紫外光引发聚丙烯酸酯压敏胶的制备及其性能研究

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紫外光(UV)辐照技术由于引发效率高、常温操作、节能和制备成本低等特点,已广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等多种领域。UV辐照技术分为UV辐照引发制备预聚物和UV辐照固化两个阶段,但是大多数研究者采用溶液聚合的方法制备压敏胶预聚物,且大多集中于UV辐照固化的研究,而对UV辐照引发研究较少。本文提出了一种简便、绿色环保的方法制备聚丙烯酸酯压敏胶。首先采用UV辐照引发本体聚合方法制备丙烯酸酯预聚物,然后再进行UV辐照固化,制得无溶剂、环保型聚丙烯酸酯压敏胶。本文以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸(AA)为单体制备聚丙烯酸酯压敏胶。首先探究了光引发和光固化两个阶段的实验参数对光聚合速率和压敏胶性能的影响,影响光聚合速率的因素主要包括:光引发剂的引发活性、浓度、单体结构、光强大小和抗氧阻聚的方法;影响压敏胶压敏性能的因素主要为:软、硬单体和功能单体的含量、交联剂的种类和含量、固化工艺条件(固化时间、涂膜厚度)。为了改善压敏胶的残胶现象,本文采用了两种不同的化学交联方法,即采用1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的内交联和双官能度二异氰酸酯(KL-1202)的外交联方法,并分别采用红外光谱(FTIR)表征了聚合物的结构;索氏提取方法计算了聚合物的凝胶含量;凝胶渗透色谱法(GPC)测量了可溶部分聚合物的分子量;动态力学分析(DMA)表征了聚合物分子的粘弹性。最后,从聚丙烯酸酯压敏胶聚合物的微观分子结构和粘弹性行为探究了交联剂含量对压敏性能的影响。通过以上研究确定了软、硬单体(BA:AA)的质量比为92:8,功能单体HEA的含量为10wt%,引发阶段光引发剂TPO含量为0.2wt%,此时预聚物阶段的固含量为30wt%,粘度为1200m Pa.s左右;随后将预聚物涂膜后进行交联或固化,补加光引发剂总量为2wt%(TPO:1173=1:1),活性胺含量为1wt%,涂膜厚度为100μm,光照交联或固化时间仅为20s。添加1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)光交联剂形成了内交联型互穿网络结构,比加入双官能度二异氰酸酯(KL-1202)热交联剂形成的外交联型分子链间交联结构对压敏胶初粘力、剥离力下降的影响要小,但是在提高聚丙烯酸酯压敏胶持粘性能上,后者提高得更多。
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