结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备与性能

论文摘要

丙烯酸酯共聚物主要由碳氢氧组成,由其制备的压敏粘合剂广泛应用于包装工业、电子工业等领域,但当其在需阻燃的领域应用（如机舱地毯粘接）时往往通过后添加阻燃剂的方法提供压敏粘合剂阻燃性,但却以牺牲压敏性为代价。本文以制备具有阻燃功能的丙烯酸酯压敏粘合剂为目的,解决阻燃性和压敏性的平衡问题为目标,通过含磷丙烯酸酯单体与常规丙烯酸酯单体溶液共聚,将阻燃基团引入丙烯酸酯共聚物粘料中,提高其本征阻燃性能，从而减少后添加阻燃剂对压敏粘合剂压敏性能的影响,制得了阻燃性和压敏性均优的压敏粘合剂。所得主要成果如下：（1）以丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA）、醋酸乙烯酯（VAc）、丙烯酸羟乙酯（HEA）及丙烯酸（AA）为单体,以乙酸乙酯和二甲苯为溶剂,通过自由基溶液聚合制得自交联型丙烯酸酯共聚物粘料,并将其与聚磷酸铵（APP）共混制备了丙烯酸酯阻燃压敏粘合剂。考察了引发剂种类及用量、单体配比及APP用量等对压敏粘合剂压敏性和阻燃性的影响规律。当BA、2-EHA、VAc、HEA、AA的质量比为42.6：4.2：8.5：42.6：2.1,引发剂BPO用量占单体总量的1.4%,APP用量占共聚物粘料质量的28%时,所得压敏粘合剂压敏性能虽然达到了进口样品BMS 5-133D的性能,但阻燃性能未达到此标准。（2）通过含磷丙烯酸酯单体与常规丙烯酸酯单体溶液共聚,制得了结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂。用IR和DSC对溶液共聚物进行了表征,证明含磷单体参加了共聚合。同时考察了引发剂用量、含磷单体种类及用量等对压敏粘合剂压敏性和阻燃性的影响规律。当BA、2-EHA、VAc、HEA、AA、PAM-300的质量比为56.0：4.2：23.7：14.0：2.1：10.0,引发剂BPO用量占单体总量的0.6%,所得压敏粘合剂的压敏性能与BMS 5-133D的性能相当,但阻燃性能未达到此标准。（3）将共聚所得结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂与聚磷酸铵共混,制得了阻燃性和压敏性均优的压敏粘合剂。对共聚和共混的研究结果表明：当BA、2-EHA、VAc、HEA、AA、PAM-300的质量比为56.0：4.2：23.7：14.0：2.1：10.0,引发剂BPO用量占单体总量的0.6%,APP用量占共聚物粘料质量的24%时,所得压敏粘合剂的压敏性能超过BMS5-133D的性能,同时阻燃性也达到了此标准。说明,通过含磷丙烯酸酯单体与常规丙烯酸酯单体共聚,确实能提高粘料的本征阻燃性能,从而可减少外加无机阻燃剂用量,进而提高压敏胶带的常规性能,彻底解决了阻燃性与压敏性平衡的技术瓶颈。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 压敏粘合剂的介绍
• 1.1.1 压敏粘合剂的组成及种类
• 1.1.2 压敏胶粘带的构成
• 1.1.3 压敏粘合剂的粘附特性
• 1.2 丙烯酸酯压敏粘合剂概述
• 1.2.1 丙烯酸酯压敏粘合剂的特点及种类
• 1.2.2 丙烯酸酯类压敏粘合剂及其的制备
• 1.2.3 溶剂型丙烯酸酯压敏粘合剂
• 1.2.4 丙烯酸酯类压敏粘合剂的发展状况
• 1.3 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的概述
• 1.3.1 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的阻燃机理
• 1.3.2 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的种类及制备方法
• 1.3.3 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的发展前景
• 1.4 文献总结
• 1.5 研究目的、意义及内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究意义
• 1.5.3 研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 丙烯酸酯溶液压敏粘合剂的合成与制备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 设备及仪器
• 2.2 实验步骤与工艺
• 2.2.1 丙烯酸酯压敏粘合剂的合成
• 2.2.2 结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的合成
• 2.2.3 聚磷酸铵阻燃浆料的制备
• 2.2.4 阻燃压敏胶粘带的制备
• 2.3 分析测试
• 2.3.1 固含量的测定
• 2.3.2 单体转化率的测定
• 2.3.3 溶液凝胶含量的测定
• 2.3.4 溶液粘度的测定
• 2.3.5 溶液PH值测定
• 2.3.6 压敏粘合剂初粘性的测定
• 2.3.7 压敏粘合剂持粘性的测定
• 2.3.8 压敏粘合剂180°剥离强度测定
• 2.3.9 压敏胶粘带难燃性测定
• 2.3.10 含磷单体玻璃化温度Tg值和双键含量的测定
• 2.3.11 红外光谱分析
• 2.3.12 热重分析
• 第三章 丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能
• 3.1 实验基本方案的确定
• 3.2 实验配方分析
• 3.2.1 聚合工艺的选择
• 3.2.2 共聚单体的选择和确定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 引发剂BPO用量的影响
• 3.3.2 引发剂AIBN用量的影响
• 3.3.3 功能单体的影响
• 3.3.4 软单体的影响
• 3.3.5 硬单体的影响
• 3.3.6 改性单体的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 共混型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能
• 4.1 前言
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 添加APP时BPO用量的影响
• 4.2.2 添加APP时AIBN用量的影响
• 4.2.3 单体配比对以APP为阻燃剂合成的阻燃压敏粘合剂的影响
• 4.2.4 阻燃剂APP用量对阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 复合型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能
• 5.1 前言
• 5.2 实验基本方案的确定
• 5.3 实验分析
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 引发剂用量对阻燃压敏粘合剂的影响
• 5.4.2 含磷单体种类及用量对阻燃压敏粘合剂的影响
• 5.4.3 阻燃剂APP用量的影响
• 5.4.4 含磷丙烯酸酯压敏粘合剂的红外分析
• 5.4.5 含磷丙烯酸酯压敏粘合剂的热分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表及已接受的论文
• 作者简介
• 导师简介
• 北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书