乳液型丙烯酸酯壓敏膠黏劑

在美國和歐洲，丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑在衛(wèi)生、標貼、日用、保護等方面所占比例較大。在我國的包裝、衛(wèi)生及標貼方面，使用丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑的用量也是很大的。

乳液型壓敏膠黏劑是由單體、乳化劑、引發(fā)劑、水等原料，以乳液聚合的方式得到的分散型高分子聚合物，并加入多種必要的助劑(例如增稠劑、中和劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、防霉劑、著色劑等)制備而成的。對于它在性能上的不足，通過下面幾個途徑獲得改善。

(1)提高耐水性

①水溶膠的利用 水溶膠是非常微小粒子的高分子聚合分散體，它兼有乳液系和溶液系兩者的特性，能夠有效地提高耐水性。

②減少乳化劑的用量 雖然乳化劑對聚合中膠束的形成和聚合后乳液的穩(wěn)定性起著重要的作用，但也是造成耐水性和黏著性下降的重要原因。采用特殊的乳化劑或減少乳化劑的用量，均可對提高乳液的耐水性有所幫助。

(2)提高粘接強度

①增黏樹脂 增黏樹脂的加入，可以明顯提高壓敏膠黏劑的180°剝離強度和初黏力。其加入方式有兩種。一是共混，作為一個有效的增黏樹脂它必須滿足三個基本要求:a.它的分子量必須低于膠黏劑聚合物的分子量;b.增黏樹脂的玻璃化溫度必須高于聚合物的玻璃化溫度;c.增黏樹脂與要添加的膠黏劑聚合物的混容性要好。二是在進行乳液聚合之前，事先把增黏樹脂溶解于丙烯酸酯單體中，然后再進行乳液聚合，也可以制得綜合性能良好的膠黏劑。

②選擇不同的聚合方式 如采用核-殼聚合。其中聚合物的核使用較硬的如苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯等單體，而聚合物的殼使用較軟的丙烯酸烷基酯單體，這樣結(jié)構(gòu)的聚合物乳液可以大大提高膠黏劑的內(nèi)聚強度。采用特殊的單體，如使用適量的丙烯酸異壬基酯(Tg=82℃)與丙烯酸酯單體進行共聚合，可以進一步提高其綜合性能。作為改良對鏈烷烴粘接的方法，可以使用安息香酸乙烯酸、甲基丙烯酸四氫化糠基酯、丙烯酸環(huán)己酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯等單體與丙烯酸烷基酯共聚合，改善對非極性被粘體的潤濕性，有效提高粘接力。

(3)在使用丙烯酸酯乳液壓敏膠的過程中，常會遇到這樣一些問題:如非極性基材的潤濕不好;紙、布及無紡布等透氣性基材的滲透問題;PE、PVC等不耐溫基材的烘烤問題等。下面就針對幾種基材的膠黏帶的制備做簡單的介紹。

①紙基材膠黏制品。

該類制品主要用作標簽、商標、標貼等。通常的丙烯酸酯壓敏膠乳液黏度較低，若將其直接涂布于紙上、乳液很容易滲透，造成紙張起皺，從而影響膠黏制品的質(zhì)量。因此，可以采用轉(zhuǎn)移涂布的方式進行涂布。首先將壓敏膠乳液涂布在防粘紙(即硅油紙)上，烘干后再壓合到紙基材上。這樣起皺的問題就解決了。但是又會有一個新的問題出現(xiàn)了，即如何將普通的乳液壓敏膠直接均勻地涂布在硅防粘紙上。這個問題可以采用添加增稠劑的辦法提高壓敏膠乳液的黏度，使其成為觸變型的流體，這樣就很容易地將膠黏劑均勻涂布于防粘紙上了。

②對于布基、無紡布等透氣性好的基材和PE、PVC等不能耐溫烘烤的基材，同樣可以采用轉(zhuǎn)移涂布的方法生產(chǎn)其膠黏制品。

③OPP膠黏帶在涂布中可能會遇到潤濕性不好的問題。這一點可以通過選擇并加入適量的表面活性劑使之得以改善。目前國內(nèi)有些OPP生產(chǎn)線的涂布速率較高，丙烯酸酯壓敏膠黏劑乳液在快速的涂布過程中很容易起泡沫，這是由于乳液中存在的表面活性劑所致，這不僅嚴重影響了膠黏制品的質(zhì)量，還會造成很大的浪費。可以通過添加消泡劑來解決。消泡劑的種類很多，最好使用非硅型消泡劑。

④若是需要制備有色膠帶，可使用適宜的分散劑將無機顏料、填料或有機顏料等均勻地分散于乳液中，然后再涂于基材上。研制的分散劑PA-01是專門用于分散無機顏料、填料的，而AGS-01、AGS-02是專門用于分散有機顏料、填料的，AGS類還可用作水性油墨的分散劑。

由于丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑中，分散介質(zhì)為水，聚合物是以微粒形式穩(wěn)定地分散在水中的，因而與丙烯酸酯溶液型壓敏膠黏劑相比，其突出的特點如下。

①其聚合物分子量的量級較大，固體含量較高，而黏度較低。這對于提高膠黏制品的內(nèi)聚強度是很重要的。

②安全性:由于丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑中的分散介質(zhì)為水，因而在膠黏劑產(chǎn)品的運輸過程中和膠黏制品的涂布加工中均比較安全并且不會對大氣造成污染。

③經(jīng)濟性:由于以水為分散介質(zhì)，而丙烯酸酯溶液型壓敏膠黏劑的該部分為有機溶劑，因而相比之下，丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑的價格要便宜得多。同時丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑也存在著耐水性、耐高溫高濕性差，涂布干燥慢等缺點。但是，在越來越重視環(huán)境保護的今天，科學(xué)家們正在努力地從工藝、設(shè)備、原材料等方面進行研究和改進，從而有力地推動和促進了丙烯酸酯乳液型壓敏膠黏劑的發(fā)展。

水乳液型膠黏劑是聚合物膠體在水中的分散體，為一種相對穩(wěn)定體系。

當(dāng)乳液中的水分逐漸滲透到被粘物中去并揮發(fā)掉時，其濃度就會逐漸增大，從而因表面張力的作用使膠粒凝聚而固化。環(huán)境溫度對乳液的凝聚影響很大，溫度足夠高時乳液能凝聚成連續(xù)的膜，溫度太低或低于最低成膜溫度(該溫度通常比玻璃化溫度略低一點)時不能形成連續(xù)的膜，此時膠膜呈白色，強度極差。不同聚合物乳液的最低成膜溫度是不同的，因此在使用該類膠黏劑時一定要使環(huán)境溫度高于其最低成膜溫度，否則粘接效果不好。

丙烯酸酯壓敏膠黏劑(APSA)可分為溶劑型、乳液型和光固化型等品種。

(1)優(yōu)點

☆涂布適應(yīng)性強，干燥速度快，對基材附著力強，流平性和透明性良好。

☆溶劑型壓敏膠黏劑耐水性好，特別是耐高溫商濕，耐寒性等比較突出，且耐久性、耐弱酸弱堿性能亦佳。

☆性能可調(diào)，可根據(jù)用戶需要，適當(dāng)調(diào)節(jié)配方，加以實現(xiàn)。

☆乳液型壓敏膠黏劑固體含量高，而黏度偏低，且環(huán)保。

(2)缺點

☆溶劑型壓敏膠黏劑對環(huán)境污染嚴重，應(yīng)設(shè)法回收。

☆乳液型壓敏膠耐水性差，耐濕性不好，涂布干燥速度慢，應(yīng)加以改進。

在裝有攪拌、回流冷凝器、溫度計、N2導(dǎo)管的四口瓶中，加入計量的上述各種原料，通入N2，攪拌、升溫，當(dāng)溫度升至78℃時，聚合反應(yīng)開始，在此溫度下回流反應(yīng)5h，然后再加入部分引發(fā)劑，把反應(yīng)物溫度升至85℃后再反應(yīng)1h，使未反應(yīng)單體進一步反應(yīng)完全后冷卻，當(dāng)溫度降到30℃后加入增黏樹脂，待溶解均勻之后過濾得到溶劑型丙烯酸酯壓敏膠黏劑。