一种环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂
技术领域
本发明涉及一种医用的压敏胶黏剂,属于高分子材料领域。
背景技术
压敏胶黏剂是一类在外力轻压下就能与被粘物粘合的胶黏剂,具有粘之容易、揭之不难、剥而不损的性质,也称为不干胶,以其独特的性能和特点已成为胶黏剂中用量最大、应用范围最广的产品,其制品几乎遍布包装、汽车、运输、通讯、电器、建材、机械、航空、轻工、卫生等各个领域。其中,聚丙烯酸酯类压敏胶由于配方简单、粘接范围广、耐候性佳、耐光性强、耐油性优、耐水性好、不存在相分离和迁移等现象,以及操作方便,价格较低等原因,成为压敏胶中发展最快的主要产品,其制品包括压敏胶黏带、压敏胶黏标签纸和压敏胶黏片等,医用胶带是重要的产品种类。
聚丙烯酸酯压敏胶黏剂可分为溶剂型、乳液型、热熔型、水溶型等等,其中溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶黏剂(solvent based acrylic pressure sensitive adhesive)是常见的一种,其由丙烯酸酯单体在有机溶剂中进行自由基聚合而得到黏稠状液体、加或不加其他添加剂所构成。溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶黏剂具有润湿性好、初粘力大、干燥速率快、耐水性和耐低温性好等诸多优点,广泛用于医用胶带、压敏标签和双面胶带等领域。溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶黏剂的主要缺点在于配方和制造工艺中使用有机溶剂,会对环境和制品造成污染,在环保要求不断提高的今天,使其难以应用到汽车、飞机、食品与医药标签、卫生材料等领域。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂。
本发明还提供了一种环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其特征在于,该压敏胶黏剂包括软单体、硬单体、功能性单体、增粘树脂、引发剂、含有环氧基团的化合物、溶剂,其中所述软单体的玻璃化转变温度为-65至-70℃。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酰胺、马来酸酐中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述增粘树脂为松香、聚合松香、甘油松香酯、季戊四醇松香酯、氢化松香甘油酯、萜烯树脂中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧二碳酸酯或N,N-二羟烷基对甲苯胺中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述含有环氧基团的化合物可为环氧丙烷、环氧丁烷、二酚基丙烷环氧树脂、四酚基环氧树脂、萘酚线型酚醛环氧树脂、二氧化乙烯基环己烯环氧树脂中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,优选所述溶剂为乙酸乙酯、正己烷、庚烷、甲醇、异丙醇、丁酮中的一种或多种的混合物。
在所述环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,各组分以重量份计的用量分别为30-60份软单体、10-25份硬单体、5-10份功能性单体、5-15份增粘树脂、0.01-0.5份引发剂、1-5份含有环氧基团的化合物、20-40份溶剂;
优选35-50份软单体、10-20份硬单体、5-7份功能性单体、8-12份增粘树脂、0.01-0.1份引发剂、1-3份含有环氧基团的化合物、25-35份溶剂;
更优选40-50份软单体、15-20份硬单体、6-7份功能性单体、10-12份增粘树脂、0.01-0.1份引发剂、1-3份含有环氧基团的化合物、25-30份溶剂;
最优选40-45份软单体、15-18份硬单体、6-7份功能性单体、10-11份增粘树脂、0.05-0.1份引发剂、1-2份含有环氧基团的化合物、28-30份溶剂。
在本发明的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂中,各组分通过相互协同作用,增强了胶黏剂的功效,得到本发明质量优异的胶黏剂。其中软单体的聚合物提供胶黏剂的粘弹性,决定胶黏剂的初粘性高低和粘着力大小;硬单体的聚合物较硬,可改善胶黏剂的内聚力;功能性单体参与共聚后为胶黏剂分子链提供功能性官能团,以使胶黏剂分子可以与聚氨酯、有机金属螯合物等物质产生交联,改善胶黏剂的粘着力和内聚力。含有环氧基团的化合物可与有机溶剂分子进行反应,从而降低制品中残留溶剂对环境的污染。另外,玻璃化转变温度Tg是设计胶黏剂配方的重要参考指标,Tg低,胶黏剂分子柔软,易于湿润被粘物,初粘性强,但Tg过低,则共聚物太软,容易因流胶而无法正常使用。本发明优选出压敏胶黏剂中软单体的Tg在-65至-70℃,使得胶黏剂在溶剂用量较少的情况下也能获得满足要求的初粘力,间接减少的溶剂用量,实现环保的目的。
本发明的环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂的制备方法为:
按配方准备相应重量的各组分,将软单体缓慢升温至70℃至90℃之间,再将硬单体、功能性单体、引发剂充分搅拌均匀的混合物缓慢滴入软单体中,2小时内滴完,之后继续回流反应3小时,降温至50℃,加入增粘树脂、含有环氧基团的化合物、溶剂的混合物,保温2小时后出料,涂布制品后加热到130-140℃并保温1-2分钟。
与现有技术相比,本发明所得环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂的优点为:
(1)有机溶剂使用量小,减少对环境的污染,具有良好的环保性质;
(2)通过选用具有特定Tg的反应原料,使得胶黏剂不需要过多的溶剂即可获得满足要求的初粘力及其它粘接性能,间接减少了有机溶剂的使用量;
(3)通过使用含有环氧基团的化合物来消耗溶剂,进一步降低了有机溶剂对环境的不利影响。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为20份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-70℃,硬单体为10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸甲酯,功能性单体为3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺,引发剂为0.03份过氧化二苯甲酰、0.02份过氧化二异丙苯,增粘树脂为3份甘油松香酯、2份季戊四醇松香酯、5份萜烯树脂,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
实施例2
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为20份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸异辛酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-68℃,硬单体为10份甲基丙烯酸甲酯、5份苯乙烯,功能性单体为3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯、2份马来酸酐,引发剂为0.03份过氧化二苯甲酰、0.02份过氧化苯甲酸叔丁酯,增粘树脂为5份甘油松香酯、5份萜烯树脂,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
实施例3
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为20份丙烯酸丁酯、15份丙烯酸异辛酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-66℃,硬单体为5份甲基丙烯酸甲酯、10份苯乙烯,功能性单体为2份甲基丙烯酸、3份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺,引发剂为0.03份过氧化二苯甲酰、0.02份过氧化二异丙苯,增粘树脂为5份甘油松香酯、2份季戊四醇松香酯、3份萜烯树脂,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
实施例4
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为15份丙烯酸乙酯、10份丙烯酸丁酯、10份丙烯酯异辛酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-65℃,硬单体为10份丙烯酸甲酯、5份乙酸乙烯酯,功能性单体为3份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺、2份马来酸酐,引发剂为0.03份过氧化二异丙苯、0.01份过氧化苯甲酸叔丁酯,增粘树脂为5份甘油松香酯、5份季戊四醇松香酯,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
实施例5
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为10份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸丁酯、10份丙烯酯异辛酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-68℃,硬单体为5份丙烯酸甲酯、10份乙酸乙烯酯,功能性单体为2份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺、3份马来酸酐,引发剂为0.02份过氧化二苯甲酰、0.03份过氧化二异丙苯,增粘树脂为5份季戊四醇松香酯、5份萜烯树脂,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
对比例1
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为30份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸丁酯,其Tg为-35℃,硬单体为10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸甲酯,功能性单体为3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺,引发剂为0.03份过氧化二苯甲酰、0.02份过氧化二异丙苯,增粘树脂为5份甘油松香酯、5份萜烯树脂,含有环氧基团的化合物为1份环氧丙烷、0.5份环氧丁烷,溶剂为20份乙酸乙酯、15份甲醇、15份异丙醇。制备完成后测试产品的各项性能。
对比例2
通过前述本发明的制备方法制备环保的医用聚丙烯酸酯压敏胶黏剂,其中以重量份数计,软单体为20份丙烯酸丁酯、15份丙烯酸异辛酯、10份丙烯酸-2-乙基己酯,其Tg为-66℃,硬单体为10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸甲酯,功能性单体为3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯、2份丙烯酰胺,引发剂为0.03份过氧化二苯甲酰、0.02份过氧化二异丙苯,增粘树脂为5份甘油松香酯、5份萜烯树脂,溶剂为20份乙酸乙酯、5份甲醇、5份异丙醇,不使用含有环氧基团的化合物。制备完成后测试产品的各项性能。
在实施例1-5(EX1-EX5)及对比例1-2(CEX1-CEX2)中,胶液的外观通过目测进行观察,初粘力依据GB/T 4852-2002进行测试,180°剥离力依据GB/T2792-1998进行测试,持粘力依据GB/T 4851-1998进行测试。对于压敏胶黏剂制品中溶剂残留的程度,通过VOC(挥发性有机化合物,Volatile organic compounds)来反映。测试结果如表1所示。
表1
性能 |
EX1 |
EX2 |
EX3 |
EX4 |
EX5 |
CEX1 |
CEX2 |
外观 |
均匀 |
均匀 |
均匀 |
均匀 |
均匀 |
均匀 |
均匀 |
初粘力(球号#) |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
8 |
10 |
180°剥离力(N/25mm) |
24.28 |
23.56 |
24.99 |
25.22 |
24.79 |
19.40 |
21.73 |
持粘力(min) |
>7000 |
>7000 |
>7000 |
>7000 |
>7000 |
>7000 |
>7000 |
|
140 |
160 |
150 |
170 |
150 |
480 |
710 |
由实施例1-5和对比例1-2的对比可以看出,符合本申请限定的范围的实施例1-5中,所得压敏胶在不使用过多溶剂的情况下也获得了满足要求的初粘力、180°剥离力、持粘力等性能,并且溶剂挥发量低,对环境的污染小。而对比例1中使用Tg较高的软单体,则需要使用更多的溶剂才能得到外观均匀的胶液,这导致其溶剂挥发量较高,并对初粘力产生负面影响。对比例2则未使用含有环氧基团的化合物,其溶剂挥发量高,对环境有害,不利于将其产品用于医疗行业。
需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的。因此,本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。