CN112794969A - 一种可降解压敏胶用树脂 - Google Patents

一种可降解压敏胶用树脂 Download PDF

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Abstract

一种可降解压敏胶用树脂，本发明涉及压敏胶技术领域，它由如下摩尔量成分组成：2‑羧酸103.0～105.0mol、乙二醇99.0～101.0mol、丙糖1.0mol和聚异氰酸酯1.8～2.2mol。将具有降解性的2‑羧酸、乙二醇型脂肪族聚酯和聚异氰酯盐通过附加反应得到的可降解性聚酯聚氨酯，其在自然条件下土壤中无障碍地进行降解，并且再实际运用中具有高粘着力；降解速度快，而且也可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，作为胶水的必要性能即粘着保持力，以及在再剥离时具有高性能的真正可降解压敏胶。

Description

一种可降解压敏胶用树脂
技术领域
本发明涉及压敏胶技术领域，具体涉及一种可降解压敏胶用树脂。
背景技术
为了保护地球环境，特别是从避免塑料废弃公害的立场来看，可降解性树脂被广泛应用。但是，在实际应用中，印刷、粘合、黏着等树脂加工剂是必要的成分，但目前几乎所有的是加工剂均是非可降解加工剂。原本作为生物分解性树脂，无论是聚乳酸还是聚丁二酸丁二醇酯，都是结晶性的，其熔点在100℃左右或更高，不适合作为树脂加工剂。特别是近些年来，从方便使用角度来说，将其粘着性能的需求量进行扩展的话，其在常温状态时使用必须有充分的柔软性和粘着性。现大部分压敏胶的丙烯酸酯系聚合物不是可降解性的，作为可降解树脂基材的压敏胶，如使用这些不可降解压敏胶的话，会对降解性废弃物处理和循环利用带来不便。市场上有以天然橡胶为主体的具有可降解性胶水上市的，但是天然橡胶不仅可降解性慢，而且耐热性、耐光性、耐季节性差，寿命短。合成品中使用分支乙糖的聚酯、聚氨基甲酸酯等研究过，但是这些粘着性能不够，特别是缺乏表现粘着耐久性的保持力，并且在再剥离使用过程中，由于残胶多而未被使用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的可降解压敏胶用树脂，降解速度快，可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，具有胶水的粘着力，在自然条件下土壤中无障碍地进行降解；在可降解的薄膜、纤维、织布或无纺布等的基材上涂布，也可以在粘着片材、其它的干胶、喷涂领域使用。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它由如下重量份成分组成：它由如下摩尔量成分组成：2-羧酸103.0～105.0mol、乙二醇99.0～101.0mol、丙糖1.0mol和聚异氰酸酯1.8～2.2mol。
进一步地，所述的2-羧酸的烷基数为2～12的整数。
进一步地，所述的乙二醇的烷基数为2～12的整数，侧链基是具有1个以上甲烷基或乙基的物质构成。
进一步地，所述的丙糖为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙三醇中的一种。
进一步地，所述的乙二醇为丙二醇、1,3－丁二醇、1,4丁二醇、1,6－己二醇、3-甲烷基-1，5-戊二醇中的一种或者多种混合而成。
进一步地，所述的聚异氰酸酯为1,6-二乙氰基异氰酸酯。
本发明的加工方法如下：将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入2-羧酸103.0～105.0mol、乙二醇99.0～101.0mol、丙糖1mol和钛酸四异丙酯0.045～0.055mol，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.035～0.045mol的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的聚异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，即得。
本发明的工作原理：将具有降解性的2-羧酸、乙二醇型脂肪族聚酯和聚异氰酯盐通过附加反应得到的可降解性聚酯聚氨酯，其在自然条件下土壤中无障碍地进行降解，并且再实际运用中具有高粘着力；也就是说，是粘着保持力和无残胶两种性能并存的可降解性聚酯聚氨酯树脂，在可降解的薄膜、纤维、织布或无纺布等的基材上涂布后，可以在粘着片材、其它的干胶、喷涂领域使用。如果将其作为压敏胶使用的话，降解速度快，而且也可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，作为胶水的必要性能即粘着保持力，以及在再剥离时具有高性能的真正可降解压敏胶。
采用上述组分后，本发明的有益效果是：本发明提供了一种可降解压敏胶用树脂，降解速度快，可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，具有胶水的粘着力，在自然条件下土壤中无障碍地进行降解；在可降解的薄膜、纤维、织布或无纺布等的基材上涂布，也可以在粘着片材、其它的干胶、喷涂领域使用。
附图说明：
图1是本发明中实施例与比较例的数据图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入1，4-丁二醇100g、皮脂酸214g、三羟甲基丙烷1.42g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.15g(四者之间的摩尔比为104:100:1.0：0.05)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为57万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-47.6℃、-23.7℃；粘着力为1.69N/25mm，粘着保持力为0mm/100小时，胶水1个月、3个月后的降解后残存率分别为15％、2.5％。
实施例二：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入1，4-丁二醇100g、皮脂酸214g、甘油0.98g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.15g(四者之间的摩尔比为104:100:1.0：0.05)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为53万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-48.5℃、-22.0℃。另外，粘着力为1.92N/25mm，粘着保持力为0mm/100小时，胶水1个月、3个月后的降解后残存率分别为13％、1.8％。
实施例三：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入1，4-丁二醇140g、己二酸218.4g、三羟甲基丙烷2g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.21g(四者之间的摩尔比为104:100:1.0：0.05)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为14；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为52万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-49.8℃、-25.9℃。另外，粘着力为2.22N/25mm，粘着保持力为0mm/100小时，胶水1个月、3个月后的降解后残存率分别为9％、0.9％。
比较例一：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入1，4-丁二醇130g、皮脂酸214g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.12g(四者之间的摩尔比为104:100:0.04)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为47万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-47.2℃、-21.5℃；粘着力为4.5N/25mm，粘着保持力为0mm/100小时，胶水1个月、3个月后的降解后残存率分别为16％、3.8％。
比较例二：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入1，4-丁二醇130g、乙二酸249.6g、三羟甲基丙烷0.23g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.19g(四者之间的摩尔比为104:100:0.1:0.04)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为44万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-29.1℃、-15.5℃；由于其在常温下固体树脂成分会结晶，所以形成了不可能测定粘性的树脂。
比较例三：
将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入3-甲烷基-1，5-戊二醇130g、皮脂酸214g、三羟甲基丙烷2g、钛酸四异丙酯(催化剂)0.129g(四者之间的摩尔比为104:100:0.1：0.04)，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为14；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.08g的亚磷酸(催化剂)搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯(稀释溶剂)里(溶解所用的装置为装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶)；然后在110℃搅拌状态下加入1.86g的1,6-二乙氰基异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯(稀释溶剂)250g稀释，得到的固体树脂成分的重量平均分子量Mw约为33万，通过DSC测定的Tg和Tm分别为-40.2℃、-21.3℃。另外，粘着力为5.13N/25mm，粘着保持力为0mm/100小时，胶水1个月、3个月后的降解后残存率分别为12％、2.1％。
参看图1，上述实施例一至实施例三中所制成的树脂的残胶评价较好，且胶水的降解后残存率也较低。
本具体实施方式的工作原理：将具有降解性的2-羧酸、乙二醇型脂肪族聚酯和聚异氰酯盐通过附加反应得到的可降解性聚酯聚氨酯，其在自然条件下土壤中无障碍地进行降解，并且再实际运用中具有高粘着力；也就是说，是粘着保持力和无残胶两种性能并存的可降解性聚酯聚氨酯树脂，在可降解的薄膜、纤维、织布或无纺布等的基材上涂布后，可以在粘着片材、其它的干胶、喷涂领域使用。如果将其作为压敏胶使用的话，降解速度快，而且也可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，作为胶水的必要性能即粘着保持力，以及在再剥离时具有高性能的真正可降解压敏胶。
采用上述组分后，本具体实施方式的有益效果是：本具体实施方式提供了一种可降解压敏胶用树脂，降解速度快，可调配，耐热性，耐光性，耐气候性好，具有胶水的粘着力，在自然条件下土壤中无障碍地进行降解；在可降解的薄膜、纤维、织布或无纺布等的基材上涂布，也可以在粘着片材、其它的干胶、喷涂领域使用。
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)

1.一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：它由如下摩尔量成分组成：2-羧酸103.0～105.0mol、乙二醇99.0～101.0mol、丙糖1.0mol和聚异氰酸酯1.8～2.2mol。
2.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：所述的2-羧酸的烷基数为2～12的整数。
3.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：所述的乙二醇的烷基数为2～12的整数，侧链基是具有1个以上甲烷基或乙基的物质构成。
4.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：所述的丙糖为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙三醇中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：所述的乙二醇为丙二醇、1,3－丁二醇、1,4丁二醇、1,6－己二醇、3-甲烷基-1，5-戊二醇中的一种或者多种混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：所述的聚异氰酸酯为1,6-二乙氰基异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种可降解压敏胶用树脂，其特征在于：它的加工方法如下：将装有搅拌装置、温度计、分馏管及气体流入管的四个500ml口可分离式圆底烧瓶里加入2-羧酸103.0～105.0mol、乙二醇99.0～101.0mol、丙糖1mol和钛酸四异丙酯0.045～0.055mol，搅拌加热至200～220℃，然后进行脱水浓缩；5小时后的生成物的酸值为12；将分流管换成直流管，用真空泵边减压边在200-220℃的温度下进行3小时的脱乙二醇反应；减压最终达到60Pa，获得微黄色的高粘度熔融体；然后将该高粘度熔融体冷却到180℃，在氮气流通下达到常压返回，加入0.035～0.045mol的亚磷酸搅拌后，取出反应树脂125g，溶解在125g甲苯里；然后在110℃搅拌状态下加入3.2g的聚异氰酸酯，进行链条延长反应；冷却后，用醋酸乙酯250g稀释，即得。
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