專利名稱：高速涂布機(jī)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(jī)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(qiáng)度的一類膠粘劑。丙烯酸酯類壓敏膠是目前應(yīng)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(diǎn)，但存在著有機(jī)溶劑耗量大、對環(huán)境污染嚴(yán)重、不安全等致命缺點(diǎn)。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(diǎn)，是20世紀(jì) 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(biāo)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(jī)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(diǎn)是干燥迅速，硬度高，透明性、流動性好，耐化學(xué)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(xué)研究與應(yīng)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(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)度高，固化速度快的高速涂布機(jī)用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下高速涂布機(jī)用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備包括以下步驟
(1)預(yù)乳液的制備將反應(yīng)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(yù)熱至4(T50°C，制備預(yù)乳液備用，所述反應(yīng)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(yù)乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應(yīng)罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當(dāng)溫度平穩(wěn)后開始滴加剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，攪拌下進(jìn)行一次成核反應(yīng)廣4h。
(3)二次成核一次成核后，在一部分剩余的預(yù)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(yù)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(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完后，控制溫度8(T90°C，進(jìn)行鏈增長及部分交聯(lián)聚合廣4h。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)在于在預(yù)乳液的制備的步驟中，其中所述反應(yīng)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(diǎn)(1)本發(fā)明采用具有功能官能團(tuán)的乳化劑和潤濕劑并經(jīng)過合理復(fù)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(dá)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(yuǎn)，因此膠水沒法對基材進(jìn)行良好的潤濕。(2)本發(fā)明通過在乳液聚合反應(yīng)過程中補(bǔ)加乳化劑及功能單體，以形成多次成核反應(yīng)，使乳液粒子粒徑分布多元化，可達(dá)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(qiáng)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(jìn)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(hù)范圍的限定。本發(fā)明提出了一種高速涂布機(jī)用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，包括將反應(yīng)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(yù)熱至 4(T50°C，制備預(yù)乳液備用，反應(yīng)單體包括軟單體和硬單體將制備好的預(yù)乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應(yīng)罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當(dāng)溫度平穩(wěn)后開始滴加一部分剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，攪拌下進(jìn)行一次成核反應(yīng)l、h，一次成核后， 在一部分剩余的預(yù)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(yù)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(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完后，控制溫度8(T90°C，進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，體系自動放熱溫度迅速升至90°C左右；
當(dāng)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(dá)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(jī)難以匹配問題。
權(quán)利要求
1.高速涂布機(jī)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(yù)乳液的制備將反應(yīng)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(yù)熱至4(T50°C，制備預(yù)乳液備用，所述反應(yīng)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(yù)乳液的一部分及引發(fā)劑的一部分放入反應(yīng)罐中，升溫至55 75°C，打開冷凝水，繼續(xù)升溫至75、5°C，當(dāng)溫度平穩(wěn)后開始滴加一部分剩余的預(yù)乳液和引發(fā)劑，攪拌下進(jìn)行一次成核反應(yīng)廣4h ；(3)二次成核一次成核后，再將一部分剩余的預(yù)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(yù)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(yù)乳液和引發(fā)劑全部滴加完后， 控制溫度8(T90°C，進(jìn)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(jī)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(jī)用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備方法，其特征在于在預(yù)乳液的制備的步驟中，其中所述反應(yīng)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(jī)用乳液型丙烯酸酯類壓敏膠的制備包括以下步驟預(yù)乳液的制備將反應(yīng)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(yù)乳液備用；種子乳液制備及一次成核進(jìn)行一次成核反應(yīng)1~4h；二次成核在剩余的預(yù)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(jìn)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(qiáng)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