烯丙基缩水甘油醚环氧改性醇溶性双组份复膜胶的制备开题报告

 2021-08-08 14:20:53

1. 研究目的与意义

目前,在包装行业的复膜胶领域中有溶剂型胶粘剂和水性胶粘剂两种,虽然有水性胶粘剂出现,但更多的仍使用溶剂型胶粘剂,这主要是因为水性胶粘剂存在表面张力大、干燥速度慢等尚未得到良好解决的问题,而溶剂型胶粘剂多数使用对环境及人体有害的溶剂如苯、甲苯、乙酸乙酯等。因此在环保要求日益加强的今天,利用乙醇来作溶剂的醇溶性胶黏剂已经正在逐步显示其优点,它能够较好的平衡水性胶黏剂和溶剂型胶黏剂的缺点。但是目前研究的醇溶性胶黏剂普遍存在醇溶性不好,胶粘度不够等问题,本课题正是基于这个背景下提出来的,来解决目前醇溶胶所面临的缺点。因此本课题需要解决的问题有:

(1)制得以烯丙基缩水甘油醚为环氧官能团改性的聚丙烯酸酯主剂,要求其醇溶性好,且胶黏性能好;

(2)制得以氨基封端的聚氨酯固化剂,要求其醇溶性好,且胶黏性能好;

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2. 国内外研究现状分析

1.1醇溶性聚丙烯酸酯的研究进展

丙烯酸酯类单体的通式为ch2=c(r1)-co-or2其中r1一般为氢、甲基或氰基,r2通常是烷基或羟基、羟烷基等功能性基团。根据单体的聚合物玻璃化温度的不同可以将其分为软单体和硬单体两种。这些单体在能产生自由基的过氧化物如偶氮二异丁腈、过硫酸钾等引发剂的存在下,丙烯酸酯单体易于发生自由基聚合形成相应的共聚物或均聚物。由于丙烯酸酯聚合物是饱和烷基化合物,所以对热、光、化学溶剂、氧化分解等物理化学作用具有良好的耐受性[1]。且其具有与其它许多乙烯基单体容易共聚的特性,可以在很大范围内合成出一系列不同玻璃化温度的聚合物,从而改善聚合物的物性[2]。丙烯酸酯胶粘剂的特点是单组分、使用方便、室温固化、固化速度快、胶层强度高、能黏接多种材料,对热、光、化学、氧化分解具有良好的耐受性,是一种比较理想的胶粘剂,因而在多种场合下得到广泛应用。丙烯酸酯类胶粘剂按形态分类,可分为乳液型、溶剂型和无溶剂型三类。乳液丙烯酸酯由于水难于挥发,对塑料和金属基材没有透过性,使得水基丙烯酸酯涂料和胶粘剂在木材黏接、塑-塑复合、铝-塑复合、高档家俱漆等许多领域的应用受到了极大的限制;溶剂型胶粘剂主要通过溶剂的挥发固化,而溶剂挥发存在着污染和安全等问题;无溶剂型成本高,难以实现工业化[3]。因此有人提出用乙醇作为溶剂来适当平衡三者的优缺点。而目前使用的水性以及溶剂型聚丙烯酸酯都一直存在原料或者产品质量上的问题,因此,在保证聚合物性能的同时而使用环保型的溶剂一直是研究者追求的目标,其中醇溶性聚丙烯酸酯就是其中一种。

张荣珍等[4]以丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,按eac,ba,aa,st,bpo,ea质量分数分别为24%,12%,1.2%,14%,0.1%,48.7%进行投料在87~91℃下反应8h得到一种粘度为2420pa/s、固含量为(50士2)%的溶剂型胶粘剂。张娓等[10]用丙烯酸(aa)、丙烯酸丁酯(ba)、甲基丙烯酸甲酯(mma)以及酯酸乙烯(vac)为单体,用乙醇为溶剂,用bpo为引发合成了醇溶性聚丙烯酸酯树脂。当单体质量比m(ba)/m(mma)/m(aa)/m(vac)为45:33.8:10:11.3时,溶剂和单体质量比以4:5,合成了醇溶性的丙烯酸酯。皮丕辉等[5]在中国专利cn101613434中公开了一种醇溶性聚丙烯酸酯树脂及其制备方法。用丙烯酸酯及功能性单体制备的醇溶性聚丙烯酸酯树脂环保无刺激性气味,数均分子量为10000~200000,分子量分布为1.1~4,树脂体系布氏粘度为100~5000cp。金志来[4]以乙醇为溶剂,以酯酸乙烯酯(vac),丙烯酸丁酯(ba),丙烯酸(aa),丙烯酸羟乙酯(hea)为共聚单体,n,n一亚甲基双丙烯酰胺为交联单体,采用溶液聚合方法合成了醇溶性复合胶。实验对该树脂的结构进行了表征,研究了交联单体的用量对胶粘剂黏接性能的影响。结果表明,交联单体的加入能一定程度提高胶粘剂的黏接性能。王金山[5]以乙醇为溶剂,采用一次加料法合成了酯酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸四元共聚物;考察了溶剂、单体浓度、引发剂种类和用量、反应温度及共聚单体配比对聚合反应的影响。确定了合成醇溶性复膜胶基料的较佳反应条件:聚合单体的配比是酯酸乙烯酯/丙烯酸-2-乙基己酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸为100/10/10/3,引发剂的质量分数为0.4%,反应温度77℃,反应时间7h,此条件下的产品收率达95%以上。徐艳等[6]以丙烯酸丁酯、酯酸乙烯酯、丙烯酸为主要单体,合成了醇溶性复膜胶,对合成条件及共聚单体组成对聚合反应的影响进行了考察,共聚反应转化率隧丙烯酸丁酯或丙烯酸用量的增加而增加由于丙烯酸丁酯软单体,胶粘剂的粘接性能也随丙烯酸丁酯的增加而得到改善,聚合物的醇溶性能受丙烯酸单体用量的影响较大,实验用合成的三元共聚物与增塑剂、增粘剂等助剂,配制了性能优良的醇溶性纸塑复膜胶。实践证明,该胶具有良好的耐磨性和耐热性。刘旭等[7]用丙烯酸和环氧e-44合成了环氧丙烯酸单酯,并将其与其它丙烯酸酯单体共聚,合成含环氧基团的醇溶性聚丙烯酸酯作为主剂,用二乙烯三胺和丙烯酸甲酯进行反应合成出固化剂,然后将主剂与固化剂按一定的比例混合制得了一种醇溶性复合胶,结果表明,该复合胶初粘力强、剥离强度高、固化速度快、使用方便、能适用于快速干式复合膜生产线。王金山等[8]在改进合成工艺的基础上,以乙醇为溶剂,采用酯酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸这四种单体通过一步法工艺合成了一种高性能醇溶性复膜胶。考察了不同溶剂、引发剂种类和用量、反应温度及共聚单体配比对聚合反应、聚合物的溶解性、粘度、转化率、粘接强度等的影响。研究表明,随着软单体用量的增加,转化率、粘接力和粘度均出现一极大值。随着丙烯酸用量的增加,共聚物在乙醇中的溶解性变好,但丙烯酸用量超过一定值时,粘接力及耐水性下降,因此,它们之间存在一个最佳比例。倪丽琴[9]采用一次加料的方法合成了一种醇溶性胶粘剂,一该胶粘剂与其它胶粘剂不同之处在于它引入了苯乙烯和丙烯腈种硬单体,配以其它的丙烯酸酯软硬单体,以乙醇为溶剂,配以低沸点混合溶剂和适量助剂,合成了一种新的醇溶性聚合物。实验研究了不同硬单体对粘接性能的影响,研究表明,丙烯腈(an)的加入大大提高了聚丙烯酸酯的粘接性能,但an的加入,产物的溶解性变差,需添加少许极性溶剂才能提高聚合物的溶解性。周艳等[l0]采用常规的丙烯酸酯类单体在工业酒精存在的条件下进行溶液聚合,得到醇溶性聚丙烯酸酯上光涂料,该涂料具有较高的玻璃化温度,较好的光泽度。实验讨论了丙烯酸、流平剂和增光剂的用量对涂料性能的影响。研究结果表明,丙烯酸用量增加时,聚合物在乙醇中的溶解性增大,粘度降低,流平性好,涂料的光泽度也随之提高。但用量过多,涂料的极性增大,易渗透到纸的背面,影响了装饰效果,从而降低了光泽度。陈小锋、沈峰[11]等人在中国专利cn2010100572.9上公开了一种醇溶性装饰胶及其制备方法,由以下各组分组成:丙烯酸共聚物、增粘树脂和溶剂。其中,所述丙烯酸共聚物由20-50wt%的丙烯酸硬单体、40-70wt%丙烯酸软单体和1-10wt%丙烯酸功能单体再引发剂、溶剂作用下采用溶液聚合的方法聚合而成,制的的丙烯酸共聚物的玻璃化温度为-10-40℃。

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3. 研究的基本内容与计划

1、题目内容及要求:

①、掌握醇溶性烯丙基缩水干油醚环氧改性的聚丙烯酸酯的制备方法

②、掌握醇溶型双组分聚氨酯的制备方法

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4. 研究创新点

1)以乙醇为溶剂,醇溶性良好。而现有的醇溶性产品中大多含有苯、甲苯、乙酸乙酯等对人体有害的溶剂,则该树脂可做替代品。

2)树脂中不含有毒的、游离的异氰酸酯,环境适应性强,对湿气及界面要求不高。

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