一种海绵胶带及其制备方法与流程

1.本技术涉及胶带的领域，尤其是涉及一种海绵胶带及其制备方法。


背景技术：

2.海绵胶带是一种以eva泡棉为基材，在其一面或两面涂覆溶剂（或热熔型）压敏胶，再安装易于剥离的隔离纸制造而成。海绵胶带具有较佳的粘性，对粗糙表面物件的粘结以及轻小材质的固定具有较佳的效果，因此，海绵胶带可广泛应用于汽车装饰、防震、隔热、物品悬挂、电器制冷工程的绝缘保温等领域中，用于固定以及粘结。
3.海绵胶带在使用时，空气中的水汽以及外界的水较易渗入到海绵胶带中，由于海绵胶带的多孔结构，使得海绵胶带的吸水性较高，吸附水的海绵胶带的强度降低，进而海绵胶带的粘结强度不佳，为了改善海绵胶带的防水性，通常采用在海绵胶带外涂覆有防水涂层，通过将水汽等阻隔在防水层外，改善海绵胶带的防水效果，提高海绵胶带的粘结效果。
4.针对上述相关技术，发明人认为简单地在海绵胶带外涂覆有防水涂层，由于海绵胶带的多孔结构部，使得防水涂层在海绵胶带上的涂覆效果不佳，即水汽仍可通过渗入海绵胶带，导致海绵胶带存在防水性不佳的缺陷，进而导致海绵胶带的粘结性不佳。


技术实现要素：

5.为了改善海绵胶带存在防水性能不佳的缺陷，本技术提供一种海绵胶带及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种海绵胶带，采用如下的技术方案：一种海绵胶带，包括顺次设置的离型纸层、粘结层、泡棉层和防水层，所述泡棉层为含有泡棉材料制成，所述泡棉材料包括以下重量份物质：50-60份eva、10-20份橡胶、3-5份发泡剂、0.3-1份交联剂，所述防水层采用防水剂涂覆制成，所述防水剂包括以下重量份物质：20-30份eva乳液和5-10份纳米二氧化硅。
7.通过采用上述技术方案，由于采用发泡剂和交联剂并用体系，使得eva和橡胶之间可发生交联，进而泡棉材料在发泡剂的催化下，形成均匀的闭孔结构。这是由于发泡在泡棉材料交联的过程中同时进行，泡棉材料中各组分在交联剂的交联下结合性能增加，并改善了泡棉材料的强度，进而发泡剂产生的泡孔之间不易并孔或破裂；同时，在交联的过程中，增加发泡剂在泡棉材料中的分散效果，进而稳定形成均匀且致密的闭孔结构，提高泡棉层的支撑强度以及密封性，降低水汽通过泡棉连通的孔隙进入泡棉的可能性，提高海绵胶带的防水效果。
8.其次，通过纳米二氧化硅和eva乳液作为防水剂，将防水剂涂覆于泡棉层上后，通过eva乳液与eva之间的相容性，使得防水层与泡棉层之间的结合性能较佳，同时纳米二氧化硅可在防水层表面形成粗糙的表面结构，即类荷叶表面结构，使得防水层的表面疏水性得到有效的提高。
9.此外，防水剂涂覆于泡棉层外后，防水剂中的纳米二氧化硅可部分填充于泡棉层
外的开孔部分，一方面，进一步增强防水层和泡棉层之间的结合效果；另一方面，进一步阻挡水汽进入泡棉层的可能性，稳定改善海绵胶带的防水效果，增强海绵胶带的粘结效果。
10.优选的，所述泡棉材料还包括热膨胀微胶囊，所述热膨胀微胶囊为经改性剂改性的改性热膨胀微胶囊，所述改性剂包括水滑石。
11.通过采用上述技术方案，在泡棉材料中添加热膨胀微胶囊，一方面，可作为辅助发泡剂，在升温发泡的过程中，热膨胀微胶囊外壳受热膨胀，对泡棉材料进行撑开，辅助泡孔的形成，且对泡孔进行支撑，不仅增加泡棉层中孔隙的致密程度，还可降低泡孔破裂、并孔的可能性；另一方面，在泡棉层成型后，热膨胀微胶囊可再次收缩，可始终对泡孔进行填充，对水汽进行一定的阻挡。
12.其次，采用水滑石对热膨胀微胶囊进行改性，使得热膨胀微胶囊的热膨胀受到一定的抑制，泡孔的尺寸减小，并提高泡孔的规整性，降低并泡、破泡的可能性，进一步增强了泡棉层中孔隙的致密程度，降低水汽渗入泡棉层的可能性，同时增强泡棉层的支撑强度，改善海绵胶带的防水性以及粘结性。
13.优选的，所述改性剂还包括聚甲基氢硅氧烷和硅烷偶联剂，所述水滑石、聚甲基氢硅氧烷和硅烷偶联剂的质量比为1:1-2:4-6。
14.通过采用上述技术方案，由于水滑石具有层状结构，使得改性剂中的其余组分较易负载于水滑石上，聚甲基氢硅氧烷在水滑石的表面发生杂化反应，消耗水滑石表面的氢氧根离子，并接入烷基基团，形成粗糙的表面结构，硅烷偶联剂包覆于水滑石外后，使得改性剂表面形成类似于荷叶表面的二级粗糙结构，降低了水滑石的表面能，提高热膨胀微胶囊的疏水性能，进一步对水汽进行阻隔，改善泡棉层自身的防水性能。
15.同时，水滑石始终保持其二维层状结构，使得热膨胀微胶囊可稳定与泡棉材料进行交联，稳定形成致密的泡孔结构，阻止水汽进入泡棉层。
16.优选的，所述防水剂还包括短切聚丙烯纤维和三甲氧基硅烷，所述eva乳液、纳米二氧化硅、短切聚丙烯纤维和三甲氧基硅烷的质量比为20-30:5-10:3-5:6-8。
17.通过采用上述技术方案，在防水剂中添加聚丙烯纤维，由于聚丙烯纤维可形成缠结的结构，首先对防水剂中各组分进行稳定的牵拉，并增强防水层和泡棉层之间的结合效果。三甲氧基硅烷可对纳米二氧化硅进行表面改性，增加纳米二氧化硅表面的疏水性能，同时由于三甲氧基硅烷与eva之间的结合性能较佳，一方面，可进一步增强防水剂中各组分之间的结合效果，即防水剂可稳定在泡棉层表面形成防水层，防水层不易出现裂缝，稳定起到防水的效果；另一方面，增强防水层和泡棉层之间的结合效果，协同改善海绵胶带的防水效果。
18.优选的，所述纳米二氧化硅的制备包括以下步骤：分别称量以下重量份物质：0.5-1.5份十六烷基三甲基溴化铵、1-1.5份尿素、3-6份正硅酸乙酯、4-8份正戊醇、100份和100份环己烷，取十六烷基三甲基溴化铵、尿素和水搅拌混合，制得混合液，向混合液中加入正硅酸乙酯、正戊醇和环己烷，搅拌混合，冷凝回流，离心保留沉淀物，洗涤、干燥，制得纳米二氧化硅。
19.通过采用上述技术方案，采用溶胶-凝胶法和热处理制备纳米二氧化硅，使得纳米二氧化硅的微观结构呈花状，与球状纳米二氧化硅相比，进一步增加防水剂表面的粗糙程度，提高防水层的防水效果。
20.优选的，所述纳米二氧化硅为经分散剂分散处理的纳米二氧化硅，所述分散剂包括聚醚砜、季戊四醇硬脂酸酯、季铵盐中的任一种。
21.通过采用上述技术方案，首先，采用聚醚砜对纳米二氧化硅进行改性，一方面，改善纳米二氧化硅表面的湿润性，增强纳米二氧化硅在防水剂中的分散效果；另一方面，聚醚砜可促进防水剂在泡棉层表面形成防水层，提高防水剂的成膜效果，稳定对泡棉层进行保护。其次，季戊四醇硬脂酸酯可在纳米二氧化硅表面形成包覆层，增加纳米二氧化硅的润滑性，降低纳米二氧化硅发生自团聚的可能性，改善纳米二氧化硅在防水剂中的分散效果，进而防水剂涂覆于泡棉层后，纳米二氧化硅可均匀改善泡棉层表面的粗糙程度，稳定提高泡棉层的防水效果。
22.此外，采用季铵盐对纳米二氧化硅进行改性，提高纳米二氧化硅的表面活性，即增强纳米二氧化硅的亲水性，使得纳米二氧化硅在防水剂中的分散效果较佳，使得防水剂在泡棉层表面稳定形成粗糙防水结构。
23.优选的，所述发泡剂包括发泡剂ddl、发泡剂ac和发泡剂h，所述发泡剂ddl、发泡剂ac和发泡剂h的质量比为5-15:80-90:1-5。
24.通过采用上述技术方案，采用发泡剂ddl、发泡剂ac和发泡剂h并用对泡棉材料进行发泡，发泡剂ddl在低温下，即可分解进行发泡，对泡棉材料进行预发泡，起到预扩孔的作用，升温过程中，发泡剂ac促进泡棉材料进行稳定地发泡，且由于发泡剂ac在泡棉材料中的分散效果较佳，进而形成均匀且致密的泡孔。在发泡剂h的促进下，发泡剂ac的分解速率得到提升，提高发泡效果。同时，由于发泡剂和交联剂之间的协同作用，预发泡产生的泡孔被交联的网状结构进行固定，进而后续产生的细小的气泡，一方面，大气泡可小气泡可形成一定地级配效果，提高泡棉层的弹性，另一方面，可形成较为光滑的泡棉层表面，降低水粘附泡棉层的可能性。
25.优选的，所述橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶和聚氨酯中的至少一种。
26.通过采用上述技术方案，首先采用丁基橡胶与eva相互配合，由于丁基橡胶具有较高的密度，少量添加至eva中，调整泡棉材料的整体密度，进而在交联剂诱导交联下，改善泡棉材料的交联密度，从而在发泡剂的发泡下，可形成致密且规整的闭孔结构，提高泡棉材料的防水效果。
27.其次，采用三元乙丙橡胶和eva相互配合，在熔融的状态下，形成非晶态区域互容的共混物，提高泡棉中闭孔的形成效果。
28.同时，采用聚氨酯与eva相互配合，增加eva的弹性，提高泡棉材料各组分之间的粘弹性，稳定改善泡棉层的弹性以及密封性能。
29.此外，采用丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氨酯和eva进行配合，改善eva和橡胶之间的相容性，以及泡棉材料中的交联效果，进而形成均匀且致密的泡孔结构，稳定改善泡棉层的阻水效果。
30.第二方面，本技术提供一种海绵胶带的制备方法，采用如下的技术方案：一种海绵胶带的制备方法，包括以下步骤：s1、泡棉层制备：取泡棉材料搅拌混合，塑炼、薄通，制得混炼胶，返炼出片，发泡，发泡温度为120-200℃，制得泡棉层；s2、胶带制备：将泡棉层浸渍于防水剂中，静置，得到包覆有防水层的泡棉层，即一次产物，在一次产物
的一侧涂覆粘结层并覆以离型纸层，制得泡棉胶带。
31.通过采用上述技术方案，将泡棉层浸渍于防水剂中，使得泡棉外均匀包覆有防水层，隔绝水汽进入泡棉层，提高泡棉层的防水效果，并赋予泡棉层较为粗糙的表面结构，增强泡棉层和粘结层之间的结合效果。同时，在适宜的发泡温度下，使得发泡剂的发泡效果以及分解速度适宜，形成稳定的闭孔结构，因此海绵胶带获得了较为优异的防水以及粘结效果。
32.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用发泡剂和交联剂并用体系，由于发泡剂和交联剂可促进eva和橡胶之间发生交联，提高泡棉材料之间的交联密度，限制泡孔的尺寸，有利于形成致密且均匀的闭孔结构，改善泡棉层的防水性能；同时采用纳米二氧化硅和eva乳液作为防水剂，不仅利用eva的相容性，增强防水层和泡棉层之间的结合性能，还可在泡棉材料表面形成粗糙的表面结构，因此，海绵胶带获得了较佳的防水效果以及粘结效果。
33.2、本技术中优选采用在泡棉材料中添加热膨胀微胶囊，作为预扩孔材料，进而在加热时，由于热膨胀微胶囊外壳受热膨胀，进行物理发泡，形成稳定地泡孔，由于热膨胀微胶囊始终对泡孔进行支撑，降低泡孔并泡、破泡的可能性，且采用水滑石对热膨胀微胶囊进行改性，限制热膨胀微胶囊的热膨胀效果，使泡孔材料形成致密且均匀的泡孔，因此泡棉层获得了较佳的防水效果。
34.3、本技术的方法，通过将泡棉层浸渍于防水剂中，使得泡棉外稳定包覆有防水层，隔绝水汽进入泡棉层，提高泡棉层的防水效果，并赋予泡棉层较为粗糙的表面结构，改善泡棉层和粘结层之间的结合效果。因此海绵胶带获得了较为优异的粘结效果。
具体实施方式
35.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：药品：东莞市文腾塑胶原料有限公司牌号为260的eva、eva乳液为山东多聚化学有限公司707乳液、离型纸层为上海瑞挚实业有限公司rzbg100的离型纸、粘结层为安徽中恩化工有限公司牌号为sa-227的压敏胶、交联剂为济南鸿程化工有限公司的交联剂dcp。
37.制备例改性剂制备例制备例1-4分别称量水滑石、聚甲基氢硅氧烷和硅烷偶联剂，具体质量见表1，搅拌混合，制得改性剂1-4，本技术中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
38.表1制备例1-4改性剂组成
制备例5-8取1kg热膨胀微胶囊和5kg改性剂1-4搅拌混合，制得改性热膨胀微胶囊1-4。
39.纳米二氧化硅制备例制备例9-11分别称量十六烷基三甲基溴化铵、尿素、正硅酸乙酯、正戊醇、和环己烷，具体质量见表2。取十六烷基三甲基溴化铵、尿素和水，置于磁力搅拌器下搅拌混合20min，制得混合液，向混合液中加入正硅酸乙酯、正戊醇和环己烷，搅拌混合，于120℃冷凝回流4h，离心保留沉淀物，重复离心3次，水和乙醇各洗涤3次、65℃干燥，制得纳米二氧化硅1-3。
40.表2制备例9-11纳米二氧化硅组成制备例12取5kg聚醚砜和1kg纳米二氧化硅2搅拌混合，过滤，保留固体物，干燥，制得经分散的二氧化硅1。
41.制备例13取5kg季戊四醇硬脂酸酯和1kg纳米二氧化硅2搅拌混合，过滤，保留固体物，干燥，制得经分散的二氧化硅2。
42.制备例14取5kg季铵盐和1kg纳米二氧化硅2搅拌混合，过滤，保留固体物，干燥，制得经分散
的二氧化硅3。
43.防水剂制备例制备例15-18分别称量eva乳液、纳米二氧化硅1、短切聚丙烯纤维和三甲氧基硅烷，具体质量见表3，搅拌混合，制得防水剂1-4。
44.表3制备例15-18纳米二氧化硅组成制备例19-23与制备例17的区别在于：采用纳米二氧化硅2-3，经分散的二氧化硅1-3，以代替纳米二氧化硅1，制备防水剂5-9。
45.发泡剂制备例制备例24-26分别称量发泡剂ddl、发泡剂ac和发泡剂h，搅拌混合，制得发泡剂1-3，具体质量见表4。
46.表4制备例24-26发泡剂硅组成橡胶制备例制备例27-30分别称量丁基橡胶、三元乙丙橡胶和聚氨酯，搅拌混合，制得橡胶1-4，具体质量见表5。
47.表5制备例27-30橡胶组成
实施例
48.实施例1-3一方面，本技术提供一种海绵胶带，包括顺次设置的离型纸层、粘结层、泡棉层和防水层，泡棉层包括泡棉材料，泡棉材料包括以下物质，eva、橡胶1、发泡剂1和交联剂，具体质量见表6。防水层采用防水剂1涂覆制成。
49.另一方面，本技术提供一种海绵胶带的制备方法，取泡棉材料搅拌混合，加入到混炼机中，在40-45℃下进行塑炼、薄通，制得混炼胶，返炼出片，在发泡箱中进行发泡，发泡温度为120℃，制得泡棉层；将泡棉层浸渍于防水剂1中，浸渍处理2min，取出，静置，干燥后得到包覆有防水层的泡棉层，即一次产物，在一次产物的一侧涂覆粘结层并覆以离型纸层，制得海绵胶带1-3。
50.表6实施例1-3纳米二氧化硅组成实施例4-5与实施例2的区别在于：发泡温度分别为160℃和200℃，制备海绵胶带4-5。
51.实施例6-10与实施例2的区别在于：分别向泡棉材料中加入1.5kg热膨胀微胶囊或1.5kg改性热膨胀微胶囊1-4，制得海绵胶带6-10。
52.实施例11-18与实施例2的区别在于：采用防水剂2-9，以代替实施例2中的防水剂1，制得海绵胶带11-18。
53.实施例19-21与实施例2的区别在于：采用橡胶2-4，以代替实施例2中的橡胶1，制得海绵胶带
19-21。
54.实施例22-23与实施例2的区别在于：采用发泡剂2-3，以代替实施例2中的发泡剂1，制得海绵胶带22-23。
55.对比例对比例1与实施例2的区别在于：不将泡棉层浸渍于防水剂中，制备海绵胶带24。
56.对比例2与实施例2的区别在于：不添加交联剂，制备海绵胶带25。
57.对比例3与实施例2的区别在于：仅采用纳米二氧化硅气凝胶作为防水剂，制备海绵胶带26。
58.性能检测试验（1）防水性能测试：采用行业标准ipx短时浸水试验，并采用ipx浸水试验机对海绵胶带的防水性能进行检测，防水等级分为ipx1、ipx2、ipx3、ipx4、ipx5、ipx6、ipx7。
59.（2）拉伸强度以及断裂伸长率性能检测：按《gb/t 6344—2008软质泡沫聚合材料 拉伸强度和断裂伸长率的测定》测试泡棉层的力学性能；（3）剥离强度检测：按国家标准《gb/t 2792—2014胶粘带剥离强度的试验方法》测定海绵胶带的剥离强度。
60.表7实施例1-23、对比例1-3性能检测
参考表7的性能检测对比可以发现：（1）结合实施例1-3、实施例4-5、对比例1-2进行对比可以发现：实施例1-5中制得的海绵胶带的防水效果、力学强度以及剥离强度均有所提升，这说明本技术采用发泡体系
和交联体系并用，一方面，形成稳定的交联体系，增强海绵胶带的力学性能；另一方面，使得发泡剂形成的泡孔的尺寸较小，形成致密且均匀的闭孔结构，协同提高海绵胶带的防水效果以及力学强度。此外，适宜的温度，使得发泡剂的发泡效果以及分解速度较为适宜，改善泡孔的尺寸以及分布效果，改善海绵胶带的防水效果。根据表7可以看出，实施例2中泡棉层中各组分比例较为合适，实施例4中的发泡温度较为适宜。
61.（2）结合实施例6、和实施例7-10和实施例2进行对比可以发现：实施例6-10中制得的海绵胶带的防水效果、力学强度以及剥离强度均有所提升，这说明本技术采用在泡棉材料中添加热膨胀微胶囊，可起到预扩孔作用，并对泡孔进行支撑，降低泡孔破裂或并泡的可能性。采用改性剂对热膨胀微胶囊进行改性，降低热膨胀微胶囊的表面能，改善热膨胀微胶囊在泡棉材料之间的分散效果，改善泡棉层中泡孔分布的均匀性，提高海绵胶带的防水性能。根据表7可以看出，实施例9中制得的海绵胶带的防水效果以及剥离强度最高，说明此时热胶囊的添加量以及改性剂中各组分较为适宜。
62.（3）结合实施例11-13、实施例14-15和对比例3进行对比可以发现：实施例11-18中制得的海绵胶带的防水效果、力学强度以及剥离强度均有所提升，这说明本技术采用纳米二氧化硅、eva乳液、聚丙烯纤维以及三甲氧基硅烷作为防水剂，改善了防水剂与泡棉层之间的相容性以及粘结性，同时通过纳米二氧化硅的花状结构，改善了泡棉层表面的粗糙，形成稳定的疏水结构，稳定增强防水层的防水效果。根据表7可以看出，实施例12、14中制得的海绵胶带的防水效果以及剥离强度最高，说明实施例12中防水剂中各组分的配比较为合适，实施例14中纳米二氧化硅之间的配比较为合适。
63.（4）结合实施例16-18进行对比可以发现：实施例16-18中制得的海绵胶带的防水效果、力学强度以及剥离强度均有所提升，这说明本技术采用分散剂对纳米二氧化硅进行分散处理，增强纳米二氧化硅在防水剂中的分散效果，改善防水层表面粗糙程度的分布效果，改善防水层的防水效果。
64.（5）结合实施例19-21和实施例2进行对比可以发现：实施例19-21中海绵胶带的防水效果以及剥离强度均有所提升，力学性能显著提升，这说明本技术采用丁基橡胶、三元乙丙橡胶以及聚氨酯相互配合，改善橡胶和eva之间的相容性以及交联效果，使得泡棉层中形成均匀且稳定的泡孔结构，改善泡棉层的防水效果。根据表7可以看出，实施例21中制得的海绵胶带的防水效果以及剥离强度最高，说明实施例21中橡胶中各组分的配比较为合适。
65.（6）结合实施例22-23和实施例2进行对比可以发现：实施例22-23中制得的海绵胶带的防水效果、力学强度以及剥离强度均有所提升，这说明本技术采用并用发泡剂，分阶段对泡棉材料进行发泡，使得发泡剂在泡棉中形成的泡孔均匀且致密，增强泡棉层的防水效果。根据表7可以看出，实施例22中制得的海绵胶带的防水效果以及剥离强度最高，说明实施例21中发泡剂中各组分的配比较为合适。
66.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。