一种核壳结构丙烯酸酯粉末胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核壳结构水性丙烯酸酯粉末胶及其制备方法。该制备方法先将乳化剂加入水中，再加入软单体、硬单体、功能性单体混合均匀，磁力搅拌形成预乳液。升温至75～80℃，在反应器中加入缓冲溶液，在N2氛围中，滴加20～50％质量的预乳液和1/2～3/4质量的引发剂，搅拌反应制备初乳液；保温后，滴加剩余的引发剂和预乳液，加入链转移剂，滴加结束后，保温1～2h，降温出料；加入偶联剂、纳米碳酸钙或SiO2、聚乙烯醇水溶液，分散后室温超声处理，喷雾干燥。本发明专利技术粉末胶环保无毒，既保证了粘接性能，也具有很好的耐水性能，可以在复杂精密的条件下使用，生产成本低，操作简单，所需时间短。

Core-shell structure acrylate powder adhesive and preparation method thereof

The invention discloses a core shell structure waterborne acrylate powder adhesive and a preparation method thereof. The preparation method first adds emulsifier into water, then adds soft monomer, hard monomer and functional monomer to mix evenly, and magnetic force stirs up to form pre emulsion. Heating up to 75~80 degrees, adding buffer solution into the reactor, adding 20 to 50% mass of pre emulsion and 1/2 ~ 3/4 mass initiator in the N2 atmosphere, preparing the initial emulsion by stirring reaction. After heat preservation, add the remaining initiator and pre emulsion, add chain transfer agent, and then heat up 1 to 2H after dropping, add the temperature to discharge. Coupling agent, nanometer calcium carbonate or SiO2, polyvinyl alcohol aqueous solution, dispersed room temperature ultrasonic treatment, spray drying. The powder adhesive of the invention is environmentally friendly and non-toxic, which not only ensures the adhesive performance, but also has good water resistance, and can be used under complex and precise conditions, with low production cost, simple operation and short time.

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构丙烯酸酯粉末胶及其制备方法
本专利技术涉及一种压敏胶，特别是涉及一种核壳结构水性丙烯酸酯粉末胶及其制备方法；属于压敏胶材料制造领域。
技术介绍
水性丙烯酸酯压敏胶黏剂近年来发展迅速，广泛应用在在医用胶带，标签，导电胶、表面保护胶带和压敏性标签等方面，与溶剂型丙烯酸酯压敏胶相比，其具有成本低，安全，无公害，合成操作容易，聚合时间短，流变可控性强等优点；随着环保意识的提高，无毒、无污染的水性丙烯酸酯胶黏剂日益得到重视，其需求和应用范围都在扩大，呈持续上升趋势。但是由于水性丙烯酸酯压敏胶粘接性能比较强，很难应用于一些复杂精密的空间，比如说螺丝零件的固定，这限制了水性丙烯酸酯压敏胶的使用。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺陷，用简单高效的实验方案，对丙烯酸酯压敏胶制备进行改进，获得一种环保低成本具有核壳结构水性丙烯酸酯粉末胶的制备方法，有利于产品进一步开发和转型。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种核壳结构丙烯酸酯粉末胶的制备方法，包括如下步骤：1)将乳化剂加入水中，再加入软单体、硬单体、功能性单体混合均匀，磁力搅拌10～30min形成预乳液；所述软单体、硬单体、功能性单体构成单体；所述乳化剂添加量为单体总质量的1～3％；所述水添加量为单体总质量的20～40％；所述软单体为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种；所述软单体添加量为单体总质量的65～82％；所述功能性单体为衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；所述功能性单体添加量为单体总质量的1～1.5％；所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述硬单体添加量为单体总质量的12～17％；2)升温至75～80℃，在反应器中加入缓冲溶液，在N2氛围中，同时滴加20～50％质量的预乳液和1/2～3/4质量的引发剂，搅拌反应30～60min，制备初始乳液；保温10～40min后，滴加剩余的引发剂和预乳液，加入链转移剂，滴加时间为3～4h；3)滴加结束后，80～90℃保温1～2h降温出料，形成乳化液；4)向步骤3)中加入偶联剂、纳米碳酸钙或SiO2、聚乙烯醇水溶液，40～50℃分散3～15min后室温超声处理10～30min；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；5)将步骤4)所得产物经喷雾干燥得到核壳结构丙烯酸酯粉末胶。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述的乳化剂为聚氧乙烯仲辛酚醚-10(OP-10)、十二烷基硫酸钠(SDS)壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半酯二钠、十二烷基苯磺酸钠(LAS)和吐温20(Tween-20)中的一种或多种。优选地，所述的缓冲溶液为0.5wt～0.7wt％的NaHCO3水溶液。优选地，所述引发剂为硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁腈的一种或多种。优选地，所述的引发剂添加量为单体总质量的0.1％～0.8％。优选地，所述的链转移剂为十二烷基硫醇，用量为单体总质量的0.1～0.5％。优选地，所述的喷雾干燥的工艺参数为进口温度150～180℃，出口温度75～90℃，干燥时间3～10min。优选地，所述的偶联剂占乳化液质量的0.01～0.15％；所述的纳米碳酸钙或SiO2占乳化液质量的2～5％；所述的聚乙烯醇水溶液占乳化液质量的10wt～30wt％。优选地，所述的所述缓冲溶液总添加量为单体总量的0.1～0.5％；所述引发剂总添加量为单体总量的0.4～2.0％；所述链转移剂添加量为单体总量的0.1％～0.8％。一种由上述制备方法制备得到的核壳结构丙烯酸酯粉末胶；该压敏胶呈白色粉末状，初粘力达12-19#，剥离力为9.0-13.0N/25mm，持粘力为200-350h；吸水率为1.2％-15.0％，固含量为70％-85％。本专利技术步骤1)，2)中的整个反应过程在搅拌的条件下进行，搅拌速率为150～350r/min。与现有技术相比，本专利技术有如下优点：1)本专利技术首创偶联剂与疏水纳米材料修饰丙烯酸酯聚合物乳液，利用偶联剂使疏水性纳米SiO2或碳酸钙与丙烯酸酯聚合物均匀牢固地结合在一起，并利用纳米SiO2或碳酸钙及偶联剂与基材之间的强烈结合能来大幅度增强压敏胶的胶粘特性。2)本专利技术由喷雾干燥制得的粉末压敏胶区别于现有的液体胶黏剂，产物是固体的，可以像水泥一样用纸袋包装，不需铁桶或塑料桶包装，既可大幅度降低成本，又可减少挥发性有机物(VOC)，便于运输和长期保藏。3)本专利技术最后采用喷雾干燥方式，快速高效制备了核壳结构丙烯酸酯粉末胶，将偶联剂及纳米粒子与胶黏剂均匀牢固结合在一起，同时大大缩短所需制备时间。4)本专利技术的核壳结构丙烯酸酯粉末胶，既保证了粘接性能，又由于疏水性纳米SiO2或碳酸钙的存在，使得粉末胶也具有高压敏性、高耐水性，可以在复杂精密设备密封中使用，生产成本低，操作简单，绿色环保，应用前景广泛。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。实施例11)向锥形瓶中加入2.0gOP-10，再加入50g去离子水磁力搅拌至乳化剂溶解，依次加入丙烯酸丁酯70g、丙烯酸异辛酯70g、丙烯酸羟乙酯8g、醋酸乙烯酯15g、甲基丙烯酸甲酯20g、甲基丙烯酸羟乙酯4g，搅拌(搅拌速度300r/min)30min形成预乳液。2)向装有温度计、冷凝管、搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入0.2gNaHCO3，再加入去离子水40ml，反应温度80℃，搅拌至溶解；将预乳液分成两部分，将30％质量的预乳液和15g过硫酸铵水溶液同时滴加，30min滴完后保温30min；再同时滴加含4滴十二烷基硫醇的剩余预乳液和6g过硫酸铵水溶液，3.5h滴加完毕。3)反应温度升至90℃，在搅拌条件下保温1h，得到水性丙烯酸酯压敏胶乳化液。4)向步骤3)中依次加入占乳化液质量0.1％的偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、占乳化液质量3％的纳米碳酸钙、占乳化液质量15wt％的聚乙烯醇水溶液，40℃以5000r/min分散10min后室温超声20min。5)将步骤4)得到的产物经喷雾干燥得到白色核壳结构丙烯酸酯粉末胶，喷雾干燥工艺参数为进口温度150℃，出口温度80℃，干燥时间8min。实施例21)向锥形瓶中加入2.0g十二烷基硫酸钠，再加入45g去离子水磁力搅拌至乳化剂溶解，依次加入丙烯酸丁酯60g、丙烯酸异辛酯80g、丙烯酸羟乙酯8g、醋酸乙烯酯10g、甲基丙烯酸甲酯25g、甲基丙烯酸羟乙酯4g，搅拌(搅拌速度300r/min)20min形成预乳液。2)向装有温度计、冷凝管、搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入0.3gNaHCO3，再加入去离子水40ml，反应温度80℃，搅拌至溶解；将30％预乳液和15g过硫酸铵水溶液同时滴加，30min滴完后保温30min；再同时滴加剩余预乳液和6g过硫酸铵水溶液，3h滴加完毕。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳结构丙烯酸酯粉末胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将乳化剂加入水中，再加入软单体、硬单体、功能性单体混合均匀，磁力搅拌10～30min形成预乳液；所述软单体、硬单体、功能性单体构成单体；所述乳化剂添加量为单体总质量的1～3％；所述水添加量为单体总质量的20～40％；所述软单体为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种；所述软单体添加量为单体总质量的65～82％；所述功能性单体为衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；所述功能性单体添加量为单体总质量的1～1.5％；所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述硬单体添加量为单体总质量的12～17％；2)升温至75～80℃，在反应器中加入缓冲溶液，在N2氛围中，同时滴加20～50％质量的预乳液和1/2～3/4质量的引发剂，搅拌反应30～60min，制备初始乳液；保温10～40min后，滴加剩余的引发剂和预乳液，加入链转移剂，滴加时间为3～4h；3)滴加结束后，80～90℃保温1～2h降温出料，形成乳化液；4)向步骤3)中加入偶联剂、纳米碳酸钙或SiO2、聚乙烯醇水溶液，40～50℃分散3～15min后室温超声处理10～30min；所述偶联剂为γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、3‑缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；5)将步骤4)所得产物经喷雾干燥得到核壳结构丙烯酸酯粉末胶。...

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构丙烯酸酯粉末胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将乳化剂加入水中，再加入软单体、硬单体、功能性单体混合均匀，磁力搅拌10～30min形成预乳液；所述软单体、硬单体、功能性单体构成单体；所述乳化剂添加量为单体总质量的1～3％；所述水添加量为单体总质量的20～40％；所述软单体为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种；所述软单体添加量为单体总质量的65～82％；所述功能性单体为衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；所述功能性单体添加量为单体总质量的1～1.5％；所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述硬单体添加量为单体总质量的12～17％；2)升温至75～80℃，在反应器中加入缓冲溶液，在N2氛围中，同时滴加20～50％质量的预乳液和1/2～3/4质量的引发剂，搅拌反应30～60min，制备初始乳液；保温10～40min后，滴加剩余的引发剂和预乳液，加入链转移剂，滴加时间为3～4h；3)滴加结束后，80～90℃保温1～2h降温出料，形成乳化液；4)向步骤3)中加入偶联剂、纳米碳酸钙或SiO2、聚乙烯醇水溶液，40～50℃分散3～15min后室温超声处理10～30min；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；5)将步骤4)所得产物经喷雾干燥得到核壳结构丙烯酸酯粉末胶。2.根据权利要求1所述核壳结构丙烯酸酯粉末胶的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为聚氧乙烯仲辛酚醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅和青，沈丽香，王盛，钟细明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44