CN116925677A - 一种耐高温压敏胶及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种耐高温压敏胶及制备方法，所述耐高温压敏胶以重量份计，包括以下原料：不饱和单体1～10份、交联剂0.1～2份、增粘剂0.1～5份、增强剂0.1～2份、热引发剂0.01～0.15份、溶剂1～15份。本申请制备的高温压敏胶通过一锅法制备，反应温度为80～120℃，反应时间为2～12h，获得的压敏胶具有粘接强度高，耐高温性能优异的特点。
Description
技术领域
本申请涉及一种耐高温压敏胶及制备方法，属于粘合剂技术领域。
背景技术
压敏胶是一种在较小的压力下就可以使被粘接的物体粘接到一起的胶黏剂。压敏胶使用方便快捷，剥离后被粘材料表面无残胶，不会破坏被粘接面，在日常生活中、工业、农业、交通、医疗、国防等各领域得到广泛应用。其中丙烯酸酯类压敏胶和聚氨酯压敏胶是目前应用较为广泛的类型，其中丙烯酸类压敏胶具有优异的初粘性和持粘性，而聚氨酯类压敏胶具有优异的柔韧性。随着应用领域的广泛增加，普通的压敏胶不能满足某些行业的特殊需求，比如一些领域需要在较高的温度下依然保持较好的黏附性能，而普通的压敏胶由热塑性树脂构成，随着温度的升高压敏胶的黏附性能会快速减低，导致粘接失败。所以普通的压敏胶只能在室温下使用，极大地限制了压敏胶的应用领域。因此开发耐高温的压敏胶具有重要的意义。
发明内容
为了提高压敏胶的耐高温性能，本发明采用具有优异耐高温性能的丙烯酸酯交联单体三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯，其能够明显提高压敏胶的交联密度，使得压敏胶能够在较高温度下依然保持优异的粘接性能。其次在自由基聚合的过程中加入含有活性基团的增强剂，增强剂可以和不饱和单体及交联剂共聚，在压敏胶使用过程中增强剂的活性基团会与接触面的活性基团反应，提高压敏胶与接触面的持粘性和高温粘接强度。
根据本申请的一个方面，提供了一种耐高温压敏胶，由以下配方的组合物反应形成；以重量份数计，所述组合物包括以下原料：
所述交联剂为三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯。
可选地，所述交联剂的具有式I所示结构；
可选地，所述增强剂为含有NCO基团的(甲基)丙烯酸酯。
可选地，所述增强剂具有式II所示结构；
其中，R1选自脂肪链、脂环链、芳环、杂环结构中的一种；R2为氢或甲基。
可选地，所述含有NCO基团的(甲基)丙烯酸酯选自甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸异氰基乙酯、2-(2-异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
可选地，所述不饱和单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、乙二醇丙烯酸酯中的至少一种。
可选地，所述增粘剂选自萜烯树脂、氢化萜烯树脂、松香树脂、氢化松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂中的至少一种。
可选地，所述热引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二乙庚腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、苯甲酰、过氧化二碳酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的至少一种。
可选地，所述原料中还包括催化剂，所述催化剂的重量份为0.001～0.05份。
可选地，所述催化剂选自三乙胺、二乙醇胺、辛酸亚锡、新癸酸锌、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、新癸酸铋、异辛酸铅、异辛酸汞中的至少一种。
可选地，所述催化剂选自有机叔胺、有机锡、有机铋、有机汞、有机铅、有机锌中的至少一种。
可选地，所述有机叔胺如三乙胺、二乙醇胺，所述有机锡如辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡，所述有机铋如异辛酸铋、新癸酸铋，所述有机铅如异辛酸铅，所述有机汞如异辛酸汞，所述有机锌如新癸酸锌。
可选地，所述溶剂选自乙酸乙酯、丙酮、甲苯、二甲苯、苯甲酮、乙酸丁酯中的至少一种。
根据本申请的另一个方面，提供了一种上述所述的耐高温压敏胶的制备方法，所述制备方法包括：
按重量份称取各原料组分，将含有不饱和单体、交联剂、增粘剂、增强剂、热引发剂、溶剂的混合物，反应，得到所述耐高温压敏胶。
可选地，所述耐高温压敏胶的制备方法，包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分，将不饱和单体混合均匀，把溶剂总质量的80％和不饱和单体总质量的20％，及引发剂总质量的20％加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
2)将剩余不饱和单体和交联剂混合均匀；
3)将引发剂总质量60％溶解于溶剂总质量10％中；
4)将2)和3)中得到的溶液滴加到反应釜中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
5)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
6)反应1小时，加入增粘剂，搅拌30分钟，降温；
7)降温至30℃左右加入催化剂，搅拌均匀出料。
可选地，所述混合物中还包括催化剂，所述催化剂选自三乙胺、二乙醇胺、辛酸亚锡、新癸酸锌、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、新癸酸铋、异辛酸铅、异辛酸汞中的至少一种。
可选地，所述混合物中固含量为30％～70％。
可选地，所述混合物中固含量选自30％、40％、50％、60％、70％中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
可选地，所述混合物中固含量为40％～60％。
可选地，所述反应的温度为80～120℃，反应的时间为2～12h。
可选地，所述反应的温度选自80℃、90℃、100℃、110℃、120℃中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
可选地，所述反应的时间选自2h、4h、6h、8h、10h、12h中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请采用具有优异耐高温性能的丙烯酸酯交联单体三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯，其能够明显提高压敏胶的交联密度，使得压敏胶能够在较高温度下依然保持优异的粘接性能。其次在自由基聚合的过程中加入含有活性基团的增强剂，增强剂可以和不饱和单体及交联剂共聚，在压敏胶使用过程中增强剂的活性基团会与接触面的活性基团反应，提高压敏胶与接触面的持粘性和高温粘接强度。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
采用日本岛津，配备高低温设备的万能拉伸机在室温和80℃分别测试剥离强度。
实施例1
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯4g、丙烯酸乙酯2.5g、甲基丙烯酸甲酯1g、甲基丙烯酸2g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂过氧化苯甲酰0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和交联剂三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯0.5g，增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯0.5g混合均匀；
4)将热引发剂过氧化苯甲酰0.1g溶解于2g乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入3g增粘剂松香树脂，搅拌30分钟，降温；
8)降温至30℃左右加入0.01g辛酸亚锡催化剂，搅拌均匀出料，得到耐高温压敏胶。
实施例2
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯3g、丙烯酸丁酯2g、甲基丙烯酸甲酯1g、甲基丙烯酸2g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂偶氮二异丁腈0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和交联剂三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯0.8g，增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯0.5g混合均匀；
4)将热引发剂偶氮二异丁腈0.1g溶解于2g乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入4g增粘剂萜烯树脂，搅拌30分钟，降温；
8)降温至30℃左右加入0.01g二乙醇胺催化剂，搅拌均匀出料，得到耐高温压敏胶。
实施例3
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯4g、乙二醇丙烯酸酯2.5g、甲基丙烯酸甲酯1g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂过氧化苯甲酰0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和交联剂三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯1g，增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯1g混合均匀；
4)将热引发剂过氧化苯甲酰0.1g溶解于2份乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入3份增粘剂氢化松香树脂，搅拌30分钟，降温；
8)降温至30℃左右加入0.02份辛酸亚锡催化剂，搅拌均匀出料，得到耐高温压敏胶。
实施例4
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯3g、甲基丙烯酸甲酯1g、甲基丙烯酸1g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂过氧化苯甲酰0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和交联剂三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯1g，增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯1.5g混合均匀；
4)将热引发剂过氧化苯甲酰0.1g溶解于2份乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入3g增粘剂氢化萜烯树脂，搅拌30分钟，降温；
8)降温至30℃左右加入0.01g辛酸亚锡催化剂，搅拌均匀出料，得到耐高温压敏胶。
实施例5
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯3g、甲基丙烯酸甲酯1g、甲基丙烯酸1g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂过氧化苯甲酰0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和交联剂三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯1.5g，增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯1g混合均匀；
4)将引发剂过氧化苯甲酰0.1g溶解于2g乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入5g增粘剂松香树脂，搅拌30分钟，降温，得到耐高温压敏胶。
对比例1
所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)除去所有原料中的水分；
2)将不饱和单体丙烯酸异辛酯4g、丙烯酸乙酯2.5g、甲基丙烯酸甲酯1g、甲基丙烯酸2g混合均匀，把溶剂乙酸乙酯6g和不饱和单体总质量的20％，及热引发剂过氧化苯甲酰0.03g加入到反应釜中，加热至80℃，反应半小时；
3)将剩余不饱和单体和增强剂甲基丙烯酸异氰基乙酯0.5g混合均匀；
4)将热引发剂过氧化苯甲酰0.1g溶解于2g乙酸乙酯中；
5)将3)和4)中得到的溶液滴加到反应中，2小时内滴加完成，滴加完成后再80℃反应半小时；
6)将剩余的引发剂和溶剂混合均匀，滴加在反应釜中，10分钟滴加完成；
7)反应1小时，加入3g增粘剂松香树脂，搅拌30分钟，降温；
8)降温至30℃左右加入0.01g辛酸亚锡催化剂，搅拌均匀出料，得到耐高温压敏胶。
将上述实施例1～5中所得到的压敏胶均匀地涂抹在PET膜上，80℃30分钟除去溶剂，在另一面粘贴PET膜，压实除去气泡，用万能拉伸机在室温和80℃分别测试剥离强度，结果如下表1所示：
表1粘接后立即测试及粘接24小时后粘接强度测试
注释：-表示没有测试成功
本发明采用增粘剂、交联剂、增强剂从不同角度提高压敏胶的粘接强度和高温下的持粘力。增粘剂为大分子量的聚合物，能够给压敏胶提供足够的初粘性能；交联剂能够提高压敏胶的交联密度，使压敏胶在高温状态下分子链不会完全舒展开来，阻止分子链滑移，提高高温持粘力；增强剂一端接枝胶粘剂的分子网络中，一段可以和基材的活性基团发生化学反应，提高粘接强度。
从上述实施例中可以看到，本发明的压敏胶具有优异的初粘性能，并且24小时后与基材的粘接强度超过20N/25mm，这主要是因为在催化剂的作用下，压敏胶中的NCO基团与基材中的活性基团发生了化学交联，导致粘接强度明显增强。同时，实施例5中没有添加催化剂，反应慢，增强效果不明显，也说明了本发明中增强剂的显著作用。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种耐高温压敏胶，其特征在于，由以下配方的组合物反应形成；以重量份数计，所述组合物包括以下原料：
所述交联剂为三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯。
2.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述增强剂为含有NCO基团的(甲基)丙烯酸酯；
优选地，所述含有NCO基团的(甲基)丙烯酸酯选自甲基丙烯酸异氰基乙酯、丙烯酸异氰基乙酯、2-(2-异氰酸乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述不饱和单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、乙二醇丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述增粘剂选自萜烯树脂、氢化萜烯树脂、松香树脂、氢化松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述热引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二乙庚腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、苯甲酰、过氧化二碳酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述原料中还包括催化剂，所述催化剂的重量份为0.001～0.05份；
优选地，所述催化剂选自三乙胺、二乙醇胺、辛酸亚锡、新癸酸锌、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、新癸酸铋、异辛酸铅、异辛酸汞中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐高温压敏胶，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、丙酮、甲苯、二甲苯、苯甲酮、乙酸丁酯中的至少一种。
8.权利要求1至7任一项所述的耐高温压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按重量份称取各原料组分，将含有不饱和单体、交联剂、增粘剂、增强剂、热引发剂、溶剂的混合物，反应，得到所述耐高温压敏胶。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中还包括催化剂，所述催化剂选自三乙胺、二乙醇胺、辛酸亚锡、新癸酸锌、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋、新癸酸铋、异辛酸铅、异辛酸汞中的至少一种；
优选地，所述混合物中固含量为30％～70％；
优选地，所述混合物中固含量为40％～60％。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为80～120℃，反应的时间为2～12h。
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