高性能水性压敏胶及其制备方法以及pe保护膜的制作方法

高性能水性压敏胶及其制备方法以及pe保护膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯保护膜用高性能水性压敏胶,它是采用种子乳液聚合的方式,先制备出种子乳液,然后滴加预乳液到种子乳液中,并通过补加引发剂的方式使反应完全,降温调节pH值,过滤出料。本发明还提供了一种水性压敏胶的聚乙烯保护膜。本发明制备的乳液压敏胶可通过调节交联剂的用量和涂胶量来获得合适的剥离强度的保护膜，广泛用于门窗框架型材及窗户边框型材、太阳能边框型材、装饰板材（铝塑板、塑料扣板）、幕墙型材、装饰条型材上。
【专利说明】
高性能水性压敏胶及其制备方法以及PE保护膜
技术领域
[0001] 本发明涉及一种保护膜用胶水，特别涉及一种高性能水性压敏胶及其制备方法以 及PE保护膜。
【背景技术】
[0002] 溶剂型压敏胶优良的性能，广泛应用于电子行业、汽车行业、包装等领域。缺点是 溶剂对环境、工人造成巨大伤害，同时溶剂对设备防爆要求也很高。水性丙烯酸压敏胶是以 水作为分散介质，无污染、环保，随着人们对环保材料追求，保护环境意识提高，水性丙烯酸 压敏胶越来越受到重视。
[0003] 在制作PE保护膜时，为了追求成本和效率双向提高，需要较快涂布速度(50-60m/ min)。这需要较高烘干温度和较长烘箱长度，水性丙烯酸压敏胶主要涂覆在PE基材上，温度 过高会造成PE基材软化、起皱甚至涂布过程中断裂;较长烘箱占有厂房空间大，需要较高投 入。另一方面，水性丙烯酸压敏胶制备过程中使用大量乳化剂，造成水性丙烯酸压敏胶耐水 性差，尤其在高温和高湿环境中，PE保护膜容易从被贴物上脱落，不能起到保护作用，这些 限制水性丙烯酸压敏胶使用。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种高性能水性压敏胶，具有比现有水性丙烯酸压敏胶， 更科学的配比，固含量高、耐水性好。
[0005] 本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能水性压敏胶，包 括质量百分比如下的组分： 丙烯酸酯单体40-80 %; 功能单体 0-20%; 乳化剂 0.1-2.0%; 稳定剂 0-5%; 引发剂 0.5-3.0%; 水 30-50%; 各个组分的百分比和为100% 其中，所述的丙烯酸酯单体为:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、 丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或多种； 所述的功能单体为:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯 酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰 胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种； 所述的乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂组合成复合乳化剂；阴离子乳化剂为乙 烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、烯丙氧基壬基 酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫 酸胺中的一种或多种;非离子乳化剂为EO/PO开环形成非离子乳化剂。
[0006]优选的，各个组分的质量百分比如下， 丙烯酸酯单体 45-70% 功能单体 2-10% 稳定剂 0-1% 乳化剂 0.1-1.5% 引发剂 0.5-0.7% 水 30-50%。
[0007]通过采用上述技术方案，本方案开发出高固含量高耐水性丙烯酸压敏胶，固含量 高达53-60%，乳化剂含量可以降低至0.3%。高固含量可以降低涂布过程中水的烘干温度和 烘干实验，为使用提高涂布速度和降低设备投入成本;耐水性可以解决制成保护中耐水性 不足造成脱落的现象。
[0008] 本发明还提供了一种上述方案中高性能水性压敏胶制备方法，在更完善的聚合工 艺条件下进行。
[0009] 本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种上述方案中高性能水性 压敏胶制备方法，包括如下步骤， ① 种子乳液制备:将100重量份的去离子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化剂、0.4-1.2重量 份的pH调节剂混合，搅拌均匀，将60--88重量份的烷基碳原子数为1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子数为4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的链转移剂滴入， 采用100-500转/分的速度搅拌均匀，开始升温至60-90°C，在体系中通氮气，除氧，然后将 0.3-3.0重量份的引发剂加入到体系中，引发体系开始聚合，反应10-50分钟，得到种子乳 液； ② 预乳液制备：将400重量份的去离子水，0.4-2.8重量份的乳化剂混合，采用300- 800转/分的搅拌速度搅拌均匀，然后缓慢将240-350重量份的烷基碳原子数为1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子数为4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 单体，0.1-2.0重量份的交联单体滴入，搅拌20-30分钟得到预乳液； ③ 聚合反应:在60-90 °C的反应温度下将步骤②制得的预乳液和0.8-5.0重量份的引发 剂分别滴入由步骤①制得的种子乳液中，所述引发剂在滴入前先用适量去离子水溶解，搅 拌速度为100-300转分，3-6小时滴完； ④ 保温反应:预乳液滴加完后，升温到85-90°C反应60-120分钟，降温到50-75°C，补 加0.2-0.8重量份引发剂后，继续反应1小时，然后降温，用pH调节剂调节产品的pH值为7-9,冷却至室温，过滤出料。
[0010] 优选的，在步骤①和步骤②中的丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯 酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或多种。
[0011]优选的，步骤②中的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸 羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水 甘油酯中的一种或多种。
[0012]优选的，步骤①中的链转移剂为正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和琉基乙醇中 的一种或多种。
[0013] 优选的，步骤①和步骤②中的乳化剂为乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚 醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚 聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸胺中的一种或多种。
[0014] 优选的，步骤①、步骤③和步骤④中的引发剂为过硫酸钾、过硫酸胺、亚硫酸氢 钠、叔丁基过氧化氢、氯化亚铁、甲醛合次硫酸氢钠中的一种或多种。
[0015] 优选的，步骤①和步骤④中的pH调节剂为碳酸氢钠或磷酸氢二钠。
[0016] 通过采用上述技术方案，采用种子乳液聚合的方式，先制备出种子乳液，然后滴加 预乳液到种子乳液中，并通过补加引发剂的方式使反应完全，降温调节pH值，过滤出料，聚 合工艺更完善，使得压敏胶的固含量高达53-60%，乳化剂含量可以降低至0.3%。
[0017] 本发明的另一目的在于提供一种PE保护膜，具有合适的剥离强度，不易出现翘膜 和掉膜，也不易出现保护膜难拉难撕甚至出现黏胶残胶在型材上。
[0018] 本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种PE保护膜，其涂胶层含有上 述方案中的高性能水性压敏胶。
【具体实施方式】
[0019] 实施例一 一种高性能水性压敏胶制备方法，包括如下步骤， ① 种子乳液制备:将100重量份的去离子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化剂、0.4-1.2重量 份的pH调节剂混合，搅拌均匀，将60--88重量份的烷基碳原子数为1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子数为4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的链转移剂滴入， 采用100-500转/分的速度搅拌均匀，开始升温至60-90°C，在体系中通氮气，除氧，然后将 0.3-3.0重量份的引发剂加入到体系中，引发体系开始聚合，反应10-50分钟，得到种子乳 液； ② 预乳液制备：将400重量份的去离子水，0.4-2.8重量份的乳化剂混合，采用300- 800转/分的搅拌速度搅拌均匀，然后缓慢将240-350重量份的烷基碳原子数为1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子数为4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 单体，0.1-2.0重量份的交联单体滴入，搅拌20-30分钟得到预乳液； ③ 聚合反应:在60-90 °C的反应温度下将步骤②制得的预乳液和0.8-5.0重量份的引发 剂分别滴入由步骤①制得的种子乳液中，引发剂在滴入前先用适量去离子水溶解，搅拌速 度为100-300转分，3-6小时滴完； ④ 保温反应:预乳液滴加完后，升温到85-90°C反应60-120分钟，降温到50-75°C，补 加0.2-0.8重量份引发剂后，继续反应1小时，然后降温，用pH调节剂调节产品的pH值为7-9,冷却至室温，过滤出料。
[0020] 步骤①和步骤②中的丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯 酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或多种。
[0021] 步骤②中的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、 甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中 的一种或多种。
[0022]步骤①中的链转移剂为正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和琉基乙醇中的一种或 多种。
[0023] 步骤①和步骤②中的乳化剂为乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐、 烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯 醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸胺中的一种或多种。
[0024] 步骤①、步骤③和步骤④中的引发剂为过硫酸钾、过硫酸胺、亚硫酸氢钠、叔丁基 过氧化氢、氯化亚铁、甲醛合次硫酸氢钠中的一种或多种。
[0025] 步骤①和步骤④中的pH调节剂为碳酸氢钠或磷酸氢二钠。
[0026] 实施例二 一种高性能水性压敏胶包括质量百分比如下的组分： 丙稀酸酯单体40-45 % ; 功能单体 2-10%; 乳化剂 1.1-2.0%; 稳定剂 1-4%; 引发剂 0.5-0.7%; 水 30-50%; 各个组分的百分比和为100% 其中，丙烯酸酯单体为:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸 月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或多种； 功能单体为:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙 酯、丙烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种； 乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂组合成复合乳化剂；阴离子乳化剂为乙烯基磺 酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、烯丙氧基壬基酚聚氧 乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸胺中 的一种或多种;非离子乳化剂为Ε0/Ρ0开环形成非离子乳化剂。
[0027] 实施例三 一种高性能水性压敏胶，与实施二不同之处在于质量百分比如下的组分： 丙烯酸酯单体45-70 %; 功能单体 2-10%; 乳化剂 1.1-2.0%; 稳定剂 1-4%; 引发剂 0.5-0.7%; 水 30-50%; 各个组分的百分比和为100%。
[0028]实施例四 一种高性能水性压敏胶，与实施二不同之处在于质量百分比如下的组分： 丙烯酸酯单体45-70 %; 功能单体 2-10%; 乳化剂 0.1-0.5%; 稳定剂 0-1%; 引发剂 0.3-0.7%; 水 30-50%; 各个组分的百分比和为100%。
[0029]性能测试:把上述实施例二、实施例三、实施例四的制备乳液涂布于45μπιΡΕ基材电 晕面湿膜厚度为40μπι放入70-80°C烘箱烘烤l_2min拿出，待性能稳定测试性能：
由上述性能测试表可知，增加丙烯酸酯单体所占比重，可使得乳液固含量增加，增大剥 离力和保持力，降低涂布过程中水的烘干温度和烘干实验，为使用提高涂布速度和降低设 备投入成本;而在其他比重相对持平时，降低乳化剂含量可以增加耐水性，解决制成保护中 耐水性不足造成脱落的现象；经试验丙烯酸酯单体40-80%、功能单体0-20%、乳化剂0.1-2.0%、稳定剂0-5%、引发剂0.5-3.0%、水30-50%这个配备范围既满足聚合工艺条件，又能保 证较大的剥离力和耐水性，在丙烯酸酯单体45-70%、功能单体2-10%、乳化剂0-1%、稳定剂 0.1-1.5%、引发剂0.3-0.7%、水30-50%这个范围则效果更佳。
[0030] 实施例五 一种PE保护膜，其涂胶层包含上述技术方案中的水性压敏胶。
[0031] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1. 一种高性能水性压敏胶，其特征是:包括质量百分比如下的组分：丙烯酸酯单体40-80% ； 功能单体 0-20%; 乳化剂 0.1-2.0%; 稳定剂 0-5%; 引发剂 0.5-3.0%; 水 30-50%; 各个组分的百分比和为100% 其中，所述的丙烯酸酯单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、 丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或多种； 所述的功能单体为：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯 酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰 胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种； 所述的乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂组合成复合乳化剂；阴离子乳化剂为乙 烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、烯丙氧基壬基 酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫 酸胺中的一种或多种;非离子乳化剂为EO/PO开环形成非离子乳化剂。2. 根据权利要求1所述的高性能水性压敏胶，其特征是:各个组分的质量百分比如下， 丙烯酸酯单体 45-70% 功能单体 2-10% 稳定剂 0-1% 乳化剂 0.1-1.5% 引发剂 0.5-0.7% 水 30-50%。3. -种如权利要求1或2所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:包括如下步骤， ① 种子乳液制备:将100重量份的去离子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化剂、0.4-1.2重量 份的pH调节剂混合，搅拌均匀，将60-88重量份的烷基碳原子数为1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子数为4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的链转移剂滴入， 采用100-500转/分的速度搅拌均匀，开始升温至60-90°C，在体系中通氮气，除氧，然后将 0.3-3.0重量份的引发剂加入到体系中，引发体系开始聚合，反应10-50分钟，得到种子乳 液； ② 预乳液制备：将400重量份的去离子水，0.4-2.8重量份的乳化剂混合，采用300- 800转/分的搅拌速度搅拌均匀，然后缓慢将240-350重量份的烷基碳原子数为1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子数为4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 单体，0.1-2.0重量份的交联单体滴入，搅拌20-30分钟得到预乳液； ③ 聚合反应:在60-90 °C的反应温度下将步骤②制得的预乳液和0.8-5.0重量份的引发 剂分别滴入由步骤①制得的种子乳液中，所述引发剂在滴入前先用适量去离子水溶解，搅 拌速度为100-300转分，3-6小时滴完； ④ 保温反应:预乳液滴加完后，升温到85-90°C反应60-120分钟，降温到50-75°C，补 加0.2-0.8重量份引发剂后，继续反应1小时，然后降温，用pH调节剂调节产品的pH值为7-9,冷却至室温，过滤出料。4. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:在步骤①和步骤②中 的丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和 丙烯酸十八酯中的一种或多种。5. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法胶，其特征是:所述步骤②中的功 能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙 烯酸羟丙酷、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。6. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:所述步骤①中的链转 移剂为正十^烷基硫醇、叔十^烷基硫醇和琉基乙醇中的一种或多种。7. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:在所述步骤①和步骤 ② 中的乳化剂为乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、烯丙基聚醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸 盐、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸胺、烯丙氧基脂肪 醇聚氧乙烯醚硫酸胺中的一种或多种。8. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:在所述步骤①、步骤 ③ 和步骤④中的引发剂为过硫酸钾、过硫酸胺、亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢、氯化亚铁、甲 醛合次硫酸氢钠中的一种或多种。9. 根据权利要求3所述的高性能水性压敏胶制备方法，其特征是:在所述步骤①和步骤 ④ 中的pH调节剂为碳酸氢钠或磷酸氢二钠。10. -种PE保护膜，其特征是:其涂胶层含有权利要求1或2所述的高性能水性压敏胶。
【文档编号】C08F220/28GK105969265SQ201610356975
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】张嘉磊, 张国良
【申请人】江阴市江泰高分子新材料有限公司