一种可生物降解的压敏胶粘剂
阅读说明：本技术 一种可生物降解的压敏胶粘剂 (Biodegradable pressure-sensitive adhesive ) 是由 都佩华 高俊 刘宁宁 秦佳伟 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：一种可生物降解的压敏胶粘剂,本发明涉及压敏胶技术领域,它由如下成分组成：与乳酸为主要原料反应的脂族聚酯树脂、树脂和溶剂；所述的乳酸与脂族聚酯树脂的重量比例为20～60％；所述的脂族聚酯树脂与树脂的重量比为2～30％；其中树脂包含松香或松香衍生物、萜烯树脂中的一种或两者混合而成；上述乳酸由L-乳酸和D-单乳酸组成,两者的摩尔比L/D为5～9；上述脂族聚酯树脂的数均分子量为20000～150000,Tg为5℃～-60℃。其能够被生物分解,且生物分解对被粘物具有足够的初始粘附力,甚至在粘附后也不会从被粘物上脱落,并且对表面基板具有优异的粘附性。(The invention discloses a biodegradable pressure-sensitive adhesive, which relates to the technical field of pressure-sensitive adhesives and comprises the following components: aliphatic polyester resin, resin and solvent which react with lactic acid as a main raw material; the weight ratio of the lactic acid to the aliphatic polyester resin is 20-60%; the weight ratio of the aliphatic polyester resin to the resin is 2-30%; wherein the resin comprises one or two of rosin or rosin derivative and terpene resin; the lactic acid consists of L-lactic acid and D-mono-lactic acid, and the molar ratio L/D of the L-lactic acid to the D-mono-lactic acid is 5-9; the aliphatic polyester resin has a number average molecular weight of 20000 to 150000 and a Tg of 5 ℃ to-60 ℃. Which is capable of being biodegraded, has a sufficient initial adhesion to an adherend, does not fall off from the adherend even after adhesion, and has excellent adhesion to a surface substrate.)
技术领域
本发明涉及压敏胶技术领域，具体涉及一种可生物降解的压敏胶粘剂。
背景技术
使用热塑性塑料薄膜作为表面基材的粘性标签在使用后会从容器上剥离，或者在仍附着在容器上的状态下被焚化或丢弃在土壤中。近年来，从环境保护的角度来看，这些处理方法出现了如下问题：焚化时会产生二氧化碳，是全球变暖的原因之一；另外，高热值可能会损坏焚化炉或产生有毒气体；另一方面，当将其丢弃在土壤中时，标签和粘合剂以非常缓慢的速度分解，从而半永久地保留在土壤中，导致土壤中的生态系统遭到破坏；另外，随着废物量的增加，处理设备的高效率变得难以保障。
目前，已经提出了可生物降解的粘性标签作为解决上述问题的手段。即，使用生物降解性树脂的粘合标签，该生物降解树脂是由于土壤中的微观形成而分解的材料，用于构成粘合标签的表面基材、粘合剂、剥离片等。作为使用生物降解性优异的胶粘剂的树脂代替天然橡胶的生物降解性胶粘剂的技术，其包含55重量％以上的乳酸残基，且L乳酸与D乳酸的摩尔比为L/D为0.11至9，折合粘度为0.2至1.0dl/g的脂族聚酯和天然粘合剂树脂作为必需成分的可生物降解的压敏胶粘剂技术已经进行了报告；由于目前技术中使用的脂族聚酯包含55重量％以上的乳酸残基，因此玻璃化转变温度(Tg)趋于较高。因此，所报道的压敏胶粘剂对被粘物的粘合强度低，并且对表面基材的粘合力不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的可生物降解的压敏胶粘剂，其能够被生物分解，且生物分解对被粘物具有足够的初始粘附力，甚至在粘附后也不会从被粘物上脱落，并且对表面基板具有优异的粘附性。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它由如下成分组成：与乳酸为主要原料反应的脂族聚酯树脂、树脂和溶剂；所述的乳酸与脂族聚酯树脂的重量比例为20～60％；所述的脂族聚酯树脂与树脂的重量比为2～30％；其中树脂包含松香或松香衍生物、萜烯树脂中的一种或两者混合而成；上述乳酸由L-乳酸和D-单乳酸组成，两者的摩尔比L/D为5～9；上述脂族聚酯树脂的数均分子量为20000～150000，Tg为5℃～-60℃。
进一步地，所述的压敏胶粘剂的树脂浓度为30～60％。
进一步地，所述的松香或松香衍生物、萜烯树脂两者混合的重量比为5～30％。
进一步地，所述的溶剂由乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、甲醇和水中的一种或多种混合而成。
采用上述成分后，本发明的有益效果是：本发明提供了一种可生物降解的压敏胶粘剂，其能够被生物分解，且生物分解对被粘物具有足够的初始粘附力，甚至在粘附后也不会从被粘物上脱落，并且对表面基板具有优异的粘附性。
附图说明：
图1是本发明实施例与对比例的数据表。
具体实施方式
：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
将由荒川化学公司生产的赋予粘合性的T-803L萜烯树脂10g加入到10g的乙酸乙酯中，并在室温下充分搅拌约1小时，直到固体成分完全溶解，制备50％增粘树脂溶液A；再将由东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)作为压敏胶粘剂的主要聚合物基础，添加重量份为2.5的上述增粘树脂溶液A，并充分搅拌直至完全溶解，以获得实施例一的可生物降解的压敏胶粘剂；
将实施例一的压敏胶粘剂涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该可生物降解的双面胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为17N/25mm、1h后黏着力为20N/25mm、48h后黏着力为21N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为0.9％。
实施例二：
将由荒川化学公司生产的赋予粘合性的T-803L萜烯树脂10g加入到10g的乙酸乙酯中，并在室温下充分搅拌约1小时，直到固体成分完全溶解，制备50％增粘树脂溶液A；再将由东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)作为压敏胶粘剂的主要聚合物基础，添加重量份为5的上述增粘树脂溶液A，并充分搅拌直至完全溶解，以获得实施例二的可生物降解的压敏胶粘剂；
将实施例二的压敏胶粘剂涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为21N/25mm、1h后黏着力为22N/25mm、48h后黏着力为24N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为2.0％。
实施例三：
将由荒川化学公司生产的赋予粘合性的T-803L萜烯树脂10g加入到10g的乙酸乙酯中，并在室温下充分搅拌约1小时，直到固体成分完全溶解，制备50％增粘树脂溶液A；再将由东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)作为压敏胶粘剂的主要聚合物基础，添加重量份为10的上述增粘树脂溶液A，并充分搅拌直至完全溶解，以获得实施例三的可生物降解的压敏胶粘剂；
将实施例三的压敏胶粘剂涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为19N/25mm、1h后黏着力为19N/25mm、48h后黏着力为20N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为2.2％。
实施例四：
将由江西兴泰化工公司制造的赋予粘合性的224-G95松香酯10g添加到到10g的乙酸乙酯中，并在室温下充分搅拌约1小时，直到固体成分完全溶解，制备50％增粘树脂溶液B；再将由东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)作为压敏胶粘剂的主要聚合物基础，添加重量份为5的上述增粘树脂溶液B，并充分搅拌直至完全溶解，以获得实施例四的可生物降解的压敏胶粘剂；
将实施例四的压敏胶粘剂涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为22N/25mm、1h后黏着力为25N/25mm、48h后黏着力为29N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为1.8％。
实施例五：
将由江西兴泰化工公司制造的赋予粘合性的224-G95松香酯10g添加到到10g的乙酸乙酯中，并在室温下充分搅拌约1小时，直到固体成分完全溶解，制备50％增粘树脂溶液B；再将由东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)作为压敏胶粘剂的主要聚合物基础，添加重量份为10的上述增粘树脂溶液B，并充分搅拌直至完全溶解，以获得实施例五的可生物降解的压敏胶粘剂；
将实施例五的压敏胶粘剂涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为23N/25mm、1h后黏着力为23N/25mm、48h后黏着力为27N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为2.4％。
比较例一：
将东洋纺株式会社生产的(L/D)为4的重量份为100的聚乳酸树脂溶液bioecolHYD-035E(不挥发成分50％，Tg-5℃，数均分子量25000，D乳酸聚合比例20摩尔％)涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为4N/25mm、1h后黏着力为17N/25mm、48h后黏着力为15N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为0.6％。
比较例二：
将油脂工业公司制造的重量份为100的橡胶基压敏粘合剂BP-809A涂布在剥离纸上，干燥后的涂布量分别为25g/m2，干燥后的剥离纸的剥离强度比直接涂布的剥离纸低，制作可生物降解的双面胶带；然后对该压敏胶带的粘着力进行了测定，结果发现黏着力如下：即刻黏着力为5N/25mm、1h后黏着力为7N/25mm、48h后黏着力为8N/25mm；再将切成100mm×100mm面积的可生物降解的双面胶带粘贴到质量已知的浮法玻璃板上，然后测量并记录该质量(约0.25g的压敏胶粘剂的质量)；将5kg的垃圾放入室外堆肥(容量100升)中，并在其上放置具有可生物降解的压敏胶粘剂的玻璃板；此外，放置50mm厚的垃圾并放置一个月，然后取出玻璃板，用水冲洗至压敏胶粘剂不脱落的程度，在60℃下干燥24小时，然后测量质量以确定压敏胶粘剂的残留质量；采用如下公式：生物降解后的残留率＝测试后的粘合质量/测试前的粘合质量×100(％)，测定生物降解后的残留率为85.4％。
参看图1，实施例一～实施例五中所制成的可生物降解的压敏胶粘剂的黏着力良好，且具有可生物降解性。
采用上述成分后，本具体实施方式的有益效果如下：本发明提供了一种可生物降解的压敏胶粘剂，其能够被生物分解，且生物分解对被粘物具有足够的初始粘附力，甚至在粘附后也不会从被粘物上脱落，并且对表面基板具有优异的粘附性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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