TW201738348A - 一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物，為一種無鹵阻燃劑及不含甲苯(toluene-free)揮發性有機化合物之感壓膠組成物。其目的提供良好的阻燃性、黏著力特性及對環境友善。該具有阻燃性之水性感壓膠組成物包括，(a)具有C4~12烷基的丙烯酸酯單體65~90phr；(b)具有C1~4烷基的丙烯酸酯單體1~10phr；(c)苯乙烯單體1~8phr；(d)具有含磷丙烯酸酯單體1~8phr；(e)含α,β不飽和羧基(carboxyl group)單體1~6phr；(a)+(b)+(c)+(d)+(e)總量為100phr。並添加適量之界面活性劑、去離子水、引發劑及緩衝劑，採用乳化聚合法製成半成品之後，再添加(f)水性增黏樹脂(dispersion tackifier)20~50phr及(g)水分散型無鹵阻燃劑(dispersion halogen-free flame retardant)15~45phr，其中(f)、(g)的使用量係分別相對於(a)+(b)+(c)+(d)+(e)=100phr而言。即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品，其可作為商標紙或膠帶感壓膠用途。
Description
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物，為一種無鹵阻燃劑及不含甲苯(toluene-free)揮發性有機化合物之感壓膠組成物。其目的提供良好的阻燃性、黏著力特性及對環境友善。可作為商標紙或膠帶之感壓膠用途。
水性感壓膠為環保無毒害，其分子鏈為碳氫氧化合物所組成，燃燒時無毒氣產生。但是，當水性感壓膠應用於商標紙或膠帶用途，需要有阻燃效果時，往往需添加大量的鹵素阻燃劑，例如三氧化二銻與十溴二苯醚混合物。這種阻燃劑雖然阻燃效率高，但燃燒時釋放出大量有毒的鹵化氫氣體。不僅對人體有害、對精密儀器設備有腐蝕性，而且鹵化氫遇空氣變成煙霧導致受災人員很難找到逃生出口，延遲逃離火場時間，甚至造成生命及財產的損失。
目前，在商標紙或膠帶領域使用無鹵阻燃劑，由於使用量多，導致黏著力差不良情形，一般而言，黏膠添加無鹵阻燃劑愈多，其黏著力表現愈差。為改善前述技術上的缺點，因而完成本發明。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物，為一種無鹵阻燃劑及不含甲苯(toluene-free)揮發性有
機化合物之感壓膠組成物。其目的提供良好的阻燃性、黏著力特性及對環境友善。可作為商標紙或膠帶之感壓膠用途。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物包括，(a)具有C4~12烷基的丙烯酸酯單體65~90phr(part per hundred，每百重量份)；(b)具有C1~4烷基的丙烯酸酯單體1~10phr；(c)苯乙烯單體1~8phr；(d)具有含磷丙烯酸酯單體1~8phr；(e)含α,β不飽和羧基(carboxyl group)單體1~6phr；(a)+(b)+(c)+(d)+(e)總量為100phr。並添加適量之界面活性劑、去離子水、引發劑及緩衝劑，採用乳化聚合法製成半成品之後，再添加(f)水性增黏樹脂，其使用量為20~50phr係相對於(a)+(b)+(c)+(d)+(e)=100phr而言，再添加(f)水分散型無鹵阻燃劑，其使用量為15~45phr係相對於(a)+(b)+(c)+(d)+(e)=100phr而言。即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品。在此phr為parts per hundreds的縮寫，表示每百份用量，以重量計。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(a)具有C4~12烷基的丙烯酸酯單體，其包括：丙烯酸-2乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯或丙烯酸月桂酯，其可單獨或者2種以上的混合使用。較佳為丙烯酸丁酯及丙烯酸-2乙基己酯，其使用量範圍為65~90phr。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物
(b)具有C1~4烷基的丙烯酸酯單體，其包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯，其可單獨或是2種以上的混合物，其使用量範圍為1~10phr。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(c)苯乙烯單體，其使用量範圍為1~8phr。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(d)具有含磷丙烯酸酯單體，其包括：二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯(bis[2-(acryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate)、磷酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯(bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]phosphate)或2-甲基-2-丙烯酸-2-(膦醯基氧基)乙酯(ethylene glycol methacrylate phosphate)，較好的是二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯(bis[2-(acryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate)，其使用量範圍為1~8phr。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(e)具有含α,β不飽和羧基(carboxyl group)單體，其包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸；其可單獨或是2種以上的混合使用。較佳者為丙烯酸或甲基丙烯酸，其使用量範圍為1~6phr。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(f)水性增黏樹脂，其包括：水性松香增黏樹脂、水性萜烯酚醛增黏樹脂，以及水性松香與烴混合增黏樹脂。水性松香增黏樹脂為DERMULSENE RE 802、DERMULSENE DP 0708、
DERMULSENE RA 702及DERMULSENE DEG產品(法國DRT公司)。水性萜烯酚醛增黏樹脂，為DERMULSENE TR 602(法國DRT公司)。水性松香及烴混合增黏樹脂，為DERMULSENE HBR 509、DERMULSENE HBR 77、DERMULSENE HBR 70或DERMULSENE 222產品(法國DRT公司)。其可單獨或是2種以上的混合使用。其使用量為20~50phr；係相對於(a)+(b)+(c)+(d)+(e)=100phr總量而言。
本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物(g)水分散型無鹵阻燃劑，其包括：GFR-AD04產品(貴揚科技股份有限公司)、DM-3085產品(美德精化工股份有司)或Exolit AP 420產品(德國Clariant公司)。其可單獨或是2種以上的混合使用。其使用量為15~45phr；係相對於(a)+(b)+(c)+(d)+(e)=100phr而言。
本發明之實施係採用乳化聚合法來完成，其所使用的界面活性劑、引發劑及緩衝劑為業界所常用。例如界面活性劑可使用MAXEMULTM 6112(Croda公司)；引發劑可使用過硫酸鉀；緩衝劑可使用碳酸氫鈉
以下實施例係針對本發明係有關一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物舉例說明而已，並非用來限制本發明之保護
範圍。
首先將164克(g)的丙烯酸-2乙基己酯單體、100g的丙烯酸丁酯單體、12g苯乙烯單體、20g甲基丙烯酸甲酯單體、18g二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯單體、3g丙烯酸及3g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE RE 802及120g GFR-AD 04攪拌30分鐘，使用200目(mesh)過濾網過濾，即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品。固形份為55%，黏度為700cps。
首先將184g的丙烯酸-2乙基己酯單體、80g的丙烯酸丁酯單體、16g苯乙烯單體、16g甲基丙烯酸甲酯單體、15g磷
酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯單體、4g丙烯酸及2g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後，冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE HBR 509及130g Exolit AP 420攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品。固形份為55%，黏度為690cps。
首先將204g的丙烯酸-2乙基己酯單體、60g的丙烯酸丁酯單體、18g苯乙烯單體、14g甲基丙烯酸甲酯單體、20g二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯單體、2g丙烯酸及4g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後，冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE TR 602及125g DM-3085攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品。固形份為55%，黏度為710cps。
首先將204g的丙烯酸-2乙基己酯單體、60g的丙烯酸丁酯單體、20g苯乙烯單體、12g甲基丙烯酸甲酯單體、18g磷酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯單體及6g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後，冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加70g DERMULSENE RE 802、80g DERMULSENE HBR 509及120g Exolit AP 420攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即可形成本發明一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物產品。固形份為55%，黏度為720cps。
首先將164g的丙烯酸-2乙基己酯單體、100g的丙烯酸丁酯單體、12g苯乙烯單體、20g甲基丙烯酸甲酯單體、5g二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯單體、3g丙烯酸及3g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後，冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值
為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE RE 802攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即得水性感壓膠產品，其固形份為50%，黏度為580cps。
首先將184g的丙烯酸-2乙基己酯單體、80g的丙烯酸丁酯單體、16g苯乙烯單體、16g甲基丙烯酸甲酯單體、5g磷酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯單體、4g丙烯酸單體及2g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE HBR 509及40g Exolit AP 420攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即得水性感壓膠產品，其固形份為52%，黏度為600cps。
首先將204g的丙烯酸-2乙基己酯單體、60g的丙烯酸
丁酯單體、18g苯乙烯單體、14g甲基丙烯酸甲酯單體、5g二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯單體、2g丙烯酸及4g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化的C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後，冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加150g DERMULSENE TR602及40g DM-3085攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即得水性感壓膠產品，其固形份為52%，黏度為610cps。
首先將204g的丙烯酸-2乙基己酯單體、60g的丙烯酸丁酯單體、20g苯乙烯單體、12g甲基丙烯酸甲酯單體、5g磷酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯單體及6g甲基丙烯酸均勻攪拌製備成A溶液。
另取100g的去離子水及22.5g的20%MAXEMULTM 6112均勻攪拌製備成B溶液。
將A溶液倒入B溶液持續攪拌製備成預乳化C溶液。
另取150g的去離子水、1.5g碳酸氫鈉及1.5g的過硫酸鉀均勻攪拌製備成D溶液。
將D溶液倒入乳化聚合設備，其包括：攪拌器、溫度計、加熱器、迴流冷凝管、五頸及一公升圓底瓶中。加熱至80℃時，將C溶液在240分鐘滴入乳化聚合設備。然後將溫度升至85℃，維持90分鐘後冷卻至室溫，加入適量氨水調整pH值為7.0，形成半成品；再添加70g DERMULSENE RE 802、80g DERMULSENE HBR 509及40g Exolit AP 420攪拌30分鐘，使用200目過濾網過濾，即得水性感壓膠產品，其固形份為52%，黏度為610cps。
為市售阻燃溶劑型感壓膠。
本發明實施例1~4及比較實施例1~4使用之單體組成(a)~(e)，(f)水性增黏樹脂及(g)水分散型鹵素阻燃劑比較，如下表一所示：表一、
固形份(%)：將少量乳液到入鋁盤中，放置120℃烘箱/1小時，取出放置恒溫測定。固形份計算公式：(乾燥後重量/乾燥前重量)×100%。
黏度：使用Brookfield VLE旋轉型黏度器測試乳液黏
度，在室溫下轉針/轉速63#/30rpm，單位：cps。
pH值：pH值檢測器。
測試樣品之製作：本發明實施例1-4及比較實施例1-5感壓膠，分別以線棒將黏膠塗佈在離形紙上，放入烘箱80℃×5分鐘乾燥，黏膠厚度為20μm，然後貼合於50μm阻燃聚酯(PET)薄膜，即可形成商標紙形式。
阻燃性：依照UL 94 VTM方法測試，分為VTM-0(最佳)、VTM-1(中等)及VTM-2(最差)三個等級。
黏著力：依照美國材料協會ASTM D-1000方法測試，測試板為標準鋼板，單位：(kg/in)。
甲苯殘留量：使用氣相層析(Head-space GC)方法測定，單位：(ppm)；ND表示未檢出。
本發明實施例1~4及比較實施例1~5之物性分別依前述測試方法進行，所得結果如下表二：
由表二可得，本發明實施例1~4與比較實施例1~4的比較結果，本發明產品的阻燃性較佳。兩者的黏著力相當。
本發明實施例1~4與比較實施例5(市售阻燃溶劑型感壓膠)的比較結果，兩者的阻燃性及黏著力相當。但是市售阻燃溶劑型感壓膠的甲苯殘量很高，容易造成健康危害及環境有善的問題。
本發明具有產業利用性，且合乎發明專利要件。以上實施例僅用來舉例說明本發明的目的、技術內容、特點及功效，並非用來限制本發明的保護範圍
Claims (11)
- 一種具有阻燃性之水性感壓膠組成物，其包括：
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(a)具有C4~12烷基的丙烯酸酯單體為丙烯酸-2乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯或丙烯酸月桂酯。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(b)具有C1~4烷基的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(c)為苯乙烯單體。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(d)具有含磷丙烯酸酯單體為二[2-(丙烯醯氧基)乙基]磷酸酯(bis[2-(acryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate)、磷酸氫二(甲基丙烯醯氧乙基)酯(bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]phosphate)或2-甲基-2-丙烯酸-2-(膦醯基氧基)乙酯(ethylene glycol methacrylate phosphate)。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(e)具有含α,β不飽和羧基(carboxyl group)單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(f)水性松香增黏樹脂為DERMULSENE RE 802、DERMULSENE DP 0708、DERMULSENE RA 702或DERMULSENE DEG產品(法國DRT公司)。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(f)水性萜烯酚醛增黏樹脂為DERMULSENE TR 602(法國DRT公司)。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(f)水性松香與烴混合增黏樹脂為DERMULSENE HBR 509、DERMULSENE HBR 77、DERMULSENE HBR 70或DERMULSENE 222產品(法國DRT公司)。
- 如請求項1所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其中(g)水分散型無鹵阻燃劑為GFR-AD04產品(貴揚科技股份有限公司)、DM-3085產品(美德精化工股份有司)、或Exolit AP 420產品(德國Clariant公司)。
- 如請求項1至10中任一項所述之阻燃性之水性感壓膠組成物，其作為商標紙或膠帶之用途，該商標紙或膠帶具有良好的阻燃性、黏著力特性及對環境友善。
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