專(zhuān)利名稱(chēng):一種柔軟固體壓敏膠及其制法的制作方法
本發(fā)明涉及壓敏膠粘劑領(lǐng)域。
現(xiàn)有壓敏膠一般都制成膠帶形式。其中單面膠帶不適合要求兩面粘貼的應(yīng)用場(chǎng)合，雙面膠帶使用又較麻煩，不便于隨時(shí)零星撕用，而且膠帶的膠層薄，基材剪斷后不可復(fù)原，難以多次重復(fù)使用。另一方面，膠帶以昂貴的橡膠類(lèi)柔性聚合物為賦予產(chǎn)品柔韌性的基礎(chǔ)組分，其用量通常高達(dá)總重的30～50%，又需要專(zhuān)門(mén)的制造設(shè)備，故其生產(chǎn)投資和產(chǎn)品成本較高。
本發(fā)明突破了壓敏膠帶的上述局限，提供了一種新的可廣泛用于在各種無(wú)灰干燥表面間進(jìn)行粘貼固定的柔軟固體形式的壓敏膠，它使用方便，可多次重復(fù)使用。另一方面，本發(fā)明以高級(jí)脂肪酸鋁等高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂或其交聯(lián)產(chǎn)物作為賦予產(chǎn)品柔性的基礎(chǔ)組分，故可以不用或少用昂貴的橡膠類(lèi)柔性聚合物(用量不超過(guò)總重的5%即可)而改用廉價(jià)原材料，且本發(fā)明所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，用普通加熱攪拌裝置即可生產(chǎn)，因此本發(fā)明易于達(dá)到低的生產(chǎn)投資和產(chǎn)品成本。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一條簡(jiǎn)便易行的利用植物油皂腳的新途徑。許多植物油，如棉子油和菜子油，在堿煉過(guò)程中都產(chǎn)生一種含大量高級(jí)脂肪酸的廢物-皂腳。目前對(duì)這種廢物的利用尚不充分，利用方式主要有制低級(jí)肥皂和提煉脂肪酸，但前者產(chǎn)品質(zhì)量低劣，后者則需經(jīng)減壓蒸餾，工藝和設(shè)備較復(fù)雜，難以由廢物產(chǎn)地的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)就地加工利用，這就限制了皂腳的利用，使它在一些地區(qū)積壓，成為一個(gè)污染源。而本發(fā)明可采用皂腳為主要原料，這就提出了一條處理和利用皂腳的新途徑，又由于本發(fā)明所需設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資少，故它適于皂腳產(chǎn)地的廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)實(shí)施，將皂腳就地加工利用，從而有利于保護(hù)資源和環(huán)境。
本發(fā)明的基本做法是將高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂與賦粘樹(shù)脂加熱混勻，這就可以制成具有壓敏性粘結(jié)力的柔軟固體;當(dāng)高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂中含有適量不飽合鍵時(shí)，配方中可加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，以提高產(chǎn)品的內(nèi)聚力等使用性能;配方中還可以加入增塑劑和填料，以調(diào)整產(chǎn)品的內(nèi)聚力、快粘力、柔性和軟化點(diǎn)等性能，并降低成本;此外，配方中也可以加入適量柔性聚合物，以進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)品性能。
上述高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂中脂肪酸的碳原子數(shù)應(yīng)大于10，否則易使產(chǎn)品的軟化點(diǎn)偏低，考慮到原料來(lái)源的方便，脂肪酸的碳原子數(shù)一般以12～20，特別是16～18為主要考慮范圍。高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂中最好含有50～100%(重量)的不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂。不飽和鍵的存在可改善產(chǎn)品的柔性和工藝性能，并提供交聯(lián)位置。高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂的金屬基為二、三價(jià)金屬，其中Al，或者Al與Mg等二價(jià)金屬組合效果最好，在多種金屬組合的情況下，Al所占的摩爾分?jǐn)?shù)宜為40%以上，且選擇二價(jià)金屬基時(shí)最好使其所成的高級(jí)脂肪酸皂的熔點(diǎn)低于125℃。因?yàn)锳l的三價(jià)高級(jí)脂肪酸皂具有分枝狀空間結(jié)構(gòu)，易于彼此糾纏連結(jié)，對(duì)提高產(chǎn)品的軟化點(diǎn)和柔韌性等使用性能有明顯作用，而Mg等二價(jià)金屬的高級(jí)脂肪酸皂高溫流動(dòng)性較好，有利于改善工藝性能等。
上述高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂可以由植物油堿煉腳皂與多價(jià)金屬離子進(jìn)行置換反應(yīng)所產(chǎn)生的不溶性混合物代替。因?yàn)樵砟_的主要成份為不飽和與飽和的高級(jí)脂肪酸鈉，中性油和水，脂肪酸鈉通過(guò)置換反應(yīng)可直接轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰母呒?jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂，其中不飽和的高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂所占比例適合本產(chǎn)品的要求，中性油可在產(chǎn)品中起增塑劑的作用，其中的不飽和鍵還可通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)與脂肪酸皂相連接，水將在反應(yīng)后被濾除，而皂腳中的非脂肪物質(zhì)和灰份雜質(zhì)數(shù)量少，對(duì)產(chǎn)品的使用性能無(wú)顯著影響。植物油堿煉皂腳與多價(jià)金屬離子進(jìn)行置換反應(yīng)所產(chǎn)生的不溶性混合物的制法是，使皂腳與多價(jià)金屬離子在水溶液中攪拌反應(yīng)，然后濾取并干燥所得不溶物，即可得到棕或黑色的所需要的不溶性混合物。上述多價(jià)金屬離子為二、三價(jià)金屬離子，最好是Al+++，或者是Al+++與Mg++等二價(jià)金屬離子組合，在多種金屬離子組合的情況下，Al+++所占的摩爾分?jǐn)?shù)宜為40%以上，且選擇二價(jià)金屬離子時(shí)最好使其所成高級(jí)脂肪酸皂的熔點(diǎn)低于125℃。如欲制造淺色制品或減除皂腳中的雜質(zhì)，可先對(duì)皂腳施以皂化、鹽析、漂白等處理，處理后的皂腳及由此制成的不溶性混合物可以達(dá)到淺黃色至乳白色。
賦粘樹(shù)脂可由萜烯樹(shù)脂、石油樹(shù)脂等常用的固體或流體賦粘樹(shù)脂中的一種或數(shù)種充當(dāng)，用量一般為高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的20～200%，具體視所用樹(shù)脂的粘性大小及其它組分的品種和用量確定。
交聯(lián)體系可以采用硫磺交聯(lián)體系，硫磺用量可為不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的1～10%，也可采用非硫交聯(lián)體系，如以有機(jī)過(guò)氧化物、秋蘭姆化合物、含硫嗎啡啉衍生物等為主的交聯(lián)體系，交聯(lián)反應(yīng)一般在100～200℃下進(jìn)行10～120分鐘，以在不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂之間產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
填料可以采用常用的橡膠，塑料等工業(yè)用填料，如碳酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋇、高嶺土、滑石粉、白炭黑等。增塑劑則可用液體或膏狀的植物油、礦物油、合成油或酯類(lèi)增塑劑等。填料和增塑劑的量依產(chǎn)品的性能要求，其它組分的品種和用量以及經(jīng)濟(jì)上的考慮確定。
柔性聚合物可以采用各種橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酸酯等聚合物，用量一般為高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的1～20%，綜合考慮產(chǎn)品的性能和成本，用量以3～13%更合適。柔性聚合物采用不飽和橡膠時(shí)，最好在不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂的交聯(lián)反應(yīng)充分進(jìn)行后再加入反應(yīng)物料，這樣可以加強(qiáng)不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂間的交聯(lián)而抑制橡膠的交聯(lián)(前者的交聯(lián)活性較弱)，從而有利于使產(chǎn)品保持柔軟及適度的韌性。
另外，只要在上述基本配方的范圍內(nèi)加以調(diào)整，例如賦粘樹(shù)脂選用苯并呋喃茚樹(shù)脂或其它粘性較低的樹(shù)脂，并在適量增塑劑的配合下使填料量達(dá)到高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的100～1000%，即可制得油膏等防水材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種新的粘貼固定工具，它粘性適中、柔軟穩(wěn)定，可多次重復(fù)使用，用時(shí)只要撕下一塊，夾在兩個(gè)待粘面間用手一按即可粘住，其攜帶、撕用、粘貼和拆卸均方便，可用于解決多種要求易拆卸的粘貼固定問(wèn)題，例如在水泥、陶瓷、塑料、金屬、玻璃、木材等各種表面上貼紙。本發(fā)明所用原材料無(wú)毒，其產(chǎn)品亦安全無(wú)毒且不溶于水。另一方面，本發(fā)明開(kāi)辟了一條利用植物油堿煉皂腳的新途徑，有利于油脂資源的綜合利用和環(huán)境保護(hù)。此外，本發(fā)明所需設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資少，原材料廉價(jià)易得，便于廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)。
下面給出幾個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例例1分取棕色粘稠狀棉子油皂腳(碘值43克碘/100克，其中含混合脂肪酸鈉27%，中性油17%，水45%，非脂肪物和灰分雜質(zhì)11%)100克、硫酸鋁15克，加水制成溶液(共可加水500～1000毫升)，并于60℃以下攪拌混合，待物料離析成絮狀物與清水兩相后，即以滌卡布過(guò)濾取出濾渣，并將濾渣置入燒杯逐步加熱至110℃，待杯口已無(wú)明顯水汽即可停止干燥。如此可得以混合高級(jí)脂肪酸鋁為主要成份的黑色粘稠狀不溶性混合物約50克。
再取上述不溶性混合物25克，松香甘油酯(軟化點(diǎn)(環(huán)球法)85℃，酸值＜30毫克KOH/克)12.5克，苯并呋喃茚樹(shù)脂(軟化點(diǎn)(環(huán)球法)85℃，PH＝7)5克，碳酸鈣粉30克，逐步加熱至140℃并攪拌均勻，隨后加入二硫化四甲基秋蘭姆1.75克，氧化鋅粉1.25克，并使物料維持140℃50分鐘，然后將產(chǎn)物倒出。產(chǎn)品冷卻后為黑色軟固體，約73克，其性能見(jiàn)表1。
例2按例1所述方法利用棉子油皂腳和硫酸鋁制成不溶性混合物。
取上述不溶性混合物40克，松香甘油酯(同例1)8克，苯并呋喃茚樹(shù)脂(同例1)3克，加熱熔化并攪拌均勻，隨后加入硫酸鋇粉45克，硫化鋅粉19克，攪拌均勻并逐步升溫至180℃，加入硫磺粉0.8克，氧化鋅粉1.2克攪拌均勻，并使物料維持180℃40分鐘，然后降溫至80℃，加入以1.5克天然橡膠制成的含膠量5%(重量)的溶液及碳酸鈣粉16克，隨后逐步升溫至180℃，同時(shí)攪拌均勻，待無(wú)溶劑煙氣后即可將產(chǎn)物倒出。產(chǎn)品冷卻后為棕灰色軟固體，約130克，其性能見(jiàn)表1。
例3取硬脂酸鋁25克、油酸鎂25克、松香甘油酯(同例1)25克、大豆油25毫升，置入燒杯內(nèi)逐步加熱至130℃并攪拌均勻，然后加入二硫化四甲基秋蘭姆及氧化鋅粉各1.25克，并使物料維持130℃50分鐘，然后加入碳酸鈣粉50克并攪拌均勻，即可將產(chǎn)物倒出。產(chǎn)品冷卻后為淡黃色軟固體，約145克，性能見(jiàn)表1。
例4取亞油酸鋁25克、油酸鋁12.5克、亞麻酸鋁5克、棕櫚酸鋁7.5克，并以100毫升醇酸清漆稀料和8毫升大豆油將它們浸制成溶液，然后向此溶液中加入松香甘油酯(同例1)50克、苯并呋喃茚樹(shù)脂(同例1)25克，逐步加熱至120～140℃并攪拌均勻，然后使物料維持此溫度范圍至溶劑煙氣消失，即可將產(chǎn)物倒出。產(chǎn)品冷卻后成棕紅色軟固體，約130克。性能見(jiàn)表1。
表1 實(shí)例產(chǎn)品的性能測(cè)試方法 例1產(chǎn)品 例2產(chǎn)品 例3產(chǎn)品 例4產(chǎn)品剝離強(qiáng)度(克) 見(jiàn)(注) 900 550 200 700內(nèi)聚強(qiáng)度(時(shí)間) 見(jiàn)(注) 3′8″ 3′23″ 7′19″ 2′20″軟化點(diǎn)(℃) SY2806-66 72 92 59 78針入度(25℃1/10mm) SY2801-77 50 59 58 75延度(厘米) SY2804-66 12.8 8.2(注)無(wú)測(cè)試本發(fā)明產(chǎn)品物理性能的標(biāo)準(zhǔn)方法，故剝離強(qiáng)度和內(nèi)聚強(qiáng)度借用測(cè)定包裝用壓敏紙膠帶的北京市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(京Q/EQ2-39-81)方法測(cè)定，具體做法是先將本發(fā)明產(chǎn)品以紙(背面可用膠布加強(qiáng))為基材制成膠層厚2毫米、寬2.5厘米的膠帶。測(cè)剝離強(qiáng)度時(shí)將制好的膠帶在不銹鋼板上粘貼10厘米長(zhǎng)，然后于常溫下裝入拉伸機(jī)，以100毫米/分鐘的速度做180℃的剝離，測(cè)取拉伸機(jī)的平均負(fù)荷值;測(cè)內(nèi)聚強(qiáng)度時(shí)則是將制好的膠帶在不銹鋼板上粘貼1厘米長(zhǎng)，然后置入55℃烘箱并在膠帶下端掛500克重法碼使使膠層受剪切作用，測(cè)取膠帶與鋼板斷離的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種柔軟固體壓敏膠，含有賦粘樹(shù)脂，其特征是含有高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂，且賦粘樹(shù)脂的量為高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的20～200%；
2.如權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其特征是所說(shuō)的高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂中含有50～100%(重量)的不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂，高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂的金屬基為二、三價(jià)金屬，特別是Al，或者是Al與Mg等二價(jià)金屬組合;
3.如權(quán)利要求
1所述的產(chǎn)品，其特征是所說(shuō)的高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂由植物油堿煉皂腳與多價(jià)金屬離子進(jìn)行置換反應(yīng)所產(chǎn)生的不溶性混合物代替，上述多價(jià)金屬離子是二、三價(jià)金屬離子，特別是Al+++，或者是Al+++與Mg++等二價(jià)金屬離子組合;
4.如權(quán)利要求
1～3所述的產(chǎn)品，其特征是在不飽和高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂之間存在因加入交聯(lián)體系反應(yīng)而產(chǎn)生的交聯(lián)結(jié)構(gòu);
5.如權(quán)利要求
1～3所述的產(chǎn)品，其中含有柔性聚合物，其特征是柔性聚合物的量為高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的1～20%;
6.如權(quán)利要求
4所述的產(chǎn)品，其中含有柔性聚合物，其特征是柔性聚合物的量為高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂重量的1～20%;
7.一種制造如權(quán)利要求
3所述產(chǎn)品的方法，其特征是所說(shuō)的植物油堿煉皂腳與多價(jià)金屬離子置換反應(yīng)所產(chǎn)生的不溶性混合物的制法是使皂腳與多價(jià)金屬離子在水溶液中攪拌反應(yīng)，然后濾取并干燥所得不溶物;
8.一種制造如權(quán)利要求
6所述產(chǎn)品的方法，其特征是所說(shuō)的柔性聚合物指不飽和橡膠，它在不飽和高級(jí)脂肪酸皂的交聯(lián)反應(yīng)充分進(jìn)行之后加入反應(yīng)物料。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供了一種柔軟固體壓敏膠及其制法，屬于壓敏膠粘劑領(lǐng)域。本發(fā)明克服了膠帶等傳統(tǒng)粘貼工具使用不夠方便的局限，可廣泛用于在各種無(wú)灰干燥表面間進(jìn)行粘貼固定。此外，本發(fā)明提供了一種利用油脂工業(yè)廢副產(chǎn)物的途徑。本發(fā)明的基本做法是將具有一定不飽和度的高級(jí)脂肪酸多價(jià)金屬皂，特別是鋁皂與賦粘樹(shù)脂共熱混合，并加入交聯(lián)劑反應(yīng)交聯(lián)。上述脂肪酸皂可通過(guò)對(duì)植物油堿煉皂腳直接進(jìn)行置換反應(yīng)制取。
文檔編號(hào)C09J7/02GK86102255SQ86102255
公開(kāi)日1987年10月21日 申請(qǐng)日期1986年4月4日
發(fā)明者李新華 申請(qǐng)人:李新華導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan