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随着现代工业,尤其是汽车、家电、轮船、航空、兵器等行业的快速发展,以及对环保要求的不断提高,普通乳液压敏胶在耐水性、耐候性以及工艺性能方面,特别是对压敏胶胶膜有转移要求的,不能很好地满足使用要求。本论文采用乳液聚合工艺合成了转移型聚丙烯酸酯乳液压敏胶,探讨了各种因素对压敏胶性能的影响,通过工艺性试验优化了配方和工艺,实现了规模生产,年产量可达数百吨,该产品已经在多行业和领域得到了应用,并成功应用于武器装备。
本论文的主要研究结果有:
乳化剂、引发剂、链转移剂用量及反应温度、反应时间和搅拌速度对乳液聚合反应有重要影响。本论文确定了阴离子复合乳化体系,当乳化剂用量为(1.0~1.5)%时,产品的初粘性能、持粘性能、剥离强度等性能达到最佳;当链转移剂十二烷基硫醇用量为(0.01~0.03)%、过硫酸盐引发剂用量为0.5%时,压敏胶的初粘性、持粘性、剥离强度都能达到较好的效果;当引发剂用量为0.5%、温度88℃、反应时间为2.5~3h时,转移型聚丙烯酸酯乳液压敏胶具有优良的综合性能。
软单体、硬单体、功能(交联)单体等压敏胶主体材料的使用比例对产品的性能起着决定性的作用。在一定范围内,随着软单体含量的增加,产品初粘性能增加、持粘性能降低、剥离强度增加;随着硬单体含量的增加,产品初粘性能降低、持粘性能增加、剥离强度降低:随着交联单体含量的增加,初粘性能降低、持粘性能增加、剥离强度降低。通过试验和分析,确定各种单体的最佳用量为:软单体用量为(80~85)%,硬单体乙酸乙烯酯用量为(8~10)%,丙烯酸用量为(2.0~3.5)%,丙烯酸-2-羟基乙酯用量为(2.5~3.5)%。
为满足连续自动化生产线高速涂布工艺的要求,即一次涂布就能在防粘纸上得到足够厚的压敏胶层,经干燥后胶膜能很好地转移到多种基材上,胶液应粘度适当,而且对基材应有很好的润湿性。实验结果表明:加入0.2%的润湿剂、0.8%的复合乳液增稠剂,用NH3H2O调节pH值至7~8时,可大大改善胶液在防粘纸上的涂布工艺,但不会改变压敏胶的初粘性、持粘性、剥离强度等性能。经多家用户使用,研制的产品完全满足在防粘纸上高速涂布工艺要求。
本课题采用透射电镜对乳液的粒子形态进行了观察,采用示差扫描量热分析对聚合物玻璃化温度进行了测定,用红外分光光度计对聚合物进行了光谱分析。