紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶的制备方法，胶带用紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶为无溶剂100%热熔胶的形式，主要包含丙烯酸酯系聚合物和结合到聚合物主链上的光引发剂组分，以及根据需要采用的增粘树脂，在紫外光UVC（波长190‑280nm）辐射下可以快速固化，具有承受120‑140℃温度的良好耐热特性，可用于工业胶带，比如汽车发热部件的粘合剂，以及无毒安全、对皮肤亲和、可调的玻璃化温度的特点，使其可以用于卫生及医疗制品领域。在涂布的实施上，本产品可以高克重高速涂布，还解决了溶剂型丙烯酸系压敏胶的溶剂燃爆危险性和溶剂排放与气味问题。

UV curing acrylate hot-melt pressure-sensitive adhesive and preparation method thereof

The invention relates to a preparation method of UV curable acrylate hot-melt pressure-sensitive adhesive tape, using UV curable acrylate HMPSA for solvent-free 100% hot melt adhesive form mainly includes acrylate polymer and binding to the polymer backbone photoinitiator component, and according to the needs of the tackifying resin in the ultraviolet light (wavelength 190 UVC) 280nm radiation can fast curing, good heat resistance is under 120 temperature of 140 DEG C, can be used for industrial tape, such as auto parts and heating adhesive, non-toxic, for skin affinity, adjustable glass temperature, which can be used in the field of medical and health products. In the implementation of coating, this product can be coated with high speed and heavy weight. It also solves the problems of solvent explosion resistance, solvent emission and odor of solvent acrylic pressure sensitive adhesive.

【技术实现步骤摘要】
紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶及其制备方法
本专利技术涉及紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶的制备方法，该紫外光固化丙烯酸热熔压敏胶主要作为工业胶带使用于汽车部件的制造领域，比如用于汽车顶棚、发动机内罩、驾驶台仪表盘、汽车线束等部件的粘结上，以及卫生和医疗制品领域，属于胶粘剂领域。
技术介绍
随着环境保护和消费者对汽车内空气质量的要求，作为环保型热熔胶被广泛用于汽车部件的粘结中，与此同时，虽然溶剂型胶黏剂具有较优异的粘结性能，但因其气味较重、高VOC、固化速度慢和受热雾汽现象，而在汽车行业的使用逐渐减少。这些溶剂胶主要由氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶与相应的增粘树脂溶解在溶剂中制得，还包括部分溶剂型聚氨酯产品。不同汽车品牌厂商对粘结的要求是不同的，他们所关注的点各有差异，但是基本内容是相通的，那就是要模拟汽车在使用过程中可能面临的环境，抗高温要求和耐低温要求是关键的着眼点。目前，汽车顶棚及门板的粘结多采用合成橡胶型压敏胶，包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SIS)和增粘树脂混合制得的热熔压敏胶，汽车内饰和仪表盘的粘结通常使用EVA热熔压敏胶、聚烯烃类橡胶型压敏胶和溶剂型聚氨酯产品。但是上述使用的胶黏剂具有持粘力不足和耐高温性差的特点，比如，橡胶型压敏胶和EVA热熔压敏胶的耐温范围在90℃以下。而汽车的很多部件需经常面临较高的温度，比如汽车顶棚承受暴晒、发动机内罩的受热、汽车线束的电流发热。为解决这一问题，将紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶应用于该行业。在卫生和医疗行业，医用胶经历了氧化锌胶、各类橡胶型热熔胶等，直至后期出现的丙烯酸体系压敏胶。在性能要求方面，创口护理用医疗胶带需具备耐水、无毒、透气的特点，为了保证创口的复原和体液的排出。同时，一些特殊的操作环境，需要医疗胶带在-30℃至-50℃仍具有柔软性和透气性，这对粘合产品的玻璃化转变温度有较低的要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种可紫外光固化的丙烯酸酯热熔压敏胶，满足在高温和低温条件下仍具备较好粘性的要求，其固化方式简便快速，产品粘性优异、内聚力强、剥离强度高，在工业胶带和医疗胶带方面有很好的使用价值。具体的技术方案为：紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，无溶剂存在，包含丙烯酸酯系聚合物，所述的丙烯酸酯系聚合物包含通过化学键形式结合到聚合物主链上的光引发剂组分。具体的，其配方组成为80-98wt％的丙烯酸酯系聚合物，0-18wt％的增粘树脂，以及0.5-3wt％的助剂，物质总量为100wt％。所述的助剂，包括消泡剂、流平剂、抗氧剂。其中，所述的丙烯酸酯系聚合物的单体包括：第一单体，组成包含丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯中的一种及以上；功能单体，组成包含双官能度丙烯酸系单体；第二单体，组成包括单官能度的丙烯酸烷酯和甲基丙烯酸烷酯，单体的碳原子数目为4到14；丙烯酸酯系聚合物组成为0.1wt％到2wt％的光敏组分，1wt％到8wt％的功能单体，60wt％到80wt％的所述第一单体，以及10wt％到30wt％的第二单体，总量为100wt％。优化设计为，所述的丙烯酸酯系聚合物，不含有任何游离的丙烯酸系单体。其中，所述的光引发剂组分，其分子组成中包含二苯甲酮的结构。其中所述的增粘树脂为具有相容性的C5氢化石油树脂、氢化松香树脂、不饱和的萜烯树脂等。该紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶的制备方法，包括以下过程：(1)采用溶液聚合的方式，选用二苯甲酮类光引发剂，将丙烯酸酯系聚合物的单体和引发剂分成两部分，其中一部分以匀速滴加的方式加入反应体系，滴加时间控制在2-4小时，根据需要加入分子量调节剂控制分子量分布，反应温度在78-85℃，全部反应时间在6-8小时，之后添加抗氧剂和流平剂，获取热熔压敏胶的溶剂胶；(2)如需加入增粘树脂以调节初粘性，则将增粘树脂完全溶于溶剂中，在聚合反应进行至所有引发剂滴加完毕，降温，将增粘树脂的溶液加入到反应釜内，升温至反应温度，搅拌0.5-1小时，之后添加抗氧剂和流平剂，获取热熔压敏胶的溶剂胶；(3)先升温至90℃，将负压设置为-0.06MPa，初始负压较小防止溶剂暴沸，抽气1小时；然后，将釜内升温至100℃，负压设置为-0.08MPa，抽气1小时；最终体系里溶剂含量较少，升温至120℃，调整负压至-0.1MPa，抽气0.5小时，即获取无溶剂、高内聚力的丙烯酸酯产物。所述的分子量调节剂，为正十二硫醇、正十八硫醇、异丙醇和甲酸钠中一种或多种。本专利技术的关键在于丙烯酸酯共聚物的合成，丙烯酸酯共聚物是最终热熔压敏胶的主体成分，决定着产品的各项性能指标。合成丙烯酸酯共聚物的技术方案如下：采用溶液聚合的方式，以裂解自由基型引发剂引发反应，将全部单体分成两部分，其中大部分以匀速滴加的方式加入反应体系，反应时间为6-8小时，得到溶剂型丙烯酸酯，在负压条件下，采用分段升温的方式，将溶剂抽出回收，最高回流温度为120℃，溶剂抽离时间为2-4小时，获取无溶剂、高黏性的丙烯酸酯产物；若根据需要添加具备相容性的增粘树脂，在树脂合成反应后期，将增粘树脂溶于溶剂之中，缓慢添加于反应体系，混合均匀之后，以同样方法抽出体系中溶剂。本体系的紫外光固化机理源于选用的二苯甲酮类光引发剂的作用机制，二苯甲酮类光引发剂属于夺氢型光引发剂，在一定波段的紫外光辐射下会与供氢体发生双分子作用，实现交联。此类光引发剂大多是二苯甲酮或杂环芳酮类化合物，主要是二苯甲酮衍生物、硫杂蒽酮、蒽醌，以及大分子化的二苯甲酮衍生物等。实验选用的光引发剂除了含有对紫外光有响应性的光敏结构，还具有可以化学接枝到聚合物上的活性基团，如不饱和双键、羟基等。合成可紫外光固化丙烯酸酯共聚物的单体选择主要包括两大类：其一，具有与上述光引发剂相对应的供氢体结构的单体；其二，辅助单体。具有供氢结构的单体包括丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯等，当压敏胶应用于极端低温的医疗胶带时，共聚物的合成单体优选甲基丙烯酸异癸酯。辅助单体可以调节产品的性能，其主要包括：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸环己酯。双官能度的单体可以作为交联单体使用，在紫外光固化之前，使共聚物具有一定的交联，表现出好的内聚力，此类单体同样归属于辅助单体，主要包括：丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-羟甲基丙酰胺，以及双官能度的商品化单体，如台湾长兴公司的多双键的丙烯酸酯单体系列产品。优选的功能单体为丙烯酸和N-羟甲基丙酰胺，更为具体的是，为了使光固化后深度交联，体系中功能单体含量优选为1％-5％。丙烯酸类单体活性较高、容易自聚，品质不佳的单体中会形成轻微的细小颗粒(液体有乳光)、絮状物，这样生产出的丙烯酸树脂外观变差，有乳光或者发白，同时含有少量白色软质小颗粒，造成后期的涂布和粘结困难。为此，本体系的单体选择要求较高，确保单体中自聚的聚合物含量极少，主要通过甲醇法测试，观察单体内的小颗粒或絮状物出现，如表1所示。表1常用丙烯酸单体中聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，无溶剂存在，包含丙烯酸酯系聚合物，所述的丙烯酸酯系聚合物包含通过化学键形式结合到聚合物主链上的光引发剂组分。

【技术特征摘要】
1.紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，无溶剂存在，包含丙烯酸酯系聚合物，所述的丙烯酸酯系聚合物包含通过化学键形式结合到聚合物主链上的光引发剂组分。2.根据权利要求1所述的紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，其配方组成为80-98wt%的丙烯酸酯系聚合物，0-18wt%的增粘树脂，以及0.5-3wt%的助剂，物质总量为100wt%。3.根据权利要求1所述的紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，所述的助剂，包括消泡剂、流平剂、抗氧剂。4.根据权利要求1所述的紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，所述的丙烯酸酯系聚合物的单体包括：第一单体，组成包含丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯中的一种及以上；功能单体，组成包含双官能度丙烯酸系单体；第二单体，组成包括单官能度的丙烯酸烷酯和甲基丙烯酸烷酯，单体的碳原子数目为4到14；丙烯酸酯系聚合物组成为0.1wt%到2wt%的光敏组分，1wt%到8wt%的功能单体，60wt%到80wt%的所述第一单体，以及10wt%到30wt%的第二单体，总量为100wt%。5.根据权利要求1所述的紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，所述的丙烯酸酯系聚合物，不含有任何游离的丙烯酸系单体。6.根据权利要求1所述的紫外光固化丙烯酸酯热熔压敏胶，其特征在于，所述的光引发剂组分，其分子组成中包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，
申请(专利权)人：无锡市万力粘合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32