一种低VOC生物基胶粘剂、胶带及其制备方法与流程

本发明涉及胶粘带，具体涉及一种低voc生物基胶粘剂、胶带及其制备方法。

背景技术：

1、生物基胶带是一种符合环保理念的胶粘带，能够生物降解，而低voc是针对生物基材料在特定应用领域提出的更进一步要求，主要应用于消费电子、汽车领域，对胶带物理性能和环保特性要求较高。目前市面上关于低voc的生物基胶带的产品还极少，市面上现有生物基胶带，以油性丙烯酸生物基胶带居多，不具备低voc的特性，而现有的低voc胶带又通常完全是由石油化工材料的胶粘剂与基材及离型材料制作，不能同时具备生物基和低voc二者特性。

2、在相关技术中，专利cn216687991 u公开了一种散热生物基压敏胶带，所采用的胶粘层也是生物基丙烯酸胶层，但是从技术效果分析更关注散热方面的应用，且该专利中提到的胶粘层设计方案仅有生物基丙烯酸酯单体与特殊交联单体，没有对voc含量进行控制，无法达到低voc效果；专利cn115595077a公开了一种生物基超薄双面胶带，所采用的胶粘层也是生物基丙烯酸胶层，并且采用加入固化剂增强其胶层的交联密度，增粘树脂提高对产品的粘着力，但是从其配方组成可以看出使用乙酸乙酯为溶剂，在环保性上存在缺陷，同时也无法达到低voc效果；专利cn116179136a公开了一种低气味低voc胶粘剂及其制备方法和应用，采用了水性乳液方案制得聚氨酯胶粘剂，但其不是含生物基的胶粘涂层。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种低voc生物基胶粘剂，该低voc生物基胶粘剂生物基含量高，voc含量低，适用于制备物理性能和环保性能要求高的胶带。

2、本发明的第二目的是提供一种胶带，该胶带具有良好的物理性能和环保性能。

3、本发明的第三目的是提供上述低voc生物基胶粘剂或上述胶带的制备方法，上述制备方法具有制备步骤简单等优点。

4、为实现本发明的第一目的，本发明提供了一种低voc生物基胶粘剂，其包括以下质量份的组分：生物基丙烯酸聚合物乳液900～960份；增稠剂1～5份；交联剂1～5份；润湿剂1～6份；去离子水37～84份；所述生物基丙烯酸聚合物乳液含有生物基丙烯酸聚合物，所述生物基丙烯酸聚合物由包括生物基单体和非生物基单体的原料聚合得到；所述低voc生物基胶粘剂的voc含量≤50ppm。

5、在本发明的一些实施例中，所述生物基单体和所述非生物基单体的质量比为(160～300):(350～500)。

6、在本发明的一些实施例中，所述生物基单体选自sabio 6105ns、terra c13-ma、terra c17-ma、sabio 6104ns中的一种或多种。

7、在本发明的一些实施例中，所述非生物基单体选自丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、α-甲基丙烯酸中的一种或多种。

8、在本发明的一些实施例中，所述生物基丙烯酸聚合物由包括生物基单体、非生物基单体和交联物质的原料聚合得到。

9、在本发明的一些实施例中，所述生物基单体、所述非生物基单体和所述交联物质的质量比为(160～300):(350～500):(1～8)。

10、在本发明的一些实施例中，所述交联物质选自n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、kh-560、kh570中的一种或多种。

11、在本发明的一些实施例中，所述生物基丙烯酸聚合物乳液的粘度为120～600cps，固含量为60％～63％，voc含量≤20ppm。

12、在本发明的一些实施例中，所述增稠剂选自羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、碳酸钠、氢氧化钠、纳米高岭土、缔合型聚氨酯中的一种或多种。

13、在本发明的一些实施例中，所述交联剂选自乙烯基-三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、三聚氰胺-甲醛树脂、聚碳化二亚胺中的一种或多种。

14、在本发明的一些实施例中，所述润湿剂选自磺基丁二酸二辛基钠、改性聚丙烯酸酯、改性有机硅氧烷共聚物中的一种或多种。

15、在本发明的一些实施例中，所述低voc生物基胶粘剂的粘度为8000～15000cps。

16、在本发明的一些实施例中，所述低voc生物基胶粘剂的voc含量≤50ppm。

17、在本发明的一些实施例中，所述低voc生物基胶粘剂对钢板的剥离力≥5n/cm。

18、在本发明的一些实施例中，所述低voc生物基胶粘剂的生物基含量≥15％。

19、为实现本发明的第二目的，本发明提供了一种低voc生物基胶带，其包括离型膜和设于所述离型膜上的胶粘层，所述胶粘层由上述任一方案所述的一种低voc生物基胶粘剂制成。

20、为实现本发明的第三目的，本发明提供了上述任一方案所述的一种低voc生物基胶粘剂的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：将所述增稠剂溶于所述去离子水中，使其溶解，得到增稠剂溶液；步骤二：将所述润湿剂和所述交联剂依次加入所述生物基丙烯酸聚合物乳液中，搅拌均匀，得到乳液混合物；步骤三：将所述增稠剂溶液滴加到所述乳液混合物中，搅拌均匀。

21、在本发明的一些实施例中，在所述步骤一中，搅拌速度为80～120转/mi n；在所述步骤二和步骤三中，搅拌速度为230～300转/min。

22、在本发明的一些实施例中，在所述步骤二之前，采用种子乳液聚合法制备生物基丙烯酸聚合物乳液：第一步，将生物基单体、非生物基单体、交联物质、乳化剂、引发剂和去离子水加入乳化釜中，用分散机进行乳化，得到乳化后的液体；第二步，称取一部分乳化后的液体作为种子加入反应釜中，保持一定转速，水浴升温至第一温度，至乳液有明显蓝光出现，稳定第一时间段；第三步，将水浴温度提升至第二温度，滴加剩余的乳化后的液体；第四步，滴加完成后，保温第二时间段，然后降温至第三温度以下出料。

23、在本发明的一些实施例中，在所述第一步中，所述分散机的分散盘直径为100mm，转速为500～800r/min，时间为90～120min；所述乳化剂为十二烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种或两种；所用的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种；所述生物基单体、所述非生物基单体、所述交联物质、所述乳化剂、所述引发剂和所述去离子水的质量比为(160～300)：(350～500)：(1～8)：(1～4)：(1～6)：(330～430)。

24、在本发明的一些实施例中，在所述第二步中，所称取的一部分乳化好的液体为所述第一步所得的乳化后的液体的40～50重量％；所述第一温度为80℃；所述第一时间段为10～20min；稳定期间反应瓶内液体温度保持在81～85℃之间，过程中通过循化冷却系统确保过程中的乳液温度不超过95℃。

25、在本发明的一些实施例中，在所述第三步中，所述第二温度为85℃；滴加期间反应瓶内温度保持在81～85℃之间。

26、在本发明的一些实施例中，在所述第四步中，所述第二时间段为25～35min，所述第三温度为60℃。

27、为实现本发明的第三目的，本发明还提供了上述任一方案所述的低vo c生物基胶带的制备方法，其包括以下步骤：获得上述任一方案所述的一种低voc生物基胶粘剂或者上述任一方案所述的制备方法制得的低voc生物基胶粘剂；将所述低voc生物基胶粘剂涂布到所述离型膜上并烘干。

28、与现有技术相比，本发明能够取得以下有益效果：

29、本发明的生物基胶粘剂主要由生物基丙烯酸聚合物乳液、增稠剂、交联剂、润湿剂和去离子水组成，其中生物基丙烯酸聚合物乳液能够提供较高的生物基含量，赋予生物基胶粘剂良好的生物降解功能；增稠剂对生物基丙烯酸聚合物乳液有非常优异的增稠作用，能够有效调节胶粘剂的粘度；交联剂能够与生物基丙烯酸聚合物乳液复配后在一定时间内保持体系稳定，并在涂布过程中发生交联反应，提高胶带的耐高温性能和耐低温性能；润湿剂能够使复配后的配方具备在离型膜上充分润湿的效果，不出现缩孔、厚边等上机涂覆问题；去离子水作为溶剂，避免了有机溶剂的使用，降低了胶粘剂的voc含量。该低voc生物基胶粘剂生物基含量高，voc含量低，适用于制备物理性能和环保性能要求高的胶带。