后加入1.4份多官能度的氮丙啶固化剂(CA-100,上海化学试剂研究所有限公司),搅拌30分钟后过滤出料。即得到一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
所得乳液涂布在离型纸上,烘干后转移到电晕处理的PVC膜上,干胶厚度为25微米,7天后测试性能。初粘力为5#,剥离强度为2.2N/25mm,在厂家测试,喷砂过程,不会跑砂和漏砂。经过180℃90分钟烘烤,不会出现翘边、残胶和鬼影问题。
实施例3
本实施例提供一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法,重量份,单位为克,具体如下:
①种子预乳化液的制备:向带有搅拌器、冷凝器和滴加装置的四口烧瓶中,加入19份去离子水,0.5份的碳酸氢钠,0.82份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵,在10分钟内边搅拌边滴加1份甲基丙烯酸甲酯,7份丙烯酸丁酯和2份丙烯酸异辛酯的混合物,快速搅拌乳化30分钟待用;
②预乳化液A的制备:把0.43份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵、0.15份的碳酸氢钠和21份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将5份甲基丙烯酸甲酯,17份丙烯酸丁酯,8份丙烯酸异辛酯,8份乙烯基MQ树脂,0.8份丙烯酸羟乙酯和1份丙烯酸的混合液缓慢滴加到三口烧瓶中,快速搅拌乳化30分钟待用;
④预乳化液B的制备:把0.48份反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵和27份去离子水加到三口烧瓶中溶解,边搅拌边将1份甲基丙烯酸甲酯,28份丙烯酸异辛酯及15份丙烯酸丁酯,3份丙烯酸羟乙酯,3.5份丙烯酸和0.3份甲基丙烯酸十二氟庚酯的混合液缓慢滴加到四口烧瓶中,快速搅拌乳化乳化30分钟;
④将0.52份的过硫酸铵溶于25份水中待用。把步骤①种子预乳化液加热,当水浴温度达到75℃时,取25%引发剂溶液滴加到反应瓶中,大概5分钟后出现蓝光,继续反应10分钟,等到温度稳定后即得到种子乳液;
⑤升温到81℃左右,同时滴加预乳化液A和30%过硫酸铵的水溶液,用时2h,然后在85℃下保温0.5小时;
⑥降温到81℃左右,同时滴加预乳化液B和45%过硫酸铵的水溶液,用时3h,然后在88℃下保温1小时;降温到40℃,用25%的氨水调节pH到8,冷却到常温后加入2.2份有机硅交联剂(XR501,上海西润化工科技有限公司),搅拌30分钟后过滤出料。即得到一种PVC耐高温遮蔽胶带用硅氟改性的耐高温聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
所得乳液涂布在离型纸上,烘干后转移到电晕处理的PVC膜上,干胶厚度为25微米,7天后测试性能。初粘力为6#,剥离强度为2.5N/25mm,在厂家测试,喷砂过程,不会跑砂和漏砂。经过180℃90分钟烘烤,不会出现翘边、残胶和鬼影问题。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。