一种溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的制备方法与流程

本发明涉及一种丙烯酸酯类压敏胶的制备方法，尤其涉及一种溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的制备方法。
背景技术：
：溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的制备一般是在釜式搅拌反应器中进行的(陈强，段香芝，信阳师范学院学报，2010，447-449)。釜式搅拌反应器装有可调转速电动搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗。通常，首先加入适量的溶剂开动搅拌，然后缓慢滴加溶有丙烯酸酯单体及引发剂的溶液，引发反应的温度通常为75℃-90℃，滴加的时间通常在5小时以上，如果滴加过快，聚合时产生大量的反应热不能及时排除，会导致高温，出现自动加速现象，形成暴聚，而且高温还会导致高分子链解体形成其他化合物，最终影响胶粘剂的粘接性。滴加完毕后，还需要在80℃左右保温反应3小时，逐渐降温得到无色透明粘稠状胶液，即为溶剂型丙烯酸酯压敏胶(徐康林，唐安斌，化工技术与开发，2010，13-15)。不难看出，间歇式操作的安全性问题是制约丙烯酸酯类压敏胶生产的关键因素之一。为保证聚合反应安全的进行，设置较低的反应温度，从而导致反应速率低，滴加时间与保温反应时间延长，能耗增加，产品质量不佳。此外，釜式反应器普遍存在批产品之间重复性差，产品质量不稳定等问题。为解决上述问题，本发明提供了一种新的丙烯酸酯类压敏胶的制备方法。技术实现要素：本发明的目的是提供一种新的丙烯酸酯类压敏胶的制备方法，基于微反应器的连续式操作与高温反应工艺以提高过程的安全性，消除滴加时间并极大降低反应时间，从而降低长时间生产的人力成本与能源消耗，同时采用连续式的反应模式提高批次产品的重复性与产品质量。本发明提供一种溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的制备方法，所述方法包括将丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液连续泵入微反应器中在120-130℃的温度下进行反应。优选的，所述丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液在泵入微反应器之前先预热至80-90℃。可以理解，丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液在反应器预热至80-90℃能够降低初始反应物的粘度，同时能够在后续迅速升温至120-130℃的反应温度。120-130℃的反应温度能够加快反应的进行，使得聚合反应在6-30秒内完成。而且微反应器的传质传热系数高，聚合反应产生的热量能够及时导出，确保了温度的精确控制。优选地，所述丙烯酸酯溶液的组成为：(a)丙烯酸丁酯，(b)丙烯酸异辛酯，(c)乙酸乙烯酯，(d)甲基丙烯酸，(e)马来酸酐，(f)乙酸乙酯，(g)甲苯。所述过氧化苯甲酰溶液的组成为：(h)过氧化苯甲酰，(i)甲苯。可以理解，反应体系采用的是丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯为聚合反应单体，乙酸乙烯酯为改性单体，甲基丙烯酸和马来酸酐为交联剂，过氧化苯甲酰为聚合反应引发剂，甲苯和乙酸乙酯为混合溶剂。通过精确调节丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液各物质含量，能够调节合成压敏胶的内聚强度、粘结性能，耐热性、耐老化性等。这比通采用常单一的丙烯酸酯单体、单一反应溶剂，水相体系得到的压敏胶性能好。优选地，所述的丙烯酸酯溶液中，各物质质量占比为：丙烯酸丁酯占25％-35％，丙烯酸异辛酯占15％-25％，乙酸乙烯酯占8％-10％，甲基丙烯酸占1％-2％，马来酸酐占0.5％-1％，乙酸乙酯占30％-40％，甲苯占5％-10％。所述的过氧化苯甲酰溶液中，各物质质量占比为：过氧化苯甲酰占1％-5％，甲苯占95％-99％。优选地，所述丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液体积比为2-4:1。可以理解，通过调节丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液溶液的输出流速，使得反应时体积比为2-4:1。合适的体积比能够保证反应体系中引发剂过氧化苯甲酰的含量维持在一个最佳水平。优选地，所述丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液体积比为2.8：1。优选地，所述丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液在微反应器中的停留时间为6-30秒。可以理解，通过调节丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液溶液的输出流速，从而控制物料停留时间。停留时间的选择可以保证合适的聚丙烯酸酯聚合度，从而保证丙烯酸酯压敏胶的质量。优选地，所述丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液在微反应器中的停留时间为20秒。本发明还提供了一种用于制备溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的微反应器，所述微反应器材质为不锈钢，且具有水力直径为0.1-3mm的流动通道。可以理解，不锈钢材质具有良好的导热性，且小的水力直径能够提供高效的传质传热能力，本发明提供的微反应器微通道的水力直径小于火焰传播的临界尺度，微通道的水力直径小因而持液量小，确保了聚合反应操作的本征安全性。本发明采用连续式操作的高温反应工艺，提高了反应温度至120-130℃，反应时间降低至6-30秒，极大缩短了反应时间，简化了制备流程，同时微反应器的使用保证了过程的安全性，使得胶水质量更加稳定，每批产品之间重复性好。解决了滴加模式法制备溶剂型丙烯酸酯类压敏胶存在的操作过程复杂、滴加时间长、能耗高、安全性低、每批产品之间重复性差、产品质量不稳定等问题。附图说明图1为微反应器的溶剂型丙烯酸酯类压敏胶制备的流程示意图附图标记：1：i号水浴控温器，2：ii号水浴控温器，3：恒流泵，4：iii号水浴控温器，5：微反应器，6：丙烯酸酯溶液入口，7：过氧化苯甲酰溶液入口，8：微反应器的出口，9：产品储料罐。具体实施方式首先使用i号水浴控温器1和ii号水浴控温器2将丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的温度预热至80-90℃，然后通过恒流泵3(seriesⅱ型数字泵，chromtech,inc.)分别控制丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的输出，使得丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液同时通入微反应器5的丙烯酸酯溶液入口6与过氧化苯甲酰溶液入口7，在微反应器5内接触并引发氧化反应，反应的温度由iii号水浴控温器4控制在120-130℃。从微反应器的出口8流出的产品流进入产品储料罐9中，降温即得溶剂型丙烯酸酯压敏胶。以下通过非限制性实施例进一步解释本发明。实施例1使用i号水浴控温器1和ii号水浴控温器2将预先配制的丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的温度预热至90℃，通过两台恒流泵3(mpf0502聚四氟乙烯泵，上海三为科学仪器有限公司)控制丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的输出，使得丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液同时通入微反应器5的丙烯酸酯溶液入口6与过氧化苯甲酰溶液入口7，在微反应器5内接触并引发聚合反应，反应温度由iii号水浴控温器控制在130℃。丙烯酸酯溶液中各物质质量占比为：丙烯酸丁酯30％丙烯酸异辛酯20％乙酸乙烯酯9％甲基丙烯酸1.5％马来酸酐1％乙酸乙酯30％甲苯8.5％过氧化苯甲酰溶液中各物质质量占比为：过氧化苯甲酰2％甲苯98％。微反应器：数控精密加工制备材质316l不锈钢水力直径0.4mm有效体积230μl工艺条件：丙烯酸酯溶液：过氧化苯甲酰溶液＝2.8(体积比)微反应器内的反应时间6秒实施结果：实验次数粘度(cp)固含量(％)116155.1216255.1316055.2实施例2使用i号水浴控温器1和ii号水浴控温器2将预先配制的丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的温度预热至80℃，通过两台恒流泵3(mpf0502聚四氟乙烯泵，上海三为科学仪器有限公司)控制丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的输出，使得丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液同时通入微反应器5的丙烯酸酯溶液入口6与过氧化苯甲酰溶液入口7，在微反应器5内接触并引发聚合反应，反应温度由iii号水浴控温器控制在120℃。丙烯酸酯溶液中各物质质量占比为：丙烯酸丁酯25％丙烯酸异辛酯25％乙酸乙烯酯7％甲基丙烯酸2％马来酸酐1％乙酸乙酯35％甲苯5％过氧化苯甲酰溶液中各物质质量占比为：过氧化苯甲酰5％甲苯95％。微反应器：数控精密加工制备材质316l不锈钢水力直径0.1mm有效体积230μl工艺条件：丙烯酸酯溶液：过氧化苯甲酰溶液＝2(体积比)微反应器内的反应时间30秒实施结果：实验次数粘度(cp)固含量(％)116255.3216255.2316155.3实施例3使用i号水浴控温器1和ii号水浴控温器2将预先配制的丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的温度预热至80℃，通过两台恒流泵3(mpf0502聚四氟乙烯泵，上海三为科学仪器有限公司)控制丙烯酸酯溶液和过氧化苯甲酰溶液的输出，使得丙烯酸酯溶液与过氧化苯甲酰溶液同时通入微反应器5的丙烯酸酯溶液入口6与过氧化苯甲酰溶液入口7，在微反应器5内接触并引发聚合反应，反应温度由iii号水浴控温器控制在125℃。丙烯酸酯溶液中各物质质量占比为：丙烯酸丁酯25％丙烯酸异辛酯25％乙酸乙烯酯7％甲基丙烯酸2％马来酸酐1％乙酸乙酯35％甲苯5％过氧化苯甲酰溶液中各物质质量占比为：过氧化苯甲酰1％甲苯99％。微反应器：数控精密加工制备材质316l不锈钢水力直径3mm有效体积230μl工艺条件：丙烯酸酯溶液：过氧化苯甲酰溶液＝4(体积比)微反应器内的反应时间20秒实施结果：实验次数粘度(cp)固含量(％)116155.2216255.2316155.1对比实施例1：将1000g物料(其中丙烯酸异辛酯20％，乙酸乙烯酯9％，甲基丙烯酸1.5％，马来酸酐1％，乙酸乙酯30％，甲苯8.5％)混配后，升温至70℃，开始滴加200g过氧化苯甲酰的甲苯溶液(过氧化苯甲酰2％，甲苯98％)，此刻反应最剧烈时，应注意防止温度失控，2小时左右滴加完毕；升温至90℃，开始滴加800g过氧化苯甲酰的甲苯溶液(过氧化苯甲酰2％，甲苯98％)，3小时左右滴加完毕。温度降至室温后出料。反应时间共计5小时左右。实施结果：实验次数粘度(cp)固含量(％)114145.2215250.2314547.1可以看出，本发明实施例1和对比实施例1相比，反应时间从5小时缩短至6秒钟，粘度和固含量更高，实验批次间更稳定，且微反应器合成法具有本征安全性。以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3 

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