基本信息
- 項目名稱：
- 耐高溫可聚合增粘樹脂/丙烯酸酯核殼復合乳液的制備
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本產品根據“分子設計”原理，采用核殼無皂聚合工藝，并進行內外交聯來提高耐熱性；采用自制的可聚合增粘樹脂來平衡初粘和剝離力，制得在220℃下冷拉熱拉無殘膠、無霧影、粘結性能優(yōu)良的耐高溫丙烯酸酯乳液壓敏膠?？捎糜陔娮釉骷庸ぶ械墓潭ā⒕帋?，家電、機械、電子產品涂裝中的高溫處理遮蔽等。
- 詳細介紹：
- 丙烯酸酯乳液壓敏膠具有優(yōu)異的耐候性、透明性及環(huán)保無污染，然而其對非極性表面的粘接性較差，耐熱性也較低。常用的增粘樹脂有萜烯樹脂、石油樹脂、松香樹脂等，若采用物理共混的方法，體系相容性較差，對性能的改善不明顯，本項目通過共聚方法引入增粘樹脂，提高相容性及力學性能；同時采用核殼乳液聚合共聚制得具有硬核軟殼乳膠粒的乳液，選用合適的功能單體及外加交聯劑來提高耐熱性，最終產品耐熱最高可達220℃，同時具有優(yōu)異的力學性能。與市售同類產品相比，本產品具有更好的性能，并以其更高的性價比代替部分有機硅壓敏膠用于耐高溫場合。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：（1）響應國家環(huán)境保護政策，本著無毒、無污染的思想，設計開發(fā)出造福人類的環(huán)保新產品。 （2）充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢，將產量居世界第一的松香產品加以利用，促進了國內林化產品的發(fā)展。（3）通過對產品配方及工藝流程的最優(yōu)化設計，采用來源廣泛、價格低廉的原材料合成綜合性能優(yōu)良的新產品，擴大丙烯酸酯壓敏膠的應用領域，減小我國中高端膠帶產品對進口的依賴，打破國際大公司的壟斷，以實現經濟效益和社會效益的最大化。 創(chuàng)新點：（1）采用無皂核殼聚合工藝；（2）引入可聚合增粘樹脂；（3）內外交聯提高耐熱性。 主要技術指標：制備出初粘約10#，剝離強度大于400N/m，持粘力>48h，并且能耐200℃高溫，對鋼板冷剝、熱剝不掉膠、不移膠；具有較好的耐水性、耐溶劑性、耐老化性的電工用壓敏膠。
科學性、先進性
- 乳液型丙烯酸酯壓敏膠性能優(yōu)異；但是也存在著一些不足，其在PP、PE等非極性表面上的粘接強度較弱，且耐熱性和耐水性也有待提高。當下，乳液型膠粘劑的應用主要限于低端產品，但是隨著其改性技術的不斷發(fā)展和綜合性能的不斷提高，乳液型膠粘劑將在更多的高端產品如電子、汽車、航空等領域的應用方面，成為主導方向。 1、引入可聚合增粘樹脂 自制的增粘樹脂經過改性，分子中不含雙鍵不會影響轉化率，且由于其結構與丙烯酸酯聚合物類似，使其與基體相容性較好。 2、耐高溫性能 通過內外交聯提高耐熱性。現階段市面上耐高溫丙烯酸酯乳液壓敏膠一般只能耐130℃，而我們通過核殼聚合工藝所制的中試產品經過測試可耐200℃高溫。 3、無皂核殼乳液聚合 我們通過可聚合乳化劑DNS-86、ANPEO10等代替小分子乳化劑以提高耐水性能。實驗表明，使用反應性乳化劑可使乳膠膜的耐水性提高一倍左右。 環(huán)境友好，性能優(yōu)異的壓敏膠的研制開發(fā)對實現經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
獲獎情況及鑒定結果
- 2011年3月6日在華南理工大學第一屆材料創(chuàng)新大賽中獲得二等獎
作品所處階段
- 生產階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、圖片、樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本作品主要優(yōu)勢在于： （1）體系相容性好； （2）采用反應性乳化劑，防止其遷移； （3）通過內外交聯、核殼聚合，使耐熱提高到200℃； （4）水性環(huán)保 推廣前景、市場分析和經濟效益預測： 近年來全球壓敏膠帶市場以年均約4.7％的速度增加，而我國年增長速度超過9.5%。中國的壓敏膠制品產量大，但是大多是附加值低，利潤微薄的低端產品。而電器用膠帶、美紋紙膠帶、功能性膠帶等中高端產品，70%以上依賴進口。特別地，中國是全球領先的電子裝配膠帶的主導市場之一，但使用的基本都是美國、日本、德國等進口膠帶，嚴重制約了中國壓敏膠帶和電子電器行業(yè)的發(fā)展。 而且隨著中國電子電器、汽車制造業(yè)的日益發(fā)達，對耐高溫壓敏膠帶的需求增加迅猛，在國民工業(yè)生產的諸多方面都用到耐高溫膠帶。 目前常用的耐高溫壓敏膠為溶劑型，雖然其綜合性能優(yōu)良，適合用于電子電器、汽車制造方面，但有機溶劑，在生產和使用過程中會污染環(huán)境，危害健康。近年來，由于石油危機，石化產品的價格飛速上升，導致溶劑型壓敏膠生產成本飛漲。
同類課題研究水平概述
- 壓敏膠粘劑按主體材料的成分可分為橡膠系列和樹脂系列兩大類。 1.橡膠型壓敏膠 橡膠型壓敏膠由橡膠彈性體、增粘劑、軟化劑、防老劑等組分溶于溶劑中配制而成。優(yōu)點是粘附力強、耐低溫性能好、價格低廉，缺點是存在未反應的雙鍵，在光和熱的作用下易老化。以天然橡膠為基體的壓敏膠一般用于醫(yī)用橡皮膏和電工絕緣膠帶。 2.丙烯酸酯壓敏膠 聚丙烯酸酯聚合物優(yōu)點是耐候性、耐光性、耐油性和耐水性好，不存在相分離和遷移現象，涂膜無色透明;在醫(yī)用領域有廣泛地應用。主要有乳液型、溶劑型、熱熔型。 2.1 乳液型 乳液型壓敏膠是壓敏膠中產量最大、應用最廣的品種，它具有污染小、性能穩(wěn)定、合成條件容易控制等優(yōu)點，缺點是粘接性能不夠、無法達到內聚強度、剝離強度及初粘力三者之間的平衡。原位乳液聚合法成為提高乳液型聚丙烯酸酯壓敏膠內聚強度、剝離強度的重點研究方向。 2.2 熱熔型 熱熔型壓敏膠雖然固含量為100％，環(huán)保，自動化程度高，生產成本低，制備使用簡單易行，但其耐高溫性很差，在60℃以上易熔融發(fā)粘，僅能生產普通型低端產品，對通過交聯來功能化的高附加值產品不理想。因此也不適用于制備電工用壓敏膠及其膠帶。熱熔型壓敏膠粘帶今后應開發(fā)內聚力大，性能與溶劑型、乳液型相匹敵的產品。 2.3 溶劑型 溶劑型壓敏膠一般有30%到50%的共聚物在有機溶劑中的粘稠溶液組成，可分為非交聯型、交聯型和非水分散型。目前絕大多數溶液型壓敏膠都是交聯型的。改變交聯劑及用量、改變單體配方和聚合條件，可得到耐熱、耐寒、高初粘力、低初粘力、耐水、耐溶劑、耐藥品等各種性能的壓敏膠品種。 3.聚氨酯壓敏膠 聚氨酯是二元醇或多元醇與二異氰酸酯或多異氰酸酯的反應產物。所以聚氨酯壓敏膠屬于線型無規(guī)共聚物，含有交替的硬鏈段和軟鏈段，具有很好的耐熱性和粘接性。 4.有機硅壓敏膠 有機硅壓敏膠可分為過氧化物硫化型和加成型。有機硅壓敏膠可在-65~300℃溫度范圍使用，主要用作耐熱膠帶、耐低溫膠帶、醫(yī)用膠帶、電絕緣膠帶等。雖然各方面性能優(yōu)異，但價格昂貴，一般適用于中高端產品。
