專利名稱：可再制漿的壓敏膠粘劑組合物和雙面壓敏膠帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓敏膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可再制漿的壓敏膠粘劑組合物和 雙面壓敏膠帶。
背景技術(shù)：
造紙、印刷及包裝行業(yè)要使用大量的壓敏膠粘制品例如在紙的生產(chǎn)、加工及印刷 中，就需要用壓敏膠帶將前后兩紙輥連接起來，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性；在包裝行業(yè)也需要大 量的密封用壓敏膠帶或標(biāo)識用壓敏標(biāo)簽。因此，廢紙中會含有相當(dāng)比例的壓敏膠粘制品，成 為生產(chǎn)過程中“膠粘物質(zhì)”的一個重要來源。在廢紙回收利用過程中，壓敏膠粘制品中的膠 粘劑會聚集成微小球體，牢固的粘附在纖維上，不能有效除去。它們進(jìn)一步沉積在紙機的成 型網(wǎng)、毛毯、烘缸上，導(dǎo)致一系列生產(chǎn)問題或紙病。因此常規(guī)壓敏膠粘制品的使用會嚴(yán)重干 擾廢紙的回收利用過程，就這一點來講現(xiàn)有壓敏膠粘產(chǎn)品不符合現(xiàn)在環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的 要求，屬于非“環(huán)境友好型”產(chǎn)品。因此開發(fā)“環(huán)境友好型”壓敏膠粘劑，使其既具有良好的 壓敏性能，又能在廢紙制漿過程中容易除去，不產(chǎn)生“膠粘物質(zhì)”問題，就成為需要。歐美等發(fā)達(dá)國家早已注意到壓敏膠粘制品對廢紙回用過程的危害，并已就此進(jìn)行 了廣泛研究，取得了很多成果。為了從源頭上避免壓敏膠粘制品對廢紙回用過程的危害， 一些壓敏膠粘劑新產(chǎn)品、新技術(shù)相繼問世。這類不會對廢紙回用過程產(chǎn)生危害的產(chǎn)品被稱 作可再制漿的壓敏膠粘劑Otepulpable PSAs)或可再制漿的壓敏膠帶(R印ulpable PSAs tape)，它們又可分為水溶性的(soluble)和可分散的(dispersible)兩類。美國制漿造紙 協(xié)會(TAPPI)已經(jīng)制定了相應(yīng)產(chǎn)品的檢測標(biāo)準(zhǔn)，即Tappi UM-213和Tappi UM-204，規(guī)定通 過這兩個檢測標(biāo)準(zhǔn)之一才能稱為可再制漿的壓敏膠粘劑。除了特別要求，美國通常用Tappi UM-213作為可再制漿的壓敏膠粘劑性能的檢測標(biāo)準(zhǔn)。而我國在這方面的研究很少，對造紙、 印刷及包裝行業(yè)使用的壓敏膠粘制品還沒有“可再制漿”性能的要求，也沒有制定相應(yīng)的檢 測方法和檢測標(biāo)準(zhǔn)。丙烯酸酯壓敏膠粘劑是由多種丙烯酸酯單體經(jīng)過共聚得到的一類壓敏膠粘劑產(chǎn) 品。通常由三類單體構(gòu)成粘性單體(軟單體，如丙烯酸丁酯)、內(nèi)聚單體(硬單體，玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度較高，如甲基丙烯酸甲酯)和改性單體(如丙烯酸，在經(jīng)過堿處理之后可賦予壓敏 膠粘劑水溶性)。此種丙烯酸酯壓敏膠粘劑制備的水溶性膠帶由于內(nèi)聚單體無法給予膠粘 劑足夠的內(nèi)聚力而出現(xiàn)膠帶端面溢膠的問題。交聯(lián)是改善丙烯酸酯壓敏膠性能的一個重要方法。通過交聯(lián)不但可以提高壓敏膠 的內(nèi)聚強度，還能提高壓敏膠耐溶劑、抗高溫和老化的性能。但是交聯(lián)會導(dǎo)致膠粘劑初粘性 的大幅降低。US4413080、US3865770等美國專利中通過加入大量的增塑劑來提高壓敏膠的 初粘性，但加入此增塑劑會產(chǎn)生新的問題長時間儲存或放置于較高溫度后，增塑劑容易分 離出來，滲入紙基中(產(chǎn)生滲膠現(xiàn)象)，并且降低壓敏膠的粘接強度和持粘性。因此，有必要開發(fā)一種新型的可再制漿的壓敏膠粘劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種新型的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物。本發(fā)明還提供了一種雙面壓敏膠帶，利用本發(fā)明可再制漿的壓敏膠粘劑組合物來 制備壓敏膠粘劑層，具有較好的初粘性、持粘性、180°剝離強度以及可再制漿性能，避免了 因加入大量增塑劑所導(dǎo)致的滲膠、粘性降低等問題。一種可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其主要組成為70 89重量份的丙烯酸酯共 聚物、堿、9 28重量份的聚乙二醇單甲醚增塑劑、0. 5 1重量份的交聯(lián)劑、0. 2 0. 5重 量份的抗氧化劑和0 0. 5重量份的著色劑；其中，所述的丙烯酸酯共聚物包含以下重量百分比的單體49% 56%第一共聚 單體、25% 35%第二共聚單體和16% 19%第三共聚單體；所述的第一共聚單體為丙烯酸烷基酯中的一種或多種；所述的第二共聚單體為甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中的一種或多種；所述的第三共聚單體為可聚合羧酸中的一種或多種；所述的堿的用量以中和占丙烯酸酯共聚物中羧基總摩爾數(shù)30% 70%的羧基來
衡量；所述的交聯(lián)劑為多官能團(tuán)的環(huán)氧化合物、異氰酸酯化合物中的一種或多種，優(yōu)選 多官能團(tuán)的環(huán)氧化合物。本發(fā)明通過適量的交聯(lián)來解決膠帶端面溢膠問題，通過在丙烯酸酯共聚物的側(cè)基 引入一定比例的聚氧乙烯醚鏈段來提高膠粘劑對被粘物的潤濕性，同時減少增塑劑的用 量，從而避免加入大量的增塑劑導(dǎo)致的一系列滲膠、粘性降低等問題。另外，側(cè)基聚氧乙 烯醚鏈段的引入增加了粘接界面的齒合力(如圖3所示)，使得膠帶具有較高的持粘性和 180°剝離強度，同時也提高了膠粘劑的水溶性。為了達(dá)到更好的發(fā)明效果，優(yōu)選所述的聚乙二醇單甲醚增塑劑為有5 30個氧乙烯基重復(fù)單元的聚乙二醇單甲 醚，進(jìn)一步優(yōu)選為有5 15個氧乙烯基重復(fù)單元的聚乙二醇單甲醚。所述的丙烯酸烷基酯為烷基包含4 8個碳原子的丙烯酸烷基酯，側(cè)基碳原子超 過8個時容易導(dǎo)致共聚物具有較差的水溶性，進(jìn)一步優(yōu)選丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的 一種或兩種。所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(即甲氧基聚(氧乙烯基)丙烯酸酯)為有5 15個氧乙烯基重復(fù)單元的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。所述的可聚合羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、衣康酸中的一種或多種， 進(jìn)一步優(yōu)選為丙烯酸、甲基丙烯酸或兩者的混合物。所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰，進(jìn)一步優(yōu)選為氫氧化鉀。使用時可以 水溶液的形式添加。所述的抗氧化劑為酚類抗氧化劑，進(jìn)一步優(yōu)選抗氧化劑IRGAN0X1076。所述的著色劑為銅酞菁染料。所述的丙烯酸酯共聚物可采用本領(lǐng)域常用的共聚物制備方法制備，如溶液聚合方 法，其中，自由基引發(fā)劑可使用偶氮類引發(fā)劑(如偶氮二異丁腈，2，2'-偶氮二(2-甲基丁 腈)，2，2'-偶氮二(2，4，4_三甲基戊烷))、過氧化物引發(fā)劑(如過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化氫、過氧化苯甲酰叔丁酯)等中的一種或多種。在聚合中，可使用一種或多種溶劑如乙 酸乙酯、甲苯、乙酸正丁酯、甲乙酮等中的一種或多種。所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物可采用本領(lǐng)域壓敏膠粘劑常用的制備方法 制備，如可通過將丙烯酸酯共聚物與堿水溶液、增塑劑、交聯(lián)劑和其他添加劑(抗氧化劑、 著色劑等)共混，攪拌均勻而制備?！N雙面壓敏膠帶，包括第一壓敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層，所述的第一壓 敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層之間設(shè)有無紡布紙層，且第一壓敏膠粘劑層或第二壓敏膠 粘劑層上蓋有離型紙；所述的第一壓敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層均由本發(fā)明所述的可 再制漿的壓敏膠粘劑組合物制成。所述的雙面壓敏膠帶可采用如下方法制備將所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物施加到經(jīng)過剝離處理的離型紙一面上，使 壓敏膠粘劑組合物干燥形成第一壓敏膠粘劑層；重復(fù)將所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合 物施加到另一經(jīng)過剝離處理的離型紙一面上，使壓敏膠粘劑組合物干燥形成第二壓敏膠粘 劑層；將得到的第一壓敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層分別附著到無紡布紙的兩面，脫除 一面的離型紙，然后用另一離型紙將無紡布紙卷繞在一起，即制得雙面壓敏膠帶。所述的涂布方式可為輥式涂布、刮刀式涂布、棒涂、唇式涂布或凹版涂布。本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明可再制漿的雙面壓敏膠帶具有很強的初粘性、持粘性和180°剝離強度，以 及很好的可再制漿性能，避免了因加入大量增塑劑所導(dǎo)致的滲膠、粘性降低等問題，在廢紙 回收利用過程中不會污染設(shè)備，符合現(xiàn)在環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。可廣泛應(yīng)用在造紙、印 刷及包裝等行業(yè)中。本發(fā)明的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物還可用于制造水溶性單面膠帶，該水溶性 單面膠帶除了可用于起卷和封卷外，通過使用超薄背材料作為基材可賦予接頭優(yōu)異的后續(xù) 加工性能，如涂布、印刷等。


圖1為本發(fā)明雙面壓敏膠帶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，10為離型紙，11為第一壓敏膠粘 劑層，12為載體無紡布，13為第二壓敏膠粘劑層；圖2為本發(fā)明雙面壓敏膠帶使用時的對接示意圖；圖中，11為第一壓敏膠粘劑層， 13為第二壓敏膠粘劑層，100為第一被粘物，130為第二被粘物。圖3為圖2中所示圓圈部分的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實施例方式該具體實施方式
中，部分化合物采用下列縮寫第一共聚單體丙烯酸丁酯，縮寫為BA ；丙烯酸異辛酯，縮寫為EA ；第二共聚單體甲氧基聚(氧乙烯基)1Q丙烯酸酯，縮寫為EOltlA;甲氧基聚(氧乙 烯基)5丙烯酸酯，縮寫為EO5A ；甲氧基聚(氧乙烯基)15丙烯酸酯，縮寫為EO15A ；第三共聚單體丙烯酸，縮寫為AA ；甲基丙烯酸，縮寫為MA ；引發(fā)劑偶氮二異丁腈，縮寫為AIBN ；
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強堿氫氧化鉀，分子式為KOH ；交聯(lián)劑三環(huán)氧丙基異氰尿酸酯，縮寫為TGIC ；增塑劑具有9個氧乙烯基重復(fù)單元的聚乙二醇單甲醚增塑劑，縮寫為ME0-9 ；著色劑銅酞菁染料，縮寫為RL ；抗氧化劑抗氧化劑IRGAN0X 1076，縮寫為IR1076。實施例1 10壓敏膠粘劑組合物中丙烯酸酯共聚物通過自由基溶液聚合法制備，制備過程如 下向配備有氮氣入口、攪拌器、冷凝管和溫度計的多口燒瓶中加入單體、AIBN和乙酸乙 酯，65°C下保溫5h，升溫至80°C，繼續(xù)聚合2h，得到丙烯酸酯共聚物溶液。實施例1 10丙 烯酸酯共聚物中的單體、引發(fā)劑和其他組分的用量如表1。表1-丙烯酸酯共聚物組成 壓敏膠粘劑組合物按以下方法制備室溫下，向上述丙烯酸酯共聚物溶液中加入 質(zhì)量百分濃度為45%的KOH水溶液，攪拌10分鐘后加入增塑劑、TGIC、IR1076、RL等，攪勻 后涂膠，制得壓敏膠粘劑組合物。實施例1 10壓敏膠粘劑組合物中所加各組分的用量分 別如表2 4，以重量份表示；KOH中和羧基(mol%)指被KOH中和的羧基的摩爾數(shù)占丙烯 酸酯共聚物中羧基總摩爾數(shù)的百分比。表2-實施例1 4壓敏膠粘劑組合物中組分 表3-實施例5 7壓敏膠粘劑組合物中組分 表4-實施例8 10壓敏膠粘劑組合物中組分 實施例11 20分別將實施例1 10制備的壓敏膠粘劑組合物通過刮刀式涂布機涂布到離型紙 10 —面上，重復(fù)將實施例1 10制備的壓敏膠粘劑組合物通過刮刀式涂布機涂布到另一離 型紙一面上，使涂布到離型紙10上的壓敏膠粘劑組合物干燥形成第一壓敏膠粘劑層11和 第二壓敏膠粘劑層13 ；將得到的第一壓敏膠粘劑層11和第二壓敏膠粘劑層13分別附著到 無紡布紙12的兩面，脫除一面的離型紙，然后用另一離型紙10將無紡布紙卷繞在一起，制 得雙面壓敏膠帶，其中，壓敏膠粘劑組合在離型紙10上的涂布厚度為0. 025mm。對比例1 3除了原料按下表5和表6變化之外，其余操作同實施例1和實施例11，制得對照用
壓敏膠粘劑組合物及相應(yīng)的對照用雙面壓敏膠帶。
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表5-丙烯酸酯共聚物組成 表6-對比例1 3壓敏膠粘劑組合物中組分 可再制漿的雙面壓敏膠帶的性能評價初粘性采用斜面滾球法，根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4852-84檢測。測試 結(jié)果以鋼球球號表示。持粘性根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4851-1998檢測。180°剝離強度根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2792-1998檢測。注環(huán)境溫度、濕度對初粘性、持粘性、180°剝離強度的測試影響較大。一般來說， 增加環(huán)境溫度和濕度會提高壓敏膠的初粘性能，同時會降低其持粘性能，所以同一產(chǎn)品在 不同環(huán)境下的檢測結(jié)果也可能有較大差別。本發(fā)明中的測試數(shù)據(jù)均在恒溫恒濕室中(溫度 250C 士2°C，相對濕度65% 士2% )檢測，因此可以進(jìn)行比較得出結(jié)論。可再制漿性能測試方法根據(jù)美國制漿造紙工業(yè)協(xié)會(TAPPI)制定的檢測水溶性 膠帶可再制漿性能的TAPPI UM-213標(biāo)準(zhǔn)。檢測過程如下對于雙面膠帶，取20cmX 2. 54cm 的膠帶，將其夾在相同尺寸的兩張吸水紙中間制成待測樣品；對于單面膠帶，取兩條 20cmX2. 54cm的膠帶，粘在相同尺寸的吸水紙的兩面制成待測樣品。將樣品剪成約 1.5X1. 5cm2的碎片，然后加入相同尺寸的吸水紙碎片，二者混合后共重約15g。將試樣放 入高速搗碎機中，加入500ml常溫自來水，然后開動攪拌，以15，OOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌30秒后 停止，將濺到壁上的漿料用水沖回，再以相同轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30秒后停止，將濺到壁上的漿 料沖回，然后再以相同轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30秒。將得到的漿料抄成片，經(jīng)脫水、干燥后，對光觀 察，檢查未溶解的膠粘顆?；蚰z粘條，按照表7中標(biāo)準(zhǔn)評定水溶性。符合1和2條件的滿足 膠帶水溶性的要求。表 7 滲膠測試方法將雙面膠帶兩面各沾上一張紙，然后在兩邊各放數(shù)張紙。對該樣 品在40°C下施加lOkg/cm2的壓力15小時。如果膠粘劑未滲透過第一層紙，定義為無滲膠。 如果膠粘劑滲透過第一層紙，并對第二層紙產(chǎn)生輕微粘接，定義為輕微滲膠。以上兩種情況 都是可以接受的。如果膠粘劑滲透過第一層紙，并對第二層紙產(chǎn)生很強的粘接，則定義為嚴(yán)
重滲膠。溢膠測試方法將整卷試樣置于溫度(30士2) °C、相對濕度(80士5) %的恒溫恒濕 箱中，經(jīng)7天后取出，觀察整卷膠帶端面是否溢膠。結(jié)果以嚴(yán)重溢膠(膠粘劑流出)、輕度溢 膠(端面發(fā)粘，但無膠粘劑流出)、無溢膠(端面不粘或微粘)衡量。粘性測試方法將膠帶剪成寬度為IOmm的膠帶條，將其分別粘貼在指定的樣紙上 (銅版紙、復(fù)印紙)做粘性對比實驗。迅速剝離膠帶，以破壞樣紙表面超過70%為合格。耐濕熱性測試方法將整卷試樣置于溫度(65士2) °C、相對濕度(80士5) %的恒溫 恒濕箱中，經(jīng)24h后取出，在常態(tài)下停放lh，再按上述方法測試膠帶的持粘性和粘性。表8-實施例1 4可再漿化雙面壓敏膠帶性能測試結(jié)果 表9-實施例5 7可再漿化雙面壓敏膠帶性能測試結(jié)果 表10-實施例8 10可再漿化雙面壓敏膠帶性能測試結(jié)果 表11-對比例1 3雙面壓敏膠帶性能測試結(jié)果 從表11中結(jié)果可知，未交聯(lián)的雙面壓敏膠帶(對比例1)持粘性很差，端面溢膠嚴(yán) 重。交聯(lián)的膠帶(對比例2)因未使用本發(fā)明的丙烯酸酯共聚物在增塑劑較少的情況下，初 粘很差，基本沒有粘性。而對比例3在增塑劑比重較高時，滲膠嚴(yán)重。從表8、9和10中的結(jié)果可知，本發(fā)明改性的可再制漿的雙面壓敏膠帶(實施例 1-10)具有較好的初粘性、持粘性、180°剝離強度以及可再制漿性能，避免了因加入大量增 塑劑所導(dǎo)致的滲膠、粘性降低等問題。以上通過實施例對本發(fā)明的實施方法作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不局限于這些實 施例，還包括在不偏離本發(fā)明范圍條件下，對公開的方法進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的 各種改變。
權(quán)利要求
一種可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其主要組成為70～89重量份的丙烯酸酯共聚物、堿、9～28重量份的聚乙二醇單甲醚增塑劑、0.5～1重量份的交聯(lián)劑、0.2～0.5重量份的抗氧化劑和0～0.5重量份的著色劑；其中，所述的丙烯酸酯共聚物包含以下重量百分比的單體49％～56％第一共聚單體、25％～35％第二共聚單體和16％～19％第三共聚單體；所述的第一共聚單體為丙烯酸烷基酯中的一種或多種；所述的第二共聚單體為甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中的一種或多種；所述的第三共聚單體為可聚合羧酸中的一種或多種；所述的堿的用量以中和占丙烯酸酯共聚物中羧基總摩爾數(shù)30％～70％的羧基來衡量；所述的交聯(lián)劑為多官能團(tuán)的環(huán)氧化合物、異氰酸酯化合物中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的聚乙二 醇單甲醚增塑劑中氧乙烯基重復(fù)單元為5 30個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的聚乙二 醇單甲醚增塑劑中氧乙烯基重復(fù)單元為5 15個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的丙烯酸 烷基酯為烷基包含4 8個碳原子的丙烯酸烷基酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的甲氧基 聚乙二醇丙烯酸酯為有5 15個氧乙烯基重復(fù)單元的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的可聚合 羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、衣康酸中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的堿為氫 氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的抗氧化 劑為酚類抗氧化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其特征在于所述的著色劑 為銅酞菁染料。
10.一種含有權(quán)利要求1 9任一項所述的可再制漿的壓敏膠粘劑組合物的雙面壓敏 膠帶，其特征在于包括第一壓敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層，所述的第一壓敏膠粘劑層 和第二壓敏膠粘劑層之間設(shè)有無紡布紙層，且第一壓敏膠粘劑層或第二壓敏膠粘劑層上蓋 有離型紙；所述的第一壓敏膠粘劑層和第二壓敏膠粘劑層均由所述的可再制漿的壓敏膠粘 劑組合物制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可再制漿的壓敏膠粘劑組合物，其主要組成為70～89重量份的丙烯酸酯共聚物、堿、9～28重量份的聚乙二醇單甲醚增塑劑、0.5～1重量份的交聯(lián)劑、0.2～0.5重量份的抗氧化劑和0～0.5重量份的著色劑；所述的堿的用量以中和占丙烯酸酯共聚物中羧基總摩爾數(shù)30～70％的羧基來衡量。還公開了一種利用可再制漿的壓敏膠粘劑組合物制備的雙面壓敏膠帶，具有雙層壓敏膠粘劑層，可作為膠粘材料，具有很強的初粘性、持粘性和180°剝離強度，以及很好的可再制漿性能，在廢紙回收利用過程中不會污染設(shè)備，符合現(xiàn)在環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。
文檔編號C09J7/04GK101914356SQ20101028870
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者李建, 趙成浩, 陳躍祖, 韓守臣 申請人:浙江池禾化工有限公司