新型矽丙‑環氧結構壓敏膠及其製備方法與流程
2023-04-27 13:03:41 2
本發明涉及化學粘合劑技術領域，具體涉及一種新型矽丙-環氧結構壓敏膠及其製備方法。
背景技術：
熱熔膠是一種可塑性的粘合劑，常溫呈固體狀態，加熱融化後能快速粘接，具有快粘、粘結強度高等優點。然而，熱熔膠的製備和施工工藝較特殊，需要專用的加熱設備加熱至120℃以上才能使用；並且熱熔膠在使用前，需要大功率的加熱設備對熱熔膠預熱，達到要求溫度後必須保溫，由此造成的電力成本較高；再者，熱熔膠原材料價格也較高。
壓敏膠是一類具有對壓力有敏感性的膠粘劑，主要用於製備壓敏膠帶，其作用是使膠帶具有對壓力敏的感粘附特性。壓敏膠按照主體樹脂成分可分為橡膠型和樹脂型兩類，橡膠型又可分為天然橡膠和合成橡膠類，樹脂型又主要包括丙烯酸類、有機矽類以及聚氨酯類。壓敏膠是不需加熱，溶劑或其他手段，用指壓就可實行粘接的一種特殊類型膠粘劑，一般情況下，壓敏膠並不直接使用於粘接，必須將其塗於帶狀基材上製做成各種壓敏膠製品時才能使用，壓敏膠製品包括壓敏膠帶和壓敏膠黏標籤紙、壓敏膠黏片三大類，壓敏膠帶由壓敏膠、基材、底膠、背面處理劑等構成，壓敏膠是壓敏膠帶最重要的組成部分，其作用使膠帶具有對壓力敏感粘附特性，用作基材的主要有織物、塑料薄膜、紙類等，底膠是增加壓敏膠與基材的粘結強度。使用時，撕去保護膜，輕輕加壓使膠帶與被粘物表面粘結。然而，現有技術中的壓敏膠存在環保性差、粘附力弱、成本高、使用複雜等缺點，因此，還需要開發新型的壓敏膠。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明目的在於提供一種新型矽丙-環氧結構壓敏膠及其製備方法，以提高壓敏膠的粘附力和環保性，簡化壓敏膠的製備方法，降低壓敏膠的生產成本。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：
第一方面，本發明提供了一種壓敏膠，壓敏膠包括第一組合物和第二組合物：第一組合物的原料組分按重量份計，包括：70～90重量份丙烯酸酯有機矽乳液、2～4重量份催化劑、8～12重量份增稠劑和5～10重量份矽溶膠；第二組合物的原料組分按重量份計，包括：10～20重量份增粘乳液、13～17重量份硫酸鈣晶須、15～25重量份增稠劑和40～60重量份環氧樹脂乳液；第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
在本發明的進一步實施方式中，第一組合物中，丙烯酸酯有機矽乳液是由丙烯酸和/或丙烯酸酯單體、功能基聚矽氧烷、有機矽單體經乳液聚合而得；其中，丙烯酸和/或丙烯酸酯單體、功能基聚矽氧烷、有機矽單體的質量比為(20～40):(10～20):1。
在本發明的進一步實施方式中，丙烯酸和/丙烯酸酯單體包括甲基丙烯酸甲基、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種或多種。
在本發明的進一步實施方式中，功能基聚矽氧烷包括乙烯基封端聚二甲基矽氧烷和/或羥基封端聚二甲基矽氧烷；有機矽單體包括乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷和γ-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷中的一種或多種。
在本發明的進一步實施方式中，第一組合物中，催化劑包括n-n二甲基苯胺，增稠劑包括聚乙烯醇1799。
在本發明的進一步實施方式中，第二組合物中，增稠劑包括聚乙烯醇1799。
在本發明的進一步實施方式中，壓敏膠包括第一組合物和第二組合物：第一組合物的原料組分按重量份計，包括：80重量份丙烯酸酯有機矽乳液、3重量份n-n二甲基苯胺、10重量份聚乙烯醇1799和7重量份矽溶膠；第二組合物的原料組分按重量份計，包括：15重量份增粘乳液、15重量份硫酸鈣晶須、20重量份聚乙烯醇1799和50重量份環氧樹脂乳液；
第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
需要說明的是，本發明提供的壓敏膠，其中第一組合物和第二組合物分別獨立包裝，在使用時配合使用，優選將第一組合物與第二組合物劑以1:1的質量比混合後，充分攪拌，即可。
第二方面，本發明提供了壓敏膠的製備方法：第一組合物的製備方法包括如下步驟：s101：將增稠劑加入水中，攪拌均勻，得到增稠劑水溶液；s102：將丙烯酸酯有機矽乳液、催化劑和矽溶膠混合均勻，然後加入增稠劑水溶液，混合均勻，得到第一組合物；第二組合物的製備方法包括如下步驟：將增粘乳液和環氧樹脂乳液混合均勻，然後加入硫酸鈣晶須和增稠劑，混合均勻，得到第二組合物。
在本發明的進一步實施方式中，s101的增稠劑水溶液中，增稠劑的質量分數為25％～35％。
在本發明的進一步實施方式中，s101中，攪拌均勻為70～90℃攪拌0.8～1.2h。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的壓敏膠粘附力強、環保且使用方便；(2)本發明提供的壓敏膠的製備方法簡單，生產成本低。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重複實驗，數據為三次重複實驗的平均值或平均值±標準差。本發明實施例採用的矽溶膠購自於廣州市富爾化工科技有限公司的wlj-1030中性矽溶膠，採用的增粘乳液購自於西安星華化工集團有限公司的水性松香增粘乳液，硫酸鈣晶須購自於上海峰竺貿易有限公司的np-g02硫酸鈣晶須，環氧樹脂乳液購自於上海愛世博有機矽材料有限公司的ge-95環氧樹脂乳液。
本發明提供一種壓敏膠，包括第一組合物和第二組合物：
第一組合物的原料組分按重量份計，包括：70～90重量份丙烯酸酯有機矽乳液、2～4重量份催化劑、8～12重量份增稠劑和5～10重量份矽溶膠；
優選地，丙烯酸酯有機矽乳液是由丙烯酸和/或丙烯酸酯單體、功能基聚矽氧烷、有機矽單體經乳液聚合而得；其中，丙烯酸和/或丙烯酸酯單體、功能基聚矽氧烷、有機矽單體的質量比為(20～40):(10～20):1，丙烯酸和/丙烯酸酯單體包括甲基丙烯酸甲基、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種或多種，功能基聚矽氧烷包括乙烯基封端聚二甲基矽氧烷和/或羥基封端聚二甲基矽氧烷，有機矽單體包括乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷和γ-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷中的一種或多種；
催化劑包括n-n二甲基苯胺，增稠劑包括聚乙烯醇1799；
第二組合物的原料組分按重量份計，包括：10～20重量份增粘乳液、13～17重量份硫酸鈣晶須、15～25重量份增稠劑和40～60重量份環氧樹脂乳液；
優選地，增稠劑包括聚乙烯醇1799。
第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
另外，本發明還提供了上述壓敏膠的製備方法：
第一組合物的製備方法包括如下步驟：
s101：將增稠劑加入水中，70～90℃攪拌0.8～1.2h，得到增稠劑的質量分數為25％～35％的增稠劑水溶液；
s102：將丙烯酸酯有機矽乳液、催化劑和矽溶膠混合均勻，然後加入增稠劑水溶液，混合均勻，得到第一組合物；
第二組合物的製備方法包括如下步驟：
將增粘乳液和環氧樹脂乳液混合均勻，然後加入硫酸鈣晶須和增稠劑，混合均勻，得到第二組合物。
下面結合具體實施例對本發明提供的壓敏膠及其製備方法作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種壓敏膠，包括第一組合物和第二組合物：
第一組合物的原料組分按重量份計，包括：80重量份丙烯酸酯有機矽乳液、3重量份n-n二甲基苯胺(催化劑)、10重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和7重量份矽溶膠；
其中，丙烯酸酯有機矽乳液是由甲基丙烯酸甲基(丙烯酸單體)、乙烯基封端聚二甲基矽氧烷(功能基聚矽氧烷)、乙烯基三甲氧基矽烷(有機矽單體)以30:15:1的質量比乳液聚合而得；
第二組合物的原料組分按重量份計，包括：15重量份增粘乳液、15重量份硫酸鈣晶須、20重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和50重量份環氧樹脂乳液；
第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
按上述的原料，採用本發明提供的壓敏膠的製備方法，製備壓敏膠：
第一組合物的製備方法包括如下步驟：
s101：將聚乙烯醇1799(增稠劑)加入水中，80℃攪拌1h，得到聚乙烯醇1799的質量分數為30％的聚乙烯醇1799水溶液；
s102：將丙烯酸酯有機矽乳液、n-n二甲基苯胺(催化劑)和矽溶膠混合均勻，然後加入聚乙烯醇1799水溶液，混合均勻，得到第一組合物；
第二組合物的製備方法包括如下步驟：
將增粘乳液和環氧樹脂乳液混合均勻，然後加入硫酸鈣晶須和聚乙烯醇1799(增稠劑)，混合均勻，得到第二組合物。
實施例二
本實施例提供一種壓敏膠，包括第一組合物和第二組合物：
第一組合物的原料組分按重量份計，包括：70重量份丙烯酸酯有機矽乳液、2重量份n-n二甲基苯胺(催化劑)、8重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和5重量份矽溶膠；
其中，丙烯酸酯有機矽乳液是由甲基丙烯酸甲基(丙烯酸單體)、乙烯基封端聚二甲基矽氧烷(功能基聚矽氧烷)、乙烯基三甲氧基矽烷(有機矽單體)以20:10:1的質量比乳液聚合而得；
第二組合物的原料組分按重量份計，包括：10重量份增粘乳液、13重量份硫酸鈣晶須、15重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和40重量份環氧樹脂乳液；
第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
按上述的原料，採用本發明提供的壓敏膠的製備方法，製備壓敏膠：
第一組合物的製備方法包括如下步驟：
s101：將聚乙烯醇1799(增稠劑)加入水中，70℃攪拌0.8h，得到聚乙烯醇1799的質量分數為25％的聚乙烯醇1799水溶液；
s102：將丙烯酸酯有機矽乳液、n-n二甲基苯胺(催化劑)和矽溶膠混合均勻，然後加入聚乙烯醇1799水溶液，混合均勻，得到第一組合物；
第二組合物的製備方法包括如下步驟：
將增粘乳液和環氧樹脂乳液混合均勻，然後加入硫酸鈣晶須和聚乙烯醇1799(增稠劑)，混合均勻，得到第二組合物。
實施例三
本實施例提供一種壓敏膠，包括第一組合物和第二組合物：
第一組合物的原料組分按重量份計，包括：90重量份丙烯酸酯有機矽乳液、4重量份n-n二甲基苯胺(催化劑)、12重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和10重量份矽溶膠；
其中，丙烯酸酯有機矽乳液是由甲基丙烯酸甲基(丙烯酸單體)、乙烯基封端聚二甲基矽氧烷(功能基聚矽氧烷)、乙烯基三甲氧基矽烷(有機矽單體)以40:20:1的質量比乳液聚合而得；
第二組合物的原料組分按重量份計，包括：20重量份增粘乳液、17重量份硫酸鈣晶須、25重量份聚乙烯醇1799(增稠劑)和60重量份環氧樹脂乳液；
第一組合物和第二組合物分別獨立包裝。
按上述的原料，採用本發明提供的壓敏膠的製備方法，製備壓敏膠：
第一組合物的製備方法包括如下步驟：
s101：將聚乙烯醇1799(增稠劑)加入水中，90℃攪拌1.2h，得到聚乙烯醇1799的質量分數為35％的聚乙烯醇1799水溶液；
s102：將丙烯酸酯有機矽乳液、n-n二甲基苯胺(催化劑)和矽溶膠混合均勻，然後加入聚乙烯醇1799水溶液，混合均勻，得到第一組合物；
第二組合物的製備方法包括如下步驟：
將增粘乳液和環氧樹脂乳液混合均勻，然後加入硫酸鈣晶須和聚乙烯醇1799(增稠劑)，混合均勻，得到第二組合物。
本發明提供的壓敏膠，其中第一組合物和第二組合物分別獨立包裝，在使用時配合使用，將第一組合物與第二組合物劑以1:1的質量比混合後，充分攪拌，即可。
將本發明實施例一至實施例三製備得到的壓敏膠，通過性能測試來評價其效果。
實驗方法：分別將本發明實施例一至實施例三製備得到的第一組合物與第二組合物劑以1:1的質量比混合，攪拌均勻後，密封放置60min，然後在常溫(20℃)下，分別測試其黏度、初粘時間和開放時間；7天後再測試樣的粘結強度。
實驗結果：具體實驗結果如下表1所示。
表1測試結果
需要說明的是，除了上述實施例一至實施例三列舉的情況，選用其他的原料組分配比及製備方法參數也是可行的。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的壓敏膠粘附力強、環保且使用方便；(2)本發明提供的壓敏膠的製備方法簡單，生產成本低。
需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對步驟、數字表達式和數值並不限制本發明的範圍。在這裡示出和描述的所有示例中，除非另有規定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的保護範圍當中。