CN110499126B - 胶黏剂及其制备方法、压敏胶带 - Google Patents

胶黏剂及其制备方法、压敏胶带 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种胶黏剂及其制备方法、压敏胶带。其中，胶黏剂包括如下质量份的各原料组分：第一丙烯酸软单体15‑30份、第二丙烯酸软单体5‑20份、丙烯酸硬单体1‑5份、功能单体1‑5份、引发剂0.2‑0.8份以及溶剂50‑70份，其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。经实验验证，上述胶黏剂具有优异的抗静电性，剥离时不会产生大量静电荷，避免吸附灰尘和造成安全隐患。

Description

胶黏剂及其制备方法、压敏胶带
技术领域
本发明涉及压敏胶带技术领域，特别是涉及一种胶黏剂及其制备方法、压敏胶带。
背景技术
压敏胶带是一种特种胶带，其应用范围非常广泛，其可以用作电子元件、玻璃、不锈钢板、各种合金钢板、塑料原材等制品表面进行粘结和保护。
传统适用于压敏胶带的胶黏剂成分主要为高分子材料，高分子材料大多是优良的电绝缘材料，其表面电阻率很大，易产生大量静电，静电不仅妨碍了正常的生产过程，而且对产品品质造成不利影响，甚至引起火灾、爆炸等安全事故。
发明内容
基于此，有必要针对传统的胶黏剂易产生大量静电的问题，提供一种能够提高抗静电性的新型胶黏剂。
一种胶黏剂，其包括如下质量份的各原料组分：
Figure BDA0002202056680000011
Figure BDA0002202056680000021
其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
在其中一个实施例中，所述丙烯酸硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述功能单体为含有羟基或羧基的丙烯酸功能单体。
在其中一个实施例中，所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述溶剂选自乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
在其中一个实施例中，还包括抗静电剂，所述抗静电剂占所述胶黏剂的质量百分含量为0.2％-0.4％。
经实验验证，上述胶黏剂具有优异的抗静电性，剥离时不会产生大量静电荷，避免吸附灰尘和造成安全隐患。具体而言，上述胶黏剂中添加丙烯酸卡必酯，丙烯酸卡必酯与胶黏剂中的其他组分合理组配，特别是与第一丙烯酸软单体相互组配，使上述胶黏剂具有优异的抗静电性。此外，丙烯酸卡必酯中含有的亲水基团能够提高胶黏剂的抗静电性，丙烯酸卡必酯中含有的乙氧基可以显著提高胶黏剂的抗静电性，进而赋予由上述胶黏剂制成的压敏胶带良好的抗静电效果。
本发明还提供一种本发明中任一项所述的胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
按照相应的质量份称取各原料组分；
将第一丙烯酸软单体、第二丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、功能单体混合得到单体混合物；
向所述单体混合物中分阶段加入引发剂、混匀，其中，向所述单体混合物中分阶段加入引发剂包括如下三个阶段：第一阶段为：向所述单体混合物中加入一部分引发剂，在66℃-67℃的温度下进行反应，反应时间为1h-3h；第二阶段为：向所述单体混合物中继续加入另一部分引发剂，在73℃-75℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h；第三阶段为：向所述单体混合物中继续加入余下的引发剂，在78℃-80℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h；以及
冷却、加入抗静电剂和溶剂，即得胶黏剂。
在其中一个实施例中，在所述第一阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的15％-25％，在所述第二阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的35％-45％。
本发明还提供一种压敏胶带，其包括：
基材层；以及
设于所述基材层一侧表面的胶黏层，所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中提供了一种胶黏剂，其包括如下质量份的各原料组分：
Figure BDA0002202056680000041
其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
进一步地，本发明一实施例中提供了一种胶黏剂，其包括如下质量份的各原料组分：
Figure BDA0002202056680000042
其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
本发明中所述的第一丙烯酸软单体是指玻璃化温度低于-30℃的丙烯酸烷基酯，具体地，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种。
本发明中所述的第二丙烯酸软单体是指玻璃化温度低于-30℃的丙烯酸烷基酯，具体地，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
本发明中所述的丙烯酸硬单体是指玻璃化温度大于-30℃的丙烯酸烷基酯。
在其中一个实施例中，所述丙烯酸硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
本发明中所述的功能单体是指能够提供特定功能基团的单体，其主要作用是提供交联点。
在其中一个实施例中，所述功能单体为含有羟基或羧基的丙烯酸功能单体。
在其中一个实施例中，所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述溶剂选自乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
可以理解，本发明的胶黏剂中可以包括抗静电剂，也可以不包括抗静电剂，如加入抗静电剂，则可以进一步提高胶黏剂的抗静电效果。
在其中一个实施例中，所述胶黏剂还包括抗静电剂，其中，所述抗静电剂占所述胶黏剂的质量百分含量的0.2％-0.4％。相比于传统的胶黏剂中需要加入大量的抗静电剂而言，本发明中的胶黏剂中可以只加入上述少量的抗静电剂即可达到很好的抗静电效果，甚至抗静电效果优于加入大量抗静电剂的传统胶黏剂。
经实验验证，上述胶黏剂具有优异的抗静电性，剥离时不会产生大量静电荷，避免吸附灰尘和造成安全隐患。具体而言，上述胶黏剂中添加丙烯酸卡必酯，丙烯酸卡必酯与胶黏剂中的其他组分合理组配，特别是与第一丙烯酸软单体相互组配，使上述胶黏剂具有优异的抗静电性。此外，丙烯酸卡必酯中含有的亲水基团能够提高胶黏剂的抗静电性，丙烯酸卡必酯中含有的乙氧基可以显著提高胶黏剂的抗静电性，进而赋予由上述胶黏剂制成的压敏胶带良好的抗静电效果。
本发明还提供一种如本发明所述的胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
S1、按照相应的质量份称取各原料组分，即按照如下质量份称取各原料组分：
Figure BDA0002202056680000061
其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
S2、将第一丙烯酸软单体、第二丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、功能单体混合得到单体混合物。
S3、向所述单体混合物中分阶段加入引发剂、混匀，其中，向所述单体混合物中分阶段加入引发剂包括如下三个阶段：
第一阶段为：向所述单体混合物中加入一部分引发剂，在66℃-67℃的温度下进行反应，反应时间为1h-3h；第二阶段为：之后继续加入另一部分引发剂，在73℃-75℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h；第三阶段为：之后加入余下的引发剂，在78℃-80℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h。
在其中一个实施例中，向所述单体混合物中分阶段加入引发剂进行反应过程中，是在保护气体氛围下进行反应，进一步地，是在氮气环境下进行反应。
S4、冷却后加入抗静电剂和溶剂，即得胶黏剂。
在其中一个实施例中，在所述第一阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的15％-25％，在所述第二阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的35％-45％，在所述第三阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的35％-45％。
上述胶黏剂的制备方法的制备方法简单，采用阶段式加入引发剂的方法利于胶黏剂中的各原料组分充分反应，进而得到抗静电性优良的胶黏剂。
本发明还提供一种压敏胶带，其包括基材层以及设于所述基材层一侧表面的胶黏层，其中，所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂。
其中，基材层为胶带的主体结构。进一步地，所述基材层的材料选自双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸丁二酯(PET)中的至少一种。当然可以理解，所述基材层的材料包括但不限于上述材料。
传统的防止压敏胶带中避免静电积累的方法有两种：一种是对聚对苯二甲酸丁二酯(PET)薄膜进行抗静电的涂层处理，得到压敏胶带，另一种是在压敏胶中添加具有抗静电的物质，从而降低表面电阻率。然而这两种方法制备的压敏胶带均具有原料成本高、胶面有大量析出物等缺点，严重影响压敏胶带的品质。
本申请的发明人通过对单体功能性官能团特性的深入研究，从大量的物质中筛选出合适的丙烯酸软单体，又与其他丙烯酸硬单体、功能单体合理组配制备得到抗静电性好的胶黏剂，进而赋予由上述胶黏剂制成的压敏胶带良好的抗静电效果。此外上述胶黏剂的粘性小，赋予由上述胶黏剂制成的压敏胶带较好的剥离力，容易与粘结物表面分离，大大提高了产品品质和安全性。
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯30g，丙烯酸卡必酯5g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
实施例2
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯25g，丙烯酸卡必酯10g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
实施例3
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯20g，丙烯酸卡必酯15g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
实施例4
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯15g，丙烯酸卡必酯20g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
实施例5
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯20g，丙烯酸卡必酯15g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸羟乙酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
对比例1
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯35g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
对比例2
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯33g，丙烯酸卡必酯2g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
对比例3
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸异辛酯33g，丙烯酸丁酯2g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，得到低粘抗静电胶黏剂。
对比例4
一种低粘抗静电胶黏剂的制备方法，其包括如下步骤：
向反应器中投入丙烯酸卡必酯35g，丙烯酸甲酯2g，丙烯酸-4-羟基丁酯2.3g，丙烯酸0.2g，偶氮二异丁腈0.1g，乙酸乙酯60g。搅拌条件下通氮气20min排除反应器内空气，67℃，保持温度反应1.5小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，75℃条件下，保持温度反应3小时；加入偶氮二异丁腈0.2g，80℃条件下，保持温度反应3小时；冷却并加入溶剂，反应无法顺利进行，丙烯酸卡必酯进行自聚反应，无法得到低粘抗静电胶黏剂。
效果实验
实验设计1：
将各实验组的胶黏剂(实施例1-5、对比例1-3)与1.5％异氰酸酯固化剂(MDI)混合，涂布在50μm的聚酯(PET)薄膜上，胶厚10μm，110℃烘烤2min后，制成保护膜，置于55℃电热恒温鼓风干燥箱48小时，测试180°剥离强度。
在测试抗静电保护膜表面电阻率后，再分别放入80℃电热恒温鼓风干燥箱72小时，以及温度为65℃、湿度为95％恒温恒湿箱72小时，取出测试抗静电保护膜表面电阻率，测试环境温度：23±1℃，湿度：50±5％，实验结果见表1。
实验设计2：
将各实验组的胶黏剂(实施例1-5、对比例1-3)与1.5％异氰酸酯固化剂(MDI)和0.3％抗静电剂HN-TAC-16(购置于致德化学)混合，涂布在50μm聚酯(PET)薄膜上，胶厚10μm，110℃烘烤2min后，制成保护膜，置于55℃电热恒温鼓风干燥箱48小时，测试180°剥离强度。
在测试抗静电保护膜表面电阻率后，再分别放入80℃电热恒温鼓风干燥箱72小时，以及温度为65℃、湿度为95％恒温恒湿箱72小时，取出测试抗静电保护膜表面电阻率，测试环境温度：23±1℃、湿度：50±5％，实验结果见表2。
表1
Figure BDA0002202056680000121
表2
Figure BDA0002202056680000122
Figure BDA0002202056680000131
由表1可以看出，第二丙烯酸软单体丙烯酸卡必酯能够与第一丙烯酸软单体相互配合，能够明显提高胶黏剂的抗静电性，具有很好的协同增效功能。对比例1(不含丙烯酸卡必酯)、对比例3(丙烯酸丁酯替换丙烯酸卡必酯)的表面电阻均明显大于各实施例组，抗静电性差，而对比例4(不含第一丙烯酸软单体)中的丙烯酸卡必酯发生自聚反应，无法得到低粘抗静电胶黏剂。对比例2中的第一丙烯酸软单体虽然选择了丙烯酸异辛酯，第二丙烯酸软单体选择了丙烯酸卡必酯，但是两者的比例关系不符合本申请的胶黏剂各原料组分的比例关系，得到的胶黏剂的抗静电性能差。
由表2可以看出，各实施例组只需加入少量的抗静电剂即可实现良好的抗静电性，而对比例组即便加入抗静电剂，其抗静电性能仍未有明显变化。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种胶黏剂，其特征在于，不含抗静电剂，且包括如下质量份的各原料组分：
Figure FDA0003034675030000011
其中，所述第一丙烯酸软单体选自丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种，所述第二丙烯酸软单体为丙烯酸卡必酯。
2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述功能单体为含有羟基或羧基的丙烯酸功能单体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的胶黏剂，其特征在于，所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的胶黏剂，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的胶黏剂，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的胶黏剂，其特征在于，包括如下质量份的各原料组分：
Figure FDA0003034675030000012
Figure FDA0003034675030000021
8.一种权利要求1-7中任一项所述的胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照相应的质量份称取各原料组分；
将第一丙烯酸软单体、第二丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、功能单体混合得到单体混合物；
向所述单体混合物中分阶段加入引发剂、混匀，其中，向所述单体混合物中分阶段加入引发剂包括如下三个阶段：第一阶段为：向所述单体混合物中加入一部分引发剂，在66℃-67℃的温度下进行反应，反应时间为1h-3h；第二阶段为：向所述单体混合物中继续加入另一部分引发剂，在73℃-75℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h；第三阶段为：向所述单体混合物中继续加入余下的引发剂，在78℃-80℃的温度下进行反应，反应时间为2h-4h；以及
冷却、加入溶剂，即得胶黏剂。
9.根据权利要求8所述的胶黏剂的制备方法，其特征在于，在所述第一阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的15％-25％，在所述第二阶段中，加入的引发剂占引发剂总质量百分含量的35％-45％。
10.一种压敏胶带，其特征在于，包括：
基材层；以及
设于所述基材层一侧表面的胶黏层，所述胶黏层的原料包括权利要求1-7任一项所述的胶黏剂或权利要求8-9任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂。
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