CN118325537A - 一种耐老化热熔压敏胶及其制备方法与制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐老化热熔压敏胶及其制备方法与制备装置，属于压敏胶技术领域。所述耐老化热熔压敏胶，包括以下组分：按重量份计，50‑60份SIS/SI组合物、60‑70份增粘剂、45‑55份增塑剂、1‑2份耐老化剂、1‑2份改性海泡石、3‑5份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊，该制备装置中胶液涂布器由多个平行排列的涂胶器组成，每个涂胶器有三个出胶口。本发明制备的耐老化热熔压敏胶具备优异的耐老化、粘结等性能，耐老化热熔压敏胶制备装置可检查胶层的厚度，避免涂胶不均匀，同时将胶层分为三次涂布，加快内层胶液的固化速度，节约生产时间，本发明可以提高热熔压敏胶的耐老化性能，扩大热熔压敏胶的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐老化热熔压敏胶及其制备方法与制备装置，属于压敏胶技术领域。
背景技术
压敏胶是指一类对压力敏感、稍加压力即可与被粘物粘接，不需要使用溶剂或其他辅助手段的一类胶粘剂。
热熔压敏胶主要由合成橡胶和树脂及橡胶油等混合加热成溶熔状态再涂布于棉纸、布或塑料薄膜等基材上而制成的一种新型胶粘带，是继溶剂型和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶产品，较之前两者，热熔压敏胶无溶剂，更有利于环保和安全生产，生产效率高，生产成本相对低。其中，SBS、SIS热塑性弹性体系热熔压敏胶有着良好的性能，但SBS和SIS分子链中含有双键，易老化，影响其粘结强度和使用寿命。因此，制备一种耐老化热熔压敏胶是至关重要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种耐老化热熔压敏胶及其制备方法与制备装置，提高热熔压敏胶的耐老化性能，扩大热熔压敏胶的应用领域。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种耐老化热熔压敏胶，包括以下组分：按重量份计，50-60份SIS/SI组合物、60-70份增粘剂、45-55份增塑剂、1-2份耐老化剂、1-2份改性海泡石、3-5份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
进一步的，所述SIS/SI组合物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS）线型三嵌段共聚物与环氧化苯乙烯-异戊二烯（SI）型的二嵌段共聚物以质量比为1:0.3-0.5混合组成。SIS/SI组合物具备SIS和SI的综合优点，使热熔压敏胶既有良好的流动性和粘附性，也有良好的持粘性、热稳定性。
进一步的，所述环氧化苯乙烯-异戊二烯（SI）型的二嵌段共聚物制备方法为：将SI和间氯过氧化苯甲酸加到四氢呋喃和环己烷的混合溶剂中，于温度120-150℃下反应时间50-60 min。将SI进行环氧化后，引入极性侧基，提高其耐热性、持粘性、耐老化性，同时保持其高流动性和高粘附性，可以提高热熔压敏胶的粘附性能、流动性、耐老化性。
进一步的，所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂及其衍生物中的至少一种。
进一步的，所述增塑剂为环烷油、邻苯二甲酸酯、聚异丁烯的质量比为1:1.5-2:3-4。此比例下，热熔压敏胶的性能优良，提高热熔压敏胶的柔韧性、延展性和粘附性。
进一步的，所述耐老化剂为二苯甲酮、苯并三唑中的至少一种。二苯甲酮类、苯并三唑类吸收紫外线，增强热熔压敏胶的耐老化性能。
进一步的，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石、稀土元素盐溶液、乙醇混合，搅拌溶解，超声分散，升温得干燥固体，再洗涤、干燥、煅烧，即得改性海泡石。热熔压敏胶老化是因为与水分或紫外线接触，本发明添加稀土元素可以吸收紫外线，海泡石可以吸收水分，减少与水分的接触，二者协同提高热熔压敏胶的耐老化性能。
进一步的，所述预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊的制备方法为：将聚氨酯丙烯酸酯与NaHSO3混合搅拌，水浴加热至20-25℃，加入少量亚硫酸氢钠水溶液，恒温反应，待-NCO基团消耗完毕后，加入环糊精与水混合液，再加入吐温-80，超声分散30-40min，再进行喷雾干燥，即得预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
聚氨酯丙烯酸酯作为辅助性功能树脂使用，可以增加热熔压敏胶的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力，同时在涂布时，壁材破裂，预封端聚氨酯丙烯酸酯解封，和水分反应，提高热熔压敏胶的耐老化性能。环糊精作壁材，和SIS具有良好的相容性，可以提高热熔压敏胶的粘度和韧性，还能防止稳定性较差的预封端聚氨酯丙烯酸酯提前解封，且环糊精价格低廉，可以降低生产成本，提高经济效益。
一种耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂从加料口Ⅰ（1）加到螺旋挤出机Ⅰ（2）中加热至120-130℃，搅拌0.5-1h，得到混合物1；
（2）加料口Ⅰ（1）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至140-150℃、搅拌2-3h，得到混合物2；
（3）加料口Ⅰ（1）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌1-2h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊从加料口Ⅱ（4）加到螺旋挤出机Ⅱ（5）中，于110-130℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4在混合室（7）混合均匀后，经胶液涂布器（8）涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
一种耐老化热熔压敏胶的制备装置，包括螺旋挤出机Ⅰ（2）、螺旋挤出机Ⅱ（5）、升温室（6）、混合室（7）和胶液涂布器（8），螺旋挤出机Ⅰ（2）、螺旋挤出机Ⅱ（5）和升温室（6）分别由带有控制阀门的管道相连，升温室（6）、混合室（7）和胶液涂布器（8）依次相连。
进一步的，所述升温室的温度为150-180℃。将混合物3和混合物4升温至150-180℃，保证混合物处于熔融流动状态，便于胶液的涂布。
进一步的，所述胶液涂布器由多个平行排列的涂胶器组成，每个涂胶器有三个出胶口，三个出胶口依次出胶涂布于塑料薄膜上，第一个出胶口和塑料薄膜的距离最近，第二、三个出胶口和塑料薄膜的距离相同。第一个出胶口和塑料薄膜的距离最近，涂布的胶层最薄，稍微固化后，由第二出胶口进行涂胶，再由第三个出胶口涂胶，由于第二、三个出胶口和塑料薄膜的距离相同，可检查胶层的厚度，避免涂胶不均匀，同时将胶层分为三次涂布，加快内层胶液的固化速度，节约生产时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过将SI环氧化后与SIS混合，具有良好的相容性，且综合了SI和SIS的综合优点，使热熔压敏胶既有良好的流动性和粘附性，也有良好的持粘性、热稳定性，更具有优异的耐老化性能。
（2）本发明选用海泡石，并将其负载了稀土元素，稀土元素可以吸收紫外线，海泡石具有优异的吸收水分效果，可以减少热熔压敏胶与水分的接触，二者协同提高热熔压敏胶的耐老化性能。
（3）本发明将预封端聚氨酯丙烯酸酯用环糊精进行包覆，环糊精作壁材，和SIS具有良好的相容性，可以提高热熔压敏胶的粘度和韧性，还能防止稳定性较差的预封端聚氨酯丙烯酸酯提前解封。
（4）本发明将聚氨酯丙烯酸酯预封端，聚氨酯丙烯酸酯作为辅助性功能树脂使用，可以增加热熔压敏胶的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力，同时在涂布时，壁材破裂，预封端聚氨酯丙烯酸酯解封，和水分反应，提高热熔压敏胶的耐老化性能。环糊精作壁材，可以提高热熔压敏胶的粘度和韧性，还能防止稳定性较差的预封端聚氨酯丙烯酸酯提前解封。
（5）本发明耐老化热熔压敏胶的制备装置可以避免涂胶不均匀的问题，保证胶层涂布的平整度，实现耐老化热熔压敏胶最佳的粘合强度，同时将胶层分为三次涂布，加快内层胶液的固化速度，节约生产时间。
附图说明
图1是耐老化热熔压敏胶的制备装置；
图2是胶液涂布器中涂胶器示意图；
其中，1、加料口Ⅰ；2、螺旋挤出机Ⅰ；3、控制阀门；4、加料口Ⅱ；5、螺旋挤出机Ⅱ；6、升温室；7、混合室；8、胶液涂布器。
具体实施方式
实施例1
一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，50份SIS/SI组合物、60份增粘剂、45份增塑剂、1份耐老化剂、1份改性海泡石、3份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂、加热至120℃，搅拌1h，得到混合物1；
（2）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至150℃、搅拌2h，得到混合物2；
（3）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌2h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊于110℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4混合均匀后涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
实施例2
一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，60份SIS/SI组合物、70份增粘剂、55份增塑剂、2份耐老化剂、2份改性海泡石、5份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂、加热至130℃，搅拌0.5h，得到混合物1；
（2）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至140℃、搅拌3h，得到混合物2；
（3）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌1h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊于130℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4混合均匀后涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
实施例3
一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，55份SIS/SI组合物、65份增粘剂、50份增塑剂、2份耐老化剂、2份改性海泡石、4份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂、加热至125℃，搅拌1h，得到混合物1；
（2）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至145℃、搅拌2h，得到混合物2；
（3）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌1h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊于120℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4混合均匀后涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
实施例4
一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，60份SIS/SI组合物、70份增粘剂、55份增塑剂、2份耐老化剂、2份改性海泡石、5份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂、加热至130℃，搅拌1h，得到混合物1；
（2）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至150℃、搅拌3h，得到混合物2；
（3）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌2h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊于130℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4混合均匀后涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
实施例5
一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，50份SIS/SI组合物、60份增粘剂、45份增塑剂、1份耐老化剂、1份改性海泡石、3份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂、加热至120℃，搅拌0.5h，得到混合物1；
（2）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至140℃、搅拌2h，得到混合物2；
（3）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌1h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊于110℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4混合均匀后涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
对比例1
将步骤（1）中SIS/SI组合物改为SIS，其余步骤与实施例3相同。
对比例2
将步骤（1）中SIS/SI组合物改为SI，其余步骤与实施例3相同。
对比例3
将步骤（1）中SIS/SI组合物改为环氧化的SI，其余步骤与实施例3相同。
对比例4
不进行步骤（3），其余步骤与实施例3相同。
对比例5
将步骤（3）中的改性海泡石改为海泡石，其余步骤与实施例3相同。
对比例6
步骤（4）中不添加预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊，其余步骤与实施例3相同。
对比例7
将步骤（4）中预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊改为聚氨酯丙烯酸酯，其余步骤与实施例3相同。
对比例8
将步骤（4）中预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊改为预封端聚氨酯丙烯酸酯，其余步骤与实施例3相同。
对比例9
用市面上常规胶液涂布器进行施胶，其余步骤与实施例3相同。
实验例1
将实施例1-5耐老化热熔压敏胶的性能进行测试，每组测试3次，取平均值，测试数据列于表1。
表1. 耐老化热熔压敏胶的性能测试
从表1可知，实施例1-5耐老化热熔压敏胶的耐热性能、粘结性能和剥离性能都较好，在经过老化7d后，性能下降不明显，可见本发明热熔压敏胶在老化前后的性能差别不大，说明本发明热熔压敏胶的耐老化性能优异。
实验例2
将实施例3和对比例1-3耐老化热熔压敏胶的性能进行测试，每组测试3次，取平均值，测试数据列于表2。
表2. 耐老化热熔压敏胶的性能测试
从表2可知，对比例1选用SIS作原料时，热熔压敏胶在老化前后的耐热性能、粘结性能和剥离性能都较差，对比例2选用SI作原料时，热熔压敏胶的在老化前后的耐热性能、粘结性能和剥离性能较差，对比例3选用环氧化的SI作原料时，热熔压敏胶的在老化前后的耐热性能、粘结性能和剥离性能较差，说明本发明选用环氧化后的SI与SIS混合物作为原料，制备的热熔压敏胶的性能优良，具有优异的耐老化性能。
实验例3
将实施例3和对比例4-5耐老化热熔压敏胶的性能进行测试，每组测试3次，取平均值，测试数据列于表3。
表3. 耐老化热熔压敏胶的性能测试
从表3可知，对比例4未添加改性海泡石，制备的热熔压敏胶耐热性差，初粘力为3.1 N·mm，持粘性为62h，剥离强度为2.9 N·mm，老化后初粘力为2.7 N·mm、剥离强度为2.5 N·mm，对比例5添加海泡石，制备的热熔压敏胶耐热性好，初粘力为3.3 N·mm，持粘性为65h，剥离强度为3.0 N·mm，老化后初粘力为2.9 N·mm、剥离强度为2.6 N·mm，二者性能劣于实施例3。说明本发明添加改性海泡石，可以提高耐老化热熔压敏胶的性能。
实施例4
将实施例3和对比例6-8耐老化热熔压敏胶的性能进行测试，每组测试3次，取平均值，测试数据列于表4。
表4. 耐老化热熔压敏胶的性能测试
由表4可知，对比例6未加预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊制备的热熔压敏胶的性能最差，对比例7添加聚氨酯丙烯酸酯与对比例8添加预封端聚氨酯丙烯酸酯制备的热熔压敏胶性能相近，因为预封端聚氨酯丙烯酸酯的稳定性差，容易解封。实施例3中添加包覆预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊制备的热熔压敏胶性能最优。说明本发明添加包覆预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊可以提高热熔压敏胶的性能，并将预封端聚氨酯丙烯酸酯包覆可以延缓其解封。
实验例5
观察实施例3和对比例9耐老化热熔压敏胶的胶层，每组观察3次，观察结果列于表5。
表5.胶层特性
从表5可知，实施例3用本发明制备装置施胶后，耐老化热熔压敏胶的胶层平整且均匀，固化速度快，而对比例9用市面常规装置施胶后，耐老化热熔压敏胶的胶层较为平整，有部分地方不平整，且施胶不均匀，固化速度慢，说明本发明装置可以施胶均匀，所得胶层平整，固化速度快。
Claims (10)
1.一种耐老化热熔压敏胶，其特征在于：包括以下组分：按重量份计，50-60份SIS/SI组合物、60-70份增粘剂、45-55份增塑剂、1-2份耐老化剂、1-2份改性海泡石、3-5份预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
2.根据权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶，其特征在于：所述SIS/SI组合物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS）线型三嵌段共聚物与环氧化苯乙烯-异戊二烯（SI）型的二嵌段共聚物以质量比为1:0.3-0.5混合组成。
3.根据权利要求2所述的耐老化热熔压敏胶，其特征在于：所述环氧化苯乙烯-异戊二烯（SI）型的二嵌段共聚物制备方法为：将SI和间氯过氧化苯甲酸加到四氢呋喃和环己烷的混合溶剂中，于温度120-150℃下反应时间50-60 min。
4.根据权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶，其特征在于：所述增塑剂为环烷油、邻苯二甲酸酯、聚异丁烯的质量比为1:1.5-2:3-4。
5.根据权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶，其特征在于：所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石、稀土元素盐溶液、乙醇混合，搅拌溶解，超声分散，升温得干燥固体，再洗涤、干燥、煅烧，即得改性海泡石。
6.根据权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶，其特征在于：所述预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊的制备方法为：将聚氨酯丙烯酸酯与NaHSO3混合搅拌，水浴加热至20-25℃，加入少量亚硫酸氢钠水溶液，恒温反应，待-NCO基团消耗完毕后，加入环糊精与水混合液，再加入吐温-80，超声分散30-40min，进行喷雾干燥，即得预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊。
7.一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将SIS/SI组合物、耐老化剂从加料口Ⅰ（1）加到螺旋挤出机Ⅰ（2）中，加热至120-130℃，搅拌0.5-1h，得到混合物1；
（2）从加料口Ⅰ（1）向混合物A中加入增粘剂、增塑剂、耐老化剂，加热至140-150℃、搅拌2-3h，得到混合物2；
（3）加料口Ⅰ（1）向混合物2中加入改性海泡石，搅拌1-2h，得混合物3；
（4）将增粘剂和预封端聚氨酯丙烯酸酯微胶囊从加料口Ⅱ（4）加到螺旋挤出机Ⅱ（5）中，于110-130℃混合均匀，得混合物4；
（5）将混合物3和混合物4在混合室（7）混合均匀后，经胶液涂布器（8）涂布于塑料薄膜上，得耐老化热熔压敏胶。
8.一种权利要求1所述的耐老化热熔压敏胶的制备装置，其特征在于：包括螺旋挤出机Ⅰ（2）、螺旋挤出机Ⅱ（5）、升温室（6）、混合室（7）和胶液涂布器（8），螺旋挤出机Ⅰ（2）、螺旋挤出机Ⅱ（5）和升温室（6）分别由带有控制阀门的管道相连，升温室（6）、混合室（7）和胶液涂布器（8）依次相连。
9.根据权利要求8所述的耐老化热熔压敏胶的制备装置，其特征在于：所述升温室的温度为150-180℃。
10.根据权利要求8所述的耐老化热熔压敏胶的制备装置，其特征在于：所述胶液涂布器由多个平行排列的涂胶器组成，每个涂胶器有三个出胶口，三个出胶口依次出胶涂布于塑料薄膜上，第一个出胶口和塑料薄膜的距离最近，第二、三个出胶口和塑料薄膜的距离相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410505460.3A CN118325537A (zh) | 2024-04-25 | 2024-04-25 | 一种耐老化热熔压敏胶及其制备方法与制备装置 |
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