第二章 水性热塑性树脂胶黏剂

第一节 水性丙烯酸酯胶黏剂

一、简介

(一)基本概念与范畴

丙烯酸系胶黏剂(acrylic adhesives)是由丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)及其众多衍生物单体的聚合物与共聚物所制成的胶黏剂。胶黏剂所用的主要单体是丙烯酸烷基酯类(CH2CH—COOOR);其他单体,如丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯(MMA),一般仅用作胶黏剂成膜材料的辅助性单体。通过改变具体单体种类、含量与聚合条件,可以开发各种类型的丙烯酸系胶黏剂。这些胶黏剂按产品剂型可分为溶液型、分散体型或乳液型以及含100%聚合物的液体型等。

水性丙烯酸树脂分散体或乳液同其溶剂型或其他水性胶黏剂相比,有许多优点,主要包括如下几点。

①不使用有机溶剂,无毒害或易燃危险;不必回收溶剂,成本较低。

②分子量高、固含量高的胶黏剂的黏度也较低。高分子量乳液聚合物的强度、韧性、耐溶剂性等性能比溶剂型或水溶液型的好。

③与聚乙酸乙烯酯等聚合物不同,由于胶黏剂用丙烯酸树脂的玻璃化温度(Tg)低,即使不添加增塑剂也容易形成较满意的膜,因此没有增塑剂迁移引起的问题。

④具有很好的耐候性和良好的耐水性与耐碱性,其胶黏剂与涂料适于户外应用。

⑤对木材、纸、织物、合金、水泥、陶瓷、塑料等各种材料显示出很好的粘接性。

⑥由于膜较柔软并易进行碱增黏,故很适于纤维加工和皮革加工应用。

在大多数应用中,这些优点足以抵消其缺点,如较低的耐冻融性、较差的贮存稳定性、较长的胶膜干燥时间(但比水溶液型易干燥得多),以及较高的胶膜吸水性。

(二)丙烯酸酯类单体制备技术

有许多生产丙烯酸和丙烯酸酯类的工艺方法具有商品化意义。最重要的一个是BASF Reppe法,即在压力下,将乙炔、水或醇同一氧化碳反应。

HC≡CH+CO+ROH CH2CH—COOR

此外,丙烯酸酯的合成还有丙烯酸的酯化法;在水或醇存在下丙烯腈的酸性水解(或皂化)法;以及以廉价石油化学品为原料的合成法,如丙烯氧化法。甲基丙烯酸及其酯类较早的传统工业合成法,是从由丙酮和氢氰酸制得的丙酮氰醇出发的。其现代合成工艺采用异丁烯氧化法。

丙烯酸酯合成的重要公司及工艺方法见表2-1。

表2-1 丙烯酸酯合成的重要公司及工艺方法

其中,前两者在20世纪70年代时的年生产能力就达到约20万吨,是世界上最大的丙烯酸酯类的生产商。另外,甲基丙烯酸酯类单体的主要生产商包括Rohm & Haas、DuPont、American Cyanamid、ICI、Rohm GrabH,它们主要用丙酮氰醇法。

用于胶黏剂生产的最重要丙烯酸酯类单体见表2-2。

表2-2 用于胶黏剂生产的最重要的丙烯酸酯类单体

在室温下,它们都是无色透明液体。此外,为了使胶黏剂具有特殊的作用,还使用大量其他丙烯酸酯类单体。由于其双键高度活化,所有丙烯酸类化合物均很活泼,能在相当温和的条件下发生聚合或其他反应。为了防止在贮存、运输期间发生聚合(如由于外来物质的存在),丙烯酸化合物常用氢醌或氢醌单甲醚作稳定剂。一些具有重要技术意义的丙烯酸酯类单体及其物理性质见表2-3。

表2-3 丙烯酸酯类单体的物理性质

注:MMA=甲基丙烯酸甲酯;AA=丙烯酸;MAA=甲基丙烯酸。

为使聚合物具有所要求的性能,可以使丙烯酸酯类单体同其他乙烯基单体进行共聚。大体说来,赋予聚合物硬度的单体有苯乙烯、丙烯腈、MMA、VAc等;赋予表面附着力的有AA、MAA、亚甲基丁二酸、甲基丙烯酸羟乙酯等含有—COOH、—OH的单体,这些单体能给予聚合物极性,从而提高附着力。此外,还可用氯乙烯、丙酸乙烯酯、偏二氯乙烯等单体同各种丙烯酸酯进行共聚。

(三)丙烯酸酯乳液聚合及生产工艺技术

1.乳液聚合配方及原理

胶黏剂用丙烯酸树脂的聚合方法主要有溶液聚合法与乳液聚合法。前者主要用来生产溶剂型胶,而其水性胶的生产则主要用乳液聚合法。

乳液聚合体系以水作外相,单体在乳化剂或表面活性剂和充分搅拌的作用下,通过胶束分散于水相并发生增溶溶解。添加水溶性引发剂(如过硫酸钾等)后,一经加热,引发剂就开始分解而产生自由基,进而引发胶束中单体发生聚合或共聚反应。生成的聚合物成为微细的粒子分散于水中,它们因表面活性剂(有时还有保护胶体)的作用而得以稳定。为调节聚合反应与pH值,可以使用聚合调节剂与缓冲剂。

表面活性剂对生成乳液的物理性质有重要影响,决定着乳液的粒度。因此,要根据单体的组成对表面活性剂进行选择。阴离子和非离子型表面活性剂在丙烯酸酯的乳液聚合中得到广泛应用。非离子型表面活性剂对电解质等的化学稳定性良好,但会使聚合速度减慢,且乳化力弱,单独使用时在聚合中易生成凝块。阴离子型表面活性剂的化学稳定性不是很好,但能使生成的乳液粒度小、机械稳定性好,聚合中不太容易生成凝块。因此,采用阴离子型表面活性剂易于得到固含量高而稳定的乳液。在多数情况下,总是把阴离子型和非离子型两种表面活性剂结合使用,但应注意控制好两者的用量比。为了使聚合稳定进行,阴离子型表面活性剂浓度一般在1%~3%就足够了,而非离子型则要5%以上的高浓度。合适的乳化剂例子有长链脂肪羧酸或磺酸的碱金属盐,或硫酸酯化的氧化乙烯加合物。

最普遍使用的引发剂是水溶性的、受热分解型的,如过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化氢等。2,2-偶氮双-(2-甲基丙脒盐酸盐)是新近开发的水溶性偶氮类引发剂的代表,它们在40℃下是稳定的,在60~70℃下则比过硫酸钾更容易分解成自由基。上述水溶性引发剂的添加浓度为0.1%~0.2%。采用氧化还原引发体系(如过硫酸钾或Na2S2O5与硫酸亚铁体系)时,聚合可在低温下进行,几乎没有诱导期,可以制得分子量很高的聚合物(可能是由于链转移反应的降低)。其他还原剂还有亚硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠等。

水溶性保护胶体用于防止乳液中聚合物粒子凝聚。它们是通过与聚合物粒子表面接触,把聚合物包围起来而起到防止凝聚作用的。但这种保护胶体会增大聚合物膜的亲水性,所以要尽可能地降低用量。

此外,在碱性条件下聚合物易发生皂化,通过共聚物的水解,pH值会有所降低。可以添加缓冲剂调节并稳定pH值,如使pH值维持在4~5。为使聚合结束后的乳液具有机械稳定性,并调节其黏度,防止对隆起部位的腐蚀等,又要把pH值调节成微碱性。丙烯酸系聚合物乳液在碱性一侧是稳定的。

乳液聚合中应该采用去离子水,盐类一般将造成乳液不稳定。

多用途丙烯酸树脂乳液胶黏剂(如层压胶)的典型生产配方如下:

组分   质量份

丙烯酸丁酯   1375

乙酸乙烯酯   1375

丙烯酸   50

Ampho皂18   25

Emulphor 0(1mol十八烷基醇+20mol氧化乙烯)   25

水   2500

过硫酸钾(按单体计)   0.05%

2.乳液聚合生产工艺过程

丙烯酸系水基胶黏剂主要通过乳液聚合生产。

(1)添加单体法——后添加法和间歇法

①后添加法:把单体以外的物料在反应开始之前全部投入,而单体本身则根据聚合反应进展情况,慢慢地增量添加。此法有助于控制大量聚合热的产生,并予以调节。此外,对于单体竞聚率差异很大的共聚体系,或者有意要延缓添加活性单体等情况,此法均较适用。此法又可进一步分为两种方式:其一是先将单体乳化于乳化剂水溶液中,制成单体乳液,并以单体乳液的形式向聚合釜中添加;其二是将单体本身直接添加到聚合釜中。

②间歇法:是在反应开始前,就将全部物料添加完毕的方法。单体为气体并需要使用高压釜时常用此法。以丙烯酸酯类制取高聚合度聚合物时也可常用此法。在反应开始后,何时加热,何时冷却,要注意调节,以抑制反应热。但在工业生产装置中,对此法中反应热的控制有时还是有一定困难。在这种情况下,就有必要分2~4步把单体分批添加。

(2)重要聚合条件与注意事项 聚合开始前,要在反应容器中通氮气以预先除去系统中的氧气。聚合时搅拌速度太快会延长聚合诱导期,降低聚合速率,有时还会导致凝聚。在实验室中,搅拌速度以100~400r/min为宜。除氧化还原引发体系外,聚合反应大多是在回流温度下进行的。为了使反应得以开始,起初需要加热。反应开始后,由于反应放热,即使不再继续加热,仍然可以维持反应单体的回流温度。接近聚合终点时,回流单体减少,一般要将温度升到80~95℃,以进一步转化未反应的残留单体。

在氧化还原法乳液聚合中,有少量金属盐存在可以增大聚合速度。但如存在量过大,则又会对聚合起阻碍作用。因此,聚合釜宜用不锈钢釜或搪瓷釜,避免使用铁、铜装置。

(3)残留单体的脱除(脱臭) 乳液聚合结束时,或多或少总会有一些单体残留,并造成丙烯酸酯乳液特有的恶臭问题。另外,为了满足某些要求,如在包装材料生产方面的要求,往往必须从分散体中进一步脱除极其少量的残余单体。

可采用以下方法除去残留单体。

①一边加热乳液,一边吹入热空气或氮气或水蒸气,以驱除残余单体。

②在聚合终了前,补加少量引发剂或催化剂,促进未反应单体的聚合。并且可以将最后阶段的转化时间延长数小时,以获得较高的转化率与较低的残留单体含量。

③在聚合末期,吹入臭氧或含臭氧的空气,通过臭氧化反应除去未反应单体。

④添加与丙烯酸酯单体反应的碱性物质,如肼的水溶液或吗啉、某些过氧酯类或过氧缩醛类物质。

⑤以γ射线等离子化射线照射乳液。

例如,采用水蒸气的一种方法是,先将乳液或分散体雾化,使产生的液滴同水蒸气混合,然后将液体单体从液滴中蒸发出去。另一种方法是将水蒸气通入沸腾的聚合物分散体,产生的泡沫状分散体混合物物流通过迅速减压破灭(流速约100m/s),然后从溃灭的泡沫分离物流,残留单体就在很大程度上被分离。

(4)无皂乳液聚合 这种乳液聚合法不使用传统表面活性剂,而是使用以下三种无皂型的乳化体系。

①以水溶性低聚物起乳化剂作用,如顺丁烯二酸化聚丁二烯、顺丁烯二酸化醇酸、顺丁烯二酸化油、水溶性丙烯酸系树脂。这类乳化剂的用量一般比传统表面活性剂大;当涂膜形成时,它们还起着增塑剂的作用,并能使膜致密、光滑。此外,在胶膜干燥时,还发生了氧化、交联,使胶膜强韧。以顺丁烯二酸化聚丁二烯为乳化剂,使丙烯酸系单体进行乳液聚合,可以制得高耐久性常温交联型水性分散体。其粒子构造是,耐水性好的顺丁烯二酸化聚丁二烯排列于表面,与之进行接枝聚合的丙烯酸酯聚合物被包覆在粒子内部。这种乳液黏度高,可不用增稠剂。

②同有聚合性的表面活性剂进行共聚,如含乙烯基的磺酸盐或季铵盐等。

③使用分解型表面活性剂,它们在聚合后,可加酸或加碱进行水解,如CH3(CH210COOCH2CH2SO3Na或CH3(CH210COOCH2CH2N+(CH33Cl-

(5)丙烯酸酯乳液聚合实例 按前文(1)所述配方,向带有冷却夹套和搅拌器的搪瓷釜中加入水、乳化剂与丙烯酸,用碱溶液中和至pH为7~8,然后加入其他单体,最后加入引发剂。保持此混合物冷却。从混合釜中通过压力抽取15%~20%的混合物,在反应釜中加热到70~80℃。在0.5~0.75h后,当反应达到平稳时(这能从回流看出),就将剩余量的单体混合物在2~3h内从混合釜中逐渐加入。在此步骤后,反应通常还不完全,还必须再在80~90℃混合0.5~1h。反应的结束可由黏度或固含量的监测确定。残留单体可在80~90℃下于液面通氮气30min脱除。而后冷却至35℃以下。

按以上配方和工艺制得的水性分散体具有以下性质:

固含量   约50%

平均粒径   0.2μm

黏度(25℃,Epprecht STV,AⅢ)   约20mPa·s

①Epprecht STV黏度计是一种旋转黏度计,有一定剪切梯度;而人们熟知的布氏(Brookfield)黏度计则不是在一定剪切梯度下工作,故两者的测定值无可比性。

(四)丙烯酸酯乳液的改性

1.有机硅改性

有机硅的分子结构中含有Si—O键,其键能较高、分子体积较大、内聚能密度较低且稳定性良好,并且具有优良的耐高温性、耐UV(紫外光)辐照性和耐红外光辐照性。用有机硅改性传统的丙烯酸酯乳液,可得到兼具两者优点的高分子材料(既具有良好的成膜性,又具有良好的胶膜抗污性、耐水性等)。

有人将丙烯酸酯树脂与有机硅中间体进行接枝反应,制备了耐化学性优、附着力强、耐候性佳、透水气性好的硅丙树脂,并系统研究了有机硅含量、丙烯酸酯树脂的羟值及黏度等对硅丙树脂综合性能的影响。结果表明:当丙烯酸酯树脂的羟值为100mg/g、黏度为3.50Pa·s、有机硅中间体的Mr(分子量)为2000~7000和w(—OH)=3%时,按照特定的配方和工艺将两者进行缩聚、接枝反应,合成的硅丙树脂具有相对优良的综合性能。

除缩聚反应外,乳液聚合也是制备硅丙聚合物的重要方法之一。以BA(丙烯酸丁酯)、MMA(甲基丙烯酸甲酯)、八甲基环四硅氧烷和乙烯基三乙氧基硅烷等为原料,采用乳液聚合法可以制得凝胶率低于1%、成膜性良好、漆膜耐水性及硬度均优于同类纯丙漆膜的硅丙乳液。有人以磺基琥珀酸单酯钠盐/脂肪醇聚氧乙烯醚作为复合乳化剂,采用乳液聚合法制备了硅丙乳液,并考察了乳化剂体系、软/硬单体配比和有机硅含量等对硅丙乳液性能的影响,从而优选出凝胶率(3.33%)、胶膜吸水率(3.65%)较低的硅丙乳液。

为进一步确定有机硅含量对丙烯酸酯乳液体系性能的影响,有人采用氧化-还原型引发剂合成了w(有机硅)=0~15%的硅丙乳液,并对其接触角、吸水率和耐酸性等性能进行了测定。研究结果表明:随着有机硅含量的不断增加,水接触角变大,样品的耐酸性也相应增强,但吸水率却随之明显下降。

2.核/壳型改性

乳胶粒的结构形态与聚合物的性能密切相关,核/壳型“设计粒子”已成为新的研究热点。这是由于采用核/壳乳液聚合法可以得到均匀结构的乳胶粒;调整壳与核的Tg(玻璃化转变温度),可有效改善和提高乳胶膜的综合性能。

曾经有人对核/壳型丙烯酸酯乳液的改性机制进行了探讨和分析。研究结果表明:乳化剂浓度对乳液粒的粒径分布和形态、结构等影响显著,引发剂浓度的增加将使粒子的粒径减小;与一次投料法相比,种子乳液法生成的粒子分布相对较窄,并具有明显的核/壳结构;调节壳层单体的滴加速率可有效控制粒子的粒径及其分布,而壳层丙烯酸酯聚合物主要是集中在聚硅氧烷种子表面的“过渡层”。

WPU(水性聚氨酯)-丙烯酸酯复合乳液也可通过“设计粒子”的形态制成核/壳型结构。当乳胶粒中同时含有PU(聚氨酯)和聚丙烯酸酯时,可通过各种交联改性技术增加两者之间的相容性,使两者能更好地结合在一起。有人采用多步种子乳液聚合法合成了多层核/壳型共聚物基复合乳液,以MMA和EA(丙烯酸乙酯)二元共聚物作为种子乳液,在其外部依次包覆了丙烯酸酯聚合物,成功制得了以互穿网络聚合物为核的多层核/壳型乳液。研究结果表明:该多层核/壳型共聚物具有吸水膨胀性和遮光性,其遮光性随核聚合物吸水率的增加而提高,同时壳层聚合物的Tg越高,乳胶膜的遮光性能越大。

采用核/壳接枝聚合法和氨化法,以丙烯酸酯和乙烯基三乙氧基硅烷为共聚单体,渗透剂(辛基酚聚氧乙烯醚/聚醚)为复合乳化剂,戊醇为助乳化剂和过硫酸钾为引发剂,采用分段控温、补加引发剂等方法可制得丙烯酸酯预聚乳液,进而制得粒径为10~60nm的半透明核/壳型硅丙微乳液。采用水解抑制法和种子乳液聚合法,可以制备高硅含量(质量分数为20%)的核/壳型硅丙乳液,从而可明显提高乳胶膜的耐水性。

3.环氧树脂(EP)改性

EP具有价格低廉、来源方便、耐热性优、防水性佳和耐腐性好等优势,常作为丙烯酸酯乳液“热黏冷脆”的改性剂。

曾经有人重点探讨了EP改性丙烯酸酯乳液的制备工艺条件。结果表明:该改性乳液的最佳工艺条件为w(复合乳化剂)=4.5%、w(引发剂)=0.6%、m(软单体)∶m(硬单体)=50∶50、 w(EP)=10%、 w(交联剂)=2.0%和聚合温度75℃。红外光谱(FT-IR)表征和分析结果表明,该改性乳液中EP已成功接枝至丙烯酸酯大分子链上,故共聚树脂的理化性能明显提高。随后,裴世红课题组又采用半连续种子乳液聚合法成功合成了稳定的含氟EP改性丙烯酸酯乳液;通过设计试验考察了各因素对单体转化率的影响,并优选出最佳试验方案。

以AA(丙烯酸)、苯乙烯(St)和MMA等为主要单体,采用溶液聚合法合成丙烯酸酯树脂;然后以EP为改性剂、氨基树脂为交联固化剂,制成的改性丙烯酸酯乳液用作涂料时,可有效解决水稀释型树脂用水稀释时易出现黏度峰值等难题。

将EP/丙烯酸酯与WPU进行共聚,可制成高交联密度、高胶膜性能的UV固化型改性乳液。

也有人曾合成了具有3层核/壳结构的、可自交联型EP改性丙烯酸酯乳液,并确定了最佳合成工艺条件。研究结果表明:由于EP的引入和自交联IPN结构的形成,该改性乳胶膜的附着力和硬度明显提高。

4.其他改性

有机氟、纳米SiO2以及St等也可用来改性丙烯酸酯乳液。有机硅聚合物的耐化学介质性较差,而有机氟的耐低温性欠佳;通常,在丙烯酸酯聚合物中同时引入硅、氟两种元素,可制得兼具两者优点的高性能聚合物。利用硅氢加成法可合成光固化型硅氟丙树脂。研究结果表明:光固化胶膜的吸水率随含氢硅油含量或全氟单体含量的增加而下降;当w(含氢硅油)=10.8%、w(全氟单体)=0.96%时,制成的光固化胶膜的性价比相对最高。

SiO2是一种无色、无味的无机非金属材料,纳米SiO2的粒径极小,可直接均匀分散在丙烯酸酯基体树脂中,形成的有机-无机复合材料能有效提高Tg和胶膜的稳定性。有人针对SiO2改性丙烯酸酯的方法,详细分析了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法以及原位生成法等改性方法的优缺点。并以过硫酸铵为引发剂、非离子表面活性剂(OP-10)/阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)作为复合乳化剂、丙烯酸酯和纳米SiO2为主要原料,制成了高性能改性丙烯酸酯乳液。通过探讨温度、乳化剂、预乳化液及加料方式等对改性乳液性能的影响,优选出制备改性乳液的适宜工艺条件。

(五)丙烯酸酯的性能

在室温下,甲基丙烯酸、丙烯酸以及一些甲基丙烯酸低烷基酯的均聚物是硬而无黏性的产品,在胶黏剂领域只有少数特殊应用。当丙烯酸酯的酯烷基R至少含有2个碳原子后,其均聚物就成为弹性的、柔软的、部分高黏性的产品,并大多可用作胶黏剂。值得注意的是,(甲基)丙烯酸酯均聚物的脆点温度起初随着烷基的碳原子数增多而降低,当R为正烷基且碳原子数为8(对聚丙烯酸酯)或12(对聚甲基丙烯酸酯)时,脆点达最低值(分别约为-30℃和-60℃),而后脆点随着烷基中碳原子数的增多而提高。表2-4对比了一些丙烯酸酯类均聚物与聚乙酸乙烯酯(PVAc)的物理性能。

丙烯酸树脂膜的性能不仅取决于其聚合物的玻璃化温度,而且还取决于其分子量与分子量分布以及酯基的长度与支化。与分子量较高的聚合物膜相比,分子量较低者更易发黏,柔韧性较低,且耐溶剂性通常也较差。R基的长度与支化程度也影响其树脂膜的性能。在可比条件下,支化程度增大,如从正丁基到异丁基直到叔丁基,其薄膜的刚性随之增大;R基越长,吸水性越低。耐皂化性一般随着R基的增大而提高,支化烷基尤其高。通常,丙烯酸树脂耐油、非氧化性酸以及盐水。所有丙烯酸树脂都有杰出的耐老化性,它们对光稳定,耐高温氧化,无发黄倾向。

在胶黏剂的生产中,丙烯酸共聚物比均聚物更重要。单体丙烯酸化合物能同大多数传统单体共聚。所有商品化的丙烯酸共聚物都具有与其均聚物同样的杰出性能,如耐热性和光稳定性。

表2-4 丙烯酸酯类均聚物同PVAc的物理性能对比

注:a为酯类,b为芳烃,c为酮类,d为脂肪烃类,e为醇类;+为可溶,-为不溶;PMA为聚丙烯酸甲酯,余同。

通过与少量不饱和羧酸共聚,一般可获得对许多被粘基材的良好粘接性。将丙烯酸酯同少量丙烯酸一起聚合,所得到的聚合物分散体能用氨水增稠(如Acronal 500 D,见表2-5)。通过引入含有除乙烯基之外的其他活性基团的交联单体,可以生产高强度和优异耐溶剂性的丙烯酸树脂。交联可能发生在聚合过程期间,或者发生在胶料已经涂施到基材上后,后者通常为“自交联”丙烯酸树脂。这些聚合物一般通过加热或用高能射线交联。另外,也可通过加入能同丙烯酸聚合物上相应基团(—OH、—NH2、—COOH)起反应的交联剂进行交联。可用的交联剂有多异氰酸酯类、环氧化合物、低分子量的脲醛、三聚氰胺甲醛或酚醛树脂。受热交联的产品称为热固性丙烯酸树脂。反应性单体包括丁二醇丙烯酸单酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-烷氧基甲基丙烯酰胺(CH2CH—CONR'—CH2—O—R)、甲基丙烯酸甘油酯、3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯、2-氯乙基丙烯酸酯、N-二乙氨基乙基丙烯酸酯、羟丙基丙烯酸酯、羟乙基丙烯酸酯、αβ-不饱和羧酸。

丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的羟甲基与烷氧甲基衍生物是自交联聚合物中的重要共聚单体,它们在中性介质中能相互反应,在酸性介质中升温下交联反应更快。在羟甲基和烷氧甲基同其他官能团(如—OH、—NH2、—COOH)之间也能发生交联。

表2-5列出了胶黏剂用Acronal X D系列分散体的性能。表2-6比较了新旧两组丙烯酸系乳液配方的组成与性能;这些乳液均有很好的坚韧性、各种耐性以及贮存稳定性,可用作水性涂料或胶黏剂。

表2-5 胶黏剂用Acronal X D系列分散体的性能

①固含量:330D,45%;14D、85D,55%;81D,60%;其余50%。

②Epprecht STV型旋转黏度计,25℃。
  ③AⅢ。

④CⅠ。
  ⑤AⅡ。

⑥BⅢ。
  ⑦CⅢ。

注:S=自交联型,C=用交联剂交联型。

表2-6 两组丙烯酸系乳液配方组成与性能比较

(六)水性丙烯酸酯乳液胶黏剂配方与制备工艺

1.纺织用丙烯酸酯乳液胶黏剂配方和工艺

(1)静电植绒用丙烯酸酯乳液胶黏剂配方和工艺 静电植绒是利用带有电荷的物体在高压静电场中发生相斥或相吸的物理特性而实现的,具有独特装饰效果,且工艺简单、成本低、适应性强。近年来,我国科研工作者开发了多种静电植绒产品。 国外有人研究了静电植绒用丙烯酸酯乳液合成中单体、乳化剂、交联剂、引发剂的种类及用量对产品性能的影响,最终确定了较适宜的配方(表2-7)。聚合工艺采用纯单体滴加法,所合成的乳液带蓝色荧光。固含量为35%~45%,pH值为4~5,贮存期6个月。

表2-7 静电植绒用丙烯酸酯乳液聚合配方

丙烯酸酯乳液胶黏剂耐老化和耐气候性优良,应用广泛,但手感和湿牢度较差。有人通过选择合适的单体、交联剂、聚合方法,研制了具有柔软手感和优良牢度的自交联静电植绒黏合剂RN。其软单体32%(以下均为占单体总量的质量分数),硬单体3%,自交联单体1%,丙烯酸2%;阴/非离子乳化剂(质量比为1∶1.5)4%;引发剂0.3%;反应温度80~82℃,反应时间1.5h;搅拌速度为150r/min。所制得的柔软型静电植绒黏合剂RN,经工厂试验手感比其他胶黏剂优越。还有人采用纯单体滴加法,选用丙烯酸异辛酯(2-EHA)作为软单体之一,也成功合成出性能符合静电植绒要求的植绒胶,用该胶生产的植绒布手感舒适、布料挺括、耐磨、耐擦洗。此外,为了使静电植绒胶在低温下能够正常使用,有人以丙烯酸类单体和环氧树脂为原料,OP-10和十二烷基硫酸钠为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)和甲基丙烯酸为交联剂合成了自交联型可低温固化的静电植绒胶。

研究发现,静电植绒面料的甲醛含量总体较高,多数在100mg/kg左右,有的甚至高达350mg/kg。许多丙烯酸酯乳液植绒胶的交联单体羟甲基丙烯酰胺和外交联剂甲醚化羟甲基三聚氰胺毒性较大,交联后仍会缓慢地释放甲醛。为此,有人用甲苯二异氰酸酯(TDI)和二乙醇胺(DEA)对丙烯酸羟乙酯(HEA)进行改性,制备出丙烯酸氨基甲酸酯改性单体并替代羟甲基丙烯酰胺进行丙烯酸酯乳液共聚,外交联剂改用叔多异氰酸酯(TPI),由此生成了一种新型无甲醛型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液静电植绒胶。该产品手感柔软,耐干、湿磨牢度高,其他各项性能指标也都符合应用要求。合成采用种子预乳化、纯单体滴加工艺,配方列于表2-8。

表2-8 无甲醛静电植绒用丙烯酸酯乳液聚合配方

无甲醛静电植绒胶的改性避免了甲醛排放,但在制备改性单体丙烯酸氨基甲酸酯的过程中用到了毒性较大的甲苯二异氰酸酯(TDI)。为解决此问题,有人通过半连续种子乳液聚合法,采用无羟甲基活性单体作为交联剂,成功研制出新型无甲醛静电植绒黏合剂。

用二甲基丙烯酸乙二醇(EGDM)替代N-羟甲基丙烯酰胺交联单体,纺织品中未检测出游离甲醛。合成静电植绒胶的最佳原料配比为m(BA)∶m(MA)∶m(2-EHA)∶m(AA)∶m(EGDM)∶m(O-25/SDS)∶m(KPS/SM)=100∶40∶4∶8∶3∶(26/7)∶(1/1.0)。工艺采用种子预乳化半连续滴加法(其中BA为丙烯酸丁酯,MA为丙烯酸甲酯,2-EHA为2-乙基己基丙烯酸酯,AA为丙烯酸,EGDM为二甲基丙烯酸乙二醇酯,O-25为平平加,SDS为十二烷基硫酸钠,KPS为过硫酸钾,SM为偏重亚硫酸钠)。

(2)复合织物用丙烯酸酯乳液胶黏剂配方和工艺 采用预乳化半连续滴加工艺,可合成自交联无纺布用丙烯酸酯乳液,配方见表2-9。该乳液应用于无纺布生产,产品的弹性、耐洗性、力学性能均优良。

表2-9 自交联无纺布用丙烯酸酯乳液胶黏剂配方

在纺织行业中,丙烯酸酯乳液胶黏剂大量用作涂料印花胶。丙烯酸酯共聚物粘接强度高,成膜性好,能形成柔韧而富有弹性的薄膜。如果用量过多会导致手感发硬。另外,印制深色制品的湿摩擦牢度较差。为此,可对丙烯酸酯涂料印花胶进行改性,改性配方列于表2-10与表2-11。

表2-10 织物印花色墨用丙烯酸酯乳液胶黏剂配方

表2-11 柔软性自交联丙烯酸酯涂料印花胶黏剂配方

为了降低成本,有人用丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-淀粉接枝共聚的方法,合成出性能优良、价格便宜的乳液胶黏剂,配方列于表2-12。

表2-12 丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-淀粉接枝共聚乳液胶黏剂配方

2.纸塑覆膜胶用丙烯酸酯乳液配方和工艺

纸塑复合是利用胶黏剂把聚丙烯或聚酯薄膜与纸质印刷品复合在一起,从而使印刷品表面美观、光亮度高和富有立体感,并具有防潮、防污、防伪、耐折、耐磨等优点。丙烯酸酯乳液胶黏剂可用作纸塑覆膜胶,但存在初黏性差、干燥速度慢、耐水性差等问题,因此需要进行大量的丙烯酸酯纸塑覆膜胶研究改性工作。

有人以丙烯酸酯为主要原料,通过半连续乳液聚合法合成了丙烯酸丁酯-醋酸乙烯酯-丙烯酸三元共聚乳液,并添加一定比例的乳化松香增黏树脂,制成了一种新型的、性能优良的纸塑复合胶黏剂。该胶配方为(单位:质量份):丙烯酸酯乳液100、乳化松香增黏树脂50。pH值控制在6~7时,性能最为理想。同时还探讨了单体的组成、乳化剂种类及其用量、引发剂用量,以及聚合温度和时间对覆膜胶性能的影响。

用半连续加料工艺进行种子乳液聚合,可制备高性能的自交联型丙烯酸树脂纸塑覆膜胶,单体投料量为VAc 46.5%、BA 46.5%、AA 3%、HPA 4%,复合乳化剂用量3%~5%,引发剂用量0.6%。实验发现,加入20%松香乳液(相对于丙烯酸胶乳质量)不仅增大了胶黏剂的粘接强度,还降低了生产成本。

有人制备出了固含量低但粘接性能优良的丙烯酸酯乳液纸塑覆膜胶,弥补了传统覆膜胶耐水性差和低温下初黏性差的不足。采用种子乳液聚合,结合半连续滴加的聚合工艺,制备出的汽车内饰材料用高固含量和室温自交联环保型水基丙烯酸酯乳液胶黏剂,具有干燥时间短、初黏性好、无毒不燃以及无环境污染等优点。

以丙烯酸酯为原材料,通过“粒子设计”,采用递变进料聚合工艺可合成纸塑覆膜用丙烯酸酯乳液胶黏剂。测试结果表明,递变进料工艺要优于常规的乳液聚合工艺。

采用种子乳液聚合法合成一种交联型苯丙乳液,然后配以蜡乳液,再加入增黏树脂及其他助剂,可制备出一种稳定性好、剥离强度高、耐水性好且耐高温的医用环保型水性纸塑覆膜胶。

3.压敏胶用丙烯酸酯乳液配方和工艺

压敏胶在较小压力作用下,即能形成牢固的粘接。标签用压敏胶黏剂的初黏性要求高,持黏性及180°剥离强度能满足使用要求即可。采用半连续预乳化工艺,选用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯为软单体,丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸、丙烯酸-2-乙基己酯为功能单体,所制备的压敏胶黏剂的初黏性、持黏性和180°剥离强度均较好。

采用预乳化工艺,将歧化松香溶于丙烯酸酯单体中,制成预乳液后,通过核壳共聚可制备出性能优良的松香基丙烯酸酯乳液聚合物。其中复合乳化剂(SDS/OP-10)的用量为3%~4%、SDS/OP-10的质量比为1∶3、引发剂的用量为0.4%、歧化松香用量为6%时,可获得综合性能优良的标签用压敏胶,尤其是初黏性得到了显著提高。

传统医用压敏胶中的蛋白酶对少数人的皮肤有一定刺激,可能会产生过敏反应,而丙烯酸酯类压敏胶对皮肤的刺激性小、透气性好,对人体皮肤有良好的亲和性,因此在医疗领域应用广泛,如采用纯单体滴加法合成的用于输液针头覆盖用的乳液型丙烯酸酯医用压敏胶。

便利贴现已广泛应用于生活、办公等各个领域。便利贴用可再剥离型压敏胶要满足两个条件:一是在经历多次的粘贴和剥离后依然能保持良好的粘接性能;二是贴合后经历长时间或者承受重压后剥离强度不发生明显上升,从而能够轻易与被粘物分离且不发生胶转移。

以丙烯酸酯类单休为主料,在含有分散剂的水相中采用悬浮聚合的方法可制备粒径为10~100mm的黏性聚合物微球,而添加单体A是制备出稳定且单分散性好的微球压敏胶的重要因素,其制备配方列于表2-13。

表2-13 可再剥离丙烯酸酯压敏胶配方

二、水性丙烯酸酯胶黏剂用乳液

(一)水性丙烯酸酯白胶浆乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   40

苯乙烯   5.0

丙烯酸   2.0

自交联单体   5~8

功能单体A   6~10

乳化剂   3.0

过硫酸铵   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

将乳化剂和去离子水加入装有搅拌器的烧瓶中,开动搅拌使乳化剂充分溶解后,分别加入各单体,高速搅拌15~20min使单体能被乳化剂充分包裹,得到预乳化单体。

在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管、恒压漏斗的四口烧瓶中加入部分预乳化单体、去离子水开动搅拌,升温到80℃,加入引发剂水溶液,待底液开始变蓝,引发预乳化单体成为种子乳液后,再滴加剩余的预乳化单体和引发剂,反应时间2h,反应温度86~88℃。反应结束后,保温2h,降温到40℃以下,用氨水调节乳液的pH值至7.5~8.5,出料过滤。

3.性能

胶浆成膜树脂的性能见表2-14。

表2-14 胶浆成膜树脂性能

(二)水性羟基丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   35

丙烯酸丁酯(BA)   20

苯乙烯(St)   20

丙烯酸(AA)   5~9

丙烯酸羟乙酯(HEA)   10~20

叔碳酸缩水甘油酯(E-10p)   15

偶氮二异丁腈(AIBN)   3.0

十二烷基硫醇(DDM)   1.5

水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

按配方配制包括单体MMA、St、HEA、AA、BA、E-10p及引发剂AIBN、链转移剂DDM的混合溶液。以油浴加热,在配备搅拌器、冷凝管、滴液漏斗以及温度计的四口烧瓶中加入一定质量的异丙醇,通N2,升温至85℃,先滴加质量分数10%的混合溶液,保温30min后,再匀速滴加剩余质量分数90%的混合溶液,2.5~3h滴加完毕。保温1.5h之后,再补加一定质量的引发剂和少量溶剂,最后保温2h。将合成的树脂进行减压抽滤,除去少量异丙醇。将丙烯酸树脂降温至70℃,加入一定量的二乙醇胺和水,搅拌30min后出料,得到水性羟基丙烯酸树脂。

3.性能与效果

最佳反应条件为:w(引发剂)=2%,温度85℃,w(E-10p)=10%,中和度100%,合成的水性羟基丙烯酸树脂固体质量分数达45%,黏度3.8Pa·s,其附着力佳,柔韧性较好。

(三)自交联酪素接枝改性丙烯酸酯共聚物乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   40

丙烯腈(AN)   10

酪素(CA)   30

双丙酮丙烯酰胺(DAAM)   2.0

过硫酸钾   1.0

水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)酪素液制备 在装有搅拌器的三口烧瓶中加入适量的水和酪素,升温到65℃并缓慢搅拌使酪素溶胀;然后加入碱液调节pH值为9~10,酪素充分溶胀呈透明体系后继续恒温搅拌1h,得到酪素液。

(2)酪素/MMA/BA/DAAM/AN无皂乳液聚合 将MMA、BA、AN混合均匀配成A液,DAAM和适量的水配成B液,过硫酸钾水溶液为C液。在装有搅拌器的四口烧瓶中加入水、酪素液及1/10 A液和1/10 B液,升温至60℃后向其中加入1/2的引发剂C液,反应30min,升温至80℃把剩余的单体和引发剂在2~3h内滴加完,继续保温反应2~3h,调节体系pH值为7~8,得到带蓝光的淡黄色半透明黏稠乳液,固含量为15%,其单体转化率>95%。 

(3)表面施胶液的制备 把95g水加入三口瓶中,缓慢倒入5g氧化淀粉搅拌均匀,升温至95℃保温搅拌0.5h,过滤得到质量分数为5%的糊化淀粉液。将定量的糊化淀粉液倒入反应瓶中,添加表面施胶剂,加水稀释保证体系总质量分数为5%,60~70℃下搅拌20min后进行施胶。

(4)表面施胶工艺 将原纸[铝箔衬纸,定量(50±1)g/m2]铺在涂布机上,一端固定,开动施胶辊,用移液管取10mL施胶乳液均匀涂布在纸上,施胶定量为1.15g/m2,压光烘干后在干燥器中平衡稳定24h后测试纸张的性能。

3.性能与效果

(1)当酪素用量为单体总量的30%,BA与MMA的质量比为1.3,w(DAAM)=2%时,该表面施胶剂具有良好的应用效果。

(2)施胶量为1.15g/m2,纸张施胶度为30.2s,耐折度为4672。

(3)TEM图和粒径大小及分布表明,当交联单体w(DAAM)=2%时,乳液粒子形貌是光滑的球状体,粒径为125.7nm。

(四)有机硅改性环氧丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   60

丙烯酸丁酯(BA)   35

丙烯酸(AA)   5.0

环氧树脂(E-44)   5.0

十二烷基磺酸钠(SLS)   1.5

八甲基环四硅氧烷(D4)   5.0

乙烯基三乙氧基硅氧烷(A-151)   5.0

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)   2.0

过硫酸钠(SPS)   1~2

碳酸氢钠   0.5

氨水   1~3

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

准确称量单体MMA、BA、AA、D4、A-151及E-44混合均匀备用;将一定比例的乳化剂OP-10与SLS溶于水,再加入一定量的NaHCO3配成复合乳化剂待用;把SPS溶解在10mL去离子水中配成引发液。在配有回流冷凝管和搅拌器的250mL四口瓶中加入上述配好的1/2复合乳化液以及1/10的混合单体,在室温下搅拌10min后加入1/2的引发液,预升温至75℃得到种子乳液。体系中蓝相明显保温30min后同步滴加剩余的混合单体和复合乳化液,期间每隔10min补加一次引发液。全部滴加后在80℃下保温1.5h。最后将体系温度降到30℃左右后用氨水调其pH值到7~8,用100目的筛子过滤,出料。

3.性能

有机硅改性环氧丙烯酸乳液性能和膜性能见表2-15。

表2-15 有机硅改性环氧丙烯酸乳液性能和膜性能

4.效果

在油水比为0.8,丙烯酸占油性单体总量的4%,环氧树脂为5%,有机硅为10%,乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)与十二烷基磺酸钠(SLS)的比为2∶1,用量为3.5%,引发剂为0.6%,电解质为0.45%时合成的乳液固含量达到43.93%。

(五)纳米SiO2/有机硅改性核壳型丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   37

丙烯酸(AA)   3.0

正硅酸乙酯(TEOS)   1~2

  γ-甲基丙烯酰氧基丙基   10~15

 三甲氧基硅烷(A-174)

反应乳化剂A(SN-102)   1.5

反应乳化剂B(SE-10)   2.0

过硫酸钾(KPS)   1.0

亚硫酸氢钠(SHS)   0.5

NaHCO3   0.2

纳米SiO2   1~3

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

预乳液的制备:将一定量的去离子水和乳化剂加入到预乳化用的四口烧瓶中,搅拌均匀后加入设计量的核层或壳层混合单体,室温高速乳化30min,即得核或壳预乳液,备用。

丙烯酸酯核乳液的制备:将一定量的去离子水、乳化剂和缓冲液(NaHCO3)加入到带有搅拌器、冷凝器以及温度计的四口烧瓶中,升温至77~78℃,滴加20%~30%的核预乳液及30%引发剂水溶液;待体系出现蓝相后,继续保温反应30min,降温至75℃,通过滴液漏斗均匀滴加剩余的核预乳液与30%引发剂水溶液(1~1.5h内滴加完毕),升温至77℃,保温1h,即得丙烯酸酯核乳液。

壳乳液的制备方式:将上述丙烯酸核乳液体系降温至75℃左右,向核乳液中同时均匀滴加壳层预乳液和30%引发剂水溶液(2~2.5h滴加完毕),升温至77~78℃,加入剩余的10%引发剂水溶液,保温反应1.5h,然后降至室温,加入TEOS反应12h,加入适量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇调节pH值至7~8,用200目的滤网过滤出料,即得纳米SiO2/有机硅改性核壳丙烯酸酯乳液。

3.性能与效果

(1)纳米SiO2以TEOS方式加入,有机硅单体选用A-174,且与30%的丙烯酸酯类单体混合预乳化加入,有利于提高乳液聚合稳定性。

(2)最佳工艺条件:反应温度为75~80℃,有机硅用量为2%,TEOS用量为1%。此时可获得较理想的核壳型丙烯酸酯改性乳液。

(3)乳胶粒并不是全部呈球形,有的乳胶粒可能通过硅羟基相互交联成网络结构,但球形的乳胶粒仍有明显的核壳结构;有机硅及纳米SiO2已经接枝到丙烯酸酯乳液的分子链上;乳液胶膜具有2个玻璃化转变温度,进一步确定乳胶粒为核壳结构;在最佳工艺条件下可以使乳胶粒粒径达到160.4nm,大于常规乳液乳胶粒及纯丙烯酸酯核壳乳液乳胶粒;改性的丙烯酸酯无皂乳液具有更好的耐热性。

(六)自乳化全氟烷基阳离子聚丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   40

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   20

丙烯酸羟乙酯(HEA)   20

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)   20

全氟烷基乙基丙烯酸辛酯(FEA)   38

水性偶氮二异丁腈(AIBN)  1~2

NN-二甲基甲酰胺(DMF)   1~3

冰醋酸(Ac)   1~3

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

先将FEA、DM、BA、MMA及HEA几种单体混合液、助溶剂DMF、酸化剂Ac加入250mL烧杯中,在1000r/min的速度下搅拌30min,制得单体混合物溶液。然后向装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的250mL四口烧瓶中,加入1/3混合溶液和1/3的油溶性引发剂溶液(AIBN+DMF),搅拌并升温至80℃,恒温反应1h;开始滴加剩余的单体混合液及油溶性引发剂溶液,滴加过程持续1h。滴加完毕后,继续恒温80℃反应2h。随后,在搅拌下,向反应体系中加入去离子水,搅拌30min后,连续滴加水溶性引发剂AIBN溶液,滴加过程持续1h,滴加完毕后,继续恒温80℃反应3h。自然冷却至室温,得乳白色、带蓝光的乳液,即为自乳化全氟烷基阳离子聚丙烯酸酯(PABF)乳液。具体反应方程式如图2-1所示。

图2-1 PABF的聚合反应方程式

将乳液在聚四氟乙烯模具内流延成膜,室温下干燥5d后,放入烘箱中于不同设定温度下烘12h,放入干燥器内待测。

3.性能与效果

(1)采用两步转相聚合法,以全氟烷基乙基丙烯酸辛酯(FEA)为功能单体制备了自乳化全氟烷基阳离子聚丙烯酸酯乳液,全氟单体的加入有效地降低了表面自由能。当FEA含量增加为38%时,处理温度为150℃,水接触角达116.3°,二碘甲烷接触角达91.5°,乳胶膜表面自由能降至12.08mJ/m2

(2)涂膜具有较好的耐热性和耐老化性能。当FEA单体用量达到38%时,热分解温度为172.08℃,提高了30.63℃;涂膜经1600h人工加速老化后,保光率仍大于90%,无裂纹、粉化和变色等现象。

(七)中空型丙烯酸酯/酪素基SiO2纳米乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   30

甲基丙烯酸(MAA)   10

  γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲   10

 基硅烷(KH570)

酪素(CA)   30

己内酰胺(CPL)   1~3

三乙醇胺(TEA)   1~2

过硫酸铵(APS)   0.5

正硅酸乙酯(TEOS)   2~3

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)中空型聚丙烯酸酯乳液的合成 将一定量的混合单体(MMA/BA/MAA)、乳化剂和引发剂等,加入装有搅拌器、冷凝管、温度计等的250mL三口烧瓶中,调节水浴温度为70℃,反应一段时间,得到种子乳液;调节水浴至一定温度,分别以一定速度同时滴加核层混合单体(MMA/BA/MAA)、乳化剂水溶液及引发剂水溶液,保温一定时间,制备核层乳液;继续调节水浴至一定温度,分别以一定速度同时滴加壳层混合单体、乳化剂水溶液及引发剂水溶液,保温一定时间后,冷却至室温,出料;取一定量的乳液置于烧杯中,通过NaOH溶液调节pH值,将碱化后的乳液置于三口烧瓶中,调节水浴至一定温度后,在搅拌作用下,保温反应一段时间,停止加热,将其自然冷却至室温,出料,得A乳液。

(2)中空型聚丙烯酸酯/酪素基SiO2纳米复合乳液的制备 调节水浴温度,在搅拌作用下,在装有搅拌器和冷凝装置的250mL三口烧瓶中加入一定量的酪素、三乙醇胺及去离子水,保温一定时间;水浴温度升高至一定温度,以一定速度滴加一定量己内酰胺水溶液,同时以一定的方式加入一定量的正硅酸乙酯和KH570,保温反应一定时间,停止反应,室温冷却,出料,得B乳液。将一定质量比的A与B乳液混合加入到三口烧瓶中,加温搅拌30min,得到一系列不同组分比例(乳液A和乳液B的质量比分别为10∶0、7∶3、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、0∶10)的复合乳液。

3.性能与效果

当碱溶胀pH值为12.3左右、碱溶胀时间为3h时,聚丙烯酸酯乳液乳胶粒粒径增大,粒径在纳米级,约为90nm,且分布较均一,并形成了一定的中空结构,中空型聚丙烯酸酯/酪素基SiO2纳米复合乳液粒径约为100nm,可赋予被粘物优异的力学性能。

(八)核壳型丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   40

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   40

丙烯酸(AA)   5.0

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)   5.0

丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)   10

过硫酸钾(KPS)   0.82

辛基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)   1.5

乙烯基硅油   2~8

十二烷基硫酸钠(SDS)   1~2

水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)核/壳型丙烯酸酯乳液的制备

①核预乳液或壳预乳液的制备 在三口烧瓶中加入组分1(核层单体)或组分2(壳层单体)、对应的乳化剂和水,40℃搅拌30min,制得核预乳液或壳预乳液。

②核层的聚合 将四口烧瓶置于40℃恒温水浴锅中,加入核预乳液,边搅拌边升温至80℃;然后加入1/3的固体引发剂,反应至乳液呈蓝光时,继续反应5min即可。

③壳层的聚合 80℃时在装有核乳液的四口烧瓶中交替滴加壳预乳液、部分引发剂溶液(3h内滴完),保温反应1h,出料,调节pH值至7即可。

(2)硅丙乳液的制备

①有机硅前期加入 将有机硅加入到核组分中一起进行预乳化,然后进行后续的核/壳乳液聚合反应。

②有机硅中期加入 将有机硅加入到壳组分中一起进行预乳化,制得壳预乳液;然后与引发剂一起交替加入到核乳液中进行反应。

③有机硅后期加入 将制备好的丙烯酸酯乳液置于四口烧瓶中,60℃时加入有机硅,溶胀40min;升温至80℃,滴加引发剂溶液(1h内滴毕),保温反应1h,出料,调节pH值至7即可。

3.性能与效果

最佳工艺条件是:m(SDS)∶m(OP-10)=3∶2、w(KPS)=0.82%、w(复合乳化剂)=3.4%、w(HEMA)=3.5%、聚合温度为80℃、聚合中期加入乙烯基硅油至壳单体中且w(乙烯基硅油)=6.8%。由最佳工艺条件制成的有机硅改性丙烯酸酯乳液及其涂膜,其稳定性、耐水性和力学性能俱佳。

(九)环氧改性丙烯酸乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   35

苯乙烯   10

丙烯酸   5.0

丙烯酰胺   3~4

丙二醇   1~3

过硫酸钠   0.7

环氧树脂(E-44)   12

十二烷基苯磺酸钠   2.0

十二烷基硫酸钠   1.5

NaOH   1~3

OP-10乳化剂   2.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

第一步:称取一定量的OP-10和十二烷基苯磺酸钠,加入去离子水中,搅拌溶解,制得复合乳化剂溶液。取1/3复合乳化剂溶液,加入到300mL四口烧瓶中。将环氧树脂溶解在丙烯酸中,在电动搅拌器高速搅拌下,缓慢加入到四口烧瓶中,制得预乳液,备用。

第二步:取1/7预乳液,和剩余复合乳化液混合,加入到恒温水浴锅中的装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,并加入适量的碳酸氢钠。缓慢升温,并搅拌。升温到65℃,加入引发剂过硫酸钠溶液。温度升到(80±1)℃,体系出现蓝色,种子引发完毕。

第三步:待蓝色出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加剩余预乳液,在2~3h内滴完,并在这期间,定时滴加引发剂溶液。待预乳液滴加完毕后,加入剩余引发剂溶液。保温1h,冷却降温到40℃,过滤,滴加少量氨水,调节pH值至7。

3.性能

乳液性能和涂膜性能检测结果见表2-16。

表2-16 乳液性能和涂膜性能检测结果

4.效果

(1)采用预乳化的半连续种子乳液聚合可制得稳定性好、凝聚率低、转化率高、耐水性好的环氧改性丙烯酸乳液。

(2)实验表明,在反应温度为(85±1)℃,引发剂用量为6%,乳化剂用量为0.7%,功能单体为3%,环氧树脂E-44的用量为12%,软硬单体的比例为1∶1的情况下,可合成稳定的环氧改性丙烯酸乳液。

(十)自交联型丙烯酸酯胶黏剂乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   46

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   46

丙烯酸羟丙酯(HPA)   1~3

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)   4.0

十二烷基硫酸钠(SDS)   2.0

丙烯酸(AA)   2.0

聚乙二醇辛基苯基醚   2.0

过硫酸铵(APS)   1.2

碳酸氢钠(NaHCO3)   1.0

水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)乳液合成 按照配方配比,将SDS、聚乙二醇辛基苯基醚、NaHCO3和去离子水加入具有回流装置的反应容器内,于80℃恒温水浴下开启搅拌装置,待乳化剂溶解完毕,将各类单体按配方混配均匀,取混合单体总质量的10%一次加入烧瓶内,分散均匀后,加入总引发剂30%的APS水溶液,等待反应至体系出现蓝光,将剩余的单体及70%的APS水溶液于2h内匀速滴加完毕。结束后恒温0.5h,之后升温至85℃,继续恒温0.5h。最后以冰水浴猝灭反应,以氨水调节pH值为8~9,即可过滤倒出,备用。

(2)水基丙烯酸酯胶黏剂乳液胶膜的制备 将制备好的乳液称取一定质量,倒入聚四氟乙烯板,于室温下自然干燥,待表面干燥后,放入电热鼓风干燥箱内于40℃下干燥24h,然后取出,可制得约1mm厚度的待测胶膜。

3.性能与效果

HPA的加入可以减小所制乳液的粒径,并使粒径分布更加均匀,乳液稳定性更好,流体呈现假塑性,随着HPA含量增加,乳液的黏度有所上升,胶膜的拉伸强度先增加后略微减小,断裂伸长率减小,吸水率先减小后上升。当HPA含量为2%时,乳液的平均粒径为97.3mm,力学性能优良,PVC与织物间的黏结剥离强度从17.6N/25mm提升至28.2N/25mm。当HPA含量为1%时,吸水率达到最低值4.2%,耐水性最佳。对乳液流变性能进行的研究表明,HPA改性的自交联丙烯酸酯乳液呈假塑性流体,随HPA含量的增加,乳液的黏度与触变性上升。而不含HPA的乳液黏度较小,且不具触变性。

(十一)环氧树脂改性苯丙共聚乳液

1.原材料与配方(质量份)

复配乳化剂   2.0~3.0

反应型乳化剂   0.3~0.5

引发剂(过硫酸铵)   0.2~0.4

pH值缓冲剂(碳酸氢钠)   0.02~0.04

苯乙烯   18~22

甲基丙烯酸甲酯   2.0~4.0

丙烯酸丁酯   18~22

官能单体   1.0~2.0

硅单体   0.1~0.5

E-44   2.0~5.0

氨水   1.0~1.5

去离子水   49~51

2.制备方法

将计量好的部分乳化剂、pH值缓冲剂、去离子水投入釜底,在另一个罐中加入剩余乳化剂、反应型乳化剂、单体、环氧树脂、去离子水制备单体预乳化液。将釜温加热至70℃,加入部分预乳化液,当温度升至80~83℃时,加入初加引发剂,制备种子乳液,反应约30min,开始滴加预乳化液和滴加引发剂,滴加时间约3.5h,温度控制在83~85℃。保温1h,降温至55~60℃,用氨水中和使pH值达到7.0~9.0,冷却、过滤、出料,得到环氧树脂改性苯丙乳液。

3.性能

各因素对乳液性能的影响见表2-17~表2-19。

表2-17 环氧树脂用量对乳液性能的影响

表2-18 乳化剂用量对乳液的影响

表2-19 玻璃化温度对乳液的影响

4.效果

(1)采用首先制备丙烯酸种子乳液,然后滴加溶有环氧树脂的单体溶液的工艺可制得具有较高机械强度和抗化学特性的环氧树脂改性苯丙乳液。

(2)环氧树脂用量为5%,乳化剂用量为2.0%~2.5%,玻璃化温度为6~10℃的条件下,可制得综合性能优异的环氧树脂改性苯丙乳液。

(十二)环氧改性丙烯酸乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   5.0

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   50

苯乙烯(St)   5.0

丙烯酰胺   4.0

  NaHCO3   1~2

丙二醇   1~3

丙烯酸(AA)   3.0

环氧树脂(E-44)   8.0

过硫酸钠   0.5

OP-10

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)   2.5

十二烷基硫酸钠(SDS)   2.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

第一步:预乳化。称取一定量的OP-10和SDBS加入去离子水中,搅拌溶解,得到复合乳化剂溶液。取复合乳化剂溶液的一半,加入到250mL四口烧瓶中。将环氧树脂溶解在丙烯酸类混合单体后,加入到四口烧瓶中,高速搅拌,制得预乳液,备用。

第二步:种子引发。取预乳液的1/10和剩余复合乳化剂溶液混合,加入到四口烧瓶,并加入适量的碳酸氢钠。缓慢升温,并搅拌,升温到50℃,加入过硫酸钠溶液的1/2。温度升到(80±1)℃,体系出现蓝相,种子引发完毕。

第三步:壳层聚合。待蓝相出现以后,维持反应温度,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加剩余预乳液,在2~3h内滴完,在这期间定时滴加剩余引发剂溶液。待预乳液滴加完毕,保温1h。冷却降温至40℃,过滤,滴加少量氨水,调节pH值至7。

3.性能

乳液性能和涂膜性能检测结果见表2-20。

表2-20 乳液性能和涂膜性能检测结果

4.效果

在反应温度为(80±1)℃,引发剂用量为5%,乳化剂为OP-10和SDBS按照2∶1的比例复合,用量为4.5%,功能单体为3%,环氧树脂E-44的用量为8%,软硬单体的比例为1∶1的情况下,合成环氧改性丙烯酸乳液,其综合性能优异。

(十三)有机氟/环氧树脂改性丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   40

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   40

甲基丙烯酸(MAA)   20

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)  1.0

  N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)   2.5

过硫酸铵(APS)   0.65

去离子水   适量

甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)   2.0

环氧树脂(EP)   4.5

氨水   适量

碳酸氢钠(NaHCO3)   1~2

十二烷基硫酸钠(SDS)   1.0

其他助剂   适量

2.制备方法

将适量的水、复合乳化剂(SDS/OP-10)和NaHCO3加入到带有搅拌器、回流冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,升温至所需温度;然后加入适量的引发剂(APS),15min内滴加1/4混合单体(EP、MMA、BA和MAA),反应30min,得到蓝色荧光的种子乳液;随后3h内滴加剩余的混合单体和交联剂(NMA),滴加过程中每间隔15min加入适量的APS;最后在10min内滴加完有机氟(MBFA-12),并加入剩余的APS,滴毕后再升温5℃,保温熟化30min;冷却至40℃以下,用氨水调节pH值至8.0~9.0,出料过滤即可。

3.性能与效果

(1)各因素对单体转化率的影响依次为聚合温度>MBFA-12含量>MAA含量>EP含量>APS含量>复合乳化剂含量>NMA含量,后两个是非显著性因素。

(2)当w(复合乳化剂)=2.0%、w(APS)=0.65%、w(MBFA-12)=2%、w(EP)=4.5%、w(MAA)=2.5%、w(NMA)=2.5%和聚合温度70℃时,含氟EP复合改性丙烯酸酯乳液的综合性能相对最好,其单体转化率为96.59%、黏度为341mPa·s、平均粒径为370nm、涂膜吸水率为8.42%。

(十四)水性丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方

乳液的配方见表2-21。

表2-21 核/壳结构乳液的配方

2.制备方法

(1)预乳化 将第一阶段用乳化剂、去离子水以及单体加入到500mL的四颈瓶中,装上温度计、电动搅拌器、冷凝管及滴液漏斗,升温至54℃搅拌约30min,得到第一阶段预乳化液。将第二阶段用单体、乳化剂、去离子水用磁力搅拌器预乳化1h,待用。将APS溶于8mL水中,待用。

(2)种子乳液制备 取1/4第一阶段预乳化液于四颈瓶中,升温至74℃,然后滴加2mL APS溶液,反应约30min,制得种子乳液。

(3)乳液聚合

①核乳液的制备 保持反应温度不变,加1.5mL APS溶液于反应瓶中,并滴加剩余3/4第一阶段预乳化液,1h滴完,滴加到一半时补加1mL APS溶液。

②壳乳液制备 将第二阶段预乳化液移至滴液漏斗中,加入1.5mL APS溶液,然后慢慢滴加到核乳液中,滴加到一半时补加1mL APS溶液,1h滴加完毕,加入余下的APS溶液,保持温度为(74±2)℃反应2h后升温至(80±2)℃,继续反应2h,然后降至室温,用氨水中和至中性并缓慢加入10% ADH水溶液,搅拌均匀。过滤,出料,得到一种呈蓝光的乳白色乳液。

按照上述步骤制得核/壳结构自交联型丙烯酸酯乳液,调整DAAM用量,使其在乳液中的质量分数分别是0、1.5%、2.4%、3.5%、5%、7%。

(4)乳胶膜的制备 将铝板进行擦洗和表面处理,将丙烯酸酯乳液涂布于干净的铝板和聚四氟乙烯板上,常温下自然干燥7d,等完全干燥后,进行各种性能的测定。

3.性能与效果

(1)功能单体DAAM的含量影响乳液及其乳胶膜的性能。结合涂料成本等因素综合考虑,当DAAM添加量为2.4%~3.5%时,得到的自交联丙烯酸酯共聚物乳液的稳定性好、单体转化率高、聚合凝胶率低,其乳胶膜的耐水性、耐溶剂性能以及力学性能较优。

(2)交联单体ADH的加入量影响着酮羰基与酰肼基的交联反应。当m(ADH)/m(DAAM)=1~1.2时,胶膜的交联密度最大,吸水率、溶胀率最低,硬度达到2H,乳胶膜的各项性能较好。

(3)激光散射实验表明,乳液DAAM含量高,聚合得到的乳液的乳胶粒粒径小,分布窄。

(4)FTIR测试表明,酮羰基与酰肼基发生交联反应生成了腙。

(5)乳液聚合物DSC曲线表明自交联反应提高了聚合物的玻璃化温度(Tg),从而提高了乳胶膜的力学性能和耐水、耐溶剂等性能。

(十五)高固含量水性丙烯酸酯乳液

1.原材料与配方(g)
2.制备方法

将一定量的蒸馏水、乳化剂和pH调节剂,倒入装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中;然后边搅拌边水浴升温至80℃,加入全部引发剂,开始滴加单体,3~4h内滴完;升温至90℃,保温反应1h后降至室温,出料。

3.性能与效果

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸丁酯(BA)为软单体、丙烯酸(AA)和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为功能性单体以及过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠为引发剂,合成了固含量为45%左右的丙烯酸酯微乳液。研究结果表明:普通乳化剂[烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(OS)、十二烷基硫酸钠(SDS)]、反应性乳化剂[烯丙氧基羟丙磺酸钠(HAPS)]、NMA和反应温度等对合成的丙烯酸酯微乳液性能有影响;当反应温度为80~85℃、w(OS)=4.2%、w(SDS)=2.2%、w(HAPS)=0.5%和w(NMA)=0.50%时,合成的丙烯酸酯微乳液的综合性能较好。

三、水性丙烯酸酯胶黏剂实用配方

1.乳液型丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

甲基丙烯酸甲酯   75

甲基丙烯酸丁酯   25

增黏剂   8.0

官能团单体   3.0

界面活性剂   0.15

乳化剂   0.5

水   50

其他助剂   适量

说明:固含量42%,黏度1500mPa·s,成膜温度20℃,流动性好,固化速度快。

2.乳液型水性丙烯酸酯胶黏剂1(质量份)

丙烯酸-2-乙基乙酯   69

丙烯酸   1.0

醋酸乙酯   30

乳化剂   2.0

邻苯二甲酸二丁酯   2.0

水   50

其他助剂   适量

说明:固含量52%,黏度2000mPa·s,成膜温度20℃,流动性好,固化速度快。

3.乳液型水性丙烯酸酯胶黏剂2(质量份)

甲基丙烯酸甲酯   48

丙烯酸丁酯   52

活性乳化剂   1.0

甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯   4.0

叔丁基过氧化氢   1.5

水   100

偶联剂   1.5

其他助剂   适量

说明:固含量45.5%,B型黏度1700mPa·s,pH值2.3,贮存性好,固化速度快。

4.水分散性丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

甲基丙烯酸甲酯   6.0

丙烯酸   4.0

乳化剂   5.0

铵盐   10

增稠剂   3~4

润湿剂   1.5

消泡剂   0.25

氨水   1.8

其他助剂   适量

说明:固含量40%,黏度2500mPa·s,成膜温度50℃,表面张力32×10-3N/m。

5.水性丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸乙酯   49

甲基丙烯酸甲酯   50

丙烯酸   1.0

乳化剂   2.0

活性剂   0.2

水   50

其他助剂   适量

说明:固含量52%,黏度2000mPa·s,成膜温度20℃,流动性良好,固化速度快。

6.水性丙烯酸酯胶黏剂2(质量份)

丙烯酸乙酯   50

丙烯酸丁酯   48

丙烯酸   2.0

含官能团单体   3.0

水   50

乳化剂   1.0

表面活性剂   0.2

乙酸乙酯   15

增稠剂   10

其他助剂   适量

说明:固含量45%,黏度2500mPa·s,最低成膜温度51℃。

7.水性丙烯酸酯乳胶(质量份)

丙烯酸丁酯   95

丙烯酸   5.0

醋酸乙酯   40

  OP-10   2.0

过硫酸铵   0.5

十二烷基硫酸钠   1.0

松香   15~20

NaOH   1~2

水   100

其他助剂   适量

说明:纸塑复合用胶。

8.塑料、木材粘接用水性丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸   90

丙烯酸丁酯   10

苯乙烯   25

醋酸乙烯酯   10

交联剂   0.2

乳化剂   1.0

蒸馏水   100

其他助剂   适量

说明:可用于粘接塑料、木材、水泥等材料,固化时间90~120min、剪切强度0.86MPa。

9.水性丙烯酸酯压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   70

丙烯酸乙酯   20

丙烯酸-2-羟乙酯   3.0

丙烯酸   7.0

乳化剂   1.0

引发剂   0.1

水   30

其他助剂   适量  

说明:主要用于制备压敏胶带、拉伸强度31MPa、初黏性14s、持黏性2~8mm/h,剥离强度8.2N/mm。 

10.水性丙烯酸酯高速贴标胶黏剂(质量份)

丙烯酸甲酯   45

丙烯酸丁酯   40

丙烯酸   15

丙烯腈   2.0

乳化剂   1.0

引发剂   0.4

复合增稠剂   4.0

氨水   10

酒精   20

水   45

其他助剂   适量

说明:微黄色透明黏稠液体、不挥发物含量28%,黏度6.5Pa·s,pH值7~8。

11.核壳型丙烯酸酯乳液胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   70~80

2-甲基丙烯酸羟乙酯   2~4

丙烯酸   2~4

醋酸乙烯酯   20~30

乳化剂   3~5

叔丁基过氧化氢   0.1~0.2

甲醛合次硫酸氢钠   0.1~0.2

链转移剂   0.5

过硫酸铵   0.3~0.6

氨水   10

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶可作为建筑胶、装饰胶广泛使用。

12.纸塑复合用水性丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   55

丙烯酸乙酯   35

丙烯酸   10

引发剂   0.5

乳化剂   1.0

NaOH   1~2

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶成本低、环保无污染、黏度适中,干燥速度快,粘接强度良好。

13.水性丙烯酸酯高清洁纸塑复合胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   40

醋酸乙烯酯   60

乳化剂   3~4

引发剂   0.4

交联剂   1.0

去离子水   40

聚乙烯醇   20

缓冲剂   1.0

其他助剂   适量

说明:固含量45%,黏度19Pa·s,最低成膜温度25℃,剥离强度8.5N/2.5mm。

14.水性丙烯酸酯铝箔纸复合用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸   10

醋酸乙烯酯   30

聚乙烯醇   5~8

过硫酸铵   0.2

聚乙二醇辛基苯基醚   1.0~1.2

十二烷基硫酸钠   0.5

邻苯二甲酸二丁酯   3.0

磷酸三苯酯   0.2

蒸馏水   80

其他助剂   适量

说明:主要用于铝箔与衬纸粘接,粘接强度牢固。

15.水性丙烯酸酯/苯乙烯真空镀铝膜用胶黏剂(质量份)

甲基丙烯酸甲酯   40

丙烯酸丁酯   20

丙烯酸乙酯   20

丙烯酸羟乙酯   9.0

苯乙烯   11

丙烯腈   0.1

过硫酸铵   0.1~0.3

十二烷基硫醇   0.4~0.8

乳化剂(MS-1、A-501)   1.0~1.5

NaOH   4.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:固含量55%,黏度4000~8000mPa·s,乳白色乳液、胶层透明,主要用于卷烟的包装盒的制备。

16.水性丙烯酸酯纸塑复合胶黏剂(质量份)

丙烯酸乙酯   40

丙烯酸丁酯   15

丙烯酸   25

乙酸乙烯酯   20

乳化剂   4.0

松香乳液   30

磷酸酯   1.5

消泡剂   0.1

水   适量

其他助剂   适量

说明:固含量52%,黏度1300mPa·s,pH值6.5,180℃剥离强度0.34N/m,主要用于聚烯烃材料的粘接。

17.水性丙烯酸酯纸塑品封边用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   40

丙烯酸异辛酯   50

甲基丙烯酸甲酯   8.0

丙烯酸   2.0

乳化剂   4.0

羟甲基丙烯酰胺   3~4

过硫酸铵   0.5

亚硫酸氢钠   1.0

去离子水   80

其他助剂   适量

说明:不挥发物含量60%~65%,黏度35~39Pa·s,初黏力(球号)>12,180℃剥离强度330N/cm。

18.水性丙烯酸酯自交联胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   80

甲基丙烯酸甲酯   20

乳化剂OP-10   3.0

  N-羟甲基丙烯酰胺   6.0

十二烷基硫酸钠   1.0

过硫酸铵   15

水   300

其他助剂   适量

说明:固含量30%,pH值为3~4,为蓝色荧光乳白色乳液,主要用于纺织工业,作涂料印花胶黏剂。

19.水性丙烯酸酯/苯乙烯建筑用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

苯乙烯   40

丙烯酰胺   5.0

丙烯醇   4.0

聚乙烯醇   10

乳化剂   2.0

十二烷基硫酸钠   1.0

过硫酸铵   9.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:耐水性优良、粘接性能良好,主要用于建筑、木材、水泥等的粘接。

20.水性丙烯酸酯阳离子交联胶黏剂(质量份)

甲基丙烯酸氨基乙酯   60

液体石蜡   40

丙烯酰胺   15

山梨醇单月桂酸酯   1.0

乙二胺四乙胺   2.0

过硫酸钾/亚硫酸氢钠   2.5

水   30

其他助剂   适量

说明:固含量50%,黏度982.3Pa·s,剥离强度4.6N/cm,主要用于壁纸、广告、标签、邮票信封等纸制品的粘接。

21.水性丙烯酸酯/醋酸乙烯酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

醋酸乙烯酯   40

乳化剂   3.0

十二烷基硫酸钠   0.4

辛基酚聚氧乙烯醚   0.8

氧化还原引发剂   0.4

功能单体   80

蒸馏水   150

其他助剂   适量

说明:固含量38.8%,黏度764Pa·s,初黏力大,主要用于热覆机与冷覆机覆膜。

22.水性丙烯酸酯食品包装薄膜复合用胶黏剂(质量份)

丙烯酸乙酯   41

丙烯酸丁酯   20

甲基丙烯酸甲酯   33

甲基丙烯酸丁酯   2.5

丙烯酸   2.0

丙烯酸羟丙酯   1.5

水   150

丁二酸二异辛酯磺酸钠   0.1

异丙基萘磺酸钠   0.4

(NH42S2O8   0.6

NaHCO3   0.25

十二烷基硫醇   0.3

其他助剂   适量

说明:无毒、无味,复合剥离强度为1.0N/15mm。

23.水性丙烯酸酯鞋用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   40

丙烯酸异辛酯   10

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸   15

丙烯酸羟乙酯   5.0

乳化剂   2.0

还原剂   0.1

缓冲剂   0.2

引发剂   0.5

去离子水   40

聚氨酯乳液   80

其他助剂   适量

说明:固含量20%,粘接性能可与聚氨酯胶黏剂相媲美,成本下降了10%。

24.水性丙烯酸酯地板胶黏剂1(质量份)

可交联丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸乳液/增稠剂   5~10

丙二醇   3.0

消泡剂   0.1

表面活性剂(烷芳基聚醚醇)   2.5

氢化松香二乙醇酯   25

二氧化硅(325目)   80~100

水   2~5

其他助剂   适量

说明:固含量72%,黏度2000mPa·s,使用时颜料/胶黏剂配比为1∶1。

25.水性丙烯酸酯地板胶黏剂2(质量份)
26.水性丙烯酸酯地板胶黏剂3(质量份)

A组分

 丙烯酸酯树脂   100

 聚丙二醇   5.0

 聚甲基丙烯酸酯   1.5

 葡糖酸钠   0.5

 消泡剂(Nopco NXZ)   1.0

 防腐剂   0.5

 2%纤维素醚水溶液   18

 氨   0.3

 其他助剂   适量  B组分:白水泥

A∶B组分配比=1∶1.5, 现场配制。

27.水性丙烯酸酯陶瓷粘接用胶黏剂1(质量份)

羧基丙烯酸酯乳液   100

消泡剂   4.0

邻苯二甲酸二丁酯   18

防腐剂   1.0

羟乙基纤维素   10

氨   5.0

丙烯酸-苯乙烯共聚乳液   400

萜烯树脂乳液   40

10#白粉   275

CaCO3精细粉   275

水   适量

其他助剂   适量

28.水性丙烯酸酯陶瓷粘接用胶黏剂2(质量份)

羧基丙烯酸酯乳液   100

消泡剂   4.0

壬基苯氧基聚乙氧基乙醇   5.0

邻苯二甲酸二丁酯   2.0

防腐剂   1.0

水   360

3%羟乙基纤维素水溶液   10

氨   5.0

丙烯酸-苯乙烯乳液   110

石灰石   1000

其他助剂   适量

29.水性丙烯酸酯纸制品用胶黏剂(质量份)

聚丙烯酸乙酯   100

白垩土   75

丙烯酸酯共聚物   3.0

乳化剂   3.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶主要用于纸筒的制备,涂覆性好,粘接牢固。

30.水性丙烯酸酯塑料层压制品用胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

消泡剂   0.5

碳酸氢钠   6.5

预混   1.0

                     5.0

其他助剂   适量

说明:固含量30%,黏度70Pa·s,粘接性能良好。

31.水性丙烯酸酯密封胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

预混   2.0

                     5.0

消泡剂   0.5

碳酸氢钠   2.5

CaCO3   60

其他助剂   适量

说明:黏度50Pa·s,涂覆性良好,密封性能亦佳。

32.水性丙烯酸酯无纺布用胶黏剂1(质量份)

说明:浸渍后,铺平压实,在135℃下固化5min。

33.水性丙烯酸酯无纺布用胶黏剂2(质量份)

说明:浸渍后铺平压实,在135℃下固化5min。

34.水性丙烯酸酯无纺布用胶黏剂3(质量份)

丙烯酸乙酯   60

甲基丙烯酸甲酯   35

甲基丙烯酸   5.0

48% N-羟甲基丙烯酰胺溶液   10.4

3%亚硫酸氢钠溶液   40

过硫酸钠   1.5

聚氧化乙烯辛基苯基醇(Siponic F400)   43

水   适量

其他助剂   适量

说明: 用反应釜制备,反应温度60℃,反应时间3~4h,而后再反应30min。pH值为7。

35.水性丙烯酸酯无纺布胶黏剂4(质量份)

自交联型丙烯酸酯溶液   60

 (Ucar Latex 874)

羟乙基纤维素4%水溶液   6.0

 (Cellosize QP)

正十八烷基琥珀硫酸二钠(Aerosol 18)   3.2

月桂基硫酸钠(Sipex UB)   1.8

水   30

其他助剂   适量

36.水性丙烯酸酯织物层压用胶黏剂1(质量份)

热活性丙烯酸酯乳液   100

 (Hycar 2600×138)

羧基丙烯酸树脂   20

邻苯二甲酸二辛酯   1.5

氢氧化钠   1.0

水   适量

其他助剂   适量

37.水性丙烯酸酯织物层压用胶黏剂2(质量份)

热活性丙烯酸酯乳液   100

 (Hycar 2600×138)

丙烯酸乳液(Hycar 2679)   8.8

水溶性丙烯酸酯树脂(Carbopol 960)   7.1

邻苯二甲酸二辛酯   5.0

NaOH   1.0

水   适量

其他助剂   适量

38.水性丙烯酸酯织物层压用胶黏剂3(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸共聚物乳液   10

邻苯二甲酸二辛酯   4.0

消泡剂   0.2~0.3

水   适量

其他助剂   适量

39.水性丙烯酸酯织物层压用胶黏剂4(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸酯乳液   14.0

催化剂   2.0

消泡剂   0.3

氢氧化铵   1.0

填料   3.0

水   适量

其他助剂   适量

40.水性丙烯酸酯织物层压用胶黏剂5(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   95

丙烯酸   5.0

消泡剂   0.25

氢氧化铵   0.5

NaOH   1.0

催化剂   1.5

水   适量

其他助剂   适量

41.水性丙烯酸酯织物/织物粘接用胶黏剂1(质量份)

丙烯酸酯乳液   90

羧基丙烯酸酯树脂   10

氢氧化铵   8.0

消泡剂   1.0

水   适量

其他助剂   适量

42.水性丙烯酸酯织物/织物粘接用胶黏剂2(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   95

羧基丙烯酸酯乳液   5.0

消泡剂   0.3

催化剂   0.5

硝酸铵   2.0

氢氧化铵   3.0

水   适量

其他助剂   适量  

说明:以上织物/织物粘接用胶黏剂,透明、无毒无味,黏度较大,施胶干燥后还必须在149℃下固化1~3min方可固化充分。

43.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂1(质量份)

丙烯酸酯乳液(固含量53%)   92

水溶性丙烯酸树脂   5.0

热固性树脂   3.0

消泡剂   0.2

氢氧化铵   1.0

草酸   2.5

水   适量

其他助剂   适量

44.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂2(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸酯树脂   5.0

氢氧化铵   1.0

草酸   2.0

水   适量

其他助剂   适量

45.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂3(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   30

羟乙基纤维素   70

磷酸三(2-乙基己酯)   0.6

聚丙三醇   0.1

水   适量

草酸   2~3

氢氧化铵   1.5

聚羧基丙烯酸共聚物   0.75

六甲氧基甲基密胺   0.70

其他助剂   适量

46.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂4(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羟丙基甲基纤维素   30

消泡剂   3.0

水   适量

草酸   25

氢氧化铵   5~6

催化剂   1.0

其他助剂   适量

47.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂5(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸共聚物乳液   5.0

消泡剂   1.0

水   适量

固化剂RK-8   5.0

氢氧化铵   8.0

草酸   2.0

其他助剂   适量

48.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂6(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羧基丙烯酸共聚物乳液   30

消泡剂   3.0

水   适量

催化剂   5.0

氢氧化铵   0.5

其他助剂   适量

49.水性丙烯酸酯植绒胶黏剂7(质量份)

自交联丙烯酸酯乳液   100

羟乙基纤维素   5.0

磷酸三(2-乙基己酯)   4.0

消泡剂   0.5

氢氧化铵   1.5

草酸   2.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:该植绒胶黏剂可采用刮涂、辊涂法施胶,固化条件为149℃下固化4~5min。

50.水性丙烯酸酯/氨基树脂植绒胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

氨基树脂   5~10

羧基丙烯酸树脂   2~6

氢氧化铵   1~2

催化剂   2~5

水   适量

其他助剂   适量

51.水性丙烯腈-丁二烯/蜜胺甲醛植绒胶黏剂(质量份)

丙烯腈-丁二烯乳液   100

蜜胺甲醛缩聚物   10

羧基丙烯酸树脂   2~3

氢氧化铵   1~2

消泡剂   0.1~0.5

水   适量

其他助剂   适量

52.水性丙烯酸/聚乙烯吡咯烷酮植绒胶黏剂(质量份)

丙烯酸乳液   100

聚乙烯吡咯烷酮   10

消泡剂   0.1

氢氧化铵   1.5

催化剂   1~3

水   适量

其他助剂   适量

说明:以上植绒胶黏剂可采用刮涂、辊涂的方法施胶,待胶黏剂干燥后,再于140℃下固化5min方可完全固化。

53.水性丙烯酸酯金属/木材粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸   5

丙烯酸羟乙酯   5

乳化剂OP-10   1~3

十二烷基苯磺酸钠   1~2

亚硫酸氢钠   0.5~2.5

过硫酸钠   0.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:固含量>55%,黏度6~10Pa·s,pH值为中性,在涂胶时为防生锈可加入适量防锈剂。

54.水性丙烯酸酯PVC膜复合用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

丙烯酸   5.0

丙烯腈   5.0

醋酸乙烯酯   10

十二烷基硫酸钠   1~4

乳化剂S-10   3~4

过硫酸铵   1~2

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于PVC膜与木材、水泥等多孔材料粘接,粘接性能良好,应用范围广。

55.水性丙烯酸酯/苯乙烯纸制品粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   35

丙烯酸   15

苯乙烯   50

引发剂   1.5

乳化剂   3.0

非离子表面活性剂   0.5

阴离子表面活性剂   1.0

丙烯腈   8.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

56.水性丙烯酸/苯乙烯防水胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   30

甲基丙烯酸甲酯   15

丙烯酸   5

苯乙烯   50

甲基丙烯酰胺   20~30

N-烯丙基乙酰胺   30

乳化剂   3.0

过硫酸钠   1.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶乳性能稳定,粘接力强,防水性能好,可在常温常压下固化24h。

57.水性丙烯酸酯JS防水胶黏剂(质量份)

A组分 丙烯酸丁酯/苯乙烯(70/30)乳液   100

    消泡剂   0.5

    丙烯酰胺   2.0

    过硫酸铵   3.0

    水   适量

    其他助剂   适量

B组分

新鲜水泥   40

石英砂   60

配比:A∶B=1∶(1.2~2.0)

说明:固含量55%~58%,黏度200~2000mPa·s,乳白色液体,主要用防水材料的粘接。

58.水性丙烯酸酯塑料容器贴标签用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   50

丙烯酸   10

苯乙烯   20

醋酸乙烯酯   20

增黏树脂(松香类)   20

十二烷基苯磺酸钠   2~4

过硫酸铵   0.2~0.5

缩醛改性剂   10

水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶无毒、无污染、不霉变、耐水、成本低廉,粘接性能良好。

59.水性丙烯酸酯聚丙烯粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸   35

丙烯酸丁酯   25

苯乙烯   15

醋酸乙烯酯   25

乳化剂   1~3

增黏剂   20~25

交联剂   0.3~0.5

消泡剂   1.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶无毒、无味、成本低,易于施加,主要用于难以粘接的聚丙烯制品。

60.水性丙烯酸酯聚烯烃粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯或辛酯   40

丙烯酸   35

丙烯酸-β-羟乙酯   15

苯乙烯   10

醋酸乙烯酯   20

引发剂   0.1~0.5

增黏剂   20

乳化剂   3.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶无毒无味、价格适中,使用方便,粘接性能优异,主要用于聚乙烯、聚丙烯、尼龙等塑料的粘接。

61.水性丙烯酸酯建筑密封胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

硅灰石粉   40

增塑剂   4.0

重质CaCO3   30

分散剂   5~8

滑石粉   20

白炭黑   1.0

过硫酸铵   1.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶为膏状物,固含量为65%,粘接强度高,热导率好,主要用作建筑材料的粘接。

62.淀粉改性丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯(1/2)   100

淀粉   40

交联剂   5.0

乳化剂   1.5

引发剂   1.0

填料   10

过硫酸钠   1.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶黏剂粘接性能优良,剥离强度140N/cm,主要用于纤维织物的粘接。

63.环氧改性丙烯酸酯水性低温静电植绒胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   40

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸乙酯   20

丙烯酸   10

  N-羟甲基丙烯酰胺   5.0

环氧树脂   20

复合乳化剂   3~4

交联剂   8~10

引发剂   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:固含量49%,黏度40~60Pa·s,pH值4~5,蓝色荧光乳白液体,主要用于植绒产品。

64.聚氨酯改性丙烯酸酯薄膜复合水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯单体(PMMA/丙烯酸辛酯/   100

 丙烯酸-α-羟丙酯)

聚氨酯(聚二元醇/甲苯二异氰酸酯=2∶1)   30

乳化剂   3.0

  N-甲基-2-吡咯烷酮   1.0

偶氮二异丁腈   1~5

水   适量

固化剂   2~10

其他助剂   适量

说明:剥离强度为31.9N/m,复合膜粘接性能良好,达到国外先进水平。

65.聚氨酯改性丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯   100

聚氨酯   10~20

乳化剂   4.0

二羟甲基丙烯酸酯   5~10

  N-羟甲基丙烯酰胺   3~5

引发剂   0.2~0.5

丙烯腈   1~2

水   适量

其他助剂   适量

说明:黏度100~1000mPa·s,耐热性-30~90℃,剥离强度60~120N/mm,可用于汽车、轮船、建筑和家具的粘接。

66.有机硅改性丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

滑石粉(粒径5.5μm)   70~80

硅烷偶联剂   5.0

Santiciser 160   20

Triton X-405   2~3

丙二醇   5.0

Arylsol ASE160   1.0

钛白粉(R-960-28)   0.8

甲基纤维素   0.15

三聚磷酸钾   0.05

Proxel GXL   0.01

Daxad 30-30   0.02

氨水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于纤维织物粘接。

67.八甲基环四硅氧烷(D4)改性丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

甲基丙烯酸甲酯   50

丙烯酸丁酯   45

丙烯酸   3

丙烯酸羟乙酯   2

八甲基环四硅氧烷   10~20

复合乳化剂   3~5

过硫酸钠引发剂   0.5

水   150

其他助剂   适量

说明:固含量42%,黏度30~50Pa·s,pH值7~8,外观:乳白、蓝光色,胶膜透明。

68.有机硅改性丙烯酸酯水性压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   80

2-甲基丙烯酸羟乙酯   10

丙烯酸   10

乙酸乙烯酯   20~30

乳化剂   3~5

有机硅   2~5

链转移剂   0.3

过硫酸铵引发剂   0.5

氨水   适量

水   适量

其他助剂   适量

说明:固含量54%,黏度80Pa·s,180°剥离强度6.8N/25mm,纯白色乳液,胶膜透明,光亮、光泽好。

69.核-壳型有机硅改性丙烯酸酯水性印花胶黏剂(质量份)

丙烯酸甲酯   40

甲基丙烯酸甲酯   20

丙烯酸丁酯   30

丙烯酸乙酯   20

有机硅树脂   10~15

乳化剂   3~4

过硫酸铵   1.0

十二烷基苯磺酸钠   3~6

水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于印花粘接。

70.废旧PS改性丙烯酸丁酯水性白乳胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

丙烯酸   10

废旧PS   100

乳化剂OP-10   4~5

阳离子乳化剂   4.2

水   适量

过硫酸钾   1~2

乙酸锌   1~1.5

乙酸丁酯   5~8

稳定剂S   适量

其他助剂   适量

说明:该胶制备工艺简便,成本低廉,粘接性能良好,主要用于木材、纸张、瓷砖和日用品的粘接,可替代白乳胶。

71.水性丙烯酸酯化妆用胶黏剂(质量份)

说明:该胶无毒无味,对皮肤亲和性好,干燥速度快,用肥皂水极容易去除,主要用于美容贴片、圆片、假睫毛和假指甲的粘贴固定。

72.水性丙烯酸酯导电胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

导电聚苯胺   10

乙醇   2.0

消泡剂(醋酸乙酯)   3.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶表面电阻率为104Ω·cm,主要用于电子、电气的安装。

73.乳液型丙烯酸酯导电胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

丙烯酸   10

醋酸乙烯酯   30

羟甲基丙烯酰胺   3.0

聚乙烯醇   1.0

乳化剂OP-10   1.5

过硫酸铵   0.5

乙炔炭黑   2.0

分散剂5040   1.0

乙二醇乙醚   10

NaOH水溶液   0.8

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于矿山、煤矿、电子电气车间、微机房、手术室地面铺设、地板、瓷砖的粘接。

74.水性丙烯酸酯印刷电路板用胶黏剂(质量份)

(1)乳液配方

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸   10

过硫酸钾   2.0

乳化剂   3.0

乙二胺   2.0

甲醛   1~2

苯乙烯   1.0

十二烷基硫酸钠   0.5

水   适量  

(2)水性胶黏剂配方

丙烯酸酯乳液   100

醛类固化剂   4.0

氧化铝粉混合填料   15

其他助剂   适量

说明:可用于粘接铜箔与聚酰亚胺,耐热性达260℃,10s,耐折3000次。剥离强度高,耐酸碱性优良,可经受-100~300℃高低温冲击考验,适用于各种挠性印刷电路板的制备。

75.水性丙烯酸酯无卤阻燃印刷电路板用胶黏剂(质量份)

多元丙烯酸酯   90

交联丙烯酸酯单体   10

烯丙基磷酸酯单体   30

无机填料   20~40

含磷填料   20~30

引发剂   2~5

乳化剂   3~6

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:剥离强度≥1.4N/mm,耐锡焊性288℃/10s,阻燃性UL94 V-0级,表面电阻率≥1.0×105MΩ,体积电阻率≥1.0×106MΩ·m。

76.水性丙烯酸酯医用胶黏剂(质量份)

2-乙基己基丙烯酸酯   80

甲基丙烯酸甲酯   15

丙烯酸   5

三油酸脱水山梨糖醇酯   30

聚氧化乙烯十二烷基醚硫酸钠   3.0

3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷   0.05

1-十二烷硅醇   0.05

引发剂   3.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于医用绷带、胶带、急救胶黏带、绷扎材料等的制备。

77.水性丙烯酸酯医用压敏胶黏剂1(质量份)

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸-2-乙基酯   5

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸   5

过硫酸铵   0.5

乳化剂OP-10   2.0

NaHCO3   1.0

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

说明:用于制备医用压敏胶带。

78.水性丙烯酸酯医用压敏胶黏剂2(质量份)

丙烯酸丁酯/丙烯酸-2-乙基己酯   70

甲基丙烯酸甲酯   25

丙烯酸   5.0

乳化剂   6~8

过硫酸铵   0.6

碳酸氢钠   1.0

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶无毒、无污染、成本低、粘接性能优良。

79.水性丙烯酸酯阻燃压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸-2-乙基己酯   90

丙烯酸   5.0

乙二醇二甲基丙烯酸酯   5.0

丙烯酸三溴苯酯   20

醋酸乙烯酯   3.0

氨水   1.5

十二烷基硫醇   0.2

其他助剂   适量

说明:黏度4Pa·s,粘接性能优良,且具有自熄性。

80.水性丙烯酸酯低温胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸异辛酯   30

甲基丙烯酸聚乙二醇酯   10

亚磷酸钠   2.0

二乙基苯磺酸钠   1.0

聚氧乙烯辛基酚醚   4.0

5%过硫酸钾水溶液   30

水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于冷冻食品包装。

81.丙烯酸酯乳液胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   75

甲基丙烯酸甲酯   27

丙烯酸   3.0

丙烯腈   1.0

苯乙烯   3.0

乳化剂   2.5

过硫酸钾引发剂   1.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:乳化条件65℃/20min,反应条件75℃/(0.5~1h)。pH值为7,粘接性能好,破坏形式为混合破损。

82.快干型丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸   40

松香   6~8

十二烷基苯磺酸钠   3.0

交联剂   2.0

乳化剂   3.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:反应条件为82~83℃下反应1h,90℃下反应1h,该胶黏剂干燥时间短、粘接强度高,稳定性好、耐水性优良,无毒、无味、无污染,安全可靠,固含量45%,黏度150~300mPa·s。pH值6~7,可密闭存放6~12个月。

83.丙烯酸酯/醋酸乙烯酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   40

丙烯酸异辛酯   20

甲基丙烯酸羟丙酯   5.0

丙烯酸   5.0

醋酸乙烯酯   30

  N-羟甲基丙烯酰胺   1.0

乳化剂   1.5

碳酸氢钠   1.0

聚乙烯醇   2.0

过硫酸钾   0.3

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂反应条件为80℃下反应4~5h,pH值为7~9。初黏力高,粘接强度优良,且成本低廉,应大力推广。

84.水性丙烯酸酯无甲醛柔性印刷用胶黏剂(质量份)

丙烯酸甲酯   40

丙烯酸丁酯   15

丙烯酸乙酯   40

丙烯酸   5.0

环氧树脂   2~5

乳化剂   4.0

引发剂   0.4

水   适量

其他助剂   适量

说明:乳液制备条件,25~30℃下混合30min;胶黏剂反应条件,在80℃下滴加2~3h,反应保温1~2h。涂胶印刷后,焙烘工艺为140℃/5min;胶膜附着牢固,手感柔软。

85.硅溶胶/丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   15

丙烯酸   5.0

硅溶胶   20

过硫酸钾   1~2

乳化剂   3~4

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂反应条件,78℃下反应1h,滴料4h。固含量50%;压敏胶带制备条件为105℃下烘箱干燥4min。持黏力高,剥离强度优良。

86.水性丙烯酸酯交联胶黏剂(质量份)

丙烯酸甲酯   50

丙烯酸丁酯   20

丙烯酸   5.0

苯乙烯   15

交联单体   6~10

交联剂(外加)   0.5

复合乳化剂   3.0

过硫酸钾   0.4

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂反应条件为60~80℃反应1h,滴料时间3h,交联条件为11℃下8min。该胶耐水性好,湿剥离强度显著。

87.氧化还原聚合丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   70

丙烯酸甲酯   25

丙烯酸   5.0

乙酸乙烯酯   1~3

十二烷基硫酸钠   1~3

氧化还原剂   0.3~1.0

过硫酸钾   0.1~1.0

润湿剂   0.5~1.5

增黏剂   25

水   适量

其他助剂   适量

说明:乳液聚合条件,40℃下预乳化30min,恒温聚合4h,保温1h。胶黏剂制备条件,75~80℃反应1h。剥离强度为0.31kN/m。

88.水性丙烯酸酯热熔胶(质量份)

丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸辛酯   100

醋酸乙烯酯   15

苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯   10

丙烯酸-N-羟甲基丙烯酰胺   3.0

乳化剂OP-10   3.0

十二烷基苯磺酸钠   1.0

过硫酸铵   0.1~0.3

亚硫酸氢钠   0.1~0.2

碳酸氢钠   0.2~0.3

聚乙烯醇   0.3

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂制备条件,(90±3)℃下反应2~3h,固含量70%~75%,粘接温度90℃,粘接性能优良。

89.水性丙烯酸酯/松香核壳压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸   10

改性松香   15

乳化剂OP-10   1.5

过硫酸铵   0.1~0.2

十二烷基硫酸钠   1.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:预乳化条件,室温下混合20min。乳液制备条件,(85±2)℃反应1h,保温0.5h。胶黏剂工艺条件,85~90℃下1h,保温0.5h。pH值为8。初黏力12(球号),持黏力为7h,180°剥离强度6N/25mm。

90.水性聚氨酯/丙烯酸酯胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯单体   75

聚氨酯   25

乳化剂   3.0

中和剂   1~5

颜填料   10~15

引发剂   0.1~1.0

十二烷基硫酸铵   1.5

去离子水   适量

其他助剂   适量  

说明:胶黏剂制备工艺条件,70~80℃反应2~3h,保温2~3h。贮存时间6个月,涂胶强度25~28N/m。

91.纳米CaCO3改性丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   20

丙烯酸   5.0

醋酸乙烯酯   15

乳化剂   1.5

引发剂   0.1~0.2

缓冲剂   0.05

纳米CaCO3粉体(40~80nm)   0.2~0.3

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂制备工艺条件,78~80℃反应2~3h。胶黏剂流动性好,稳定性强,粘接性能优良。

92.纳米海泡石改性丙烯酸酯水性胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯核壳型胶黏剂   100

纳米海泡石   0.2~0.4

分散剂   1~2

水   适量

其他助剂   适量

说明:用超声波振荡器进行分散,转速1500r/min,搅拌3h。胶层粘接力高达1级水平。

93.水性丙烯酸酯木材粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸乙酯/苯乙烯   80

丙烯酸/丙烯酸辛酯   20

十二烷基硫酸钠   0.5~1.0

乳化剂   1~3

过硫酸铵   0.1~0.2

碳酸氢钠   1.0

二异氰酸酯   10~15

邻苯二甲酸二丁酯   20~30

淀粉   10~15

其他助剂   适量

说明:制备工艺条件,80~86℃下反应1~2h,粘接性能优良,稳定性好,用途广。

94.水性丙烯酸酯/醋酸乙烯酯木材用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   100

丙烯酸/N-羟甲基丙烯酰胺   4.0

醋酸乙烯酯   15

聚乙烯醇   3.0

过硫酸铵   0.3

乳化剂(OP-10)   3.0

碳酸氢钠   0.3

邻苯二甲酸二丁酯   10~20

水   适量

其他助剂   适量

说明:胶黏剂制备工艺条件,90℃下反应1~2h。固含量43.8%,黏度6200mPa·s,pH值为4~5。稳定性良好,粘接强度高。

95.水性丙烯酸酯纸塑粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

丙烯酸   10

醋酸乙烯酯   30

马来酸二丁酯   2.0

乳化剂   3.5

过硫酸铵   0.5

亚硫酸氢钠   0.15

碳酸氢钠   0.2

水性增黏树脂乳液   15~30

其他助剂   适量

说明:乳化条件,60℃下乳化1~2h;胶黏剂制备工艺条件,60℃、65℃、75℃、90℃下各反应1h。该胶为乳白色液体,不挥发分含量52%,黏度5000mPa·s,pH值6~7。

96.水性聚氨酯/丙烯酸酯薄膜粘接用胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯乳液   50

聚氨酯乳液   50

乳化剂   1.5

十二烷基硫酸钠   0.2

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,70℃下反应4h,85℃下反应1h。剥离强度31.9N/m。

97.水性氯丁胶乳/乙烯基丙烯酸酯鞋用胶黏剂(质量份)

乙烯基丙烯酸酯乳液   40

氯丁胶乳   60

乳化剂   3.0

十二烷基硫酸钠   0.1~0.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:丙烯酸酯乳液制备条件,80~82℃下乳化0.5~1h,86℃反应1h。pH值7~7.5。胶黏剂工艺条件,80℃下反应1h。pH值为8。主要用于软PVC之间、软PVC与SBS橡胶之间、帆布之间和海绵之间的粘接。

98.水性有机硅/丙烯酸酯印花用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯/丙烯酸甲酯   70

丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯   30

八甲基环四硅氧烷(D4)   5~10

偶联剂A-151   0.5~1.0

乳化剂   3.0

过硫酸铵   0.5~1.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:核壳乳液制备条件,80℃下2h,保温30min,85℃下反应15min。该胶粘接性能良好,可满足印花要求。

99.水性丙烯酸酯镀铝膜用胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯单体   100

丙烯酸   4.0

复合乳化剂   3.0

引发剂   0.6

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件为,75℃下反应1~2h,85℃下保温30min。该胶为乳白色液体泛蓝光。固含量40%~42%,黏度14~16Pa·s,pH值为6.5~7.0。剥离强度1.3~1.9N/m。

100.水性丙烯酸酯铝箔/纸复合用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   57

丙烯酸   3.0

醋酸乙烯酯   40

复合乳化剂   3.0

过硫酸铵   0.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,60℃下反应30min,70℃下反应3~4h,80℃下反应1h。该胶综合性能好,满足使用要求。

101.水性酯/丙乒乓球拍用胶黏剂(质量份)

丙烯酸甲酯   20

丙烯酸丁酯   45

乙二醇二甲基丙烯酸酯   5.0

醋酸乙烯酯   30

过硫酸钾   0.5

乳化剂OP-10   3.0

复合乳化剂   3.0

十二烷基硫酸钠   1.0

二乙烯基苯   1.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件为90℃反应2.5h。该胶综合性能满足应用要求。

102.水性丙烯酸酯墙地砖胶黏剂(质量份)

(1)苯丙乳液配方

丙烯酸丁酯   55

丙烯酸   5.0

苯乙烯   40

十二烷基硫酸钠   2~5

乳化剂(OP-10)   3.0

偶联剂   1.0

过硫酸铵   1~4

聚乙烯醇-1799   2~2.5

磷酸氢钠   1~4

氨水   2.0

水   适量

其他助剂   适量

 

(2)胶黏剂配方

 

苯丙乳液   100

增稠剂   0.5

成膜助剂   1~1.5

填料   60~80

消泡剂   1.0

防雾剂   0.1

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,80~82℃下反应1~1.5h,90℃下反应2h。pH值为8~9。该胶为灰色或白色糊状物,固含量75%~80%。主要用于墙地砖的粘接。

103.水性丙烯酸酯可降解餐具用胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

甲基丙烯酸甲酯   30

丙烯酸乙酯   10

环氧树脂   10

乳化剂   3.0

过硫酸钾   1.0

N-羟甲基丙烯酰胺   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:乳化条件,40~50℃下乳化50min,搅拌器转速为200r/min;胶黏剂工艺条件,76~80℃下反应1~2h。主要用于可降解纤维饮具或餐具的制作。

104.水性丙烯酸酯服装用植绒胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   50

丙烯酸甲酯   40

  α-乙基己烷丙烯酸酯   5.0

丙烯酸   5.0

二甲基丙烯酸乙二醇酯   3.0

平平加(O-25)   2.0

十二烷基苯磺酸钠   6.0

过硫酸钾   1.0

偏重亚硫酸钠   1.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,50~65℃下反应0.5h,70℃下反应1h,保温2h,黏度30Pa·s,稳定性优良,摩擦牢度>2500次,柔软度4~5级。

105.水性无增白丙烯酸酯压敏胶黏剂(质量份)

  n-丁基丙烯酸酯   70

2-羟基乙基丙烯酸酯   30

交联剂   1.0

乳化剂   3.0

链转移剂   0.5

pH调节剂   0.1

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,50~70℃下反应1~2h,70~85℃下反应2~4h。该胶耐水性良好,层压后,浊度≤2%,透明度≤95%。主要用于装饰物和灯具的粘接。

106.可去除型水性丙烯酸酯压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸酯单体   100

乳化剂   3.0

蜡乳液   2.0

异丙醇   1.0

邻苯二甲酸丁基苄基酯   4.5

消泡剂   1.0

引发剂   0.2

去离子水   适量

其他助剂   适量

107.水性丙烯酸酯保护膜用压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   70

丙烯酸-2-乙基己酯   25

丙烯酸   5.0

甲基丙烯酸缩水甘油酯   3.0

丙烯腈   15

复合乳化剂   3.0

过硫酸铵   0.5

pH值调节剂   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明: 工艺条件,在75℃下反应1~4h,在85℃下反应1h,pH值7.2~8.5。初黏力适中,剥离强度和持黏力良好,涂覆方便,干燥速度快,主要用于仪器仪表,彩钢、铝板等表面的防护。

108.水性丙烯酸酯PP双拉伸膜粘接用压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸-β-羟乙酯   10

丙烯酸-2-乙基己酯   10

醋酸乙烯酯   20

苯乙烯   15

水   适量

丙烯酸   2.0

过硫酸铵   0.2~1.0

碳酸氢铵   1.0

其他助剂   适量

说明:主要用于难以粘接的聚烯烃薄膜的复合与粘贴。

109.水性丙烯酸酯可再剥离压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸-2-乙基己酯   98

丙烯酸   2.0

聚乙烯醇   90

乳化剂   3.5

十二烷基硫酸钠   0.5

引发剂   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:该胶主要用于可重复粘贴使用的压敏胶带。

110.水性丙烯酸酯可再剥离压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸异辛酯   60

丙烯酸甲酯   25

甲基丙烯酸酯   15

甲基丙烯酸缩水甘油酯   1.0

三烯丙基异氰脲酸酯   0.8

聚乙烯醇   1~2

过氧化苯甲酰   0.5

氨水   1.0

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,在90℃下反应20min,在80℃下反应6~10h。搅拌器转速为500r/min。pH值为7~8。主要用于胶带衬里的粘接。

111.水性丙烯酸丁酯压敏胶黏剂(质量份)

丙烯酸丁酯   90

丙烯酸   5.0

丙烯酸羟乙酯   5.0

乳化剂   3.0

乙酸丁酯   100

2,2'-偶二(2-甲基丁腈)    0.5

水   适量

其他助剂   适量

说明:工艺条件,在85℃下反应2h,再在95℃下反应1h。该胶黏剂粘接强度、固着能力及黏性十分优异,且无毒、无味、无污染。主要用于压敏胶带的制备。

112.水性丙烯酸酯导电/抗静电胶黏剂(质量份)

(1)配方1

丙烯酸酯乳液   100

导电聚苯胺   10

分散剂   5.0

消泡剂   3.0

引发剂   0.5

去离子水   适量

其他助剂   适量  (2)配方2

丙烯酸丁酯   60

丙烯酸   10

乙酸乙烯酯   30

羟甲基丙烯酰胺   3.0

聚乙烯醇   2.0

复合乳化剂   3.0

导电炭黑   98

过硫酸铵   1.0

分散剂   1.5

乙二醇乙醚   10

NaOH溶液   0.8

去离子水   适量

其他助剂   适量

说明:主要用于计算机室,电控室等的装修。

四、水性丙烯酸酯乳液胶黏剂配方与制备实例

(一)水性丙烯酸酯乳液胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

苯乙烯(St)   15

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   15

聚乙二醇辛基苯基醚   1.5

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)   2.0

  α-甲基丙烯酸(MAA)   9.0

过硫酸钾(KPS)   0.3

NaHCO3   1~7

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)预乳化液的制备 在四口瓶中加入定量的去离子水和由聚乙二醇辛基苯基醚与SDBS复配的乳化剂,控温45~55℃,高速搅拌,待乳化剂溶解后,依次滴入适量的MAA、St、MMA和BA.搅拌乳化30min,即制备出预乳化液。

(2)聚合 将预乳化液倒出90%,四口瓶中留10%,加入18mL 5%的NaHCO3溶液,继续搅拌。升温至82℃,加入1.5mL的KPS溶液,反应35min。然后滴加剩余的预乳化液,2h滴完,中间持续滴加12mL的KPS溶液,水浴控温在80~82℃,滴加完毕后,控制温度在85℃,保温1h,加入剩下的1.5mL的KPS溶液,然后缓慢降至室温。用氨水调节pH值在7~8,过滤出料。

(3)胶膜制备 将乳液涂在玻璃板上室温成膜,升温至60℃,烘烤2h,再于100℃烘烤10min,冷却。

3.性能

该丙烯酸乳液的性能见表2-22。

表2-22 丙烯酸乳液的性能

4.效果

(1)通过理论计算得到质量比BA∶St∶MMA=4∶1∶1,SDBS∶聚乙二醇辛基苯基醚=1∶2时,丙烯酸乳液胶黏剂的性能较好。

(2)通过实验可知:当MAA用量为软硬单体总量的9%,乳化剂用量为单体总量的3.5%,引发剂KPS用量为体系总量的0.3%,固含量为40%,反应温度为80~82℃时,可合成具有良好的快干性、耐热性及高黏度的丙烯酸乳液胶黏剂。

(二)水性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   40

苯乙烯(St)   20

丙烯酸(AA)   3.0

十二烷基硫酸钠(SDS)   3.0

NaHCO3   1~3

过硫酸钾(KPS)   0.5

氨水   适量

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

采用预乳化种子乳液聚合法合成乳液。按配方称量二次蒸馏水、乳化剂、引发剂、单体及各种助剂。先取全部乳化剂水溶液的2/3加入烧瓶内,边高速搅拌边加称好的全部主单体,常温下搅拌30min得到预乳液。剩余1/3乳化剂溶液加入配方量的缓冲剂作打底液,待用。

向装有冷凝管、恒速搅拌器、恒压滴液漏斗及氮气导入装置的四口烧瓶中通氮气,加入上述预留的打底液,开动搅拌,同时加入1/3预乳液做种子,调节温度为80℃。当温度升至60℃左右时开始滴加1/5的引发剂溶液,在30min内滴加完毕.待体系呈蓝相,单体回流基本消失即得到种子乳液。

当体系温度升至(83±1)℃时,将剩余预乳液和3/5的引发剂双滴,调节滴加速度保证2.5h内滴完。升温至90℃保温,并补加最后1/5的引发剂。保温结束后,降温至40℃,用氨水调节体系pH值为8~9。

取10g制得的乳液用10%的氯化钙溶液破乳,然后抽滤,洗涤,干燥后备用。

3.性能与效果

(1)预乳化时选择油水比例为1.8∶1,不用预乳化器即可得到放置4h不分层的预乳化液,简化了实验设备,降低了成本。

(2)选择种子用量为预乳化液1/3时,得到的乳液粒径较小,分布较窄,稳定性有所提高。

(3)选择硬单体比例MMA/St为5.5∶1,AA含量为单体总量的3%,保温时间为1.5h,当软硬单体比例为40∶60、50∶50和60∶40时可以合成出延伸率分别为24.72%、684.59%和1682.38%,拉伸强度分别为31.32MPa、9.78MPa和1.61MPa,反应程度几乎均在90%以上,为45269左右的共聚物乳液。

(三)丙烯酸酯乳液胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   80

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   20

丙烯酸(AA)   3.0

十二烷基硫酸钠(SDS)   2.0

过硫酸铵(APS)   0.5

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)   1.0

去离子水   适量

对苯二酚   1~2

NaHCO3   1~3

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲   1.0

 硅烷偶联剂(KH-570)

三乙醇胺   1~3

其他助剂   适量

2.制备方法

将SDS/OP-10阴/非离子型复合乳化剂、单体和去离子水用高剪切分散乳化机分散30min,制得预乳化液,备用。

将1/4预乳化液、3/4引发剂(APS)和NaHCO3加入到带有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计和分液漏斗的四口烧瓶中,控制反应温度为75~80℃,反应若干时间;当乳液出现蓝色荧光时,开始滴加剩余的预乳化液和引发剂,控制滴加速率(2~3h滴完),保温1h;待聚合物乳液冷却至室温时,过滤出料,用三乙醇胺调节产物的pH值至7~8,即得所需产品。

3.性能与效果

(1)当w(APS)=0.4%~0.5%、m(BA)∶m(MMA)=4∶1和w(AA)=2%~3%时,丙烯酸酯乳液及胶黏剂的综合性能相对较好。

(2)KH-570可改善胶黏剂的耐水性和粘接性能,当w(KH-570)=1.0%时,胶黏剂的耐水性相对较好、粘接性能相对最好。

(四)丙烯酸酯贴标胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

A组分:

丙烯酸丁酯(BA)   6.4

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   6.4

甲基丙烯酸(MAA)   4.0

丙烯酸(AA)   2.0

丙烯酸乙酯(EA)   21.2

聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵(CO-436)   1.6

B组分:

过硫酸铵(APS)   0.32

氨水   5.0

复合增稠剂   4.0

去离子水   49.0

其他助剂   适量

2.制备方法

MAA、AA、MMA、EA和BA单体混合均匀后,将混合单体质量的1/4记作A组分,剩余混合单体记作B组分。在带有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中,加入乳化剂(CO-436)和3/4的去离子水,搅拌升温至50℃,保温0.5h,使乳化剂充分形成空胶束;然后加入A组分及适量引发剂(APS),升温至70~75℃,反应1h左右,制得种子乳液;随后滴加B组分及剩余的引发剂(2~3h滴完),保温1h,得到泛蓝光白色乳液。降温至50℃以下,用氨水调节体系的pH值,再用适量的复合增稠剂调节体系的黏度,出料即可。

3.性能

将反复试验和生产实际检验确定的胶黏剂配方,用于高速贴标胶的生产,其实测性能(如表2-23所示)完全满足使用要求。

表2-23 新型高速贴标胶的性能

4.效果

(1)当软/硬单体中m(EA)∶m(BA)∶m(MMA)=19.2∶6.4∶6.4=3∶1∶1时,乳液综合性能相对最好。

(2)当功能单体中m(MAA)∶m(AA)=2.00∶1、w(MAA+AA)=6%~8%时,胶黏剂的初黏强度、干燥速率和黏度较适宜。

(3)当w(BA)=6%~8%时,啤酒瓶贴标用胶黏剂具有良好的耐冷藏性能。

(4)经氨水中和后胶液的pH值为7~8时,胶液黏度适宜且稳定性良好,贴标后标签清洗也相对容易。

(5)在生产和实际使用过程中,该胶黏剂具有初黏强度大、干燥速率快、耐冷藏性能好、不起皱、不掉标和易清洗等特点,有利于啤酒瓶的回收,适应我国啤酒工业的发展。

(五)改性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

A组分:

甲基丙烯酸高级酯   90

甲基丙烯酸   9

  ABS   30

  CHPO   5

增黏剂   3

稳定剂   3.0×10-4

B组分:

甲基丙烯酸高级酯   90

甲基丙烯酸   9

NBR   20

硫脲衍生物   3

三乙胺   1

促进剂   微量

2.制备方法

A组分:往三口烧瓶中依次加入甲基丙烯酸高级酯、甲基丙烯酸、增黏剂和事先处理好的ABS,室温放置,使增黏剂、ABS溶胀。加入对苯二酚,水浴加热,(60±2)℃恒温搅拌4h,使增黏剂、ABS充分溶解,停止加热,待冷却至25℃,加入CHPO、稳定剂,继续搅拌,使CHPO均匀地分散在胶液中,出料。

B组分:同法制备。

3.性能与效果

采用低毒、低挥发性的甲基丙烯酸高级酯作为主要单体,以异丙苯过氧化氢(CHPO)为氧化剂、硫脲衍生物/三乙胺为还原剂,制备了一种固化速度快、贮存稳定、粘接强度高的第2代丙烯酸酯胶黏剂。

(六)硅烷共聚改性丙烯酸酯乳液胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

丙烯酸甲酯   30

丙烯酸(AA)   6.0

醋酸乙烯酯   8.0

十二烷基硫酸钠   1.0

OP-10乳化剂   2.0

过硫酸钾   0.43

亚硫酸氢钠   0.5

碳酸氢钠   1~2

氨水   5.0

氢化松香   5~6

乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)   15

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

将部分去离子水加入烧瓶中,待水浴温度升至35℃时,将部分有机硅A-151和丙烯酸酯单体混合物以及全部复合乳化剂、pH缓冲剂、氧化剂加入烧瓶中。升温至50℃预乳化30min后,开始匀速滴加剩余单体和还原剂。滴加完毕后,在50℃下保温反应2h。停止搅拌,冷却至室温.用氨水增稠,调节pH值到6~7,出料。

3.性能与效果

当A-151用量少于单体量的7%时,丙烯酸酯乳液胶黏剂的剥离强度较高;随其含量的增加,黏度增大,剥离强度开始降低,乳液的吸水性降低,耐水性增强;当其含量为单体量的15%时,完全干燥后浸在水中胶膜不发白,可用于耐水涂层。

(七)纳米粉体/有机硅改性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   58

丙烯酸甲酯(MA)   28

苯乙烯(St)   10

丙烯酸(AA)   1.8

十二烷基硫酸钠(SDS)   1.25

复合AEO   2.05

八甲基环四硅氧烷(D4)   5.0

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)   3.0

过硫酸铵(APS)   0.5

纳米SiO2(20nm)   0.6~0.8

纳米TiO2(30nm)   0.6~0.8

氨水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)纳米粉体的表面修饰(理论固含量30%)

①称取1.0g纳米粉体,加入40°Bé硅酸钠溶液(5~15mL)、无水乙醇(2~6g)和H2O使之溶解。

②加入复合AEO(2.05%,对单体)、SDS(1.25%,对单体),搅拌溶解。

③在规定温度(室温/30℃/40℃)下,用高速分散均质机以5000r/min高速剪切分散20~30min。

④采用0.1mol/L的盐酸溶液调节体系pH值为6~7。

⑤加入VTMS(0.05g),然后用高速分散均质机以5000r/min高速剪切分散5min,降至室温待用。

(2)有机硅预聚 纳米粉体分散结束后,加入D4(5%,对单体)、AA(1.8%),升温至75℃,预聚180min。

(3)聚合单体的预乳化 有机硅预聚结束后,恒温40℃,依次加入单体进行预乳化。

①BA(58%),快速乳化15min。

②St(10%),快速乳化15min。

③MA(28%)、GMA(3%),快速乳化15min,乳化结束。

(4)聚合反应 预乳化结束后,以碳酸氢钠调节预乳液的pH值为4;剩余1/6预乳液作为打底液。升温至75℃后,加入1/5引发剂;待烧瓶内乳液呈现蓝色荧光后,开始同时滴加剩余的预乳液和3/5引发剂,滴加100min结束;保温10min,追加剩余1/5引发剂并升温至84℃,保温60min使单体反应彻底;最后降温、加入氨水调节黏合剂乳液pH值为6~7;过滤出料,即得涂料印花黏合剂。追加引发剂后保温100min使单体反应彻底;加入氨水调节黏合剂乳液pH值为8~9。

(5)印花配方及工艺

印花(涂料大红4%,黏合剂20%,620增稠剂4%,去离子水72%)→烘干(100℃×3min)→(150℃×3min)。

3.性能与效果

无水乙醇2%(对单体),40°Bé硅酸钠溶液5mL,室温分散30min,为最适宜SiO2粉体表面修饰的工艺。纳米SiO2比纳米TiO2对黏合剂性能的提升更加明显,也更易分散,且纳米SiO2用量为丙烯酸酯单体的0.6%~0.8%时,可得到应用性能较好的纳米原位复合有机硅改性丙烯酸酯乳液。

(八)环氧树脂改性苯丙乳液胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   30

苯乙烯(St)   30

过硫酸铵(APS)   0.6

亚硫酸钠   1~2

十二烷基硫酸钠(SDS)   3.0

乳化剂OP-10   3.0

环氧树脂(E-44)   5.0

丙烯酰胺(AM)   1~3

碳酸氢钠   1~3

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

在500mL四口瓶中加入定量的去离子水、复合乳化剂、碳酸氢钠、环氧树脂(环氧树脂已经溶解在50%苯乙烯单体中)和丙烯酸丁酯单体,进行高速乳化(300r/min),时间控制在15min左右,作为种子乳化液及核乳化液备用。

在500mL四口瓶中加入定量的去离子水、复合乳化剂、单体,进行高速乳化(300r/min),时间控制在15min左右,作为壳乳化液备用。

在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的四口烧瓶中,加入种子乳化液(20%,相对于单体总量),边搅拌边升温至75℃,加入一定量的引发剂,使乳化液生成种子乳液,种子聚合的时间大约为15~30min,然后将温度设定为(75±1)℃,开始滴入核乳化液,同时间歇加入一定量的引发剂,控制滴加速度,1.5~2h滴完。当核乳化液滴完后继续滴入壳乳化液,同时间歇加入一定量的引发剂,控制滴加速度,1.5~2h滴完,滴完壳乳化液后,在80℃保温1h。然后降温至50℃,加入碳酸氢钠饱和溶液3mL,调pH值为7~9,过滤即得产品。

3.性能与效果

经过正交实验得到了环氧树脂改性苯丙乳液胶黏剂的最佳配比:引发剂加入量为0.6%(相对于单体质量,下同),复合乳化剂加入量为6%,St/BA质量比为50/50,环氧树脂加入量为5%。根据红外谱图可知各种功能单体均参加了聚合反应,且相应基团的FT-IR特征峰明显,证明了合成的最终产物为环氧树脂改性苯丙乳液胶黏剂。环氧树脂改性苯丙乳液胶黏剂是一种性能优良的涂料与黏合剂。

改性后的苯丙乳液胶黏剂既具有环氧树脂高强度、耐腐蚀、附着力强的优点,又具有苯丙乳液胶黏剂耐候性、光泽好等特点,其涂膜有良好的硬度、耐污染性及耐水性。用环氧树脂改性后的苯丙乳液胶黏剂的剥离强度为0.90MPa,未改性苯丙乳液胶黏剂的剥离强度为0.49MPa,改性后为改性前剥离强度的1.84倍。

(九)纤维素/丙烯酸酯水性胶黏剂

1.原材料与配方

制备纤维素/丙烯酸酯乳液胶黏剂的配方见表2-24。

表2-24 制备纤维素/丙烯酸酯乳液胶黏剂的配方

2.制备方法

在装有电动搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中加入适量CMC、DHP,并加入136.55~137.55g去离子水溶解,搅拌均匀,升温至60℃预乳化20min。取0.25g KPS引发剂溶于10mL去离子水中进行溶解,将不同比例的MMA、BA和1g AA单体加入到圆底烧瓶中,并加入少量引发剂。升温至反应温度,缓慢滴加KPS引发剂溶液,持续2~3h,滴加结束后再保温1h,冷却至室温出料。

3.性能

纤维素/丙烯酸酯乳液胶黏剂性能见表2-25。

表2-25 纤维素/丙烯酸酯乳液胶黏剂性能

通过与未添加CMC的丙烯酸酯乳液的对比分析,可以看出纤维素丙烯酸酯乳液的固含量、黏度、剪切强度均有增加,其中黏度增长了170.4%,剪切强度增长了29.3%,表面张力变化不明显。

在乳液稀释稳定性的测试过程中,发现在静置30d后,乳液的沉降位移为0,保持稳定,而其他未采用CMC的乳液在放置10d后就出现沉降,而且沉降位移随着时间的延长而增大,因此添加CMC的乳液要比未添加CMC的乳液稳定得多,CMC有乳化剂的功效。

(十)水性苯丙乳液封口胶黏剂

1.原材料与配方

(1)原材料 丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、丙烯酸-2-羟丙酯(HPA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMAM)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、正十二硫醇(NDM)、碳酸氢钠(ABC)、过硫酸铵(APS)、叔丁基过氧化氢(TBHP)、雕白粉(SFS)、氨水、润湿剂(OT-75)、消泡剂(DC-65、DF-568)、防腐杀菌剂(JKB10-1015、HF-1)、己二酰肼(ADH)、氢氧化钠(NaOH)、二丙二醇甲醚(DPM)、50%松香乳液(NS-120)、硼砂(工业级,市售)、乙烯基醋酸盐和二丁基马来酸盐的共聚物(LDM 7255)乳液。

(2)乳液配方(kg)见表2-26。

表2-26 乳液配方

(3)胶黏剂配方(kg)见表2-27。

表2-27 胶黏剂配方

注:各配方中消泡剂(DC-65)均为0.3kg。

2.制备方法

将组分A中各原料依次加入预乳化罐中预乳化若干时间,待体系呈均匀乳白色且黏度超过150mPa·s时,即得预乳化液;将组分B中的水加入反应釜中,边搅拌边升温至70℃,加入组分B中的其他原料和30kg的组分A;30min内从70℃持续升温至85~90℃,保温(2h内)滴加组分C和其余的组分A,低速搅拌保温1.5h;降温至65~75℃,依次加入组分D(首先缓慢加入TBHP溶液,30min内缓慢匀速加入SFS溶液,65℃以上保温30min);降温至40℃以下,依次加入组分E;调节pH值为7.0~7.2、黏度为50~500mPa·s,出料,300目(约为48μm)过滤后得固含量为45%和Tg(玻璃化转变温度)为-12℃的苯丙乳液。

3.性能

乳液性能见表2-28。

表2-28 乳液的性能

H-723是一种羧基化的醋丙乳液,具有常温自交联特性,对多种聚合物薄膜表面、套印上光表面、覆膜表面和其他较难黏合的材料表面均具有优异的粘接性能。

H-723的优点:①通过独特的聚合工艺将常温自交联和羧基化反应结合起来,并具有耐高低温性优良和碱增稠等优异特性;②H-723以聚乙烯醇(PVA)为保护胶体,具有高湿黏性和机械稳定性;③优异的内聚力使其具有比常规乳液更好的透明度和耐水性,低Tg使其具有更好的柔韧性、初黏力和持黏力;④力学性能良好,可用于各种滚筒、挤压和喷涂施胶等场合;⑤H-723也可通过微热和微压方式预先固化。

水性封口胶的基本性能见表2-29。

表2-29 水性封口胶的基本性能

按照复配配方,分别选用LDM 7255乳液、VINNAPAS􀆿920乳液和H-723常温自交联共聚乳液作为基础乳液,复配成3组水性封口胶样品。3种乳液作为基础乳液复配的水性封口胶,均具有良好的实际上机效果,并且无明显差异,完全满足产品的使用要求。

4.效果

(1)以CO-459为乳化剂、BA为软单体、St为硬单体和引入适量的交联剂,成功制得水性封口胶用138型苯丙乳液,其Tg为-12℃、固含量为45%。

(2)分别以LDM 7255乳液、VINNAPAS􀆿920乳液和H-723乳液作为基础乳液,复配成相应的水性封口胶,三者的综合性能均能满足手涂、机涂的使用要求,并且无明显差异。

(十一)纸塑复合用丙烯酸酯水性胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   30

醋酸乙烯酯(VAc)   45

丙烯酸异辛酯(2-EHA)   20

丙烯酸(AA)   6.0

壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)   3.0

十二烷基硫酸钠(SDS)   1.0

过硫酸铵(APS)   0.5

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

向单口烧瓶中按一定比例加入BA、VAc、2-EHA、AA、去离于水、NP-10和SDS复合乳化剂,在25℃下搅拌45min,得到乳白色预乳化液,备用。

向装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中加入一定量的去离子水、预乳液及少量APS引发剂,升温至75℃,乳液出现淡蓝色,待单体回流完毕,乳液颜色变为乳白色,然后升温至78℃,开始滴加剩余的预乳化液,控制滴加速度,在2.5~3h内滴加完,同时滴加引发剂,待预乳化液滴加完毕,升温至80℃并恒温,保温搅拌1h,自然降温至50℃,用氨水调节pH值至6~7,过滤,出料。

3.性能与效果

(1)选用丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯作为软单体,醋酸乙烯酯作为硬单体,丙烯酸为功能单体,软硬单体比例为45∶50~50∶45时,聚合反应过程中的凝聚物较少,具有明显的蓝光,乳液细腻,且剥离强度最大,达4.4~4.5N/25mm。

(2)当乳化剂用量为单体用量的3%时,乳液呈乳白色,有蓝光,性能较好。

(3)引入具有双官能团的丙烯酸(AA)作为功能单体,使线型共聚物进行交联。经过电晕处理的BOPP膜,表面含有大量的极性基团,丙烯酸中的—COOH能与这些基团形成化学键,提高粘接强度。同时,随着丙烯酸用量的增加,胶膜的吸水性也随之升高。丙烯酸用量为单体用量的6%时,乳液的综合性能最好。

(十二)印花用丙烯酸酯自交联胶黏剂

1.原材料与配方(质量分数/%)

丙烯酸丁酯(BA)   60

苯乙烯(St)   40

丙烯酸(AA)   3.43

丙烯酸羟乙酯(HEA)   3.32

脂肪醇聚氧乙烯醚(AED)/   1.82

 烷基二苯醚二磺酸钠(DB-45)

过硫酸铵(APS)   0.41

NaHCO3   1~2

交联剂(1008)   0.68

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)乳液制备 采用预乳化半连续种子乳液聚合法,分为预乳化和乳液聚合2个步骤。

先将称量好的全部单体与定量的DB-45水溶液在四口烧瓶中预乳化15~20min,制得预乳液备用。

在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的500mL四口烧瓶中,搅拌条件下依次加入部分预乳液、剩余的DB-45和AEO复配乳化剂水溶液,升温至78℃,加入少量碳酸氢钠和定量的引发剂水溶液,待乳液出现蓝相且颜色不再加深后,滴加剩余的预乳液、碳酸氢钠和引发剂溶液,2~2.5h内滴完,聚合反应温度控制在85~88℃;滴加完毕后,再继续滴加剩余的引发剂水溶液,保温1.5h;最后降温至45℃以下,用氨水调节pH值为9~10,过滤出料,即可得到印花胶黏剂乳液。

(2) 乳液胶膜的制备 将乳液涂在玻璃板上,并使其均匀平铺,放在空调室风干,观察胶膜的透明度、光泽和柔软性,并制成大小规整的胶膜,待用。

3.性能与效果

(1)通过研究确定了较优的工艺条件:采用阴离子、非离子型复合乳化剂,复配乳化剂用量为单体总质量的1.82%,APS用量为0.41%,AA用量为3.43%,自交联单体HEA用量为3.32%,自制交联单体用量为0.68%,采用预乳化半连续种子乳液聚合法制备自交联涂料印花胶黏剂。

(2)自交联聚丙烯酸酯印花胶黏剂固含量为35.5%~36%,pH值为9~10,黏度为150~200mPa·s,外观乳白色带蓝光,干湿摩擦色牢度、皂洗色牢度和耐水性均良好,能满足涂料印花的使用性能要求。

(3)选用自制的交联剂和丙烯酸羟乙酯为交联单体,代替传统的N-羟甲基丙烯酰胺,制备得到的印花胶黏剂中游离的甲醛含量为5mg/kg,符合环保要求。

(十三)纸塑覆膜用水性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   80

丙烯酸(AA)   3.0

醋酸乙烯酯(VAc)   50

  N-羟甲基丙烯酰胺(NMAM)   12

丙烯酸羟乙酯(HEA)   2.5

烷基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)   3.0

聚丙烯酰胺(PAM)   1~2

过硫酸铵   0.5

叔丁基过氧化氢   1~2

蒸馏水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)单体的预乳化 将定量的BA、VAc、AA、NMAM、HEA、OP-10、PAM蒸馏水加入到预乳化装置,开启搅拌30min,混合液外观呈均匀乳白色,停止搅拌,即得预乳化液。

(2)乳化剂的溶解 将剩余配方量的乳化剂和蒸馏水加入到四口烧瓶中,搅拌约15min。

(3)加入底料和种子 将部分预乳化液加入到上述四口烧瓶中,并加入定量的引发剂过硫酸铵,水浴锅升温至65℃左右时开始加热四口烧瓶,持续升温至82℃,恒温。

(4)滴加预乳化液 反应一段时间后,乳液变为蓝色,再过一段时间,乳液变为乳白色,回流明显减少,开始滴加预乳化液与剩余引发剂溶液,控制2.5~3.0h滴完。

(5)恒温过程 滴加结束后,反应温度控制在82℃,保温30min。

(6)消除反应 降温至75℃,加入定量的叔丁基过氧化氢溶液,接着恒温30min。再加入剩余量的叔丁基过氧化氢,75℃恒温30min。

(7)调节pH值和乳液黏度 持续降温至45℃左右时加入NH3·H2O,调节pH值至7.0~7.5,完毕后加入相应配方量的PAM溶液(自制),搅拌混合充分,出料。

3.性能与效果

以丙烯酸丁酯(BA)、醋酸乙烯酯(VAc)为主要原料,引入多种功能单体,采用单体预乳化种子聚合工艺合成一种复合交联型乳液型纸塑覆膜胶。并利用均匀实验考察了m(BA)∶m(VAc)及丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAM)、聚丙烯酰胺(PAM)用量等因素对覆膜胶性能的影响。确定了适宜的工艺配方,制得了综合性能良好的覆膜胶产品。

(十四)单组分有机硅改性丙烯酸酯水性胶黏剂

1.原材料与配方

本品配方见表2-30。

表2-30 有机硅改性丙烯酸酯水性胶黏剂的基本配方

2.制备方法

称料—配料—混料—反应—卸料—备用。

3.性能与效果

(1)使用Wetlink 78硅烷达到了以单组分体系取代双组分水性胶黏剂的目的,硅烷交联的水性单组分丙烯酸乳液胶黏剂改善了工艺稳定性并减小了交联剂的毒性。

(2)Wetlink 78硅烷应用于水性丙烯酸乳液胶黏剂体系中作为粘接促进剂和交联剂,可持续显著地改善水性丙烯酸乳液胶黏剂的湿态和干态粘接性能和贮存稳定性。也可提高水性丙烯酸乳液胶黏剂的撕裂强度和耐持久性,提高拉伸强度并同时保留伸长率性能。

(十五)水性丙烯酸酯双组分胶黏剂(YH610)

1.原材料与配方(质量份)

A组分

 丙烯酸酯乳液   100

 有机硅   20

 填料   10~20

 增黏剂   5.0

 氨水   适量

 消泡剂   0.1~1.0

 润湿剂   1~2

 乳化剂   2.0

 其他助剂   适量

B组分

 水基固化剂(YH05)

2.制备方法

采用乳液聚合法制备出水基丙烯酸乳液,用氨水调节至中性,最后加入消泡剂、润湿剂得到丙烯酸乳液YH610。

取一定量的主剂YH610置于烧杯中,开动搅拌,缓慢滴加水基固化剂YH05到其中,加完继续搅拌10min,得到双组分的水基复合黏合剂,用于干法复合BOPP/CPP等结构。

3.性能

YH610/YH05的基本物性见表2-31;不同复合塑料膜的剥离强度见表2-32。双组分水基胶的性能对比见表2-33。

表2-31 YH610/YH05的基本物性

表2-32 不同复合塑料膜的剥离强度

注:表中数据来源于实验室的实验值,与实际上机情况可能有所差异。

表2-33 双组分水基胶的性能对比

4.效果

YH610/YH05是一种新型的水基复合黏合剂,对塑/塑复合结构,完全可以达到使用要求,并且成本低,符合环保要求。使用工艺为:m(YH05)∶m(YH610)=1∶100,上胶量1.8~2.4g/m2,45℃固化8h左右。其性能与国外同类产品相当,可推广使用。

(十六)水性丙烯酸酯复合胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

环氧树脂乳液   10~15

有机硅   5.0

填料   5~10

增黏剂   3~5

消泡剂   0.1~0.5

润湿剂   1~2

引发剂   1~2

氨水   2~3

其他助剂   适量

2.制备方法

称料—配料—混料—反应—卸料—备用。

3.性能

(1)该胶属完全水性产品,环保安全,卫生性能良好。

(2)可以应用于镀铝膜复合,也可以应用于普通塑料膜、透明膜复合。

(3)复合强度高,初黏力好,可快速分切。

(4)胶膜柔软,透明性好,外观良好。

(5)熟化时间短,可加快生产周期。

该产品的技术指标见表2-34;镀铝膜的性能见表2-35;复合塑料膜结构的性能见表2-36;热封性能见表2-37。

表2-34 技术指标

表2-35 镀铝膜的性能

注:复合膜在50℃下熟化2h。

表2-36 复合塑料膜结构的性能

注:复合膜在50℃下熟化4h。

表2-37 热封性能

4.效果

通过加入一些改性树脂,大大改善了丙烯酸酯乳液的综合性能,提高了胶膜与塑料膜的亲和性,改善了耐热性、耐低温性能,使得它既可以应用于镀铝膜复合,也可以应用于普通塑料膜的复合,具有很好的通用性,可以用于大多数普通干物、休闲食品和糖果的包装,进一步扩大了水性胶的使用范围。

(十七)自交联型水性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

(1)乳液配方

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   30

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)   10

十二烷基硫酸钠(SDS)   2.0

丙烯酸(AA)   1.5

丙烯酸羟丙酯(HPA)   3.0

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)   2.0

过硫酸铵(APS)   1.0

对苯二酚   0.5

碳酸氢钠(NaHCO3)   0.3

氨水   适量

其他助剂   适量  (2)胶黏剂配方

丙烯酸酯乳液   100

改性树脂   20

填料   5~10

增黏剂   5.0

消泡剂   1~2

润湿剂   1~3

氨水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)乳液的合成 将一定量的乳化剂(SDS、OP-10)、NaHCO3和去离子水加入到带有回流冷凝管的四口烧瓶中(四口烧瓶置于80℃恒温水浴中),边搅拌边使体系充分溶解;然后加入1/10的混合单体,搅拌2min;随后一次性加入1/3引发剂(APS)水溶液,反应至体系出现蓝光;10min后滴加剩余的混合单体和引发剂溶液,2~3h滴完;继续保温反应30min,升温至85℃保温反应30min;结束反应,边搅拌边冷却至室温,过滤后用氨水调节乳液的pH值至7.0~8.0即可。

(2)胶膜的制备 将一系列等质量的丙烯酸酯胶黏剂乳液倒入聚四氟乙烯板中,室温静置1h后,50℃干燥24h,冷却后制得厚度约1mm的胶膜,放入干燥器中待用。

(3)PVC薄膜/织物复合薄膜的制备 将丙烯酸酯胶黏剂乳液均匀涂覆在织物表面,室温干燥5min后,将施胶织物与PVC粘贴在一起,用滚筒沿其表面滚压3~5次(除去气泡);然后边均匀施压边80℃烘干1h,冷却后用于剥离强度的测定。

(4)胶黏剂制备 称料—配料—混料—反应—卸料—备用。

3.性能与效果

(1)以BA为软单体、MMA为硬单体、AA和HPA为功能单体、CMA为交联剂以及SDS/OP-10为阴/非离子型复合乳化剂,采用半连续乳液聚合法制备了自交联型水基丙烯酸酯胶黏剂乳液。

(2)采用单因素试验法优选出制备该胶黏剂乳液的最佳工艺条件为m(SDS)∶m(OP-10)=1∶1、w(复合乳化剂)=3%~4%、w(APS)=1.0%、m(软单体)∶m(硬单体)=5∶5和w(GMA)=4%,此时胶黏剂乳液的综合性能均满足生产要求和使用要求,其稳定性较好、凝胶率较低、室温成膜性能优异、耐水性相对最好且PVC/织物的剥离强度相对最大(28.3N/25mm)。

(3)该自交联型水基丙烯酸酯胶黏剂乳液可完全替代溶剂型同类产品。

(十八)锂离子电池专用水性丙烯酸酯胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸酯乳液   100

过硫酸铵(APS)   1.0

亚硫酸氢钠   0.5

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)   3.0

  N-甲基吡咯烷酮(NMP)   5.0

氨水   适量

导电炭黑   3~5

聚偏氟乙烯(PVDF)   5~10

石墨   1~2

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)乳液聚合法合成水性丙烯酸酯胶黏剂 采用半连续法将乳化剂(OP-10/SDBS)和去离子水加入反应容器中,搅拌0.5h,混合均匀并使其乳化;然后升温至50℃,同时通入N2(排除体系中的O2),加入1/10混合单体和1/3引发剂(等质量比的APS/亚硫酸氢钠氧化还原引发剂),65℃反应若干时间;随后分别向体系中同时滴加剩余的混合单体及引发剂(控制滴加速率),滴完后,继续反应若干时间;降温至40℃,用氨水调节pH值至7.0~8.0,冷却后即得目标产物。

(2)电极的制备及锂离子电池的组装 分别以水性丙烯酸酯胶黏剂、PVDF/NMP溶液作为锂离子电池用胶黏剂。将胶黏剂、导电炭黑和石墨按照一定比例组合均匀,加入一定量的去离子水,用打浆机分散20min,配成固含量为45%的负极材料。

用移液枪取4~8mg的负极材料,并将其均匀涂覆在泡沫镍(直径为12mm,质量为M0)上,80℃真空干燥10h;然后用手动液压机以20MPa压力压紧泡沫镍,并称重(质量为M1),则M1-M0即为泡沫镍上负极材料的质量。电池负极极片制作完毕后,将其置于真空干燥箱中,80℃烘干4h后转入手套箱。

对电极和参比电极都采用高纯锂片,以PP多孔膜为隔膜,采用1mol/L的六氟磷酸锂电解液[溶剂质量比为m(碳酸乙烯酯)∶m(碳酸二甲酯)∶m(碳酸二乙酯)=1∶1∶1]装配成2032扣式电池。锂离子电池的组装是在充满高纯氩气的手套箱中进行的。

3.性能与效果

(1)将水性丙烯酸酯胶黏剂作为锂离子电池用胶黏剂,并与PVDF胶黏剂进行对比试验。使用水性丙烯酸酯胶黏剂的锂离子电池经50次循环后的放电比容量为422.2mA·h/g,并且其放电比容量要高于使用PVDP胶黏剂的锂离子电池,而且其放电比容量保持率变化较为稳定。

(2)使用水性丙烯酸酯胶黏剂的锂离子电池的放电曲线范围较窄,峰型较尖锐,说明其充放电效率相对较好。

(十九)纳米Fe3O4改性丙烯酸酯磁性水性压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸酯混合单体乳液   100

纳米Fe3O4   4.0

KH-570偶联剂   2.0

过硫酸铵(APS)   0.5

  NaHCO3   0.3

阴离子乳化剂(CO-436)   3.0

氨水   1~2

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)硅烷偶联剂KH-570对纳米Fe3O4颗粒的表面改性 称取6g纳米Fe3O4颗粒加入到乙醇/水分散液中(乙醇∶水=3∶1),在30℃、100W下超声分散半小时,将超声后的混合液加入到装有温度计、冷凝管、搅拌器的三口烧瓶中,并加入占溶液体积2%的硅烷偶联剂KH-570,用冰醋酸调至弱酸性,静置水解一段时间后,在50℃恒温条件下,强烈搅拌2h。冷却至室温并离心,用乙醇洗涤后在50℃下真空干燥72h,得到KH-570表面修饰后的Fe3O4颗粒。

(2)Fe3O4改性丙烯酸酯压敏胶的制备 将NaHCO3缓冲溶液加入到装有温度计、冷凝管、恒压漏斗和搅拌器的四口烧瓶中,升温至80℃并均匀搅拌,将0~10%(质量分数)Fe3O4(或KH-570改性后的Fe3O4)加入水中超声分散30min后,也倒入四口烧瓶中。将乳化剂和去离子水充分混合后向其中加入混合单体(90g BA、16g MMA、2.5g HEA、3g AA),置于磁力搅拌器上搅拌均匀后得到预乳化乳液,取30%的预乳液和30%的引发剂于恒压漏斗中,30min内均匀滴加完后保温0.5h;然后加入剩下的预乳液和引发剂,3~4h内滴完;升温至90℃并保温1h,再降温至40℃后出料。

3.性能与效果

(1)FT-IR、XRD、TEM分析发现,有机基团成功接枝于纳米Fe3O4粒子表面,得到了具有良好分散性的改性纳米Fe3O4粒子,表面修饰后的纳米Fe3O4粒子与丙烯酸酯乳液相容性更好。

(2)通过TG分析发现,加入纳米Fe3O4粒子能明显改善丙烯酸酯压敏胶的热稳定性,且表面修饰后的纳米Fe3O4粒子改善压敏胶的热稳定性效果更好。

(3)VSM测试表明加入纳米粒子使丙烯酸酯压敏胶具有良好的磁性能,且加入的纳米含量越多,磁性越好,加入量为10%时饱和磁强度达到0.39emu/g。这使其在磁性压敏胶方面具有广阔的应用前景。

(4)此外,粘接强度研究表明加入适量纳米Fe3O4粒子改性丙烯酸酯压敏胶能提高180°剥离力,当纳米Fe3O4粒子加入量为4%时,丙烯酸酯PSA的剥离强度达到10.9N/25mm,剪切强度提高了18.2%,此时粘接性能最佳。

(二十)紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯水性胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

(1)乳液配方

2,2-二羟甲基丙酸   60

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)   30

聚乙二醇(PEG400)   10

季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)   5.0

二月桂酸二丁基锡(DBTDL)   0.5

阻聚剂对苯二酚   0.5

三乙胺   1~2

去离子水   适量

其他助剂   适量

 

(2)胶黏剂配方 

聚氨酯丙烯酸酯乳液   100

单体   20

交联剂   1.0

增稠剂   3.0

涂料   4.0

光引发剂   5.0

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)聚氨酯丙烯酸酯的合成 首先在三口烧瓶中加入一定量的PEG400和IPDI及少量的催化剂DBTDL,根据体系黏度加入适量的丙酮,于60℃反应1h,再加入适量的2,2-二羟甲基丙酸,于70℃反应1h,然后加入适量的PETA和阻聚剂对苯二酚反应4h进行封端,降温至40℃,加入适量的三乙胺进行中和,反应30min,同时加入适量的去离子水乳化得到水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)乳液,反应式见图2-2。

图2-2 PUA合成反应式

(2)印花工艺 按照配方调好印花色浆,对织物印花,室温下干燥10h,然后用RD-1履带式光固化机固色60s。在紫外光的照射下,光引发剂分子吸收光能,电子发生跃迁,分子结构呈现不稳定状态。其中光引发剂分子中的羰基和相邻碳原子间的共价键拉长、弱化、断裂,生成自由基。产生的活性自由基迅速引发丙烯酸酯基中不饱和双键的聚合,从而形成一个连续的高分子膜,将颜料颗粒固着,达到低温快速固色的目的。UV(紫外线)固化印花机理如图2-3所示。

图2-3 UV固化印花机理

3.性能与效果

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇400(PEG400)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料成功合成了具有紫外光固化性能的聚氨酯丙烯酸酯。将其作为涂料印花黏合剂,配以5%光引发剂,6%单体,经紫外光辐射60s,得到性能优良的印花织物。印花织物的水洗牢度可达5级,干摩擦牢度可达4~5级,且印花图案清晰细致,但湿摩擦牢度仅为3级。合成的黏合剂经UV光辐射较短时间即可完成固色,摒弃了传统的长时间高温焙烘,缩短了固色时间,减少了能源损耗,达到高效节能的目的。

(二十一)聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯光固化胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯   100

   (PUA/EA)

丙烯酸羟乙酯(HEA)   10

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)   24

丙烯酸异冰片酯(IBOA)   16

二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)   6.0

光引发剂(1173)   8.0

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)PUA的合成 实验前,PTMG在120℃下减压蒸馏4h,冷却待用。

在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗的干燥三口瓶中,加入2mol TDI,开启搅拌,取1mol PTMG加入到恒压滴液漏斗中,常温下逐滴滴加,注意反应器中温度的变化,当升温较快时,减慢滴加速度,直至滴加完毕。升温至50℃,反应数小时,检测反应体系中—NCO的含量,当达到原先含量的50%时,向反应瓶中滴加2mol丙烯酸羟乙酯,并加入1.0%(质量分数,下同)二月桂酸二丁基锡和少量对苯二酚,于65℃下继续反应到游离—NCO的质量分数小于0.5%时,停止反应,冷却出料,即得聚氨酯丙烯酸酯(PUA)。

(2)紫外光固化胶黏剂的制备 按不同的质量比将聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯(EA)复配,在一定用量的稀释剂的稀释下混合均匀,再加入光引发剂和一定量的其他助剂,搅拌均匀,然后均匀涂布在洁净的玻璃片和马口铁上,在1000W高压汞灯下照射至完全固化。

3.性能与效果

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、丙烯酸羟乙酯(HEA)反应,制备了聚氨酯丙烯酸酯(PUA),将PUA与自制的环氧丙烯酸酯(EA)混合,以丙烯酸羟乙酯,丙烯酸异冰片酯等为活性稀释剂,制备了光固化胶黏剂。探讨了PUA的反应机理,通过红外光谱对其结构进行了表征,研究了PUA和EA不同质量比对光固化胶黏剂力学性能的影响以及光引发剂1173的用量对胶黏剂固化时间的影响。结果表明,当m(EA)/m(PUA)=1∶1、光引发剂用量为0.4g时,所制备的光固化胶黏剂对玻璃和金属的附着力均为1级,拉伸强度为12.5MPa,柔韧性优良,并有良好的耐水性和耐溶剂性。

(二十二)聚氨酯丙烯酸酯光固化胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

聚氨酯丙烯酸酯(PUA)   45~65

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)   15~20

丙烯酸异冰片酯(IBOA)   10~15

二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)   4.0

气相SiO2   0.5

光引发剂(1173/184=4∶1)   3.5

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)预聚体的合成 在三口瓶中加入PTMG,140℃下减压蒸馏4h,冷却到50℃,加入微量浓磷酸,混合待用;在装有搅拌器、恒压滴液漏斗、温度计的三口瓶中加入计量好的TDI和催化剂DBTDL(二月桂酸二丁基锡),室温下缓慢滴加上述PTMG混合溶液,机械搅拌,升温至50℃反应3h,用二正丁胺法测定—NCO含量,反应到计量点时,加入稍过量的HEA和阻聚剂混合液,65℃下反应2h,当—NCO含量小于0.5%时,冷却出料,避光保存。

(2)光固化胶黏剂的制备及测试 按照配方配制光固化胶液,将光固化胶液涂在载玻片上,在1000W紫外灯下完全固化,测定固化膜的附着力、柔韧性、耐溶剂性、耐水性。

3.性能

由表2-38可知,该光固化胶对玻璃和金属有良好的粘接作用,综合性能优良,但由于分子中存在苯环,容易形成苯醌结构而变黄。可以应用在一些工业生产和生活用品的粘接中。

表2-38 自制PUA光固化胶的性能

4.效果

(1)适宜的聚氨酯丙烯酸酯合成条件为:反应温度60~65℃、催化剂二月桂酸二丁基锡用量1.0%、反应时间5h,在此条件下,—NCO含量接近0.1%。

(2)由聚四氢呋喃醚二醇制备的聚氨酯丙烯酸酯配制的光固化胶对玻璃和金属有良好的粘接作用,综合性能优良。

(二十三)柔性印刷线路板(FPC)用丙烯酸酯耐高温保护膜

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   80

丙烯酸异辛酯(2-EHA)   20

醋酸乙烯酯(VAc)   20

三苯基膦   0.5

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)   6.0

丙烯酸(AA)   3.0

偶氮二异丁腈(AIBN)   1~2

交联剂B   0.5

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)常规聚合工艺制备保护膜用PSA(压敏胶) 在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器、滴液漏斗和N2保护装置的四口烧瓶中,加入1/3混合单体、1/3醋酸乙烯酯溶剂和第1批引发剂(AIBN)溶液,边中速搅拌边升温至82℃,反应2h左右;然后加入1/3混合单体、1/3乙酸乙酯和第2批AIBN溶液,升温至80℃左右,反应3h;随后加入剩余的混合单体和乙酸乙酯,再加入第3批AIBN溶液,80℃左右反应4h;最后补加第4批AIBN溶液,80℃反应3h,冷却至室温后出料。

(2)改进聚合工艺制备保护膜用PSA(压敏胶) 将混合单体和溶剂一次性加入到装有回流冷凝管、温度计、搅拌器、滴液漏斗和N2保护装置的四口烧瓶中,边搅拌边水浴升温;待体系出现回流3~5min时,匀速滴加第1批AIBN溶液,回流反应3h;然后在回流状态下匀速滴加第2批AIBN溶液,继续回流反应3h;随后在不断回流状态下匀速滴加第3批AIBN溶液,继续回流反应3h;最后加入第4批AIBN溶液,回流反应3h,冷却至室温后出料。

在上述整个反应过程中,控制温度为(80±1)℃,并且应保证回流液滴为20~50个/min,以防止空气吸入后影响反应过程。

(3)PSA胶带的制备 将一定量的自制PSA、适量促进剂和交联剂混合均匀后(黏度适宜),涂覆在PI膜上(干胶厚度为20~25μm),经100℃处理30min(去除溶剂)后,冷却至室温,得到所需产品。

3.性能与效果

(1)该PSA的初黏力为3#钢球,经100℃处理1h后持黏力仍为3.5h,耐高温剥离强度(2.0N/25mm)几乎不随放置时间延长而增长,而且经高温处理后胶膜从铜箔上剥离时无残胶痕迹。

(2)该保护膜用PSA的综合性能优良,特别是耐高温性能优异,可在FPC用耐高温保护膜中得到推广与应用。

(二十四)保护膜用丙烯酸酯乳液压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

丙烯酸异辛酯(2-EHA)   20

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   1.0

过硫酸钾(KPS)   0.6

十二烷基硫酸钠(SDS)   2.0

壬基酚聚氧乙烯醚-10(NP-10)   2.0

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)   4.0

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

采用预乳化半连续乳液聚合法制备乳液,将混合单体(主单体MMA、BA、2-EHA)90g,一定量的功能单体(HEMA),乳化剂和部分去离子水于40℃下高速搅拌均匀,预乳化20min,制得预乳化液;在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中,加入部分预乳化单体,加热升温至70℃,在升温的同时向四口烧瓶中滴加引发剂溶液,当乳液有蓝光出现时,开始滴加剩余的预乳化单体,3h滴完,升温至80℃,保温1h,降温出料,用氨水调pH值至7~8。

3.性能与效果

以2-EHA和BA为软单体,MMA为硬单体,HEMA为交联剂,采用预乳化半连续乳液聚合法制备压敏胶乳液,用于保护膜。对合成工艺条件进行研究,软、硬单体质量之比为63∶27,HEMA 4.0g,乳化剂SDS与NP-10以2.5∶1复合,用量2.0g,引发剂KPS用量0.6g,反应温度80℃,反应时间约4h,所制得的乳液型压敏胶具有较好的剥离强度和胶层稳定性。

(二十五)枫香树脂/丙烯酸酯乳液压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   60

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   40

丙烯酸   3.0

十二烷基硫酸钠(SDS)   1.0

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)  2.0

枫香树脂   10

过硫酸铵(APS)   0.7

NaHCO3   1~2

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)预乳化液的制备 在三口烧瓶中分别加入称量好的乳化剂[m(SDS)∶m(OP-10)=1∶2]和部分去离子水,搅拌30min,然后用恒压滴液漏斗缓慢加入溶有枫香树脂的丙烯酸酯混合单体,预乳化1h。

(2)乳液聚合 向四口烧瓶中加入剩余的去离子水及部分预乳化液,搅拌升温至70℃;然后加入部分pH缓冲剂及部分引发剂(APS),升温至82℃左右;再继续升温到85℃,保温30min,待瓶内乳液变蓝时,同时滴加剩余的预乳化液(3.5h滴完)和APS(4.0h内滴完),升温至87℃保温1h,降温至40~50℃,用氨水调节pH值至7~8,用100目筛子过滤出料备用。

(3)PSA胶带的配制 选择20μm涂布棒,将含枫香树脂(质量分数分别为2%、4%、6%、8%、10%、12%)和不含枫香树脂的乳液分别涂覆在PET(250mm×25mm)薄膜上,放入105℃的烘箱中烘2~3min,烘干后取出,即制成相应的PSA胶带。用于初黏、持黏、180°剥离强度的测定。

3.性能与效果

枫香树脂作为一种新开发的新型天然树脂,有着与松香树脂类似的增黏特点,有望作为—种新型增黏剂应用于胶黏剂中。

采用枫香树脂作为增黏树脂,通过预乳化半连续乳液聚合制备了枫香树脂/丙烯酸酯复合乳液,研究枫香树脂用量对单体转化率、凝胶率、溶胶分子量及其分布、乳胶膜的Tg,以及乳胶膜的热稳定性和压敏胶粘接性能的影响。

以混合丙烯酸酯为共聚单体,枫香树脂为增黏剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为乳化剂,采用预乳化半连续乳液聚合法制备枫香树脂-丙烯酸酯复合乳液,研究枫香树脂用量对单体转化率、凝胶率、玻璃化转变温度、热稳定性以及压敏胶(PSA)粘接性能的影响。结果表明,在枫香树脂一定的质量分数范围内,随着枫香树脂用量的增加,分子量、凝胶率、热稳定性、玻璃化转变温度随之增加。枫香树脂的适宜用量为质量分数10.0%,此时压敏胶的初黏力为16#,180°剥离强度为10.12N/25mm。

(二十六)乳液型竹纤维素/丙烯酸酯压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量分数/%)

丙烯酸丁酯(BA)   31.80~37.60

醋酸乙烯酯(VAc)   1.45~8.67

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   1.16~2.89

丙烯酸(AA)   1.73

十二烷基硫酸钠(SDS)   0.29

烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)   1.73

过硫酸钾   0.1~0.46

碳酸氢钠   0.23

去离子水   52.00

氨水   适量

醋酸乙酯   适量

竹纤维素   0~1.00

2.制备方法

(1)竹纤维素的提取 竹纤维素采用硝酸-乙醇法提取。精确称取竹粉样品75.2485g,放入1000mL锥形瓶中,加入300mL的硝酸-乙醇混合液,摇晃均匀,装上回流冷凝管,置沸水浴上加热1h,加热过程中,随时摇荡锥形瓶,以防止底部固液混合物烧焦及残渣蹦跳;加热完毕后移去水浴加热和冷凝管,并将锥形瓶取下,静置,残渣沉积于瓶底。然后用倾滤法将上层液体倒入已经称质量的玻璃滤器,尽量不使残渣流出,利用循环水真空泵将滤器中滤液吸干。滤器内的残渣全部移入原锥形瓶,加适量硝酸-乙醇混合液再次回流,循环数次,直到纤维变白。最后用热水将纤维素洗出并洗净;0.1%甲基橙溶液测试,不显酸性为止。余下残渣过滤后,用水洗净并烘干称量,竹维素的得率为42.50%。

(2)竹纤维素-丙烯酸酯乳液型压敏胶制备

①预乳化 在装有电动搅拌器、球形冷凝管、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中,加入十二烷基硫酸钠0.29g、OP-10 1.73g、NaHCO3 0.23g与去离子水52.00g,搅拌均匀。加入丙烯酸丁酯31.80~37.60g、甲基丙烯酸甲酯1.16~2.89g、醋酸乙烯酯1.45~8.67g和丙烯酸的混合单体1.73g,再加入适量醋酸乙酯,加热至60℃并充分搅拌,形成具有一定黏度的乳液。

②继续加热升温 当温度升至75~90℃左右时,加过硫酸钾总量的40%,反应开始。当反应体系出现蓝色荧光,表明乳液聚合反应开始,10min后打开滴液漏斗缓慢滴加剩余的混合单体,同时逐步加入剩余的引发剂溶液,继续搅拌,添加交联剂竹纤维素(总质量0~1%),保温2h,搅拌冷却至室温,将生成的乳液经滤布过滤除凝聚物,用氨水调节乳液pH值至7.0~8.0,得到竹纤维素-丙烯酸酯乳液型压敏胶。

3.性能与效果

(1)竹纤维作为新研发的生物基质材料,天然竹纤维素截面呈扁平状,纤维中间具有孔洞,纵向存在沟槽,横向有枝节,纤维细长,柔韧性好,具有良好的透气性、吸水性,较强的耐磨性和良好的染色性。在乳液型丙烯酸酯压敏胶中加入适量的纤维素,能增加丙烯酸酯压敏胶交联的网状结构,可以使其性能提高。从竹材加工下脚料中提取竹纤维素,采用竹纤维复合添加进入丙烯酸酯压敏胶中,起到交联作用,在线型分子之间产生化学键合,形成网状结构,以提高黏度及剥离强度,获得的结果对丙烯酸酯压敏胶的研究具有重要意义。

(2)通过对制备的竹纤维素-丙烯酸酯压敏胶的乳液黏度、180°剥离强度、初黏性、持黏性的测定,发现加入竹纤维素的丙烯酸酯乳液型压敏胶在各方面性能均有所提升。通过对实验数据的分析,确定合理的聚合温度为85℃,聚合反应时间为3h,搅拌速率为150r/min。

(3)引发剂的适宜用量为单体总质量的0.30%。通过对不同单体在乳液聚合影响的研究,确定软硬单体最佳体积比为4∶1,硬单体中MMA与VAc的最佳体积比为1∶4,竹纤维素最适宜添加量为0.6%,反应时间3h,压敏胶黏度为21.3mPa·s,剥离强度为0.692N/mm。

(二十七)耐热型丙烯酸酯乳液压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸丁酯(BA)   42

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   5.0

丙烯酸(AA)   6.0

  N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)   1.0

过硫酸铵(APS)   0.5

烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵   2~3

十二烷基硫酸钠(SDS)   1~3

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)压敏胶的合成 将乳化剂、混合单体、去离子水加入烧杯中搅拌,制成预乳液备用。将一定量的预乳化液加入去离子水中,搅拌,在70℃时,加入一定量10%(质量分数)过硫酸铵溶液,在85℃下反应30min,当乳液呈蓝色荧光,回流减少时,则形成了种子乳液。分液漏斗滴加剩余的预乳化液和过硫酸铵溶液,控制在4~5h滴完。冷却至室温,用氨水调节pH值至7~8,出料。

(2)压敏胶黏带的制备 将丙烯酸酯乳液压敏胶均匀涂在25mm宽的胶带上,干燥1~5min,制成压敏胶带,待测。

3.性能与效果

(1)优选出合成压敏胶的最佳配方为:软硬单体质量比为42∶5,功能单体用量为单体总质量的6%,m(AA)∶m(NMA)=3∶1,DNS-86用量为单体总质量的4%。

(2)以最佳配方制备出的耐热性压敏胶,其180°耐热剥离强度达到220N/m,耐热初黏力为11号钢球,耐热持黏力大于36h,固体质量分数为50%,黏度为460mPa·s,满足应用性能要求。

(二十八)可热剥离型丙烯酸酯压敏胶保护片

1.原材料与配方(质量份)

(1)乳液配方

丙烯酸异辛酯(2-EHA)   60

丙烯酸丁酯(BA)   10

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   10

丙烯酸(AA)   3.0

甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)   20

醋酸乙烯酯(VAc)   5.0

过氧化苯甲酰(BPO)   1.0

增黏树脂   9.4

其他助剂   适量

  (2)胶黏剂保护片配方

丙烯酸酯乳液   100

乙酰丙酮铝(Al-acac)   0.2

多异氰酸酯(M-75)   1.0

热膨胀型微球粉   3.0

醋酸乙酯(EAc)   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)常规溶液聚合法制备丙烯酸酯共聚物 在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中,加入按比例配制好的BA、AA、MMA、2-EHA、VAc、HEMA和EAc;启动搅拌,升温至81~82℃,开始滴加BPO/EAc溶液(控制滴加速率,约2h内滴完);滴毕(开始进入自反应阶段),维持反应釜外温比内温高5℃,自反应5h;降温至60℃左右,加入增黏树脂,继续冷却至45℃以下,卸胶得丙烯酸酯共聚物(记为PSA01)。

(2)保护胶片的制备 用甲苯溶解Al-acac干粉制成10% Al-acac溶液;用EAc稀释M-75制成50% M-75溶液。将上述物料密封保存(作为交联剂),待用。

将PSA01直接(或加入适量Al-acac溶液、M-75溶液和膨胀粉等)涂布在PET薄膜上,(118±3)℃干燥2min,贴合离型纸,制成测试用保护胶片。

3.性能与效果

(1)以丙烯酸酯类单体为共聚单体,制得一种初黏力、剥离强度均较高的PSA01。当w(Al-acac)=0.100%~0.175%或w(M-75)=1.0%~2.0%时,PSA01可获得最佳的综合粘接性能。

(2)膨胀粉可使保护胶片的初黏力和剥离强度略有提升;当w(膨胀粉)=1%时,微球在胶层中只是零星分布,对保护胶片的冷热剥离性能影响较小;当w(膨胀粉)=3%时,微球在胶层中分布密集,制得的保护胶片经7d以上的熟成后,产品的热剥离性能完全达到无残胶的使用要求。

(二十九)氟碳铝型均用丙烯酸酯乳液压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量分数/%)

丙烯酸丁酯(BA)   30

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   5.0

丙烯酸(AA)   3.0

甲基丙烯酸丁酯(BMA)   2.0

丙烯酸羟丙酯(HPA)   5.0

丙烯酸异辛酯(2-EHA)   60

缓冲剂   0.25

阴离子乳化剂/非离子乳化剂   0.6

过硫酸铵   0.4

NaHCO3   1~2

消泡剂691   0.2

氨水   适量

去离子水   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)预乳化液的制备 将部分去离子水、部分乳化剂、部分引发剂及全部单体加入乳化杯中,乳化30min,得到预乳化液。

(2)将剩余的去离子水、乳化剂、引发剂和全部缓冲剂投入反应瓶中,通入冷凝水,边搅拌边升温至70℃;然后加入部分预乳化液,反应若干时间;待瓶内温度为80℃时,3h内滴加剩余的预乳化液;保温反应0.5h后补加少量引发剂(以消除残余单体),继续保温反应2h;结束反应,依次加入pH调节剂和消泡剂,经300目(即0.045mm)滤网过滤后,出料即可。

3.性能与效果

以丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异辛酯(2-EHA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为功能单体,采用降低PSA(压敏胶)的Tg(玻璃化转变温度)和预乳化半连续乳液聚合法合成了丙烯酸酯PSA乳液。研究结果表明:当m(软单体)∶m(硬单体)∶m(功能单体)=90∶5∶5、m(BA)∶m(2-EHA)=1∶2、w(AA)=1.0%、w(HPA)=5%、w(缓冲剂)=0.25%、w(引发剂)=w(复合乳化剂)=0.6%且m(阴离子型乳化剂)∶m(非离子型乳化剂)=1∶1时,PSA乳液的综合性能相对最好,用该PSA制成的保护膜对氟碳铝型材具有良好的附着力,并且其耐湿热老化性能和耐热老化性能俱佳。

(三十)反光膜用丙烯酸酯压敏胶黏剂

1.原材料与配方(质量分数/%)

丙烯酸丁酯(BA)   60

丙烯酸异辛酯(EHA)   15

甲基丙烯酸甲酯(MMA)   5.0

丙烯酸羟丙酯(HPA)   4.0

丙烯酸(AA)   6.0

过氧化苯甲酰(BPO)   0.5

乙酸乙酯   适量

其他助剂   适量

2.制备方法

(1)合成工艺 在四口烧瓶中加入适量的溶剂、引发剂溶液和部分混合单体,开动搅拌,升温至回流温度(76±2)℃保持回流20~30min,滴加剩余单体混合液和部分引发剂溶液,在回流温度下维持反应约2~3h。然后滴加剩余引发剂溶液,待滴加完毕后,在回流温度下保温反应3h,得到无色透明黏稠状胶液,冷却至40~50℃,过滤出料。

(2)胶带的制作 采用转移法制作胶带,取4~5kg胶液在涂布机上用上刮法均匀涂在双塑单硅离型纸上,进入烘道焙烘,然后和PET镀铝膜复合,室温放置1h,剥离离型纸即得到压敏胶带,用测厚仪测试胶膜厚度(18~22μm)。

3.性能与效果

PSA性能指标见表2-39。

表2-39 PSA性能指标

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸异辛酯(EHA)和丙烯酸丁酯(BA)为软单体,丙烯酸(AA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为交联单体,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,制备了反光膜用的溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶。

当软单体质量分数为85%、MMA为5%、AA为6%和HPA为4%时,压敏胶具有优异的性能,能满足使用要求。

(三十一)高附着力丙烯酸酯乳液密封胶黏剂

1.原材料与配方(质量份)

丙烯酸酯共聚物乳液   100

分散剂AFX3070   0.5

  CaCO3   140

润湿剂AFX-1080   0.5

SiO2   0.5

低活性环氧基硅烷(Wz-A)   0.8~1.2

其他助剂   适量

2.制备方法

称料—配料—混料—反应—卸料—备用。

3.性能与效果

(1)通过后添加Wz-A可以部分提高密封胶的力学性能,但是密封胶的黏结性能仍不够理想,黏结形成时间较长。

(2)通过Wz-B对聚合物基料进行改性,配合后添加Wz-A可以显著地改善密封胶的抗拉强度和剥离强度,缩短密封胶产品的黏结形成时间。

(3)对于经Wz-B改性的密封胶,Wz-A的添加量超过1.2%后,对密封胶力学性能的改善作用减弱,且易造成密封胶凝胶、综合性能下降及成本增大。因此,Wz-A的添加量在0.8%~1.2%较为合适。