CN107603527A - 一种电池包装用pet基材的丙烯酸酯压敏胶乳液、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液、其制备方法及其应用。所述压敏胶乳液，以重量份计，含有下述各成分：丙烯酸酯软单体75‑85份、丙烯酸酯硬单体15‑25份、功能性单体2‑5份、内交联单体1‑3份、阴离子乳化剂0.5‑2份、非离子乳化剂0.5‑1份、缓冲剂0.1‑0.3份、消泡剂0.02‑0.1份、润湿剂0.02‑0.08份、引发剂0.2‑2份、水120份、氧化剂0.02‑0.1份、还原剂0.04‑0.1份、pH调节剂1‑3份。本发明的压敏胶乳液力学性能好，可降低PET基材起翘和开裂的几率，保证胶的耐久性，绿色低碳环保。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，具体涉及一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液、其制备方法及其应用。
背景技术
电池包装用PET膜属于铝塑复合，包裹直径较小的电池，由于受到PET膜本身应力及弹力的作用，容易起翘开裂甚至导致脱落，从而大幅度降低电池表面包装的美观性，对产品产生负面影响，由此电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶要求力学性能指标高，需要防止PET基材起翘。
目前电池包装用PET基材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，涂布时有较高的VOC排放量，影响操作人员的身体健康，污染环境，而且经常会出现PET基材起翘开裂的现象，影响生产效率及产品质量。
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，促使压敏胶不断向着低污染、高性能和功能化方向发展。
发明内容
针对上述现有技术的情况，本发明提供一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液、其制备方法及其应用。
具体地，本发明提供一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，以重量份计，含有下述各成分：
根据本发明的电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，以重量份计，还含有下述各成分：
缓冲剂 0.1-0.3份，
消泡剂 0.02-0.1份，
润湿剂 0.02-0.08份，
其中，所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种；
所述丙烯酸酯硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；
所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、乙烯基吡啶和乙烯基咔唑中的一种或几种；
所述内交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的一种或两种；
所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠；
所述非离子乳化剂为聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯；
所述缓冲剂为碳酸氢铵；
所述消泡剂为聚醚改性有机硅类；
所述润湿剂为二异辛基磺酸盐；
所述引发剂为过硫酸铵；
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28wt％氨水。
本发明还提供一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其包括下述步骤：
(1)将0.5-2份阴离子乳化剂、0.5-1份非离子乳化剂、0.1-0.3份缓冲剂加入40份水中，搅拌得到乳化剂水溶液；向乳化剂水溶液中加入75-85份丙烯酸酯软单体、15-25份丙烯酸酯硬单体、2-5份功能性单体、1-3份内交联单体，以600r/min搅拌30min，制得预乳液；
(2)将0.2-2份引发剂中加入10份水中，搅拌得到引发剂水溶液；
(3)60份水中加入步骤(1)得到的预乳液的量的5％，再加入步骤(2)得到的引发剂水溶液的量的50％，得到种子乳液；
(4)步骤(3)保温结束，升温至85℃，将步骤(1)剩余的预乳液和步骤(2)剩余的引发剂水溶液同时滴加到步骤(3)得到的种子乳液中；
(5)将0.02-0.1份氧化剂加入4份水中得氧化剂稀释液，将0.04-0.1份还原剂加入6份水中得还原剂水溶液；
(6)步骤(4)滴加结束，保温反应后，降温至72℃先加入步骤(5)的氧化剂稀释液10min，再加入还原剂水溶液15min，保温反应30min；
(7)步骤(6)得到的混合物中，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，然后加入消泡剂和润湿剂，搅拌10-30min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
其中，所述步骤(3)中，水加热至80℃后加入步骤(1)得到的预乳液，保温2min后，加入50％的步骤(2)得到的引发剂水溶液；
所述步骤(4)中，滴加时间为2.5h，滴加结束后85℃保温反应1h；
所述步骤(6)中，步骤(4)得到的混合物降温至72℃后再加入氧化剂稀释液，在72℃保温30min；
所述步骤(7)中，步骤(6)得到的混合物降温至50℃时加入pH调节剂、消泡剂、润湿剂。
本发明还提供一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液的应用，其用于电池外包装用PET基材用的背胶。
本发明在聚合物结构中引入功能性单体，提高了压敏胶与镀铝表面与PET基材的复合牢度；引入内交联单体提高交联密度，提高压敏胶的持粘性能，降低了PET基材起翘和开裂的几率，从结构上保证了压敏胶的耐久性和力学性能。
本发明的有益效果为：
1、引入功能性单体和内交联单体，提高镀铝表面与PET基材复合的牢度，降低PET基材起翘和开裂的几率，保证胶的耐久性；
2、力学性能好，剥离强度≥7N/25mm，无残胶，初粘力达12±6#，粘持力≥100h，,55℃老化24h，45℃下PET包裹直径20mm的玻璃棒，360h不起翘；
3、制造过程中，使用水而非有机溶剂做介质，绿色低碳环保，零VOC排放，节约成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案进行详述，但本发明并不限定于这些实施例。
实施例1
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取0.75g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、0.6g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.1g缓冲剂碳酸氢铵、40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入75g丙烯酸丁酯、24g丙烯酸甲酯、3.0g丙烯酸羟乙酯、2.0g丙烯酸、2.0gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)称取0.42g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.37g预乳液保温2min，再加入5.21g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.03g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.06g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入2.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.02g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.03g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例2
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取0.9g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、0.5g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.3g缓冲剂碳酸氢铵、40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入80g丙烯酸丁酯、20g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸羟乙酯、2.0g丙烯酸、2.0gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)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。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.38g预乳液保温2min，再见如5.1g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.1g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.06g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入2.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.1g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.03g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例3
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取1.0g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、0.8g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.15g缓冲剂碳酸氢铵、40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入80g丙烯酸异辛酯、25g甲基丙烯酸甲酯、1.0g甲基丙烯酸羟乙酯、1.0g甲基丙烯酸、1.5gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)称取0.8g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.5g预乳液保温2min，再见如5.4g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.05g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.1g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入1.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.03g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.06g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例4
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取1.5g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、0.7g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.2g缓冲剂碳酸氢铵、40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入85g丙烯酸乙酯、15g丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸羟丙酯、2.0g丙烯酸、1.0gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)称取1.0g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.4g预乳液保温2min，再见如5.5g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.04g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.08g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入2.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.03g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.05g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例5
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取0.5g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、1.0g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.15g缓冲剂碳酸氢铵、40g去离子水，常温搅拌得到乳化剂水溶液；缓慢加入75g丙烯酸丁酯、25g丙烯酸甲酯、1.5g乙烯基吡咯烷酮、3.0g丙烯酸、1.5gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)称取1.5g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.38g预乳液保温2min，再见如5.75g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.04g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.08g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入3.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.04g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.08g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例6
一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其制备方法，包括如下步骤：
(1)称取2.0g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠、1.0g非离子乳化剂聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯、0.15g缓冲剂碳酸氢铵、40g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、20g丙烯酸异辛酯、20g丙烯酸甲酯、2.0g乙烯基吡啶、3.0g丙烯酸、3.0gN-羟甲基丙烯酰胺组成的混合单体，搅拌30min，搅拌速度600r/min，制得预乳液。
(2)称取2.0g过硫酸铵，加入10g去离子水溶解，制得引发剂水溶液。
(3)将60g去离子水加热至80℃，加入7.56g预乳液保温2min，再见如6.0g引发剂水溶液，保温20min制得种子乳液。
(4)升温至85℃，将剩余的预乳液和引发剂水溶液在2.5h同时滴加至种子乳液中，然后保温1h。
(5)称取0.05g的叔丁基过氧化氢，用4g水稀释，制得氧化剂稀释液；称取0.1g的吊白块，用6g水溶解，制得还原剂水溶液。
(6)步骤(4)得到的混合物降温至72℃，10min加完氧化剂稀释液，然后15min加完还原剂水溶液，72℃保温30min。
(7)步骤(6)得到的混合物降温至50℃，加入3.0g 28wt％氨水调节pH至7.5-8，最后加入0.05g聚醚改性有机硅类消泡剂(毕克化学BYK019)和0.08g润湿剂二异辛基磺酸钠，搅拌10min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为丙烯酸酯压敏胶乳液。
实施例1-6得到的电池包装用PET基材的聚丙烯酸酯乳液压敏胶的技术指标如下：
Claims (7)
1.一种电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液，其特征在于，以重量份计，含有下述各成分：
2.根据权利要求1所述的压敏胶乳液，其特征在于，还含有下述重量份的各成分：
缓冲剂 0.1-0.3份，
消泡剂 0.02-0.1份，
润湿剂 0.02-0.08份。
3.根据权利要求1所述的压敏胶乳液，其特征在于，
所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种；
所述丙烯酸酯硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；
所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、乙烯基吡啶和乙烯基咔唑中的一种或几种；
所述内交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的一种或两种；
所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠；
所述非离子乳化剂为聚氧乙烯醚山梨醇六硬脂酸酯；
所述引发剂为过硫酸铵；
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28wt％氨水。
4.根据权利要求2所述的压敏胶乳液，其特征在于，
所述缓冲剂为碳酸氢铵；
所述消泡剂为聚醚改性有机硅类；
所述润湿剂为二异辛基磺酸盐。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将0.5-2份阴离子乳化剂、0.5-1份非离子乳化剂、0.1-0.3份缓冲剂加入40份水中，搅拌得到乳化剂水溶液；向乳化剂水溶液中加入75-85份丙烯酸酯软单体、15-25份丙烯酸酯硬单体、2-5份功能性单体、1-3份内交联单体，以600r/min搅拌30min，制得预乳液；
(2)将0.2-2份引发剂中加入10份水中，搅拌得到引发剂水溶液；
(3)60份水中加入步骤(1)得到的预乳液的量的5％，再加入步骤(2)得到的引发剂水溶液的量的50％，得到种子乳液；
(4)步骤(3)保温结束，升温至85℃，将步骤(1)剩余的预乳液和步骤(2)剩余的引发剂水溶液同时滴加到步骤(3)得到的种子乳液中；
(5)将0.02-0.1份氧化剂加入4份水中得氧化剂稀释液，将0.04-0.1份还原剂加入6份水中得还原剂水溶液；
(6)步骤(4)滴加结束，保温反应后，降温至72℃先加入步骤(5)的氧化剂稀释液10min，再加入还原剂水溶液15min，保温反应30min；
(7)步骤(6)得到的混合物中，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，然后加入消泡剂和润湿剂，搅拌10-30min至乳液均匀，过滤出料，滤液即为聚丙烯酸酯压敏胶乳液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，水加热至80℃后加入步骤(1)得到的预乳液，保温2min后，加入50％的步骤(2)得到的引发剂水溶液，保温20min得到种子乳液；
所述步骤(4)中，滴加时间为2.5h，滴加结束后85℃保温反应1h；
所述步骤(6)中，步骤(4)得到的混合物降温至72℃后再加入氧化剂稀释液，在72℃保温30min；
所述步骤(7)中，步骤(6)得到的混合物降温至50℃时加入pH调节剂、消泡剂、润湿剂。
7.一种如权利要求1-4任意一项所述的电池包装用PET基材的丙烯酸酯压敏胶乳液的应用，其特征在于，用于电池外包装用PET基材用的背胶。
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