曾宪家,　段卫东(河北华夏实业(集团)股份有限公司,河北省涿州市072750)

引　言　　
　　溶剂型丙烯酸酯压敏胶在压敏胶粘剂领域占有相当重要的地位,其市场需求量仅次于乳液型压敏胶。丙烯酸酯乳液压敏胶最大的缺点是耐水性及耐低温性差,而且胶中所含的乳化剂对胶的性能也会产生不利影响。此外,乳液压敏胶的使用(涂布)还受乳液稳定性的影响。溶剂型丙烯酸酯压敏胶不但弥补了乳液压敏胶耐水性及耐低温性差的缺陷,而且由于胶中不含乳化剂,溶剂型丙烯酸酯压敏胶往往能获得乳液压敏胶不可比拟的性能。另一方面,由于受稳定性及粒径大小的限制,对乳液型压敏胶的胶粘性能进行调节相对比较困难,而调节溶剂型压敏胶的性能就容易得多。正因如此,溶剂型丙烯酸酯压敏胶至今仍被广泛用于制作压敏标签、ＢＯＰＰ包装胶带、文具胶带、双面胶带等。
　　影响溶剂型丙烯酸酯压敏胶性能的主要因素是聚合物分子量的大小。要获得较好的压敏胶粘性能,必须提高聚合物的分子量,但增大分子量,聚合物溶液的粘度会上升。尤其是在聚合过程中,粘度上升会导致聚合反应的热量不易散失,从而引起爆聚。另一方面,产物的粘度过大也会影响涂布性能。因此,溶剂型丙烯酸酯压敏胶的分子量一般都比较低。但分子量降低后,胶的性能会受到很大的影响,尤其是压敏胶的持粘性下降显著。在测试180°剥离强度过程中,胶往往表现为内聚破坏。为了弥补这一缺陷,一般在使用前向胶中加入交联剂,以提高胶的内聚强度,从而达到提高压敏胶耐蠕变及耐高温的目的。
　　交联的方法有多种。在实践中大多采用外加交联剂的方法,即在使用前将胶与交联剂按一定比例混合后使用。加入交联剂的胶液粘度会逐渐上升,因此加入交联剂的胶必须在短时间内使用。在实际生产过程中,必须根据涂布速度少量多次配制压敏胶粘剂,既增加了工人的工作量又容易产生质量问题。为了解决这一矛盾,研究者们在努力寻找解决办法]。我们开发了一种单组份交联型丙烯酸酯压敏剂。通过采取适当的保护措施使交联剂在胶液中保持稳定,只有在涂布加热作用下,交联剂才会与胶发生交联作用。测试结果表明,胶液在室温下贮存至少四个月以上,性能仍保持稳定。
1　试　验
1.1 主要试验材料
　　各种丙烯酸酯单体(工业品),乙酸乙酯(工业品),交联剂溶液(自配)。
1.2 压敏胶的合成
　　将溶剂、单体投入反应器中,加热至回流,然后在2.5小时内逐渐加入引发剂溶液。加完引发剂后继续保温反应1小时。降温至50℃以下加入交联剂溶液,搅拌混合均匀,即得产品。1.3　性能测试
　　将胶液均匀涂布在28微米厚的ＢＯＰＰ膜上,试片在120℃烘烤3分钟后测试。干胶厚度为27微米,按ＧＢ/Ｔ2792-81测试180°剥离强度;按ＧＢ/Ｔ4852-84测试初粘性;按ＧＢ/Ｔ4851-98测试持粘性,以完全脱落时的时间或24小时位移的距离表示。
2　结果与讨论
2.1 交联剂用量对压敏胶性能的影响
　　交联剂用量是决定压敏胶性能的重要因素。从表1可见,随着交联剂用量的增加,剥离力和初粘性逐渐下降,而持粘性逐渐增大。这是由于随着交联剂用量的增大,胶膜的交联密度增大,内聚强度随之上升,因而持粘性增大。

　　

2.2 交联剂加入温度对胶性能的影响
　　表2为室温下加入交联剂与60℃下加入交联剂胶性能的比较。结果表明,两种方式加入交联剂时,胶性能没有显著差别。这说明交联剂可在聚合反应完成后,于降温阶段,直接加入反应釜内,避免了使用前配制胶粘剂,从而提高生产效率。

　　


　　

2.3 烘烤温度及时间对交联的影响
　　交联型压敏胶一般在涂布烘干过程中发生交联作用,交联越彻底,效果越好,胶带的性能越稳定。反之,胶如果在烘烤中未完全交联,则在贮存过程中,胶还会继续交联,从而使胶带性能不稳定,不便于品质控制。从表3可见,随着温度升高,剥离强度逐渐下降。井趋向于稳定。这说明交联逐渐完全。从实验结果看,120℃以上烘烤三分钟,剥离强度基本达到稳定。从表4可见,烘烤时间对交联也有很大影响。烘烤时间太短,胶不干或者交联不完全,胶的内聚强度低,未达到交联目的。只有烘烤时间达3分钟以上时,交联才基本完成。
2.4 胶液的贮存稳定性
　　加入交联剂后胶液的贮存稳定性对生产和销售都十分重要。为此,我们将加入交联剂后的胶液放置,测定其不同放置时间后的粘度及剥离强度(表5)。结果表明,不论是实验室样品还是车间批量生产的胶都具有较好的贮存稳定性。在室温下放置四个月后,剥离力仍不下降。这说明交联剂在压敏胶溶液中不会失效,只与胶发生十分缓慢的交联作用。这种缓慢的交联作用导致胶液粘度稍有上升,但不会影响涂布效果。



2.5 胶带性能的稳定性
　　我们还考察了胶带性能的稳定情况(表6)。从表6可见,随着时间延长,胶带的剥离强度略有下降(样品Ｃ除外)。这说明在涂布条件下,交联还不是十分彻底,但3天后,剥离强度基本达到稳定。这与表3和表4的结果是吻合的。样品Ｃ由于加入的交联剂多,因此很容易使全部的交联官能团在短时间内全部反应,从而达到完全交联。

　　

3 结　论
　　采用外加稳定化交联剂的方式,成功地研制出室温稳定的单组份交联型丙烯酸酯压敏胶。该胶的性能指标可通过调节交联剂的用量而加以调整。经车间批量生产证明,生产工艺合理,产品性能稳定。