胶黏剂及其制备方法、压敏胶带及其制备方法与流程

文档序号:19893012发布日期:2020-02-11 12:55阅读:239来源:国知局

本发明涉及压敏胶带技术领域,特别是涉及一种胶黏剂及其制备方法、压敏胶带及其制备方法。



背景技术:

溶剂型丙烯酸酯压敏胶主要是由丙烯酸酯类物质和其他带有乙烯基单体物质聚合而成,是一种同时具有液体和固体特性的粘弹性材料,其不仅具有液体的流动性和润湿性,而且具有固体的内聚强度,在日常生活和商业产品中应用广泛,例如汽车、电子、包装、医疗和运输等领域。

然而随着压敏胶行业的发展,应用范围不断的扩大,压敏胶也面临着各种各样的挑战,例如耐高温性能差、耐电解液性能差、耐酸碱性能差等等。特别是单纯的溶剂型丙烯酸树脂压敏胶的结构特性决定了其耐热性不好、高温下变软、贴合产品后会留下残胶。因此对于耐高温丙烯酸酯压敏胶的研究就具有较大的应用价值和市场价值。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的压敏胶的耐热性能不好、贴合产品后会留下残胶的问题,提供一种耐热性能好、贴合产品后不会留下残胶的新型胶黏剂。

一种胶黏剂,包括如下质量份的各原料组分:

其中,所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少两种,所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺中的至少两种,且所述功能单体中需含有丙烯酸羟乙酯。

在其中一个实施例中,所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺构成的混合功能单体,丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为(50-70):(20-25):(10-25)。

在其中一个实施例中,所述引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述溶剂为乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。

本发明还提供一种胶黏剂的制备方法,包括如下步骤:

按照相应的质量份称取各原料组分;

将丙烯酸丁酯、硬单体、功能单体与一部分溶剂混合得到混合物;

向所述混合物中分阶段加入引发剂、混合,其中,向所述混合物中分阶段加入引发剂包括如下三个阶段:第一阶段为:在保护气体氛围下,向所述混合物中加入一部分引发剂,在66℃-67℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h;第二阶段为:向所述混合物中继续加入另一部分引发剂,在73℃-75℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h;第三阶段为:向所述混合物中加入剩余的引发剂,在78℃-80℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h;以及

冷却、加入剩余溶剂,即得胶黏剂。

在其中一个实施例中,在所述第一阶段中,加入的引发剂占丙烯酸丁酯、硬单体和功能单体三者总质量百分含量0.05%-0.1%,在所述第二阶段中,加入的引发剂占丙烯酸丁酯、硬单体和功能单体三者总质量百分含量0.15%-0.25%。

本发明还提供一种压敏胶带,其包括:

基材层;

设于所述基材层一侧表面的胶黏层,所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂;以及

离型膜层,设于远离基材层的所述胶黏层的一侧表面。

在其中一个实施例中,所述胶黏层的原料还包括固化剂,所述固化剂为异氰酸酯类固化剂。

在其中一个实施例中,所述胶黏层的厚度为10μm-50μm。

本发明还提供一种压敏胶带的制备方法,其包括如下步骤:

在基材层上形成胶黏层,所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂;

在所述胶黏层上形成离型膜层,熟化处理。

在其中一个实施例中,在基材层上形成胶黏层的步骤中,是将本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂涂布于基材层上,烘烤形成胶黏层;在所述胶黏层上形成离型膜层的步骤中,是在所述胶黏层上贴附离型膜层。

在其中一个实施例中,所述熟化处理的条件为50℃-60℃下熟化70h-74h。

经实验验证,上述胶黏剂具有优异的耐热性能,贴合产品后不会留下残胶。申请人发现,传统的溶剂型丙烯酸酯胶黏剂无法耐高温主要是因为它在高温下的储能模量较低而损耗模量又较高,胶水无法保持原本的形状,胶层之间发生脱离,在被贴物上留下残胶。而本发明的胶黏剂是将硬单体、功能单体与软单体丙烯酸丁酯等原料组分合理组配,引入了羟基、羧基和酰胺等活性官能团能够使胶黏剂中各组分形成良好的物理交联,提高了上述胶黏剂在高温下的储能模量,且降低了损耗模量,显著提升了胶黏剂的耐热性能,贴合产品后不会留下残胶。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中提供了一种胶黏剂,其包括如下质量份的各原料组分:

其中,所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少两种,所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺中的至少两种,且所述功能单体中需含有丙烯酸羟乙酯。

进一步地,本发明一实施例中提供了一种胶黏剂,其包括如下质量份的各原料组分:

其中,所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少两种,所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺中的至少两种,且所述功能单体中需含有丙烯酸羟乙酯。

在其中一个实施例中,所述功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺构成的混合功能单体,当功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺三者构成的混合功能单体时,其构成的胶黏剂在高温下的储能模量更高,损耗模量更低,更利于提升胶黏剂的耐热性能,贴合产品后不会留下残胶。更进一步地,丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺三者的质量比为(40-60):(20-30):(20-30)。

在其中一个实施例中,所述引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种,上述引发剂的引发温度低,在60℃就可分解引发反应。

在其中一个实施例中,所述溶剂为乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。

经实验验证,上述胶黏剂具有优异的耐热性能,贴合产品后不会留下残胶。申请人发现,传统的溶剂型丙烯酸酯胶黏剂无法耐高温主要是因为它在高温下的储能模量较低而损耗模量又较高,胶水无法保持原本的形状,胶层之间发生脱离,在被贴物上留下残胶。而本发明的胶黏剂是将硬单体、功能单体与软单体丙烯酸丁酯等原料组分合理组配,引入了羟基、羧基和酰胺等活性官能团能够使胶黏剂中各组分形成良好的物理交联,提高了上述胶黏剂在高温下的储能模量,且降低了损耗模量,显著提升了胶黏剂的耐热性能,高温下不易变软、贴合产品后不会留下残胶。

本发明还提供一种胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

s1、按照相应的质量份称取各原料组分。

其中,各原料组分配比如下:

所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少两种,所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酰胺中的至少两种,且所述功能单体中需含有丙烯酸羟乙酯。

s2、将丙烯酸丁酯、硬单体、功能单体与其中一部分溶剂混合得到混合物。

将丙烯酸丁酯、硬单体、功能单体与其中一部分溶剂混合至均匀,进一步地,采用搅拌的方式将丙烯酸丁酯、硬单体、功能单体与其中一部分溶剂混合至均匀。进一步地,此部分溶剂的加入量为30-40份。

s3、向所述混合物中分阶段加入引发剂、混合,其中,向所述混合物中分阶段加入引发剂包括如下三个阶段:第一阶段为:在保护气体氛围下,向所述混合物中加入一部分引发剂,在66℃-67℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h;第二阶段为:向所述混合物中继续加入另一部分引发剂,在73℃-75℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h;第三阶段为:向所述混合物中加入剩余的引发剂,在78℃-80℃的温度下进行反应,反应时间为2h-3h。

进一步地,保护气体为氮气,当然可以理解,保护气体也可以为惰性气体。更进一步地,是持续通氮气20min后,在向所述混合物中加入引发剂。

在所述第一阶段中,加入的引发剂占丙烯酸丁酯、硬单体和功能单体三者总质量百分含量的0.15%-0.1%,在所述第二阶段中,加入的引发剂占丙烯酸丁酯、硬单体和功能单体三者总质量百分含量的0.15%-0.25%。

s4、冷却、加入剩余质量份的溶剂,即得胶黏剂。

上述胶黏剂的制备方法简单,采用阶段式加入引发剂的方法利于胶黏剂中的各原料组分充分反应,进而得到耐热性能好、贴合产品后不留下残胶的胶黏剂。

本发明还提供一种压敏胶带,其包括:基材层、设于所述基材层一侧表面的胶黏层和设于远离基材层的所述胶黏层的一侧表面的离型膜层。

其中,基材层为压敏胶带的主体结构,进一步地,所述基材层的材料选自双向拉伸聚丙烯薄膜(bopp)、聚酰亚胺(pi)和聚对苯二甲酸丁二酯(pet)中的至少一种。当然可以理解,所述基材层的材料包括但不限于上述材料。

其中,所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂。

申请人发现,传统的压敏胶带通常使用聚酰亚胺为基材,有机硅为胶膜。虽然一定程度上可以提高压敏胶带的耐温性,但是往往容易将硅转移至电子电路板的表面,对电子电路板造成不利影响。

而本申请中的压敏胶带胶黏层选用溶剂型丙烯酸酯胶黏剂作为原料,不仅原料价格低廉,同时具有粘结强度、耐紫外、耐候等方面的性能,而且更为重要的是,其耐热性好、与合适的固化剂合理搭配,贴合产品后不会留有残胶。

在其中一个实施例中,所述胶黏层的原料还包括固化剂,所述固化剂为异氰酸酯类固化剂。进一步地,所述固化剂选用l-75型固化剂。采用此种固化剂相比于环氧类固化剂(例如:ga-514固化剂)而言,异氰酸酯类固化剂与本发明的胶黏剂搭配更加合理,不会出现脱基,且无残胶。而环氧类固化剂与本发明的胶黏剂进行搭配使用,制备得到压敏胶带会出现脱基,胶黏力下降的问题。

在其中一个实施例中,所述胶黏剂与固化剂的按照(100:0.3)-(100:1.5)的质量比混合。

在其中一个实施例中,所述胶黏层的厚度为10μm-50μm。此厚度范围合理,既可以很好将基材和离型膜层粘结牢靠,又不会因胶黏层厚度太厚,影响压敏胶带的使用性能。

上述压敏胶带结构简单,在使用过程中,不易出现脱基和胶黏力下降,具有良好的耐高温性且剥离时无残胶残留的优点。

本发明还提供一种压敏胶带的制备方法,其包括如下步骤:

在基材层上形成胶黏层,所述胶黏层的原料包括本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂;

在所述胶黏层上形成离型膜层,熟化处理。

本发明还提供一种压敏胶带的制备方法,其包括如下步骤:

将本发明任一项所述的胶黏剂或本发明任一项所述的胶黏剂的制备方法制备得到的胶黏剂涂布于基材层上,烘烤形成胶黏层;在所述胶黏层上贴附离型膜层,熟化处理。

在其中一个实施例中,烘烤条件是在100℃-120℃下烘烤1min-3min。

在其中一个实施例中,熟化处理的条件是50℃-60℃熟化70h-74h。

上述压敏胶带的制备方法简单,原料成本低,制得的压敏胶带不易出现脱基和胶黏力下降的问题,具有良好的耐高温性且剥离时无残胶残留的优点。

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯229g,丙烯酸羟乙酯15g,丙烯酸甲酯35g,甲基丙烯酸缩水甘油酯15g,丙烯酸3g,丙烯酰胺3g,甲苯80g,乙酸乙酯320g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

实施例2

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯217,丙烯酸羟乙酯21g,丙烯酸甲酯35g,甲基丙烯酸缩水甘油酯20g,丙烯酸3.5g,丙烯酰胺3.5g,甲苯100g,乙酸乙酯乙酸乙酯300g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.2g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.4g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

实施例3

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯196g,丙烯酸羟乙酯20g,丙烯酸甲酯35g,甲基丙烯酸甲酯42g,丙烯酸3.5g,丙烯酰胺3.5g,甲苯80g,乙酸乙酯320g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

实施例4

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯233g,丙烯酸羟乙酯15g,丙烯酸甲酯30g,甲基丙烯酸甲酯15g,丙烯酸4g,丙烯酰胺3g,甲苯120g,乙酸乙酯280g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

对比例1

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯244g,丙烯酸羟乙酯15g,丙烯酸甲酯35g,丙烯酸6g,甲苯80g,乙酸乙酯320g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

对比例2

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯237g,丙烯酸羟乙酯21g,丙烯酸甲酯35g,丙烯酸3.5g,丙烯酰胺3.5g,乙酸乙酯400g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.2g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

对比例3

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯218g,丙烯酸羟乙酯30g,丙烯酸甲酯35g,甲基丙烯酸缩水甘油酯20g,甲苯80g,乙酸乙酯320g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

对比例4

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯241.5g,丙烯酸羟乙酯20g,丙烯酸甲酯35g,丙烯酸3.5g,甲苯50g,乙酸乙酯350g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;继续投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

对比例5

一种耐高温丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,其包括如下步骤:

向反应器中投入丙烯酸丁酯237g,丙烯酸羟乙酯8g,丙烯酸甲酯35g,甲基丙烯酸缩水甘油酯15g,丙烯酸2g,丙烯酰胺3g,乙酸乙酯400g。搅拌条件下通氮气排除反应器内空气,投入偶氮二异丁腈0.3g,66-67℃,保持温度反应2小时;继续投入偶氮二异丁腈0.5g,73-75℃条件下,保持温度反应3小时;投入偶氮二异丁腈0.8g,78-80℃条件下,保持温度反应2小时;冷却并加入溶剂乙酸乙酯300g,得到耐高温丙烯酸酯胶黏剂。

实验设计:

将各实施例组、对比例组与固化剂l-75、固化剂ga-514混合,涂布在50μm的pet基材上,胶厚25μm,110℃烘烤2min后贴合50t2离型膜,55℃熟化72小时取出备用。

耐高温测试:

制样方法参照gb/t2792—1998,然后放入120℃烘箱,经过24小时后取出,待温度降至室温后将样条从不锈钢板上剥离下来,记录不锈钢板上残胶情况,实验结果见表1。

表1

由表1可知,当固化剂添加量一样的情况下,实施例各组置于120℃下24h,不锈钢板上均无残胶。而对比例组中的不锈钢板上均有部分残胶。由此也可以反映出本申请的胶黏剂具有良好的耐热性能,且高温下被粘物体表面无残胶。此外,由表1还可知,l-75型固化剂相比于ga-514型固化剂与本申请的胶黏剂搭配效果更好,l-75型固化剂与实施例1中的胶黏剂搭配后具有良好的耐热性能,且高温下被粘物体表面无残胶。而在组别2中,虽然ga-514型固化剂含量得到提升,但是仍存在脱基的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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