一種丙烯酸酯乳液及其製備方法與流程

2023-06-12 09:43:11 1

本發明屬於高分子樹脂技術領域，具體涉及一種丙烯酸酯乳液及其製備方法，尤其涉及一種用於壓敏膠的丙烯酸酯乳液及其製備方法。

背景技術：

溶劑型的丙烯酸酯壓敏膠具有優異的耐水性和耐黃變性，但隨著人們對環境問題的關注，逐漸傾向於使用更環保的水性壓敏膠來代替油性壓敏膠，但使用過程中出現某些問題，比如水性壓敏膠易黃變，導致用水性壓敏膠製成的透明標籤、opp膠帶、pe保護膜隨著時間的延長，顏色逐漸變黃，嚴重影響產品的美觀和使用。

us20090136749描述了一種耐黃變壓敏膠的製備方法，該發明是在乳液聚合以後用氫氧化鈉或者氫氧化鉀來中和乳液膠粘劑，製得的膠粘劑具有良好的耐熱黃變性，但是其用強鹼類中和劑中和，使得乳液聚合中丙烯酸官能團中合成不可逆的羧酸鈉或羧酸鉀鹽，其膠粘劑的耐水性方面會受到影響。

jp2004307599描述了一種耐黃變的壓敏膠乳液聚合物，該發明是在聚所酸類化合物存在的情況下，用可聚合乳化劑來做乳液聚合合成膠粘劑，其得到的乳液膠粘劑具有優越的耐黃變性，缺點是可聚合乳化劑價格昂貴，在實際生產中會增加膠粘劑的成本。

cn105694772a公開了一種耐黃變的丙烯酸酯乳液壓敏膠，通過選擇特定的丙烯酸酯軟單體、丙烯酸酯硬單體和丙烯酸酯官能單體相互配合，使得到的丙烯酸酯乳液具有優異的耐黃變性能。但該丙烯酸酯乳液壓敏膠的粘結性能不佳，有待於進一步提高。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種丙烯酸酯乳液及其製備方法。該丙烯酸酯乳液可直接作為壓敏膠，在保證具有良好的耐高溫黃變性能的同時，還具有較強的粘結性能。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種丙烯酸酯乳液，其原料包括如下質量份數的組分：

本發明通過選擇三種不同的單體相互配合，在保證製得的丙烯酸酯乳液具有良好的耐高溫黃變性能的同時，還具有較強的粘結性能。

本發明中，所述脂肪族丙烯酸酯單體的質量份數可以是75份、76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份或90份等。

所述雜環類丙烯酸酯單體的質量份數可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。

所述丙烯酸類單體的質量份數可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。

所述反應型乳化劑的質量份數可以是0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份或3份等。

所述引發劑的質量份數可以是0.1份、0.2份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或2份等。

所述水的質量份數可以是50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份等。

優選地，所述丙烯酸酯乳液的原料包括如下質量份數的組分：

優選地，所述脂肪族丙烯酸酯單體選自丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯，甲基丙烯酸異辛酯，丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸月桂酯，丙烯酸十八烷基酯或甲基丙烯酸十八烷基酯中的一種或至少兩種的組合；

優選地，所述脂肪族丙烯酸酯單體由丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯按質量比(1-3):(7-9)(例如1:9、1:8、1:7、2:9、2:8、2:9、3:9、3:8或3:7等)構成。

優選地，其特徵在於，所述雜環類丙烯酸酯單體為含脲雜環的丙烯酸酯和/或含環氧基的丙烯酸酯。

優選地，所述雜環類丙烯酸酯單體為溼附著力單體sipomerwam和/或v-70m。

優選地，所述丙烯酸類單體為丙烯酸和/或甲基丙烯酸。

優選地，所述丙烯酸類單體由丙烯酸和甲基丙烯酸按質量比(1-3):(7-9)(例如1:9、1:8、1:7、2:9、2:8、2:9、3:9、3:8或3:7等)構成。

優選地，所述反應型乳化劑選自丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉、乙烯基醇醚硫酸鹽、乙烯基醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽或乙烯基醚羥基烷基磺酸鈉中的一種或至少兩種的組合；例如可以是丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉與乙烯基醇醚硫酸鹽的組合、丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉與乙烯基醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽的組合、丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉與乙烯基醚羥基烷基磺酸鈉的組合或乙烯基醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽與乙烯基醚羥基烷基磺酸鈉的組合等。

優選地，所述引發劑為過硫酸銨和/或過氧化氫。

優選地，所述引發劑是以引發劑水溶液的形式存在。

優選地，所述引發劑水溶液的濃度為1-10wt％；例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等。

另一方面，本發明提供一種上述丙烯酸酯乳液的製備方法，包括如下步驟：

(1)先將配方量的反應型乳化劑與水混合，然後加入配方量的脂肪族丙烯酸酯單體、雜環類丙烯酸酯單體、丙烯酸類單體和10％配方量的引發劑，混合；

(2)升溫反應20-40min(例如20min、22min、25min、28min、30min、32min、35min、38min或40min等)後，開始滴加剩餘的引發劑，直至引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應，調節ph至7-7.5(例如7、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5等)，得到所述丙烯酸酯乳液。

優選地，步驟(1)中所述混合是在攪拌下進行。

優選地，步驟(1)中的攪拌速率為100-200r/min；例如可以是100r/min、110r/min、120r/min、130r/min、140r/min、150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、190r/min或200r/min等。

優選地，步驟(2)中的反應是在攪拌下進行。

優選地，步驟(2)中的攪拌速率為300-500r/min；例如可以是300r/min、320r/min、350r/min、380r/min、400r/min、420r/min、450r/min、480r/min或500r/min等。

優選地，步驟(2)中的反應溫度為78-85℃；例如可以是78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等。

優選地，步驟(2)中用1-2h(例如1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.6h、1.8h或2h等)將剩餘的引發劑滴加完畢。

優選地，步驟(3)中的反應時間為20-30min；例如可以是20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min等。

優選地，所述製備方法包括如下步驟；

(1)先將配方量的反應型乳化劑與水在100-200r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的脂肪族丙烯酸酯單體、雜環類丙烯酸酯單體、丙烯酸類單體和10％配方量的引發劑，在100-200r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至78-85℃，在300-500r/min的速率下攪拌反應20-40min後，開始滴加剩餘的引發劑，用1-2h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應20-30min，調節ph至7-7.5，得到所述丙烯酸酯乳液。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明提供的丙烯酸酯乳液可直接作為壓敏膠，通過選擇三種不同的單體相互配合，在保證其具有良好的耐高溫黃變性能的同時，還具有較強的粘結性能。

本發明提供的丙烯酸酯乳液作為壓敏膠，在80℃環境下處理24h不黃變，粘結力試驗中能夠黏住26-32號鋼球，持續粘結性≥120h，剝離強度為9.3-10.5n/25mm。

通過對各組分的用量進行優選，能夠使本發明提供的丙烯酸酯乳液的粘結性能進一步提高，粘結性試驗中能夠黏住30-32號鋼球，持續粘結性≥135h，剝離強度為10-10.5n/25mm。

具體實施方式

下面通過具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。

實施例1

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉與水在100r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的丙烯酸丁酯、v-70m、丙烯酸和10％配方量的引發劑，在200r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至78℃，在500r/min的速率下攪拌反應20min後，開始滴加剩餘的引發劑，用2h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應20min，調節ph至7.5，得到上述丙烯酸酯乳液。

實施例2

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的乙烯基醇醚硫酸鹽與水在200r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的丙烯酸異辛酯、sipomerwam、甲基丙烯酸和10％配方量的引發劑，在100r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至85℃，在300r/min的速率下攪拌反應40min後，開始滴加剩餘的引發劑，用1h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應30min，調節ph至7，得到上述丙烯酸酯乳液。

實施例3

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的乙烯基醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽與水在150r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的丙烯酸月桂酯、v-70m、丙烯酸和10％配方量的引發劑，在150r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至80℃，在400r/min的速率下攪拌反應30min後，開始滴加剩餘的引發劑，用1.5h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應25min，調節ph至7.2，得到上述丙烯酸酯乳液。

實施例4

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

其中，脂肪族丙烯酸酯單體由丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯按質量比1:7構成。

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的乙烯基醚羥基烷基磺酸鈉與水在180r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的脂肪族丙烯酸酯單體、sipomerwam、甲基丙烯酸和10％配方量的引發劑，在180r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至82℃，在350r/min的速率下攪拌反應25min後，開始滴加剩餘的引發劑，用1.2h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應28min，調節ph至7.4，得到上述丙烯酸酯乳液。

實施例5

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

其中，脂肪族丙烯酸酯單體由丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯按質量比3:8構成；

丙烯酸類單體由丙烯酸和甲基丙烯酸按質量比2:7構成。

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的丙烯醯胺基異丙基磺酸鈉與水在120r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的脂肪族丙烯酸酯單體、v-70m、丙烯酸類單體和10％配方量的引發劑，在120r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至84℃，在450r/min的速率下攪拌反應35min後，開始滴加剩餘的引發劑，用1.4h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應22min，調節ph至7.3，得到上述丙烯酸酯乳液。

實施例6

一種丙烯酸酯乳液，包括如下質量份數的組分：

其中，脂肪族丙烯酸酯單體由丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯按質量比2:9構成；

丙烯酸類單體由丙烯酸和甲基丙烯酸按質量比1:8構成。

上述丙烯酸酯乳液的製備方法包括如下步驟：

(1)先將配方量的乙烯基醇醚硫酸鹽與水在160r/min的速率下攪拌混合，然後加入配方量的脂肪族丙烯酸酯單體、sipomerwam、丙烯酸類單體和10％配方量的引發劑，在160r/min的速率下攪拌混合；

(2)升溫至83℃，在420r/min的速率下攪拌反應32min後，開始滴加剩餘的引發劑，用2h將剩餘的引發劑滴加完畢；

(3)繼續保溫反應26min，調節ph至7.5，得到上述丙烯酸酯乳液。

對比例1

與實施例1的區別在於脂肪族丙烯酸酯單體為丙烯酸甲酯。

對比例2

與實施例1的區別在於v-70m的用量為0，丙烯酸的質量份數為16份。

對比例3

與實施例1的區別在於v-70m的質量份數為16份，丙烯酸的用量為0。

上述實施例1-6和對比例1-3提供的丙烯酸酯乳液的性能測試標準和性能數據如下表1所示。

表1

對比實施例1和對比例1-3的數據可知，當不採用本發明特定的三種單體時，製得的丙烯酸酯乳液的耐高溫黃變性能變差，且粘結強度和持續粘結性均明顯下降。

申請人聲明，以上所述僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，所屬技術領域的技術人員應該明了，任何屬於本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。