TW201529786A - 可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層 - Google Patents

Abstract

本發明係一種可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，其組成為： (1)高 Tg 丙烯酸單體：50~80%；  (2)低 Tg 丙烯酸單體：20~60% ；(3)含羧基或羥基丙烯酸單體：1~10% ；乳化劑添加量占混合單體的 1~5%，在有起始劑、緩衝液、去離子水的環境下進行乳化聚合反應而成；藉此當可塑劑自PVC膜游移出時即與本發明鍵結，而不再游移至塗佈在本發明上面的面膠，破壞面膠結構使面膠物性變差，且可控制成份組成，調整產品柔韌性。

Description

可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層

本發明關於一種可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，係可使得可塑劑自PVC膜游移出時與本發明鍵結不再游離破壞面膠結構。

習知具PVC膜之膠帶主要包括一含可塑劑之PVC膜做為基材；一可提供膠帶黏著力的面膠；一設於基材與面膠間並具阻隔作用之底膠，其中該PVC膜中一般使用單分子可塑劑，如鄰苯二甲酸酯類、苯二酸酯類、苯三酸酯類、環氧類、脂肪族二酸酯類、磷酸酯類、聚酯類，但添加量多可塑劑易自聚合物中遷移出，導致塗佈於其上的膠水結構遭破壞，如：斷面發黏、溢膠、跑卷、膠帶耐老化性差，在老化過程中，易造成膠體變軟、塗佈中膜的尺寸變化大缺失；又面膠一般為天然橡膠搭配增黏樹脂製成的溶劑型膠水；又該底膠一般為橡膠接枝壓克力單體的溶劑型膠水。 然而添加交聯劑之壓克力感壓乳液對可塑劑僅有阻隔效果，而非吸附或捕捉，高溫或溫差大時會失控，且使用交聯劑會使塗層柔韌性較差，因此還有待改善。   我國第201307070 號黏著劑在壓敏膠中添加交聯劑做為底膠使用，但其對可塑劑僅有阻隔效果，而非吸附或捕捉，常高溫或溫差大時會失控，因此還有待改善。

本發明主要係提供一種可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，並當可塑劑自PVC膜游移出時即與本發明鍵結，而不再游移至塗佈在本發明PVC膜上之面膠，且可控制成份組成，調整產品柔韌性。 本發明底膠之組成為(1)高 Tg 丙烯酸單體：占50~80%；(2)低 Tg 丙烯酸單體：占20~60%；(3)含羧基或羥基丙烯酸單體：占1~10%，乳化劑添加量占混合單體的 1~5%，在有起始劑、緩衝液、去離子水的環境下進行乳化聚合反應而成。 進一步該耐可塑劑乳液型塗料其各單體可為甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)、丙烯酸環己酯(cyclohexyl acrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)、醋酸乙烯(vinyl acetate)、丙烯腈(acrylonitrile)、苯乙烯(styrene)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、2-乙基己基丙烯酸酯(2-ethyl hexyl acrylate)、丙烯酸異辛酯(isooctyl acrylate)、丙烯酸異壬酯(isononyl acrylate)、丙烯酸十二酯(lauryl acrylate)、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic   acid)、順丁烯二酸(maleic acid)、反丁烯二酸(fumaric acid)。其中較佳者可為甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)、醋酸乙烯(vinyl acetate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、2-乙基己基丙烯酸酯(2-ethyl hexyl acrylate)、丙烯酸異辛酯(isooctyl acrylate)、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)、甲基丙烯酸羥乙酯 (hydroxyethyl methacrylate)、丙烯酸 2 羥乙酯(hydroxyethyl acrylate)、丙烯酸 2 羥丙酯(hydroxypropyl acrylate)、甲基丙烯酸 2 羥丙酯(hydroxypropyl methacrylate)一種或兩種以上混  和使用。 進一步該耐可塑劑乳液型塗料中，其乳化劑可為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚環氧乙烷烷基乙醚硫酸鈉、磺基琥珀酸鈉、聚環氧乙烷烷基磺基琥珀酸鈉、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸。 藉此本發明可使得可塑劑自PVC膜游移出時與本發明鏈結，不再游移破壞面膠，並本發明之底膠是以全壓克力單體進行乳化聚合，取代市面上橡膠接枝壓克力單體之底膠，又本發明之底膠是以全壓克力單體進行乳化聚合所得一水性乳液，非市面上的橡膠接枝壓克力單體類型的底膠為不環保溶劑型。 本發明之耐可塑劑之乳液型塗料確實可取代傳統溶劑型底膠，甚至在對貼測試中效果更好。本發明產品也依其不同用途，搭配不同添加劑，如消泡劑、流平劑、增稠劑、濕潤劑、顏料、填充劑、增黏劑、架橋劑、耐燃劑來使用。本發明產品可使用於含可塑劑之 PVC 膜類，如一般電器用途、消磁膠帶、工業膠帶、保護膠帶、包裝膠帶、電氣絕緣膠帶、線束膠帶、廣告或標示用標籤、玻璃窗廣告等標示膜。

請參閱第一圖為本發明應用於PVC膠帶結構，並該PVC膠帶具含可塑劑之PVC膜1作為基材；一可提供膠帶黏著力的面膠2；一阻隔PVC膜1與面膠2的底膠3，其中本發明以高 Tg 的壓克力單體搭配具有羧基和羥基的壓克力單體和低 Tg 的壓克力單體進行乳化聚合，得一壓克力高分子乳液做為底膠3，可塗佈於PVC膜1上阻隔PVC膜1基材與面膠2的接觸。高 Tg 壓克力單體經乳化聚合後可形成一流動性差的高分子聚合物，使自PVC膜1移行出的可塑劑難以穿透，但只以高 Tg 壓克力單體經乳化聚合後之塗層經乾燥後質地過於硬脆，而本發明之目的為應用在具可撓性的PVC膜上，因此本發明之成份也添加了低 Tg 的壓克力單體，調整產品柔軟性。此外，本發明也設計導入羧基和羥基的壓克力單體於配方中，當可塑劑自PVC膜1基材移行出後，羧基與羥基則會與可塑劑鍵結。 其化學式如下可使底膠3形成具有吸附可塑性塗層。 本發明是將下列壓克力單體組成與乳化劑、起始劑、緩衝液進行乳化聚合，而得本發明之組成如下：    乳化劑可為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚環氧乙烷烷基乙醚硫酸鈉、磺基琥珀酸鈉、聚環氧乙烷烷基磺基琥珀酸鈉、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯，相對於單體占 1~5%。起始劑可為過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、 過氧化苯甲醯、第三丁基過氧化氫。緩衝液可為碳酸氫鈉水溶液、碳酸鈣水溶液、碳酸鈉水溶液、醋酸鈉水溶液。 底膠3製備方法及其流程圖： (1)     備一具有攪拌機之反應釜，釜內裝有去離子水和乳化劑之混和液，將表一、表二、表三之混和單體置於分液漏斗中滴加進攪拌中的反應釜，製成預乳液倒出備用。 (2)     取另一具有攪拌機、冷凝管、溫度計、分液漏斗之反應釜，釜內裝有去離子水、緩衝液，升溫 50~80℃，加入起始劑，於攪拌中將(1)分 3~4 小時滴加完，滴加完後以相同溫度保溫 1 小時。 (3)     保溫結束後冷卻至室溫，經過濾後可得本發明產品耐可塑劑之乳液型塗料。 膠帶製備方法： 將本發明產品塗佈於 PVC 膜上，隨後以 80 ℃ 2 分鐘烘乾，確認塗料厚度 5μm，再塗佈壓克力系、橡膠系、聚氨酯系的乳液型或溶劑型的膠水於上做為面膠，再以 80 ℃ 2 分鐘烘乾，確認面膠厚度 20μ。隨後再以 80℃/6 小時進行熟成使膠帶穩定。 本發明以下之實施例 1、比較例 1、實施例 2、比較例 2 之面膠2使用 PVC 膜用環保型膠水，其組成為：(1)高 Tg 丙烯酸單體：5~20%；(2)低 Tg 丙烯酸單體：60~90%；(3)含羧基丙烯酸單體：1~10%；(4)與 PVC 膜密著性弱之高分子：5~50%，乳化劑添加量占混合單體的 1~5%，在有起始劑、緩衝液、去離子水的環境下進行乳化聚合反應，再添加(4)而成。 實施例 1 各單體、乳化劑、起始劑、緩衝液、去離子水之比例如表四：    (1)  備一具有攪拌機之反應釜，釜內裝有 A 劑 1，將 A 劑 2 混和好，置於分液漏斗中滴加進攪拌中的反應釜，製成預乳液倒出備用。 (2)  取另一具有攪拌機、冷凝管、溫度計、分液漏斗之反應釜，釜內裝有 B 劑，升溫至 80℃，於攪拌中加入 C 劑，將(1)分 3~4 小時滴加完，滴加完後以相同溫度保溫 1 小時。 (3)  保溫結束後，冷卻至室溫即以 200 目濾網過濾，即可得本發明產品。 比較例 1 一般溶劑型底膠配方如表五： (1)      備一具有攪拌機之反應釜，將 A 劑混和並攪拌至全溶。 (2)      備一具有攪拌機之反應釜，將 C 劑混和並攪拌至全溶。 (3)      取另一具有攪拌機、冷凝管、溫度計、分液漏斗之反應，釜內裝有(1)+B 劑，升溫至 90℃，於攪拌中加入(2)，分 10 分鐘滴加完後以相同溫度保溫 1 小時。 (4)      保溫結束後，冷卻至室溫即可倒出，得一與本產品做為比較之溶劑型底膠。 實施例 2 僅單體與實施例 1 有異，其餘皆與實施例 1 相同，如表六： 合成方式與【實施例 1】相同，即可得本發明產品耐可塑劑之乳液型塗料。 比較例 2 壓克力系、橡膠系、聚氨酯系的溶劑型或乳液型的膠水，做為面膠。本發明中使用得面膠其組成為：   (1)高 Tg 丙烯酸單體：5~20%   (2)低 Tg 丙烯酸單體：60~90%   (3)含羧基丙烯酸單體：1~10%   (4)與 PVC 膜密著性弱之高分子：5~50%；乳化劑添加量占混合單體的 1~5%，在有起始劑、緩衝液、去離子水的環境下進行乳化聚合反應，再添加(4)而成，作為實施例 1、實施例 2、比較例 1 之面膠。 測試方法 分別將實施例 1、實施例 2、比較例 1 塗佈於 PVC 膜基材上，隨後以 80 ℃ 2 分鐘烘乾，確認塗料厚度 5μ，再塗佈比較例 2 做為面膠，再以 80 ℃ 2 分鐘烘乾，確認面膠厚度 20μ；隨後再以 80℃/6 小時進行熟成使膠帶穩定。所得之膠帶置於 50℃溫度下，每 8 小時取出觀察其從背面剝離是否會殘膠，膠帶對貼是否會轉膠，並測試其鋼板剝離力直至烘滿 24 小時。將比較例 2 直塗於未塗佈任何底膠之 PVC 膜，   再以 80 ℃ 2 分鐘烘乾，確認面膠厚度 20μ，隨後再以 80℃/6 小時進行熟成使膠帶穩定。所得之膠帶置於 50℃溫度下，進行老化測試，每 8 小時取出觀察其從背面剝離是否會殘膠，膠帶對貼是否會轉膠，並測試其鋼板剝離力直至烘滿 24 小時。 測試結果 實施例 1、比較例 1、實施例 2、比較例 2 以 80℃/6 小時進行熟成過後之膠帶其測試結果如表七： 將實施例 1 之膠帶置於 50℃溫度下，每 8 小時取出觀察其從背面剝離是否會殘膠，膠帶對貼是否會轉膠，並測試其鋼板剝離力直至烘滿 24 小時，測試結果如表八：    膠帶測試方法 實施例與比較例所得之產品製成膠帶後之各測試方法如下： (1)180∘鋼板剝離力(N/25mm)：參照 ASTM-D3330，以 2kg 滾筒來回滾壓黏於鋼板之膠帶 1 次，於 1 分鐘之內進行剝離力測試，拉力機速度為 300±13mm/min。 結論 由結果顯示，本發明之耐可塑劑之乳液型塗料確實可取代傳統溶劑型底膠，甚至在對貼測試中效果更好。本發明產品也依其不同用途，搭配不同添加劑，如消泡劑、流平劑、增稠劑、濕潤劑、顏料、填充劑、增黏劑、架橋劑、耐燃劑來使用。本發明產品可使用於含可塑劑之 PVC 膜類，如一般電器用途、消磁膠帶、工業膠帶、保護膠帶、包裝膠帶、電氣絕緣膠帶、線束膠帶、廣告或標示用標籤、玻璃窗廣告等標示膜，並前述實施例為本發明例示，並非本發明限制，凡依據本發明精神所為之等效改變亦應屬於本發明範疇內。

1‧‧‧PVC膜
2‧‧‧面膠
3‧‧‧底膠

第一圖係本發明應用於PVC膠帶結構示意圖。

1‧‧‧PVC膜

2‧‧‧面膠

3‧‧‧底膠

Claims (3)

1. 一種可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，包括： (1)高 Tg 丙烯酸單體：占50~80% ； (2)低 Tg 丙烯酸單體：占20~60% ； (3)含羧基或羥基丙烯酸單體：占1~10%； 乳化劑添加量占混合單體的 1~5%，在有起始劑、緩衝液、去離子水的環境下進行乳化聚合反應而成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，其中其各單體可為甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)、丙烯酸環己酯(cyclohexyl acrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)、醋酸乙烯(vinyl acetate)、丙烯腈(acrylonitrile)、苯乙烯(styrene)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、2-乙基己基丙烯酸酯(2-ethyl hexyl acrylate)、丙烯酸異辛酯(isooctyl acrylate)、丙烯酸異壬酯(isononyl  acrylate)、丙烯酸十二酯(lauryl acrylate)、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)、順丁烯二酸(maleic acid)、反丁烯二酸(fumaric acid)，其中較佳者可為甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)、醋酸乙烯(vinyl acetate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、2-乙基己基丙烯酸酯(2-ethyl hexyl acrylate)、丙烯酸異辛酯(isooctyl acrylate)、丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)、甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl methacrylate)、丙烯酸 2 羥乙酯(hydroxyethyl acrylate)、丙烯酸 2 羥丙酯(hydroxypropyl acrylate)、甲基丙烯酸 2 羥丙酯(hydroxypropyl methacrylate)一種或兩種以上混和使用。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可阻隔和吸附從膜類移行出的可塑劑的水性高分子塗層，其中乳化劑可為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚環氧乙烷烷基乙醚硫酸鈉、磺基琥珀酸鈉、聚環氧乙烷烷基磺基琥珀酸鈉、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單硬脂酸酯、山梨糖醇酐單油酸。