CN109504321B - 一种无溶剂型uv光固化压敏胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无溶剂型UV光固化压敏胶及其制备方法。本发明的无溶剂型UV光固化压敏胶包括A、B两个组分，所述A组分的原料以重量百分比计，包括SIS橡胶10‑25％、硬单体8‑28％、软单体31‑77％、功能单体4‑12％、氟硅单体1‑4％；以及分别占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量的0.1‑0.5％、0.1％‑1％、0.01％‑0.5％、10‑20％的引发剂、光引发剂、分子量调节剂、稀释剂；B组分的原料为增粘树脂，占所述A组分总重量的0.5‑3％。本发明的无溶剂型UV光固化压敏胶污染小、快速固化、耗能低，耐湿热性能好，初黏力大，剥离强度高，性能稳定，能长期使用。

Description

一种无溶剂型UV光固化压敏胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及压敏胶领域，具体涉及一种无溶剂型UV光固化压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶又称不干胶，是一种对压力敏感的胶粘剂，具有“粘之容易，揭去不难，剥而不损”的特点，使用方便，用途广泛。丙烯酸酯类压敏胶因为低毒、透明性好、粘接面广、配方简单等优点，其用量占压敏胶粘剂中的65％以上，成为压敏胶中产量最大的胶种。
UV固化是指体系中的光敏剂在适当波长和强度的紫外光辐照下，形成活性碎片，进而这些活性碎片引发不饱和单体进行聚合、交联等以达到固化的目的。UV固化具有固化速度快、污染少、节能、固化产物性能优异等优点，是一种环境友好的绿色固化技术。在紫外光照射下，该液态体系经过接枝、交联固化而产生所需要的压敏粘接性。紫外光固化压敏胶固化速度快，不含溶剂、无污染，更环保安全；室温固化，能耗低；耐水性及耐热性好。不仅克服了溶剂型压敏胶污染严重，水性压敏胶的耐水性和耗能大，而且也克服了热熔型压敏胶的易老化和不耐高温的特点。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种无溶剂型UV光固化压敏胶、其制备方法。
本发明的无溶剂型UV光固化压敏胶包括A、B两个组分；
所述A组分的原料以重量百分比计，包括：SIS橡胶10-25％、硬单体8-28％、软单体31-77％、功能单体4-12％、氟硅单体1-4％，以及分别占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.1-0.5％、0.1％-1％、0.01％-0.5％、10-20％的引发剂、光引发剂、分子量调节剂、稀释剂；
B组分的原料为增粘树脂，占所述A组分总重量的0.5-3％。
其中，所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯和丙烯酸叔丁酯中的至少一种；
所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯、硬酯酸甲基丙烯酸酯和异癸基甲基丙烯酸酯中的至少一种；
所述功能单体为丙烯酸、衣康酸、2-羧乙基丙烯酸酯和己内酯丙烯酸酯中的至少一种；
所述氟硅单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三甲基硅烷和乙烯基硅烷低聚物中的至少一种；
此外，所述引发剂为过氧化二苯甲酰；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种；
所述分子量调节剂为十二烷基硫醇；
所述稀释剂为乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、(3丙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯和二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯中的至少一种。
此外，所述增粘树脂为酚醛树脂和萜烯树脂中的一种。
本发明还提供一种优选压敏胶，所述A组分的原料以重量百分比计，包括：
SIS橡胶：18％；
硬单体：丙烯酸甲酯12％、丙烯酸-2-苯氧基乙酯6％；
软单体：丙烯酸丁酯30％、丙烯酸异辛酯16％、硬酯酸甲基丙烯酸酯8％；
功能单体：丙烯酸4％、2-羧乙基丙烯酸酯4％；
氟硅单体：乙烯基硅烷低聚物1％、甲基丙烯酸三氟乙酯1％；
引发剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.3％的过氧化二苯甲酰；
光引发剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.5％的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮；
分子量调节剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.03％的十二烷基硫醇；
稀释剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量15％的乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯；
所述B组分的原料占所述A组分1％的萜烯树脂。
本发明还提供一种无溶剂型UV光固化压敏胶的制备方法，其包括下述步骤：
(1)称取硬单体、软单体、功能单体和氟硅单体加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入SIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将引发剂和30％-60％的分子量调节剂混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为0.5-1.5h，反应温度为70-90℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入光引发剂、稀释剂和剩余的分子量调节剂，控制反应温度为75-80℃，反应时间为1h；
(3)加入增粘树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液；
其中，还包括下述步骤：
将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯上涂覆，控制厚度为10～25μm，通过UV光固化机进行UV光固化，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
此外，所述UV光固化吸收波长为300～400nm，固化时间为30～60s，UV辐射剂量为80～200mJ/cm2之间。
本发明的压敏胶一方面引入SIS橡胶，在引发剂作用下形成比较密集的网状结构，使压敏胶具有较强的内聚力强度，且SIS橡胶本身具有一定的柔软性，能够提高丙烯酸酯体系的初黏力；另一方面，通过引入链段较长的丙烯酸的、酯单体、含硅、氟单体以及多官能团稀释剂，不仅使压敏胶具有很高的耐湿热性能，而且进一步提升其内聚强度。因此本发明的产品，不仅具有很强的粘结力、初黏力和耐湿热性能，而且在使用过程中无脱胶情况，性能稳定，能长期使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步阐明本发明的内容，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。
本发明的原料均为市场可得品。作为一种示例，本发明中的一些材料采用如下品牌：SIS橡胶采用上海巨道化工有限公司科腾D1161；酚醛树脂采用上海三连实业有限公司803L；萜烯树脂采用上海正上化工科技有限公司T100。
实施例1
(1)称取4g甲基丙烯酸甲酯、4g丙烯酸叔丁酯、47g丙烯酸丁酯、30g丙烯酸仲丁酯、2g衣康酸、2g己内酯丙烯酸酯和1g甲基丙烯酸六氟丁酯加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入10gSIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将0.1g过氧化二苯甲酰和0.003g(30％)十二烷基硫醇混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为0.5h，反应温度为90℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入0.1g2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、5g(3丙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5g三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯和剩余的0.007g十二烷基硫醇，控制反应温度为80℃，反应时间为1h；
(3)加入0.55g酚醛树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液；
(4)将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)上涂覆，厚度控制在10μm，通过UV光固化机进行UV光固化，吸收波长为300nm，固化时间为30s，UV辐射剂量为80mJ/cm2，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
实施例2
(1)称取28g丙烯酸甲酯、10g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸异辛酯、6g异癸基甲基丙烯酸酯、12g丙烯酸、2g甲基丙烯酸三氟乙酯和2g乙烯基三甲基硅烷加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入25gSIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将0.5g过氧化二苯甲酰和0.3g(60％)十二烷基硫醇混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为1.5h，反应温度为70℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入1g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和20g二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯和剩余的0.2g十二烷基硫醇，控制反应温度为75℃，反应时间为1h；
(3)加入3.65g酚醛树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液；(4)将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)上涂覆，厚度控制在25μm，通过UV光固化机进行UV光固化，吸收波长为400nm，固化时间为60s，UV辐射剂量为200mJ/cm2，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
实施例3
(1)称取12g丙烯酸甲酯、6g丙烯酸-2-苯氧基乙酯、30g丙烯酸丁酯、16g丙烯酸异辛酯、8g硬酯酸甲基丙烯酸酯、4g丙烯酸、4g2-羧乙基丙烯酸酯、1g乙烯基硅烷低聚物和1g甲基丙烯酸三氟乙酯加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入18g SIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将0.3g过氧化二苯甲酰和0.014g(45％)十二烷基硫醇混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为1h，反应温度为80℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入0.5g 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、10g乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、5g季戊四醇三丙烯酸酯和剩余的0.016g十二烷基硫醇，控制反应温度为75℃，反应时间为1h；
(3)加入1.16g萜烯树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液；
(4)将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)上涂覆，厚度控制在20μm，通过UV光固化机进行UV光固化，吸收波长为350nm，固化时间为45s，UV辐射剂量为140mJ/cm2，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
实施例4
(1)称取8g丙烯酸甲酯、27g丙烯酸丁酯、50g丙烯酸异辛酯、2g丙烯酸、2g2-羧乙基丙烯酸酯和1g乙烯基硅烷低聚物加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入10gSIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将0.1g过氧化二苯甲酰和0.005g(50％)十二烷基硫醇混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为0.5h，反应温度为90℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入0.1g 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、10g季戊四醇三丙烯酸酯和剩余的0.005g十二烷基硫醇，控制反应温度为80℃，反应时间为1h；
(3)加入0.55g萜烯树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液；
(4)将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)上涂覆，厚度控制在10μm，通过UV光固化机进行UV光固化，吸收波长为300nm，固化时间为30s，UV辐射剂量为80mJ/cm2，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
实施例5
(1)称取18g丙烯酸甲酯、10g甲基丙烯酸甲酯、31g丙烯酸丁酯、6g 2-羧乙基丙烯酸酯、6g己内酯丙烯酸酯和4g乙烯基三甲基硅烷加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入25gSIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将0.5g过氧化二苯甲酰和0.13g(50％)十二烷基硫醇混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为1.5h，反应温度为70℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入1g 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、20g二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯和剩余的0.13g十二烷基硫醇，控制反应温度为75℃，反应时间为1h；
(3)加入3.65g酚醛树脂，完全溶解后降温出料；
(4)将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)上涂覆，厚度控制在25μm，通过UV光固化机进行UV光固化，吸收波长为400nm，固化时间为60s，UV辐射剂量为200mJ/cm2，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
性能测试：
压敏胶带初黏性试验方法GB/T4852-1984
压敏胶粘带持粘性试验方法GB/T 4851-1998
压敏胶带180°剥离强度试验方法GB/T2792-1998
压敏胶耐湿热测试方法：将熟化后的PE膜贴在手机玻璃屏表面，放入湿热老化箱中，湿热条件为90％RH，50℃，7day。
性能测试如表1所示
表1
Figure BDA0001844976200000091
从实施例的结果可以看出，本发明的无溶剂型UV光固化压敏胶污染小、快速固化、耗能低，而且通过引入不同的光引发剂以及氟硅单体，使得压敏胶的耐湿热性得到提高，初黏力增大，剥离强度高，性能稳定，能长期使用。其中优选实施例3中，压敏胶180o剥离力高达15.6N/25mm，初黏力大，持黏力持续时间长，综合性能最佳。
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)

1.一种无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，所述无溶剂型UV光固化压敏胶包括A、B两个组分；
所述A组分的原料以重量百分比计，包括：SIS橡胶10-25％、硬单体8-28％、软单体31-77％、功能单体4-12％、氟硅单体1-4％，以及分别占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.1-0.5％、0.1％-1％、0.01％-0.5％、10-20％的引发剂、光引发剂、分子量调节剂、稀释剂；
所述B组分的原料为增粘树脂，占所述A组分总重量的0.5-3％；
所述的无溶剂型UV光固化压敏胶的制备方法，包括下述步骤：
(1)称取硬单体、软单体、功能单体和氟硅单体加入圆底烧瓶中，并进行搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入SIS橡胶至完全溶解，在氮气保护下，先将引发剂和30％-60％的分子量调节剂混合均匀后，采用滴加方式缓慢滴加于反应瓶中，控制滴加时间为0.5-1.5h，反应温度为70-90℃；
(2)滴加结束后，保温2h后加入光引发剂、稀释剂和剩余的分子量调节剂，控制反应温度为75-80℃，反应时间为1h；
(3)加入增粘树脂，完全溶解后降温出料，制得压敏胶溶液。
2.根据权利要求1所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯和丙烯酸叔丁酯中的至少一种；
所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯、硬酯酸甲基丙烯酸酯和异癸基甲基丙烯酸酯中的至少一种；
所述功能单体为丙烯酸、衣康酸、2-羧乙基丙烯酸酯和己内酯丙烯酸酯中的至少一种；
所述氟硅单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三甲基硅烷和乙烯基硅烷低聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，所述引发剂为过氧化二苯甲酰；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种；
所述分子量调节剂为十二烷基硫醇；
所述稀释剂为乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、(3丙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯和二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，所述增粘树脂为酚醛树脂和萜烯树脂中的一种。
5.根据权利要求1所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，
所述A组分的原料以重量百分比计，包括：
SIS橡胶：18％；
硬单体：丙烯酸甲酯12％、丙烯酸-2-苯氧基乙酯6％；
软单体：丙烯酸丁酯30％、丙烯酸异辛酯16％、硬酯酸甲基丙烯酸酯8％；
功能单体：丙烯酸4％、2-羧乙基丙烯酸酯4％；
氟硅单体：乙烯基硅烷低聚物1％、甲基丙烯酸三氟乙酯1％；
引发剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.3％的过氧化二苯甲酰；
光引发剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.5％的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮；
分子量调节剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量0.03％的十二烷基硫醇；
稀释剂：占所述SIS橡胶、硬单体、软单体、功能单体、氟硅单体总重量15％的乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯；
所述B组分的原料为占所述A组分总重量1％的萜烯树脂。
6.根据权利要求1所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，还包括下述步骤：
将上述压敏胶溶液在双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯上涂覆，控制厚度为10～25μm，通过UV光固化机进行UV光固化，制得无溶剂型UV光固化压敏胶保护膜。
7.根据权利要求6所述的无溶剂型UV光固化压敏胶，其特征在于，所述UV光固化吸收波长为300～400nm，固化时间为30～60s，UV辐射剂量为80～200mJ/cm2之间。
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