本發明屬于丙烯酸酯壓敏膠領域,具體涉及一種快速固化丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法。
背景技術:
丙烯酸酯類壓敏膠是目前應用最為廣泛的壓敏膠,它是丙烯酸酯單體和其它乙烯類單體的共聚物,與其它幾類壓敏膠相比,具有以下特點:幾乎不用加防老劑便具有優異的耐候性和耐熱性;無相分離和遷移現象,透明性好,耐油性差;對皮膚無影響,適用于醫用領域,有人甚至還制備出了相應的導電膠,擴大了該類壓敏膠的應用范圍,因此,它在很多領域得到了廣泛的應用,其用量占到整個壓敏膠的65%以上,尤其是近二十年來這類壓敏膠發展非常迅速,并逐漸取代了天然橡膠壓敏膠的地位,廣泛應用于包裝、涂布、運輸、電子通訊、電器、建材、機械、航空航天、輕工、醫療、家庭生活等諸多領域。
如今隨著膠粘劑在全球范圍內應用的擴大,壓敏膠在各個領域的應用也越來越多,比如其已廣泛應用于電子絕緣、電子元件加工、彩色擴印、軍用偵毒制品、汽車內裝飾及醫療等諸多領域。于此同時,國外壓敏膠產品在飛機器外殼漆面修補領域中也得到了成功的應用。但是由于普通溶劑型丙烯酸酯壓敏膠在使用過程中會采用普通固化劑比如異氰酸酯類、環氧類。使用這兩種類型固化劑有一個固化的過程,而且一般固化周期較長,效率比較低。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是克服現有丙烯酸酯壓敏膠的缺陷,提供了一種快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
為了解決上述技術問題,本發明提供了如下的技術方案:
一種快速固化丙烯酸酯壓敏膠,由包括如下重量份數的原料制得:
粘性單體 70~85份,
內聚單體 0~25份,
功能單體 1~10份,
自由基聚合引發劑 0.3~0.8份,
溶劑 100~150份
固化單體 5~10份,
光敏劑 為固化單體重量的1~3%,
其中,所述固化單體為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一種。
優選地,所述內聚單體包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯中的至少一種;
所述粘性單體包括丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸乙酯中的至少一種;
所述功能單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸銨、甲基丙烯酸羥乙酯中的至少一種;
所述自由基聚合引發劑為過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈中的至少一種;
所述光敏劑為2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮和/或1-羥基-環己基苯酮;
所述溶劑為乙酸乙酯和/或甲苯。
上述快速固化丙烯酸酯壓敏膠的制備方法,包括如下:
(1)先將內聚單體、粘性單體、功能單體混合,得到單體混合物;
(2)再將單體混合物、自由基聚合引發劑和溶劑分批次加料混合反應;
(3)向步驟(2)的產物中加入固化單體和光敏劑,得到快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
優選地,步驟(2)分批次加料混合反應的操作如下:
(a)先按單體混合物總量的30~50%、自由基聚合引發劑總量的40~60%和溶劑總量的30~50%,將單體混合物、自由基聚合引發劑和溶劑混合加熱回流反應1~1.5h;
(b)然后將剩余的單體混合物、溶劑和自由基聚合引發劑加入,加熱回流反應1~3h。
優選地,加熱回流反應的溫度為75~85℃。
與現有丙烯酸酯壓敏膠相比,本發明利用多官能度的固化單體通過光敏劑在UV條件下使分子鏈之間形成互傳網絡結構從而對壓敏膠進行固化,從而縮短固化時間,提高固化效率,且在正常使用處理下沒有殘膠現象,且附著力強,剝離力大,在使用過程中沒有脫膠和膠層以及界面破壞的現象,很好地解決了電子絕緣、電子元件加工、彩色擴印、軍用偵毒制品、汽車內裝飾及醫療等諸多領域的應用,具有較大的應用價值和市場價值。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明,應當理解,此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明,并不用于限定本發明。
實施例1
按如下重量配比準備原料
乙酸乙烯酯5份、丙烯酸丁酯65份、丙烯酸-2-異辛酯17份、丙烯酸4份、丙烯酸羥乙酯4份、乙酸乙酯150份、偶氮二異丁腈(AIBN)0.5份、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯5份、2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮 0.125份。
1)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯混合,得單體混合物,取上述單體混合物總量的40%和溶劑乙酸乙酯總量的40%,倒入具有機械攪拌、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中加熱至80℃后,將引發劑AIBN總量的50%倒入反應燒瓶中,當冷凝管中產生回流后開始計時,保溫反應1h。
2)反應后,將剩余單體混合物、溶劑乙酸乙酯以及引發劑AIBN利用恒液漏斗在2~3h內均勻滴加進反應體系中,再保溫反應2h。
3)反應后,溫度升高83℃保持1h。
4)反應結束并降溫后,加入三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯和2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮,與膠液充分混合,得到快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
實施例2
按如下重量配比準備原料
乙酸乙烯酯5份、丙烯酸丁酯62.5份、丙烯酸-2-異辛酯17份、丙烯酸4份、丙烯酸羥乙酯4份、乙酸乙酯150份、偶氮二異丁腈(AIBN)0.5份、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯7.5份、2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮 0.18份。
1)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯混合,得單體混合物,取上述單體混合物總量的40%和溶劑乙酸乙酯總量的40%,倒入具有機械攪拌、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中加熱至80℃后,將引發劑AIBN總量的50%倒入反應燒瓶中,當冷凝管中產生回流后開始計時,保溫反應1h。
2)反應后,將剩余單體混合物、溶劑乙酸乙酯以及引發劑AIBN利用恒液漏斗在2~3h內均勻滴加進反應體系中,再保溫反應2h。
3)反應后,溫度升高83℃保持1h。
4)反應結束并降溫后,加入三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯和2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮,與膠液充分混合,得到快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
實施例3
按如下重量配比準備原料
乙酸乙烯酯5份、丙烯酸丁酯60份、丙烯酸-2-異辛酯17份、丙烯酸4份、丙烯酸羥乙酯4份、乙酸乙酯150份、偶氮二異丁腈(AIBN)0.5份、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯10份、2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮 0.25份。
1)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯混合,得單體混合物,取上述單體混合物總量的40%和溶劑乙酸乙酯總量的40%,倒入具有機械攪拌、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中加熱至80℃后,將引發劑AIBN總量的50%倒入反應燒瓶中,當冷凝管中產生回流后開始計時,保溫反應1h。
2)反應后,將剩余單體混合物、溶劑乙酸乙酯以及引發劑AIBN利用恒液漏斗在2~3h內均勻滴加進反應體系中,再保溫反應2h。
3)反應后,溫度升高83℃保持1h。
4)反應結束并降溫后,加入三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯和2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮,與膠液充分混合,得到快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
實施例4
按如下重量配比準備原料
乙酸乙烯酯4份、丙烯酸丁酯62.5份、丙烯酸-2-異辛酯17份、丙烯酸3份、丙烯酸羥乙酯6份、乙酸乙酯150份、偶氮二異丁腈(AIBN)0.5份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯7.5份、2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮 0.18份。
1)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯混合,得單體混合物,取上述單體混合物總量的40%和溶劑乙酸乙酯總量的40%,倒入具有機械攪拌、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中加熱至80℃后,將引發劑AIBN總量的50%倒入反應燒瓶中,當冷凝管中產生回流后開始計時,保溫反應1h。
2)反應后,將剩余單體混合物、溶劑乙酸乙酯以及引發劑AIBN利用恒液漏斗在2~3h內均勻滴加進反應體系中,再保溫反應2h。
3)反應后,溫度升高83℃保持1h。
4)反應結束并降溫后,加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和2-羥基-2-甲基-1苯基-1-丙酮,與膠液充分混合,得到快速固化丙烯酸酯壓敏膠。
將實施例1-4所得膠分別用直徑1.5cm的玻璃棒涂布在PET離型紙上,將其厚度控制在45μm,在UV固化機固化后厚度變為25±3μm,所述PET膜的厚度為25μm。用裱膜機將膠膜轉移到透明PET膜上,最后制樣測試。
比較例1
按如下重量配比準備原料
乙酸乙烯酯5份、丙烯酸丁酯65份、丙烯酸-2-異辛酯17份、丙烯酸4份、丙烯酸羥乙酯4份、乙酸乙酯150份、偶氮二異丁腈(AIBN)0.5份。
1)將乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-異辛酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯混合,得單體混合物,取上述單體混合物總量的40%和溶劑乙酸乙酯總量的40%,倒入具有機械攪拌、溫度計、冷凝管的四口燒瓶中加熱至80℃后,將引發劑AIBN總量的50%倒入反應燒瓶中,當冷凝管中產生回流后開始計時,保溫反應1h。
2)反應后,將剩余單體混合物、溶劑乙酸乙酯以及引發劑AIBN利用恒液漏斗在2~3h內均勻滴加進反應體系中,再保溫反應2h。
3)反應后,溫度升高83℃保持1h。
4)反應結束并降溫后,加入固化劑L75(甲苯二異氰酸酯)充分攪拌,L75的加入量以甲苯二異氰酸酯計,占稱取膠液重量的0.5%。將所得膠用直徑1.5cm的玻璃棒涂布在PET離型紙上,將其厚度控制在60μm,在120℃固化3~5min后再經過55℃烘箱條件下熟化24h后厚度變為25±3μm。用裱膜機將膠膜轉移到透明PET膜上,最后制樣測試。
性能測試:按照GBT 4852-2002 壓敏膠粘帶初粘性試驗方法 (滾球法),持粘力測試按照GBT 4851-1998 壓敏膠粘帶持粘性試驗方法,剝離力測試按照GBT 2792-1998 壓敏膠粘帶180°剝離強度試驗方法。
最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。