CN106010379B - 一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶，原料及重量份配比为：助乳化剂：丙烯酸酯硬单体：丙烯酸酯软单体：功能单体：自交联单体：去离子水：缓冲剂：引发剂：乳化剂=2～5：5～20：70～90：1～5：1～5：100：0.1～0.4：0.4～0.8：2～5。本发明在体系开始自加速效应时开始滴加单体细乳化，并控制滴加速度，使得反应产生的热量与加料速度达到平衡，从而可以降低能耗，且反应可以平稳进行，制得的胶水综合性能更佳，尤其90°剥离持粘性有明显提高，将包有标签的玻璃棒在70±3℃下放置72h后标签没有反翘，充分达到电池标签上应用要求。
Description
技术领域
本发明属于压敏胶技术领域，具体涉及一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶是一种同时具备液体黏性性质和固体弹性性性质的黏弹性体，这种黏弹性体同时具备能够承受粘接的接触过程和破坏过程两方面的影响因素和性质。通俗来讲，就是容易粘黏，不难揭开，剥离后没有任何污染被粘物表面的现象，由于胶层长时间不干，也被称为“不干胶”。丙烯酸酯压敏胶是发展最为迅速、应用前景最为广阔的一种胶粘剂。
丙烯酸酯压敏胶类型主要有溶剂型压敏胶、水性压敏胶和热熔压敏胶。溶剂型压敏胶不仅成本高，而且含有大量易燃、有毒的有机溶剂，极易对工作人员的健康造成不利影响而且严重污染环境。目前，电池标签用基本都是使用溶剂型丙烯酸酯压敏胶，电池标签对胶水综合性能要求较高，即要具有良好的初粘性、持粘性和剥离强度，尤其要求胶水具有突出的90°剥离持粘性，否则，电池标签的标签经过一段时间容易反翘。目前市场供应的溶剂型丙烯酸酯压敏胶多数都达不到电池标签应用要求，水性丙烯酸酯压敏胶就更难达到其应用要求，因为水性压敏胶的初粘性、持粘性、剥离强度三个力学性能无法达到较好的平衡，90°剥离持粘性差，远远不能满足电池标签的应用要求，因此，亟待开发出综合性能优异，具有良好90°剥离持粘性的水性压敏胶。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明研究开发了一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法，其目的在于：提供一种综合性能好， 初粘性、持粘性、剥离强度指标优良，90°剥离持粘性高，达到电池标签应用要求的水性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法。
本发明的技术解决方案：
一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶，其特征在于：原料及重量份配比为：助乳化剂：丙烯酸酯硬单体：丙烯酸酯软单体：功能单体：自交联单体：去离子水：缓冲剂：引发剂：乳化剂=2～5：5～20：70～90：1～5：1～5：100：0.1～0.4：0.4～0.8：2～5。
所述助乳化剂为十六烷或十六醇。
所述丙烯酸酯硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯中的一种或两种以上组合。
所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或两种以上组合。
所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上组合。
所述自交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或两种以上组合。
所述缓冲剂为碳酸氢钠。
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、VA044中的一种或两种以上组合。
所述乳化剂为反应性乳化剂2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上组合。
一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括以下制备步骤：
（1）在室温下，按上述配比将助乳化剂、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、功能单体、自交联单体搅拌混合均匀，然后加入到由上述配比的去离子水、缓冲剂、引发剂、乳化剂组成的水溶液中进行搅拌预乳化，得到单体预乳化液，再将单体预乳化液进行超声分散得到单体细乳化液；
（2）在氮气保护下，将步骤（1）中制得的5%～20%单体细乳化液加入至反应器中，升温至80℃，引发聚合反应；
（3）当体系温度升至85℃时，开始滴加步骤（1）中制得的剩余单体细乳化液，控制滴加速度使反应温度保持在80～85℃，单体细乳化液滴加完成后，再滴加0.05～0.1份引发剂并保温2h，反应完成后降温出料，得到本发明的电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶。、
所述步骤（1）中预乳化时间为20～60min。
所述步骤（1）中超声分散的频率为20～40kHz，功率为100～400W，分散时间为20～40min。
本发明的有益效果：本发明在体系开始自加速效应时开始滴加单体细乳化，并控制滴加速度，使得反应产生的热量与加料速度达到平衡，从而可以降低能耗，且反应可以平稳进行，制得的胶水综合性能更佳，尤其90°剥离持粘性有明显提高，将包有标签的玻璃棒在70±3℃下放置72h后标签没有反翘，充分达到电池标签上应用要求。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）在室温下，将4.5g十六醇、12g苯乙烯、130g丙烯酸丁酯、3g丙烯酸、3g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，然后加入到由150g去离子水、4.5g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、0.75g过硫酸钾和0.4g碳酸氢钠组成的水溶液中进行搅拌预乳化20min，得到单体预乳化液，再将单体预乳化液进行超声分散30min，得到单体细乳化液308.1g；
（2）在氮气保护下，向反应釜中加步骤（1）中制得单体细乳化液30g，升温至80℃进行反应，引发聚合反应；
（3）当体系温度升至85℃时，开始滴加步骤（1）中制得的剩余单体细乳化液，控制滴加速度使反应温度保持在80～85℃，单体细乳化液滴加完成后，再滴加0.1g过硫酸钾并保温2h，再将温度降至40℃以下，加入2g己二酸二酰肼，搅拌均匀后出料，得到本发明的电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶306.7g。
实施例2
（1）在室温下，将6g十六烷、10g苯乙烯、10g醋酸乙烯酯120g丙烯酸丁酯、6g丙烯酸羟乙酯、1g甲基丙烯酸缩水甘油酯、3gN-羟甲基丙烯酰胺混合均匀，然后加入到由150g去离子水、3g烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、0.9g过硫酸铵和0.3g碳酸氢钠组成的水溶液中进行搅拌预乳化30min，预乳化完成后超声分散40min得到单体细乳化液310.5g；
（2）在氮气保护下，向反应釜中加步骤（1）中制得单体细乳化液60g，升温至80℃进行反应，引发聚合反应；
（3）当体系温度升至85℃时，开始滴加步骤（1）中制得的剩余单体细乳化液，控制滴加速度使反应温度保持在80～85℃，单体细乳化液滴加完成后，再滴加0.1g过硫酸钾并保温1h，再将温度降至40℃以下，搅拌均匀后出料，得到本发明的电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶307.3g。
实施例3
（1）在室温下，将3g十六烷、5g苯乙烯、5g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸异辛酯、100g丙烯酸丁酯、3g丙烯酸、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、4gN-羟甲基丙烯酰胺混合均匀，然后加入到由150g去离子水、6g烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.75g偶氮引发剂VA044和0.2g碳酸氢钠的水溶液中进行搅拌预乳化40min，预乳化完成后超声分散20min得到单体细乳化液309.5g；
（2）在氮气保护下，向反应釜中加步骤（1）中制得单体细乳化液45g，升温至80℃进行反应，引发聚合反应；
（3）当体系温度升至85℃时，开始滴加步骤（1）中制得的剩余单体细乳化液，控制滴加速度使反应温度保持在80～85℃，单体细乳化液滴加完成后，再滴加0.1g VA044并保温2h，再将温度降至40℃以下，搅拌均匀后出料，得到本发明的电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶305.2g。
下面对实施例制得的压敏胶及市场上压敏胶样品进行相关性能对比测试。
其中压敏胶各种性能测试标准如下：
（1）初粘性：按照GB/T4852~2002进行测试，以球号表示初粘性大小。
（2）持粘性：按照GB/T4851~1998进行测试，以胶带破坏重物掉落的时间计算。
（3）180°剥离强度：用电脑式试验机按照GB/T2792~1998进行测试。
（4）90°剥离持粘性：采用企业制定的检测方法进行测试。
具体测试方法为：用酒精棉球将不锈钢板表面擦拭干净，停放干燥约10分钟，粘贴上标签并压平，使标签和不锈钢之间粘贴牢固，无间隙、无气泡，用2公斤垂直压力压20分钟并放置30分钟，然后在标签纵向的一段加规定重量的砝码，对标签垂直向下进行剥离，直至规定长度全部剥离脱开，并记下剥离脱开过程所用的时间，测试结果如表1所示：
表1实施例样品与市场上压敏胶性能对比测试结果
从上述测试结果可以看出，与国产水性压敏胶相比，本发明实施例1~3制备的水性丙烯酸酯压敏胶综合性能更加，且具有良好的90°剥离持粘性，充分达到电池标签用溶剂型压敏胶要求，可以大范围推广使用。
Claims (8)
1.一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：原料及重量份配比为：助乳化剂：丙烯酸酯硬单体：丙烯酸酯软单体：功能单体：自交联单体：去离子水：缓冲剂：引发剂：乳化剂=2～5：5～20：70～90：1～5：1～5：100：0.1～0.4：0.4～0.8：2～5，所述助乳化剂为十六烷或十六醇，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、VA044中的一种或两种以上组合，乳化剂为反应性乳化剂2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上组合，所述电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备步骤为：
（1）在室温下，按上述配比将助乳化剂、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯软单体、功能单体、自交联单体搅拌混合均匀，然后加入到由上述配比的去离子水、缓冲剂、引发剂、乳化剂组成的水溶液中进行搅拌预乳化，得到单体预乳化液，再将单体预乳化液进行超声分散得到单体细乳化液；
（2）在氮气保护下，将步骤（1）中制得的5%～20%单体细乳化液加入至反应器中，升温至80℃，引发聚合反应；
（3）当体系温度升至85℃时，开始滴加步骤（1）中制得的剩余单体细乳化液，控制滴加速度使反应温度保持在80～85℃，单体细乳化液滴加完成后，再滴加0.05～0.1份引发剂并保温2h，反应完成后降温出料，得到本发明的电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶。
2.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸酯硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯中的一种或两种以上组合。
3.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或两种以上组合。
4.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上组合。
5.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述自交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或两种以上组合。
6.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述缓冲剂为碳酸氢钠。
7.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中预乳化时间为20～60min。
8.如权利要求1所述一种电池标签用水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中超声分散的频率为20～40kHz，功率为100～400W，分散时间为20～40min。
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