CN111440576A - 一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶及其制备方法。该压敏胶由微胶囊结构聚合物，软链段聚合物，多组分星形高分子聚合物，pH调节剂组成。本发明将微胶囊结构聚合物和多组分星型高分子聚合物引入到水性压敏胶配方中，增强了胶体的稳定性，提高了胶体的内聚力；结合微胶囊结构聚合物的特殊性能，使胶体及其应用产品具备多次可移、粘贴表面不留残胶、内聚力好、通用性强、水性环保等特点，从而产生出各种特殊用途。

Description

一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种具有特殊结构的可移压敏胶及其制备方法，尤其涉及一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶及其制备方法。

背景技术：

压敏胶是一类对压力具有敏感性的胶粘剂。压敏胶粘剂在较小的作用力下就能形成比较牢固的粘接力，它在两物体表面之间形成的粘接力主要是范德华力以及其它极性作用力。因此，粘接面形成后，粘接表面的结构大多没有被破坏，其粘接力能够保持相对较长的时间。

市场上压敏胶产品主要分为溶剂型和水性两大类。溶剂型压敏胶在制备成终端产品后仍含有甲苯、二甲苯和乙酸乙酯等有机溶剂（VOC），因而不宜在室内和无通风的场合使用；水性压敏胶则以水为溶剂，制成终端产品后不含VOC等有害物质，可以在各种对健康和环保有特殊要求的场合使用。

压敏胶从使用功能上可分为永久性胶，可移胶和多次可移胶。永久性胶使用后会在粘贴表面遗留残胶，清理费时费力，容易破坏原有界面，因而只能一次性使用，含有溶剂的压敏胶还会造成二次污染；溶剂型或少数水性可移除胶大多为双组份丙烯酸类压敏胶，常常局限于某个特定的界面或基材，因而其使用范围较小，影响产品大范围普及。国内现有少数丙烯酸类水性可移胶产品，但都普遍存在胶水内聚力差，粘贴表面遗留残胶，稳定性差，不能兼容各种基材和不同界面，并难以达到多次可移等问题。

发明内容：

本发明提供了一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶及其制备方法。通过引入微胶囊结构的聚合物和多组分星型高分子聚合物，得到一种水性绿色环保、多次可移、粘贴表面不留残胶、内聚力好、通用性强的水性多次可移压敏胶。

为了实现上述特性，本发明采用如下技术方案：

一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于包含以下重量份数组分：

组分1：微胶囊结构聚合物 50~85份；

组分2：软链段聚合物 10~30份；

组分3：多组分星形高分子聚合物 5~15份；

组分4：pH调节剂 0.2~2份。

本发明所述的微胶囊结构聚合物是一种具有“核-臂-壳”结构内含高粘性基团的囊状嵌段聚合物，其剖面结构示意图如图1所示。

本发明所述的微胶囊结构聚合物为含有微胶囊状嵌段聚合物的白色乳液，固含量为36%；

本发明所述的软链段聚合物为聚氨酯或丁基丙烯酸酯中的一种或两种。

本发明所述的多组分星形高分子聚合物的结构通式为：

其中n1=4~5,n2=3~39，R选自C1~C12直连烷基，C1~C12支链烷基，取代或未取代的C6~C10芳基，卤素取代C1~C10烷基，COO^-、SO3H^-、H₂PO₄ ^-取代烷基。

本发明所述的pH调节剂为氨水，碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠中的一种或几种。

本发明中一种制备上述水性多次可移压敏胶的方法，其特征在于包括以下具体步骤:

（1）将组分1与组分2倒入反应器中混合，以较低转速（300±100rpm）缓慢均匀分散15min以上；

（2）将组分3和水混合溶解后加入反应器中，继续以较低转速（300±100rpm）缓慢搅拌30min以上；

（3）加入组分4调节乳液pH至9-10，搅拌30min即可。

本发明所述的多组分星型高分子聚合物是一种以多官能团硅氧环状类化合物为核体，以多组分长链聚合物为支链的两亲性高分子。将其应用于胶体乳液的配方中，其两亲性高分子聚合物长臂末端的功能性基团可以与聚丙烯酸酯类乳胶粒相互作用，形成多种可逆的物理交联网络，从而增强流体的流变稳定性，改变了胶体乳液的黏度随固含量改变而大起大落的特性；在胶体水分大部分去除后，两亲性高分子上亲油性核心和外臂功能性基团占据压敏胶的表面，改善了胶体在各种惰性介质表面（如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等）的粘着力，又可减少胶体表面极性基团的单位数量从而调节胶体对粘贴表面（家具，各种塑料平面，玻璃，皮革，涂过乳胶漆的墙面，等等）的剥离强度，使胶体具备移除时不留残胶的特性。

本发明所述的微胶囊结构聚合物是具有“核-外臂-壳”三层结构的微米软性乳胶粒，其中心是由疏水性单体聚合并交联而形成的“核”。在核的外表面接枝大量含有强极性基团高分子柔性亲水性长链，从而形成“外臂”。在每个外臂的末端连接着一定分子量的疏水性链段，且这些疏水性末端通过范德华力相互吸引，形成半开放的“壳”，起到保护内部外臂上的极性基团的作用。在外界压力作用下，由各疏水链段组成的壳，将会打开，暴露出内部含有大量强极性基团的柔性外臂，并与界面形成粘贴作用；而当外力撤去后，上述含有大量强极性基团的外臂将收缩回“壳”内，从而将极性基团保护起来。当微胶囊结构聚合物和软链段聚合物以及多组分星形高分子聚合物混合后，压敏胶体系的粘性可以由微胶囊结构聚合物与软链段聚合物的相对比例来调节。从微观结构上看，被微胶囊结构聚合物占据的区域属于高粘区，而被软链段聚合物占据的区域属于低粘区，借助自身这种高粘-低粘交替的微观结构，赋予了胶层多次可移的功能。

本发明的创新点与有益效果：

传统的可移压敏胶，绝大多数是采用微球胶技术，即在压敏胶体系中引入有机或无机的硬质微球，使得被微球占据的区域形成微观凸起，微球与微球之间的间隙则形成了微观的凹陷。当压敏胶与被粘贴界面粘合时，凸起部分能够与粘贴表面充分接触，形成高粘区，而凹陷部分仅能部分或不与粘贴表面接触，形成低粘区。借助上述这种高粘-低粘交替的微观结果，赋予压敏胶可移特性。然而，硬质微球的加入在一定程度上降低了压敏胶胶层的柔韧性和可变形性，导致传统可移压敏胶在粘贴较粗糙界面时，容易由于有效粘贴面积过小而出现脱落失效的现象，其通用性受到了极大的限制。此外，传统可移胶胶层中的粘性基团始终处于裸露状态，在存放过程中极易吸附空气中的粉尘而失去粘性，因而只能做到可移，而难以实现多次可移。

如前文所述，本发明所提供的是一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其技术关键在于在压敏胶体系中引入具有特殊三层结构的软质微胶囊微粒。软质微胶囊的加入，不仅能够使胶层形成高粘-低粘交替排列的微观结构以获得可移特性，而且最大程度的保留的压敏胶胶层的柔韧性和可变形性，使得这种压敏胶在粘贴较粗糙结构时，仍能够通过胶层的大幅度变形实现与粘贴界面的充分接触，防止产品脱落。另一方面，在无外界压力作用下（即存放条件下），软质微胶囊外部的壳将会闭合，将内部外臂上的粘性基团保护起来，因而使得此种压敏胶能够实现多次反复使用。

附图说明：

图1为微胶囊结构聚合物的剖面结构示意图

具体实施方式：

本发明提供了一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶的制备方法，该压敏胶解决了现有的溶剂型压敏胶环境友好性较差，而水性丙烯酸酯压敏胶性能较差的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

1.水性可移压敏胶重量组分：

组分1：微胶囊结构聚合物 50份；

组分2：软链段聚合物 30份；

组分3：多组分星形高分子聚合物15份；；

组分4：氨水 0.2份。

2.压敏胶的制备步骤：

取30份软链段聚合物于反应器中，加入50份微胶囊结构聚合物，用搅拌器以300rpm转速缓慢搅拌20min，使乳液均匀混合。加入15份多组分星形高分子聚合物和14.6份水混合后继续搅拌30min，最后将0.2份氨水加入乳液中继续搅拌30min，得到含微胶囊的水性多次可移压敏胶成品。

实施例2：

1.水性可移压敏胶重量组分：

组分1：微胶囊结构聚合物 70份；

组分2：软链段聚合物 20份；

组分3：多组分星形高分子聚合物 10份；

组分4：氨水 0.2份。

2.压敏胶的制备步骤：

同实施例1的制备方法得到多次可移压敏胶。

实施例3：

1.水性可移压敏胶重量组分：

组分1：微胶囊结构聚合物 85份；

组分2：软链段聚合物 10份；

组分3：多组分星形高分子聚合物 5份；

组分4：氨水 0.2份。

2.压敏胶的制备步骤：

同实施例1的制备方法得到多次可移压敏胶。

对比例1：

为了充分说明本发明的有益效果，选取市售某化工厂型号为1008-55A 的OPP水性丙烯酸酯压敏胶带作为对比例，与本发明实施例进行部分性能的对比。

实施例1-3与对比例所制备的压敏胶带性能测试如表1所示：

表1：

初粘力（gf）

剥离力（gf）

持粘性（h）

可移次数（次）

可移时间

残胶

对比例1

578.96

412.77

≥100h

8

2h

有

实施例1

542.42

227.23

0.3

≥100

≥10周

无

实施例2

647.1

276.85

0.37

≥100

≥8周

无

实施例3

652.48

342.72

0.52

≥100

≥7周

无

表1说明：

可移胶带的制备方法：用80μm线棒涂布器将制得的含微胶囊的水性多次可移压敏胶涂附于PET膜上，于105°C烘箱中烘5分钟，取出降温，覆盖上离型纸，即得到多次可移压敏胶胶带；

初粘力测试方法使用：GBT 31125-2014 胶带初粘性试验方法环形法方法B；

剥离力测试方法使用：GB/T 2792-2014胶粘带剥离强度的试验方法方法1；

持粘性测试方法使用：GB/T 4851-2014 胶粘带持粘性的试验方法方法A；

可移次数测试以粘黏力明显下降或出现残胶为终点；

可移时间以出现残胶为终点。

测试结果表明：本发明制备的水性可移压敏胶相对于市售丙烯酸酯压敏胶，在保持类似初粘力的同时，剥离力更小，具有远大于普通丙烯酸酯胶的可移次数与可移时间；同时由于其安全环保，在墙纸，标签，包装等领域，拥有更高的实用价值。

Claims (6)

1.一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于包含以下重量份数组分：

组分1：微胶囊结构聚合物 50~85份；

组分2：软链段聚合物 10~30份；

组分3：多组分星形高分子聚合物 5~15份；

组分4：pH调节剂 0.2~2份。

2.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于所述的微胶囊结构聚合物为具有“核-臂-壳”结构，内含高粘性基团的囊状嵌段聚合物。

3.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于所述的软链段聚合物为聚氨酯或丁基丙烯酸酯中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于所述的多组分星形高分子聚合物的结构通式为：

其中n1=4~5,n2=3~39，R选自C1~C12直连烷基，C1~C12支链烷基，取代或未取代的C6~C10芳基，卤素取代C1~C10烷基，COO^-、SO₃H^-、H₂PO₄ ^-、OH^-、NH₂、SO₃ ^-取代烷基。

5.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶，其特征在于所述的pH调节剂为氨水，碳酸钠，碳酸氢钠，氢氧化钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种含有微胶囊的水性多次可移压敏胶的制备方法，其特征在于包含以下具体步骤：

（1）将组分1与组分2倒入反应器中混合，以较低转速（300±100rpm）缓慢均匀分散15min以上；

（2）将组分3和水混合溶解后加入反应器中，继续以较低转速（300±100rpm）缓慢搅拌30min以上；

（3）加入组分4调节乳液pH至9-10，搅拌30min即可。

Images