環保型丙烯酸酯膠粘劑的研制

摘 要：以丙烯酸酯類單體為原料，以復合型溶劑為反應溶液，通過自由基聚合，合成了一種具有粘接性能優異和耐候性能佳的溶劑型丙烯酸酯膠粘劑。本品的初粘力、剝離力各項指標均滿足現有的工藝產品指標要求。可以代替現有市場常規產品，減少了涂膠工藝苯類溶劑對人體的危害，減少環境污染。

關鍵詞：自由基聚合機理；分子量調節劑；有機溶劑；丙烯酸酯

1 引言

針對市場上現有的車膜用膠，使用中存在苯類溶劑影響人身體健康的缺陷。依據丙烯酸膠粘劑合成機理，設計配方進行改進，改進產品配方后，杜絕苯類溶劑對人身體的影響。

現有的丙烯酸酯膠粘劑存在以下優缺點：其一，苯類溶劑在使用中存在與燃料互溶性佳的優勢，但存在對人身體及環境污染的缺陷。其二，苯類及脂類溶劑混溶溶劑，在合成中，可以很好的調節聚合物分子量的分布均勻度，保證了涂布的各項指標達到最佳。缺陷同樣是在生產過程中，工人的培訓必須到位，保證按要求操作，才可以保證生產安全。通過以上兩個方面的對比分析，根據國家綠色環保化工的發展要求，生產及市場都需要我們對這一方面進行改進。本論文旨在通過溶劑的復配，合成出一種新型的丙烯酸酯體系膠粘劑，解決現有市場同類產品存在的污染環境及健康的危害的缺陷。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

2.1.1 主要實驗原料

丙烯酸甲酯（MA），工業級，北京東方化工有限公司；丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA），工業級，北京東方化工有限公司；丙烯酸-2-羥基乙酯（HEA），工業級，北京東方化工有限公司；丙烯酸（AA）；工業級；北京東方化工有限公司，六亞甲基二異氰酸酯（HDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）工業級，巴斯夫。線棒涂膜器Baker Applicater YBA-5型，韓國。

2.1.2 主要儀器

電子天平AB204-S型，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SNB-1旋轉式黏度計，上海尼潤有限公司；可控速電動攪拌器，西安予輝儀器有限公司；恒溫水浴，西安予輝儀器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，DHG-9070A型，上海一恒科技有限公司；剝離強度測定儀（BLD-100S ） ，濟南蘭光機電技術發展中心。

2.1.3 溶劑的選擇

醇類、脂類、石油烷烴類、DMF、酮類。

2.1.4 丙烯酸樹脂的合成工藝路線

組裝基本的實驗儀器，稱量各個組分物料，將1組分丙烯酸甲酯、丙烯酸異辛脂、丙烯酸正丁脂、丙烯酸、丙烯酸-2-羥基乙酯等單體和引發劑及甲苯、乙酸乙酯、甲醇混合溶劑的二分之一投入裝有回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗和攪拌器的四口燒瓶中。通入N2氣，開啟攪拌，同時加熱，加熱到接近回流溫度，保溫反應60min；然后滴加2組分的混合液，時間大約60min左右，繼續反應1h；滴加3#物料約10min左右，然后保溫3h，得到無色透明黏稠液體；降溫至40度以下，根據初測黏度考慮是否加入4組分，加入后一般攪拌10min，出料，即為成品。

2.2 丙烯酸樹脂的性能要求

外觀：無色透亮黏稠液體，180°剝離強度大于等于1000g/2.5mm，黏度4000±500mPa.s。固含量45±0.3%，水浴50度，10天黏度變化不超過500 mPa.s。UV吸收劑相容性佳，無晶點析出；黑色染料10%的量，分散均勻，透光率佳，無不掛色處或較暗的陰影區域。成本要求低于市場價0.5-1元/KG。

2.3 膠水的涂布與干燥

將加入交聯劑（HDI）后的膠水溶液均勻地涂布于PET膜，在（120±5）℃下干燥1～2min制得膠片，干膠厚度7-8μm。

3 實驗方案

3.1 基本配方（見表1）

3.2 實驗方案

（1）用乙酸乙酯、DMF、環己烷、正丁醇、6#代替甲苯。（2）用丙烯酸正丁酯或醋酸乙烯脂代替丙烯酸異辛脂。

3.3 實驗設計

（1）以五種溶劑對分子量及粘度的影響，確定水平因子，減少實驗量。確定三種變量為基礎變量進行正交實驗。（2）以丙烯酸正丁酯和醋酸乙烯脂進行替代丙烯酸異辛脂試驗，確認合理的配比量。（3）加入分子量調節劑，穩定產品在工業化生產中的穩定性。（4）加入助劑，檢測各項指標是否滿足客戶需求。

4 結果與討論

4.1 不同溶劑對的丙烯酸酯膠粘劑的合成影響

5 結束語

（1）單組份膠粘劑，選取溶劑，針對價格及毒理性能、實驗的穩定性各項指標，確定乙酸乙酯可以合理代替甲苯進行生產。（2）用丙烯酸丁酯代替丙烯酸異辛脂，調整各個參數，可以達到原有的窗膜膠各項指標，降低成本。（3）單組份窗膜膠，存在穩定性差的缺陷，但選用合適的固化劑，可以滿足固化劑存儲穩定性的要求。（4）綠色、環保產品是目前市場發展的主流，此款產品可以滿足現有窗膜膠的綠色環保要求，可以進行市場推廣，值得同行借鑒。

參考文獻

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