CN107573469A - 一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，将丙烯酸酯单体和苯乙烯单体分别与去离子水、乳化剂混合均匀，搅拌乳化分别得到丙烯酸酯单体预乳化液和苯乙烯单体预乳化液;将去离子水和打底乳化剂搅拌混合均匀，升温冷凝回流；加入丙烯酸酯单体预乳化液，再加入第一引发剂；向步骤（2）的乳液中滴加部分丙烯酸酯单体预乳化液，以及第二引发剂，然后滴加全部苯乙烯单体预乳化液，最后滴加剩余丙烯酸酯单体预乳化液，出料得到乳液，该乳液玻璃化温度低，浸润性好，提供粘附性能，压敏胶成本低廉，兼具良好初粘力、持粘力和剥离强度，综合性能突出，耐曲面性佳，可以在曲面标签领域有广泛应用。

Description

一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法

技术领域

本发明属于压敏胶领域，具体涉及一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法。

背景技术

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，对工作人员健康造成不利影响，而且严重污染环境；热熔压敏胶存在耐老化性能、耐曲面性能差，综合性能达不到中高端领域应用要求；而水性丙烯酸酯压敏胶由于其环境友好、无毒、无VOC排放、分子量大、固含量高、价格低廉等优点，在越来越多的领域获得广泛的应用。

但是，水性丙烯酸酯压敏胶存在耐水性、耐热性、浸润性、涂布性差等缺点，且交联效果不理想，若采用外添加固化剂，固化剂会与水反应，与胶水难以混合均匀，还会产生较多泡沫；若采用内交联方法，交联不完全，高温耐老化性能差，所以在某些领域水性压敏胶难以取代溶剂型压敏胶，如碱性干电池标签用的压敏胶几乎都是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力、持粘力和剥离强度，尤其要求胶水具有突出的90°剥离持粘性，否则，电池标签的接口处容易反翘。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种嵌段结构丙烯酸酯压敏胶乳液，结构巧妙，低成本，综合性能优异，尤其耐曲面性能佳。

本发明是通过以下步骤制备的：

（1）将丙烯酸酯单体和苯乙烯单体分别与去离子水、乳化剂混合均匀，充分搅拌乳化分别得到丙烯酸酯单体预乳化液和苯乙烯单体预乳化液;

（2）将去离子水和打底乳化剂搅拌混合均匀，升温至65~70℃，冷凝回流；加入占步骤（1）丙烯酸酯单体预乳液重量的0.5wt%~5wt%丙烯酸酯单体预乳化液，再加入第一引发剂，升温至78~84℃，反应20~40min；

（3）将步骤（2）的乳液中滴加部分丙烯酸酯单体预乳化液，以及第二引发剂，丙烯酸酯单体预乳化液滴完后保温10~30min，然后滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴完后保温10~30min，最后滴加剩余丙烯酸酯单体预乳化液，全部单体预乳化液滴加时间为3~5h;

（4）全部滴完后保温1~2h，然后降温至50℃以下，调节乳液pH值至7~8，出料得到嵌段结构丙烯酸酯压敏胶乳液。

步骤（1）中按重量比为

丙烯酸酯单体 65~95份

苯乙烯单体 5~35份

去离子水 66~100份

乳化剂 0.4~1份

其中步骤（1）得到的丙烯酸酯单体预乳化液中丙烯酸酯单体重量百分比的65~80%，苯乙烯单体预乳化液中苯乙烯重量百分比为55~70%；

步骤（2）所述的第一引发剂占单体总量0.08~0.2%，步骤（3）第二引发剂占单体总量的0.15~0.5%；

进一步地，丙烯酸酸酯单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸酸异冰片酯、甲基丙烯酸脲基酯中的一种或多种。

进一步地，乳化剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠（AMPS）、1-烯丙氧基-3-（4-壬基苯酚）-2-聚氧乙烯醚硫酸铵（DNS-86）、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚（SN-10）、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵（SE-10）、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵（TX4SA）中一种或多种，打底乳化剂为烷基醇烷氧基化硫酸钠（AS-801）、壬基酚乙氧基硫酸铵（NPES-4）、C12烷基醇乙氧基化硫酸钠盐（AES-4）中一种或多种，打底乳化剂量占乳化剂总量的0.6~6%。

其中第一引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种；第二引发剂为为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种。

步骤（3）中部分丙烯酸酯单体预乳化液占总丙烯酸酯单体预乳液的30~60%，步骤（4）用氨水调节PH值至7-8。

根据本发明的技术方案，最终制得的压敏胶乳液由聚丙烯酸酯软段和聚苯乙烯硬段构成的嵌段结构，软段与硬段的重量百分比为：65%~95%∶5%~35%。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：压敏胶聚合物分子链由聚丙烯酸酯软段和聚苯乙烯硬段构成的嵌段结构，该结构中聚丙烯酸酯链段玻璃化温度低，浸润性好，提供粘附性能，聚苯乙烯链段硬且凭借链段间作用力，提供物理交联点，为压敏胶提供内聚力和持粘力。此压敏胶成本低廉，兼具良好初粘力、持粘力和剥离强度，综合性能突出，耐曲面性佳，可以在曲面标签领域有广泛应用。

具体实施方式

实施例1

步骤（1）称取30份去离子水、0.3份 乳化剂SE-10、0.25份乳化剂TX-4SA加入到预乳化釜中，开启搅拌，加入80份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸异辛酯，搅拌30min得到丙烯酸酯单体预乳化液；称取6份去离子水、0.12份乳化剂SE-10加入到另一预乳化釜中，开启搅拌，加入10份苯乙烯，搅拌30min得到苯乙烯单体预乳化液；

步骤（2）反应釜中加入40份去离子水、0.02份AS-801，升温至65-70℃开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，

加入2.5%丙烯酸酯单体预乳化液，再将0.12份过硫酸铵溶解在3份水中并一次性加入反应釜中，反应30min；

步骤（3）滴加38%丙烯酸酯单体预乳化液，将第二引发剂0.24份过硫酸铵溶解在18份水中，与单体预乳化液同时滴加到反应釜中；滴加完成后保温15min；再滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴加时间3-5h，滴加完成后保温15min，最后滴加剩余59.5%丙烯酯单体乳化液，步骤（4）滴加完成保温1h，降温至45℃，加入氨水调节pH至7，出料得到嵌段型丙烯酸酯压敏胶乳液。

实施例2

步骤（1）称取30份去离子水，0.36份DNS-86、0.24份乳化剂SN-10加入到预乳化釜中，开启搅拌，加入70份丙烯酸丁酯、16份

丙烯酸异辛酯、2份甲基丙烯酸，搅拌30min得到丙烯酸酯单体预乳化液；称取6份去离子水、0.12份乳化剂SE-10加入到另一预乳化釜中，开启搅拌，加入12份苯乙烯，搅拌30min得到苯乙烯单体预乳化液；

步骤（2）反应釜中加入36份去离子水、0.012份乳化剂AES-4，升温至65-70℃开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，加入3.5%丙烯酸酯单体预乳化液，再将0.09份过硫酸铵溶解在3份水中并一次性加入反应釜中，反应30min；

步骤（3）滴加26%丙烯酸酯单体预乳化液，将第二引发剂0.27份过硫酸铵溶解在18份水中，与单体预乳化液同时滴加到反应釜中；滴加完成后保温15min；再滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴加时间3-5h，滴加完成后保温20min，最后滴加剩余70.5%丙烯酸酯单体预乳化液，

步骤（4）滴加完成保温1h，降温至45℃，加入氨水调节pH至7，出料得到嵌段型丙烯酸酯压敏胶乳液。

实施例3

步骤（1）称取30份去离子水、0.3份乳化剂SE-10、0.45份乳化剂AMPS加入到预乳化釜中，开启搅拌，加入70份丙烯酸丁酯、18份丙烯酸异辛酯、2份甲基丙烯酸羟乙酯、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌30min得到丙烯酸酯单体预乳化液；称取6份去离子水、0.09份乳化剂SE-10加入到另一预乳化釜中，开启搅拌，加入8份苯乙烯，搅拌30min得到苯乙烯单体预乳化液；

步骤（2）反应釜中加入45份去离子水、0.018份 NPES-4，升温至65-70℃开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，加入2.5%丙烯酸酯单体预乳化液，再将0.12份过硫酸铵溶解在3份水中并一次性加入反应釜中，反应30min；

步骤（3）滴加50%丙烯酸酯单体预乳化液，将第二引发剂0.24份g过硫酸铵溶解在18份水中，与单体预乳化液同时滴加到反应釜中；滴加完成后保温20min；再滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴加时间3-5h，滴加完成后保温20min，最后滴加剩余47.5%丙烯酸酯单体预乳化液，

步骤（4）滴加完成保温1h，降温至45℃，加入氨水调节pH至7，出料得到嵌段型丙烯酸酯压敏胶乳液。

实施例4

步骤（1）称取27份去离子水、0.24份乳化剂SE-10、0.24份乳化剂SN-10加入到预乳化釜中，开启搅拌，加入42份丙烯酸丁酯、40份丙烯酸异辛酯、1份丙烯酸、2份甲基丙烯酸脲基酯，搅拌30min得到丙烯酸酯单体预乳化液；称取9份去离子水、0.15份乳化剂SE-10加入到另一预乳化釜中，开启搅拌，加入15份苯乙烯，搅拌30min得到苯乙烯单体预乳化液；

步骤（2）反应釜中加入40份去离子水、0.012份乳化剂AS-801，升温至65-70℃开启冷凝回流装置，搅拌升温至80℃，加入3%丙烯酸酯单体预乳化液，再将0.12份过硫酸铵溶解在3份水中并一次性加入反应釜中，反应30min；

步骤（3）滴加32%丙烯酸酯单体预乳化液，将第二引发剂0.3份过硫酸铵溶解在18份水中，与单体预乳化液同时滴加到反应釜中；滴加完成后保温15min；再滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴加时间3-5h,滴加完成后保温20min，最后滴加剩余65%丙烯酸酯单体预乳化液，

步骤（4）滴加完成保温1h，降温至45℃，加入氨水调节pH至7，出料得到嵌段型丙烯酸酯压敏胶乳液。

效果实施例

下面对实施例制备的压敏胶进行相关性能测试。

其中压敏胶性能测试方法如下：

（1）初粘力：按照GB/T4852~2002进行测试，以球号表示初粘性大小。

（2）持粘力：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：用电脑式按照试验机按照GB/T2792~1998进行测试。

（4）90°剥离持粘力：采用企业制定的检测方法进行测试。制备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。

表1嵌段结构丙烯酸酯压敏胶性能测试结果

本发明制备的嵌段结构丙烯酸酯压敏胶综合性能优异，尤其90°剥离持粘力佳，特别适用于对耐曲面性能要求较高的领域，如碱性干电池标签等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它的相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：

（1）将丙烯酸酯单体和苯乙烯单体分别与去离子水、乳化剂混合均匀，充分搅拌乳化分别得到丙烯酸酯单体预乳化液和苯乙烯单体预乳化液;

（2）将去离子水和打底乳化剂搅拌混合均匀，升温至65~70℃，冷凝回流；加入占步骤（1）丙烯酸酯单体预乳液重量0.5~5%丙烯酸酯单体预乳化液，再加入第一引发剂，升温至78~84℃，反应20~40min；

（3）向步骤（2）的乳液中滴加部分丙烯酸酯单体预乳化液，以及第二引发剂，丙烯酸酯单体预乳化液滴完后保温10~30min，然后滴加全部苯乙烯单体预乳化液，滴完后保温10~30min，最后滴加剩余丙烯酸酯单体预乳化液，全部单体预乳化液滴加时间为3~5h；

（4）全部滴完后保温1~2h，然后降温至50℃以下，调节乳液pH值至7~8，出料得到嵌段结构丙烯酸酯压敏胶乳液。

2.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）中按重量比为

丙烯酸酯单体 65~95份

苯乙烯单体 5~35份

去离子水 66~100份

乳化剂 0.4~1.2份。

3.根据权利要求2所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）得到的丙烯酸酯单体预乳化液中丙烯酸酯单体重量百分比为65~80%，苯乙烯单体预乳化液苯乙烯单体重量百分比为55~70%。

4.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于步骤（2）的第一引发剂占单体重量0.08~0.2%，步骤（3）第二引发剂占单体重量的0.15~0.5%。

5.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于所述丙烯酸酸酯单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸酸异冰片酯、甲基丙烯酸脲基酯中的一种或多种；所述乳化剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、1-烯丙氧基-3-（4-壬基苯酚）-2-聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中一种或多种；步骤（2）所述打底乳化剂为烷基醇烷氧基化硫酸钠、壬基酚乙氧基硫酸铵、C12烷基醇乙氧基化硫酸钠盐中一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的打底乳化剂量占乳化剂总量的0.6~6%。

7.根据权利要求4所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于所述的第一引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中一种；第二引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于所述的步骤（3）中部分丙烯酸酯单体预乳化液占总丙烯酸酯单体预乳液重量的30~60%，剩余丙烯酸酯单体预乳化液占总丙烯酸酯单体预乳化液重量的40%~70%。

9.根据权利要求1所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于：所述的步骤（4）用氨水调节PH值至7-8。

10.根据权利要求1或2所述的一种嵌段结构的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法制得的压敏胶乳液，其特征在于所述的乳液由聚丙烯酸酯软段和聚苯乙烯硬段构成的嵌段结构，软段与硬段的重量百分比为65%~95%∶5%~35%。