一種苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種壓敏膠用乳液及其制備方法，具體說是一種苯乙烯改性丙烯酸酯 壓敏膠用乳液及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 壓敏膠是目前應(yīng)用十分廣泛的工業(yè)膠粘劑，其主要用于封箱膠帶或封口膠帶的生 產(chǎn)和加工上?，F(xiàn)有的壓敏膠制造體系中，其乳液通常采用純丙烯酸體系。由于純丙烯酸體系 具有較強(qiáng)的耐低溫性、耐高溫性，且其可凝揮發(fā)物少、質(zhì)量損失率低，并具有不逸出有害氣 體的特性，因而深受壓敏膠生產(chǎn)廠家的青睞。然而，純丙烯酸體系自身具有內(nèi)聚合強(qiáng)度較低 的特性，在形成壓敏膠層時(shí)由于其持粘力較低、剝離力較弱，所以在生產(chǎn)或使用時(shí)很容易出 現(xiàn)脫膠的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響壓敏膠帶的正常使用。事實(shí)上，丙烯酸體系屬于柔性分子鏈結(jié)構(gòu)， 其玻璃化溫度較低，造成其分子鏈結(jié)構(gòu)容易因外力存在而出現(xiàn)變形的情況。在持續(xù)粘合、剝 離粘合表面的場(chǎng)合中，由于丙烯酸體系的分子鏈結(jié)構(gòu)在外力下變形，使壓敏膠層很容易從 粘合表面剝離、脫落，大幅降低壓敏膠層的持粘力和剝離力，而丙烯酸體系也因?yàn)槠淙嵝苑?子鏈結(jié)構(gòu)影響，使其很容易對(duì)物體產(chǎn)生粘合作用，其初粘性能較好。另外，現(xiàn)有的丙烯酸酯 壓敏膠一般采用混合攪拌升溫的方法制備。由于物料在反應(yīng)過程中都是一次性加入的，在 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)很容易出現(xiàn)因物料的反應(yīng)活性存在差距而發(fā)生副反應(yīng)的情況，降低了丙烯 酸酯壓敏膠的成品率。因此，如何開發(fā)一種既具有較強(qiáng)初粘力，又具有良好的持粘力和剝離 力的壓敏膠用乳液，同時(shí)開發(fā)一種成品率較高的壓敏膠用乳液的制備方法，是目前壓敏膠 制造行業(yè)的一道技術(shù)難題。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既具有較強(qiáng)初粘力，又具有良 好的持粘力和剝離力的苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種成品率高的制備上述苯乙烯改性丙烯酸 酯壓敏膠用乳液的方法。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液，其特 征在于：所述苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液包括水、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯 酸羥乙酯、乳化劑及過硫酸鹽，上述組分含量按質(zhì)量份數(shù)算分別為：水：1〇〇份；丙烯酸丁 酯：40-80份；苯乙烯：10-30份；丙烯酸：1-5份；丙烯酸羥乙酯：1-10份；乳化劑：1-5份； 過硫酸鹽：〇. 5-3份。
[0009] 所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉。
[0010] 所述過硫酸鹽為硫酸銨、過硫酸鉀與過硫酸鈉中的一種或上述成份以任意比例混 合。
[0011] 所述制備方法包括以下步驟： a:按照上述配比稱取原料備用，設(shè)置兩個(gè)乳化缸，并編號(hào)乳化缸1、乳化缸2,把乳化缸 2、乳化缸1及反應(yīng)釜順序連通，其中乳化缸1和反應(yīng)釜均帶有攪拌裝置； b:在常溫常壓下向乳化缸1中加入總含量50%的乳化劑、水、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯及 全部的苯乙烯，并攪拌10-30分鐘后備用； c:在常溫常壓下向乳化缸2中加入總含量50%的乳化劑、水、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯及 全部的丙烯酸丁酯，并攪拌10-30分鐘后備用； d:常壓下把反應(yīng)釜內(nèi)溫度上升并保持至70-90°C，并向反應(yīng)釜內(nèi)加入過硫酸鹽，3-6分 鐘后加入l_5%b步驟所得混合物，持續(xù)攪拌反應(yīng)10-30分鐘； e:從乳化缸2往乳化缸1中滴加c步驟所得混合物，滴加速度VI為乳化缸2中混合物 總量的〇. 4%/分鐘，滴加時(shí)間為230-250分鐘，滴加期間不斷攪拌乳化缸1中的混合物； f:在e步驟進(jìn)行的同時(shí)往反應(yīng)釜中滴加乳化缸1中的混合物，滴加速度V2為乳化缸1 中混合物總量的0. 2%/分鐘，直至乳化缸1中的混合物完全滴加至反應(yīng)釜內(nèi)為止，滴加期間 不斷攪拌反應(yīng)釜中的混合物； g:待f步驟的滴加完成后把反應(yīng)釜內(nèi)溫度保持在75-85°C，反應(yīng)時(shí)間1-2小時(shí)；h:待g步驟的混合物反應(yīng)結(jié)束后把溫度降至60-70°C，并保溫4-10分鐘； i:把h步驟所得混合物繼續(xù)降溫至45-55°C，并把Ph值調(diào)至7-7. 5,過濾后即可得苯乙 烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液。
[0012] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明的苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液中，采用丙烯酸丁酯和苯乙烯相結(jié)合的 混合反應(yīng)體系。苯乙烯上具有苯環(huán)，且分子鏈較短，其碳-碳雙鍵脫開與丙烯酸丁酯發(fā)生聚 合反應(yīng)時(shí)，苯環(huán)可直接掛接到丙烯酸丁酯的分子鏈上，除了加強(qiáng)丙烯酸大分子鏈的剛性、提 高反應(yīng)體系的內(nèi)聚合強(qiáng)度外，還使反應(yīng)體系的玻璃化溫度得到較大提升。上述分子鏈結(jié)構(gòu) 可克服因分子鏈過于柔軟而導(dǎo)致乳液的持粘性能較低和抗剝離性較差的缺陷，大幅提高乳 液體系的持粘力和剝離力，并可保持乳液體系中原有的優(yōu)良的初粘力。
[0013] 2、本發(fā)明的苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液中，丙烯酸和丙烯酸羥乙酯作為助 劑加入至反應(yīng)體系中。丙烯酸羥乙酯化學(xué)活性較高，可對(duì)苯乙烯及丙烯酸丁酯分子鏈之間 起鏈接作用，形成網(wǎng)狀交聯(lián)體系，而且丙烯酸羥乙酯自身與丙烯酸丁酯的反應(yīng)體系具有協(xié) 同效應(yīng)，可改善反應(yīng)體系的穩(wěn)定性。而丙烯酸具有較多雙鍵結(jié)構(gòu)，可分別與苯乙烯、丙烯酸 丁酯發(fā)生反應(yīng)，在大分子鏈結(jié)構(gòu)中起連接點(diǎn)的作用，利于苯乙烯和丙烯酸丁酯的交聯(lián)聚合， 改善反應(yīng)體系中由于分子鏈柔軟性較高而使內(nèi)聚合強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)。
[0014] 3、本發(fā)明的苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液采用乳化缸2、乳化缸1及反應(yīng)釜 順序連通依次滴加的工藝，在反應(yīng)前期分別對(duì)苯乙烯及丙烯酸丁酯分子鏈進(jìn)行活化。而在 制備時(shí)，乳化缸2、乳化缸1和反應(yīng)釜的滴加采用二次冪級(jí)滴加法實(shí)現(xiàn)，可大幅減少反應(yīng)過 程中的副反應(yīng)產(chǎn)生，大幅加強(qiáng)反應(yīng)體系的穩(wěn)定性，提高了化學(xué)反應(yīng)的成品率。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液包括水、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯 酸、丙烯酸羥乙酯、乳化劑及過硫酸鹽，上述組分含量按質(zhì)量份數(shù)算分別為：水：1〇〇份；丙 烯酸丁酯：40-80份；苯乙烯：10-30份；丙烯酸：1-5份；丙烯酸羥乙酯：1-10份；乳化劑： 1-5份；過硫酸鹽：0. 5-3份。利用丙烯酸丁酯和苯乙烯的聚合反應(yīng)，降低丙烯酸丁酯分子鏈 的柔性，提高反應(yīng)體系的內(nèi)聚合強(qiáng)度和反應(yīng)體系的玻璃化溫度，改善壓敏膠用乳液持粘性 能較低和抗剝離性較差的缺陷。
[0017]本發(fā)明苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液中，乳化劑采用十二烷基磺酸鈉，十二 烷基磺酸鈉自身具有較好的乳化效果，并具有優(yōu)良的滲透分散性及潤(rùn)濕性，可利于苯乙烯 在丙烯酸丁酯中的均勻分散。
[0018]本發(fā)明苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液中，過硫酸鹽采用硫酸銨、過硫酸鉀與 過硫酸鈉中的一種或上述成份以任意比例混合。過硫酸鹽自身具有強(qiáng)氧化性，可作為乳液 聚合反應(yīng)的引發(fā)劑。
[0019]本發(fā)明苯乙烯改性丙烯酸酯壓敏膠用乳液的制備方法包括以下步驟： a:按照上述配比稱取原料備用，設(shè)置兩個(gè)乳化缸，并編號(hào)乳化缸1、乳化缸2,把乳化缸 2、乳化缸1及反應(yīng)釜順序連通，其中乳化缸1和反應(yīng)釜均帶有攪拌裝置； b:在常溫常壓下向乳化缸1中加入總含量50%的乳化劑、水、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯及 全部的苯乙烯，并攪拌10-30分鐘后備用； c:在常溫常壓下向乳化缸2中加入總含量50%的乳化劑、水、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯及 全部的丙烯酸丁酯，并攪拌10-30分鐘后備用； d:常壓下把反應(yīng)釜內(nèi)溫度上升并保持至70-90°C，并向反應(yīng)釜內(nèi)加入過硫酸鹽，3-6分 鐘后加入l_5%b步驟所得混合物，持續(xù)攪拌反應(yīng)10-30分鐘； e