專利名稱：一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液及其制法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性壓敏膠領(lǐng)域，更具體的是涉及一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液 及其制法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
耐高溫壓敏膠一般是指在某一溫度下經(jīng)過一段時間后，從被粘物上剝離時，被粘 物上不留殘膠而且保持一定的力學強度。耐高溫壓敏膠應(yīng)用在130°C或者更高溫度的環(huán) 境下，例如電子、電器、汽車制造等領(lǐng)域中的變壓器、馬達、線圈、電路板等高溫作業(yè)下的粘 合、保護、固定、絕緣、密封、減震。根據(jù)不同的工作環(huán)境及要求，壓敏膠有不同的耐高溫等級 (130 °C > 155 °C > 180 °C > 200 °C > 220 °C > 240 °C > 260 °C )。目前耐高溫壓敏膠主要有溶劑型丙烯酸酯、有機硅型及橡膠型。溶劑型丙烯酸酯 及橡膠型可耐150°C甚至200°C的高溫，并且擁有優(yōu)異的力學性能；有機硅型由于Si-0的 高鍵能使其具有突出的耐熱性，可達260°C的耐溫等級，然而以上三種類型的壓敏膠都含有 50% -70%的甲苯、乙酸乙酯等有機溶劑，不但影響工作人員的身體健康，污染環(huán)境，而且成 本高，這種形勢促使人們迫切尋找、發(fā)展新型耐高溫壓敏膠。近年來，人們對環(huán)保、安全、節(jié)能的重視以及壓敏膠應(yīng)用的不斷擴大，促使壓敏膠 向著低污染、低能耗、高性能及多功能化方向發(fā)展。乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠以其環(huán)保、優(yōu) 良的耐候性、耐堿性、耐氧化性等特點，得到了飛速發(fā)展。然而目前乳液型聚丙烯酸酯壓敏 膠在綜合性能的方面還不能完全取代溶劑型壓敏膠，尤其是對耐高溫和力學性能要求較高 的產(chǎn)品。日本專利JP2005136298-A涉及到在丙烯酸丁酯、丙烯腈、丙烯酸共聚合成的聚丙 烯酸酯乳液中，加入含異氰酸根、環(huán)氧基團的交聯(lián)劑及三聚氰胺制備的壓敏膠，但該壓敏膠 力學性能差，剝離強度不足200N/m，而且穩(wěn)定性不佳，易出現(xiàn)殘膠；專利CN20041004155.7 采用四丁氧基鈦作為交聯(lián)劑制備的聚丙烯酸酯乳液壓敏膠，同樣存在力學性能差，耐高溫 性不理想的缺點；專利CN01819920. 8采用雙酰胺交聯(lián)劑改性聚丙烯酸酯乳液壓敏膠，當壓 敏膠處于150°C以上高溫環(huán)境，剝離強度基本消失。因此，耐高溫性差、力學性能低等缺點嚴 重限制了乳液型壓敏膠的應(yīng)用和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前乳液型壓敏膠存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠 乳液及其制法和應(yīng)用，本發(fā)明的壓敏膠具有優(yōu)異的力學性能，且耐溶劑、耐水、耐老化性能 良好，可耐200°C高溫，綜合性能可以媲美溶劑型壓敏膠。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明提供了一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，各組分的重量份數(shù)如下軟單體70 95份硬單體1 20份功能單體1 10份
反應(yīng)性增粘樹脂0. 5 20份
反應(yīng)性乳化劑0. 2 6份
固化劑0. 1 4份
引發(fā)劑0. 2 1份
PH調(diào)節(jié)劑1 10份
水80 -200 份。
所述軟單體是丙烯菌g乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯菌
乙基己酯中的一種或兩種以 上；所述硬單體是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；功能單體為丙烯酸和丙烯酸羥乙酯。所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨； 所述PH調(diào)節(jié)劑為氨水；所述反應(yīng)性增粘樹脂是聚合松香。所述反應(yīng)性乳化劑是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物；所述固化劑是三聚氰胺甲醚 化樹脂、氮丙啶衍生物或聚乙烯亞胺中的一種或兩種以上。所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液的制備方法，包括以下步驟(1)按照配方稱取反應(yīng)性乳化劑和30 50份的水，攪拌得到反應(yīng)性乳化劑水溶 液；緩慢加入溶解有反應(yīng)性增粘樹脂的混合單體，攪拌30min，制得預乳化液；(2)在引發(fā)劑中加入10 40份的水，攪拌得到引發(fā)劑水溶液；(3)將40 110份的水加熱至80 82V，注入5 20份步驟⑴制得的預乳化 液及4 40份步驟(2)得到的引發(fā)劑水溶液，反應(yīng)20 60min制得種子乳液；(4)將剩余的步驟⑴制得預乳化液及剩余的步驟⑵得到的引發(fā)劑水溶液在 2. 5 5h同時滴加至種子乳液中，然后升溫至84 86°C保溫1 2h，降溫；(5)當溫度降至40°C以下，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH至6 8，最后加入固化劑并攪 拌30min后，過濾出料，即得耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液；所述配方為軟單體70 95份硬單體1 20份功能單體1 10份反應(yīng)性增粘樹脂0.5 20份反應(yīng)性乳化劑0. 2 6份固化劑0. 1 4份引發(fā)劑0.2 1份PH調(diào)節(jié)劑1 10份水80 200 份。所述混合單體為軟單體、硬單體和功能單體的混合物。所述軟單體是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或兩種以 上；所述硬單體是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；所述功能單體為丙烯酸和丙烯酸羥乙酯。所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；PH調(diào)節(jié)劑為氨水；所述反應(yīng)性增粘樹脂是聚合松香。所述反應(yīng)性乳化劑是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物。所述固化劑是三聚氰胺甲醚化樹脂、氮丙啶衍生物或聚乙烯亞胺中的一種或兩種 以上。本發(fā)明另一目的是提供一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液在電子、電器和汽車制 造領(lǐng)域的中的應(yīng)用。本發(fā)明一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液的技術(shù)指標如下A 乳液性能指標外觀乳白色略帶藍光液體固含量30-60%粘度300士 200mPa. sPH 值6_8B 壓敏膠的性能指標(以PET薄膜為基材，膠層厚25 y m的樣品進行測試)剝離強度300士100N/m初粘力丨4 士 8#持粘力>48h耐高溫120°C-200°C，無殘膠濕熱老化性>24h耐溶劑性良好或優(yōu)秀其中，壓敏膠的力學性能測試參照國家標準，初粘力按GB-4852-84標準，剝離強 度按GB-2792-81標準，持粘力按GB-4851-84標準。耐高溫測試將涂在PET薄膜壓敏膠粘在鋼板上，分別在不同溫度的烘箱放置 30min，取出試鋼板，進行熱剝離和冷剝離，觀察是否有殘膠。耐溶劑性能測試把涂布有壓敏膠乳液的薄膜烘干后，放入甲苯中，30min后取出 觀察壓敏膠層是否脫落或溶脹，脫落為不合格，溶脹明顯但不脫落為良好，溶脹不明顯或輕 微溶脹為優(yōu)秀。耐濕熱老化性能測試把涂布有壓敏膠乳液的薄膜烘干后，放置于溫度為65°C， 濕度為85%的老化箱中，每隔8h測試一次力學性能，以性能變化不超過20%的最大老化時 間表不。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)采用雙羧基的聚合松香作為反應(yīng)性增粘樹脂，使壓敏膠具有優(yōu)異的力學性能； 同時在固化劑的架橋交聯(lián)作用下，聚丙烯酸酯分子鏈上的羧基、羥基與聚合松香分子上的 羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，不但可使壓敏膠產(chǎn)生耐高溫性、耐溶劑性能，而且也抑制小分子的聚合 松香的遷移，使壓敏膠具有良好的抗老化性能。(2)采用的反應(yīng)性乳化劑可與單體發(fā)生共聚，乳化劑分子不再以小分子形式游離 在聚丙烯酸酯分子鏈之間，而是通過共價鍵的方式連接到了聚丙烯酸酯分子鏈上，一方面 使壓敏膠具有耐水性，另一方面也解決了乳化劑的遷移問題，保證壓敏膠的力學穩(wěn)定性。(3)制造過程中，使用水而非有機溶劑做介質(zhì)，避免了有機揮發(fā)物的產(chǎn)生，不但有 利于環(huán)境保護，而且節(jié)約成本。
丙烯酸4份
丙烯酸羥乙酯2份
聚合松香7份
烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸銨1份
氮丙啶衍生物1份
過硫酸鉀0.3份
氨水4份
水100 份。制備方法包括以下步驟(1)將1份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸銨、40份水加入乳化釜，攪拌得 到反應(yīng)性乳化劑水溶液；把7份聚合松香溶解在由60份丙烯酸丁酯、30份丙烯酸-2-乙基 己酯、6份甲基丙烯酸甲酯及4份丙烯酸、2份丙烯酸羥乙酯組成的混合單體中，并將溶解好 的混合物緩慢加入反應(yīng)性乳化劑水溶液中，攪拌預乳化混合30min，制得穩(wěn)定的預乳化液；(2)將0. 3份過硫酸鉀，20份水加入引發(fā)劑釜，攪拌得到引發(fā)劑水溶液；(3)在反應(yīng)釜中加入40份水，升溫至80°C，注入步驟(1)的預乳化液15份及步驟 ⑵引發(fā)劑水溶液5份，反應(yīng)30min制得種子乳液；(4)將步驟(1)剩余的預乳化液及步驟(2)剩余的引發(fā)劑水溶液同時滴加至反應(yīng) 釜中，滴加過程持續(xù)3h，然后升溫至85°C保溫lh，降溫；(5)當溫度降至30°C，加入4份氨水(25% wt)調(diào)節(jié)PH值至6，最后加入1份氮丙 啶衍生物XC-113(上海澤龍化工有限公司))并攪拌30min后，過濾出料，即得耐高溫聚丙 烯酸酯壓敏膠乳液。如表1所示該乳液制備的壓敏膠的力學性能雖略有降低，但耐溫性可達180°C， 同時耐溶劑性能及耐老化性能較佳。當固化劑變?yōu)榈ぱ苌?，聚合松香的用量?0份 降到7份時，壓敏膠的耐溫性由150°C提高至180°C，提高了 20%。進一步說明雖然聚合 松香的減少損失了部分力學性能，但可提高壓敏膠的耐溫性能。實施例4耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液的制備方法及條件如實施例3，將聚合松香的用量 降為3份，氮丙啶衍生物降為0. 7份，制得耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液。如表1所示聚合松香的用量降低為3份時，不但可以使該乳液制備的壓敏膠的耐 溫性提高至200°C、耐溶劑性能和耐老化性達最佳，而且保證合適的力學性能(剝離強度為 260N/m、初粘力為18#)。實施例5
耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液的配方為
丙烯酸-2-乙基己酯70份
苯乙烯1份
丙烯酸5份
丙烯酸羥乙酯5份
聚合松香2. 5份
烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚6份
三聚氰胺甲醚化樹脂0.5份過硫酸鉀1份氨水6份水200 份。制備方法包括以下步驟(1)將6份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚、50份水加入乳化釜，攪拌得到反應(yīng) 性乳化劑水溶液；把2. 5份聚合松香溶解在由70份丙烯酸-2-乙基己酯、1份苯乙烯、5份 丙烯酸及5份丙烯酸羥乙酯組成的混合單體中，并將溶解好的混合物緩慢加入反應(yīng)性乳化 劑水溶液中，攪拌預乳化混合30min，制得穩(wěn)定的預乳化液；(2)將1份過硫酸鉀，40份水加入引發(fā)劑釜，攪拌得到引發(fā)劑水溶液；(3)在反應(yīng)釜中加入110份水，升溫至80°C，注入步驟(1)的預乳化液20份及步 驟⑵引發(fā)劑水溶液20份，反應(yīng)30min制得種子乳液；(4)將步驟(1)剩余的預乳化液及步驟(2)剩余的引發(fā)劑水溶液同時滴加至反應(yīng) 釜中，滴加過程持續(xù)3h，然后升溫至85°C保溫1. 5h，降溫；(5)當溫度降至40°C，加入6份氨水(25% wt)調(diào)節(jié)PH值至8，最后加入0. 5份三 聚氰胺甲醚化樹脂并攪拌30min后，過濾出料，制得耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液。所得的乳液涂布于PET薄膜上，干燥后膠層厚為25 ym，然后進行性能測試，結(jié)果 如表1所示，該壓敏膠的剝離強度為400N/m、初粘力為16#、耐溫性可達120°C，耐溶劑性能 與老化性能理想，在保證優(yōu)異的力學性能情況下，耐溫性明顯高于普通壓敏膠70°C的耐溫 性。表權(quán)利要求
一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，其特征在于，各組分的重量份數(shù)如下軟單體 70～95份硬單體 1～20份功能單體 1～10份反應(yīng)性增粘樹脂 0.5～20份反應(yīng)性乳化劑 0.2～6份固化劑 0.1～4份引發(fā)劑 0.2～1份PH調(diào)節(jié)劑 1～10份水 80～200份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，其特征在于，所述軟單 體是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或兩種以上；所述硬單體是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；功能單體為丙烯酸和丙烯酸羥乙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，其特征在于，所述引發(fā) 劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；所述PH調(diào)節(jié)劑為氨水；所述反應(yīng)性增粘樹脂是聚合松香。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液，其特征在于，所述反應(yīng) 性乳化劑是烯丙氧基壬基酚醚或其磺化物；所述固化劑是三聚氰胺甲醚化樹脂、氮丙啶衍 生物或聚乙烯亞胺中的一種或兩種以上。
5.權(quán)利要求1-4之一所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟(1)按照配方稱取反應(yīng)性乳化劑和30 50份的水，攪拌得到反應(yīng)性乳化劑水溶液；緩 慢加入溶解有反應(yīng)性增粘樹脂的混合單體，攪拌30min，制得預乳化液；(2)在引發(fā)劑中加入10 40份的水，攪拌得到引發(fā)劑水溶液；(3)將40 110份的水加熱至80 82°C，注入5 20份步驟(1)制得的預乳化液及 4 40份步驟(2)得到的引發(fā)劑水溶液，反應(yīng)20 60min制得種子乳液；(4)將剩余的步驟(1)制得預乳化液及步驟(2)得到的引發(fā)劑水溶液在2.5 5h同時 滴加至種子乳液中，然后升溫至84 86°C保溫1 2h，降溫；(5)當溫度降至40°C以下，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH至6 8，最后加入固化劑并攪拌 30min后，過濾出料，即得耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液；所述配方為軟單體70 --95份硬單體1 20份功能單體1 10份反應(yīng)性增粘樹脂0. 5 20份反應(yīng)性乳化劑0. 2 6份固化劑0. 1 4份引發(fā)劑0. 2 1份PH調(diào)節(jié)劑1 ,10份水80 --200 份所述混合單體為軟單體、硬單體和功能單體的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述軟單體是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁 酯或丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或兩種以上；所述硬單體是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯； 所述功能單體為丙烯酸和丙烯酸羥乙酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨； PH調(diào)節(jié)劑為氨水；所述反應(yīng)性增粘樹脂是聚合松香。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)性乳化劑是烯丙氧基壬基 酚醚或其磺化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述固化劑是三聚氰胺甲醚化樹脂、 氮丙啶衍生物或聚乙烯亞胺中的一種或兩種以上。
10.權(quán)利要求1-4之一所述的一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液在電子、電器和汽車 制造領(lǐng)域的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫聚丙烯酸酯壓敏膠乳液及其制法和應(yīng)用，本發(fā)明乳液主要由硬單體、軟單體、功能性單體、反應(yīng)性增粘樹脂、反應(yīng)性乳化劑、引發(fā)劑及固化劑組成；其制備方法是采用預乳化半連續(xù)種子聚合工藝，將溶有反應(yīng)性增粘樹脂的單體加入反應(yīng)性乳化劑的水溶液中進行預乳化，通過引發(fā)劑使預乳化液發(fā)生聚合反應(yīng)，最后加入固化劑而制成。本發(fā)明的壓敏膠不僅可耐200℃高溫，而且耐水性、耐老化性及力學性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車制造等領(lǐng)域。
文檔編號C08F220/18GK101974299SQ20101050473
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者劉丹丹, 劉明凱, 劉曉丹, 曾幸榮, 李紅強, 蔡新全, 袁堂國, 陳平緒 申請人:新豐杰力電工材料有限公司;華南理工大學