一种耐水型压敏胶及其制备方法和应用

本发明属于压敏胶，具体涉及一种耐水型压敏胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、压敏胶是一类玻璃化转变温度低于室温的粘合剂材料，只需施加轻微的外部压力即可与基材牢固粘合。在日常生活中，压敏胶被广泛应用于透明胶带和便签等产品中。此外，压敏胶还用于电子制造和汽车制造的元件和部件固定。然而，现有技术中压敏胶的耐水性能较差，存在水下或潮湿环境会出现失去粘结或粘性大幅度下降的问题，这是因为基底和压敏胶之间存在的水化层阻碍了基底和压敏胶界面分子间的相互作用。此外，水分子还会破坏压敏胶与目标基材之间的非共价相互作用，在水下会导致压敏胶膨胀，从而失去其适当的粘弹性能。

2、研究人员设计了各种湿粘合剂水凝胶来克服这种界面水化层。在过去十年中，受贻贝启发的儿茶酚化学已被广泛用于开发水下粘合剂。文献(acs appl.mater.interfaces2019,11,28296-28306.)通过共聚邻苯二酚化单体、调节疏水性的第二单体和有助于降低玻璃化转变温度的第三单体，开发出一种具有增强水下粘附性的邻苯二酚压敏胶。

3、cn 114350291 a公开了一种耐水耐汗热熔压敏胶及其制备方法和应用，所述耐水耐汗热熔压敏胶，主要由按重量份数计的如下组分制得：苯乙烯嵌段共聚物5～35份、聚氨酯弹性体5～25份、增塑剂10～30份、增粘树脂30～50份、抗氧剂0～1份、吸水高分子2～30份和多酚类仿生材料1～10份。该技术方案制得的耐水耐汗热熔压敏胶能兼顾耐水耐汗性以及保证对皮肤无致敏性和刺激性。

4、cn108485565a公开了一种uv光固化适用于干/湿界面耐水多功能压敏胶、其制备方法及压敏胶胶带，所述uv光固化适用于干/湿界面耐水多功能压敏胶由下述重量份的各成分制备而成：硬单体0～20份、软单体40～60份、功能单体7～13份、仿生改性单体30～45份、引发剂0.1～0.5份、光固化剂0.2～0.8份、溶剂100～150份。该技术方案提供的uv光固化适用于干/湿界面耐水多功能压敏胶在潮湿的环境中具有较强的粘接能力，并在使用过程中没有残胶的现象。

5、但是儿茶酚基聚合物的合成需要复杂的方案和苛刻的反应条件，而且儿茶酚基团表现出固有的氧化倾向，削弱了儿茶酚基压敏胶的实际应用性。

6、因此，需要开发一种性能稳定，能在水下或潮湿环境使用的耐水型压敏胶。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐水型压敏胶及其制备方法和应用，所述耐水型压敏胶具有优异的粘接强度，在水下或潮湿环境仍能保持优异的粘接强度，耐水性好。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种耐水型压敏胶，所述耐水型压敏胶的制备原料包括含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂；

4、所述含双键聚醚具有烷基侧链。

5、本发明中，所述耐水型压敏胶由含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂共聚制成。所述含双键聚醚的烷基侧链具有疏水性，能去除存在压敏胶和基底的粘合界面的水合层，实现水下或潮湿环境下粘附；所述含双键聚醚具有柔性的烷基侧链结构，玻璃化转变温度低，能保证耐水型压敏胶在室温下的具有粘弹性。此外，所述含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂之间形成的氢键作用、静电作用、配位作用和范德华力相互作用，可以提高耐水型压敏胶的内聚能和粘接强度。

6、优选地，所述含双键聚醚的制备原料包括环氧烷烃、催化剂和含双键引发剂。

7、优选地，所述含双键聚醚的制备方法包括如下步骤：将环氧烷烃、催化剂和含双键引发剂混合，反应，除去未反应的环氧烷烃，得到所述含双键聚醚。

8、优选地，所述反应的温度为25-110℃，例如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃。

9、优选地，所述反应的时间为2-8h，例如2.5h、3h、4h、5h、6h、7h或7.5h等。

10、优选地，所述环氧烷烃包括环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷或环氧己烷中的任意一种或至少两种的组合。

11、优选地，所述环氧丁烷为1,2-环氧丁烷。

12、优选地，所述环氧戊烷为1,2-环氧戊烷。

13、优选地，所述环氧己烷为1,2-环氧己烷。

14、优选地，所述催化剂包括路易斯酸催化剂。

15、优选地，所述路易斯酸催化剂包括双金属氰化物催化剂。

16、优选地，所述含双键引发剂包括含双键羧酸或含双键的醇，进一步优选为含双键羧酸。

17、优选地，所述含双键引发剂包括衣康酸或丙烯酸羟乙酯，进一步优选为衣康酸。

18、优选地，所述环氧烷烃和含双键引发剂的摩尔比为6-75:1(例如8:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1或60:1等)，进一步优选为6-12:1。

19、优选地，所述催化剂的质量为环氧烷烃质量的0.05％-0.1％，例如0.055％、0.06％、0.065％、0.07％、0.075％、0.08％、0.085％、0.09％或0.095％等。

20、优选地，所述含双键聚醚的数均分子量为500-5000g/mol，例如600g/mol、1000g/mol、1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol、3500g/mol、4000g/mol或4500g/mol等。

21、本发明中，所述含双键聚醚的数均分子量为500-5000g/mol，若含双键聚醚的数均分子量过高，一方面粘度过高导致双键反应活性低，不利于固化成耐水型压敏胶，另一方面造成分子链段运动困难，使耐水型压敏胶失去粘弹性；若含双键聚醚的数均分子量过低，则疏水性差，导致压敏胶在水下粘附性降低。

22、优选地，所述耐水型压敏胶的制备原料所述中含双键羧酸包括丙烯酸和/或衣康酸。

23、优选地，所述含双键交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯或乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯中的任意一种或至少两种的组合。

24、优选地，所述耐水型压敏胶的制备原料所述中含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂的摩尔比为2-4:1-2:0.001-0.1(例如2.5:1.5:0.05、3:1.5:0.05、3.5:1.5:0.05、4:1.3:0.05、4:1.5:0.05、4:1.8:0.05、4:1.5:0.03、4:1.5:0.05、4:1.5:0.07或4:1.5:0.09等)，进一步优选为4:1-1.5:0.001-0.1。

25、本发明中，控制含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂的摩尔比在2-4:1-2:0.001-0.1范围内，制得的耐水型压敏胶的粘接强度和耐水性更佳，若含双键羧酸的摩尔量占比过大，则制得的耐水型压敏胶硬度过高，导致粘接强度低；若含双键羧酸的摩尔量占比过小，则制得的耐水型压敏胶不成型，导致粘接强度低。若含双键交联剂的摩尔量占比过大，则制得的耐水型压敏胶硬度过高；若含双键交联剂的摩尔量占比过小，则制得的耐水型压敏胶不成型。

26、优选地，所述耐水型压敏胶的制备原料还包括光引发剂。

27、优选地，所述光引发剂的质量为含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂总重量的1％-5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。

28、优选地，所述光引发剂包括1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦或二苯甲酮和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的任意一种或至少两种的组合。

29、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的耐水型压敏胶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂混合，加热，固化，得到所述耐水型压敏胶。

30、优选地，所述混合还包括加光引发剂混合。

31、优选地，所述加热的温度为80-100℃(例如82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃或98℃等)，加热的时间为15-25min(例如16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min或24min等)。

32、优选地，所述固化包括光固化。

33、优选地，所述光固化中紫外光的波长为254-405nm(例如260nm、280nm、300nm、320nm、340nm、360nm、380nm或400nm等)，能量为100-1000w/cm2(例如200w/cm2、300w/cm2、400w/cm2、500w/cm2、600w/cm2、700w/cm2、800w/cm2或900w/cm2等)，所述光固化的时间为5-10min(例如5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或9.5min等)。

34、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的耐水型压敏胶在标签、包装品、胶带或药物贴剂中的应用。

35、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

36、本发明中，所述耐水型压敏胶的制备原料包括含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂；所述含双键聚醚具有烷基侧链。所述含双键聚醚的烷基侧链具有疏水性，能去除耐水型压敏胶和基底的粘合界面的水合层，实现水下或潮湿环境下粘附；所述含双键聚醚的玻璃化转变温度低，能保证耐水型压敏胶在室温下的具有粘弹性。此外，所述含双键聚醚、含双键羧酸和含双键交联剂之间形成的氢键作用、静电作用、配位作用和范德华力相互作用，可以提高耐水型压敏胶的内聚能和粘接强度。