CN106832104A - 耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其用途和制法 - Google Patents

耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其用途和制法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其制法和应用。本发明乳液型压敏胶主要由丙烯酸酯单体、交联单体、乳化剂、缓冲剂、消泡剂、润湿剂、pH 调节剂和引发剂组成；采用预乳化半连续种子聚合工艺，把单体、助剂按照顺序加入水溶液中进行乳化，而后采用连续滴加预乳化液引发聚合反应，最后加入消泡剂、润湿剂以及PH调节剂等助剂搅拌均匀而制成。本发明的压敏胶涂布于铝箔表面烘干，干胶厚度45μm，胶面均匀透亮，胶面无气泡、缩孔等缺陷，剥离力达到12N/25mm，持粘不低于200h，80℃/95%条件下持粘不低于48h,120℃/95%条件下持粘不低于12h。

Description

耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其用途和制法
技术领域
本发明涉及水性压敏胶技术领域，尤其是一种耐高温铝箔的聚丙烯酸酯压敏胶乳液及其用途和制法。
背景技术
用于铝箔的丙烯酸酯压敏胶要求力学性能指标高，具有一定耐温功能，因为在使用过程中电器产品隔热层的粘接以及电器线路发热可能会大幅度降低胶带的粘接性能。
目前耐高温铝箔用的丙烯酸酯压敏胶以溶剂型丙烯酸酯压敏胶为主，溶剂型丙烯酸酯压敏胶拥有优异的综合性能，但其含有大量的甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂，生产、储存、运输危险性大，且VOC排放量大，涂布过程影响操作人员的身体健康，污染环境，成本高，这些问题促使人们迫切寻找和发展新型压敏胶粘剂。
随着人们对环保、安全、节能的重视以及压敏胶应用的不断扩大，促使压敏胶向着低污染、高性能和功能化方向发展。可用于耐高温铝箔的丙烯酸酯乳液型压敏胶环保、低碳，替代油性压敏胶的趋势明显。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液，具有优异的力学性能及耐温性能，综合性能可以媲美溶剂型压敏胶。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液，由下述重量份的原料制成：
丙烯酸酯软单体 78-88 丙烯酸酯硬单体 3-8
极性单体 2-6 内交联单体 0.6-3
阴离子乳化剂 0.5-2 非离子乳化剂 0.2-1
缓冲剂 0-0.3 消泡剂 0.02-0.1
润湿剂 0.02-0.08 引发剂 0.2-1.0
去离子水 80-200 氧化剂 0.01-0.04
还原剂 0.02-0.08 PH值调节剂 0.05-0.5。
进一步地，所述丙烯酸酯软单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯硬单体是苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；所述极性单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶和乙烯基咔唑中的一种或多种；所述内交联单体是N-羟甲基丙烯酰胺和N-甲氧基甲基丙烯酰胺中的一种或两种；所述阴离子乳化剂是仲烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种；所述非离子乳化剂是聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯；所述缓冲剂是醋酸钠；所述消泡剂是矿物油类和聚醚改性有机硅类中的一种或两种；所述润湿剂是琥珀酸二辛酯磺酸钠；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠；所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为吊白块；所述pH 调节剂为氨水。
一种如上所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液的用途，所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯乳液压敏胶在家用电器、船舶保温层的粘接以及电器线路中屏蔽电磁干扰粘接胶带中使用。
一种如上所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取0.5-2份阴离子乳化剂、0.2-1份非离子乳化剂和30～50份去离子水，搅拌得到乳化剂水溶液；加入78-88份丙烯酸酯软单体、3-8份丙烯酸酯硬单体、2-6份极性单体和0.6-3份内交联单体，高速搅拌800r/min×45min，制得预乳化液；
(2)、在0.2-1.0份引发剂中加入10～30份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液；
(3)、将余量的去离子水和缓冲剂加热至79～82℃，注入5～20份步骤(1)制得的预乳化液及4～40份步骤(2)得到的引发剂水溶液，反应25～40min制得种子乳液；
(4)、将剩余的步骤(1)制得预乳化液及步骤(2)得到的引发剂水溶液在3～4h同时滴加至种子乳液中，升温至84～86℃保温1h，降温至72℃，先加入氧化剂，再加入还原剂水溶液，72℃保温30min，降温；
(5)、当温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7～7.5，再加入消泡剂和润湿剂，搅拌20～30min至乳液均匀，过滤出料，即得聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
本发明压敏胶涂布于铝箔表面烘干，干胶厚度45μm，胶面均匀透亮，胶面无气泡、缩孔等缺陷，剥离力达到12N/25mm，持粘不低于200h，80℃/95%条件下持粘不低于48h,120℃/95%条件下持粘不低于12h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1) 在聚合物结构中引入极性单体增加耐温性，提高高温条件下的粘接；引入自交联单体，提高聚合物结构的刚性，从结构上保证了压敏胶的耐久和力学性能。
(2) 制造过程中，使用水而非有机溶剂做介质，低碳环保，节约成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
称取1.0g阴离子乳化剂仲烷基硫酸钠，0.5g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，30g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入2gN-羟甲基丙烯酰胺，再加入60g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸甲酯、2g甲基丙烯酸组成的混合单体，搅拌45min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取0.2g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将0.1g缓冲剂醋酸钠溶解40g去离子水加热至80℃，加入5%预乳液1和5%引发剂水溶液2，反应30min制得种子乳液。
将剩余的95%预乳液1和95%引发剂水溶液2在2h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5，最后加入0.02g消泡剂矿物油和0.03g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸盐，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表1所示。
表1
实施例2
称取0.5g阴离子乳化剂仲烷基磺酸钠，1g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入70g丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸甲酯、2g甲基丙烯酸、2gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌45min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取0.2g过硫酸铵，加入20g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将溶解有0.2g醋酸钠的80g去离子水加热至80℃，加入8%预乳液1和25%引发剂水溶液2，反应30min制得种子乳液。
将剩余的92%预乳液1和75%引发剂水溶液2在3.5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5～8，最后加入0.04g消泡剂矿物油和0.06g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸盐，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表2所示。
表2
实施例3
称取2g阴离子乳化剂仲烷基磺酸钠，1g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，50g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入85g丙烯酸丁酯、25g甲基丙烯酸甲酯、10g甲基丙烯酸、10gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌40min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取1g过硫酸铵，加入40g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将溶解有0.2g醋酸钠的100g去离子水加热至80℃，加入15%预乳液1和40%引发剂水溶液2，反应20min制得种子乳液。
将剩余的85%预乳液1和60%引发剂水溶液2在3.5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5，最后加入0.1g消泡剂矿物油和0.08g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸盐，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表3所示。
表3
实施例4
称取1g阴离子乳化剂仲烷基苯磺酸钠，0.5g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，30g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入60g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸甲酯、2g甲基丙烯酸、2gN-羟甲氧基甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌45min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取0.2g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将溶解有0.1g醋酸钠的40g去离子水加热至80℃，加入5%预乳液1和5%引发剂水溶液2，反应30min制得种子乳液。
将剩余的95%预乳液1和95%引发剂水溶液2在3.5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5，最后加入0.02g矿物油消泡剂和0.03g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表4所示。
表4
实施例5
称取0.5g阴离子乳化剂仲烷基苯磺酸钠，1g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入70g丙烯酸丁酯、10g丙烯腈、2g甲基丙烯酸、2gN-羟甲氧基甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌45min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取0.2g过硫酸铵，加入20g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将溶有0.1g醋酸钠的80g去离子水加热至80℃，加入8%预乳液1和25%引发剂水溶液2，反应30min制得种子乳液。
将剩余的92%预乳液1和75%引发剂水溶液2在3.5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5，最后加入0.04g矿物油消泡剂和0.06g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表5所示。
表5
实施例6
称取2g阴离子乳化剂仲烷基苯硫酸钠，1g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯，50g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入85g丙烯酸丁酯、25g丙烯腈、10g甲基丙烯酸、10gN-甲氧基甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌40min，搅拌速度800 r/min，制得预乳液1。
称取1g过硫酸铵，加入40g去离子水溶解，制得引发剂水溶液2。
将溶解0.1g醋酸钠的100g去离子水加热至80℃，加入15%预乳液1和40%引发剂水溶液2，反应30min制得种子乳液。
将剩余的85%预乳液1和60%引发剂水溶液2在3.5h同时滴加至种子乳液中，然后升温至85℃，保温1h，降温至40℃，加入0.1g氨水调节pH至7.5，最后加入0.1g消泡剂矿物油和0.08g润湿剂琥珀酸二辛基磺酸盐，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，即得丙烯酸酯压敏胶乳液；以此丙烯酸酯压敏胶乳液在以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试，结果如下表6所示。
表6
上述实施例的丙烯酸酯压敏胶乳液的技术指标如下：
A ：乳液性能指标
外观：乳白色蓝光液体
固含量：40-55％
粘度：300 ±50mPa.s
PH 值：7-7.5
B ：压敏胶的性能指标( 以铝箔为基材，胶层厚45μm 的样品进行测试)
剥离强度：≥12N/25mm，无残胶
初粘力：24 ±1#
持粘力：＞ 200h
80℃老化24h持粘：＞ 48h
其中，压敏胶的力学性能测试参照国家标准，初粘力按GB-4852-84 标准，剥离强度按GB-2792-81 标准，持粘力按GB-4851-84 标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：由下述重量份的原料制成：
丙烯酸酯软单体 78-88 丙烯酸酯硬单体 3-8
极性单体 2-6 内交联单体 0.6-3
阴离子乳化剂 0.5-2 非离子乳化剂 0.2-1
缓冲剂 0-0.3 消泡剂 0.02-0.1
润湿剂 0.02-0.08 引发剂 0.2-1.0
去离子水 80-200 氧化剂 0.01-0.04
还原剂 0.02-0.08 PH值调节剂 0.05-0.5。
2.如权利要求1所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于：所述丙烯酸酯软单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯硬单体是苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；所述极性单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶和乙烯基咔唑中的一种或多种；所述内交联单体是N-羟甲基丙烯酰胺和N-甲氧基甲基丙烯酰胺中的一种或两种；所述阴离子乳化剂是仲烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种；所述非离子乳化剂是聚氧乙烯醚山梨糖醇酐单月桂酸酯；所述缓冲剂是醋酸钠；所述消泡剂是矿物油类和聚醚改性有机硅类中的一种或两种；所述润湿剂是琥珀酸二辛酯磺酸钠；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸钠；所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为吊白块；所述pH 调节剂为氨水。
3.一种如权利要求1所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液的用途，其特征在于：所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯乳液压敏胶在家用电器、船舶保温层的粘接以及电器线路中屏蔽电磁干扰粘接胶带中使用。
4.一种如权利要求1所述耐高温铝箔用聚丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取0.5-2份阴离子乳化剂、0.2-1份非离子乳化剂和30～50份去离子水，搅拌得到乳化剂水溶液；加入78-88份丙烯酸酯软单体、3-8份丙烯酸酯硬单体、2-6份极性单体和0.6-3份内交联单体，高速搅拌800r/min×45min，制得预乳化液；
(2)、在0.2-1.0份引发剂中加入10～30份去离子水，搅拌得到引发剂水溶液；
(3)、将余量的去离子水和缓冲剂加热至79～82℃，注入5～20份步骤(1)制得的预乳化液及4～40份步骤(2)得到的引发剂水溶液，反应25～40min制得种子乳液；
(4)、将剩余的步骤(1)制得预乳化液及步骤(2)得到的引发剂水溶液在3～4h同时滴加至种子乳液中，升温至84～86℃保温1h，降温至72℃，先加入氧化剂，再加入还原剂水溶液，72℃保温30min，降温；
(5)、当温度降至50℃以下，加入pH调节剂调节pH至7～7.5，再加入消泡剂和润湿剂，搅拌20～30min至乳液均匀，过滤出料，即得聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
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