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摘要：随着人们环保意识的逐步提高，发展低污染的胶粘剂势在必行。丙烯酸酯聚合物具有优良的压敏性、附着力、抗氧化性和耐光性和抗衰老的优点已被广泛应用于各行各业。其产量占所有粘合剂产量的65%以上。但是是目前国内外丙烯酸酯压敏胶的工业化生产模式大多是溶剂、脱色剂、乳液型、UV聚合反应只用于后续的光固化过程。
关键词：UV固化；丙烯酸酯压敏胶；制备；性能
前言
UV本体聚合是利用光引发剂的感光性，在紫外光的照射下产生自由基引发不饱和有机单体进行聚合、交联等化学反应，从而达到聚合和固化的目的。与传统加热控温聚合方式相比，UV聚合制备的压敏胶在短短几分钟内就可以达到90%的转化率，而且能耗小，节约了生产成本。与溶剂型压敏胶相比，UV聚合制备的压敏胶采用本体聚合的方式，没有任何挥发性溶剂存在，不需要繁杂的溶剂后处理步骤，而且克服了溶剂型压敏胶存在残余溶剂和有异味等问题。与水性压敏胶乳液相比，UV本体聚合提供的是一种无需干燥处理，有良好耐水性能的胶黏剂[4-5]。与热熔胶相比，UV本体聚合制备的压敏胶在UV固化时形成了交联网络，因而具有较高的耐热性能，存在使用温度高、能耗大、涂布机使用寿命短和受热老化等缺点。UV本体聚合制备的压敏胶有良好的力学性能和耐热性，而且反应速率快，能耗低，绿色环保，因此被视为21世纪生产压敏胶的重要生产技术，具有重要的学术意义和广阔的应用前景]。
1实验方法分析
采用本体聚合法，通过核-壳单体投料方式和适量链转移剂制得丙烯酸酯预聚体，再将溶解于溶剂中的光引发剂与其混合后进行UV固化。该法制备的压敏胶存在残余溶剂、性能一般、易黄变和有异味等问题。通过3种方法合成了UV无溶剂型丙烯酸酯压敏胶，以丙酮为溶剂，先通过溶液聚合制备UV固化丙烯酸酯，然后将溶剂脱除。该溶液聚合法制备的压敏胶性能较优，但制备工艺复杂，生产成本高，而且不利于环保。采用常规乳液聚合法和微乳液聚合法分别制得两种丙烯酸辛酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸三元共聚物压敏胶，并比较了两种压敏胶的性能。结果显示，微乳液聚合法虽然比乳液聚合法得到的压敏胶剥离强度提高了90%，但是总体而言，乳液聚合虽然解决了有机溶剂（VOC）排放问题，但依旧存在耐水性差、干燥速率慢、能耗大等缺点。UV光反应因具有“5E”特点[efficient（高效）、enabling（适应性广）、economical（经济）、energysaving（节能环保）、environmentalfriendly（环境友好）逐渐被认同。UV本體聚合与传统的热聚合方式相比存在以下优点：①反应速率快，丙烯酸酯类单体大大缩短了反应时间，而且光强容易测量和控制，产物纯净；②反应程度可控，自由基能瞬时随光源及时生灭；③节能环保，不需要加热控温，没有溶剂或水的后处理步骤。因此，本文提出了一种UV本体聚合制备压敏胶的生产方法。
2实验部分
2.1原料与试剂
丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA），分析纯，天津市福晨化学试剂厂；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO），工业级，99%，天津久日化学股份有限公司；偶氮二异丁腈（AIBN），工业级，99%，天津久日化学股份有限公司；双官能度聚氨酯树脂，YH-126，自制；二官能团聚氨酯丙烯酸酯（3296），三官能团聚氨酯丙烯酸酯（3350），中山市科田电子材料有限公司；二官能团聚氨酯丙烯酸酯，CN966，沙多玛（广州）化学有限公司；醋酸丁酯，分析纯，天津市福晨化学试剂厂。
2.2仪器与设备
凝胶渗透色谱仪，PL-GPC220，英国PolymerLaboratories公司；面光源，PP3-214UVLED，波长365nm、光强度432W/cm2，依瓦塔（上海）精密光电有限公司；HG型紫外线汞灯，功率为20mW/cm2，波长段为320～420nm，上海拓贝电子科技有限公司；涂膜涂布器，OTG，天津市材料实验机厂；微机控制电子万能试验机，CMT6104，深圳新三思计量公司；同步热分析仪，SDT/Q600，美国TA公司；差示扫描量热仪（DSC），DiamondOsc，美国PE公司。
2.3实验方法
2.3.1预聚物的制备
在三口烧瓶中装入10g的AA、68g的BA、17g的2-EHA、5g的HEA以及0.8g的引发剂1173，固定UVLED光源距瓶底的距离为10cm，从三口烧瓶底部照射引发单体聚合。当单体转化率到达一定程度时，及时关闭光源并将丙烯酸酯预聚体冷却静置。
2.3.2压敏胶的涂布
在上述制备的丙烯酸酯预聚体中补加一定量的引发剂1173和TPO以及光敏树脂，混合搅拌均匀制得压敏胶。然后用一定规格的涂膜器在离型纸上进行涂膜，在汞灯下光照适当时间，即得UV本体聚合与UV固化制备的丙烯酸酯压敏胶胶膜。
2.4性能测试
采用初黏性测试仪（含标准钢球，斜坡为10°）、持黏力测试仪、微机控制电子万能试验机分别按照GB/T4852—2002、GB/T4851—1998、GB/T2792—1998标准对压敏胶进行初黏力、持黏力和180°剥离强度的测试；通过碘滴定法测定单体的转化率；用同步热分析仪测定压敏胶热稳定性；采用傅里叶红外光谱仪VECTOR22测定反应官能团；采用差示扫描量热仪DSC测试玻璃化转变温度。
3结论
（1）与溶液热聚合相比，同配方条件下UV本体聚合的生产成本低，效率高，而且在使用性能上优于溶液聚合。
（2）采用UV本体聚合的生产方式制备丙烯酸酯压敏胶，选择AA作为反应体系的唯一硬单体，当硬单体AA含量为10%，软单体BA与2-EHA的比例为4：1时压敏胶的综合性能最好。
（3）在保证良好性能的前提下，为了方便涂膜且易于生产，将单体的最适宜转化率确定为27%～31%。
（4）添加光敏树脂可以改善丙烯酸酯压敏胶的持黏性能和耐温性能。考察了4种不同的光敏树脂，其中当YH-126用量为3%～3.5%时，压敏胶的力学性能最佳；加入光敏树脂后可以使单体充分反应，进而改善压敏胶热稳定性。
（5）随着固化光照强度的增加，压敏胶的剥离强度存在最优值。在最佳光强左右相等区间内，与较高光强相比，较低的光照强度可以赋予压敏胶更高的剥离强度，可以更有效地将UV光能用于聚合物的聚合。
（6）增大引发剂用量可以提高固化速率，而TPO的引发效率高于1173。当引发剂1173用量为1%，TPO用量为2%时，压敏胶的固化性能最佳。
参考文献：
[1]侯有军.UV固化型高性能压敏胶的发展动态[J].粘接，2016（5）：62-66.
[2]尉晓丽，傅和青.改性水性丙烯酸酯压敏胶研究进展[J].化工进展，2016，31（1）：176-184.
[3]黄海洲，房成，林中祥.UV固化无溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成与性能表征[J].精细化工，2016，33（12）：1428-1433.
[4]习峥辉，解一军.光聚合法制备光致失黏胶[J].化工进展，2017，36（6）：2235-2241.
[5]杨玉昆，吕风亭.压敏胶制品技术手册[M].北京：化学工业出版社，2014.
关键词：UV固化；丙烯酸酯压敏胶；制备；性能
前言
UV本体聚合是利用光引发剂的感光性，在紫外光的照射下产生自由基引发不饱和有机单体进行聚合、交联等化学反应，从而达到聚合和固化的目的。与传统加热控温聚合方式相比，UV聚合制备的压敏胶在短短几分钟内就可以达到90%的转化率，而且能耗小，节约了生产成本。与溶剂型压敏胶相比，UV聚合制备的压敏胶采用本体聚合的方式，没有任何挥发性溶剂存在，不需要繁杂的溶剂后处理步骤，而且克服了溶剂型压敏胶存在残余溶剂和有异味等问题。与水性压敏胶乳液相比，UV本体聚合提供的是一种无需干燥处理，有良好耐水性能的胶黏剂[4-5]。与热熔胶相比，UV本体聚合制备的压敏胶在UV固化时形成了交联网络，因而具有较高的耐热性能，存在使用温度高、能耗大、涂布机使用寿命短和受热老化等缺点。UV本体聚合制备的压敏胶有良好的力学性能和耐热性，而且反应速率快，能耗低，绿色环保，因此被视为21世纪生产压敏胶的重要生产技术，具有重要的学术意义和广阔的应用前景]。
1实验方法分析
采用本体聚合法，通过核-壳单体投料方式和适量链转移剂制得丙烯酸酯预聚体，再将溶解于溶剂中的光引发剂与其混合后进行UV固化。该法制备的压敏胶存在残余溶剂、性能一般、易黄变和有异味等问题。通过3种方法合成了UV无溶剂型丙烯酸酯压敏胶，以丙酮为溶剂，先通过溶液聚合制备UV固化丙烯酸酯，然后将溶剂脱除。该溶液聚合法制备的压敏胶性能较优，但制备工艺复杂，生产成本高，而且不利于环保。采用常规乳液聚合法和微乳液聚合法分别制得两种丙烯酸辛酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸三元共聚物压敏胶，并比较了两种压敏胶的性能。结果显示，微乳液聚合法虽然比乳液聚合法得到的压敏胶剥离强度提高了90%，但是总体而言，乳液聚合虽然解决了有机溶剂（VOC）排放问题，但依旧存在耐水性差、干燥速率慢、能耗大等缺点。UV光反应因具有“5E”特点[efficient（高效）、enabling（适应性广）、economical（经济）、energysaving（节能环保）、environmentalfriendly（环境友好）逐渐被认同。UV本體聚合与传统的热聚合方式相比存在以下优点：①反应速率快，丙烯酸酯类单体大大缩短了反应时间，而且光强容易测量和控制，产物纯净；②反应程度可控，自由基能瞬时随光源及时生灭；③节能环保，不需要加热控温，没有溶剂或水的后处理步骤。因此，本文提出了一种UV本体聚合制备压敏胶的生产方法。
2实验部分
2.1原料与试剂
丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA），分析纯，天津市福晨化学试剂厂；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO），工业级，99%，天津久日化学股份有限公司；偶氮二异丁腈（AIBN），工业级，99%，天津久日化学股份有限公司；双官能度聚氨酯树脂，YH-126，自制；二官能团聚氨酯丙烯酸酯（3296），三官能团聚氨酯丙烯酸酯（3350），中山市科田电子材料有限公司；二官能团聚氨酯丙烯酸酯，CN966，沙多玛（广州）化学有限公司；醋酸丁酯，分析纯，天津市福晨化学试剂厂。
2.2仪器与设备
凝胶渗透色谱仪，PL-GPC220，英国PolymerLaboratories公司；面光源，PP3-214UVLED，波长365nm、光强度432W/cm2，依瓦塔（上海）精密光电有限公司；HG型紫外线汞灯，功率为20mW/cm2，波长段为320～420nm，上海拓贝电子科技有限公司；涂膜涂布器，OTG，天津市材料实验机厂；微机控制电子万能试验机，CMT6104，深圳新三思计量公司；同步热分析仪，SDT/Q600，美国TA公司；差示扫描量热仪（DSC），DiamondOsc，美国PE公司。
2.3实验方法
2.3.1预聚物的制备
在三口烧瓶中装入10g的AA、68g的BA、17g的2-EHA、5g的HEA以及0.8g的引发剂1173，固定UVLED光源距瓶底的距离为10cm，从三口烧瓶底部照射引发单体聚合。当单体转化率到达一定程度时，及时关闭光源并将丙烯酸酯预聚体冷却静置。
2.3.2压敏胶的涂布
在上述制备的丙烯酸酯预聚体中补加一定量的引发剂1173和TPO以及光敏树脂，混合搅拌均匀制得压敏胶。然后用一定规格的涂膜器在离型纸上进行涂膜，在汞灯下光照适当时间，即得UV本体聚合与UV固化制备的丙烯酸酯压敏胶胶膜。
2.4性能测试
采用初黏性测试仪（含标准钢球，斜坡为10°）、持黏力测试仪、微机控制电子万能试验机分别按照GB/T4852—2002、GB/T4851—1998、GB/T2792—1998标准对压敏胶进行初黏力、持黏力和180°剥离强度的测试；通过碘滴定法测定单体的转化率；用同步热分析仪测定压敏胶热稳定性；采用傅里叶红外光谱仪VECTOR22测定反应官能团；采用差示扫描量热仪DSC测试玻璃化转变温度。
3结论
（1）与溶液热聚合相比，同配方条件下UV本体聚合的生产成本低，效率高，而且在使用性能上优于溶液聚合。
（2）采用UV本体聚合的生产方式制备丙烯酸酯压敏胶，选择AA作为反应体系的唯一硬单体，当硬单体AA含量为10%，软单体BA与2-EHA的比例为4：1时压敏胶的综合性能最好。
（3）在保证良好性能的前提下，为了方便涂膜且易于生产，将单体的最适宜转化率确定为27%～31%。
（4）添加光敏树脂可以改善丙烯酸酯压敏胶的持黏性能和耐温性能。考察了4种不同的光敏树脂，其中当YH-126用量为3%～3.5%时，压敏胶的力学性能最佳；加入光敏树脂后可以使单体充分反应，进而改善压敏胶热稳定性。
（5）随着固化光照强度的增加，压敏胶的剥离强度存在最优值。在最佳光强左右相等区间内，与较高光强相比，较低的光照强度可以赋予压敏胶更高的剥离强度，可以更有效地将UV光能用于聚合物的聚合。
（6）增大引发剂用量可以提高固化速率，而TPO的引发效率高于1173。当引发剂1173用量为1%，TPO用量为2%时，压敏胶的固化性能最佳。
参考文献：
[1]侯有军.UV固化型高性能压敏胶的发展动态[J].粘接，2016（5）：62-66.
[2]尉晓丽，傅和青.改性水性丙烯酸酯压敏胶研究进展[J].化工进展，2016，31（1）：176-184.
[3]黄海洲，房成，林中祥.UV固化无溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成与性能表征[J].精细化工，2016，33（12）：1428-1433.
[4]习峥辉，解一军.光聚合法制备光致失黏胶[J].化工进展，2017，36（6）：2235-2241.
[5]杨玉昆，吕风亭.压敏胶制品技术手册[M].北京：化学工业出版社，2014.