CN106675459A - 一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂 - Google Patents

一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其由以下原料及其质量份数组成：丙烯酸酯类胶黏剂100份，固化剂0.1～1.0份，潜伏性固化剂1.0～5.0份，低温改性剂5.0～10.0份；还涉及该环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法。与现有技术相比，本发明中的胶黏剂固含量较高(至少可达60％)，相对分子量较低，在分子链段中更易引入低分子链段，溶剂含量及毒性低，是一种环境友好型胶黏剂，并且在低温环境下初粘性明显提升，粘着力不衰减。

Description

一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，尤其涉及一种环保耐低温丙烯酸酯胶黏剂。
背景技术
随着科技的发展，各种多功能、高性能的胶黏剂在现代工业各领域中得到了日益广泛的应用，使得胶黏剂成为现代工业和国防工业中一种不可缺少的材料。目前，随着市场越来越严格的环保要求，高固含量、无溶剂、水性、光固化等环境友好因素将会越来越受到重视，并不断加大研究开发力度。其中，溶剂型胶黏剂环境友好化研究的一个重要方向为胶黏剂的高固含量化，即通过提升胶黏剂中的有效固体成分的含量来降低胶黏剂中的溶剂含量，从而不仅可以减少对环境的伤害，而且可以有效缩短干燥时间，实现涂布高速化，并降低企业用料成本。
溶剂型丙烯酸酯类胶黏剂含有对环境及人体有害的挥发性有机溶剂，但因其平均分子量低，初粘大、干燥快，湿润性好，耐水性好，目前尚不能被完全取代。常规丙烯酸酯类胶黏剂的胶带制品的最佳使用温度范围为10～40℃，当温度较低时，胶黏剂分子间作用力增大，分子链刚性增强，高聚物的流动性变差，此时胶带与被着体初期粘接性能差，并且温度越低，初粘力越小。初粘力太小常导致胶带与被着体不易贴合，为解决该问题，目前常用的一种解决方法是在被着体表面先预涂一层底涂剂，作为胶与被粘物之间的过渡层，从而增强初期粘结性能。然而，实际操作中，被着体底涂后需进行干燥，干燥完成后才能与胶带贴合，这种方式增加了操作工序，使生产成本上升，生产效率降低。
此外，双面胶带被大量应用于汽车、家电、电子等行业，用于金属板(钢板、铝板、漆面板)、塑料板(PP、PE、ABS、PMMA等)、泡棉(PU、EPDM等)、毛毡等材料的固定，其中PE板、PU泡棉、EPDM、毛毡等表面能较低，若低温下胶带初粘力过低，无法与被着体马上贴合，需长时间静置或进行热压使其粘着力爬升才能进行下一步工序，使用极其不便。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提高一种低温下能保持高初粘性的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提高一种上述环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其特征在于，由以下原料及其质量份数组成：
作为优选，所述低温改性剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、或环氧大豆油酸2-乙基己酯中的至少一种。低温改性剂在丙烯酸酯的高分子链段中引入低分子物质，使长链体型分子的分子链间距增大，削弱链间的范德瓦尔斯力，使分子链活性增强，宏观表现即使胶体变得柔软，低温初粘性更强。
作为优选，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的至少一种。本发明的固化剂在胶黏剂体系中主要作为架桥剂，其发生的反应主要如下：
作为优选，所述潜伏性固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、乙酰丙酮铝中的至少一种。本发明中潜伏性固化剂能促进上述异氰酸酯系固化剂的架桥反应。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法，其包括以下步骤：按上述质量份数，将相应质量份数的潜伏性固化剂和低温改性剂加入至丙烯酸酯类胶黏剂中，混合后搅拌10～20min，接着再加入相应质量份数的固化剂，快速搅拌20～30min，即得所需的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的胶黏剂中加入低温改性剂，该低温改性剂能在丙烯酸酯的高分子链段中引入低分子物质，使长链体型分子的分子链间距增大，削弱链间的范德瓦尔斯力，使分子链活性增强，从而使胶体变得柔软，低温初粘性更强，并且在异氰酸酯系固化剂的催化固化作用下，能均匀排布在体型分子的各链段中；此外，加入有潜伏性固化剂，其利用仲胺的活性氢进行加成，或者利用金属螯合物中孤电子对可与另一分子的空轨道形成配位键，以此形成交联结构，从而促进异氰酸酯系固化剂的架桥反应。
本发明中的胶黏剂固含量较高(至少可达60％)，相对分子量较低，在分子链段中更易引入低分子链段，溶剂含量及毒性低，是一种环境友好型胶黏剂，并且在低温环境下初粘性明显提升，粘着力不衰减。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，由以下原料及其质量份数组成：
其中，上述低温改性剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、或环氧大豆油酸2-乙基己酯中的至少一种。上述固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。潜伏性固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、乙酰丙酮铝中的至少一种。
环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法如下：按上述质量份数，将相应质量份数的潜伏性固化剂和低温改性剂加入至丙烯酸酯类胶黏剂中，混合后搅拌10～20min，接着再加入相应质量份数的固化剂，快速搅拌20～30min，即得所需的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂。
性能测试时，将上述制备的胶黏剂涂布于厚度为25μm PET薄膜上，涂胶厚度为60μm。如表1所述，以下通过实施例1～8以及比较例1～4对本发明进行进一步详述，各实施例及比较例所添加的各组分的物质种类及用量详见表1，各实施例及比较例中制得的胶带的性能测试结果如表2所示。
由上述表2可见，本发明中的胶黏剂在0℃、10℃等相对低温下初粘力有明显提升，此外，由于异氰酸酯系固化剂与低温改性剂之间有一定的反应，在添加低温改性剂的情形下，需要适当增加异氰酸酯系固化剂的用量，以保证胶体的交联度。
表1各实施例和比较例中各组分及添加量
表2各实施例和比较例中制得的胶带的性能测试结果
表1中各物质的用量未注明单位的均指重量份；
表1中使用的丙烯酸酯类胶黏剂为日本综研化学株式会社的SK-1760，固含量为60％；
表1中TDI为拜耳(中国)有限公司生产的L-75。IPDI为德国拜耳生产，纯度在99.8％以上；
表1中HDI厂家为山东鲁科化工集团有限公司，纯度在99.5％以上；
表1中HMDI为德国拜耳生产的氢化苯基甲烷二异氰酸酯，相对分子量为262.35。
表2中粘着力测试标准为GB2792-1998，滚球初粘力测试标准为GB4852-84，凝胶率指胶黏剂固化后不溶于乙酸乙酯的大分子含量(重量法测试，单位％)。

Claims (5)

1.一种环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其特征在于，由以下原料及其质量份数组成：
2.如权利要求1所述的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其特征在于，所述低温改性剂为邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、或环氧大豆油酸2-乙基己酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其特征在于，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
4.如权利要求3所述的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂，其特征在于，所述潜伏性固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、乙酰丙酮铝中的至少一种。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按上述质量份数，将相应质量份数的潜伏性固化剂和低温改性剂加入至丙烯酸酯类胶黏剂中，混合后搅拌10～20min，接着再加入相应质量份数的固化剂，快速搅拌20～30min，即得所需的环保耐低温丙烯酸酯类胶黏剂。
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