CN106432582A - 一种利用反应物浓度控制分子量分布聚合压敏胶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用的反应物浓度控制丙烯酸酯分子量分布的聚合方法。通过在反应釜中预先加入部分单体与溶剂，通过控制引发剂的浓度，使得自由基聚合平稳缓慢进行，同时进行单体滴加，使得反应釜中的单体浓度始终保持在一个稳定的范围，使得聚合反应内部环境基本保持不变，从而得到分子量分布较窄的丙烯酸酯压敏胶。本发明制的丙烯酸压敏胶，粘度大，流动状态好，涂布效果佳，具有广泛的应用前景。控制聚合反应釜中单体的浓度。通过预留在反应釜中的浓度，以及引发剂的量来控制丙烯酸酯压敏胶的粘度。

Description

一种利用反应物浓度控制分子量分布聚合压敏胶的方法
技术领域
本发明涉及一种利用反应物浓度控制分子量分布的聚合方法，主要是聚合分子量分布窄的丙烯酸酯压敏胶。
背景技术
目前，溶剂型丙烯酸酯压敏胶聚合大多采用单体滴加或引发剂滴加两种方式得到的。引发剂滴加是通过分次滴加引发剂控制引发剂的浓度，从而控制整个体系反应速度。优点是整个反应影响因素少，得到胶水质量稳定。缺点是起始反应浓度很高，反应剧烈，生成分子量很大，影响胶水的整个运动状态。单体滴加方式是通过控制滴加速度以及引发剂量，从而控制反应速度以及引发时反应釜中单体浓度。优点是反应过程中单体在连续滴加，可以保持在较高浓度下聚合，胶水粘度相对较高，胶水运动状态相对较好。缺点是滴加过程中影响因素较多，聚合得到的胶水稳定性不如引发剂滴加。
单体滴加或引发滴加聚合得到的丙烯酸酯胶水存在以下缺点，胶水分子量分布很宽，其中分子量大的部分影响胶水运动状态，使得涂布性能变差。小分子量部分涉及到残留以及转移。因此需要控制分子量分布，尽量减少超大分子量以及小分量的部分。
发明内容
本发明是针对减少丙烯酸酯压敏胶胶水中超高分子量以及小分子量部分的一种新的聚合方法。
本发明采用的技术方案是：一种利用反应物浓度控制分子量分布聚合压敏胶的方法，包括以下步骤：
（1）单体溶剂预混热回流：将94.5g丙烯酸丁酯、2.1g丙烯酸羟丙酯、2.1g丙烯酸、6.3g醋酸乙烯酯及195g乙酸乙酯加入到装有电动搅拌的2L四口烧瓶中，装好冷凝管和分液漏斗并密封其他管口后，开启氮气保护，然后开启电动搅拌和恒温水浴锅加热，控制转速均匀，使烧瓶内溶剂保持温度均匀并维持在80.5±0.5℃，当四口烧瓶上的冷凝管出现回流时，开始记录回流流速，控制回流流速在1秒2-3滴范围之内，回流至反应釜；
（2）引发反应：用乙酸乙酯将引发剂偶氮异丁腈稀释至浓度为10%的偶氮异丁腈溶液，每次滴加0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液到反应釜中，间隔1小时加一次直至反应引发为止，控制釜内反应温度80.5±0.5℃；
（3）单体溶剂混合滴加：完成步骤（2）中的准备工作，再将220.5g丙烯酸丁酯、4.9g丙烯酸羟丙酯、4.9g丙烯酸、14.7g醋酸乙烯酯及220g乙酸乙酯混合好，加到反应釜上的分液漏斗中开始滴加，保证3h匀速滴加完分液漏斗中的单体，控制反应温度80.5±0.5℃，加完后用10g醋酸乙酯冲洗之前混合所用的烧杯内壁，冲洗溶剂也加入分液漏斗中；
（4）恒温保温：当步骤（3）完成后，加入0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液及225g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁，并按之前3h内平均滴加速度滴加到反应釜中，保温1h后，补加一次0.2g的10%浓度偶氮异丁腈溶液，滴加完成后再加入20g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁分液漏斗内壁，并按之前3h内平均速度滴加到反应釜中，控制反应温度80.5±0.5℃，保温3h，关闭加热及搅拌，让釜内胶水自然冷却至40℃以下，然后取出所得胶水并封装，最后用醋酸乙酯清洗反应釜。
本方法利用反应物的浓度控制分子量分布，首先在反应釜中按比例预留一部分单体溶剂，在氮气保护下，分次滴加少量引发剂，直至引发反应，开始滴加高浓度单体及引发剂，这个过程中单体反应速度与滴加速度基本一致，高浓度单体滴加完毕，滴加剩余溶剂以及引发剂，最后进入保温阶段，期间补加几次引发剂，提高单体转化率。
采用以上技术方案，本发明的有益效果是：
一．反应过程稳定：整个反应过程中，引发剂浓度与单体浓度保持在相对稳定的浓度，反应非常温和，无剧烈放热现象。
二．分子量分布窄：整个反应过程单体浓度始终保持一个稳定范围，活性自由基处于一个相对稳定的环境，生成分子量比较接近。小分子量减少，使得残留以及转移减少，超高分子量减少，胶水运动状态变好，涂布更容易。
三．通过控制反应过程中单体的浓度，可以得到高粘度胶水，并且运动状态良好。胶水分子量变大，使得胶水内聚力增强，耐温性有所提高，也不容易残胶。
附图说明
图1为本发明胶的GPC测试图。
具体实施案例
首先在装有冷凝管、氮气装置、加热装置的反应装置中，以丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯为软单体，丙烯酸羟丙酯为交联单体，丙烯酸作为功能单体，偶氮异丁腈为引发剂，乙酸乙酯作为溶剂。先在反应釜加入部分单体及溶剂，单体浓度为35%，分次滴加少量引发剂直至引发，开始滴加高浓度的单体，最后补加溶剂。保温阶段补加引发剂提高单体转化率。
一种利用反应物浓度控制分子量分布聚合压敏胶的方法，包括以下步骤：
（1）单体溶剂预混热回流：将94.5g丙烯酸丁酯、2.1g丙烯酸羟丙酯、2.1g丙烯酸、6.3g醋酸乙烯酯及195g乙酸乙酯加入到装有电动搅拌的2L四口烧瓶中，装好冷凝管和分液漏斗并密封其他管口后，开启氮气保护，然后开启电动搅拌和恒温水浴锅加热，控制转速均匀，使烧瓶内溶剂保持温度均匀并维持在80.5±0.5℃，当四口烧瓶上的冷凝管出现回流时，开始记录回流流速，控制回流流速在1秒2-3滴范围之内，回流至反应釜；
（2）引发反应：用乙酸乙酯将引发剂偶氮异丁腈稀释至浓度为10%的偶氮异丁腈溶液，每次滴加0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液到反应釜中，间隔1小时加一次直至反应引发为止，控制釜内反应温度80.5±0.5℃；
（3）单体溶剂混合滴加：完成步骤（2）中的准备工作，再将220.5g丙烯酸丁酯、4.9g丙烯酸羟丙酯、4.9g丙烯酸、14.7g醋酸乙烯酯及220g乙酸乙酯混合好，加到反应釜上的分液漏斗中开始滴加，保证3h匀速滴加完分液漏斗中的单体，控制反应温度80.5±0.5℃，加完后用10g醋酸乙酯冲洗之前混合所用的烧杯内壁，冲洗溶剂也加入分液漏斗中；
（4）恒温保温：当步骤（3）完成后，加入0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液及225g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁，并按之前3h内平均滴加速度滴加到反应釜中，保温1h后，补加一次0.2g的10%浓度偶氮异丁腈溶液，滴加完成后再加入20g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁分液漏斗内壁，并按之前3h内平均速度滴加到反应釜中，控制反应温度80.5±0.5℃，保温3h，关闭加热及搅拌，让釜内胶水自然冷却至40℃以下，然后取出所得胶水并封装，最后用醋酸乙酯清洗反应釜。
由GPC测试图附图1可以发现，上述实施例压敏胶分子量呈现较窄的正态分布，分子量主要集中100万左右，超高分子量（200万以上分子量）与10万以下小分量都很少，胶水运动粘度在2500mpa.s左右，固含量是30%。与传统滴加工艺得到的胶水相比，胶水的状态非常好，流动性佳，没有出现拉丝等状况，特别有利于涂布。

Claims (1)

1.一种利用反应物浓度控制分子量分布聚合压敏胶的方法，包括以下步骤：
（1）单体溶剂预混热回流：将94.5g丙烯酸丁酯、2.1g丙烯酸羟丙酯、2.1g丙烯酸、6.3g醋酸乙烯酯及195g乙酸乙酯加入到装有电动搅拌的2L四口烧瓶中，装好冷凝管和分液漏斗并密封其他管口后，开启氮气保护，然后开启电动搅拌和恒温水浴锅加热，控制转速均匀，使烧瓶内溶剂保持温度均匀并维持在80.5±0.5℃，当四口烧瓶上的冷凝管出现回流时，开始记录回流流速，控制回流流速在1秒2-3滴范围之内，回流至反应釜；
（2）引发反应：用乙酸乙酯将引发剂偶氮异丁腈稀释至浓度为10%的偶氮异丁腈溶液，每次滴加0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液到反应釜中，间隔1小时加一次直至反应引发为止，控制釜内反应温度80.5±0.5℃；
（3）单体溶剂混合滴加：完成步骤（2）中的准备工作，再将220.5g丙烯酸丁酯、4.9g丙烯酸羟丙酯、4.9g丙烯酸、14.7g醋酸乙烯酯及220g乙酸乙酯混合好，加到反应釜上的分液漏斗中开始滴加，保证3h匀速滴加完分液漏斗中的单体，控制反应温度80.5±0.5℃，加完后用10g醋酸乙酯冲洗之前混合所用的烧杯内壁，冲洗溶剂也加入分液漏斗中；
（4）恒温保温：当步骤（3）完成后，加入0.2g浓度为10%的偶氮异丁腈溶液及225g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁，并按之前3h内平均滴加速度滴加到反应釜中，保温1h后，补加一次0.2g的10%浓度偶氮异丁腈溶液，滴加完成后再加入20g醋酸乙酯冲洗分液漏斗内壁分液漏斗内壁，并按之前3h内平均速度滴加到反应釜中，控制反应温度80.5±0.5℃，保温3h，关闭加热及搅拌，让釜内胶水自然冷却至40℃以下，然后取出所得胶水并封装，最后用醋酸乙酯清洗反应釜。
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