一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，涉及亚克力保护膜领域。其制备步骤如下：将生物基（甲基）丙烯酸酯单体25~45份，功能单体1~10份，（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体15~20份，（甲基）丙烯酸羟乙酯改性可降解单体10‑15份，自由基聚合引发剂0.5~3份，溶剂35~45份混合均匀，在70~90℃通过分步缓慢滴加混合液的方式进行自由基聚合反应得到可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液；再取该溶液90~99份与固化剂1~10份混合均匀，经过滤、涂布、烘干、贴合离型后即得到可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜，其生物基碳含量不低于80%。该产品具有极好的生物降解特性，对环境不会造成永久污染、无毒性作用，在3C电子产品制程领域具有广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法
本专利技术涉及压敏胶保护膜领域，具体涉及一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法。
技术介绍
随着3C电子领域的快速发展，其制程保护和出货表面保护需求也日益增加。通常使用的保护膜由胶层和膜材/基材组成，包括硅胶保护膜、丙烯酸酯保护膜、聚氨酯保护膜，其中硅胶保护膜稳定性高、耐候性好，但其存在硅转移、价格昂贵等问题；聚氨酯保护膜稳定高、透光率高，但其存在粘性可调节范围窄、价格昂贵等问题。丙烯酸酯保护膜其性能稳定，粘性可调范围广，具有与优良的附着力和耐候性，因此在3C电子领域中得到广泛应用。当前使膜材主要为PET、PVC、BOPP、PE、PI等材质，通过将硅胶、丙烯酸酯胶、聚氨酯胶在以上基材上经涂布、烘干、固化制成所需要的保护膜产品。无论制程使用的保护膜还是出货保护膜无法重复利用，由于其生物降解缓慢，在使用后无法直接丢弃或填埋，必须作为固体废物处理的，处理代价高。因此，发展环保型可降解的保护膜成为迫切需求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种以生物基（甲基）丙烯酸酯单体及特殊改性可降解单体为原料来制备可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜。该保护膜具有极好的生物降解特性，改善现有产品难降解、高污染、高毒性的问题。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下。步骤1可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液的制备：将原料生物基（甲基）丙烯酸酯单体25~45份，功能单体1~10份，（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体15~20份，（甲基）丙烯酸羟乙酯改性可降解单体10-15份，自由基聚合引发剂0.5~3份，溶剂35~45份混合均匀，在70~90℃通过分步缓慢滴加混合液的方式进行自由基聚合反应得到。优选的，生物基（甲基）丙烯酸酯单体生物基甲基丙烯酸异冰片酯、生物基丙烯酸异冰片酯、生物基甲基丙烯酸十三碳烷基酯、生物基甲基丙烯酸酸十七碳烷基酯中的至少一种，其中生物单体主要成分来源于松树树脂和植物天然油脂，且生物基碳含量不低于70%。此外，所用生物基单体牌号为SARBIO5102、SARBIO6101、SARBIO6104、SARBIO6105、TerraC13-MA、TerraC17-MA、TerraIBOMA。优选的，功能单体包括（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟丁酯、（甲基）丙烯酸中的至少一种，功能单体提供与固化剂反应的交联位点。优选的，（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体包括聚乙二醇甲基丙烯酸酯，聚乙二醇丙烯酸酯中的至少一种。优选的，（甲基）丙烯酸羟乙酯改性可降解单体包括聚乳酸乙基甲基丙烯酸酯，聚乳酸丙烯酸酯，聚己内酯甲基丙烯酸酯，聚己内酯丙烯酸酯中的至少一种。优选的，自由基聚合引发剂需在70~90℃下，能够发生高效的裂解反应满足聚合反应的要求，更进一步地自由基聚合引发剂优选偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。优选的，溶剂选用链转移常数较低的溶剂，包括甲苯、乙酸乙酯、丁酮、异丙醇中的至少一种，可以加快反应速率以及提高生物基丙烯酸酯树脂的分子量。优选的，分步缓慢滴加混合液的方法为预先添加1/3~2/3混合物反应2~4h后，在2~4h内滴加完剩余混合物，并至少再反应4~8h。通过滴加混合溶液的方法可以加快反应速率，提高丙烯酸酯树脂分子量，减少单体残留。优选的，所制备的可降解生物基丙烯酸酯树脂的玻璃化转变温度范围为-45~-20℃，数均分子量范围为50万~100万，分子量分布为1.8~6.4；其在溶剂乙酸乙酯中40%固含条件下，粘度范围为500~3000mPa·s。在上述参数范围内的树脂具有很高的贴附性、耐候性、粘着稳定性以及基材附着性。步骤2可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备：取步骤1中制备的可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液90~99份与固化剂1~10份混合均匀，经过滤、涂布、烘干、贴合离型后即得到可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜。优选的，固化剂为含多个异氰酸酯基团的化合物、含多个环氧功能基团的化合物中的至少一种，固化剂与功能单体上的羟基或羧基发生交联反应。优选的，可降解生物基保护膜的生物基碳含量不低于80%。作为本技术方案的优选方案，步骤1（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体可通过以下方法进行合成：将50质量份聚乙二醇溶于100质量份二氯化碳中，再加入0.02~0.05质量份催化剂4-二甲氨基吡啶和1~6质量份脱水剂二环己基碳二亚胺，混合均匀后，在80℃的温度下滴加45质量份（甲基）丙烯酸，滴加完成后恒温反应4h，最后用2:1的无水乙醚与异丙醇混合溶液在-30~-20℃重结晶后得到（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体。所述聚乙二醇由生物提取的乙二醇聚合得到，其数均分子量为1500~5000，分子量分布为1.2~1.5；其在溶剂乙酸乙酯中40%固含条件下，粘度范围为200~1600mPa·s。作为本技术方案的优选方案，步骤1（甲基）丙烯酸羟乙酯改性的可降解单体可采用如下制备方法进行合成：将50质量份聚乳酸或聚己内酯溶于100质量份三氯化碳中，再加入0.01~0.03质量份催化剂4-二甲氨基吡啶和3~8质量份脱水剂二环己基碳二亚胺，混合均匀后，在80℃的温度下滴加45质量份（甲基）丙烯酸羟乙酯，滴加完成后恒温反应8h，最后用1:1的丁酮与甲醇混合溶液在-30~-20℃重结晶后得到（甲基）丙烯酸羟乙酯改性的可降解单体。所述聚乳酸由生物提取的乳酸聚合得到，其数均分子量为2500~7000，分子量分布为1.6~2.0；其在溶剂乙酸乙酯中40%固含条件下，粘度范围为500~2000mPa·s。所述聚己内酯由己内酯开环聚合得到，其数均分子量为1500~4500，分子量分布为1.3~1.7；其在溶剂乙酸乙酯中40%固含条件下，粘度范围为350~1500mPa·s。进一步地，步骤2所制备可降解生物基保护膜的生物基碳含量不低于60%，其碳含量检测是通过测量放射性碳同位素（C-14，C14或14C）得到结果，这是一种天然存在的同位素，具有放射性并在动植物死亡后逐渐衰减至消失，时间约为45,000年。由美国BETA实验室采用了ASTMD6866-18方法，确定该可降解生物基保护膜中生物基碳含量。进一步地，步骤2所制备可降解生物基保护膜性能通过以下方法测试：剥离力性能测试，参照标准ASTMD-3330：首先将规格为150mm*25.4mm的样条贴于钢板，使用2kg压合棍，以600mm/min的速率压合两个轮回，并放置20min后测试。光学性能测试，参照标准ASTMD-1003，通过彩普CS-700雾度计测试透光率和雾度值。与现有技术相比，本专利技术具有的优点包括。1、本专利技术开发的可降解生物基保护膜其粘着力具有非常好的稳定性。2、本专利技术开发的可降解生物基保护膜其具有很好可降解性、无毒性、无污染。3、本专利技术开发的可降解生物基保护膜其具有优异的光学性能。...

【技术保护点】
1.一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：包含如下步骤，/nS1：由如下质量份的原料经自由基聚合反应得到可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液：/n生物基（甲基）丙烯酸酯单体 25~45份/n功能单体 1~10份/n（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体 15~20份/n（甲基）丙烯酸羟乙酯改性可降解单体 10-15份/n自由基聚合引发剂 0.5~3份/n溶剂 35~45份；/nS2：可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备：/n取S1中制备的可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液90~99份与固化剂1~10份混合均匀，在生物基膜材上经涂布、干燥后即得到可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜；/n所述可降解生物基保护膜的生物基碳含量不低于80%。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：包含如下步骤，
S1：由如下质量份的原料经自由基聚合反应得到可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液：
生物基（甲基）丙烯酸酯单体25~45份
功能单体1~10份
（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体15~20份
（甲基）丙烯酸羟乙酯改性可降解单体10-15份
自由基聚合引发剂0.5~3份
溶剂35~45份；
S2：可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备：
取S1中制备的可降解生物基丙烯酸酯树脂溶液90~99份与固化剂1~10份混合均匀，在生物基膜材上经涂布、干燥后即得到可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜；
所述可降解生物基保护膜的生物基碳含量不低于80%。


2.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述（甲基）丙烯酸改性的可降解生物基单体为聚乙二醇甲基丙烯酸酯，聚乙二醇丙烯酸酯中的至少一种；所述（甲基）丙烯酸羟乙酯改性的可降解单体为聚乳酸乙基甲基丙烯酸酯，聚乳酸丙烯酸酯，聚己内酯甲基丙烯酸酯，聚己内酯丙烯酸酯中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述生物基（甲基）丙烯酸酯单体为生物基甲基丙烯酸异冰片酯、生物基丙烯酸异冰片酯、生物基甲基丙烯酸十三碳烷基酯、生物基甲基丙烯酸酸十七碳烷基酯中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述功能单体为（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟丁酯、（甲基）丙烯酸中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述自由基聚合引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂为甲苯、乙酸乙酯、丁酮、异丙醇中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的一种可降解生物基丙烯酸酯压敏胶保护膜的制备方法，其特征在于：所述自由基聚合反应采用分步缓慢滴加混合液的方法，预先添加1/3~2/3混合物反应2~4h后，在2~4h内滴加完剩余混合物，并至少再反应4~8h；反应温度为70~90℃。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正青，崔志刚，陈启峰，周奎任，
申请(专利权)人：苏州世华新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32