CN112724887A - 一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法 - Google Patents

一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法，所述压敏胶乳液，按重量份计，包括丙烯酸酯软单体100~120份、丙烯酸酯硬单体2~7份、极性单体2~4份、功能性单体1~3份、特种单体2~5份、反应性阴离子乳化剂0.1~1.5份、反应性非离子乳化剂0.1~1份、阴离子乳化剂0.5~2份、引发剂0.3~1.2份、氧化剂0.01~0.25份、还原剂0.02~0.45份、消泡剂0.01~0.06份、润湿剂0.01~0.05份、去离子水100~200份、pH值调节剂0.2~6份，所述压敏胶乳液不含有机溶剂，绿色无污染，并且对低表面能材料具有突出的粘结性能以及良好的耐水性能。

Description

一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其 制备方法
技术领域
本发明涉及压敏胶技术领域，尤其是一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法。
背景技术
随着新材料的开发，其使用范围愈发广泛，比如高性能塑料，在汽车、电子、航空、日用品等领域都有应用。但高性能塑料大多是低表面能的材料，如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）。低表面能的材料在使用和运输过程中多会用到保护膜进行过程保护以防划伤、污染。水性丙烯酸压敏胶乳液作为保护膜中常用的胶黏剂，对金属、玻璃等高表面能的材料具有优良的粘结性能，但对诸如PP或PE这些低表面能材料的粘结性能则不甚理想，容易在使用过程中出现失粘脱落等现象，给下游产品的使用造成一定的隐患。因此需要一种对低表面能材料具有优良粘结性能的水性丙烯酸压敏胶乳液。
发明内容
本发明的目的是要提供一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，按重量份计，包括：丙烯酸酯软单体100~200份、丙烯酸酯硬单体2~7份、极性单体2~4份、功能性单体1~3份、特种单体2~5份、反应性阴离子乳化剂0.1~1.5份、反应性非离子乳化剂0.1~1份、阴离子乳化剂0.5~2份、引发剂0.3~1.2份、氧化剂0.01~0.25份、还原剂0.02~0.45份、消泡剂0.01~0.06份、润湿剂0.01~0.05份、去离子水100~200份、pH值调节剂0.2~6份。具体地，极性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种的组合，功能性单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟丁酯的一种或多种的组合，特种单体为丙烯酸环己酯、丙烯酸酚氧羟乙酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的一种或多种的组合。
进一步地，丙烯酸酯软单体是丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯中的一种或多种的组合；
丙烯酸酯硬单体是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种的组合；
反应性阴离子乳化剂为烯丙基醚类磺酸钠；
反应性非离子乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚；
阴离子乳化剂为月桂醇硫酸酯钠盐；
氧化剂为叔丁基过氧化氢；
还原剂为吊白块；
润湿剂是琥珀酸二辛基磺酸钠；
引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；
pH 调节剂为氨水；
消泡剂是矿物油类或聚醚改性有机硅类中的一种或两种的组合。
具体地，本发明通过引入了含有特殊化学结构的丙烯酸酯类单体，促进了压敏胶高分子聚合物对低表面能材料的润湿性，从而改善丙烯酸压敏胶乳液对低表面能材料的粘结性能。
在此基础上，本发明还提供了一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，包括以下具体步骤：
①将0.1~1.5份反应性阴离子乳化剂、0.1~1份反应性非离子乳化剂、0.5~2份阴离子乳化剂加入50~100份去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，加入100~120份丙烯酸酯软单体、2~7份丙烯酸酯硬单体、2~4份极性单体、1~3份功能性单体，搅拌40~45min，制得预乳化液B；
②在0.2~1份引发剂中加入20~30份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的1~10%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40~60%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
④在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入2~5份特种单体并搅拌15~20min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.01~0.25份氧化剂、0.02~0.45份还原剂，保温20~40min后降温；
⑤温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.01~0.06份消泡剂、0.01~0.05份润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料，即得到低表面能的水用丙烯酸酯压敏胶乳液。
其中，步骤①、步骤④中所述搅拌的速度为800~1500r/min。
由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：
本发明的低表面能保护膜的水性丙烯酸酯压敏胶乳液不含有机溶剂，绿色无污染，并且对低表面能材料具有突出的粘结性能以及良好的耐水性能。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
①将0.5g烯丙基聚氧乙烯醚磺酸钠、0.2g烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、1.0g月桂醇硫酸酯钠加入80g去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，42g丙烯酸丁酯、60g丙烯酸异辛酯、2g甲基丙烯酸、2.5g丙烯酸羟丁酯、3g丙烯酸甲酯，以800r/min的速度搅拌45min，制得预乳化液B；
②在0.55g引发剂中加入20g份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的3%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
④在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入3g丙烯酸环己酯并以800r/min的速度搅拌15min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.08g氧化剂、0.1g还原剂，保温20~40min后降温；
⑤待温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.06g消泡剂、0.05g润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料。
实施例2
①将0.5g烯丙基聚氧乙烯醚磺酸钠、0.2g烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、1.0g月桂醇硫酸酯钠加入80g去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，42g丙烯酸丁酯、60g丙烯酸异辛酯、2g甲基丙烯酸、2.5g丙烯酸羟丁酯、3g丙烯酸甲酯，以800r/min的速度搅拌45min，制得预乳化液B；
②在0.55g引发剂中加入20g份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的3%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
④在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入2.5g丙烯酸环己酯并以800r/min的速度搅拌15min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.08g氧化剂、0.1g还原剂，保温20~40min后降温；
⑤待温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.06g消泡剂、0.05g润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料。
实施例3
①0.5g烯丙基聚氧乙烯醚磺酸钠、0.2g烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、1.0g月桂醇硫酸酯钠加入80g去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，42g丙烯酸丁酯、62g丙烯酸异辛酯、2g甲基丙烯酸、2.5g丙烯酸羟丁酯、3g丙烯酸甲酯，以800r/min的速度搅拌45min，制得预乳化液B；
②在0.55g引发剂中加入20g份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的3%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
④在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入3g丙烯酸环己酯并以800r/min的速度搅拌15min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.08g氧化剂、0.1g还原剂，保温20~40min后降温；
⑤待温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.06g消泡剂、0.05g润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料。
实施例4
0.5g烯丙基聚氧乙烯醚磺酸钠、0.2g烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚、1.0g月桂醇硫酸酯钠加入80g去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，40g丙烯酸丁酯、60g丙烯酸异辛酯、2g甲基丙烯酸、2.5g丙烯酸羟丁酯、3g丙烯酸甲酯，以800r/min的速度搅拌45min，制得预乳化液B；
在0.55g引发剂中加入20g去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的3%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入3g丙烯酸环己酯并以800r/min的速度搅拌15min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.08g氧化剂、0.1g还原剂，保温20~40min后降温；
⑤待温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.06g消泡剂、0.05g润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料。
将上述实施例1~4制得的胶液分别取一部分称重并加胶液量的0.5%水性氮丙啶固化剂后充分搅拌，然后将其用直径1.5cm的玻璃棒涂布在PP膜上，将其厚度控制在10um，在80℃固化5min，取出后制样测试；同时取市售的未加入本配方关键组分的同类型胶液以相同方法制样，作为对比例1进行测试。
测试方法：采用聚乙烯塑料板为粘结对象，初粘力按GB/T 4852-2002 标准，剥离力按GB/T 2792-2014标准，持粘性按照GB/T4851-2014标准，分别进行制样测试。
所得测试结果如下表1：
Figure 846275DEST_PATH_IMAGE001
表1
对比实施例1、2的测试结果看出：在本发明配方的范围内，改变关键组分的重量，不改变其他组分的重量，初粘力和剥离力的测试结果随之显著改变。
对比实施例3、4的测试结果看出：在本发明配方的范围内，不改变关键组分的重量，仅改变其他组分的重量，初粘力和剥离力的测试结果随之轻微改变。
对比实施例1~4和对比例1的测试结果看出：未添加关键组分的胶液的初粘力、剥离力、持粘性能相较添加了关键组分的胶液更差。
上述实施例中的低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，不含有机溶剂，绿色无污染，并且对低表面能材料具有突出的粘结性能以及良好的耐水性能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，按重量份计，包括：丙烯酸酯软单体100~120份、丙烯酸酯硬单体2~7份、极性单体2~4份、功能性单体1~3份、特种单体2~5份、反应性阴离子乳化剂0.1~1.5份、反应性非离子乳化剂0.1~1份、阴离子乳化剂0.5~2份、引发剂0.3~1.2份、氧化剂0.01~0.25份、还原剂0.02~0.45份、消泡剂0.01~0.06份、润湿剂0.01~0.05份、去离子水100~200份、pH值调节剂0.2~6份；所述极性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种的组合，所述功能性单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟丁酯的一种或多种的组合，所述特种单体为丙烯酸环己酯、丙烯酸酚氧羟乙酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：所述丙烯酸酯软单体是丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：所述丙烯酸酯硬单体是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：所述反应性阴离子乳化剂为烯丙基醚类磺酸钠；所述反应性非离子乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚；所述阴离子乳化剂为月桂醇硫酸酯钠盐。
5.根据权利要求1所述的一种低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为吊白块；所述润湿剂是琥珀酸二辛基磺酸钠；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；所述pH 调节剂为氨水；所述消泡剂是矿物油类或聚醚改性有机硅类中的一种或两种的组合。
6.一种基于权利要求1至5中的任一项所述的低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
①将0.1~1.5份反应性阴离子乳化剂、0.1~1份反应性非离子乳化剂、0.5~2份阴离子乳化剂加入50~100份去离子水中，搅拌得到乳化剂水溶液A；在得到的乳化剂水溶液A中，加入100~120份丙烯酸酯软单体、2~7份丙烯酸酯硬单体、2~4份极性单体、1~3份功能性单体，搅拌40~45min，制得预乳化液B；
②在0.2~1份引发剂中加入20~30份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液C；
③将全部去离子水的经过步骤②使用后剩余的部分加热至82~84℃，注入步骤①中制得的1~10%重量的预乳化液B及步骤②中得到的40~60%重量的引发剂水溶液C，反应25~40min制得种子乳液D；
④在全部预乳化液B的经过步骤③使用后剩余的部分中加入2~5份特种单体并搅拌15~20min，然后将其与步骤②得到的引发剂水溶液C同时滴加至步骤③制得的种子乳液D中，滴加时间3~4h，滴加完毕后，升温至84~86℃保温1h，然后降温至70~73℃，依次加入0.01~0.25份氧化剂、0.02~0.45份还原剂，保温20~40min后降温；
⑤温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7~7.5，再加入0.01~0.06份消泡剂、0.01~0.05份润湿剂，搅拌20~30min至乳液均匀，过滤出料，即得到低表面能的水用丙烯酸酯压敏胶乳液。
7.根据权利要求6所述的低表面能材料保护膜用的水性丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于：步骤①、步骤④中所述的搅拌的速度为800~1500r/min。
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