本技術(shù)涉及壓敏膠黏劑,更具體地說,它涉及一種低殘粘壓敏膠黏劑的制備方法。
背景技術(shù):
1、壓敏膠黏劑(pressure?sensitive?adhesive,psa),簡稱壓敏膠,是一類能夠在施加輕微壓力時,與基材表面產(chǎn)生黏附的材料。其獨特的物理特性使得壓敏膠在多種應(yīng)用場景中表現(xiàn)出色,與傳統(tǒng)膠黏劑不同,壓敏膠的黏附作用不依賴于溶劑或熱能,而是依賴于其自身的粘附特性,這使得其在使用過程中更加方便、快捷。
2、丙烯酸酯壓敏膠是一類常見的壓敏膠黏劑,由丙烯酸酯單體和其他乙烯基類單體聚合而成,具有良好的黏附性、耐溫性和可調(diào)節(jié)的黏附力。丙烯酸酯壓敏膠主要包括溶劑型丙烯酸酯壓敏膠和乳液型丙烯酸酯壓敏膠,其中,溶劑型丙烯酸酯壓敏膠具有平均相對分子質(zhì)量較低、潤濕性好、干燥快、初粘力大且耐水性佳等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于壓敏標(biāo)簽和各種形式的膠帶等領(lǐng)域。但其由于使用大量的有機溶劑,具有毒性、易燃和污染環(huán)境等缺點,應(yīng)用范圍受到極大限制。隨著人們和國家對綠色化學(xué)越來越重視,乳液型丙烯酸酯壓敏膠因具有對環(huán)境友好、無污染、使用安全和成本低等優(yōu)點,越來越受到關(guān)注。
3、現(xiàn)有的乳液型丙烯酸酯壓敏膠為提高初粘力和粘結(jié)強度,多采用添加增粘樹脂(如松香樹脂)成分,上述成分的加入易造成壓敏膠內(nèi)聚能下降,而內(nèi)聚力不足會導(dǎo)致壓敏膠在固化過程中發(fā)生內(nèi)聚破壞,進而導(dǎo)致壓敏膠膠粘層破壞,剝離時難以完全分離,產(chǎn)生殘膠現(xiàn)象。除此之外,現(xiàn)有的乳液型丙烯酸酯壓敏膠耐水性差,在長時間使用后,尤其是在潮濕或高溫高濕的環(huán)境下,其粘結(jié)強度會迅速下降,導(dǎo)致粘接的物品在使用過程中容易分離,從而產(chǎn)生殘膠現(xiàn)象。基于上述陳述,本技術(shù)提出了一種低殘粘壓敏膠黏劑的制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在為了解決上述技術(shù)問題,本技術(shù)提供了一種低殘粘壓敏膠黏劑的制備方法,以保證制得的壓敏膠在獲得高初粘力、持粘力的同時,具備高剝離強度,在長時間使用或高溫高濕環(huán)境下仍能夠保持高粘性,高剝離強度,實現(xiàn)剝離后無殘膠,具有廣闊的應(yīng)用前景。
2、本技術(shù)提供了一種低殘粘壓敏膠黏劑的制備方法,采用如下的技術(shù)方案:
3、一種低殘粘壓敏膠黏劑的制備方法,包括以下制備步驟:
4、s1、按重量份計,稱取如下原料備用:甲基丙烯酸甲酯30-40份、丙烯酸丁酯22-28份、功能單體8-15份、填料6-12份、增粘劑6-10份、乳化劑1-5份、引發(fā)劑0.5-1份、交聯(lián)劑0.5-1份、去離子水60-80份;
5、s2、在攪拌狀態(tài)下,將乳化劑和去離子水混合均勻,形成初乳液,將初乳液按重量百分比分成60-70%的初乳液i和30-40%的初乳液ii;
6、s3、保持?jǐn)嚢锠顟B(tài),向初乳液i中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、功能單體,升溫至70-80℃并攪拌均勻,加入引發(fā)劑反應(yīng)3-5h,形成預(yù)聚乳液;
7、s4、向初乳液ii中加入增粘劑和填料攪拌混合均勻后,加入到預(yù)聚乳液中,加入交聯(lián)劑混合均勻后繼續(xù)反應(yīng)2-3h,冷卻至室溫,真空除泡,即得低殘粘壓敏膠黏劑。
8、優(yōu)選的,所述低殘粘壓敏膠黏劑由以下重量份的原料組成:甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸丁酯25份、功能單體12份、填料9份、增粘劑8份、乳化劑3份、交聯(lián)劑0.8份、引發(fā)劑0.8份、去離子水70份。
9、優(yōu)選的,所述功能單體包括質(zhì)量比5-7:3-5:1的聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫糠基酯和2-乙酰氨基丙烯酸。
10、優(yōu)選的,所述填料為納米二氧化硅和/或納米二氧化鈦。
11、優(yōu)選的,所述增粘劑由以下方法制得:
12、將丙烯酸-2,3-環(huán)氧丙酯、丙二醇、蓖麻油改性多元醇混合,升溫至105-125℃,抽真空除水后降溫至68-88℃,加入甲苯二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯和催化劑a,在惰性氣體保護下,升高反應(yīng)溫度至90-100℃,反應(yīng)2-3h得增粘劑。
13、優(yōu)選的,所述增粘劑原料組成及重量份數(shù)配比為:丙烯酸-2,3-環(huán)氧丙酯30-50份、丙二醇18-25份、蓖麻油改性多元醇5-10份、甲苯二異氰酸酯18-25份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯10-15份、催化劑a?0.1-1份。
14、優(yōu)選的,所述催化劑a為三乙醇胺、三乙烯二胺、n,n-二甲基芐胺中的至少一種。
15、優(yōu)選的,所述乳化劑由以下方法制得:
16、將氫化大豆油、衣康酸酐、對苯乙烯磺酸鈉、二乙氨基乙醇混合后加入催化劑b,升溫至100-120℃,控制反應(yīng)壓力為2.0-3.0mpa,反應(yīng)1-3h,冷卻至室溫后過濾、洗滌、抽濾、干燥得乳化劑。
17、優(yōu)選的,所述乳化劑原料組成及重量份數(shù)配比為:氫化大豆油50-70份、衣康酸酐10-20份、對苯乙烯磺酸鈉5-15份、二乙氨基乙醇5-15份、催化劑b?0.5-3份。
18、優(yōu)選的,所述催化劑b為磷酸和/或醋酸。
19、綜上所述,本技術(shù)具有以下有益效果:
20、本技術(shù)以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、功能單體、填料、增粘劑、乳化劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、去離子水為原料制備壓敏膠,并嚴(yán)格控制各組分的含量,促進各組分之間相互作用,不僅顯著改善了壓敏膠的粘附性、剝離強度和低殘粘性,還有助于提高壓敏膠的耐水性和耐溫性,所得壓敏膠柔韌性和耐久性俱佳,具有良好的流動性和加工性,能夠適應(yīng)高溫高濕的惡劣環(huán)境,具有廣闊的市場前景。
21、本技術(shù)采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和功能單體共同丙烯酸酯單體,其中,甲基丙烯酸甲酯提供的剛性與丙烯酸丁酯提供的柔韌性相結(jié)合,能夠在保持壓敏膠強度的同時,提高剝離強度,功能單體由聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫糠基酯和2-乙酰氨基丙烯酸復(fù)配,具有良好的濕潤性,能夠快速潤濕基材,增強初粘力,適用于多種基材。另外,功能單體還能夠提高壓敏膠在濕潤環(huán)境中的性能,通過交聯(lián)增強網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,增強耐水性。本技術(shù)通過調(diào)整各單體的用量配比,能夠在調(diào)節(jié)壓敏膠的黏度、韌性,提高粘結(jié)強度和剝離強度的同時,增強耐高溫性、耐水性和耐久性。
22、本技術(shù)采用丙烯酸-2,3-環(huán)氧丙酯、丙二醇、蓖麻油改性多元醇、甲苯二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯共同作為原料混合反應(yīng)制得增粘劑,反應(yīng)中產(chǎn)生的高分子量聚合物鏈能夠在壓敏膠體系中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),阻礙顆粒或液體的流動,增加體系的內(nèi)聚力和黏度,實現(xiàn)了增粘的效果。反應(yīng)過程中,丙烯酸-2,3-環(huán)氧丙酯的引入可以提高增粘劑的耐化學(xué)性、耐熱性,增強增粘劑的交聯(lián)程度,從而提高其粘附性能和剝離強度;通過復(fù)配加入丙二醇和蓖麻油改性多元醇調(diào)節(jié)聚合物鏈的鏈段長度和分子結(jié)構(gòu),改善其力學(xué)性能和粘附特性;甲苯二異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰酸酯共用,能夠保證獲得更高初粘附力的同時,提高強度和耐久性。本技術(shù)增粘劑能夠在提高壓敏膠初粘力、持粘力的同時,改善其耐剝離性和低殘粘性。
23、本技術(shù)采用氫化大豆油、衣康酸酐、對苯乙烯磺酸鈉和二乙氨基乙醇混合反應(yīng)制得乳化劑,所得乳化劑能夠降低壓敏膠的表面張力,增強其對基材的潤濕性,使壓敏膠能夠更好地滲透到基材表面微觀結(jié)構(gòu)中,提升粘接性能;乳化劑分子結(jié)構(gòu)中同時含有親水和疏水基團的組合結(jié)構(gòu),能夠有效降低油水界面的表面張力,提高乳化性能,有助于形成更穩(wěn)定的膠體網(wǎng)絡(luò),降低水分的侵入性,從而提高膠黏劑的耐水性和粘附力,在剝離時避免殘膠的產(chǎn)生;通過引入對苯乙烯磺酸鈉和二乙氨基乙醇,可以顯著提高乳化劑的表面活性,使其獲得更好的分散和穩(wěn)定作用,乳化體系中脂肪酸酯和磺酸鹽基團的結(jié)合可以幫助形成和穩(wěn)定壓敏膠的乳液系統(tǒng),確保水相和油相的均勻分散,防止分層或沉淀,從而提高產(chǎn)品的存儲穩(wěn)定性,延長壓敏膠的保質(zhì)期。本技術(shù)制得的乳化劑能夠同時在乳化、增稠、穩(wěn)定等方面發(fā)揮作用,減少了壓敏膠配方中其他成分的需求,簡化了產(chǎn)品的配方設(shè)計。