[发明专利]压敏胶粘剂用聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯类核壳乳液的制备方法

说明书

本发明为一种压敏胶粘剂用聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯类核壳乳液的制备方法。该方法包括以下步骤：a、种子预乳液的制备；b、壳层单体预乳液的制备；c、核壳乳液的制备。该方法以聚四氟乙烯乳液为种子，以丙烯酸酯类单体的共聚物为壳制备了核壳结构的复合改性乳液，创造性的引入了外来种子聚四氟乙烯。通过控制种子阶段PTFE种子的添加量和壳层交联剂的用量来调控压敏胶的压敏性能。本发明实现了乳胶粒的形态、组成和结构可控、实验操作简单、无环境污染。

技术领域：

本发明涉及胶粘剂用压敏胶领域，具体涉及到聚四氟乙烯/聚丙烯酸酯类杂化胶乳的制备方法。

背景技术：

压敏胶粘剂(Pressure-sensitive adhesive，PSA)是一类在较小的接触压力和较短的接触时间下就能够对被粘物表面产生粘接的粘弹性材料。一般可通过乳液型、溶剂型、热熔融型和辐射固化型等几种方式制得。何敏等人通过溶液聚合，研制了一种表面保护膜用聚丙烯酸酯压敏胶。研究表明，功能单体丙烯酸的加入可提高压敏胶的内聚强度；随着交联剂的用量从0.5％增大至1.5％时，压敏胶的耐高温性能显著增加，在交联剂用量为1.5％时，用该胶制成的保护膜可以通过100℃、24h的耐热性能试验实验，产品耐热性好。但是溶剂法后处理复杂、能耗较多、污染环境，涂覆过程中易发生火灾危害。(何敏,张秋禹,程金奎,等.保护膜用耐高温溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研究[J].2006,(12):35-38.)Trevino等制备了3-异丙烯基-α，α’-二甲基苄基异氰酸酯(TMI)官能化可自交联的丙烯酸酯PSA。研究表明：TMI中的异氰酸酯基团引起的交联反应导致生成高凝胶含量的胶膜，大幅提高了剪切强度。但是制备过程中使用了异氰酸酯，不仅价格昂贵、吸水性大，且毒性高，不符合绿色化学理念。(M E,DubéM A.Synthesis of Self‐Crosslinkable Water‐BornePressure Sensitive Adhesives[J].Macromolecular Reaction Engineering,2013,7(10):484-492.)如专利CN105647442A“一种使用聚甲基丙烯酸酯类溶剂型压敏胶黏剂的方法”中采用了异氰酸酯固化剂和甲苯、丁酮等有毒溶剂，后处理困难，且不利于环保。热熔型PSA无溶剂、环保安全性好，但是使用过程中产品蠕变过大，耐候性差，容易热氧老化；辐射交联型PSA在制备过程中需要使用昂贵的加工设备、且空气中的氧会对自由基产生阻聚，使得固化效率下降，导致其应用性受到很大的限制；乳液聚合提供了一种经济有效、安全环保的有机溶剂型产品的替代聚合方式，聚合时间短、产物分子量高、固含量高且粘度低，加上聚合产物中单体的残留率可低于0.1％，因此它也满足了人们对环保和火灾安全的严格要求。

聚四氟乙烯(PTFE)，在所有塑料制品中，性能最为稳定：耐酸耐碱耐高温、具有良好的阻燃性，疏水疏油性，且本身对人体也没有毒性，综合性能优异。但是现阶段聚四氟乙烯一般都用作压敏胶带的基材使用，关于聚四氟乙烯制备压敏胶方面的专利未见公开。如专利CN102807825A“一种以聚四氟乙烯为基材的压敏胶带制备方法”，此制备方法使用到甲苯等毒性较大的溶剂，并且需要在高温下进行反应，耗能较高。又如专利CN103421200A“提高聚四氟乙烯粘接性能的方法及其压敏胶带的生产方法”中需要使用甲苯、丙酮、异丙醇等为溶剂，利用超声波振荡清洗聚四氟乙烯基材，还需要基于大气压辉光的常压低温等离子技术对基材进行处理，需要使用独特的设备，生产成本较高。如何将聚四氟乙烯与丙烯酸酯类压敏胶的优势相结合，以改进原聚合物的性能或形成具有崭新性能的聚合物体系，是高分子材料科学与工程领域的一个新的重要领域。

发明内容

本发明的目的是针对传统工艺中制备压敏胶粘剂对环境污染严重、耐高温性能差、耐溶剂性、耐水性差等问题，提出了一种环保型高性能压敏胶粘剂的制备方法。该方法以聚四氟乙烯乳液为种子，以丙烯酸酯类单体的共聚物为壳制备了核壳结构的复合改性乳液，创造性的引入了外来种子聚四氟乙烯。通过控制种子阶段PTFE种子的添加量和壳层交联剂的用量来调控压敏胶的压敏性能。实现了乳胶粒的形态、组成和结构可控、实验操作简单、无环境污染，大大改善了压敏胶的耐高温性能、耐化学性能、耐水性能，有很好的应用前景。