丙烯酸酯乳液胶粘剂配方和工艺研究进展

特约专栏学术论文ACADEMICPAPER综述应用技术新专利综述应用技术新专利研究报告及专论研究报告及专论特约专栏特约专栏会.2009:27-30．[35]周亭亭,杨建军,吴庆云,等.有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙[31]王正辉,萧翼之.水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征烯酸酯复合乳液的制备[J].应用化学,2013,30(2):143-[J].聚氨酯工业,2002,17(3):28-30．147．[32]Kevinlewandowski,LarryrKrepski,Daniele[36]王海花,胡锦娟,费贵强,等.磺酸盐型水性聚氨酯聚吡咯Mickus.Synthesisandpropertiesofwaterborneself导电材料的原位制备与电阻性能[J].功能材料,crosslinkablesulfourethanesilanoldispersions[J].JPolym2012,43(22):3033-3036．SciPartAPolymChem,2002,40:3037–3045．[37]李伟,夏正斌,宁蕾.高固含量环氧改性磺酸盐型水性聚[33]卫晓利,张发兴.高固含量聚氨酯/有机硅复合分散体的氨酯的合成与表征[J].涂料工业,2011,41(9):6-9．微观形态及流变行为[J].应用基础与工程科学学[38]张秀娥,王平华,刘春华,等.丙烯酸改性磺酸型水性聚氨报,2013,21(3):544-551．酯乳液的合成及性能研究[J].中国涂料,2011,(12):26-31．[34]张发兴,卫晓利.有机硅改性磺酸羧酸型水性聚氨酯的[39]张秀娥,王平华,刘春华,等.新型磺酸盐水性聚氨酯乳液研究[J].中国胶粘剂,2009,8(6):12-14．的合成及其性能研究[J].聚氨酯工业,2012,27(2):12-15.ResearchprogressofsulfonatedwaterbornepolyurethaneZHURun-dong,WANGNian-gui(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HubeiUniversity,Wuhan,Hubei430062,China)Abstract：Reviewtheprogressofsulfonicwaterbornepolyurethaneonpreparationandpropertiesandapplicationinthispaper.Keywords：sulfonate;waterbornepolyurethane;synthesis;modified丙烯酸酯乳液胶粘剂配方和工艺研究进展范念念，王晓莉，熊晓，张栾，张探，管蓉（湖北大学化学化工学院，湖北武汉430062）摘要：综述了静电植绒胶、复合织物胶、纸塑复膜胶以及压敏胶用丙烯酸酯乳液的配方和工艺的研究进展，分析了目前所存在的一些问题，并对未来丙烯酸酯乳液胶粘剂的发展方向做了展望。关键词：丙烯酸酯乳液；胶粘剂；配方；工艺；进展中图分类号：TQ437文献标识码：A文章编号：1001-5922（2014）03-0041-06环丙烯酸及其酯类易和其他单体进行乳液共聚合，静电植绒用丙烯酸酯乳液合成中单体、乳化剂、交联制备能满足各种性能要求的乳液胶粘剂。丙烯酸及其酯剂、引发剂的种类及用量对产品性能的影响，最终确定类的聚合物有优良的保色、耐光、耐氧化性、耐候性以了较适宜的配方（表1）。聚合工艺采用纯单体滴加法，[1]所合成的乳液带蓝色荧光，固含量为35%~45%，pH值为及对紫外线的降解作用不敏感等优点，广泛运用于工、[2]4~5，贮存期6个月。农业和日常生活的各个领域。随着人们环保意识的不断提高，各国颁布了许多环保法规，促使胶粘剂朝着新型、环保和高性能方向发展。丙烯酸酯乳液胶粘剂虽然环保，但也存在耐水性差、粘接强度不高等问题。目前主要的改性方法包括聚[3~6][7~14][15，16]合方法改性、交联改性、有机硅改性、增粘树[17，18][19，20]脂改性、含氟改性等。本文主要对丙烯酸酯乳液胶粘剂用于纺织的静电植绒胶和复合织物胶，纸塑覆膜胶以及压敏胶的配方和工艺进行了综述。1.1静电植绒用丙烯酸酯乳液胶粘剂配方和工艺静电植绒是利用带有电荷的物体在高压静电场中发生相斥或相吸的物理特性而实现的，具有独特装饰效果，且工艺简单、成本低、适应性强。近年来，我国科[21]研工作者开发了多种静电植绒产品。如阎绍峰等研究了由丙烯酸酯乳液胶粘剂耐老化和耐气候性优良，应[22]用广泛，但手感和湿牢度较差。王春梅通过选择合适的单体、交联剂、聚合方法，研制了具有柔软手感和优良牢度的自交联静电植绒粘合剂RN。其软单体32%（以下均为占单体总量的质量分数），硬单体3%，自交联单体1%，丙烯酸2%；阴/非离子乳化剂（质量比为1∶1.5）4%；引发剂0.3%；反应温度80～82℃，反应时间1.5h；搅拌速度为150r/min。所制得的柔软型静电植绒粘合剂RN，经工厂试验手感比其他胶粘剂优越。林先核[23]采用纯单体滴加法，选用丙烯酸异辛酯（2-EHA）作为软单体之一，也成功合成出性能符合静电植绒要求的1纺织用丙烯酸酯乳液胶粘剂配方和工艺植绒胶，用该胶生产的植绒布手感舒适、布料挺括、耐磨、耐擦洗。此外，为了使静电植绒胶在低温下能够正[24]常使用，车广波等人以丙烯酸类单体和环氧树脂为原料，OP和十二烷基硫酸钠为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）和甲基丙烯酸为交联剂合成了自交联型可低温固化的静电植绒胶。收稿日期：2013-12-20作者简介：范念念（1989-），女，硕士研究生，主要从事乳液聚合研究。E-mail：[e-mail]。（上接46页）ProgressofformulaandtechniqueofacrylateemulsionadhesiveFANNian-nian,WANGXiao-li,XIONGXiao,ZHANGLuan,ZHANGTan,GUANRong(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HubeiUniversity,Wuhan,Hubei430062,China)Abstract：Theformulaandtechniqueofacrylateemulsionsthatusedaselectrostaticflockingadhesive,compoundfabricadhesive,paper-plasticcompositefabricmembraneadhesiveandpressure-sensitiveadhesivehavebeenbrieflyreviewed.Thecurrentexistingproblemstobesolvedhavebeenanalyzed,andfuturedevelopmentofacrylateemulsionadhesivewasdiscussed.Keywords：acrylateemulsion;adhesive;formula;technique;progress《粘接》杂志社上海电话：[phone]湖北电话兼传真：[phone]E-mail：[e-mail]网址：《粘接》杂志社上海电话：[phone]湖北电话兼传真：[phone]E-mail：[e-mail]网址：研究发现，静电植绒面料的甲醛含量总体较高，多性，制备出丙烯酸氨基甲酸酯改性单体并替代羟甲基丙[25]烯酰胺进行丙烯酸酯乳液共聚，外交联剂改用叔多异氰数在100mg/kg左右，有的甚至高达350mg/kg。许多丙烯酸酯乳液植绒胶的交联单体羟甲基丙烯酰胺和外交联酸酯（TPI），由此生成了一种新型无甲醛型聚氨酯-丙剂甲醚化羟甲基三聚氰胺毒性较大，交联后仍会缓慢地烯酸酯复合乳液静电植绒胶。该产品手感柔软，耐干、[26]湿磨牢度高，其他各项性能指标也都符合应用要求。合释放甲醛。为此，马建明等人用甲苯二异氰酸酯（TDI）和二乙醇胺（DEA）对丙烯酸羟乙酯（HEA）改成采用种子预乳化、纯单体滴加工艺，配方列于表2。原料丙烯酸酯丙烯酸丙烯酸氨基甲酸酯质量分数/%85~903~54~8原料过硫酸铵乳化剂去离子水质量分数/%0.2~0.43~6与所有项质量总和相同表2无甲醛静电植绒胶用丙烯酸酯乳液聚合配方Tab.2Formaldehydefreeelectrostaticflockingadhesiveacrylicemulsionpolymerizationformula原料丙烯酸丁酯丙烯腈丙烯酸N-羟甲基丙烯酰胺用量/g701043~5原料十二烷基硫酸钠烷基酚聚氧乙烯（7）醚过硫酸钾去离子水用量/g0.6~0.82~3.20.3~0.5适量[21]表1静电植绒胶用丙烯酸酯乳液聚合配方Tab.1Electrostaticflockingadhesiveacrylicemulsionpolymerizationformula在该方法虽然降低了成本，但向体系中引入了甲醛种新型性能优良的纸塑复合胶粘剂。该胶配方为：丙烯（交联剂N-羟甲基丙烯酰胺在高温固化反应时也会生成酸酯乳液100质量份、乳化松香增粘树脂50质量份，pH值甲醛），不利于人体健康，也不符合环保要求。目前国控制在6~7时，性能最为理想。同时还探讨了单体的组内在这一领域的研究方向主要是在环保且降低成本的前成、乳化剂种类及其用量、引发剂用量、以及聚合温度提下，发展低温交联型粘合剂。为了适应不同的市场需和时间对复膜胶性能的影响。[31][32][37]求和满足不同领域的应用要求，唐颐恒，魏立娜，沈强西怀等用半连续加料工艺进行种子乳液聚合，[33][34][35]翠慧，陈凯，白慧英等人在单体、交联剂选择及合制备了高性能的自交联型丙烯酸树脂纸塑复膜胶，单体成方法与工艺上不断探索，合成出了低温固化丙烯酸酯投料量为VAC46.5%、BA46.5%、AA3%、HPA4%，复类聚合物乳液胶粘剂的新产品。合乳化剂用量3%~5%，引发剂用量0.6%。实验还发现，加入20%松香乳液（相对于丙烯酸胶乳质量）不仅增大了胶粘剂的粘接强度，还降低了生产成本。2纸塑复膜胶用丙烯酸酯乳液配方和工艺[38]黄璐制备出固含量低但粘接性能优良的丙烯酸酯乳液纸塑复膜胶，弥补了传统复膜胶耐水性差和低温下纸塑复合是利用胶粘剂把聚丙烯或聚酯薄膜与纸质初粘性差的不足。采用种子乳液聚合，结合半连续滴加印刷品复合在一起，从而使印刷品表面美观、光亮度高的聚合工艺，制备出了汽车内饰材料用高固含量和室温和富有立体感，并具有防潮、防污、防伪、耐折、耐磨自交联环保型水基丙烯酸酯乳液胶粘剂，具有干燥时间等优点。丙烯酸酯乳液胶粘剂可用作纸塑复膜胶，但有短、初粘性好、无毒不燃以及无环境污染等优点。初粘性差、干燥速度慢、耐水性差等问题，由此进行了[39]大量的丙烯酸酯纸塑复膜胶研究改性工作。杨斌等以丙烯酸酯为原材料，通过“粒子设[36]计”，采用递变进料聚合工艺合成了纸塑复膜用丙烯酸唐宏科以丙烯酸酯为主要原料，通过半连续乳液聚合法合成了丙烯酸丁酯-酯酸乙烯酯-丙烯酸三元共聚酯乳液胶粘剂。结果表明，递变进料工艺要优于常规的乳液，并添加一定比例的乳化松香增粘树脂，制成了一乳液聚合工艺。原料甲基丙烯酸甲酯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸N-羟甲基丙烯酰胺OP-10用量/g5635543原料十二烷基硫酸钠过硫酸铵酞酸二烯丙酯去离子水——用量/g20.30.2200——表3自交联无纺布用丙烯酸酯乳液胶粘剂配方Tab.3Theacrylateemulsionadhesiveformulationsforselfcrosslinknon-wovenfabrics无甲醛静电植绒胶的改性避免了甲醛排放，但在制26/7∶1/1.0。工艺采用种子预乳化半连续滴加备改性单体丙烯酸氨基甲酸酯的