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结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备与性能

作　者: 张娜
导　师: 夏宇正
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 压敏粘合剂阻燃含磷单体丙烯酸酯聚磷酸铵
分类号: TQ436.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章绪论  16-27
  1.1 压敏粘合剂的介绍  16-17
    1.1.1 压敏粘合剂的组成及种类  16
    1.1.2 压敏胶粘带的构成  16
    1.1.3 压敏粘合剂的粘附特性  16-17
  1.2 丙烯酸酯压敏粘合剂概述  17-20
    1.2.1 丙烯酸酯压敏粘合剂的特点及种类  17-18
    1.2.2 丙烯酸酯类压敏粘合剂及其的制备  18-19
    1.2.3 溶剂型丙烯酸酯压敏粘合剂  19
    1.2.4 丙烯酸酯类压敏粘合剂的发展状况  19-20
  1.3 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的概述  20-24
    1.3.1 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的阻燃机理  20-21
    1.3.2 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的种类及制备方法  21-24
    1.3.3 阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的发展前景  24
  1.4 文献总结  24-25
  1.5 研究目的、意义及内容  25-27
    1.5.1 研究目的  25
    1.5.2 研究意义  25-26
    1.5.3 研究内容  26-27
第二章实验部分  27-34
  2.1 丙烯酸酯溶液压敏粘合剂的合成与制备  27-28
    2.1.1 实验原料  27
    2.1.2 设备及仪器  27-28
  2.2 实验步骤与工艺  28-30
    2.2.1 丙烯酸酯压敏粘合剂的合成  28-29
    2.2.2 结合磷型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的合成  29
    2.2.3 聚磷酸铵阻燃浆料的制备  29
    2.2.4 阻燃压敏胶粘带的制备  29-30
  2.3 分析测试  30-34
    2.3.1 固含量的测定  30
    2.3.2 单体转化率的测定  30-31
    2.3.3 溶液凝胶含量的测定  31
    2.3.4 溶液粘度的测定  31
    2.3.5 溶液PH值测定  31
    2.3.6 压敏粘合剂初粘性的测定  31
    2.3.7 压敏粘合剂持粘性的测定  31
    2.3.8 压敏粘合剂180°剥离强度测定  31-32
    2.3.9 压敏胶粘带难燃性测定  32
    2.3.10 含磷单体玻璃化温度Tg值和双键含量的测定  32
    2.3.11 红外光谱分析  32-33
    2.3.12 热重分析  33-34
第三章丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能  34-51
  3.1 实验基本方案的确定  34
  3.2 实验配方分析  34-37
    3.2.1 聚合工艺的选择  34
    3.2.2 共聚单体的选择和确定  34-37
  3.3 结果与讨论  37-49
    3.3.1 引发剂BPO用量的影响  37-40
    3.3.2 引发剂AIBN用量的影响  40-43
    3.3.3 功能单体的影响  43-45
    3.3.4 软单体的影响  45-47
    3.3.5 硬单体的影响  47-49
    3.3.6 改性单体的影响  49
  3.4 本章小结  49-51
第四章共混型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能  51-61
  4.1 前言  51
  4.2 结果与讨论  51-59
    4.2.1 添加APP时BPO用量的影响  51-53
    4.2.2 添加APP时AIBN用量的影响  53-56
    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  56-57
    4.2.4 阻燃剂APP用量对阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的影响  57-59
  4.3 本章小结  59-61
第五章复合型阻燃丙烯酸酯压敏粘合剂的制备及性能  61-70
  5.1 前言  61
  5.2 实验基本方案的确定  61
  5.3 实验分析  61
  5.4 结果与讨论  61-69
    5.4.1 引发剂用量对阻燃压敏粘合剂的影响  61-62
    5.4.2 含磷单体种类及用量对阻燃压敏粘合剂的影响  62-65
    5.4.3 阻燃剂APP用量的影响  65-67
    5.4.4 含磷丙烯酸酯压敏粘合剂的红外分析  67-68
    5.4.5 含磷丙烯酸酯压敏粘合剂的热分析  68-69
  5.5 本章小结  69-70
第六章结论  70-72
参考文献  72-77
致谢  77-78
攻读硕士研究生期间发表及已接受的论文  78-79
作者简介  79-80
导师简介  80-81
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  81-82

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