CN107987737A - 一种uv压敏胶粘合剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学化工领域，公开了一种UV压敏胶粘合剂及其制备方法和应用。所述UV压敏胶粘合剂含有质量分数50～70％的组分a、质量分数10～20％的组分b和质量分数20～30％的组分c；其中组分a为Tg≤‑40℃，含有枝化烷基和二苯甲酮侧链的聚丙烯酸酯树脂；组分b为侧链含有N、O杂环结构或苯环结构的丙烯酸酯单体；组分c为侧链碳原子数≥8，且含有叔碳原子结构的丙烯酸酯单体。该粘合剂经过UV固化后得到可剥离压敏胶，对玻璃、塑料、金属等具有极佳的附着力，可多次重复使用。
Description
技术领域
本发明属于化学化工领域，特别涉及一种UV压敏胶粘合剂及其制备方法和应用。
背景技术
UV压敏胶以其高效的施工工艺，灵活多变的原料组成，较低的能耗等优点，在胶带、标签等领域使用越来越广泛。常规的压敏胶通常由树脂、活性稀释剂、光引发剂等组成，在UV辐照过程中，由于时间较短，光引发剂难以完全分解，导致未反应的引发剂和活性稀释剂残留在胶膜内部，加大光引发剂的用量可大大减少活性稀释剂的残留，但又会增加光引发剂的残留量，均不利于健康和环保，严重限制了UV压敏胶在食品、医疗等领域的应用。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种UV压敏胶粘合剂。使用含有夺氢型光引发剂侧链的聚丙烯酸酯树脂作为增粘剂，避免了小分子光引发剂残留导致的环保与健康问题，且引发剂的用量可数倍于小分子引发剂，引发效率更高，可大幅度提高活性稀释剂的转化率，对健康和环境无潜在危害，可用于医疗健康等领域，扩展了UV压敏胶的应用领域。
本发明另一目的在于提供一种上述UV压敏胶粘合剂的制备方法。
本发明再一目的在于提供一种上述UV压敏胶粘合剂的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种UV压敏胶粘合剂，所述UV压敏胶粘合剂含有质量分数50～70％的组分a、质量分数10～20％的组分b和质量分数20～30％的组分c；其中组分a为Tg≤-40℃，含有枝化烷基和二苯甲酮侧链的聚丙烯酸酯树脂；组分b为侧链含有N、O杂环结构或苯环结构的丙烯酸酯单体；组分c为侧链碳原子数≥8，且含有叔碳原子结构的丙烯酸酯单体。
所述组分a是以单体b1、单体b2、单体b3和单体b4合成得到的无规共聚物，或者是以单体b1、单体b2和单体b3合成得到的无规共聚物；所述单体b1是以含有枝化烷基侧链的丙烯酸酯单体；所述单体b2是含有二苯甲酮侧链的丙烯酸酯单体和/或含有二苯甲酮侧链的甲基丙烯酸酯单体；所述单体b3是含有功能基团的丙烯酸酯单体和/或含有功能基团的甲基丙烯酸酯单体；所述单体b4是含有碳原子数≤8的直链烷基侧链的丙烯酸酯单体。
所述组分b为丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、2-(1,2-环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯、2-(4-环己烯-1,2二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯、丙烯酸羟丁基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、四氢化糠基甲基丙烯酸酯、苯乙烯、间苯氧基苯甲基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧化苯氧基丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯、丙氧化壬基酚丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯中的一种以上。
所述组分c为丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、异构十三烷基丙烯酸酯、异构十七烷基丙烯酸酯中的一种以上。
所述的单体b1、单体b2、单体b3和单体b4的质量比为(50～80)：(0.5～5)：(9.5～20)：(0～25)。
所述的单体b1优选为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、异构十三烷基丙烯酸酯、异构十七烷基丙烯酸酯中的一种以上。
所述的单体b2优选为2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮、2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯、4-丙烯酰氧基二苯甲酮中的一种以上；
所述的单体b3优选为侧链含有羟基、羧基、环氧、磷酸、磺酸、脲基、氨基结构的丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体中的一种以上，进一步优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、β-羧乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯、甲基丙烯酰氧乙基马来酸单酯、甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐、邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧乙酯、甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸单酯、苯基缩水甘油醚丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯中的一种以上；
所述的单体b4优选为丙烯酸正辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯的一种以上。
所述的无规共聚物的聚合工艺按照以下步骤：将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115～120℃，氮气填充，加入单体b1、单体b2、单体b3、单体b4和过氧化二碳酸二辛酯，115～120℃保温6～6.5小时，得到所述的无规共聚物；或者是将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115～120℃，氮气填充，加入单体b1、单体b2、单体b3和过氧化二碳酸二辛酯，115～120℃保温6～6.5小时，得到所述的无规共聚物。
所述的过氧化二碳酸二辛酯的添加量为单体混合物质量的0.4％～0.7％。
上述的一种UV压敏胶粘合剂在食品或医疗领域中的应用。
本发明的原理是：聚丙烯酸酯无规共聚物由含有枝化烷基侧链的丙烯酸酯单体、含有二苯甲酮侧链(甲基)丙烯酸酯单体、含有功能基团的(甲基)丙烯酸酯单体和/或含有碳原子数≤8的直链烷基侧链的丙烯酸酯单体合成得到，其链段引入了二苯甲酮侧链，二苯甲酮侧链能起到夺氢型光引发剂的作用。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)光引发剂通过化学接枝的方式加入到UV压敏粘合剂中，引发剂的用量可数倍于小分子引发剂，引发效率更高，可大幅度提高活性稀释剂的转化率，避免了小分子光引发剂残留导致的环保与健康问题，应用领域更为广泛。
(2)本发明中的UV压敏粘合剂180°剥离强度大，粘合性能佳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例1-4是关于聚丙烯酸酯无规共聚物的合成：
实施例1
将带有冷凝管的四口烧瓶升温至120℃，氮气填充，加入异构十七烷基丙烯酸酯50g、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮5g、丙烯酸羟乙酯10g、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯10g、丙烯酸正丁酯25g和过氧化二碳酸二辛酯0.4g，在120℃下保温6h，得到所述的聚丙烯酸酯无规共聚物(A1)；产物A1的Tg为-53℃。
实施例2
将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115℃，氮气填充，加入丙烯酸叔丁酯50g、丙烯酸异癸酯30g、2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯0.5g、甲基丙烯酸缩水甘油酯9.5g、丙烯酸乙酯10g和过氧化二碳酸二辛酯0.5g，在115℃下保温6.5h，得到所述的聚丙烯酸酯无规共聚物(A2)；产物A2的Tg为-72℃。
实施例3
将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115℃，氮气填充，加入异构十三烷基丙烯酸酯65g、4-丙烯酰氧基二苯甲酮2.5g、甲基丙烯酰氧乙基马来酸单酯15.5g、丙烯酸辛酯17g和过氧化二碳酸二辛酯0.7g，在115℃下保温6.5h，得到所述的聚丙烯酸酯无规共聚物(A3)；产物A3的Tg为-64℃。
实施例4
将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115℃，氮气填充，加入丙烯酸异辛酯75g、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮5g、甲基丙烯酸羟丙酯20g、过氧化二碳酸二辛酯0.7g，在115℃下保温6.5h，得到所述的聚丙烯酸酯无规共聚物(A4)；产物A4的Tg为-55℃。
以下实施例4-6是关于本发明UV压敏胶粘合剂的制备
实施例5
将50份实施例1制备得到的聚丙烯酸酯无规共聚物(A1)、10份丙烯酰吗啉、10份环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯与15份丙烯酸异辛酯、15份丙烯酸异癸酯混合均匀，得到UV压敏粘合剂(P1)。
实施例6
将70份实施例2制备得到的聚丙烯酸酯无规共聚物(A2)、10份2-(4-环己烯-1,2二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯与20份异构十七烷基丙烯酸酯混合均匀，得到UV压敏粘合剂(P2)。
实施例7
将60份实施例3制备得到的聚丙烯酸酯无规共聚物(A3)、15份2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯与25份异构十三烷基丙烯酸酯混合均匀，得到UV压敏粘合剂(P3)。
实施例8
将61份实施例4制备得到的聚丙烯酸酯无规共聚物(A4)、17份间苯氧基苯甲基丙烯酸酯与22份丙烯酸异辛酯混合均匀，得到UV压敏粘合剂(P4)。
以下是对实施例5-8所得UV压敏胶粘合剂的性能评价
将实施例5-8中制备得到的UV压敏胶粘合剂涂于PET薄膜上，胶层均匀无气泡，上胶厚度为100μm，然后进行光固化。
按照下述方法对上述UV压敏胶粘合剂进行180°剥离强度、初粘力和持粘力性能评价，评价结果如表1所示。
(1)180°剥离强度的测试：按照GB2792-1998，将胶粘剂涂在100μm的PET薄膜上，覆膜PET离型膜，固化后裁成25mm×200mm的标准样条，贴合在1.5mm×40mm×120mm的不锈钢板上，压辊来回延压3次后，放置20min，然后在智能电子拉力试验机上测定其180°剥离强度，剥离速度300mm/min。
(2)初粘力的测试：按照GB/T4582-2002，采用滚球斜坡停止实验法(又称J.Dow法)，即在一斜面(30°)上，将直径不同的一系列带有编号的标准钢球从大到小滚下，滚至斜面板下方放置的胶带，找出其中能够完全停止在胶带上的最大钢球，用钢球的号数N来衡量胶的初粘性能。
(3)持粘力的测试：按照GB/T4851-1998，将胶带切成标准样件(宽25mm，长约100mm)后，贴合在不锈钢板上，裁切余边后，在其下方悬挂1kg的砝码，以胶带脱离钢板的时间表示其持粘力大小。
表1UV压敏胶粘合剂的性能评价
由表1可看出，本发明制备得到的UV压敏粘合剂无需再添加小分子光引发剂即能进行固化，并且180°剥离强度、初粘力和持粘力俱佳。
本发明制备得到的UV压敏粘合剂能应用于对玻璃，金属等基材上，并且由于无残留的小分子引发剂，能应用于食品、医疗等领域中国，拓宽了其的应用范围。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述UV压敏胶粘合剂含有质量分数50～70％的组分a、质量分数10～20％的组分b和质量分数20～30％的组分c；其中组分a为Tg≤-40℃，含有枝化烷基和二苯甲酮侧链的聚丙烯酸酯树脂；组分b为侧链含有N、O杂环结构或苯环结构的丙烯酸酯单体；组分c为侧链碳原子数≥8，且含有叔碳原子结构的丙烯酸酯单体。
2.根据权利要求1所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述组分a是以单体b1、单体b2、单体b3和单体b4合成得到的无规共聚物，或者是以单体b1、单体b2和单体b3合成得到的无规共聚物；所述单体b1是以含有枝化烷基侧链的丙烯酸酯单体；所述单体b2是含有二苯甲酮侧链的丙烯酸酯单体和/或含有二苯甲酮侧链的甲基丙烯酸酯单体；所述单体b3是含有功能基团的丙烯酸酯单体和/或含有功能基团的甲基丙烯酸酯单体；所述单体b4是含有碳原子数≤8的直链烷基侧链的丙烯酸酯单体。
3.根据权利要求1所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述组分b为丙烯酰吗啉、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、2-(1,2-环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯、2-(4-环己烯-1,2二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯、丙烯酸羟丁基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、四氢化糠基甲基丙烯酸酯、苯乙烯、间苯氧基苯甲基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧化苯氧基丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯、丙氧化壬基酚丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述组分c为丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、异构十三烷基丙烯酸酯、异构十七烷基丙烯酸酯中的一种以上。
5.根据权利要求2所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述的单体b1、单体b2、单体b3和单体b4的质量比为(50～80)：(0.5～5)：(9.5～20)：(0～25)。
6.根据权利要求2所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述的单体b1为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、异构十三烷基丙烯酸酯、异构十七烷基丙烯酸酯中的一种以上；
所述的单体b2为2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮、2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯、4-丙烯酰氧基二苯甲酮中的一种以上；
所述的单体b3为侧链含有羟基、羧基、环氧、磷酸、磺酸、脲基、氨基结构的丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体中的一种以上；
所述的单体b4为丙烯酸正辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯的一种以上。
7.根据权利要求6所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述单体b3为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、β-羧乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯、甲基丙烯酰氧乙基马来酸单酯、甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐、邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧乙酯、甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸单酯、苯基缩水甘油醚丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯中的一种以上。
8.根据权利要求2所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述的无规共聚物的聚合工艺按照以下步骤：将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115～120℃，氮气填充，加入单体b1、单体b2、单体b3、单体b4和过氧化二碳酸二辛酯，115～120℃保温6～6.5小时，得到所述的无规共聚物；或者是将带有冷凝管的四口烧瓶升温至115～120℃，氮气填充，加入单体b1、单体b2、单体b3和过氧化二碳酸二辛酯，115～120℃保温6～6.5小时，得到所述的无规共聚物。
9.权利要求8所述的一种UV压敏胶粘合剂，其特征在于：所述的过氧化二碳酸二辛酯的添加量为单体混合物质量的0.4％～0.7％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种UV压敏胶粘合剂在食品或医疗领域中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180504 |