CN111040668B - 一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明的橡胶压敏胶，包括以下重量百分比的原料制备而成：塑炼橡胶13～18％，增粘剂20～28％，合成橡胶12～18％，交联剂1.2～3.5％，溶剂35～47％；所述塑炼橡胶包括以下重量百分比的原料制备而成：天然橡胶68～80％，软化剂15～21％，促进剂0.35～1％，硫化剂1～3％，防老剂2.5～5％，紫外线吸收剂1～3％。本发明的橡胶型压敏胶对聚乙烯薄膜具有良好的附着力，能够实现初粘力、剥离强度和内聚力的良好平衡。

Description

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶及其制备方法。

背景技术

保护膜是一类贴在各类板材表面的保护纸，其具有黏结、装饰、保护、固定等作用。保护膜可以分为涂胶型和非涂胶型。涂胶型保护膜由基材层和压敏胶层组成，基材层采用PE、PP等高分子材料制作而成；非涂胶型由多层高分子材料叠加而成，其内层一般具有自粘性。一卷完整的胶带产品，需经过吹膜或流延制成基材，再将压敏胶水涂布于基材上烘干，最后收卷、切边、包装得到成品。

橡胶型压敏胶是一种特殊的胶黏剂，只需施加轻度压力即能达到黏接目的，无需借助溶剂、加热或其它手段进行黏接。现有的橡胶型压敏胶在聚乙烯薄膜表面的附着力较差，而且撕去后容易在板材上有残留。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，该橡胶型压敏胶对聚乙烯薄膜具有良好的附着力，能够实现初粘力、剥离强度和内聚力的良好平衡。

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，包括以下重量百分比的原料制备而成：

所述塑炼橡胶包括以下重量百分比的原料制备而成：

上述橡胶压敏胶，以上各原料混合，赋予橡胶压敏胶良好的初粘力、玻璃强度和内聚力。

其中，增粘剂的添加使压敏胶对被粘物表面产生初粘力和剥离强度，改善压敏胶的润湿和渗透性能，提高初粘效果和粘结力。若其用量太少，则压敏胶的粘结力过低，聚乙烯保护膜不能牢牢贴覆在被粘物上；若其用量太大，则会导致相分离，影响压敏胶的性能。

合成橡胶是组成橡胶型压敏胶的主体聚合物，赋予压敏胶黏弹性、内聚强度和耐介质等性能。若其用量太少，则压敏胶的内聚力过低，聚乙烯保护膜从板材撕开后容易出现残胶；若其用量太大，则压敏胶的粘度过高，导致涂布操作时难以流平。

交联剂用于合成橡胶分子之间的交联，使橡胶具有良好的内聚强度。若其用量太少，压敏胶的耐热性能不优越；若其用量太大，则橡胶分子量过大，从而导致橡胶难以分散于溶剂中。

溶剂用主要用于溶胀橡胶，使各种助剂能很好地分散在橡胶中；同时能提供喷涂、刮涂工艺的可操作性。若其用量过小，则压敏胶粘度过大，难以在聚乙烯保护膜上流平；若其用量过大，则对环境造成不必要的污染。

塑炼橡胶是压敏胶的重要成份，若其用量太少，压敏胶的持粘力太差，应用于聚乙烯保护膜容易残胶；若其用量太大，则压敏胶的初粘力较差。

软化剂用于减弱橡胶分子之间的作用力，使胶黏剂具有良好的流动性。若其用量太少，压敏胶的流动性太差，涂布操作时胶黏剂难以在PE薄膜上流平；若其用量太大，则压敏胶的粘结力会过低，从而导致薄膜的贴附性能达不到要求。

促进剂用于加快橡胶的硫化速度，从而减少硫化机用量和能耗，并且使硫化温度的条件降低，从而使硫化过程更充分。若其用量太少，橡胶硫化不充分，导致压敏胶粘力波动范围大；若其用量太大，则促进剂会析出于胶面上造成喷霜现象。

硫化剂用于橡胶分子之间的交联，使橡胶具有良好的内聚强度。若其用量太少，压敏胶的内聚强度过低，胶带贴在基材上撕开后容易脱胶；若其用量太大，则橡胶分子量过大，从而导致橡胶难以分散于溶剂中。

防老剂用于防止因橡胶中不饱和基团被空气氧化降解而失去压敏特性，可显著改善天然橡胶型压敏胶的热氧老化性能。若其用量太少，压敏胶的耐用性过低；若其用量太大，则防老剂会析出于胶面上造成喷霜现象。

紫外线吸收剂用于延长在日照下光老化使橡胶分解的过程，可显著改善天然橡胶型压敏胶的光老化性能。若其用量太少，压敏胶的耐用性过低；若其用量太大，则紫外线吸收剂会析出于胶面上造成喷霜现象。

优选地，所述聚乙烯保护膜用橡胶型压敏胶包括以下重量百分比的组分：

更优选地，所述聚乙烯保护膜用橡胶型压敏胶包括以下重量百分比的组分：

优选地，所述塑炼橡胶包括以下重量百分比的组分：

更优地，所述塑炼橡胶包括以下重量百分比的组分：

在其中一个实施例中，所述增粘剂选自：萜烯树脂、松香、氢化松香、松香酯、氢化松香酯、石油树脂中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述合成橡胶选自：丁苯橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述交联剂选自：多异氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述溶剂选自：甲苯、丙酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述软化剂选自：环烷油、芳烃油、煤焦油、松焦油中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述促进剂选自：TMTD、促进剂M中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述硫化剂选自：硫磺、活性氧化锌、过氧化双2,4-二氯苯甲酰中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述防老剂选自：硫代二丙酸双月桂酯、抗氧剂2246、防老剂4020、抗氧剂1076中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述紫外线吸收剂选自：紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-326中的一种或两种以上。

本发明一方面还提供一种上述聚乙烯膜用橡胶压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

塑炼：将天然橡胶切块，剪切、挤压，得塑炼胶；

混炼：将软化剂、促进剂、防老剂、紫外线吸收剂和部分塑炼胶混合，混炼，加入硫化剂和剩余塑炼胶，继续混炼，得混炼橡胶；

泡胶：将混炼橡胶和溶剂混合均匀，得溶胀橡胶；

调剂：将溶胀橡胶、增粘剂、合成橡胶、交联剂混合均匀，即得聚乙烯膜用橡胶压敏胶。

在其中一个实施例中，所述塑炼步骤具体为：将天然橡胶切成橡胶块，放置于开炼机两个辊筒之间，辊筒转动对橡胶块进行摩擦、剪切、挤压，得塑炼胶；优选地，辊筒转速不同，橡胶块辊筒之间被摩擦、剪切、挤压，使橡胶块分子量和粘度降低；

所述混炼步骤具体为：将软化剂、促进剂、防老剂、紫外线吸收剂和50％～70％的塑炼胶混合，于开炼机中混炼20～30min，加入硫化剂和剩余塑炼胶，继续混炼8～12min，得混炼橡胶；

所述泡胶步骤具体为：将混炼橡胶和溶剂混合，开启机械搅拌，搅拌5～7h，得溶胀橡胶；

所述调剂步骤具体为：将溶胀橡胶、增粘剂、合成橡胶、交联剂混合，开启机械搅拌，搅拌2～4h，即得聚乙烯膜用橡胶压敏胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的橡胶型压敏胶，其粘度大，对聚乙烯薄膜具有良好的附着力，能够实现初粘力、剥离强度和内聚力的良好平衡，而且还具有优异的耐高温、抗紫外线效果。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合较佳的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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。

实施例1

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将45kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将25kg塑炼胶与10kg环烷油、0.3kg TMTD、1kg硫代二丙酸双月桂酯、1kg抗氧剂2246和1kg紫外线吸收剂UV-531混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.3kg硫磺、0.3kg活性氧化锌、0.4kg过氧化双2,4-二氯苯甲酰加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入172g甲苯，将60g混炼橡胶加入烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入100g萜烯树脂、60g丁苯橡胶、8g多异氰酸酯继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

实施例2

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将47kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将27kg得塑炼胶与11kg环烷油、0.4kgTMTD、1.2kg硫代二丙酸双月桂酯、1.2kg抗氧剂2246和1.3kg紫外线吸收剂UV-531混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.4kg硫磺、0.4kg活性氧化锌、0.5kg过氧化双2,4-二氯苯甲酰加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入175g甲苯，将64g混炼橡胶加入三口烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入96g萜烯树脂、58g丁苯橡胶、8.5g多异氰酸酯继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

实施例3

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将48kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将28kg塑炼胶与11kg环烷油、0.5kgTMTD、1.5kg硫代二丙酸双月桂酯、1kg抗氧剂2246和1.5kg紫外线吸收剂UV-531混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.3kg硫磺、0.5kg活性氧化锌、0.4kg过氧化双2,4-二氯苯甲酰加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入173g甲苯，将65g混炼橡胶加入三口烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入98g萜烯树脂、62g丁苯橡胶、9g多异氰酸酯继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

实施例4

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将46kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将26kg塑炼胶与12kg环烷油、0.4kgTMTD、1.4kg硫代二丙酸双月桂酯、1.2kg抗氧剂2246和1.4kg紫外线吸收剂UV-531混炼21min，然后将剩下20kg塑炼胶与0.5kg硫磺、0.5kg活性氧化锌、0.4kg过氧化双2,4-二氯苯甲酰加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入175g甲苯，将63g混炼橡胶加入三口烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入100g萜烯树脂、60g丁苯橡胶、8.5g多异氰酸酯继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

实施例5

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将47kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将27kg塑炼胶与12kg环烷油、0.3kgTMTD、1kg硫代二丙酸双月桂酯、1.5kg抗氧剂2246和1.4kg紫外线吸收剂UV-531混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.5kg硫磺、0.4kg活性氧化锌、0.4kg过氧化双2,4-二氯苯甲酰加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入174g甲苯，将62g混炼橡胶加入三口烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入97g萜烯树脂、61g丁苯橡胶、9g多异氰酸酯继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

对比例1

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将45kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将25kg塑炼胶与10kg硬脂酸、0.3kg促进剂BZ、1kg抗氧剂2246混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.3kg硫磺、0.3kg氧化锌加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入112g甲苯，将60g混炼橡胶加入烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入100g萜烯树脂继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

对比例2

一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，通过以下方法制备得到：

1、橡胶的塑炼

将47kg天然橡胶于开炼机中塑炼30min，得塑炼胶。

2、橡胶的混炼

将27kg得塑炼胶与11kg硬脂酸、0.4kg促进剂BZ、1.2kg抗氧剂2246混炼21min，然后将剩下的20kg塑炼胶与0.4kg硫磺、0.4kg氧化锌加入开炼机中混炼9min，出片，即得混炼橡胶。

3、泡胶

向装有搅拌器、回流管和温度计的三口烧瓶中加入117g甲苯，将64g混炼橡胶加入三口烧瓶中，以200r/min的转速搅拌6h。

4、调剂

向步骤3的三口烧瓶中加入96g萜烯树脂继续以200r/min的转速搅拌3h，出料。

实验例1

将实施例和对比例的橡胶压敏胶分别均匀地涂布于厚度为70μm经过电晕处理的聚乙烯薄膜上，上胶量约为10g/m²，然后在80℃烘箱中烘烤5min，按照以下测试方法测试压敏胶的各项性能技术指标：

(1)初粘性：按照GB/T 4852-2002的斜面滚球法，使用斜面滚球法初粘性测试仪来进行测试；球号越大，说明初粘性越好；

(2)180°剥离强度：按照GB/T 2792-2014，使用桌上型拉力试验机来进行测试；

(3)持粘性：按照GB/T 4851-2014，使用胶带保持力试验机来进行测试。

测试结果如下表1所示：

表1.性能测试结果

从表1可以看出，本发明实施例的橡胶压敏胶初粘力、剥离强度、持粘性好。

实验例2

将实施例和对比例的橡胶压敏胶分别均匀地涂布于厚度为70μm经过电晕处理的聚乙烯薄膜上，烘干后将制得的聚乙烯保护膜贴在8K不锈钢板基材表面，室温下放置3个月后撕去该保护膜时，实施例1-5均无压敏胶残留在基材表面，对比例1的压敏胶大量残留在基材表面。

将实施例和对比例的橡胶压敏胶分别均匀地涂布于厚度为70μm经过电晕处理的聚乙烯薄膜上，烘干后将制得的聚乙烯保护膜贴在8K不锈钢板基材表面，放置于100℃烘箱中24h，拿出板材撕开薄膜后观察板面，实施例1-5均无压敏胶残留在基材表面，对比例1的压敏胶大量残留在基材表面。

将实施例和对比例的橡胶型压敏胶分别均匀涂布于厚度为70μm经过电晕处理的聚乙烯薄膜上，烘干后将制得的聚乙烯保护膜贴在8K不锈钢板基材表面，放置于紫外线耐候测试仪中24h，实施例1-5均无压敏胶残留在基材表面，对比例1的压敏胶大量残留在基材表面。

以上测试结果表明，本发明实施例的橡胶压敏胶对聚乙烯薄膜具有良好的附着力，撕开后不易有残留。

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 (2)

1.一种聚乙烯膜用橡胶压敏胶，其特征在于，包括以下重量百分比的原料制备而成：

所述塑炼橡胶包括以下重量百分比的原料制备而成：

所述增粘剂选自：萜烯树脂；所述合成橡胶选自：丁苯橡胶；所述交联剂选自：多异氰酸酯；所述溶剂选自：甲苯；

所述软化剂选自：环烷油；所述促进剂选自：TMTD；所述硫化剂选自：硫磺、活性氧化锌、过氧化双2,4-二氯苯甲酰中的三种；所述防老剂选自：硫代二丙酸双月桂酯、抗氧剂2246中的两种；所述紫外线吸收剂选自：紫外线吸收剂UV-531；

所述聚乙烯膜用橡胶压敏胶的制备方法如下：

塑炼：将天然橡胶切块，剪切、挤压，得塑炼胶；

混炼：将软化剂、促进剂、防老剂、紫外线吸收剂和部分塑炼胶混合，混炼，加入硫化剂和剩余塑炼胶，继续混炼，得混炼橡胶；

泡胶：将混炼橡胶和溶剂混合均匀，得溶胀橡胶；

调剂：将溶胀橡胶、增粘剂、合成橡胶、交联剂混合均匀，即得聚乙烯膜用橡胶压敏胶。

2.根据权利要求1所述的聚乙烯膜用橡胶压敏胶，其特征在于，所述塑炼步骤具体为：将天然橡胶切成橡胶块，放置于开炼机两个辊筒之间，辊筒转动对橡胶块进行摩擦、剪切、挤压，得塑炼胶；

所述混炼步骤具体为：将软化剂、促进剂、防老剂、紫外线吸收剂和50％～70％的塑炼胶混合，于开炼机中混炼20～30min，加入硫化剂和剩余塑炼胶，继续混炼8～12min，得混炼橡胶；

所述泡胶步骤具体为：将混炼橡胶和溶剂混合，开启机械搅拌，搅拌5～7h，得溶胀橡胶；

所述调剂步骤具体为：将溶胀橡胶、增粘剂、合成橡胶、交联剂混合，开启机械搅拌，搅拌2～4h，即得聚乙烯膜用橡胶压敏胶。