一种高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及粘合剂技术领域，尤其涉及ipc c09领域，更具体的，涉及一种高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂及其制备方法。


背景技术：

2.当前，在化学涂料和粘合剂领域，水性环保型的粘合剂正在逐步代替溶剂型如虫胶、丁基橡胶类的粘合剂。但水性粘合剂的固含量与溶剂型粘合剂相当时，其干燥的速度会显著下降，从而造成实用性能降低。另外，现有研究将水性丙烯酸酯粘合剂的固含量提高到60％～80％后，粘合剂过高的固含量会导致粘度快速增大，胶乳粘稠度增大后，使用时工厂难以涂布施工。行业内水溶性丙烯酸酯粘合剂的研究难点就是粘合剂的固含量提高后，其粘稠度会随之大大提高，造成使用困难。
3.cn201910094549.4公开了一种高固含量低粘度丙烯酸树脂胶黏剂的制作方法及其应用，将丙烯酸酯类软单体、硬单体、功能单体、重量份的有机溶剂，重量份的引发剂加入反应釜底，升温至78～85℃，反应1～2小时后，将剩余的引发剂用剩余有机溶剂的部分制成引发剂溶液后连续滴加到反应釜，滴加时间为3～5小时，控制温度至76～83℃，保温2～3小时后将剩余的有机溶剂加入到反应体系中，并投入改性丙烯酸酯低聚物，降温至50～60℃，出料，即得到高固含量低粘度的丙烯酸酯粘合剂，但是制得的胶粘剂固含量仅能达到50％左右，且粘稠度也会显著增大，工厂无法涂布施工；cn201410841712.6公开了一种高固含水性聚氨酯分散体及其制备方法，制得的水性聚氨酯分散体固含量在50％左右，且粘度同样较高，胶乳粘稠度大，无法满足使用的需要。因此，需开发一种固含量高，但粘稠度低，同时耐老化和剥离力稳定保持在优良水平的粘合剂。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂,以重量份计，原料至少包括：乳化剂23～40份、软单体850～1100份、硬单体5～20份、官能单体10～20份、交联单体0.5～1.5份、分子量调节剂1～5份、种子乳液50～100份、水300～500份和其他助剂10～20份。
5.优选的，所述其他助剂为ph缓冲剂、引发剂、消泡剂、润湿剂中的至少一种。
6.优选的，所述乳化剂为阴离子乳化剂、阳离子乳化剂和非离子乳化剂、反应性乳化剂中的至少一种。
7.优选的，所述乳化剂为阴离子乳化剂、非离子乳化剂和反应性乳化剂的混合物，其中阴离子乳化剂和反应性乳化剂和非离子乳化剂的质量比为(1.1～1.25):(0.15～0.25)：1。
8.优选的，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钠，硬脂酸镁，硬脂酸钙，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐，烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐中的至少一种。
9.优选的，所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，月桂醇聚氧乙烯醚，蔗糖脂肪酸
酯，单硬脂酸甘油酯烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
10.优选的，所述反应性乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸，苯乙烯磺酸钠，乙烯基磺酸钠，烯丙氧基丙基烷基醇醚磺基琥珀酸盐中的至少一种。
11.优选的，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述反应性乳化剂为苯乙烯磺酸钠，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，所述十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(1.1～1.25):(0.15～0.25)：1。
12.优选的，所述十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1.2:0.21:1。
13.本技术中，通过加入十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、苯乙烯磺酸钠，使得粘合剂的稳定性增强，降低胶黏剂的黏稠程度，能够在满足粘合剂的固含量的同时，具有优异的性能；特别是十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1.2:0.21:1时，可以进一步提高粘合剂的分散性，降低粘合剂的粘稠度，十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度低，生成的乳液粒子更小、乳液机械稳定性更好、凝胶现象少，脂肪醇聚氧乙烯醚带有长链疏水烷基链和醚键，可稳定粘合剂材料的化学稳定性，苯乙烯磺酸钠具有双键和磺酸基，可以与单体进行共聚反应，通过化学键连接具有持久粘合力，提高粘合剂的稳定性和耐高温性能，三者通过该比例复配，一方面提高粘合剂的分散稳定性和化学稳定性，减小生成的乳液粒子的粒径，另一方面苯乙烯磺酸钠与单体键连接，不会迁移到粘合剂表面，提高剪切强度，增强粘合剂的耐老化和剥离力稳定性，加快成膜速度，以确保转化率最大，粒径最小，粘合剂的固含最高，降低粘合剂的粘度，增强粘合剂的化学和剥离力稳定性。
14.优选的，所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯中的至少一种。
15.优选的，所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈中的至少一种。
16.优选的，所述官能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺中的至少一种。
17.优选的，所述交联单体为二官能团单体、三官能团单体中的至少一种。
18.优选的，所述交联单体为二官能团单体和三官能团单体的混合物，所述二官能团单体和三官能团单体的质量比为(1.5～2.5)：1。
19.优选的，所述种子乳液包括种子乳液a和种子乳液b。
20.优选的，所述分子量调节剂为正十二硫醇、叔十二硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、十二烷基硫醇、巯基丙酸异辛酯、二硫化二异丙基黄原酸酯、硫磺、n-亚硝基化合物中的至少一种。
21.本发明的第二方面提供了一种如上所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
22.(1)将乳化剂加入乳化罐中，搅拌5～15min后，依次将软单体、硬单体、官能单体、交联单体、分子量调节剂加入乳化罐中，快速搅拌10～20min，得到乳化液；
23.(2)将种子乳液a和ph缓冲剂加入反应釜中，升温至80～85℃，加入1/2重量份的引发剂；继续向反应釜中加入2/3重量份的乳化液、1/2重量份的引发剂和种子乳液b，继续滴加剩余1/3重量份的乳化液，滴加结束后80～85℃保温0.5～1.5h；
24.(3)保温结束后降温至40～55℃，用ph缓冲剂调节ph，加入消泡剂、润湿剂，搅拌25～35min过滤出料。
25.优选的，所述步骤(3)的ph为7～9。
26.有益效果：
27.本技术中，通过对粘合剂添加的乳化剂进行复配，一方面提高粘合剂的分散稳定性和化学稳定性，减小生成的乳液粒子的粒径，另一方面苯乙烯磺酸钠与单体键连接，不会迁移到粘合剂表面，提高剪切强度的同时加快成膜速度，以确保转化率最大，粒径最小，粘合剂的固含最高，同时降低粘合剂的粘度。使得粘合剂的稳定性增强，降低胶黏剂的黏稠程度，能够在满足粘合剂的固含量的同时，具有优异的化学、耐老化和玻璃稳定性。
具体实施方式
28.实施例
29.实施例1提供了一种固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂,以重量份计，原料包括：乳化剂35份、软单体900份、硬单体15份、官能单体15份、交联单体1份、分子量调节剂3份、种子乳液a40份、种子乳液b35份、水400份、ph缓冲剂5份、引发剂4份、消泡剂3份、湿润剂3份。
30.所述乳化剂为十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1.2:0.21:1，十二烷基硫酸钠(cas号:151-21-3)，购买自上海易恩化学技术有限公司，苯乙烯磺酸钠(cas号:2695-37-6)，购买自上海贤鼎生物科技有限公司，脂肪醇聚氧乙烯醚(cas号:68131-39-5)，购买自上海易恩化学技术有限公司。
31.所述软单体为丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯的混合物，丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯的质量比为0.70:1，丙烯酸异辛酯(cas号:103-11-7)，购买自上海易恩化学技术有限公司，丙烯酸丁酯(cas号:141-32-2)，购买自北京百灵威科技有限公司。
32.所述硬单体为苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的混合物，苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的质量比为1:1，苯乙烯(cas号:100-42-5)，购买自上海易恩化学技术有限公司，甲基丙烯酸甲酯(cas号:80-62-6)，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
33.所述官能单体为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯的混合物，所述丙烯酸和丙烯酸羟乙酯的质量比为1:1，丙烯酸(cas号:79-10-7)，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，丙烯酸羟乙酯(cas号:818-61-1)，购买自上海贤鼎生物科技有限公司。
34.所述交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯的混合物，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯的质量比为1：1.85，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(cas号:15625-89-5)，购买自上海毕得医药科技股份有限公司，二甲基丙烯酸乙二醇酯(cas号:97-90-5)，购买自北京百灵威科技有限公司。
35.所述种子乳液a购买自无锡市悦航科技有限公司，型号为2058；种子乳液b购买自无锡市悦航科技有限公司，型号为6073。
36.所述分子量调节剂为叔十二硫醇(cas号:25103-58-6)，购买自上海易恩化学技术
有限公司。
37.所述ph缓冲剂为磷酸盐缓冲液，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
38.所述引发剂为过硫酸铵(cas号:7727-54-0)，购买自北京百灵威科技有限公司。
39.所述消泡剂为巴斯夫wba，购买自广州市大川精细化工有限公司。
40.所述润湿剂为巴斯夫abo，购买自佛山市昭景环保科技有限公司。
41.一种如上所述的一种固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)将乳化剂加入乳化罐中，搅拌10min后，依次将软单体、硬单体、官能单体、交联单体、分子量调节剂加入乳化罐中，快速搅拌15min，得到乳化液；
43.(2)将种子乳液a和ph缓冲剂加入反应釜中，升温至84℃，加入1/2重量份的引发剂；继续向反应釜中加入2/3重量份的乳化液、1/2重量份的引发剂和种子乳液b，继续滴加剩余1/3重量份的乳化液，83℃保温1h；
44.(3)保温结束后降温至50℃，用ph缓冲剂调节ph为8，加入消泡剂、润湿剂，搅拌30min过滤出料。
45.本实施例的第三方面提供了一种包含上述粘合剂的配胶，这种配胶的制备方法为：称取100kg水性粘合剂，加入交联剂0.05kg，搅拌混合即得。
46.实施例2
47.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：原料中乳化剂的添加量为35重量份，其中十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1.1:0.15:1。
48.对比例1
49.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：原料中乳化剂的添加量为35重量份，其中苯乙烯磺酸钠替换为烷基酚聚氧乙烯醚。
50.对比例2
51.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：添加的乳化剂为35份十二烷基硫酸钠。
52.性能测试方法
53.1、固含量：对实施例1-2，对比例1-2得到的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂进行固含量测定，测试方法参考gb/t2793-1995《胶粘剂不挥发物含量的测定》，测得数据记入表1。
54.2、粘度：对实施例1-2，对比例1-2得到的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂进行粘度测定，测试方法参考gb/t22235-2008《液体粘度的测定》，测得数据记入表1。
55.3、剥离强度：对实施例1-2，对比例1-2得到的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂进行剥离强度测试，测试方法参考gb/t2792-1998《压敏胶粘带180
°
剥离强度试验方法》，测得数据记入表1。
56.性能测试数据
57.表1
58.
技术特征：
1.一种高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，以重量份计，原料至少包括：乳化剂23～40份、软单体850～1100份、硬单体5～20份、官能单体10～20份、交联单体0.5～1.5份、分子量调节剂1～5份、种子乳液50～100份、水300～500份和其他助剂10～20份。2.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述其他助剂为ph缓冲剂、引发剂、消泡剂、润湿剂中的至少一种。3.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述乳化剂为阴离子乳化剂、阳离子乳化剂、反应性乳化剂和非离子乳化剂中的至少一种。4.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯中的至少一种。5.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述官能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺中的至少一种。6.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述交联单体为二官能团单体、三官能团单体中的至少一种。7.如权利要求6所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述交联单体为二官能团单体和三官能团单体的混合物，所述二官能团单体和三官能团单体的质量比为(1.5～2.5)：1。8.如权利要求1所述的高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂，其特征在于，所述分子量调节剂为正十二硫醇、叔十二硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、十二烷基硫醇、巯基丙酸异辛酯、二硫化二异丙基黄原酸酯、硫磺、n-亚硝基化合物中的至少一种。9.一种如权利要求1-8任一项所述高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将乳化剂加入乳化罐中，搅拌5～15min后，依次将软单体、硬单体、官能单体、交联单体、分子量调节剂加入乳化罐中，快速搅拌10～20min，得到乳化液；(2)将种子乳液a和ph缓冲剂加入反应釜中，升温至80～85℃，加入1/2重量份的引发剂；继续向反应釜中加入2/3重量份的乳化液、1/2重量份的引发剂和种子乳液b，继续滴加剩余1/3重量份的乳化液，滴加结束后80～85℃保温0.5～1.5h；(3)保温结束后降温至40～55℃，用ph缓冲剂调节ph，加入消泡剂、润湿剂，搅拌25～35min过滤出料。10.如权利要求9所述高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的ph为7～9。

技术总结
本发明涉及粘合剂技术领域，更具体的，涉及一种高固含保护膜用水性丙烯酸酯粘合剂及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：乳化剂23～40份、软单体850～1100份、硬单体5～20份、官能单体10～20份、交联单体0.5～1.5份、分子量调节剂1～5份、种子乳液50～100份、水300～500份和其他助剂10～20份；乳化剂为十二烷基硫酸钠、苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，十二烷基硫酸钠与苯乙烯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(1.1～1.25):(0.15～0.25)：1，提高了水性丙烯酸酯粘合剂的固含量的同时，降低了水性丙烯酸酯粘合剂的粘度，使得耐老化和剥离力稳定性均得到显著提高。得耐老化和剥离力稳定性均得到显著提高。


技术研发人员：周波
受保护的技术使用者：滁州市腾鑫新材料有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15