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傳統丙烯酸酯壓敏膠的分類及研究進展

2019-06-29


1 傳統丙烯酸酯壓敏膠的分類及研究進展


傳統丙烯酸酯壓敏膠按固化方式可分為非交聯型、外加交聯劑型和自交聯型壓敏膠3大類。非交聯型壓敏膠涂布干燥后具有熱塑性,因此內聚力一般較差,而且粘接性能調整困難,在工業生產中應用不多;外加交聯劑型丙烯酸酯壓敏膠可分為過氧化物交聯固化、異氰酸酯交聯固化、環氧基樹脂交聯固化、氮丙啶交聯固化、金屬鹽交聯固化、胺基樹脂交聯固化壓敏膠等,工業生產中采用外加固化劑交聯型丙烯酸酯壓敏膠產品較多;自交聯型丙烯酸壓敏膠通過在配方中引入自交聯單體如 N-羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸縮水甘油醚共聚制成具有自交聯性的壓敏膠[6]。丙烯酸酯壓敏膠從形態上可分為溶劑型、乳液型、熱熔型和輻射固化型壓敏膠等,本文對各類丙烯酸酯壓敏膠特點和研究進展進行了相關介紹。

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1.2 乳液型丙烯酸酯壓敏膠

乳液型丙烯酸酯壓敏膠具有生產工藝簡單、使用安全方便、對環境友好、成本低、無污染、生產周期短、對各種材料都有良好的粘接性、涂膜無色透明等優點,但也存在耐高溫高濕性能差、耐水性差、涂布后干燥慢等缺點,因此需要對其進行改性以提高其相關性能[18]。


宗雅君[19]等采用烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(LR-10)和烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚(LG-20)環保型可聚合陰/非離子乳化劑,通過種子預乳化半連續聚合工藝制備了丙烯酸酯乳液壓敏膠,探討了乳化劑的配比、用量及種類對丙烯酸酯乳液性能的影響,獲得較佳的配方和工藝。通過GPC 和FT-IR分析表明,可聚合乳化劑參與了聚合反應,壓敏膠相對分子質量及其分布指數隨著復合乳化劑用量的增加而減小。相比于傳統乳化劑體系,該乳膠壓敏膠粘接性能較佳,穩定性、耐水性和粘接性優異。俞健鈞[20]等研究了丙烯酸酯單體對乳液型丙烯酸酯壓敏膠影響,發現丙烯酸丁酯對壓敏膠的內聚力、顏色和軟硬度影響較大,丙烯酸羥乙酯對壓敏膠的機械穩定性影響較大,而丙烯酸對壓敏膠的黏度影響較大;甲基丙烯酸甲酯可解決壓敏膠偏軟的問題,丙烯酸異辛酯可提高壓敏膠的初粘性。張蕊[21]等通過預乳化和半連續加料工藝制備了外交聯型丙烯酸酯乳液壓敏膠,利用雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)/己二酸二酰肼(ADH)外交聯體系進行固化,采用紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)、熱重分析(TGA)等手段對其進行了研究分析和表征。T.Kondo[22]等通過添加改性松香乳液來提升丙烯酯乳液性能,利用二聚松香和季戊四醇合成了含不同羥值的改性松香樹脂乳液并研究了共混效果。發現羥值越高,與丙烯酸酯的相容性越好,對低表面能材料的粘接性也越好。Yu[23]等采用種子乳液聚合法制備出一系列粒徑為 150~250 nm 的甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)互穿聚合物網絡(IPNs)結構的聚合物乳液。Wang [24]等采用半連續乳液聚合法合成了以改性二氧化硅(SiO2)為核、丙烯酸酯為殼的乳液壓敏膠,研究了納米無機粒子與丙烯酸酯乳液復合的性能;當膠粒結構相同時,以二氧化硅(SiO2)為核的壓敏膠具有較高的剪切強度。喬冠龍[25]等采用預乳化半連續乳液聚合法制備了一種保護膜用乳液壓敏膠。討論了丙烯酸丁酯/丙烯酸異辛酯質量比、乳化劑用量、引發劑用量、交聯劑的用量和反應溫度對乳液壓敏膠的固含量、初黏性和 180°剝離強度的影響,獲得較佳的配方和工藝條件。劉紅[26]等采用種子乳液聚合法合成了用于雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)的丙烯酸酯乳液型壓敏膠。獲得綜合性能相對較佳的工藝配方,乳液壓敏膠平均粒徑為98nm、穩定性良好、吸水性相對較低,該壓敏膠對低表面能BOPP薄膜具有優異的粘接性能。

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壓敏膠是一類無需借助于溶劑或加熱操作工藝,只需施加輕度壓力,即可與被粘物牢固粘合的膠粘劑[1,2]。壓敏膠粘帶具有一定的初粘性和持粘性,在無污染的情況下可反復使用,剝離后對被粘材料表面無破壞,無污染,已廣泛應用于包裝、建材、電器、輕工、機械、交通運輸、電子通訊、航空航天、醫療、日常生活等諸多領域[3],據報道壓敏膠產品在飛行器外殼漆面修補領域中也得到了成功應用[4]。壓敏膠按主體材料的化學成分可分為橡膠型壓敏膠、熱塑性彈性體壓敏膠、有機硅壓敏膠、聚氨酯壓敏膠和丙烯酸酯壓敏膠5大類。丙烯酸酯壓敏膠是目前市場上應用最為廣泛的壓敏膠,它是丙烯酸酯單體和其他乙烯基類單體的共聚物,與其他幾類壓敏膠相比,具有不用添加防老劑、粘接強度好、耐老化、耐候性、耐熱性、透明性好、耐介質及無相分離和遷移等優良性能

綜上所述,目前乳液型丙烯酸酯壓敏膠正朝功能化、多樣化方向發展,研究方向主要通過添加增粘乳液、應用各種新型乳化劑、添加有機硅改性、采用能夠設計和控制乳液壓敏膠粒子粒徑的“核殼乳液聚合”等方法進行改性,通過各種改性方法的運用,同時將具有特殊功能的組分引入乳液型丙烯酸酯壓敏膠體系,得到不同功能的乳液型壓敏膠,從而滿足不同領域的要求。


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