一種雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能性高分子材料領(lǐng)域，涉及一種丙烯酸酯膠粘劑，具體涉及一種雙 組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓敏膠也即是對(duì)壓力敏感的膠黏劑，在施工或使用時(shí)輕微的壓力和較短的時(shí)間就 能使其與被粘物表面快速地潤(rùn)濕而產(chǎn)生較強(qiáng)的粘接力，其特點(diǎn)是容易粘接，有較高的剝離 強(qiáng)度，并且剝離后不會(huì)有膠殘留在被粘物上而產(chǎn)生污染，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)膠層不會(huì)干結(jié)僵 硬，俗稱(chēng)不干膠。
[0003] 傳統(tǒng)的溶液型壓敏膠，易燃、有毒、污染環(huán)境;不僅造成資源浪費(fèi)，對(duì)施工人員的健 康造成不利影響，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。乳液型壓敏膠具有環(huán)保、安全、使用方便等優(yōu)勢(shì)，越來(lái) 越受到市場(chǎng)上的重視。但是乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠也存在涂布速度慢，干燥速度慢，初黏 力、剝離強(qiáng)度和持黏力三個(gè)力學(xué)性能無(wú)法得到很好的平衡等缺點(diǎn)?，F(xiàn)階段生產(chǎn)丙烯酸酯乳 液的方法主要是通過(guò)種子乳液聚合法單一的體系獲得;但這種一步法的工藝合成的單一體 系容易出現(xiàn)某種性能偏高，而其他性能偏低的失衡現(xiàn)象，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)對(duì)乳液型丙烯 酸酯壓敏膠發(fā)展的要求，因此開(kāi)發(fā)性能更好的壓敏膠制備方法尤為重要。
[0004] 目前改善乳液型丙烯酸酯壓敏膠的力學(xué)性能問(wèn)題主要通過(guò)一下工藝或者方式:① 加入其他物質(zhì)來(lái)提高初粘力和剝離強(qiáng)度，比如加入松香增粘樹(shù)脂等方法;②采用增加提高 分子量分布來(lái)改善力學(xué)性能，比如增加鏈轉(zhuǎn)移劑使用量或者補(bǔ)加乳化劑形成新膠束加寬分 子量分布;③通過(guò)制備平均分子量較小的乳液，采用室溫后交聯(lián)工藝改善力學(xué)性能;這些方 法存在與原丙烯酸酯乳液相容性不好、成本較高;或者室溫自交聯(lián)儲(chǔ)存性差，降低壓敏膠實(shí) 用性能;或者單一性能突出、綜合力學(xué)性能不能滿足要求等問(wèn)題。
[0005] 關(guān)于提高乳液型丙烯酸酯壓敏膠的綜合力學(xué)性能有不少相關(guān)的研究。發(fā)明專(zhuān)利 CN102533174A采用增粘樹(shù)脂與丙烯酸酯乳液混合制備初粘力高、剝離強(qiáng)度大的壓敏膠，但 這樣制備出的乳液穩(wěn)定性以及乳液相容性有待進(jìn)一步探討。發(fā)明專(zhuān)利CN102533174A采用接 枝改性工藝，在聚合物上接枝氫化松香，以達(dá)到提高壓敏膠力學(xué)性能的效果;接枝的氫化松 香屬于功能型官能團(tuán)，對(duì)于提高乳液型壓敏膠的綜合性能效果需要進(jìn)一步探索。發(fā)明專(zhuān)利 CN104910838A采用簡(jiǎn)單地補(bǔ)加乳化劑的工藝，在乳液聚合反應(yīng)過(guò)程中補(bǔ)加適量乳化劑，在 反應(yīng)第二階段中期形成新的乳膠?；蛘咴黾泳酆戏磻?yīng)膠粒數(shù)目等方式提高分子量分布，來(lái) 提高乳液壓敏膠的剝離性能，但是這樣反應(yīng)型乳化劑用量過(guò)多，反應(yīng)性乳化劑接枝到高分 子鏈的接枝率本身就不高，而且其本身易在水相共聚，或形成相對(duì)分子質(zhì)量較大的富含親 水基團(tuán)的聚合物，易同時(shí)吸附幾個(gè)粒子而凝聚使乳液粒徑變大;這些都會(huì)對(duì)提高綜合性能 產(chǎn)生負(fù)面影響。發(fā)明專(zhuān)利CN104004477A采用酮肼交聯(lián)體系，在室溫下，制模后期自交聯(lián)制備 性能優(yōu)良的乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠，這種酮肼交聯(lián)體系是在制模過(guò)程中，隨著氨水和水 分的失去而發(fā)生交聯(lián)提高壓敏膠的粘結(jié)強(qiáng)度和剝離力的，但是由于壓敏膠的檢測(cè)和使用標(biāo) 準(zhǔn)都是膠乳成膜后對(duì)材質(zhì)的力學(xué)性能要求，由于交聯(lián)劑的交聯(lián)作用造成壓敏膠的內(nèi)聚力提 高同時(shí)初粘力和180°剝離力的下降，造成壓敏膠綜合性能的較低。因此本發(fā)明通過(guò)雙組份 乳液聚合制備出綜合性能優(yōu)異的乳液型壓敏膠，并且通過(guò)調(diào)節(jié)組分比例可以實(shí)現(xiàn)不同力學(xué) 性能的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種雙組份乳液型 聚丙烯酸酯壓敏膠。本發(fā)明應(yīng)用雙組份，分別采用種子乳液聚合和預(yù)乳化半連續(xù)工藝獲得 了不同玻璃化溫度核殼結(jié)構(gòu)聚丙烯酸酯乳液或者分子量雙峰或多峰分布的聚丙烯酸酯乳 液，綜合性能優(yōu)異的壓敏膠，該壓敏膠不僅可以保證高剝離強(qiáng)度，而且實(shí)現(xiàn)初粘力、內(nèi)聚力、 剝離力三力平衡，使得壓敏膠的綜合性能大大提高，具有較高的市場(chǎng)實(shí)用性。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述的雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0010] -種雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠，包括以下按質(zhì)量份計(jì)的組分：組份I、組份 Π 、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、潤(rùn)濕流平劑和增粘樹(shù)脂；
[0011] 所述的組份I與組份Π 的質(zhì)量比為(2~9) :6;
[0012]所述的消泡劑的質(zhì)量為組份I與組份Π 總質(zhì)量的0.03~0.04% ;
[0013] 所述的潤(rùn)濕流平劑的質(zhì)量為組份I與組份Π 總質(zhì)量的0.5~1%;
[0014] 所述的增粘樹(shù)脂的質(zhì)量為組份I與組份Π 總質(zhì)量的10~20%;
[0015] 所述的pH調(diào)節(jié)劑的用量為將雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠的pH調(diào)節(jié)為6~7。 [0016] 所述的組份I:丙稀酸酯軟單體45~55份、硬單體6~10份、功能單體2.4~3.4份、 乳化劑10.4~0.6份、引發(fā)劑10.3~0.5份、緩沖劑0.1~0.15份、去離子水50~60份、鏈轉(zhuǎn)移 劑0.04~0.08份；
[0017] 所述的組份Π :丙稀酸酯軟單體40~60份、硬單體6~8份、功能單體2.4~3.4份、 乳化劑10 · 3~0 · 45份、乳化劑Π 0 · 1~0 · 15份、引發(fā)劑10 · 4~0 · 6份、引發(fā)劑Π 0 · 4~0 · 6份、 緩沖劑〇. 1~〇. 15份、去離子水50~60份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.02~0.06份；
[0018] 所述的組份I中的丙烯酸酯軟單體為丙烯酸異辛酯與丙烯酸丁酯的混合物，其中 丙烯酸丁酯占丙烯酸酯軟單體總質(zhì)量的60%~70% ;
[0019] 所述的硬單體為丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸甲酯中的至少一種；
[0020] 所述的組份I中功能單體為丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一種與羧乙 基丙烯酸酯和丙烯酸羥乙酯的混合物;其中，所述的羧乙基丙烯酸酯和丙烯酸羥乙酯的質(zhì) 量比為（6~9): (15~20);所述的羧乙基丙烯酸酯和丙烯酸羥乙酯占功能單體總質(zhì)量的 80%~90% ;
[0021] 所述的乳化劑I為反應(yīng)型乳化劑，為3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉鹽或1-烯 丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸銨;優(yōu)選為1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯 酚)-2_丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸銨；
[0022] 所述的引發(fā)劑I為過(guò)硫酸鹽，可以使用過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀中的一種，優(yōu)選為過(guò)硫 酸銨；
[0023] 所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為十^烷基硫醇或十八烷基硫醇;優(yōu)選為十^烷基硫醇。
[0024] 所述的緩沖劑為碳酸氫鈉或碳酸鈉;優(yōu)選為碳酸氫鈉；
[0025] 所述的組份Π 中的丙烯酸酯軟單體為丙烯酸異辛酯與丙烯酸丁酯的混合物，其中 丙烯酸丁酯占丙烯酸酯軟單體總質(zhì)量的40%~60% ;
[0026] 所述的組份Π 中的功能單體為丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一種與羧 乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羥乙酯的混合物；其中，所述的羧乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸 羥乙酯的質(zhì)量比為(6~9): (15~20);所述的羧乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羥乙酯占功能 單體總質(zhì)量的80~90% ;
[0027] 所述的引發(fā)劑Π 為亞硫酸鹽;優(yōu)選為亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫銨；更優(yōu)選為亞硫酸 氫鈉。
[0028]所述的乳化劑Π 為陰離子型乳化劑，所述的陰離子乳化劑為烯丙氧基壬基酚醚 (ANPE010)或其磺化物；
[0029]所述的pH調(diào)節(jié)劑為氨水；
[0030]所述的消泡劑為有機(jī)硅改性消泡劑；
[0031 ]所述的潤(rùn)濕流平劑為烷基改性有機(jī)硅氧烷；
[0032]所述的增粘樹(shù)脂為松香樹(shù)脂乳液或氫化松香樹(shù)脂乳液，優(yōu)選為氫化松香樹(shù)脂乳 液。
[0033] -種雙組份乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，包括以下步驟：
[0034] (1)將25~30質(zhì)量份去離子水、0.2~0.4質(zhì)量份引發(fā)劑I、0.4~0.6質(zhì)量份乳化劑 1、45~55質(zhì)量份丙烯酸酯軟單體、6~10質(zhì)量份硬單體、2.4~3.4質(zhì)量份功能單體，在800~ 1000r/min分散的條件下分散10~15分鐘制成預(yù)乳液Ia;取出2~3質(zhì)量份預(yù)乳液Ia后，向剩 下的預(yù)乳液I a中加入0.04~0.08質(zhì)量份鏈轉(zhuǎn)移劑后再分散10~15分鐘得到預(yù)乳液Ib;備用； [0035] (2)在100~150r/min攪拌條件下，加入25~30質(zhì)量份去離子水、剩余質(zhì)量份引發(fā) 劑I、0.1~0.15質(zhì)量份緩沖劑，攪拌均勻得到混合溶液;向混合溶液中加入步驟(1)制得的2 ~3質(zhì)量份預(yù)乳液Ia，升溫至80~82°C反應(yīng)20~30min;待乳液出現(xiàn)藍(lán)光滴加步驟（1)制得的 預(yù)乳液Ib，轉(zhuǎn)速調(diào)制200~250r/min，連續(xù)滴加2~2.5h滴加完畢，轉(zhuǎn)速調(diào)制150~200r/min， 升溫至83~85°C保溫反應(yīng)1~1.5h，得到組份I乳液；
[0036] (3)將20~25質(zhì)量份去離子水、0.3~0.45質(zhì)量份乳化劑I、0.3~0.4質(zhì)量份引發(fā)劑 1、40~60質(zhì)量份丙烯酸酯軟單體、6~8質(zhì)量份硬單體、2.4~3.4質(zhì)量份功能單體、0.02~ 〇. 06質(zhì)量份鏈轉(zhuǎn)移劑，在800~1000r/min分散條件下分散15~20min制成預(yù)