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一种生物质改性压敏胶及其制备方法

阅读:564发布:2021-12-02

专利汇可以提供一种生物质改性压敏胶及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 生物 质 改性压敏胶及其制备方法,属于胶粘剂领域。本发明所述材料包括软 单体 40~98份,硬单体2~15份,功能性单体0.1~5份,乳化剂0.5~5份,引发剂0.01~2份,生物质1~5份,去离子 水 30~80份。本发明的材料采用生物质材料改性制备的水性 丙烯酸 酯压敏胶具有优异的初粘 力 和 剥离强度 ,可广泛应用于 胶带 、便签纸、 电子 封装、医疗膏药领域。,下面是一种生物质改性压敏胶及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种生物质改性丙烯酸酯压敏胶,其特征在于,所述压敏胶按重量份配比,包括:软单体40~98份,硬单体2~15份,功能性单体0.1~5份,乳化剂0.5~5份,引发剂0.01~2份,生物质1~5份,水30~80份。
2.根据权利要求1所述的压敏胶,其特征在于,所述生物质包括纳米纤维素、淀粉中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的压敏胶,其特征在于,所述生物质还可以是改性生物质,包括改性纳米纤维素、改性淀粉中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的压敏胶,其特征在于,所述改性生物质的制备方法包括:将生物质、溶剂偶联剂按照重量份配比1:(4~17):(1~2)混合,在30~80℃下反应得到改性生物质。
5.根据权利要求4所述的压敏胶,其特征在于,所述硅烷偶联剂为KH560、KH570、KH550中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的压敏胶,其特征在于,所述压敏胶,按照重量份数配比,还包括缓冲剂0.01~0.5份。
7.根据权利要求6所述的压敏胶,其特征在于,所述缓冲剂包括酸氢钠。
8.根据权利要求1-7任一所述的压敏胶,其特征在于,所述压敏胶的制备方法,包括:
(1)按照重量份数配比,将软单体、硬单体、功能性单体、生物质、乳化剂混合,乳化得到预乳液;
(2)将步骤(1)中的部分预乳液与水、缓冲剂混合均匀,加入部分引发剂,反应至乳液变蓝,然后继续加入剩余预乳液和引发剂,即得压敏胶。
9.一种压敏胶带,其特征在于,所述压敏胶带包含权利要求1-8所述的压敏胶。
10.权利要求1-8所述的压敏胶,或者权利要求9所述的压敏胶带在便签纸、电子封装、医疗膏药领域中的应用。

说明书全文

一种生物质改性压敏胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生物质改性压敏胶及其制备方法,属胶粘剂领域。

背景技术

[0002] 压敏胶是一类特殊的胶粘剂,只需要施加适当的压,在较短的时间里就可以使压敏胶与被粘物表面进行粘合,产生粘接作用。压敏胶主要分为橡胶型和树脂型两类。橡胶型又可分为天然橡胶和合成橡胶类;树脂型又主要包括丙烯酸酯类、有机类以及聚酯类。目前应用最广且较为环保是性丙烯酸酯压敏胶。
[0003] 水性丙烯酸酯压敏胶是由各种丙烯酸酯单体通过自由基共聚得到,具有制备工艺简单、成本低、无有机溶剂、固含量高、无环境污染的优点,在封箱胶带、标签、电子、医药等领域具有广泛应用。但丙烯酸酯聚合物本身是热塑性的,线性分子缺少交联点,难以形成三维网状结构,因此存在耐水性、耐候性、剥离强度差等缺点,在一些特殊领域难以取代溶剂型丙烯酸酯压敏胶。所以,通过改性来提高水性丙烯酸酯压敏胶的性能一直是当前胶粘剂行业的研究重点。
[0004] 目前对水性丙烯酸酯压敏胶改性的方法有很多,常用的有共混改性、增粘树脂改性、反应型乳化剂改性、交联改性,但是操作复杂,生产成本高。同时比较热的有无机纳米粒子改性,例如化硅、二氧化等,但由于纳米粒子聚合过程中容易发生团聚,使纳米粒子尺寸的优越性得不到发挥。因此,寻求一种制备方法简便绿色、高效,且性能优异的水性丙烯酸酯压敏胶是非常有意义的。

发明内容

[0005] 针对现有技术缺陷,本发明旨在提供一种性能优异的生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶及其制备方法。将生物质材料纳米纤维素或者淀粉通过改性或者不改性加入到丙烯酸酯单体中进行原位乳液聚合,制备得到高性能的生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶。
[0006] 本发明的第一个目的是提供一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,所述压敏胶按重量份配比,包括:软单体40~98份,硬单体2~15份,功能性单体0.1~5份,乳化剂0.5~5份,引发剂0.01~2份,生物质1~5份,水30~80份。
[0007] 在本发明的一种实施方式中,所述的生物质包括纳米纤维素、淀粉中的一种或两种。
[0008] 在本发明的一种实施方式中,所述的生物质还可以是改性生物质,包括改性纳米纤维素、改性淀粉中的一种或两种。
[0009] 在本发明的一种实施方式中,所述的改性生物质的制备方法包括:将生物质、溶剂、硅烷偶联剂按照重量份配比1:(4~17):(1~2)混合,在30~80℃下反应8~24小时,提纯后得到改性生物质。
[0010] 在本发明的一种实施方式中,所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)中的至少一种。
[0011] 在本发明的一种实施方式中,所述溶剂为水、乙醇、甲醇中的至少一种。
[0012] 在本发明的一种实施方式中,所述纳米纤维素的直径为不超过100纳米,长度为100~500纳米。
[0013] 在本发明的一种实施方式中,所述的软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯中的至少一种。
[0014] 在本发明的一种实施方式中,所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯中的至少一种。
[0015] 在本发明的一种实施方式中,所述的功能性单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
[0016] 在本发明的一种实施方式中,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
[0017] 在本发明的一种实施方式中,所述乳化剂为乙氧基化烷基酚硫酸铵(CO436)、十二烷基硫酸钠(SDS)、辛基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)、硬脂酸聚氧乙烯(10)酯(SE-10)、琥珀酸单酯磺酸二钠混合物(A501)、十二烷基二苯醚二磺酸钠盐(2A1)中的一种或两种。
[0018] 在本发明的一种实施方式中,所述压敏胶,按照重量份数配比,还包括缓冲剂0.01~0.5份。
[0019] 在本发明的一种实施方式中,所述缓冲剂包括酸氢钠。
[0020] 在本发明的一种实施方式中,所述生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法,包括:
[0021] (1)按照重量份数配比,将软单体、硬单体、功能性单体、生物质、乳化剂、水混合,乳化得到预乳液;
[0022] (2)将步骤(1)中的部分预乳液与水、缓冲剂混合均匀,加入部分引发剂,反应至乳液变蓝,然后继续加入剩余预乳液和引发剂,即得压敏胶。
[0023] 在本发明的一种实施方式中,所述步骤(1)中乳化的温度为30-50℃。
[0024] 在本发明的一种实施方式中,所述步骤(2)中反应温度为70-85℃。
[0025] 在本发明的一种实施方式中,所述步骤(2)中滴加剩余预乳液和引发剂3-6小时。
[0026] 在本发明的一种实施方式中,所述步骤(2)还包括反应完全后调节pH至6.5-7.5。
[0027] 在本发明的一种实施方式中,所述生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶的制备方法,具体包括:
[0028] (1)在反应釜中加入乳化剂和适量水,使乳化剂溶解;再加入多种单体和生物质材料,在30-50℃下快速乳化,得到预乳液;
[0029] (2)取少量上述预乳液倒入另一反应釜中,并加入适量水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,加入部分引发剂水溶液,升温至70-85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂3-6小时,最后保温0.5-1小时,使用氨水调节乳液pH值至6.5-7.5,用200目的丝网过滤出料即得压敏胶。
[0030] 本发明的第二个目的是提供一种压敏胶带,所述胶带包含上述的压敏胶。
[0031] 在本发明的一种实施方式中,所述压敏胶带是将上述的压敏胶均匀涂布到聚乳酸膜、聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二酯膜中任意一种基材上,在60-90℃干燥3-20分钟,其中压敏胶的厚度为10-50微米,基材薄膜优选双向拉伸薄膜,例如双向拉伸聚丙烯(BOPP)、双向拉伸聚乳酸(BOPLA)、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯(BOPET)。
[0032] 本发明的第三个目的是提供上述的生物质改性压敏胶或者上述的压敏胶带的应用。
[0033] 在本发明的一种实施方式中,所述应用包括应用于胶带、便签纸、电子封装、医疗膏药领域。
[0034] 本发明的有益效果:
[0035] 1、本发明通过在水性丙烯酸酯单体中添加生物质材料,进行原位乳液聚合,制备的压敏胶具有优异的初粘力和剥离强度,远远超过国标GB/T22378-2008《通用型双向拉伸聚丙烯膜压敏胶黏带》中规定的粘合性能。
[0036] 2、本发明以水为分散介质,绿色环保,聚合工艺简单、高效,易于实现工业化生产。
[0037] 3、本发明对生物质原料进行改性,原料来源广泛,改性后的生物质能更好地分散在水性丙烯酸酯乳液里,起到了稳定乳液的作用和提高粘合力的作用;其次,生物质经改性后,与单体相容性更好,提高了生物质与单体的粘弹性。附图说明:
[0038] 图1为实施例1-4的改性丙烯酸酯乳液合成的机理示意图;a为纤维素(CNC)改性丙烯酸酯压敏胶的机理过程;b为改性纳米纤维素(mCNC)改性丙烯酸酯压敏胶。

具体实施方式

[0039] 下面结合实施例和对比例详细描述本发明,但实施例不应限制本发明的范围。
[0040] 黏度的测试方法:根据GB/T 2794-2013测定乳液的黏度,采用旋转粘度仪测定。每个试样测定三次,取平均值,测量温度为(23±0.5)℃。
[0041] 粒径的测试方法:采用Zeta电位及纳米粒度分析仪进行测定。乳液粒子分散在去离子水中,稀释至透明(浓度为0.1mg/mL)。每个试样测定三次,取平均值,测量温度为(20±0.5)℃。
[0042] 分子量及其分子量分布的测试方法:采用凝胶渗透色谱(GPC)仪对合成的改性丙烯酸酯压敏胶的溶胶分子量及分子量分布进行测定,采用单分散性的聚苯乙烯标样作为标准曲线进行校正,流动相为四氢呋喃,流动速率为1.0μL/min。
[0043] 玻璃化转变温度(Tg)的测试方法:采用示差扫描量热仪测定改性丙烯酸酯压敏胶的玻璃化转变温度。将压敏胶放置在坩埚中,在氮气环境中以10℃/min的速率升温,从-65℃升温到100℃,得到DSC曲线。
[0044] 实施例1:
[0045] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯(BA)72份、丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)21份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)4份、丙烯酸羟乙酯(HEA)2份、丙烯酸(AA)1份、纳米纤维素(CNC)0.5份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠(NaHCO3)0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵(APS)0.45份。
[0046] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和纳米纤维素,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0047] 实施例2:
[0048] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、纳米纤维素1份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0049] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和纳米纤维素,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0050] 实施例3
[0051] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为单体丙烯酸丁酯(BA)72份、丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)21份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)4份、丙烯酸羟乙酯(HEA)2份、丙烯酸(AA)1份、改性纳米纤维素(mCNC)0.5份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠(NaHCO3)0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵(APS)0.45份。
[0052] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性纳米纤维素,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0053] 所述改性纳米纤维素的制备方法为:将纳米纤维素、乙醇、硅烷偶联剂KH570按照重量份配比1:13:1混合,在70℃下反应24小时,提纯后得到改性纳米纤维素。
[0054] 实施例4
[0055] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、改性纳米纤维素1份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0056] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性纳米纤维素,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0057] 所述改性纳米纤维素的制备方法与实施例3相同
[0058] 针对实施例1-4和对比例2,改变生物质的添加量,其他条件不变,制备得到改性丙烯酸酯压敏胶,分析生物质对丙烯酸酯乳液和压敏胶的性能影响。
[0059] 不同CNC和mCNC含量的改性丙烯酸酯压敏胶的溶胶分子量及其分子量分布结果如表1所示。不同CNC和mCNC含量的改性丙烯酸酯乳液的黏度和粒径,如表2所示;
[0060] 表1不同CNC和mCNC含量的改性丙烯酸酯压敏胶的溶胶分子量及其分子量分布[0061]
[0062] 通过凝胶渗透色谱仪分别对不同CNC和mCNC含量的改性丙烯酸酯压敏胶的溶胶分子量及其分子量分布进行表征,其结果如表1所示。当压敏胶的相对分子量较小时,有利于润湿被粘物表面,从而提高压敏胶的初粘力,但相对分子量过低时,内聚强度差。当压敏胶的相对分子量较大时,有利于提高内聚强度,但相对分子质量过大不利于提高压敏胶的初粘力。因此,压敏胶的相对分子质量分布较宽时才能获得良好的粘合性能。
[0063] 由表1可知纳米纤维素或者改性纳米纤维素改性丙烯酸酯压敏胶(实施例1-4)与纯丙烯酸酯压敏胶(对比例2)相比,加入纳米纤维素或者改性纳米纤维素,使得改性丙烯酸酯压敏胶的分子量分布变宽,而且改性纳米纤维素或者纳米纤维素含量增加使得改性丙烯酸酯压敏胶的分子量分布更宽。因此,纳米纤维素和改性纳米纤维素改性能够同时提高丙烯酸酯压敏胶的初粘力和内聚强度。
[0064] 表2不同纤维素(CNC)和改性纤维素(mCNC)含量的改性丙烯酸酯乳液的黏度和粒径
[0065]
[0066] 表3不同纤维素(CNC)和改性纤维素(mCNC)含量的改性丙烯酸酯乳液的Tg[0067]
[0068] 对改性丙烯酸酯压敏胶的玻璃化转变温度进行表征,表3为改性丙烯酸酯压敏胶的玻璃化转变温度(Tg)数据,Tg是影响压敏胶粘合性能的重要因素之一。当Tg较高时,压敏胶一般表现为刚性,其内聚力较高;当Tg较低时,表现为流动性,其润湿性较好,初粘力比较高。从表3可以发现,纯丙烯酸酯压敏胶的Tg约为-43.2℃,当加入纳米粒子CNC和mCNC后,其Tg变化不明显。
[0069] 实施例5
[0070] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、淀粉0.5份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0071] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和淀粉,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0072] 实施例6
[0073] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、淀粉1份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0074] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和淀粉,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0075] 实施例7
[0076] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、改性淀粉0.5份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0077] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性淀粉,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0078] 所述改性淀粉的制备方法为:将淀粉、乙醇、硅烷偶联剂KH560按照重量份配比1:13:1混合,在70℃下反应24小时,提纯后得到改性淀粉。
[0079] 实施例8
[0080] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份、改性淀粉1份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0081] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性淀粉,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0082] 所述改性淀粉的制备方法与实施例7相同
[0083] 实施例9
[0084] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯80份、丙烯酸2-乙基己酯10份、甲基丙烯酸甲酯8份、丙烯酸羟乙酯1份、丙烯酸1份、改性纳米纤维素1份,乳化剂(2A1)与(A501)复配1份、碳酸氢钠0.35份,去离子水80份,引发剂过硫酸钾0.25份。
[0085] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性纳米纤维素,在30℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入40份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至80℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPP膜上,在80℃干燥15分钟,其中压敏胶的厚度为30微米。
[0086] 所述改性纳米纤维素的制备方法为:将纳米纤维素、乙醇、硅烷偶联剂KH560按照重量份配比1:14:1.5混合,在80℃下反应18小时,提纯后得到改性纳米纤维素。
[0087] 实施例10
[0088] 一种生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸乙酯55份、丙烯酸2-乙基己酯30份、醋酸乙烯酯10份、丙烯酸羟乙酯3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、改性淀粉4份,乳化剂(CO436)3份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.35份。
[0089] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和改性淀粉,在40℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至82℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液4.5小时,最后保温45分钟,使用氨水调节乳液pH值至7.5,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPET膜上,在90℃干燥5分钟,其中压敏胶的厚度为20微米。
[0090] 所述改性淀粉的制备方法为:将淀粉、乙醇、硅烷偶联剂KH570按照重量份配比1:15:2混合,在75℃下反应20小时,提纯后得到改性淀粉。
[0091] 对比例1:
[0092] 参照实施例2,不加功能性单体,制备生物质改性水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、纳米纤维素1份,乳化剂(CO436)1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0093] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体和纳米纤维素,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0094] 对比例2
[0095] 一种纯水性丙烯酸酯压敏胶,按重量份配比为丙烯酸丁酯72份、丙烯酸2-乙基己酯21份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸1份,乳化剂CO436 1份、碳酸氢钠0.2份,去离子水70份,引发剂过硫酸铵0.45份。
[0096] 制备方法为在反应釜中加入乳化剂和34份水,使乳化剂溶解,再加入多种单体,在45℃下快速乳化,形成预乳液;取上述预乳液的十分之一倒入另一反应釜中,并加入30份水、碳酸氢钠,搅拌溶解,混合均匀,再将三分之一的引发剂溶于3份水中加入反应釜,升温至85℃进行反应,待乳液变蓝后,继续反应半小时,再继续滴加剩余预乳液和引发剂水溶液
3.5小时,最后保温1小时,使用氨水调节乳液pH值至7,用200目的丝网过滤出料;将上述乳液均匀涂布到BOPLA膜上,在85℃干燥8分钟,其中压敏胶的厚度为25微米。
[0097] 上述实施例1-10和对比例1-2的改性丙烯酸酯压敏胶的粘合性能如表4所示。
[0098] 表4实施例1-10和对比例1-2的改性丙烯酸酯压敏胶的粘合性能
[0099]实施例 初粘号(#) 剥离强度(N/10mm)
实施例1 22±0.8 2.3±0.4
实施例2 24±1.0 2.6±0.7
实施例3 24±0.7 3.4±0.8
实施例4 27±1.4 5.4±0.9
实施例5 23±0.6 2.8±0.4
实施例6 25±0.6 3.2±0.3
实施例7 25±0.5 3.1±0.6
实施例8 28±0.3 4.6±0.7
实施例9 28±0.5 5.5±0.3
实施例10 27±1.0 5.6±0.2
对比例1 24±0.3 1.0±0.6
对比例2 20±0.2 1.8±0.4
[0100] 实施例1-10和对比例1-2的初粘性和剥离强度分别按照GB/T-4852-2002、GB/T 2792-2014标准测试。
[0101] 由表4中数据可知,纯水性丙烯酸酯压敏胶(对比例2)的初粘力较低,剥离强度较差,低于2N/10mm。加入纳米纤维素,且不加入功能性单体的改性丙烯酸酯压敏胶(对比例1)的剥离强度也较低。当在丙烯酸酯单体中加入纳米纤维素和功能性单体后,改性丙烯酸酯压敏胶随着纳米纤维素含量的增加,剥离强度明显提高(实施例1-4);纳米纤维素经改性后,改性丙烯酸酯压敏胶的初粘力和剥离强度提高更显著。
[0102] 在丙烯酸酯单体中加入淀粉后(实施例5-6),其初粘力明显提高,这是由于淀粉高温糊化后提高了水性丙烯酸酯压敏胶的初粘力和剥离强度。将淀粉改性后(实施例7-8),改性丙烯酸酯压敏胶的初粘力和剥离强度提高更显著。这是由于生物质经改性后,与单体的相容性更好,能更好地与单体进行原位乳液聚合,进一步提高压敏胶的初粘力和剥离强度。此外,上述实施例中压敏胶均可使用BOPLA膜、BOPP膜、BOPET膜中任意一种基材制备压敏胶带,压敏胶与基材能很好的粘合,未出现脱胶现象,制得的压敏胶的粘合性能优异。因此,经生物质改性后的水性丙烯酸酯压敏胶具有优异的初粘力和剥离强度,可广泛应用于胶带、便签纸、电子封装、医疗膏药领域。
[0103] 所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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