專利名稱：高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓敏膠制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備。
背景技術(shù)：
壓敏膠是指只需施以一定壓力就能濕潤被粘表面并將被粘物粘牢，產(chǎn)生實用粘接強度的一類膠粘劑。丙烯酸酯類壓敏膠是目前應用最廣的壓敏膠，有水乳型和溶劑型兩類。 溶劑型丙烯酸酯類壓敏膠具有初粘力大，耐水性好，涂布速度快，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但存在著有機溶劑耗量大、對環(huán)境污染嚴重、不安全等致命缺點。水乳型則以水作為溶劑，具有成本低、使用安全、無污染、對各種材料都有良好粘接性、涂膜無色透明等特點，是20世紀 80年代以來我國發(fā)展最快的乳液型壓敏膠，可廣泛用于廣告耗材、包裝膠帶、壓敏標簽、醫(yī)用材料、電子通訊、航空航天、一次性用品等諸多領(lǐng)域。但乳液型丙烯酸酯類壓敏膠存在的最大問題是1、用于高速涂布時水的揮發(fā)速度慢與高速涂布機難以匹配；2、水的表面張力大于被涂布材料的表面能，因此在高速涂布時出現(xiàn)上膠不均勻，流平性不好的問題，其實質(zhì)是乳液難以浸潤固體表面。中國專利CN 1438253A提出一種采用種子乳液聚合工藝，選用具有特殊結(jié)構(gòu)的乳化劑體系和粘度控制劑，采用能自交聯(lián)的丙烯酸酯單體制備低乳化劑含量、高固體含量、性能優(yōu)
異的丙烯酸微乳液。該乳液用于制備木器涂料，這種自交聯(lián)木器涂料的特點是干燥迅速，硬度高，透明性、流動性好，耐化學品性優(yōu)異，并具有較好的低溫柔韌性和抗粘連性。馮小平等在“高固含量低粘度丙烯酸酯乳液壓敏膠的制備”中(《化學研究與應用》2010年11月第22卷第11期)報道采用常規(guī)種子乳液聚合法合成出了固含量為65 % ，粘度小于400 mPa · s的乳液壓敏膠，并考察了共聚單體、乳化劑、引發(fā)劑、緩沖劑及種子乳液量對丙烯酸醞共聚物乳液粘度和聚合穩(wěn)定性的影響。該文章重點討論了粘度隨各影響因素的變化(20(T400mPa · s)，并未給出使用性能情況，如粘結(jié)強度，涂覆狀況等。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種原料成本低，粘結(jié)強度高，固化速度快的高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備包括以下步驟
(1)預乳液的制備將反應單體、乳化劑、潤濕劑、交聯(lián)劑和去離子水加入高位乳化罐中，乳化并預熱至4(T50°C，制備預乳液備用，所述反應單體包括軟單體和硬單體。(2)種子乳液制備及一次成核將制備好的預乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當溫度平穩(wěn)后開始滴加剩余的預乳液和引發(fā)劑，攪拌下進行一次成核反應廣4h。
(3)二次成核一次成核后，在一部分剩余的預乳液中加入功能單體和少量的去離子水，攪拌均勻后繼續(xù)滴加一部分剩余的預乳液(T3h，同時繼續(xù)滴加一部分剩余的引發(fā)劑， 維持溫度8(T90°C。(4)聚合物鏈增長及部分交聯(lián)聚合將乳化罐的預乳液和引發(fā)劑全部滴加完后，控制溫度8(T90°C，進行鏈增長及部分交聯(lián)聚合廣4h。本發(fā)明的進一步改進在于所述壓敏膠的各組分的重量份數(shù)如下軟單體3(Γ60 份，硬單體Γιο份，功能單體Γ10份，交聯(lián)劑0.廣5，乳化劑0. 5 5份，潤濕劑0. Γ1分，引發(fā)劑0. 05 1份，去離子水35 70份。本發(fā)明的進一步改進在于在預乳液的制備的步驟中，其中所述反應單體中包含軟單體和硬單體，所述軟單體為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯或丙烯酸-2—乙基己酯中的一種或兩種以上；所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、辛烷基(或壬烷基)酚聚氧乙烯(10 )醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的兩種或兩種以上；所述潤濕劑為丁基萘磺酸鈉或聚氧化乙烯烷化醚；所述交聯(lián)劑為N， N-亞甲基雙丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為過硫酸鹽。在種子乳液制備及一次成核的步驟中，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽。在所述二次成核的步驟中，所述功能單體為丙烯酸或甲基丙烯酸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明采用具有功能官能團的乳化劑和潤濕劑并經(jīng)過合理復配，降低乳液表面張力，使其與被粘材料的表面能相近，從而達到很好浸潤的目的，解決高速涂布時出現(xiàn)上膠不均勻，流平性不好的問題。一般乳液型粘合劑的表面張力為42、8 mN/m，而常用被粘材料ΡΕ、PP、PET的表面能分別為3廣33、四 30和 4Γ42 mN/m,由于動態(tài)表面張力的存在，膠水在高速涂布的瞬間表面張力繼續(xù)升高，使其與基材的表面能相差甚遠，因此膠水沒法對基材進行良好的潤濕。(2)本發(fā)明通過在乳液聚合反應過程中補加乳化劑及功能單體，以形成多次成核反應，使乳液粒子粒徑分布多元化，可達到制備高固含、低粘度穩(wěn)定聚合物乳液的目的。(3)原料成本低，粘結(jié)強度高，在同樣固含量的前提下施膠性能好，固化速度快。
具體實施例方式為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。本發(fā)明提出了一種高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，包括將反應單體、乳化劑、潤濕劑、交聯(lián)劑和去離子水加入高位乳化罐中，乳化并預熱至 4(T50°C，制備預乳液備用，反應單體包括軟單體和硬單體將制備好的預乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當溫度平穩(wěn)后開始滴加一部分剩余的預乳液和引發(fā)劑，攪拌下進行一次成核反應l、h，一次成核后， 在一部分剩余的預乳液中加入功能單體和少量的去離子水，攪拌均勻后繼續(xù)滴加一部分剩余的預乳液Olh，同時繼續(xù)滴加剩余的引發(fā)劑，維持溫度8(T90°C，將乳化罐的預乳液和引發(fā)劑全部滴加完后，控制溫度8(T90°C，進行鏈增長及部分交聯(lián)聚合廣4h。其中，軟單體30 60份，硬單體Γ10份，功能單體Γ10份，交聯(lián)劑0.廣5，乳化劑 0. 5 5份，潤濕劑0.廣1分，引發(fā)劑0. 05 1份，去離子水35 70份。
所述反應單體中包含軟單體和硬單體，軟單體可選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯或丙烯酸-2 —乙基己酯中的一種或兩種以上；
所述硬單體可選自甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；
乳化劑可選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、辛烷基(或壬烷基)酚聚氧乙烯 (10)醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的兩種或兩種以上；
潤濕劑可選自丁基萘磺酸鈉或聚氧化乙烯烷化醚；所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺； 引發(fā)劑可選過硫酸鹽；
在所述二次成核的步驟中，功能單體可選自丙烯酸或甲基丙烯酸。實施例一
在高位槽乳化罐中依次加入丙烯酸丁酯160kg、丙烯酸乙酯160kg、甲基丙烯酸甲酯 11kg、聚氧化乙烯烷化醚0. lkg, N-羥甲基丙烯酰胺11kg、十二烷基硫酸鈉^g、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 76kg和水189kg攪勻乳化備用；在反應罐中依次加入十二烷基硫酸鈉 1. 76kg、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 32kg和水，53kg攪勻溶化備用；將過硫酸銨0. 85kg 和水55kg加入高位滴加罐備用。將反應罐加熱至40°C，把乳化罐中乳液放入其中55 kg，攪拌下繼續(xù)加熱至60°C左右加入1/10的引發(fā)劑，打開冷凝水，繼續(xù)加熱至75、0°C時開始反應，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當溫度回落時開始滴加高位槽的乳化料和引發(fā)劑池至2/3時，溫度控制在85、0°C，將 Ilkg丙烯酸加入高位槽攪拌均勻后繼續(xù)滴加池，；鏈增長及部分交聯(lián)聚合池；降溫至60°C 過濾出料，乳液的理論固含量陽％。實施例二
在高位槽乳化罐中依次加入丙烯酸異辛酯160kg、丙烯酸乙酯160kg、甲基丙烯酸甲酯 11kg、聚氧化乙烯烷化醚0. lkg, N-羥甲基丙烯酰胺11kg、十二烷基硫酸鈉^g、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 76kg和水189kg攪勻乳化備用；在反應罐中依次加入十二烷基硫酸鈉 1. 76kg、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 32kg和水，53kg攪勻溶化備用；將過硫酸銨0. 85kg 和水55kg加入高位滴加罐備用。-·
將反應罐加熱至40°C，把乳化罐中乳液放入其中55坧，攪拌下繼續(xù)加熱至60°C左右加入1/10的引發(fā)劑，打開冷凝水，繼續(xù)加熱至75、0°C時開始反應，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當溫度回落時開始滴加高位槽的乳化料和引發(fā)劑池至2/3時，溫度控制在85、0°C，加入Ilkg丙烯酸同時加入40kg水，高位槽攪拌均勻后繼續(xù)滴加lh，；鏈增長及部分交聯(lián)聚合；降溫至60°C過濾出料，乳液的理論固含量52%。實施例三
在高位槽乳化罐中依次加入丙烯酸丁酯160kg、丙烯酸乙酯160kg、甲基丙烯酸甲酯 11kg、聚氧化乙烯烷化醚0. lkg, N-羥甲基丙烯酰胺11kg、十二烷基硫酸鈉^g、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 76kg和水189kg攪勻乳化備用；在反應罐中依次加入十二烷基硫酸鈉 1. 76kg、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 32kg和水，53kg攪勻溶化備用；將過硫酸銨0. 85kg 和水55kg加入高位滴加罐備用。
將反應罐加熱至40°C，把乳化罐中乳液放入其中55 kg，攪拌下繼續(xù)加熱至60°C左右加入1/10的過硫酸鈉，打開冷凝水，繼續(xù)加熱至75、0°C時開始反應，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當溫度回落時開始滴加高位槽的乳化料和過硫酸鈉lh，溫度控制在85、0°C，將Ilkg 甲基丙烯酸加入高位槽攪拌均勻后繼續(xù)滴加池，；鏈增長及部分交聯(lián)聚合池；降溫至60°C 過濾出料，乳液的理論固含量60%。實施例四
在高位槽乳化罐中依次加入丙烯酸丁酯80kg、丙烯酸異辛酯80kg，丙烯酸乙酯160kg、 甲基丙烯酸甲酯11kg、聚氧化乙烯烷化醚0. lkg, N-羥甲基丙烯酰胺11kg、十二烷基硫酸鈉^g、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 76kg和水189kg攪勻乳化備用；在反應罐中依次加入十二烷基硫酸鈉1. 76kg、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 32kg和水，53kg攪勻溶化備用；將過硫酸銨0. 6kg和水55kg加入高位滴加罐備用
將反應罐加熱至40°C，把乳化罐中乳液放入其中55 kg，攪拌下繼續(xù)加熱至60°C左右加入1/10的引發(fā)劑，打開冷凝水，繼續(xù)加熱至75、0°C時開始反應，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當溫度回落時開始滴加高位槽的乳化料和引發(fā)劑池至2/3時，溫度控制在85、0°C，將 Ilkg丙烯酸加入高位槽攪拌均勻后繼續(xù)滴加池，；鏈增長及部分交聯(lián)聚合池；降溫至60°C 過濾出料，乳液的理論固含量陽％。實施例五
在高位槽乳化罐中依次加入丙烯酸異辛酯160kg、丙烯酸乙酯160kg、甲基丙烯酸甲酯 11kg、聚氧化乙烯烷化醚0. Ikg, N, N-亞甲基雙丙烯酰胺^ig、十二烷基硫酸鈉^g、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 76kg和水189kg攪勻乳化備用；在反應罐中依次加入十二烷基硫酸鈉1. 76kg、辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚1. 32kg和水，5:3kg攪勻溶化備用；將過硫酸銨0. 85kg 和水55kg加入高位滴加罐備用。-·
將反應罐加熱至40°C，把乳化罐中乳液放入其中55 kg，攪拌下繼續(xù)加熱至60°C左右加入1/10的引發(fā)劑，打開冷凝水，繼續(xù)加熱至75、0°C時開始反應，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當溫度回落時開始滴加高位槽的乳化料和引發(fā)劑池至2/3時，溫度控制在85、0°C，加入Ilkg丙烯酸同時加入40kg水，高位槽攪拌均勻后繼續(xù)滴加lh，；鏈增長及部分交聯(lián)聚合池；降溫至60°C過濾出料，乳液的理論固含量51%。本發(fā)明合成中通過加入特殊的乳化劑和潤濕劑調(diào)節(jié)乳液表面張力，使其與被粘材料的表面能相近，從而達到很好浸潤的目的，解決高速涂布時出現(xiàn)上膠不均勻，流平性不好的問題；同時采用二次成核的特殊工藝制作高固含乳液，解決高速涂布時水的揮發(fā)速度慢與高速涂布機難以匹配問題。
權(quán)利要求
1.高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)預乳液的制備將反應單體、乳化劑、潤濕劑、交聯(lián)劑和去離子水加入高位乳化罐中，乳化并預熱至4(T50°C，制備預乳液備用，所述反應單體包括軟單體和硬單體；(2)種子乳液制備及一次成核將制備好的預乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當溫度平穩(wěn)后開始滴加一部分剩余的預乳液和引發(fā)劑，攪拌下進行一次成核反應廣4h ；(3)二次成核一次成核后，再將一部分剩余的預乳液中加入功能單體和少量的去離子水，攪拌均勻后繼續(xù)滴加一部分剩余的預乳液Olh，同時繼續(xù)滴加一部分剩余的引發(fā)劑，維持溫度8(T90°C ；(4)聚合物鏈增長及部分交聯(lián)聚合將乳化罐的剩余的預乳液和引發(fā)劑全部滴加完后， 控制溫度8(T90°C，進行鏈增長及部分交聯(lián)聚合廣4h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，其特征在于所述壓敏膠的各組分的重量份數(shù)如下軟單體30飛0份，硬單體廣10份，功能單體廣10 份，交聯(lián)劑0.廣5，乳化劑0. 5 5份，潤濕劑0. Γ1分，引發(fā)劑0. 05 1份，去離子水35 70 份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，其特征在于在預乳液的制備的步驟中，其中所述反應單體中包含軟單體和硬單體，所述軟單體為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯或丙烯酸-2—乙基己酯中的一種或兩種以上；所述硬單體為甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、 辛烷基(或壬烷基)酚聚氧乙烯(10)醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的兩種或兩種以上；所述潤濕劑為丁基萘磺酸鈉或聚氧化乙烯烷化醚；所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為過硫酸鹽；在種子乳液制備及一次成核的步驟中，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽；在所述二次成核的步驟中，所述功能單體為丙烯酸或甲基丙烯酸。
全文摘要
本發(fā)明是一種高速涂布機用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備包括以下步驟預乳液的制備將反應單體、乳化劑、潤濕劑、交聯(lián)劑和去離子水加入高位乳化罐中，制備預乳液備用；種子乳液制備及一次成核進行一次成核反應1~4h；二次成核在剩余的預乳液中加入功能單體和少量的去離子水，攪拌同時繼續(xù)滴加引發(fā)劑；聚合物鏈增長及部分交聯(lián)聚合將乳化罐的原料和引發(fā)劑全部滴加完后，進行鏈增長及部分交聯(lián)聚合1~4h。本發(fā)明原料成本低，粘結(jié)強度高，在同樣固含量的前提下施膠性能好，固化速度快。
文檔編號C09J133/08GK102504091SQ20111031782
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者胡文虎 申請人:常州市寶麗膠粘劑有限公司