CN115505350A - 一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法，属于压敏胶带制备技术领域，包括胶带基材层和涂布于所述胶带基材层的压敏胶层，按重量份数计，所述压敏胶包括以下组分组成：丙烯酸5‑10份，甲基丙烯酸4‑9份，甲基丙烯酸甲酯6‑15份，丙烯酸异辛酯20‑30份；丙烯酸丁酯18‑26份，醋酸乙烯酯6‑10份，丙烯酸羟乙酯1‑4份，功能改性单体8‑18份，溶剂30‑60份，引发剂0.5‑1份；所述功能改性单体为偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体。本发明通过在丙烯酸聚合链中引入具有光响应可逆顺反异构转化的偶氮基团，制得具有光响应的、粘结强度可变的丙烯酸系压敏胶。

Description

一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及压敏胶带制备技术领域，具体涉及一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法。
背景技术
压敏胶带是一种特殊类型的胶带，由种特殊胶粘剂(压敏胶)涂于带状基材上制成，其中压敏胶是压敏胶带最重要的组成部分。压敏胶是一种同时具有液体的黏性性质和固体弹性性质的粘弹性体，在常温下，只需提供很小的指触压力，就能对被粘物完成粘接过程。常见的压敏胶主要有丙烯酸系类、聚氨酯类和橡胶类，其中，单一种类的橡胶制备的压敏粘合剂因自身性能缺陷无法满足使用要求，因此橡胶压敏粘合剂要通过添加增粘剂、填料以及改变橡胶交联密度等方法来制备性能优秀且价格廉价的橡胶压敏粘合剂；聚氨酯则存在残留异氰酸酯毒性较大，固化速度较慢，高温性能、耐水性较差的缺陷，丙烯酸系类压敏胶因分子结构中不含不饱和键而具有耐老化、耐光、粘结强度好，无色透明等优点，具有材料来源广泛，易合成，耐久性好，低温性能好，粘结面广等综合性能，是目前应用最为广泛的压敏胶。
较高的粘结强度可以满足大多数的粘结场景，但高的粘结强度也易造成拆除困难、残胶和难以充分利用的问题，同样限制了其更多样化的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种丙烯酸压敏胶带，包括胶带基材层和涂布于所述胶带基材层的压敏胶层，按重量份数计，所述压敏胶层包括以下组分组成：
丙烯酸5-10份，甲基丙烯酸4-9份，甲基丙烯酸甲酯6-15份，丙烯酸异辛酯20-30份；丙烯酸丁酯18-26份，醋酸乙烯酯6-10份，丙烯酸羟乙酯1-4份，功能改性单体8-18份，溶剂30-60份，引发剂0.5-1份；
所述功能改性单体为偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体。
优选的，按重量份数计，所述压敏胶包括以下组分组成：
丙烯酸7-8份，甲基丙烯酸6-7份，甲基丙烯酸甲酯9-12份，丙烯酸异辛酯24-26份；丙烯酸丁酯20-22份，醋酸乙烯酯7-9份，丙烯酸羟乙酯1-2份，功能改性单体9-11份，溶剂40-50份，引发剂0.6-0.8份。
优选的，所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体的制备方法包括以下步骤：
S1、分别称取4,4’-二羟基偶氮苯和端基溴原子长链烷醇并溶解在干燥的二甲基甲酰胺溶剂中，充分搅拌混合后加入碳酸钾和碘化钾，再次充分搅拌混合后在保护气氛下升温至90-100℃，保温搅拌反应12-20h，反应完成后加入二氯甲烷稀释反应体系，加入去离子水洗涤，取有机相，干燥后制得产物A；其中，所述端基溴原子长链烷醇为10-溴-1-正癸醇和/或12-溴-1-十二烷醇；所述4,4’-二羟基偶氮苯与所述端基溴原子长链烷醇、所述碳酸钾、所述碘化钾的质量比例为10：(8-9.5)：(5-5.5)：(0.4-0.5)；
S2、冰水浴条件下，在所述产物A中加入酰氯和三乙胺，充分搅拌混合后在室温下搅拌反应2-4h，反应完成后减压浓缩，加入二氯甲烷稀释反应体系，以稀盐酸溶液洗涤，取有机相，干燥后入硅胶柱纯化，将纯化产物重结晶后制得所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体；其中，所述酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯；所述酰氯和所述三乙胺与所述4,4’-二羟基偶氮苯的质量比例为(1.7-2)：(3.5-4.5)：10。
优选的，所述溶剂为丙酮、丁酮、甲醇、异丙醇、乙酸乙酯和/或甲苯。
优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
优选的，所述压敏胶层还包括有7-12份的改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物。
优选的，所述改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物的制备方法包括以下步骤：
(1)分别称取长链烷酸、甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯并混合，加入三乙胺和叔丁基对苯醌，在保护气氛下升温至90-100℃并保温搅拌反应3-5h，反应完成后冷却，加入正己烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，制得产物B；
其中，所述长链烷酸为碳原子数在12-20的烷基羧酸，所述长链烷酸与所述甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯、所述三乙胺、所述叔丁基对苯醌的质量比例为(12-20)：10：(0.03-0.05)：(0.05-0.08)；
(2)称取聚醚多元醇并分散在甲苯中，升温至40-50℃并搅拌保温1-2h，加入二异氰酸酯和有机锡催化剂，升温至80-90℃并保温搅拌反应1-2h，加入所述产物B和叔丁基对苯醌，继续保温搅拌反应8-10h，反应完成后冷却，加入二氯甲烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，再次在二氯甲烷中重结晶后制得改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；
其中，所述聚醚多元醇与所述二异氰酸酯、所述有机锡催化剂、所述产物B、所述叔丁基对苯醌的质量比例为(15-20)：(2.5-3.5)：(0.06-0.1)：10：(0.04-0.08)。
优选的，所述胶带基材层的厚度为0.01-0.1mm，所述压敏胶层的厚度为10-40μm。
本发明的另一目的在于提供一种所述丙烯酸压敏胶带的制备方法，包括以下步骤：
(a)按比称取所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体、溶剂和引发剂备用；
(b)将所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体以及部分溶剂加入反应器中，充分搅拌混合，升温至70-80℃，在搅拌条件下，将所述引发剂以余量溶剂溶解后缓慢加入，加入后再保温搅拌反应1-2h，反应完成后冷却，出料制得胶料；
(c)将所述胶料涂布在所述胶带基材层上，烘干固化后制得所述丙烯酸压敏胶带。
本发明的有益效果为：
针对现有技术中高粘结强度与实现可重复性、易拆除性之间的矛盾，本发明通过在聚合产物中引入功能改性单体，提供一种具有紫外光响应的、粘结强度可控的丙烯酸系压敏胶带，具体的，本发明以二羟基偶氮苯为原料，通过羟基间的脱水反应在偶氮苯引入端基溴原子长链烷基，再通过溴原子的离去引入丙烯酰基，得到具有端基聚合活性的功能改性单体，共聚固化后，基于偶氮基团的光响应可逆顺反异构转化，共聚物体系胶层在可见光下具有高的粘结强度，共聚物体系胶层的界面粘附强度在短时间内出现显著降低，在可见光辐照下粘附强度能够可逆恢复，赋予胶黏体系良好的粘附可逆性，同时提高了体系的交联度，降低了胶层的弹韧性，进一步的，本发明以弹韧性优异的聚氨酯为改性剂提高体系弹韧性，同时通过改性处理提高改性剂的耐水性，在多元醇与二异氰酸酯的聚合基础上，本发明以疏水的长链烷酸开环甲基丙烯酸缩水甘油酯并对多元醇与二异氰酸酯的聚合产物进行封端改性，同时引入疏水长链烷基和丙烯酰基，将其作为进一步的改性剂提高胶层的耐水性和弹韧性。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种丙烯酸压敏胶带，包括胶带基材层和涂布于所述胶带基材层的压敏胶层，按重量份数计，所述压敏胶层包括以下组分组成：
丙烯酸7.5份，甲基丙烯酸7份，甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸异辛酯25份；丙烯酸丁酯20份，醋酸乙烯酯8份，丙烯酸羟乙酯1.5份，功能改性单体9份，丙酮-乙酸乙酯混合溶剂(v/v＝1/1)45份，过氧化二苯甲酰0.7份；所述功能改性单体为偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体；
所述压敏胶的制备方法包括以下步骤：
(a)按比称取所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体、溶剂和过氧化二苯甲酰备用；
(b)将所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体以及70％的溶剂加入反应器中，充分搅拌混合，升温至70-80℃，在搅拌条件下，将所述过氧化二苯甲酰以余量溶剂溶解后缓慢加入，加入后再保温搅拌反应1h，反应完成后冷却，出料制得所述压敏胶；
所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体的制备方法包括以下步骤：
S1、分别称取4,4’-二羟基偶氮苯和12-溴-1-十二烷醇并溶解在干燥的二甲基甲酰胺溶剂中，充分搅拌混合后加入碳酸钾和碘化钾，再次充分搅拌混合后在保护气氛下升温至100℃，保温搅拌反应14h，反应完成后加入二氯甲烷稀释反应体系，加入去离子水洗涤，取有机相，干燥后制得产物A；其中，所述4,4’-二羟基偶氮苯与所述12-溴-1-十二烷醇、所述碳酸钾、所述碘化钾的质量比例为10：8.5：5：0.45；
S2、冰水浴条件下，在所述产物A中加入丙烯酰氯和三乙胺，充分搅拌混合后在室温下搅拌反应3h，反应完成后减压浓缩，加入二氯甲烷稀释反应体系，以稀盐酸溶液洗涤，取有机相，干燥后入硅胶柱(500目)纯化以去除未反应的反应物，以己烷和二氯甲烷的混合溶剂(v/v＝1/2)为洗脱液，将纯化产物重结晶后制得所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体；其中，所述丙烯酰氯和所述三乙胺与所述4,4’-二羟基偶氮苯的质量比例为1.8：3.8：10。
实施例2
一种丙烯酸压敏胶带，其制备方法同实施例1，区别在于，所述端基溴原子长链烷醇为10-溴-1-正癸醇。
实施例3
一种丙烯酸压敏胶带，其制备方法同实施例1，区别在于，所述端基溴原子长链烷醇为8-溴-1-正辛醇。
实施例4
一种丙烯酸压敏胶带，其制备方法同实施例1，区别在于，所述端基溴原子长链烷醇为14-溴-1-正十四烷醇。
实施例5
一种丙烯酸压敏胶带，其制备方法同实施例1，区别在于，所述压敏胶层组分还包括8份的改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；
所述改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物的制备方法包括以下步骤：
(1)分别称取十八烷酸、甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯并混合，加入三乙胺和叔丁基对苯醌，在保护气氛下升温至100℃并保温搅拌反应4h，反应完成后冷却，加入正己烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，制得产物B；
其中，所述十八烷酸与所述甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯、所述三乙胺、所述叔丁基对苯醌的质量比例为13：10：0.05：0.07；
(2)称取聚醚多元醇(甘油-氧化乙烯加成产物，粘度350mPa·s，羟值180mgKOH/g)并分散在甲苯中，升温至45℃并搅拌保温1h，加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，升温至90℃并保温搅拌反应1h，加入所述产物B和叔丁基对苯醌，继续保温搅拌反应8h，反应完成后冷却，加入二氯甲烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，再次在二氯甲烷中重结晶后制得改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；
其中，所述聚醚多元醇与所述异佛尔酮二异氰酸酯、所述二月桂酸二丁基锡、所述产物B、所述叔丁基对苯醌的质量比例为16：3.2：0.08：10：0.07。
对比例
一种丙烯酸压敏胶带，其制备方法同实施例1，区别在于，不含所述功能改性单体。
实验例
1、粘结强度和耐湿热性
将实施例1-5所述压敏胶料涂布在PET基材层上，基材层厚0.05mm，胶层厚10μm，制得压敏胶带，其180°剥离力和保持力分别依据标准GB/T 2792-2014和GB/T 4851-2014进行测试；湿热处理条件为85℃、85％相对湿度，测定结果如下表所示：520nm365nm
Figure BDA0003902703190000051
2、弹韧性
参照GB7753-1987的方法测试实施例1-5所述压敏胶的拉伸强度，测定结果如下表所示：
Figure BDA0003902703190000061
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种丙烯酸压敏胶带，包括胶带基材层和涂布于所述胶带基材层的压敏胶层，其特征在于，按重量份数计，所述压敏胶层包括以下组分组成：
丙烯酸5-10份，甲基丙烯酸4-9份，甲基丙烯酸甲酯6-15份，丙烯酸异辛酯20-30份；丙烯酸丁酯18-26份，醋酸乙烯酯6-10份，丙烯酸羟乙酯1-4份，功能改性单体8-18份，溶剂30-60份，引发剂0.5-1份；
所述功能改性单体为偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，按重量份数计，所述压敏胶包括以下组分组成：
丙烯酸7-8份，甲基丙烯酸6-7份，甲基丙烯酸甲酯9-12份，丙烯酸异辛酯24-26份；丙烯酸丁酯20-22份，醋酸乙烯酯7-9份，丙烯酸羟乙酯1-2份，功能改性单体9-11份，溶剂40-50份，引发剂0.6-0.8份。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体的制备方法包括以下步骤：
S1、分别称取4,4’-二羟基偶氮苯和端基溴原子长链烷醇并溶解在干燥的二甲基甲酰胺溶剂中，充分搅拌混合后加入碳酸钾和碘化钾，再次充分搅拌混合后在保护气氛下升温至90-100℃，保温搅拌反应12-20h，反应完成后加入二氯甲烷稀释反应体系，加入去离子水洗涤，取有机相，干燥后制得产物A；其中，所述端基溴原子长链烷醇为10-溴-1-正癸醇和/或12-溴-1-十二烷醇；所述4,4’-二羟基偶氮苯与所述端基溴原子长链烷醇、所述碳酸钾、所述碘化钾的质量比例为10：(8-9.5)：(5-5.5)：(0.4-0.5)；
S2、冰水浴条件下，在所述产物A中加入酰氯和三乙胺，充分搅拌混合后在室温下搅拌反应2-4h，反应完成后减压浓缩，加入二氯甲烷稀释反应体系，以稀盐酸溶液洗涤，取有机相，干燥后入硅胶柱纯化，将纯化产物重结晶后制得所述偶氮苯长链烷基醇的二丙烯酸酯单体；其中，所述酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯；所述酰氯和所述三乙胺与所述4,4’-二羟基偶氮苯的质量比例为(1.7-2)：(3.5-4.5)：10。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述溶剂为丙酮、丁酮、甲醇、异丙醇、乙酸乙酯和/或甲苯。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述压敏胶层还包括有7-12份的改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物。
7.根据权利要求6所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物的制备方法包括以下步骤：
(1)分别称取长链烷酸、甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯并混合，加入三乙胺和叔丁基对苯醌，在保护气氛下升温至90-100℃并保温搅拌反应3-5h，反应完成后冷却，加入正己烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，制得产物B；
其中，所述长链烷酸为碳原子数在12-20的烷基羧酸，所述长链烷酸与所述甲基甲基丙烯酸缩水甘油酯、所述三乙胺、所述叔丁基对苯醌的质量比例为(12-20)：10：(0.03-0.05)：(0.05-0.08)；
(2)称取聚醚多元醇并分散在甲苯中，升温至40-50℃并搅拌保温1-2h，加入二异氰酸酯和有机锡催化剂，升温至80-90℃并保温搅拌反应1-2h，加入所述产物B和叔丁基对苯醌，继续保温搅拌反应8-10h，反应完成后冷却，加入二氯甲烷稀释反应体系，以去离子水洗涤，有机相干燥后蒸去溶剂，再次在二氯甲烷中重结晶后制得改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；
其中，所述聚醚多元醇与所述二异氰酸酯、所述有机锡催化剂、所述产物B、所述叔丁基对苯醌的质量比例为(15-20)：(2.5-3.5)：(0.06-0.1)：10：(0.04-0.08)。
8.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带，其特征在于，所述胶带基材层的厚度为0.01-0.1mm，所述压敏胶层的厚度为10-40μm。
9.根据权利要求1所述的一种丙烯酸压敏胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)按比称取所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体、溶剂和引发剂备用；
(b)将所述丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯、功能改性单体以及部分溶剂加入反应器中，充分搅拌混合，升温至70-80℃，在搅拌条件下，将所述引发剂以余量溶剂溶解后缓慢加入，加入后再保温搅拌反应1-2h，反应完成后冷却，出料制得胶料；
(c)将所述胶料涂布在所述胶带基材层上，烘干固化后制得所述丙烯酸压敏胶带。
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