本发明属于胶粘剂制备技术领域,具体涉及一种耐高温压敏胶带的制备方法。
背景技术:
压敏胶全称为压力敏感型胶粘剂,是一类对压力敏感的胶粘剂,简称压敏胶,由于不易干固的特点,也俗称不干胶。是目前应用最广泛、产量最大的胶粘剂品种之一,跟人们的日常生活关系密不可分。在使用时施加适当的压力即可粘在其他表面上,由于其特殊的粘接特性,在较小的压力作用下,不需要加热或者溶剂的作用就能够形成牢固的粘接。压敏胶与被粘接物表面主要依靠范德华力进行粘接,因此具有几大明显优点:(1)粘接过程容易;(2)揭下来也很容易;(3)剥离不会破坏粘接表面结构;(4)胶层稳定,粘接时间长。
压敏胶种类较多,压敏胶制品按照不同的分类标准可以分成多种类型。从压敏胶的主要成分来区分,可以分为聚丙烯酸酯压敏胶、橡胶型压敏胶、热塑弹性体压敏胶以及聚氨酯压敏胶等等。由于丙烯酸酯压敏胶耐光、耐老化和耐水性均较好,而且具有优良的压敏性和粘合性,性能稳定,在建筑、电器、交通、医疗、包装、卫生等很多领域得到广泛的应用,因此近年来成为压敏胶研究领域的主要热点。
但丙烯酸酯压敏胶高温稳定性一般都比较差,而且难以粘接低能表面材料,在超过150℃的高温环境下极易产生脱胶现象。针对这些问题,专利cn107236490a公开了一种耐高温压敏胶的制备方法,先通过盐酸分解法制得含有丰富硅羟基的硅凝胶,再用硅酸盐处理沸石,使沸石表面带有硅羟基,再用浓硫酸作催化剂,使硅凝胶和沸石表面的硅羟基发生脱水缩合反应,形成键能极大的si-o-si键,由于si-o-si键的键能大于一般有机物中的c-c键和c-o键,具有很好的耐高温性,再用天然树脂在微生物的作用下对填料改性,增加填料表面天然树脂颗粒的数量,提高耐高温填料和丙烯酸酯间的相容性,虽然该技术方案中的耐高温压敏胶高温稳定性好,但其只能在175~180℃的条件下持粘30~33min不脱胶,粘度为2550~2620mpa·s;如果温度继续上升到220℃时,则会出现发泡、黄变严重、分子链裂解失却压敏性等问题。
技术实现要素:
为解决以上技术问题,本发明提出一种耐高温压敏胶带的制备方法,制得的压敏胶带具有优异的耐高温特性,经240℃温度30分钟烘烤后,仍保持良好的压敏性,并且外观无气泡、不严重黄变。
本发明提供的技术方案如下:
一种耐高温压敏胶带的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸羟丙酯混合后,搅拌均匀,得到单体混合液;
(2)将乙酸乙酯、偶氮二异丁腈以及步骤(1)中得到的单体混合液,加入反应釜中,先通入氮气排出反应釜中的氧气,并保持压力在0.1~0.3mpa,持续通入氮气,将反应釜升温到75~85℃,一边回流一边匀速、恒温搅拌;
(3)将偶氮二异丁腈以及步骤(1)剩余的单体混合液滴加到反应釜中,4h内滴加完毕;滴加完毕后,反应釜保温搅拌,再加入偶氮二异丁腈后保温反应,结束后降温出料,即得耐热性溶剂型压敏胶水;
(4)在步骤(3)中得到的耐热性溶剂型压敏胶水中加入乙酸乙酯稀释至黏度2000~6000cps,然后再加入苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、环氧固化剂,搅拌均匀即得改性溶剂型压敏胶水;
(5)将步骤(4)得到胶水通过涂布机,均匀的涂布到预涂离型剂的聚酰亚胺薄膜上,烘烤,将胶带转贴合到玻纤布基材的两面,即得耐高温的压敏胶带。
优选地,步骤(1)中各成分的质量份数如下:丙烯酸乙酯65~90份、醋酸乙烯酯10~35份、甲基丙烯酸甲酯10~35份、丙烯酸1~5份、丙烯酸羟丙酯1~5份。
优选地,步骤(2)中各成分的质量份数如下:乙酸乙酯100~160份、偶氮二异丁腈0.1~0.6份、单体混合液30~45份。
优选地,步骤(2)中,搅拌时间为30-60min。
优选地,步骤(3)中各成分的质量份数如下:耐热性溶剂型压敏胶水100份、苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂0.5~3份、硅烷偶联剂0.2~1.5份、环氧固化剂0.1~0.5份。
优选地,步骤(3)中,搅拌时间为20~40min,保温反应时间为2~3h,需降温至40℃以下方能出料。
优选地,步骤(4)中,搅拌时间为10~30min。
优选地,步骤(5)中,烘烤干燥温度为90~110℃,时间为4~8min。
与现有技术相比,本发明具有以下技术优势:
(1)本发明中的步骤(2)中,在化学反应发生前先充入氮气,可排出反应釜中的氧气,使反应釜的聚合反应进行顺利,得到产物是数均分子量和重均分子量较高、分子量分散系数比较低的丙烯酸酯聚合物(对于高分子聚合物而言,平均分子量大的材料耐热性比分子量小的材料要好,而分子量分散系数比较低时,说明分子量集中,不会有很多小分子掺杂在里面,从而影响高分子聚合物的耐热性);因为氧气会和自由基结合,产生过氧自由基,消耗自由基,阻碍自由基聚合反应的进行,而且过氧自由基会进一步夺去聚合物中的氢而产生新的小分子烷烃,造成聚合物分子链断裂和交联,影响聚合物的整体耐热性;
(2)本发明中的步骤(3)的聚合反应过程中,通过滴加的方式进行聚合反应,可以得到单体无序聚合的丙烯酸酯聚合物;因为有些单体(例如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等)的聚合速率比较快,而另一些单体(如丙烯酸羟丙酯、丙烯酸等)的聚合速度较慢,在混合聚合中存在“竞争性”,软单体优先聚合,然后硬单体收尾聚合,使聚合产物的分子结构接近嵌段聚合物,从而对产品的耐热性和稳定性影响很大;滴加聚合的方式可以确保聚合物的单体排序无规性,更好确保它的宏观粘结性能稳定;
(3)本发明的步骤(4)中使用双固化体系,异氰酸酯固化剂和环氧固化剂同时搭配并用。异氰酸酯固化剂和含丙烯酸羟丙酯配合反应,此反应的速度快、反应温度低,在胶带涂布和熟成阶段即可完成反应,当胶带在使用时,便已经具有初步的内聚力;而环氧固化剂则和丙烯酸单体配合反应,此反应的化学活性低,在高温下才激活,这使胶带在使用过程中受到高温的刺激而引发潜在的第二级反应,使交联度继续变高,一边交联(分子量变大)一边热裂解(分子量变小),形成平衡,保证丙烯酸酯聚合物的分子量不变,使得制成的胶带,在高温下不会失去粘性,不发生变形,仍具有良好的压敏性;
(4)本发明制得的压敏胶带可用于fpc(柔性电路板)和pcb(印制电路板)的生产工艺中的smt(表面贴装工艺),耐受波峰焊、回流焊的高温,具有高温遮蔽、部件固定的作用。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐高温压敏胶带的制备方法,包括以下步骤:
步骤a:耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯65份、醋酸乙烯酯35份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸1份、丙烯酸羟丙酯1份,在搅拌釜中搅拌,得到单体混合液;
1.2将乙酸乙酯100份、偶氮二异丁腈0.1份、步骤1.1得到的单体混合液其中的30份,一起加入到反应釜中,开始通入氮气排出反应釜中的氧气,并保持压力在0.1mpa;持续通入氮气,将反应釜升温至75℃,一边回流一边匀速、恒温搅拌60min;
1.3将步骤1.1剩余的82份单体混合液、偶氮二异丁腈0.05份滴加到反应釜中,4小时滴加完毕;滴加完毕后,反应釜再保温搅拌20min,再加入偶氮二异丁腈份0.1份,再保温2h,反应结束后降温至40℃以下出料,得到耐热性溶剂型压敏胶水,该胶水的固含量35%,黏度5000cps。
步骤b:溶剂型压敏胶水的改性
将步骤a得到的溶剂型压敏胶水100份,加入乙酸乙酯稀释至黏度2000cps,再加入0.5份苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)固化剂、kbm-603(日本信越)硅烷偶联剂0.2份、e-5xm(日本综研)环氧固化剂0.1份,搅拌10min,即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤c:耐高温压敏胶带的制备
将步骤b得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机,均匀的涂布到预涂离型剂的pi(聚酰亚胺)薄膜上。于90℃烘烤干燥8分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面,得到超耐高温双面胶带,即耐高温压敏胶带。
其中,pi(聚酰亚胺)薄膜厚度为50μ,耐高温压敏胶带总厚度为150μm。
实施例2
一种耐高温压敏胶带的制备方法,包括以下步骤:
步骤a:耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯80份、醋酸乙烯酯25份、甲基丙烯酸甲酯20份、丙烯酸3份、丙烯酸羟丙酯3份,在搅拌釜中搅拌,得到单体混合液;
1.2将乙酸乙酯120份、偶氮二异丁腈0.3份、步骤1.1得到的单体混合液其中的40份,一起加入到反应釜中,开始通入氮气排出反应釜中的氧气持续15-30分钟后,并保持压力在0.2mpa;持续通入氮气,将反应釜升温至80℃,一边回流一边匀速、恒温搅拌50min;
1.3将步骤1.1剩余的91份单体混合液、偶氮二异丁腈0.15份滴加到反应釜中,4小时滴加完毕;滴加完毕后,反应釜再保温搅拌30min,再加入偶氮二异丁腈份0.05份,再保温2.5h,反应结束后降温至40℃以下出料,得到耐热性溶剂型压敏胶水,该胶水的固含量40%,黏度10000cps。
步骤b:溶剂型压敏胶水的改性
将步骤a得到的溶剂型压敏胶水100份,加入乙酸乙酯稀释至黏度4000cps,再加入1.5份苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)固化剂、kbm-603(日本信越)硅烷偶联剂1份、e-5xm(日本综研)环氧固化剂0.3份,搅拌20min,即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤c:耐高温压敏胶带的制备
将步骤b得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机,均匀的涂布到预涂离型剂的pi(聚酰亚胺)薄膜上。于100℃烘烤干燥6分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面,得到超耐高温双面胶带,即耐高温压敏胶带。
其中,pi(聚酰亚胺)薄膜厚度为50μ,耐高温压敏胶带总厚度为150μm。
实施例3
一种耐高温压敏胶带的制备方法,包括以下步骤:
步骤a:耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯90份、醋酸乙烯酯10份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸5份、丙烯酸羟丙酯5份,在搅拌釜中搅拌,得到单体混合液;
1.2将乙酸乙酯160份、偶氮二异丁腈0.6份、步骤1.1得到的单体混合液其中的45份,一起加入到反应釜中,开始通入氮气排出反应釜中的氧气,并保持压力在0.3mpa;持续通入氮气,将反应釜升温至85℃,一边回流一边匀速、恒温搅拌30min;
1.3将步骤1.1剩余的75份单体混合液、偶氮二异丁腈0.3份滴加到反应釜中,4小时滴加完毕;滴加完毕后,反应釜再保温搅拌40min,再加入偶氮二异丁腈份0.15份,再保温3h,反应结束后降温至40℃以下出料,得到耐热性溶剂型压敏胶水,该胶水的固含量55%,黏度20000cps。
步骤b:溶剂型压敏胶水的改性
将步骤a得到的溶剂型压敏胶水100份,加入乙酸乙酯稀释至黏度6000cps,再加入3份苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)固化剂、kbm-603(日本信越)硅烷偶联剂1.5份、e-5xm(日本综研)环氧固化剂0.5份,搅拌30min,即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤c:耐高温压敏胶带的制备
将步骤b得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机,均匀的涂布到预涂离型剂的pi(聚酰亚胺)薄膜上。于110℃烘烤干燥4分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面,得到超耐高温双面胶带,即耐高温压敏胶带。
其中,pi(聚酰亚胺)薄膜厚度为50μ,耐高温压敏胶带总厚度为150μm。
1.一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸羟丙酯混合后,搅拌均匀,得到单体混合液;
(2)将乙酸乙酯、偶氮二异丁腈以及步骤(1)中得到的单体混合液,加入反应釜中,先通入氮气排出反应釜中的氧气,并保持压力在0.1~0.3mpa,持续通入氮气,将反应釜升温到75~85℃,一边回流一边匀速、恒温搅拌;
(3)将偶氮二异丁腈以及步骤(1)剩余的单体混合液滴加到反应釜中,4h内滴加完毕;滴加完毕后,反应釜保温搅拌,再加入偶氮二异丁腈后保温反应,结束后降温出料,即得耐热性溶剂型压敏胶水;
(4)在步骤(3)中得到的耐热性溶剂型压敏胶水中加入乙酸乙酯稀释至黏度2000~6000cps,再分别加入苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、环氧固化剂,搅拌均匀即得改性溶剂型压敏胶水;
(5)将步骤(4)得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机,均匀的涂布到预涂离型剂的聚酰亚胺薄膜上,烘烤,将胶带转贴合到玻纤布基材的两面,即得耐高温的压敏胶带。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(1)中各成分的质量份数如下:丙烯酸乙酯65~90份、醋酸乙烯酯10~35份、甲基丙烯酸甲酯10~35份、丙烯酸1~5份、丙烯酸羟丙酯1~5份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(2)中各成分的质量份数如下:乙酸乙酯100~160份、偶氮二异丁腈0.1~0.6份、单体混合液30~45份。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,搅拌时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(3)中各成分的质量份数如下:耐热性溶剂型压敏胶水100份、苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂0.5~3份、硅烷偶联剂0.2~1.5份、环氧固化剂0.1~0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,搅拌时间为20~40min,保温反应时间为2~3h,需降温至40℃以下方能出料。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,搅拌时间为10~30min。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,烘烤干燥温度为90~110℃,时间为4~8min。
技术总结