CN106832102B - 一种高性能丙烯酸酯压敏胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能丙烯酸酯压敏胶，其特征在于，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：硬单体10～12%，包括丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯；软单体24～30%，包括丙烯酸异辛酯；改性单体2.5～4%，包括丙烯酸；引发剂0.08～0.12%，包括偶氮二异丁腈；溶剂54～60%，包括乙酸乙酯、甲苯、丁酮；和树脂、固化剂，所述树脂包括酚醛松香，占硬单体、软单体、改性单体、引发剂和溶剂总重量的0～16%，所述固化剂包括环氧固化剂。该压敏胶具有高剥离力及高持粘，同时具有较好的耐热性，满足了高品质产品对特种胶黏剂的较高需求，解决了许多胶黏剂粘接力不够或粘接力虽强但不耐温的问题。

Description

一种高性能丙烯酸酯压敏胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及压敏胶技术领域，特别是涉及一种高性能丙烯酸酯压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶是胶粘剂行业中的高端领域，对企业研发能力、产品技术水平、销售渠道等要求都很高。压敏胶经过十年的高速成长期，近几年增长有所减缓，现有生产能力过剩，市场竞争激烈，但应用领域不断被开拓，每年仍以二位数增长，近五年压敏胶产量逐渐增长。随着各种新型合成及固化方法的开发应用,压敏胶的性能得到很大改善，同时，为满足各方面应用的要求，进一步开发其应用领域，还开发了许多具有特殊功能及用途的压敏胶。众多行业对压敏胶需求量的不断增加，进一步深化了对压敏胶的研究，新型压敏胶的研究与开发也会越来越受到人们的重视。未来，压敏胶将朝着更环保、更便捷和更高性能的方向发展。
特种胶黏剂具有独特作用，日受青睐。如阿波罗飞船上的指挥舱登月舱用的钛铝合金蜂窝夹层结构，采用耐高温的环氧-酚醛胶黏剂。卫星与飞船飞越或重返大气层时，外表的耐高温烧蚀材料与容器的固定，火箭液体燃料，某固定温度时保温材料与容器固定，其中的耐高温胶黏剂与超低温胶黏剂是必不可少的重要材料，价格多贵也得用。
发展环境友好型胶黏剂、采用先进的清洁生产工艺、研发新型高功能胶黏材料是今后胶黏剂发展的趋势。
发明内容
本发明的第一个目的是针对高品质产品对胶黏剂的特殊需求，提供了一种高性能丙烯酸酯压敏胶，具备高持粘高剥离力等力学性能，且耐温性能好。
本发明的第二个目的是提供一种上述压敏胶的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现的：
一种高性能丙烯酸酯压敏胶，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
硬单体10~12%，包括丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯；
软单体24~30%，包括丙烯酸异辛酯；
改性单体2.5~4%，包括丙烯酸；
引发剂0.08~0.12%，包括偶氮二异丁腈AIBN；
溶剂54~60%，包括乙酸乙酯、甲苯、丁酮；
和树脂、固化剂，所述树脂包括酚醛松香，占硬单体、软单体、改性单体、引发剂和溶剂总重量的0~16%，所述固化剂包括环氧固化剂。
优选的，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
丙烯酸甲酯8~9%、乙酸乙烯酯2.8~3.2%、甲基丙烯酸羟乙酯0.03~0.04%、丙烯酸异辛酯24~26%、丙烯酸2.5~4%、偶氮二异丁腈0.08~0.12%、乙酸乙酯47~54%、甲苯5~7%、丁酮3~4%，和酚醛松香、环氧固化剂，所述酚醛松香占丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、乙酸乙酯、甲苯、丁酮总重量的0~16%。
进一步优选的，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
丙烯酸甲酯8.13%、乙酸乙烯酯2.94%、甲基丙烯酸羟乙酯0.04%、丙烯酸异辛酯25.9%、丙烯酸2.89%、偶氮二异丁腈0.1%、乙酸乙酯49.3%、甲苯6.9%、丁酮3.8%，和酚醛松香、环氧固化剂，所述酚醛松香占丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、乙酸乙酯、甲苯、丁酮总重量的0～16%。
上述高性能丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括如下步骤：
（1）将软单体、除乙酸乙烯酯外的硬单体、改性单体及70～90%乙酸乙酯混匀后，加入反应瓶中，加热至66～67℃，将15～20% 偶氮二异丁腈溶解于0.5～1%乙酸乙酯，加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃；
（2）步骤（1）得到的混合物进行保温反应，再加入溶解于80～90%乙酸乙烯酯硬单体中的30～35%偶氮二异丁腈，自然升温至 79～80℃，水浴同步升温至79～80℃；
（3）步骤（2）得到的混合物进行保温反应，再加入10～20%乙酸乙烯酯、溶解于 1～2%乙酸乙酯中的40～50% 偶氮二异丁腈；
（4）步骤（3）得到的混合物进行保温反应，再加入甲苯、丁酮、剩余的乙酸乙酯，加入酚醛松香混合，降温出料。
进一步的，向步骤（4）得到的胶液中加入固化剂后搅拌，将加入固化剂的胶液涂布在PET膜上，厚度控制在50um， 120℃固化5min。
进一步的，所述步骤（2）中，保温反应2h后再加入偶氮二异丁腈和乙酸乙烯酯的混合溶液，保温反应的反应体系温度为66～67℃；
所述步骤（3）中，保温反应1h后再加入乙酸乙烯酯、偶氮二异丁腈溶液，保温反应的反应体系温度为79～80℃；
所述步骤（4）中，保温反应2h后再加入甲苯、丁酮和剩余的乙酸乙酯，保温反应的反应体系温度为79～80℃；
偶氮二异丁腈溶解后一次性投入，不滴加。
更进一步的，所述固化剂的用量占步骤（4）得到的胶液重量的0.1%。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明提供的高性能丙烯酸酯压敏胶具有以下优点：加入了酚醛松香，丙烯酸的羧基用环氧交联剂固化，所制得的溶剂型丙烯酸酯压敏胶经交联剂固化后具有高剥离力及高持粘性等较好的力学特性，剥离力最高可达到20N/25mm，常温持粘可达200h无位移，同时具有较好的耐热性，高温持粘可达48h无位移，满足了汽车车辆、节能建筑、电子电器、医疗卫生、高档家具等高性能、高品质产品对特种胶黏剂的较高需求，解决了许多胶黏剂粘接力不够或粘接力虽强但不耐温的问题。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高性能丙烯酸酯压敏胶，由如下重量百分的原料制成：
丙烯酸甲酯8～9%、乙酸乙烯酯2.8～3.2%、甲基丙烯酸羟乙酯0.03～0.04%、丙烯酸异辛酯24～26%、丙烯酸2.5～4%、偶氮二异丁腈0.08~0.12%、乙酸乙酯47～54%、甲苯5～7%、丁酮3～4%，和酚醛松香、环氧固化剂，其中酚醛松香占丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、乙酸乙酯、甲苯、丁酮总重量的0～16%。
其详细制备方法如下：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及87%乙酸乙酯称好混匀后，倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取1%乙酸乙酯加入18.9% AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取86%乙酸乙烯酯并加入33.7% AIBN，溶解后加入反应瓶中，自然升温至 79～80℃，将水浴锅同步升温至 79～80℃。
3）保温反应1h后，取14%乙酸乙烯酯、2%乙酸乙酯加入47.4%AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释，加入酚醛松香搅拌混合，降温出料。
本发明实施例中的原料均为市场可得品，其中酚醛松香，厂家：深圳吉田化工，型号：松香改性酚醛树脂1303；环氧固化剂，厂家：深圳市佳迪达新材料科技有限公司，型号：GA240。
实施例1
一种压敏胶，由如下原料制成：丙烯酸甲酯8.13g、乙酸乙烯酯2.94g、甲基丙烯酸羟乙酯0.04g、丙烯酸异辛酯25.9 g、丙烯酸2.89 g、偶氮二异丁腈AIBN 0.1 g、乙酸乙酯49.3 g、甲苯6.9 g、丁酮3.8 g。
制备方法包括如下步骤：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及42.89g乙酸乙酯称好混匀后，然后倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取0.49g乙酸乙酯加入0.019g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取2.53g乙酸乙烯酯并加入0.034g AIBN，溶解后加入反应瓶中，自然升温至 79～80℃，将水浴锅同步升温至 79～80℃。
3）保温1h后，取0.41g乙酸乙烯酯、0.99g乙酸乙酯加入0.047g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释搅匀，降温出料。
5）将制得胶液取一部分称重并加胶液量的0.1% GA240环氧固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PET膜上，将其厚度控制在50μm，在120℃固化5min，取出后制样测试。
实施例2
一种压敏胶，由如下原料制成：丙烯酸甲酯8.13g、乙酸乙烯酯2.94g、甲基丙烯酸羟乙酯0.04g、丙烯酸异辛酯25.9 g、丙烯酸2.89 g、偶氮二异丁腈AIBN 0.1 g、乙酸乙酯49.3 g、甲苯6.9 g、丁酮3.8 g，和4g酚醛松香。
制备方法包括如下步骤：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及42.89g乙酸乙酯称好混匀后，然后倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取0.49g乙酸乙酯加入0.019g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取2.53g乙酸乙烯酯并加入0.034g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，自然升温至 79～80℃，将水浴锅同步升温至 79～80℃。
3）保温1h后，取0.41g乙酸乙烯酯、0.99g乙酸乙酯加入0.047g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释，加入酚醛松香搅拌混合，降温出料。
5）将制得胶液取一部分称重并加胶液量的0.1% GA240环氧固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PET膜上，将其厚度控制在50μm，在120℃固化5min，取出后制样测试。
实施例3
一种压敏胶，由如下原料制成：丙烯酸甲酯8.13g、乙酸乙烯酯2.94g、甲基丙烯酸羟乙酯0.04g、丙烯酸异辛酯25.9 g、丙烯酸2.89 g、偶氮二异丁腈AIBN 0.1 g、乙酸乙酯49.3 g、甲苯6.9 g、丁酮3.8 g，和8g酚醛松香。
制备方法包括如下步骤：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及42.89g乙酸乙酯称好混匀后，然后倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取0.49g乙酸乙酯加入0.019g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取2.53g乙酸乙烯酯并加入0.034g AIBN，溶解后加入反应瓶中，自然升温至 79～80℃，将水浴锅同步升温至 79～80℃。
3）保温1h后，取0.41g乙酸乙烯酯、0.99g乙酸乙酯加入0.047g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释，加入酚醛松香搅拌混合，降温出料。
5）将制得胶液取一部分称重并加胶液量的0.1% GA240环氧固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PET膜上，将其厚度控制在50μm，在120℃固化5min，取出后制样测试。
实施例4
一种压敏胶，由如下原料制成：丙烯酸甲酯8.13g、乙酸乙烯酯2.94g、甲基丙烯酸羟乙酯0.04g、丙烯酸异辛酯25.9 g、丙烯酸2.89 g、偶氮二异丁腈AIBN 0.1 g、乙酸乙酯49.3 g、甲苯6.9 g、丁酮3.8 g，和12g酚醛松香。
制备方法包括如下步骤：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及42.89g乙酸乙酯称好混匀后，然后倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取0.49g乙酸乙酯加入0.019g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取2.53g乙酸乙烯酯并加入0.034g AIBN，溶解后加入反应瓶中，自然升温至79～80℃，将水浴锅同步升温至79～80℃。
3）保温1h后，取0.41g乙酸乙烯酯、0.99g乙酸乙酯加入0.047g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释，加入酚醛松香搅拌混合，降温出料。
5）将制得胶液取一部分称重并加胶液量的0.1%GA240环氧固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PET膜上，将其厚度控制在50μm，在120℃固化5min，取出后制样测试。
实施例5
一种压敏胶，由如下原料制成：丙烯酸甲酯8.13g、乙酸乙烯酯2.94g、甲基丙烯酸羟乙酯0.04g、丙烯酸异辛酯25.9 g、丙烯酸2.89 g、偶氮二异丁腈AIBN 0.1 g、乙酸乙酯49.3 g、甲苯6.9 g、丁酮3.8 g，和16g酚醛松香。
制备方法包括如下步骤：
1）首先将丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸及42.89g乙酸乙酯称好混匀后，然后倒入装有搅拌装置、温度计和冷凝管的烧瓶中，加热至66～67℃；取0.49g乙酸乙酯加入0.019g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃。
2）注意观察反应现象，反应瓶中溶液变黄，颜色随时间变得越深，持续保持温度为66～67℃，保温反应2h后，取2.53g乙酸乙烯酯并加入0.034g AIBN，溶解后加入反应瓶中，自然升温至79～80℃，将水浴锅同步升温至79～80℃。
3）保温1h后，取0.41g乙酸乙烯酯、0.99g乙酸乙酯加入0.047g AIBN，溶解后一次加入反应瓶中。
4）再保温2h，加入溶剂甲苯、丁酮及剩余乙酸乙酯稀释，加入酚醛松香搅拌混合，降温出料。
5）将制得胶液取一部分称重并加胶液量的0.1%GA240环氧固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PET膜上，将其厚度控制在50μm，在120℃固化5min，取出后制样测试。
对本发明实施例1-5涂布胶的PE膜进行测试，持粘力测试按照《压敏胶粘带持粘性试验方法》GBT 4851-1998；剥离力测试按照《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》GBT2792-1998。结果见下表。
由上表可见，当其他组分不变的情况下，把酚醛松香的含量提高后，体系的剥离力和持粘性能会增加，但酚醛松香的含量要小于16%，当酚醛松香的含量达到16%时会发生胶层转移。实施例中的压敏胶剥离力最高可达到20N/25mm，常温200h，高温48h无位移。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高性能丙烯酸酯压敏胶，其特征在于，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
硬单体10~12%，包括丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯；
软单体24~30%，包括丙烯酸异辛酯；
改性单体2.5~4%，包括丙烯酸；
引发剂0.08~0.12%，包括偶氮二异丁腈；
溶剂54~60%，包括乙酸乙酯、甲苯、丁酮；
和树脂、固化剂，所述树脂包括酚醛松香，占硬单体、软单体、改性单体、引发剂和溶剂总重量的4~12%，所述固化剂包括环氧固化剂。
2.根据权利要求1所述的高性能丙烯酸酯压敏胶，其特征在于，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
丙烯酸甲酯8~9%、乙酸乙烯酯2.8~3.2%、甲基丙烯酸羟乙酯0.03~0.04%、丙烯酸异辛酯24~26%、丙烯酸2.5~4%、偶氮二异丁腈0.08~0.12%、乙酸乙酯47~54%、甲苯5~7%、丁酮3~4%，和酚醛松香、环氧固化剂，所述酚醛松香占丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、乙酸乙酯、甲苯、丁酮总重量的4~12%。
3.根据权利要求1或2所述的高性能丙烯酸酯压敏胶，其特征在于，所述压敏胶由如下重量百分比的原料制得：
丙烯酸甲酯8.13%、乙酸乙烯酯2.94%、甲基丙烯酸羟乙酯0.04%、丙烯酸异辛酯25.9%、丙烯酸2.89%、偶氮二异丁腈0.1%、乙酸乙酯49.3%、甲苯6.9%、丁酮3.8%，和酚醛松香、环氧固化剂，所述酚醛松香占丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、偶氮二异丁腈、乙酸乙酯、甲苯、丁酮总重量的4～12%。
4.权利要求1-3任一项所述的高性能丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将软单体、除乙酸乙烯酯外的硬单体、改性单体及70～90%乙酸乙酯混匀后，加入反应瓶中，加热至66～67℃，将15～20% 偶氮二异丁腈溶解于0.5～1%乙酸乙酯，加入反应瓶中，控制反应温度66～67℃；
（2）步骤（1）得到的混合物进行保温反应，再加入溶解于80～90%乙酸乙烯酯硬单体中的30～35%偶氮二异丁腈，自然升温至 79～80℃，水浴同步升温至79～80℃；
（3）步骤（2）得到的混合物进行保温反应，再加入10～20%乙酸乙烯酯、溶解于 1～2%乙酸乙酯中的40～50% 偶氮二异丁腈；
（4）步骤（3）得到的混合物进行保温反应，再加入甲苯、丁酮、剩余的乙酸乙酯，加入酚醛松香混合，降温出料。
5.根据权利要求4所述的高性能丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于，向步骤（4）得到的胶液中加入固化剂后搅拌，将加入固化剂的胶液涂布在PET膜上，厚度控制在50μ m， 120℃固化5min。
6.根据权利要求4所述的高性能丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，保温反应2h后再加入偶氮二异丁腈和乙酸乙烯酯的混合溶液，保温反应的反应体系温度为66～67℃；
所述步骤（3）中，保温反应1h后再加入乙酸乙烯酯、偶氮二异丁腈溶液，保温反应的反应体系温度为79～80℃；
所述步骤（4）中，保温反应2h后再加入甲苯、丁酮和剩余的乙酸乙酯，保温反应的反应体系温度为79～80℃；
偶氮二异丁腈溶解后一次性投入，不滴加。
7.根据权利要求5所述的高性能丙烯酸酯压敏胶的制备方法，其特征在于，所述固化剂的用量占步骤（4）得到的胶液重量的0.1%。
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