一种丙烯酸酯类胶粘剂及其制备方法以及丙烯酸酯类压敏胶带及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯类胶粘剂及其制备方法以及丙烯酸酯类压敏胶带及其制备方法。

背景技术

丙烯酸酯类压敏胶带具备粘接强度高、耐候性优异、低温性能良好、成本较低等优势，广泛应用于各行各业。而且，由于其具备简单易行的可设计性，可以根据需求调整结构，进而更容易拓宽应用领域，例如将其应用于生物降解领域。

常规的丙烯酸酯类压敏胶主链为稳定的C-C骨架，分子量较高，降解性能较差。因此，需要通过结构设计尽可能提高丙烯酸酯类压敏胶的生物降解性，例如增加可降解的侧链、适当降低分子量、向主链中引入部分可水解的基团等方式。但是，通过前述改性方式改性后，会有较大的风险使压敏胶的粘接强度降低，甚至不满足实际应用需求，因此，上述改性方式还需要添加可降解的助剂，从而进一步提高生物降解性，例如本申请人申请的专利号为CN202210269038.3(公开号为CN114478975A)的中国发明专利申请公开的《一种固化剂及其制备方法以及该固化剂在制备聚丙烯酸酯类压敏胶中的应用》，该专利中的固化剂具备较高的分子量，因此可以向胶粘剂中添加较高比例而不易产生过交联现象，但若要进一步提高添加量，则还需要在胶粘剂上增加更多的交联活性节点。

此外，丙烯酸酯类压敏胶带还需要使用可生物降解的基材，该基材还需要满足强度高、透明性好、耐高温高湿等各项要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种降解性好、活性节点多的丙烯酸酯类胶粘剂。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述丙烯酸酯类胶粘剂的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种降解性好的应用上述丙烯酸酯类胶粘剂的丙烯酸酯类压敏胶带。

本发明所要解决的第四个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述丙烯酸酯类压敏胶带的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种丙烯酸酯类胶粘剂，其特征在于，包括以下组分及其质量份数：

其中含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯由甲基丙烯酸和长链烷二醇反应制备得到，长链烷二醇为碳原子数在12-18之间的二醇。

优选地，所述长链烷二醇为1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、 1,15-十五烷二醇、1,16-十六烷二醇、1,17-十七烷二醇、1,18-十八烷二醇中的至少其中一种。

优选地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)中的至少其中一种。

优选地，所述溶剂为乙酸乙酯、甲苯、甲乙酮中的至少其中一种。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述丙烯酸酯类胶粘剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将溶剂分为两部分，丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯(也就是丙烯酸酯类胶粘剂组分中除了溶剂和引发剂的其他物质)和第一部分溶剂加入到反应容器中，在N

步骤二：将引发剂加入到第二部分溶剂中，配制成引发剂溶液；

步骤三：向步骤一得到的混合溶液中逐步滴入部分引发剂溶液，在80℃～85℃反应2～3h；

步骤四：再加入剩下的引发剂溶液，在80℃～85℃再反应4～5h；

步骤五：升温至85℃～90℃反应1～1.5h，然后降至室温出料。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述丙烯酸酯类胶粘剂的丙烯酸酯类压敏胶带，其特征在于，包括有

离型纸；

胶层，涂覆在离型纸上，所述胶层包括有以下组分及其质量份数：

丙烯酸酯类胶粘剂 100份

固化剂 30-70份；

该固化剂为含有活泼氢原子的化合物与二异氰酸酯反应得到的二异氰酸酯封端的低聚物；

基材，能够生物降解，粘贴在胶层上。

优选地，所述胶层还包括40-60份树脂溶液，树脂溶解在溶剂中，以形成树脂溶液。树脂溶液用于改良胶粘剂的剥离强度。

优选地，所述基材为纤维素膜，厚度为35±2μm。

本发明解决上述第四个技术问题所采用的技术方案为：一种上述丙烯酸酯类压敏胶带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将上述丙烯酸酯类胶粘剂置于容器中，加入树脂溶液搅拌均匀；

(2)再加入相应质量份的固化剂，快速搅拌均匀，制成胶层；

(3)将步骤(2)制得的胶层涂于离型纸上，放入干燥箱中烘干以除去溶剂，得到部件一；

(4)将步骤(3)中得到的部件一取出后，将离型纸上的胶层粘贴在能生物降解的基材上，制得部件二；

(5)将步骤(4)中得到的部件二于干燥箱中熟化，最终得到可生物降解的胶带。

与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明的丙烯酸酯类胶粘剂的组分中包含含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯，通过长链烷烃酯的水解，可以分解出链段较长的醇，该醇可以通过末端氧化和β-氧化的方式实现脱乙酰基生物降解；且由于长链烷烃酯的链段长度高于常用的甲酯、乙酯或丁酯类单体，即相对分子质量更高，使得制备出的丙烯酸酯类胶粘剂在降解时能失去更多的质量，从而在一定程度上提高降解率，而且由于其含有羟基，可以与固化剂进行反应，即引入了更多的交联活性节点；同时，本申请加入的丙烯酸-2-羟基乙酯，也能够引入较多的交联活性节点；

本申请的丙烯酸酯类压敏胶带，一来对丙烯酸酯类胶粘剂的结构进行调整(引入含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯)，活性节点多且降解性好，二来固化剂也是可以生物降解的，三来将胶粘剂涂覆于可生物降解的基材上，最终得到兼具高生物降解性和高粘接性能的胶带；另外，采用本申请的固化剂，即使胶粘剂质量占比较低，仍具有较好的粘接性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

下文中各实施例和比较例的丙烯酸酯类胶粘剂包括以下组分及其质量份数：

其中含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯由甲基丙烯酸和长链烷二醇反应制备得到，甲基丙烯酸和长链烷二醇的反应方程式如下：

甲基丙烯酸和长链烷二醇在110℃～120℃的条件下，反应3h左右，阻聚剂选用 1,4-对苯二酚。

上述丙烯酸酯类胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将溶剂分为两部分，丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯和第一部分溶剂加入到反应容器中，在N

步骤二：将引发剂加入到第二部分溶剂中，配制成引发剂溶液，引发剂溶液的质量分数为10％，引发剂溶液的存放时间低于4h。

步骤三：向步骤一得到的混合溶液中逐步滴入一半的引发剂溶液，保持温度在80℃～85℃并反应2～3h；

步骤四：再加入剩下的一半引发剂溶液，在80℃～85℃再反应4～5h；

步骤五：升温至85℃～90℃反应1～1.5h，然后降至室温出料，得到丙烯酸酯类胶粘剂。

上述各物质都按照相应质量份进行添加。

然后采用上述制成的丙烯酸酯类胶粘剂制成丙烯酸酯类压敏胶带，丙烯酸酯类压敏胶带包括

离型纸；

胶层，涂覆在离型纸上，所述胶层包括有以下组分及其质量份数：

丙烯酸酯类胶粘剂 100份

固化剂 30-70份；

该固化剂为含有活泼氢原子的化合物与二异氰酸酯反应得到的二异氰酸酯封端的低聚物；

树脂溶液40～60份；树脂溶解在溶剂中，以形成树脂溶液；

基材，能够生物降解，粘贴在胶层上。

丙烯酸酯类压敏胶带的制备方法包括如下步骤：

(1)将上述丙烯酸酯类胶粘剂置于容器中，加入树脂溶液搅拌均匀，搅拌速率为100r/min，搅拌时间为10～15min；

(2)再加入相应质量份的固化剂，快速搅拌均匀，制成胶层，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为10～15min；

(3)将步骤(2)制得的胶层涂于离型纸上，放入干燥箱中烘干以除去溶剂，干燥箱温度为80℃，干燥时间为10-15min，得到部件一，胶层厚度为20±1μm；

(4)将步骤(3)中得到的部件一取出后，将离型纸上的胶层粘贴在能生物降解的基材上，制得部件二，能生物降解的基材为纤维素膜，厚度为35±2μm；

(5)将步骤(4)中得到的部件二于干燥箱中熟化，干燥箱温度为40℃，熟化时间为24h，最终得到可生物降解的胶带。当然，也可在室温下进行熟化，只是熟化时间较长。

上述各物质都按照相应质量份进行添加。

下表中，关于丙烯酸酯类胶粘剂的组分：OLMA、OPDA、OSMA分别指含羟基的甲基丙烯酸十二酯、含羟基的甲基丙烯酸十五酯、含羟基的甲基丙烯酸十八酯；固化剂采用CN202210269038.3(公开号为CN114478975A)的中国发明专利申请公开的《一种固化剂及其制备方法以及该固化剂在制备聚丙烯酸酯类压敏胶中的应用》，选取了NCO 活性当量为0.15mmol/g的蓖麻油改性的固化剂，即二异氰酸酯化合物和蓖麻油反应而得；其中实施例I-VI和比较例I、II使用引发剂BPO，实施例VII-XII和比较例III使用引发剂AIBN，各实施例和对比例的丙烯酸酯类胶粘剂的溶剂均选用乙酸乙酯。

关于丙烯酸酯类压敏胶带中的组分：树脂溶液中树脂选用改性松香树脂，改性松香树脂购自荒川化学工业株式会社，溶剂选用乙酸乙酯，树脂与溶剂的质量比例为1:1。基材选用纤维素膜，购自山东恒联新材料股份有限公司。

物质2-EHA、2-HEA、BA、AA、MMA以及引发剂、溶剂均购自国药集团化学试剂有限公司。

下表1为各实施例的丙烯酸酯类胶粘剂和丙烯酸酯类压敏胶带的组分含量及测试结果：

表1

下表2为各比较例的丙烯酸酯类胶粘剂和丙烯酸酯类压敏胶带的组分含量及测试结果：

表2：

从上述表1和表2可得，2-HEA以及含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯可以提供更多的交联活性点，从而可以配合本申请人自制的固化剂，提高持粘力；含羟基的甲基丙烯酸长链烷烃酯的引入如预期一致，也能适当提高胶带的生物降解性。

关于胶带的测试性能，剥离强度测试标准为GB2792-2014，持粘力测试标准为GB4851-2017，生物降解性测试标准为GB/T 19277.1-2011。