)再以相同速度滴加混合溶液B,滴加完畢后反應3~5h,得無色透明樹脂得到羥 基丙烯酸酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯-CO-丙烯酸丁酯-CO-甲基丙烯酸羥丙酯-CO-丙烯酸異 辛酯-CO-丙烯酸)PAC。
[0051 ] (5)將阻聚劑溶于適量的乙酸乙酯,倒入四口燒瓶中,攪拌一會,把PAC低聚物降溫 35°C以下;在攪拌下加入三乙胺(TEA)進行成鹽反應,得到水溶性丙烯酸酯共聚物WPAC。其 中,所述阻聚劑ΗΤΕΜΡ0的添加量可以為單體總質量的1~3%。此處加入的阻聚劑的質量:乙 酸乙酯質量=1:10~15, TEA: AA的摩爾比=0.8~1: 1。
[0052]本發明在研究實驗的過程中討論了合成丙烯酸酯類壓敏膠的共聚單體、合成工藝 參數,探討了丙烯酸酯可剝膠中各組分含量以及反應時間等對可剝膠性能的影響。
[0053] 一、共聚單體的選擇
[0054]共聚物Tg高時,雖然聚合物強度好,但成膜速度慢,成膜較硬,共聚物Tg過低,成膜 速度快,初粘性好,但聚合物的抗蠕變性能差。實驗時可根據聚合物的玻璃化轉變溫度公式 (F0X公式)來選擇共聚單體并估算單體的用量。共聚物的Tg的理論值可以依據F0X公式計 算:
[0055]
[0056] 式中:
[0057] Tg、Tgl、Tg2、……Tgn分別為共聚物及共聚體中第1、2、……η種單體的均聚物的玻 璃化轉變溫度(Κ);
[0058] H……Wn分別為參加反應的共聚物中各種單體的質量百分數。
[0059]式中:W!,W2,……,Wn為參加共聚合的各種單體的重量百分數,Tgl,Tg 2,…,Tgn為對 應單體均聚物的玻璃化溫度。
[0060] 單體是膠黏劑的主要成分,決定了膠黏劑的基本性能,因此單體的選擇至關重要。 合成多元共聚丙烯酸酯可剝膠的單體可分三類:(1)起粘附作用的軟單體,主要是碳原子數 為4~8的丙烯酸酯,如丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯等;(2)起內聚作用的硬單體,這類單體與 軟單體共聚后保持粘結力與內聚力的平衡,如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯等;(3) 起改性作用的功能單體,可以通過自身的活性官能團,賦予膠黏劑反應特性,用以改善膠黏 劑的粘結性能以及耐水性、耐候性、耐溶劑性等性能,如甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥 乙酯等。
[0061] 根據分子設計原理,本實驗以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為硬單體,賦予聚合物一定的 強度和硬度以及與紙張表面的相容性,丙烯酸丁酯(BA)為軟單體,賦予聚合物一定的柔性、 粘附性以及對Β0ΡΡ的潤濕性,以丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)為功能單體,賦予 共聚物增稠性,并提高聚合物的穩定性和內聚力。
[0062] 需要注意的是:影響單體和自由基活性的分子結構因素有共輒效應、極性和位阻 效應,單體共聚合的可能性可由單體的Q值、e值定量反映,如下表所示。e值越小,乙烯基上 的取代基的推電子性越強,Q值越大表示取代基的共輒效應越強。兩種單體Q值相似有利于 共聚。幾種常見單體的Q值和e值如下表1:
[0063] 表1幾種常見單體的Q值和e值 [0064] L0005」二、浴劑的選擇
[0066]溶劑的選擇對于合成過程中非常重要,要綜合考慮如溶解能力、揮發速度、安全 性、經濟性、來源性和貯存穩定性等多方面的因素。由于乙酸乙酯毒性較小,溶解度參數和 氫鍵指數與丙烯酸酯類單體及其聚合物相近,因此本發明選擇乙酸乙酯作為預聚物合成時 的良溶劑。
[0067]三、滴加方式的選擇
[0068]本實驗采用,對其引發劑的滴加方式進行了探討。采用本發明實施例2和3的配方 進行實驗。本實驗中采用連續滴加和半連續式滴加兩種不同的引發劑滴加方法進行自由基 溶液聚合,引發劑滴加方式對樹脂的影響見表2。
[0069]連續滴加:按實驗配方量稱取引發劑,將其與溶劑乙酸乙酯混合均勻后通過恒壓 滴液漏斗連續進行緩慢滴加,滴加完后再75 °C下反應5h出料。
[0070]半連續滴加:按實驗配方量稱取各單體和鏈轉移劑,引發劑先稱取配方量的2/3加 入單體混合溶液中,滴加完畢后反應1.5h,然后將剩余的1/3的引發劑滴加到反應體系中, 反應4h。
[0071 ]表2引發劑滴加方式對樹脂的影響
[0072]
[0073] 從表2、實施例2和3制備過程,可以看出,采用連續滴加的方式滴加引發劑時,反應 體系在聚合前期引發劑含量較多,反應聚合較為劇烈,反應熱不能及時從反應體系排出,從 而使反應體系出現爆聚的現象。而采用半連續滴加方式,可以維持體系聚合反應速率穩定, 在后期添加引發劑也可以保證體系中單體可以反應完全,提高轉化率。綜合考慮本實驗采 取半連續加料方式。
[0074] 四、引發劑用量和聚合反應溫度對復膜膠性能的影響
[0075] 研究表明,隨著引發劑用量增加,單體反應更充分,聚合反應時間縮短,轉化率增 大,聚合物穩定性增強,粘性增加。綜合考慮,引發劑用量占單體的百分比1.5%較為適宜。
[0076] 聚合反應溫度越高,引發劑分解速度越快,短時間內產生的自由基濃度大,聚合反 應速度加快,產生鏈終止所需的時間縮短,分子量降低。但溫度太高,易發生暴聚,凝聚物較 多,影響產品質量。溫度太低,引發劑分解太慢,反應時間很長,出現凝膠化現象較多,聚合 反應溫度以72~75 °C為宜
[0077] 以下通過實施例對本發明作進一步說明。
[0078] 實施例1
[0079]實施例1的合成配方如下表3。
[0080]表3正十二烷基硫醇(0%)的實驗配方
[0081]
[0082] 實施例2
[0083] 實施例2的合成配方如下表4。
[0084]表4正十二烷基硫醇(1 % )的實驗配方
[0085]
[0086] ~實驗方案三
' '
[0087]實驗方案三的合成配方如下表5。
[0088] 表5正十二烷基硫醇(3%)的實驗配方 「00891
[0090] 實驗方案四
[0091]實驗方案四的合成配方如下表6。
[0092]表6正十二烷基硫醇(5%)的實驗配方
[0093]
[0094] 實驗方案五
[0095] 實驗方案五的合成配方如下表7。
[0096] 表7正十二烷基硫醇(7%)的實驗配方
[0097]
'[0098]~上述實施例1~5的制備過程,結合圖1所具體包括以下步驟: '
[0099]在裝有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶內進行反應,整個反應 過程持續通入氮氣進行保護,以避免氧氣的阻聚作用。將配方量的丙烯酸和各種丙烯酸烷 基酯(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸羥丙酯)、2/3配方量的引發 劑AIBN、50%配方量的乙酸乙酯以及配方量的十二烷基硫醇,混合均勻,配成均相混合溶液 A;將1/3配方量的引發劑AIBN溶于20ml乙酸乙酯,配成均相混合溶液B。
[0100] 在四口燒瓶中加入50 %配方量的乙酸乙酯以及1/3均相混合溶液A,緩慢升溫至72 °C,反應lh后,以2秒3滴的速度勻速滴加剩余的2/3混合溶液A,滴加完畢后反應1.5h。然后 以相同速度滴加混合溶液B,滴加完畢后反應4h,得無色透明樹脂得到羥基丙烯酸酯共聚物 (甲基丙烯酸甲酯-co-丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酸羥丙酯-co-丙烯酸異辛酯-co-丙烯酸) PAC,然后將配方量的ΗΤΕΜΡ0溶于2-4ml乙酸乙酯,倒入四口燒瓶中,攪拌一會,把PAC低聚物 降溫35°C以下,然后在攪拌下加入三乙胺(TEA)進行成鹽反應,得到水溶性丙烯酸酯共聚物 WPAC。其中,TEA:AA 的摩爾比=0.9:1。
[0101] 1、基本性能分析
[0102] 實施例1~5中所合成的水溶性丙烯酸酯的基本性能相近。其中,實施例3中所合成 得到的水溶性丙烯酸酯的基本性能測試結果如下表8所示。
[0103] 表8合成丙烯酸酯樹脂的基本性能
[0104]
[0105]
[0106] 2、外觀測定結果分析
[0107] 實施例1~5中所合成的水溶性丙烯酸酯的外觀測定結果分析相近為淡黃色透明、 無機械雜質、流動均勻的粘稠液體。并且隨著正十二硫醇含量的逐漸增加,聚合物的黏度逐 漸降低。
[0108] 3、固含量測定結果分析
[0109] 實施例1~5中所合成的水溶性丙烯酸酯的固含量測定結果如表9所示。
[0110] 表9樹脂固含量的測定<