聚丙烯酸酯压敏胶的研制及在反光膜中的应用.doc

聚丙烯酸酯压敏胶的研制及在反光膜中的应用收稿日期20111O一14作者简介韩君(1984一),男,硕士,主要从事胶粘剂的开发与应用研究.E-mail:280839489qqcom.聚丙烯酸酯压敏胶的研制及在反光膜中的应用1前言韩君四川I中科倍特尔技术有限公司,四JIl成都610200摘要:以丙烯酸异辛酯(EHA)和丙烯酸丁酯(BA)为软单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为交联单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,采用溶液聚合法制备了一种溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶.考查了各单体用量对压敏胶综合性能的影响.结果表明,当软单体质量分数为85%,MMA质量分数为5%,AA质量分数为6%和HPA质量分数为4%时,PSA综合性能优异,可满足反光膜的使用要求.关键词:聚丙烯酸酯;压敏胶;溶液聚合;反光膜中图分类号:TQ436.3文献标识码:A文章编号:10015922(2012)03006704压敏胶(PSA)是一类只需施加轻度压力,即可与被粘物粘合牢固的胶粘剂.其特点是粘之容易,揭之不难,在较长时间内胶层不会固化,所以压敏胶俗称不干胶.虽然随着环保要求的不断提高,溶剂型压敏胶的应用领域和用量有所减少,但由于具有平均相对分子质量较低,润湿性好,初粘性大,干燥速度快,耐水性好等诸多优点251,以及具有材料来源广泛,易合成,耐久性好,粘接面广的综合性能,因而在压敏胶行业中仍占有重要地位.反光膜行业均采用压敏胶作为背胶使用,在GB/T18833-2002公路交通标志反光膜中对其性能有明确的要求.本研究以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸异辛酯(EHA)和丙烯酸丁酯(BA)为软单体,丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为交联单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,制备了反光膜用的溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶,探讨了各单体用量对压敏胶综合性能的影向.;曩i述2实验部分i2.1实验原料i丙烯酸异辛酯(EHA),丙烯酸丁酯(BA丙烯酸(AA),甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸羟丙酯垮(HPA),乙酸乙酯(EVAc),过氧化苯甲酰i(BPO),工业级,北京东方石油化工有限公司;36mPET镀铝膜,自制;双塑单硅离型纸,市售.2.2实验仪器测厚仪,上海六菱仪器厂;NDJ一1旋转黏度计,上海i舜宇恒平科学仪器有限公司;CZG型初粘性测定仪,济南i兰光机电技术发展中心WDW一5型电子万能材料试验i机,济南恒思盛大仪器有限公司:持粘性测定仪,附着性i测试仪,均自制.2.3合成工艺在四口烧瓶中加入适量的溶剂,引发剂溶液和部分混合单体,开动搅拌,升温至回流温度(762)保持回流2030min,滴加剩余单体混合液和部分引发剂溶液,在回流温度下维持反应约23h.然后滴加剩余引发剂溶液,待滴加完毕后,在回流温度下保温反应3h,得到无色?067?粘接杂志社咨iq电话:071O-36268888076传真:071O-3820811网址:1)HEsl0Nl研究报告及专论透明黏稠状胶液,冷却至4050oC,过滤出料.2.4胶带的制作采用转移法制作胶带,取45kg胶液在涂布机上用上刮法均匀涂在双塑单硅离型纸上,进入烘道焙烘,然后和PET镀铝膜复合,室温放置1h,剥离离型纸即得到压敏胶带,用测厚仪测试胶膜厚度(1822um).2.5-眭能测试与表征(1)黏度在室温条件下,使用NDJ一1型旋转黏度计测定,每个试样测试3次取其平均值.(2)固含量用称量法测定.(3)持粘性按GB/T4851-1998测定.将25mm40mm的胶带薯粘贴在铝合金表面,在自由端下挂1kg重物,测试重物在规定时间内下移的距离.(4)初粘性;参P,GB/T4852-2002,采用滚球斜坡停止试验法?-?i测量角度为10.(5)180.剥离强度按照GBfT27921998方法,将胶带粘贴在不锈钢表面,用电子万能材料试验机测试,拉伸速率300mm/min.(6)附着性按GB/_r18833-2002方法测试.裁取15Omm25mm的胶带,从一端撕去100mm长的离型纸,粘贴在厚度为2mm的铝合金板上,制成附着性试样.试样在标准测试条件下放置24h,然后把试样水平悬挂,表面朝下,在胶带的自由端上,使用夹具悬挂0.8kg的重物(包括夹具的质量),使其与试样板面成90.角下垂,5min后测量胶带被剥离的长度L.3结果与讨论3.1软单体用量对压敏胶?眭能的影响在保持其他条件不变的条件下,改变软单体的比例,软单体总用量对PSA性能的影响如表1所示.由表1可知,随软单体用量的增加,持粘性下降,初粘性,附着性,剥离强度逐渐增加.!;表1软单体用量对压敏胶性能的影响Tab.1EffectofsoftmonomerscontentonPSAperformance用于压敏胶的软单体均聚物的T均较低,随着用量的增加能显着提高压敏胶对被粘基材表面的湿润能力,粘合力和初粘性.压敏胶的剥离强度主要由粘合力决定,所以随软单体用量的增加剥离强度逐渐增加.但压敏胶的内聚力和粘合力是相互制约的,有较高的剥离强度必然导致持粘性下降.如果软单体用量过多,剥离试验将导致其内聚破坏.另外,当软单体用量较多但不足以内聚破坏时,会导致镀铝膜中其他层间薄弱的连接层剥离.3.2硬单体用量对压敏胶性能的影响本研究选择MMA为硬单体,在其他条件不变的前提下,其用量对压敏胶性能的影响如表2所示,由表2可以看出,随MMA用量的增加,持粘性逐渐增强,初粘性逐渐降低,附着力逐渐减弱,剥离强度逐渐减小.表2MMA用量对压敏胶性能的影响一Tab.2EffectofMMAcontentonPSAperformance?068?粘接杂志社咨询电话:071o-36268888076传真址:WWW.zhanjiecom.crt由MMAfftjT.较高,随其用量的增加,分子链上硬链段增多,内聚力上升,使得压敏胶的界面持粘性逐渐增加,附着力下降.3.3丙烯酸用量对压敏胶性能的影响保持其他条件不变,改变AA,Eg量对PSA性能的影响见表3.从表3=-7以看出,随AA,Eg量的增加,黏度逐渐上升,持粘性增加,初粘性减小,剥离强度先增加后减小,附着性先变好后变差.由于丙烯酸是强极性的单体,适宜的极性基团(一CO0H)有助于提高压敏胶的界面粘附力和内聚力,然而丙烯酸用量增加后,体系分子质量增加,内聚强度增加,初粘性减/J.另一方面,丙烯酸用量的增加,有助于提高PSA和镀铝层的粘接牢度.3.4丙烯酸羟丙酯用量对压敏胶性能的影响丙烯酸羟丙酯用量对压敏胶性能的影响见表4.从表:4看出,随HPA用m-gj增加,黏度逐渐上升,初粘性逐渐下;降,剥离强度先增后减,附着性先变好后变差.当其用量.为4%日寸,压敏胶各项性能优异.主要是由于HPA含有强极i性的羟基(一OH),有助于提高界面粘附力和内聚力.i表4HPA用量对压敏胶性能的影响.Tab.4EffectofHPAcontentonPSAperformancei测试项目测试结果黏度(25)/mPa?s固含量/%初粘性/(球号)持粘性/(mm/h)剥离强度/(N/25mm1附着性/(mm/5min)6()005005011719()2O11054结论(1)以丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯为软单体,甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸和丙烯酸羟丙酯为功能单参考文献1吕光普,李昱江,郭焱,等.丙烯酸酯类压敏胶的合成与性能研究U.粘接,2009(9):4650.2】张翼,齐暑华,段国晨,等.压敏胶研究进展中国胶粘剂,2010,19(8):4953.31刘克洋,刘敏,张书香.溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶的研究U】山东化工,2008,37(12):2023.【4】陆彬,陈建,陶云峰,等.溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研制.中国胶粘剂,2009,18(2):4648.【5】曾宪家,段卫东.单组分交联丙烯酸酯压敏胶的研制IJ.中国胶粘剂,2001,11(5):2022.6】李日月1刘铁交联型丙烯酸酯压敏胶粘剂的合成研究卟辽?069?粘接杂志社咨询电话:071O-36268888076传真址:WWW..crl髓舅嗣ADliESION摄lA学CAD术EMI论CPA文PERll|研究报告及专论宁化工,2001,3O(4):147148.【7费永诚.溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研究U】.化学工业与工程技术,2003,24(1):46.8】徐康林,唐安斌.聚丙烯酸酯压敏胶的制备研究.化学工程师,2010(6):1315.9丁玉兴,温守东.丙烯酸酯压敏胶粘剂的合成U.承德石油高等专科学校,2001,3(3):2830.【10陈立军,陈立琼,张欣宇,等.影响丙烯酸酯树脂相对分子质量的因素研究卟中国胶粘剂,2006(9):1114.PreparingofpolyacrylatePSAanditsapplicationinreflectivesheetingHANJunfSichuanZhongkeBetterTechnologyCo.,Ltd.,Chengdu,Sichuan610200,China)Abstract:Usingbutylacrylate(BA)andethylhexylacrylat(EHA)asthesoftmonomers,methylmethacrylate(MMA)asthehardmonomer,acrylicacid(AA)andhydroxypropylacrylate(HPA)asthecrosslinkingmonomers,benzoylperoxide(BPO)astheinitiator,ethylacetateasthesolvent,asolventtypepolyacrylatepressuresensitiveadhesive(PSA)forreflectivesbeetingwassynthesizedbysolutionpolymerization.Theinfluencesofvariousmonomerscontentonthecombinati.oerformancesofthepressuresensitiveadhesivewerediscussed.TheresultsshowedthatthePSAhasexcellentcombinationpropertyandcanal1meettheapplicationrequirementsofreflectivesheetingwhenthecontentsofsoftmonomer,MMA,AAandHPAwere85%,5%,6%and4%,respectively.Keywords:polyacry1ate;pressuresensitiveadhesive;solutionpo1ymerization;renectiVesheeting上海杜耳化工有限公司创立于二零零三年二月.采用欧美进口原料和专有改性技术,专业生产用于高固体份和无溶剂环氧防腐涂料,环氧地坪涂料,环氧工业涂料,环氧粘合剂和环氧电子灌封料所需的改性胺环氧固化剂,全面提升国内环氧树脂的应用水平是我们孜孜以求的目标.用于环氧胶粘剂的改性胺固化剂如下:D9060无色透明,保光保色性好,耐老化,用于面胶和复合胶:D9834无色透明,保光保色性好,耐老化,使用期长,用于面胶和复合胶;D0965浅黄色,耐老化,潮湿表面附着力好,