基本信息
- 项目名称：
- 耐高温可聚合增粘树脂/丙烯酸酯核壳复合乳液的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本产品根据“分子设计”原理，采用核壳无皂聚合工艺，并进行内外交联来提高耐热性；采用自制的可聚合增粘树脂来平衡初粘和剥离力，制得在220℃下冷拉热拉无残胶、无雾影、粘结性能优良的耐高温丙烯酸酯乳液压敏胶。可用于电子元器件加工中的固定、编带，家电、机械、电子产品涂装中的高温处理遮蔽等。
- 详细介绍：
- 丙烯酸酯乳液压敏胶具有优异的耐候性、透明性及环保无污染，然而其对非极性表面的粘接性较差，耐热性也较低。常用的增粘树脂有萜烯树脂、石油树脂、松香树脂等，若采用物理共混的方法，体系相容性较差，对性能的改善不明显，本项目通过共聚方法引入增粘树脂，提高相容性及力学性能；同时采用核壳乳液聚合共聚制得具有硬核软壳乳胶粒的乳液，选用合适的功能单体及外加交联剂来提高耐热性，最终产品耐热最高可达220℃，同时具有优异的力学性能。与市售同类产品相比，本产品具有更好的性能，并以其更高的性价比代替部分有机硅压敏胶用于耐高温场合。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：（1）响应国家环境保护政策，本着无毒、无污染的思想，设计开发出造福人类的环保新产品。 （2）充分发挥我国的资源优势，将产量居世界第一的松香产品加以利用，促进了国内林化产品的发展。（3）通过对产品配方及工艺流程的最优化设计，采用来源广泛、价格低廉的原材料合成综合性能优良的新产品，扩大丙烯酸酯压敏胶的应用领域，减小我国中高端胶带产品对进口的依赖，打破国际大公司的垄断，以实现经济效益和社会效益的最大化。 创新点：（1）采用无皂核壳聚合工艺；（2）引入可聚合增粘树脂；（3）内外交联提高耐热性。 主要技术指标：制备出初粘约10#，剥离强度大于400N/m，持粘力>48h，并且能耐200℃高温，对钢板冷剥、热剥不掉胶、不移胶；具有较好的耐水性、耐溶剂性、耐老化性的电工用压敏胶。
科学性、先进性
- 乳液型丙烯酸酯压敏胶性能优异；但是也存在着一些不足，其在PP、PE等非极性表面上的粘接强度较弱，且耐热性和耐水性也有待提高。当下，乳液型胶粘剂的应用主要限于低端产品，但是随着其改性技术的不断发展和综合性能的不断提高，乳液型胶粘剂将在更多的高端产品如电子、汽车、航空等领域的应用方面，成为主导方向。 1、引入可聚合增粘树脂 自制的增粘树脂经过改性，分子中不含双键不会影响转化率，且由于其结构与丙烯酸酯聚合物类似，使其与基体相容性较好。 2、耐高温性能 通过内外交联提高耐热性。现阶段市面上耐高温丙烯酸酯乳液压敏胶一般只能耐130℃，而我们通过核壳聚合工艺所制的中试产品经过测试可耐200℃高温。 3、无皂核壳乳液聚合 我们通过可聚合乳化剂DNS-86、ANPEO10等代替小分子乳化剂以提高耐水性能。实验表明，使用反应性乳化剂可使乳胶膜的耐水性提高一倍左右。 环境友好，性能优异的压敏胶的研制开发对实现经济可持续发展具有重要意义。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年3月6日在华南理工大学第一届材料创新大赛中获得二等奖
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品主要优势在于： （1）体系相容性好； （2）采用反应性乳化剂，防止其迁移； （3）通过内外交联、核壳聚合，使耐热提高到200℃； （4）水性环保 推广前景、市场分析和经济效益预测： 近年来全球压敏胶带市场以年均约4.7％的速度增加，而我国年增长速度超过9.5%。中国的压敏胶制品产量大，但是大多是附加值低，利润微薄的低端产品。而电器用胶带、美纹纸胶带、功能性胶带等中高端产品，70%以上依赖进口。特别地，中国是全球领先的电子装配胶带的主导市场之一，但使用的基本都是美国、日本、德国等进口胶带，严重制约了中国压敏胶带和电子电器行业的发展。 而且随着中国电子电器、汽车制造业的日益发达，对耐高温压敏胶带的需求增加迅猛，在国民工业生产的诸多方面都用到耐高温胶带。 目前常用的耐高温压敏胶为溶剂型，虽然其综合性能优良，适合用于电子电器、汽车制造方面，但有机溶剂，在生产和使用过程中会污染环境，危害健康。近年来，由于石油危机，石化产品的价格飞速上升，导致溶剂型压敏胶生产成本飞涨。
同类课题研究水平概述
- 压敏胶粘剂按主体材料的成分可分为橡胶系列和树脂系列两大类。 1.橡胶型压敏胶 橡胶型压敏胶由橡胶弹性体、增粘剂、软化剂、防老剂等组分溶于溶剂中配制而成。优点是粘附力强、耐低温性能好、价格低廉，缺点是存在未反应的双键，在光和热的作用下易老化。以天然橡胶为基体的压敏胶一般用于医用橡皮膏和电工绝缘胶带。 2.丙烯酸酯压敏胶 聚丙烯酸酯聚合物优点是耐候性、耐光性、耐油性和耐水性好，不存在相分离和迁移现象，涂膜无色透明;在医用领域有广泛地应用。主要有乳液型、溶剂型、热熔型。 2.1 乳液型 乳液型压敏胶是压敏胶中产量最大、应用最广的品种，它具有污染小、性能稳定、合成条件容易控制等优点，缺点是粘接性能不够、无法达到内聚强度、剥离强度及初粘力三者之间的平衡。原位乳液聚合法成为提高乳液型聚丙烯酸酯压敏胶内聚强度、剥离强度的重点研究方向。 2.2 热熔型 热熔型压敏胶虽然固含量为100％，环保，自动化程度高，生产成本低，制备使用简单易行，但其耐高温性很差，在60℃以上易熔融发粘，仅能生产普通型低端产品，对通过交联来功能化的高附加值产品不理想。因此也不适用于制备电工用压敏胶及其胶带。热熔型压敏胶粘带今后应开发内聚力大，性能与溶剂型、乳液型相匹敌的产品。 2.3 溶剂型 溶剂型压敏胶一般有30%到50%的共聚物在有机溶剂中的粘稠溶液组成，可分为非交联型、交联型和非水分散型。目前绝大多数溶液型压敏胶都是交联型的。改变交联剂及用量、改变单体配方和聚合条件，可得到耐热、耐寒、高初粘力、低初粘力、耐水、耐溶剂、耐药品等各种性能的压敏胶品种。 3.聚氨酯压敏胶 聚氨酯是二元醇或多元醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯的反应产物。所以聚氨酯压敏胶属于线型无规共聚物，含有交替的硬链段和软链段，具有很好的耐热性和粘接性。 4.有机硅压敏胶 有机硅压敏胶可分为过氧化物硫化型和加成型。有机硅压敏胶可在-65~300℃温度范围使用，主要用作耐热胶带、耐低温胶带、医用胶带、电绝缘胶带等。虽然各方面性能优异，但价格昂贵，一般适用于中高端产品。
