高性能水性壓敏膠及其制備方法以及pe保護膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯保護膜用高性能水性壓敏膠,它是采用種子乳液聚合的方式,先制備出種子乳液,然后滴加預乳液到種子乳液中,并通過補加引發(fā)劑的方式使反應完全,降溫調(diào)節(jié)pH值,過濾出料。本發(fā)明還提供了一種水性壓敏膠的聚乙烯保護膜。本發(fā)明制備的乳液壓敏膠可通過調(diào)節(jié)交聯(lián)劑的用量和涂膠量來獲得合適的剝離強度的保護膜，廣泛用于門窗框架型材及窗戶邊框型材、太陽能邊框型材、裝飾板材（鋁塑板、塑料扣板）、幕墻型材、裝飾條型材上。
【專利說明】
高性能水性壓敏膠及其制備方法以及PE保護膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種保護膜用膠水，特別涉及一種高性能水性壓敏膠及其制備方法以 及PE保護膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶劑型壓敏膠優(yōu)良的性能，廣泛應用于電子行業(yè)、汽車行業(yè)、包裝等領(lǐng)域。缺點是 溶劑對環(huán)境、工人造成巨大傷害，同時溶劑對設備防爆要求也很高。水性丙烯酸壓敏膠是以 水作為分散介質(zhì)，無污染、環(huán)保，隨著人們對環(huán)保材料追求，保護環(huán)境意識提高，水性丙烯酸 壓敏膠越來越受到重視。
[0003] 在制作PE保護膜時，為了追求成本和效率雙向提高，需要較快涂布速度(50-60m/ min)。這需要較高烘干溫度和較長烘箱長度，水性丙烯酸壓敏膠主要涂覆在PE基材上，溫度 過高會造成PE基材軟化、起皺甚至涂布過程中斷裂;較長烘箱占有廠房空間大，需要較高投 入。另一方面，水性丙烯酸壓敏膠制備過程中使用大量乳化劑，造成水性丙烯酸壓敏膠耐水 性差，尤其在高溫和高濕環(huán)境中，PE保護膜容易從被貼物上脫落，不能起到保護作用，這些 限制水性丙烯酸壓敏膠使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高性能水性壓敏膠，具有比現(xiàn)有水性丙烯酸壓敏膠， 更科學的配比，固含量高、耐水性好。
[0005] 本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種高性能水性壓敏膠，包 括質(zhì)量百分比如下的組分： 丙烯酸酯單體40-80 %; 功能單體 0-20%; 乳化劑 0.1-2.0%; 穩(wěn)定劑 0-5%; 引發(fā)劑 0.5-3.0%; 水 30-50%; 各個組分的百分比和為100% 其中，所述的丙烯酸酯單體為:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、 丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一種或多種； 所述的功能單體為:丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯 酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰 胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種； 所述的乳化劑為陰離子乳化劑和非離子乳化劑組合成復合乳化劑；陰離子乳化劑為乙 烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚醚硫酸鹽、烷基酚烯丙基聚醚硫酸鹽、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 酸胺中的一種或多種;非離子乳化劑為EO/PO開環(huán)形成非離子乳化劑。
[0006]優(yōu)選的，各個組分的質(zhì)量百分比如下， 丙烯酸酯單體 45-70% 功能單體 2-10% 穩(wěn)定劑 0-1% 乳化劑 0.1-1.5% 引發(fā)劑 0.5-0.7% 水 30-50%。
[0007]通過采用上述技術(shù)方案，本方案開發(fā)出高固含量高耐水性丙烯酸壓敏膠，固含量 高達53-60%，乳化劑含量可以降低至0.3%。高固含量可以降低涂布過程中水的烘干溫度和 烘干實驗，為使用提高涂布速度和降低設備投入成本;耐水性可以解決制成保護中耐水性 不足造成脫落的現(xiàn)象。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種上述方案中高性能水性壓敏膠制備方法，在更完善的聚合工 藝條件下進行。
[0009] 本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種上述方案中高性能水性 壓敏膠制備方法，包括如下步驟， ① 種子乳液制備:將100重量份的去離子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化劑、0.4-1.2重量 份的pH調(diào)節(jié)劑混合，攪拌均勻，將60--88重量份的烷基碳原子數(shù)為1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子數(shù)為4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的鏈轉(zhuǎn)移劑滴入， 采用100-500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌均勻，開始升溫至60-90°C，在體系中通氮氣，除氧，然后將 0.3-3.0重量份的引發(fā)劑加入到體系中，引發(fā)體系開始聚合，反應10-50分鐘，得到種子乳 液； ② 預乳液制備：將400重量份的去離子水，0.4-2.8重量份的乳化劑混合，采用300- 800轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌均勻，然后緩慢將240-350重量份的烷基碳原子數(shù)為1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子數(shù)為4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 單體，0.1-2.0重量份的交聯(lián)單體滴入，攪拌20-30分鐘得到預乳液； ③ 聚合反應:在60-90 °C的反應溫度下將步驟②制得的預乳液和0.8-5.0重量份的引發(fā) 劑分別滴入由步驟①制得的種子乳液中，所述引發(fā)劑在滴入前先用適量去離子水溶解，攪 拌速度為100-300轉(zhuǎn)分，3-6小時滴完； ④ 保溫反應:預乳液滴加完后，升溫到85-90°C反應60-120分鐘，降溫到50-75°C，補 加0.2-0.8重量份引發(fā)劑后，繼續(xù)反應1小時，然后降溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)產(chǎn)品的pH值為7-9,冷卻至室溫，過濾出料。
[0010] 優(yōu)選的，在步驟①和步驟②中的丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯 酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一種或多種。
[0011]優(yōu)選的，步驟②中的功能性單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸 羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水 甘油酯中的一種或多種。
[0012]優(yōu)選的，步驟①中的鏈轉(zhuǎn)移劑為正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和琉基乙醇中 的一種或多種。
[0013] 優(yōu)選的，步驟①和步驟②中的乳化劑為乙烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚 醚硫酸鹽、烷基酚烯丙基聚醚硫酸鹽、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種或多種。
[0014] 優(yōu)選的，步驟①、步驟③和步驟④中的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸胺、亞硫酸氫 鈉、叔丁基過氧化氫、氯化亞鐵、甲醛合次硫酸氫鈉中的一種或多種。
[0015] 優(yōu)選的，步驟①和步驟④中的pH調(diào)節(jié)劑為碳酸氫鈉或磷酸氫二鈉。
[0016] 通過采用上述技術(shù)方案，采用種子乳液聚合的方式，先制備出種子乳液，然后滴加 預乳液到種子乳液中，并通過補加引發(fā)劑的方式使反應完全，降溫調(diào)節(jié)pH值，過濾出料，聚 合工藝更完善，使得壓敏膠的固含量高達53-60%，乳化劑含量可以降低至0.3%。
[0017] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種PE保護膜，具有合適的剝離強度，不易出現(xiàn)翹膜 和掉膜，也不易出現(xiàn)保護膜難拉難撕甚至出現(xiàn)黏膠殘膠在型材上。
[0018] 本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種PE保護膜，其涂膠層含有上 述方案中的高性能水性壓敏膠。
【具體實施方式】
[0019] 實施例一 一種高性能水性壓敏膠制備方法，包括如下步驟， ① 種子乳液制備:將100重量份的去離子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化劑、0.4-1.2重量 份的pH調(diào)節(jié)劑混合，攪拌均勻，將60--88重量份的烷基碳原子數(shù)為1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子數(shù)為4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的鏈轉(zhuǎn)移劑滴入， 采用100-500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌均勻，開始升溫至60-90°C，在體系中通氮氣，除氧，然后將 0.3-3.0重量份的引發(fā)劑加入到體系中，引發(fā)體系開始聚合，反應10-50分鐘，得到種子乳 液； ② 預乳液制備：將400重量份的去離子水，0.4-2.8重量份的乳化劑混合，采用300- 800轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌均勻，然后緩慢將240-350重量份的烷基碳原子數(shù)為1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子數(shù)為4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 單體，0.1-2.0重量份的交聯(lián)單體滴入，攪拌20-30分鐘得到預乳液； ③ 聚合反應:在60-90 °C的反應溫度下將步驟②制得的預乳液和0.8-5.0重量份的引發(fā) 劑分別滴入由步驟①制得的種子乳液中，引發(fā)劑在滴入前先用適量去離子水溶解，攪拌速 度為100-300轉(zhuǎn)分，3-6小時滴完； ④ 保溫反應:預乳液滴加完后，升溫到85-90°C反應60-120分鐘，降溫到50-75°C，補 加0.2-0.8重量份引發(fā)劑后，繼續(xù)反應1小時，然后降溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)產(chǎn)品的pH值為7-9,冷卻至室溫，過濾出料。
[0020] 步驟①和步驟②中的丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯 酸異辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一種或多種。
[0021] 步驟②中的功能性單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸羥乙酯、 甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水甘油酯中 的一種或多種。
[0022]步驟①中的鏈轉(zhuǎn)移劑為正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和琉基乙醇中的一種或 多種。
[0023] 步驟①和步驟②中的乳化劑為乙烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚醚硫酸鹽、 烷基酚烯丙基聚醚硫酸鹽、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種或多種。
[0024] 步驟①、步驟③和步驟④中的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸胺、亞硫酸氫鈉、叔丁基 過氧化氫、氯化亞鐵、甲醛合次硫酸氫鈉中的一種或多種。
[0025] 步驟①和步驟④中的pH調(diào)節(jié)劑為碳酸氫鈉或磷酸氫二鈉。
[0026] 實施例二 一種高性能水性壓敏膠包括質(zhì)量百分比如下的組分： 丙稀酸酯單體40-45 % ; 功能單體 2-10%; 乳化劑 1.1-2.0%; 穩(wěn)定劑 1-4%; 引發(fā)劑 0.5-0.7%; 水 30-50%; 各個組分的百分比和為100% 其中，丙烯酸酯單體為:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸 月桂酯和丙烯酸十八酯中的一種或多種； 功能單體為:丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙 酯、丙烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種； 乳化劑為陰離子乳化劑和非離子乳化劑組合成復合乳化劑；陰離子乳化劑為乙烯基磺 酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚醚硫酸鹽、烷基酚烯丙基聚醚硫酸鹽、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 的一種或多種;非離子乳化劑為Ε0/Ρ0開環(huán)形成非離子乳化劑。
[0027] 實施例三 一種高性能水性壓敏膠，與實施二不同之處在于質(zhì)量百分比如下的組分： 丙烯酸酯單體45-70 %; 功能單體 2-10%; 乳化劑 1.1-2.0%; 穩(wěn)定劑 1-4%; 引發(fā)劑 0.5-0.7%; 水 30-50%; 各個組分的百分比和為100%。
[0028]實施例四 一種高性能水性壓敏膠，與實施二不同之處在于質(zhì)量百分比如下的組分： 丙烯酸酯單體45-70 %; 功能單體 2-10%; 乳化劑 0.1-0.5%; 穩(wěn)定劑 0-1%; 引發(fā)劑 0.3-0.7%; 水 30-50%; 各個組分的百分比和為100%。
[0029]性能測試:把上述實施例二、實施例三、實施例四的制備乳液涂布于45μπιΡΕ基材電 暈面濕膜厚度為40μπι放入70-80°C烘箱烘烤l_2min拿出，待性能穩(wěn)定測試性能：
由上述性能測試表可知，增加丙烯酸酯單體所占比重，可使得乳液固含量增加，增大剝 離力和保持力，降低涂布過程中水的烘干溫度和烘干實驗，為使用提高涂布速度和降低設 備投入成本;而在其他比重相對持平時，降低乳化劑含量可以增加耐水性，解決制成保護中 耐水性不足造成脫落的現(xiàn)象；經(jīng)試驗丙烯酸酯單體40-80%、功能單體0-20%、乳化劑0.1-2.0%、穩(wěn)定劑0-5%、引發(fā)劑0.5-3.0%、水30-50%這個配備范圍既滿足聚合工藝條件，又能保 證較大的剝離力和耐水性，在丙烯酸酯單體45-70%、功能單體2-10%、乳化劑0-1%、穩(wěn)定劑 0.1-1.5%、引發(fā)劑0.3-0.7%、水30-50%這個范圍則效果更佳。
[0030] 實施例五 一種PE保護膜，其涂膠層包含上述技術(shù)方案中的水性壓敏膠。
[0031] 本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
【主權(quán)項】
1. 一種高性能水性壓敏膠，其特征是:包括質(zhì)量百分比如下的組分：丙烯酸酯單體40-80% ； 功能單體 0-20%; 乳化劑 0.1-2.0%; 穩(wěn)定劑 0-5%; 引發(fā)劑 0.5-3.0%; 水 30-50%; 各個組分的百分比和為100% 其中，所述的丙烯酸酯單體為：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、 丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一種或多種； 所述的功能單體為：丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯 酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰 胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種； 所述的乳化劑為陰離子乳化劑和非離子乳化劑組合成復合乳化劑；陰離子乳化劑為乙 烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚醚硫酸鹽、烷基酚烯丙基聚醚硫酸鹽、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 酸胺中的一種或多種;非離子乳化劑為EO/PO開環(huán)形成非離子乳化劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能水性壓敏膠，其特征是:各個組分的質(zhì)量百分比如下， 丙烯酸酯單體 45-70% 功能單體 2-10% 穩(wěn)定劑 0-1% 乳化劑 0.1-1.5% 引發(fā)劑 0.5-0.7% 水 30-50%。3. -種如權(quán)利要求1或2所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:包括如下步驟， ① 種子乳液制備:將100重量份的去離子水、〇. 1-〇. 7重量份的乳化劑、0.4-1.2重量 份的pH調(diào)節(jié)劑混合，攪拌均勻，將60-88重量份的烷基碳原子數(shù)為1--6的甲基丙烯酸烷基 酯、5-22重量份烷基碳原子數(shù)為4--18的丙烯酸烷基酯，0.01-0.1重量份的鏈轉(zhuǎn)移劑滴入， 采用100-500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌均勻，開始升溫至60-90°C，在體系中通氮氣，除氧，然后將 0.3-3.0重量份的引發(fā)劑加入到體系中，引發(fā)體系開始聚合，反應10-50分鐘，得到種子乳 液； ② 預乳液制備：將400重量份的去離子水，0.4-2.8重量份的乳化劑混合，采用300- 800轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌均勻，然后緩慢將240-350重量份的烷基碳原子數(shù)為1-4的甲基 丙烯酸烷基酯、20-90重量份烷基碳原子數(shù)為4-18的丙烯酸烷基酯、1-10重量份的功能性 單體，0.1-2.0重量份的交聯(lián)單體滴入，攪拌20-30分鐘得到預乳液； ③ 聚合反應:在60-90 °C的反應溫度下將步驟②制得的預乳液和0.8-5.0重量份的引發(fā) 劑分別滴入由步驟①制得的種子乳液中，所述引發(fā)劑在滴入前先用適量去離子水溶解，攪 拌速度為100-300轉(zhuǎn)分，3-6小時滴完； ④ 保溫反應:預乳液滴加完后，升溫到85-90°C反應60-120分鐘，降溫到50-75°C，補 加0.2-0.8重量份引發(fā)劑后，繼續(xù)反應1小時，然后降溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)產(chǎn)品的pH值為7-9,冷卻至室溫，過濾出料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:在步驟①和步驟②中 的丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯和 丙烯酸十八酯中的一種或多種。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法膠，其特征是:所述步驟②中的功 能性單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙 烯酸羥丙酷、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:所述步驟①中的鏈轉(zhuǎn) 移劑為正十^烷基硫醇、叔十^烷基硫醇和琉基乙醇中的一種或多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:在所述步驟①和步驟 ② 中的乳化劑為乙烯基磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、烯丙基聚醚硫酸鹽、烷基酚烯丙基聚醚硫酸 鹽、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種或多種。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:在所述步驟①、步驟 ③ 和步驟④中的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸胺、亞硫酸氫鈉、叔丁基過氧化氫、氯化亞鐵、甲 醛合次硫酸氫鈉中的一種或多種。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能水性壓敏膠制備方法，其特征是:在所述步驟①和步驟 ④ 中的pH調(diào)節(jié)劑為碳酸氫鈉或磷酸氫二鈉。10. -種PE保護膜，其特征是:其涂膠層含有權(quán)利要求1或2所述的高性能水性壓敏膠。
【文檔編號】C08F220/28GK105969265SQ201610356975
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】張嘉磊, 張國良
【申請人】江陰市江泰高分子新材料有限公司