一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶、制备方法及阻燃导电胶带与流程

本发明涉及胶带领域，尤其涉及一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶、制备方法及阻燃导电胶带。
背景技术：
阻燃胶黏剂主要用于柔性印刷电路板、覆铜板、薄膜电容器包封，还用于彩电一体化回归变压器、高压电子元件、高压电子点火线圈、高压变压器、高压电源等器件阻燃绝缘灌封。而且煤矿井下输送带接头的粘接修复、阻燃胶合板和防火板的粘接固定、汽车内装饰用胶也要阻燃也要用阻燃胶黏剂。随着电子行业的发展，胶带在电子、电脑、家电等领域得到广泛应用，但是在很多胶带应用场合，功能性的搭配不够完善，目前，国内阻燃型有机胶黏剂品种少，应用与国外相比差距很大，而且现有的阻燃型有机胶黏剂多为无卤阻燃剂，虽然卤系阻燃剂效果良好且能在很多场合应用，但是由于卤系阻燃压敏胶的分解和燃烧会产生大量烟雾，产生有毒、腐蚀性的卤化氢气体，从而妨碍救火和人员的疏散、腐蚀仪器和设备，造成“二次灾害”，且燃烧产物(卤化物)具有很长的大气寿命，一旦进入大气就很难出去，严重地污染环境。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，该阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶不含卤族元素，初粘力、持粘力及180°剥离强度好，导电性好，而且阻燃效果佳。本发明的目的之二在于提供一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，该制备方法先制备得到聚丙烯酸酯胶体，再加入阻燃剂和导电剂得到阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，该压敏胶在具备导电功能的同时，具备阻燃、自熄的功能，保证在电路出现破坏时，起到阻燃作用，避免更大的损失。本发明的目的之三在于提供一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层，该胶带的基材层具有导电功能，胶黏剂也具有导电功能，还具有耐温性、持久粘性和稳定性。本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，其是由以下以重量份计的组分制备而成：软单体50～90份，硬单体20～40份，官能单体10～20份，交联剂5～10份，引发剂0.1～0.5份，链转移剂0.5～1.5份，导电剂30～50份，阻燃剂25～35份，聚合溶剂40～60份。进一步地，所述软单体为丙烯酸丁酯或/和丙烯酸异辛酯。进一步地，所述硬单体为丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯中的一种或任意组合；所述聚合溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯乙烯和2-丁酮的任意一种，优选2-丁酮，2-丁酮为本发明的良溶剂，聚合物链呈扩散状。进一步地，所述官能单体为丙烯酸或/和丙烯酸羟乙酯。进一步地，所述交联剂为多异氰酸酯类交联剂；所述引发剂为偶氮类引发剂；所述链转移剂为脂肪族硫醇；所述阻燃组分为含磷阻燃剂。进一步地，所述交联剂具体为甲苯-2,4-二异氰酸酯；所述引发剂具体为偶氮二异丁腈；所述链转移剂具体为十二烷基硫醇；所述阻燃剂具体为聚磷酸铵阻燃浆料。进一步地，聚磷酸铵阻燃浆料的制备方法如下：在分散缸中加入乙酸乙酯8份和颜料分散剂9630.3份，搅拌1h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀；然后向分散缸中缓慢加入聚丙酸铵20份和油性抗沉剂1180.3份，继续搅拌2h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀，得到粗浆料；最后取出分散缸中的粗浆料，导入研磨机中，研磨6h，出料得到聚磷酸铵阻燃浆料。进一步地，所述导电剂的制备方法如下：加入浓硫酸3～5份和双氧水20～30份(浓硫酸与双氧水体积比为0.08:1)，配成第一混合溶液，搅拌至均匀；再在第一混合溶液中加入天然可膨胀石墨30～50份，在室温下搅拌反应8h；反应完毕，倒出反应产物，用蒸馏水洗涤至ph＝7，然后在真空干燥箱中干燥1h；再将干燥后的天然可膨胀石墨置于900℃的马弗炉中高温处理20s，得到膨胀石墨；接着将500ml无水酒精与水按体积比为65:35配成第二混合溶液，将1g膨胀石墨放入第二混合溶液中，在室温下搅拌24h，再在200w、45hz的超声波下处理10h，最后用蒸馏水洗涤，并在真空干燥箱中干燥1h，即得导电剂。本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括，聚丙烯酸酯胶体制备步骤：按配比加入软单体、硬单体、官能单体和1/2的聚合溶剂，搅拌并缓慢升温至80℃；然后加入1/2的引发剂，反应1h；再加入剩余1/2的引发剂、链转移剂和交联剂，反应2h；降温冷却至室温，过滤出料，得到聚丙烯酸酯胶体，备用；压敏胶制备步骤：将剩余1/2的聚合溶剂加入聚丙烯酸酯胶体，搅拌30min，至完全溶解；再加入阻燃剂，搅拌30min，至搅拌均匀；然后加入导电剂，搅拌1h；最后在200w、45hz的超声波中分散2h，得到阻燃导电压敏胶。本发明的目的之三采用如下技术方案实现：一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层；所述胶黏剂层为上述的阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶；所述胶黏剂层涂覆在基材层的两侧，所述离型层设置在胶黏剂层的一侧。相比现有技术，本发明的有益效果在于：(1)本发明的阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，该阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶不含卤族元素，初粘力、持粘力及180°剥离强度好，导电性好，而且阻燃效果佳；(2)本发明的阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，该制备方法先制备得到聚丙烯酸酯胶体，再加入阻燃剂和导电剂得到阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，该压敏胶在具备导电功能的同时，具备阻燃、自熄的功能，保证在电路出现破坏时，起到阻燃作用，避免更大的损失；(3)本发明的阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层，该胶带的基材层具有导电功能，胶黏剂也具有导电功能，还具有耐温性、持久粘性和稳定性。附图说明图1为本发明的膨胀石墨的sem图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，其是由以下以重量份计的组分制备而成：软单体50～90份，硬单体20～40份，官能单体10～20份，交联剂5～10份，引发剂0.1～0.5份，链转移剂0.5～1.5份，导电剂30～50份，阻燃剂25～35份，聚合溶剂40～60份。作为进一步地实施方式，软单体为丙烯酸丁酯或/和丙烯酸异辛酯。作为进一步地实施方式，硬单体为丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯中的一种或任意组合；所述聚合溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯乙烯和2-丁酮的任意一种，优选2-丁酮，2-丁酮为本发明的良溶剂，聚合物链呈扩散状。作为进一步地实施方式，官能单体为丙烯酸或/和丙烯酸羟乙酯。作为进一步地实施方式，交联剂为多异氰酸酯类交联剂；引发剂为偶氮类引发剂；链转移剂为脂肪族硫醇；阻燃组分为含磷阻燃剂。作为进一步地实施方式，交联剂具体为甲苯-2,4-二异氰酸酯；引发剂具体为偶氮二异丁腈；链转移剂具体为十二烷基硫醇；阻燃剂具体为聚磷酸铵阻燃浆料。作为进一步地实施方式，聚磷酸铵阻燃浆料的制备方法如下：在分散缸中加入乙酸乙酯8份和颜料分散剂9630.3份，搅拌1h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀；然后向分散缸中缓慢加入聚丙酸铵20份和油性抗沉剂1180.3份，继续搅拌2h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀，得到粗浆料；最后取出分散缸中的粗浆料，导入研磨机中，研磨6h，出料得到聚磷酸铵阻燃浆料。阻燃剂为含磷阻燃剂，磷系阻燃剂被加入到高分子压敏胶中，受热时将分解生成聚偏磷酸。聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，在燃烧表面形成隔离层；另外，由于聚偏磷酸脱水作用促进碳化，使表面形成碳化膜，从而起到阻燃作用。作为进一步地实施方式，导电剂的制备方法如下：加入浓硫酸3～5份和双氧水20～30份(浓硫酸与双氧水体积比为0.08:1)，配成第一混合溶液，搅拌至均匀；再在第一混合溶液中加入天然可膨胀石墨30～50份，在室温下搅拌反应8h；反应完毕，倒出反应产物，用蒸馏水洗涤至ph＝7，然后在真空干燥箱中干燥1h；再将干燥后的天然可膨胀石墨置于900℃的马弗炉中高温处理20s，得到膨胀石墨；接着将500ml无水酒精与水按体积比为65:35配成第二混合溶液，将1g膨胀石墨放入第二混合溶液中，在室温下搅拌24h，再在200w、45hz的超声波下处理10h，最后用蒸馏水洗涤，并在真空干燥箱中干燥1h，即得导电剂。导电剂为纳米石墨，纳米石墨是具有层状结构的六方晶体，在晶体中碳原子按sp2杂化轨道成键，剩余的一个2p电子组成大π键，天然可膨胀石墨由多个层状的碳原子层构成，只有最外层大π键中的电子才对石墨层片间的导电有贡献。因此，天然可膨胀石墨的碳原子层越少，厚度就越小，即表面积越大，能够参与层片间导电的电子就越多，导电性能越好。将天然可膨胀石墨处理成纳米石墨，厚度变小，比表面积就会变大，其在树脂体系中易形成导电网络，从而明显增强复合材料的导电性。参照图1，膨胀石墨由许多微小的石墨片层组成，各个片层之间呈现多孔，蓬松状，俗称石墨蠕虫。上述阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括，聚丙烯酸酯胶体制备步骤：按配比加入软单体、硬单体、官能单体和1/2的聚合溶剂，搅拌并缓慢升温至80℃；然后加入1/2的引发剂，反应1h；再加入剩余1/2的引发剂、链转移剂和交联剂，反应2h；降温冷却至室温，过滤出料，得到聚丙烯酸酯胶体，备用；压敏胶制备步骤：将剩余1/2的聚合溶剂加入聚丙烯酸酯胶体，搅拌30min，至完全溶解；再加入阻燃剂，搅拌30min，至搅拌均匀；然后加入导电剂，搅拌1h；最后在200w、45hz的超声波中分散2h，得到阻燃导电压敏胶。一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层；胶黏剂层为上述的阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶；胶黏剂层涂覆在基材层的两侧，离型层设置在胶黏剂层的一侧。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。实施例1：一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层；胶黏剂层涂覆在基材层的两侧，离型层设置在胶黏剂层的一侧。其中，胶黏剂层为阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，其是由以下以重量份计的组分制备而成：丙烯酸丁酯50份、丙烯酸甲酯20份、2-丁酮40份、丙烯酸羟乙酯10份、偶氮二异丁腈0.1份、甲苯-2,4-二异氰酸酯5份、十二烷基硫醇0.5份、天然可膨胀石墨30份、乙酸乙酯8份、双氧水25份、浓硫酸4份、过硫酸铵8份、盐酸3份、油性抗沉剂1180.3份、颜料分散剂9630.3份。其中，聚磷酸铵阻燃浆料的制备方法如下：在分散缸中加入乙酸乙酯8份和颜料分散剂9630.3份，搅拌1h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀；然后向分散缸中缓慢加入聚丙酸铵20份和油性抗沉剂1180.3份，继续搅拌2h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀，得到粗浆料；最后取出分散缸中的粗浆料，导入研磨机中，研磨6h，出料得到聚磷酸铵阻燃浆料。其中，导电剂的制备方法如下：加入浓硫酸4份和双氧水25份(浓硫酸与双氧水体积比为0.08:1)，配成第一混合溶液，搅拌至均匀；再在第一混合溶液中加入天然可膨胀石墨30份，在室温下搅拌反应8h；反应完毕，倒出反应产物，用蒸馏水洗涤至ph＝7，然后在真空干燥箱中干燥1h；再将干燥后的天然可膨胀石墨置于900℃的马弗炉中高温处理20s，得到膨胀石墨；接着将500ml无水酒精与水按体积比为65:35配成第二混合溶液，将1g膨胀石墨放入第二混合溶液中，在室温下搅拌24h，再在200w、45hz的超声波下处理10h，最后用蒸馏水洗涤，并在真空干燥箱中干燥1h，即得导电剂。阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括，聚丙烯酸酯胶体制备步骤：按配比加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟乙酯和1/2的2-丁酮，搅拌并缓慢升温至80℃；然后加入1/2的偶氮二异丁腈，反应1h；再加入剩余1/2的偶氮二异丁腈、十二烷基硫醇和甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应2h；降温冷却至室温，过滤出料，得到聚丙烯酸酯胶体，备用；压敏胶制备步骤：将剩余1/2的2-丁酮加入聚丙烯酸酯胶体，搅拌30min，至完全溶解；再加入阻燃剂，搅拌30min，至搅拌均匀；然后加入导电剂，搅拌1h；最后在200w、45hz的超声波中分散2h，得到阻燃导电压敏胶。实施例2：一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层；胶黏剂层涂覆在基材层的两侧，离型层设置在胶黏剂层的一侧。其中，胶黏剂层为阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，其是由以下以重量份计的组分制备而成：丙烯酸丁酯90份、丙烯酸甲酯40份、2-丁酮50份、偶氮二异丁腈0.5份、丙烯酸羟乙酯20份、甲苯-2,4-二异氰酸酯10份、十二烷基硫醇1.5份、天然可膨胀石墨50份、乙酸乙酯8份、双氧水25份、浓硫酸4份、过硫酸铵8份、盐酸3份、油性抗沉剂1180.3份、颜料分散剂9630.3份。其中，聚磷酸铵阻燃浆料的制备方法如下：在分散缸中加入乙酸乙酯8份和颜料分散剂9630.3份，搅拌1h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀；然后向分散缸中缓慢加入聚丙酸铵20份和油性抗沉剂1180.3份，继续搅拌2h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀，得到粗浆料；最后取出分散缸中的粗浆料，导入研磨机中，研磨6h，出料得到聚磷酸铵阻燃浆料。其中，导电剂的制备方法如下：加入浓硫酸4份和双氧水25份(浓硫酸与双氧水体积比为0.08:1)，配成第一混合溶液，搅拌至均匀；再在第一混合溶液中加入天然可膨胀石墨50份，在室温下搅拌反应8h；反应完毕，倒出反应产物，用蒸馏水洗涤至ph＝7，然后在真空干燥箱中干燥1h；再将干燥后的天然可膨胀石墨置于900℃的马弗炉中高温处理20s，得到膨胀石墨；接着将500ml无水酒精与水按体积比为65:35的配成第二混合溶液，将膨胀石墨放入第二混合溶液中，在室温下搅拌24h，再在200w、45hz的超声波下处理10h，最后用蒸馏水洗涤，并在真空干燥箱中干燥1h，即得导电剂。阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括，聚丙烯酸酯胶体制备步骤：按配比加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟乙酯和1/2的2-丁酮，搅拌并缓慢升温至80℃；然后加入1/2的偶氮二异丁腈，反应1h；再加入剩余1/2的偶氮二异丁腈、十二烷基硫醇和甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应2h；降温冷却至室温，过滤出料，得到聚丙烯酸酯胶体，备用；压敏胶制备步骤：将剩余1/2的2-丁酮加入聚丙烯酸酯胶体，搅拌30min，至完全溶解；再加入阻燃剂，搅拌30min，至搅拌均匀；然后加入导电剂，搅拌1h；最后在200w、45hz的超声波中分散2h，得到阻燃导电压敏胶。实施例3：一种阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层；胶黏剂层涂覆在基材层的两侧，离型层设置在胶黏剂层的一侧。其中，胶黏剂层为阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶，其是由以下以重量份计的组分制备而成：丙烯酸丁酯70份、丙烯酸甲酯30份、2-丁酮60份、丙烯酸羟乙酯15份、偶氮二异丁腈0.3份、甲苯-2,4-二异氰酸酯7份、十二烷基硫醇1份、天然可膨胀石墨40份、乙酸乙酯8份、双氧水25份、浓硫酸4份、过硫酸铵8份、盐酸3份、油性抗沉剂1180.3份、颜料分散剂9630.3份。其中，聚磷酸铵阻燃浆料的制备方法如下：在分散缸中加入乙酸乙酯8份和颜料分散剂9630.3份，搅拌1h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀；然后向分散缸中缓慢加入聚丙酸铵20份和油性抗沉剂1180.3份，继续搅拌2h，搅拌速度700～900rpm，分散均匀，得到粗浆料；最后取出分散缸中的粗浆料，导入研磨机中，研磨6h，出料得到聚磷酸铵阻燃浆料。其中，导电剂的制备方法如下：加入浓硫酸4份和双氧水25份(浓硫酸与双氧水体积比为0.08:1)，配成第一混合溶液，搅拌至均匀；再在第一混合溶液中加入天然可膨胀石墨40份，在室温下搅拌反应8h；反应完毕，倒出反应产物，用蒸馏水洗涤至ph＝7，然后在真空干燥箱中干燥1h；再将干燥后的天然可膨胀石墨置于900℃的马弗炉中高温处理20s，得到膨胀石墨；接着将500ml无水酒精与水按体积比为65:35配成第二混合溶液，将1g膨胀石墨放入第二混合溶液中，在室温下搅拌24h，再在200w、45hz的超声波下处理10h，最后用蒸馏水洗涤，并在真空干燥箱中干燥1h，即得导电剂。阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括，聚丙烯酸酯胶体制备步骤：按配比加入丙烯酸丁酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟乙酯和1/2的2-丁酮，搅拌并缓慢升温至80℃；然后加入1/2的偶氮二异丁腈，反应1h；再加入剩余1/2的偶氮二异丁腈、十二烷基硫醇和甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应2h；降温冷却至室温，过滤出料，得到聚丙烯酸酯胶体，备用；压敏胶制备步骤：将剩余1/2的2-丁酮加入聚丙烯酸酯胶体，搅拌30min，至完全溶解；再加入阻燃剂，搅拌30min，至搅拌均匀；然后加入导电剂，搅拌1h；最后在200w、45hz的超声波中分散2h，得到阻燃导电压敏胶。效果评价及性能检测1、压敏胶初粘性、持粘性及180°剥离强度性能测试将实施例1-3的阻燃导电胶带分别进行性能测试，测试项目包括：初粘性(gb/t4852-2002)、持粘力(gb/t4851-1998)及180°剥离强度(gb/t2792-1998)。相对应地，以市售普通胶带作为对比例，以相同的条件进行持粘力及180°剥离强度性能测试相对应的测试结果如下表所示：表1实施例1-3的测试结果性能指标实施例1实施例2实施例3对比例180°剥离强度(n/25mm)15.0214.5316.3210.56初粘性(#)8776持粘性(hr)≧24≧24≧24≧10从表1看出，本发明的阻燃导电丙烯酸酯压敏胶带的初粘力、持粘力及180°剥离强度均优于普通胶带。2、导电性导电性可以根据如下所述的方法进行测试。将制备待测的本发明的阻燃导电丙烯酸酯压敏胶带切割为宽25mm的样片。将胶带的胶面覆盖sus316l不锈钢片(直径15.5mm，厚度0.5mm)，115℃、0.4mpa热压30min，然后将贴合好的测试板及不锈钢片置于115℃烘箱中加热10min，室温冷却30min。以数字电阻仪器测试不锈钢钢片与测试板边缘露铜区域之间的电阻值，换算成电导率，单位s/cm。表2实施例1-3和对比例的导电性测试结果试验实施例1实施例2实施例3对比例电导率(s/cm)1.15x1021.17x1021.25x102不导电从表2可以看出本发明的阻燃导电丙烯酸酯压敏胶具备优良的导电性能，可以广泛用在电子、电脑、家电等领域。3、阻燃性阻燃特性一般用氧指数表示，氧指数是指一定尺寸的材料(试片)装入试验装置中，在规定条件下，通入氧与氮的混合气体，将试片用点火器点燃，测定保持如蜡装持续燃烧所必须的最低氧浓度(以百分数表示)。按照gb/t5454-1997标准，用氧指数测定仪测定本申请实施例试样平稳燃烧所需的氧/氮混合体系中最低氧浓度。表3实施例1-3和对比例的阻燃性测试结果试验实施例1实施例2实施例3对比例氧指数(％)32303125从表3可以看出本发明的阻燃导电丙烯酸酯压敏胶具备较好的阻燃性，属于难燃材料，可以广泛用于柔性印刷电路板、覆铜板、薄膜电容器包封，还用于彩电一体化回归变压器、高压电子元件、高压电子点火线圈、高压变压器、高压电源等器件阻燃。综上，本发明的阻燃导电胶带，包括基材层、胶黏剂层和离型层，该胶带的基材层具有导电功能，该阻燃导电聚丙烯酸酯压敏胶不含卤族元素，初粘力、持粘力及180°剥离强度好，导电性好，而且阻燃效果佳，压敏胶在具备导电功能的同时，具备阻燃、自熄的功能，保证在电路出现破坏时，起到阻燃作用，避免更大的损失。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。当前第1页12