本发明涉及一种胶带，具体涉及一种高强度胶带，属于胶带技术领域。
背景技术：
1928年在美国明尼苏达圣保罗，理查·德鲁发明了透明胶带。胶带按他的功效可分为：高温胶带、双面胶带、绝缘胶带、特种胶带、压敏胶带、模切胶带，不同的功效适合不同的行业需求。胶带表面上涂有一层粘着剂，才能令胶带粘住物品。
当前的胶带制造领域，基层材料使用普通pvc，然后将胶黏剂涂布在pvc薄膜上制成胶带，公布号cn103305149a的专利公开了一种高强度胶带，包括基材层、粘胶层和离型纸层，所述的粘胶层涂覆在基材层一侧，所述的离型纸层与粘胶层另一侧贴合，所述的基材层为高强度复合膜，由上膜、中间层和下膜组成，所述的中间层为金属丝网，所述的上、下膜均采用pvc材质。该胶带是用pvc材质，普通的pvc材质对胶黏剂的粘结性不好，容易在胶带使用的过程中造成脱胶或者胶黏剂容易粘附在物体表面，产生残留胶黏剂。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种强度高、黏结性能优异的高强度胶带。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种高强度胶带，所述高强度胶带包括基体和涂覆在基体一面的粘结层，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：100-140份，苯基硅橡胶：60-80份，聚丙烯：50-70份，明胶：10-20份，蛋白石页岩：10-20份，硼酸：10-20份，增塑剂：20-30份，辅助助剂：20-30份。
本发明以氟橡胶作为主要组成，并在此基础上加入苯基硅橡胶，能够保证制得的胶带强度高、机械性能优异，明胶的加入能填充氟橡胶和苯基硅橡胶中由于链节的引入而产生的分子孔隙，与两种橡胶相互作用，相辅相成，而蛋白石页岩能够在胶带的合成过程中促进硫化进程的彻底反应发生。
在本发明高强度胶带中，采用氟橡胶作为主要组成，氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体，氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性。氟橡胶作为橡胶的一种，本发明将其用于制备高强度胶带中，利用其优异的扯断伸长率、抗撕裂性能等优异的机械性能，能够使制得的胶带强度高、机械性能优异。
在上述一种高强度胶带中，所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为7.5-8.5％。苯基硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶中引入一定比例的的甲基苯基硅氧烷链节或二苯基硅氧烷链节而成，本发明采用低苯基硅橡胶，苯基硅橡胶由于苯基的存在，位阻效应明显，使阻尼因子高于一般硅橡胶，低苯基硅橡胶具有卓越的低温性能，主要原因为，侧基的苯基破坏了链的规整性，妨碍了在低温下分子链规则排列而结晶。但当苯基含量继续增大时，由于空间位阻和分子链刚性增加，影响了链的柔曲性，低温性能变坏因此本发明对其中的苯基含量进行限定，与氟橡胶一样，其具有优异的拉伸轻度、撕裂强度和伸长率，本发明将其应用于胶带中，能够使制得胶带具有高强度和优异的机械性能。
在上述一种高强度胶带中，所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为90-92m2/g和0.20-0.30cm3/g。蛋白石页岩是一种sio2含量超过80％的天然矿物，具有微米级粒径、纳米级孔，其储量丰富、比重小、结构疏松多孔、比表面积大、吸附性强，具有较好的离子交换能力和亲硫性，并且蛋白石页岩孔隙度高、吸水性强，吸附性好，可吸附有害物质或元素，因此本发明在胶带的组成中加入蛋白石页岩，能够在胶带的合成过程中促进硫化进程的彻底反应发生，并且蛋白石页岩应用于电池领域较为常见，本发明将其应用于胶带领域，能够充分利用其具有的载硫性，从而使胶带的合成反应彻底进行。从另一方面，本发明中加入蛋白石页岩，能够促使氟橡胶基体在断裂过程中发生剪切屈服，吸收大量塑性形变能，促进高强度胶带从脆性到韧性的转变，因此，蛋白石页岩还能起到增韧作用。本发明对加入的蛋白石页岩的比表面积和孔容限制在上述范围内，能够最大限度的发挥蛋白石页岩的作用。
在上述一种高强度胶带中，所述明胶从巴沙鱼皮中提取得到。巴沙鱼皮中含有高含量的胶原蛋白，本发明将胶原蛋白与氟橡胶和苯基硅橡胶联合使用，能够组成一种多相固体材料，并且能填充氟橡胶和苯基硅橡胶中由于链节的引入而产生的分子孔隙，与两种橡胶相互作用，相辅相成。再者，微量的胶原蛋白能够以凝胶的形式组成胶带的粘着层，从而使胶带的基体与粘结层间的作用力进一步增强，使得制得的胶带成品本身的强度提高。而由于胶原蛋白本身为生物高分子，并且胶原蛋白分子离体较久容易使分子本身的理化性质有所改变，因此本发明对巴沙鱼皮进行提胶工艺后即时使用，保证胶原蛋白分子的敏感性。
在上述一种高强度胶带中，所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为(1-1.4)：1。增塑剂是一种加人到材料(通常是塑料、树脂或弹性体)中以改进它们的加工性、可塑性、柔韧性、拉伸性的物质，通过降低材料的玻璃化转变温度来提高材料加工的灵活性，本发明采用上述两种溶剂制得增塑剂，增塑剂必须与高分子材料具有良好的相溶性才能避免从高分子网络中渗出，并赋予材料良好的力学性能，而相近的溶度参数是良好相溶性的重要条件。本发明采用上述两种增塑剂，其中壬酸异癸酯和聚苯酐的溶度参数是其分子结构决定的，不仅能够降低降低粘结剂体系的黏度、提高固相含量的作用外，还有助于提高浇注胶带的力学性能，使胶带能适应复杂的应力环境。
本发明的另一个目的在于提供一种上述高强度胶带的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，80-90℃恒温烘箱中固化2-3min，并用离型膜覆合，于40-50℃恒温烘箱中烘烤2-3天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
在上述一种高强度胶带的制备方法中，所述酸处理的时间为1-1.5h，酸处理采用质量分数为1-1.5％的硫酸，料液比为1：(12-15)。在一定的处理时间内进行酸处理，能够使胶原蛋白分子内和分子间的离子支链和氢键交联被打开，从而充水膨胀，胶原纤维束膨胀后，结晶度下降，胶原稳定性下降，这样，热水在一定提胶时，水分子更易进入胶原分子链间的空隙，使维持胶原分子三螺旋结构的一些次级键断裂，更有利于促进热力作用断裂氢键，从而增加明胶得率。但酸处理时间超过1.5h后，酸对于胶原降解的贡献已经不明显，因此得率不再有明显变化。随着酸质量分数增加，胶原由大分子被降解成小分子明胶，使其在热水中更易被提取，进而使明胶得率显著提高.当酸质量分数大于1.5％时，随着酸质量分数进一步增大，胶原可被降解为分子量分布更小的明胶，但是，在热水中的提取率并未增加，即进一步增加酸质量分数可能使产品分子量分步进一步降低，但对得率影响不显著.此外酸质量分数过高对环境影响较大，因此，硫酸最佳质量分数为1-1.5％。而料液比过低，体系内有效水分浓度低，从而影响了水分子的运动，因此不利于胶原的降解；料液比过高，体系中水分过多，也不利于明胶的降解。
在上述一种高强度胶带的制备方法中，所述搅拌脱泡的转速为1500-1600r/min，脱泡时间为10-15min。搅拌脱泡时间太短，不利于泡沫的完全去除，则生成的胶带孔隙较多，其机械性能有所下降；脱泡时间太长，则能源消耗也会随之增加，但对于已经反应完全的胶带也没有意义。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明以氟橡胶作为主要组成，并在此基础上加入苯基硅橡胶，能够保证制得的胶带强度高、机械性能优异；
2、明胶的加入能填充氟橡胶和苯基硅橡胶中由于链节的引入而产生的分子孔隙，与两种橡胶相互作用，相辅相成；
3、蛋白石页岩能够在胶带的合成过程中促进硫化进程的彻底反应发生。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；所述酸处理的时间为1h，酸处理采用质量分数为1％的硫酸，料液比为1：12；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；其中，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：100份，苯基硅橡胶：60份，聚丙烯：50份，明胶：10份，蛋白石页岩：10份，硼酸：10份，增塑剂：20份，辅助助剂：20份；所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为90m2/g和0.20cm3/g；所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为7.5％；所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为1：1；所述搅拌脱泡的转速为1500r/min，脱泡时间为10min；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，80℃恒温烘箱中固化2min，并用离型膜覆合，于40℃恒温烘箱中烘烤2天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
实施例2
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；所述酸处理的时间为1.1h，酸处理采用质量分数为1.1％的硫酸，料液比为1：12.5；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；其中，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：105份，苯基硅橡胶：65份，聚丙烯：55份，明胶：12份，蛋白石页岩：12份，硼酸：12份，增塑剂：22份，辅助助剂：22份；所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为90.5m2/g和0.22cm3/g；所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为7.7％；所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为1.1：1；所述搅拌脱泡的转速为1520r/min，脱泡时间为11min；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，82℃恒温烘箱中固化2.2min，并用离型膜覆合，于42℃恒温烘箱中烘烤2.2天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
实施例3
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；所述酸处理的时间为1.25h，酸处理采用质量分数为1.25％的硫酸，料液比为1：13.5；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；其中，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：120份，苯基硅橡胶：70份，聚丙烯：60份，明胶：15份，蛋白石页岩：15份，硼酸：15份，增塑剂：25份，辅助助剂：25份；所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为91m2/g和0.25cm3/g；所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为8％；所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为1.2：1；所述搅拌脱泡的转速为1550r/min，脱泡时间为12.5min；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，85℃恒温烘箱中固化2.5min，并用离型膜覆合，于45℃恒温烘箱中烘烤2.5天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
实施例4
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；所述酸处理的时间为1.4h，酸处理采用质量分数为1.4％的硫酸，料液比为1：13.5；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；其中，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：130份，苯基硅橡胶：75份，聚丙烯：65份，明胶：17份，蛋白石页岩：18份，硼酸：17份，增塑剂：27份，辅助助剂：28份；所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为91.5m2/g和0.28cm3/g；所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为8.3％；所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为1.3：1；所述搅拌脱泡的转速为1580r/min，脱泡时间为14min；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，88℃恒温烘箱中固化2.8min，并用离型膜覆合，于48℃恒温烘箱中烘烤2.8天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
实施例5
提胶：将巴沙鱼皮清洗沥干后进行酸处理后提胶并离心得明胶；所述酸处理的时间为1.5h，酸处理采用质量分数为1.5％的硫酸，料液比为1：15；
制胶：称取胶带基体的材料组成，加入明胶搅拌脱泡后得胶料；其中，所述高强度胶带基体包括如下重量份数的组分：氟橡胶：140份，苯基硅橡胶：80份，聚丙烯：70份，明胶：20份，蛋白石页岩：20份，硼酸：20份，增塑剂：30份，辅助助剂：30份；所述蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为92m2/g和0.30cm3/g；所述苯基硅橡胶为低苯基硅橡胶，所述低苯基硅橡胶中苯基的含量为8.5％；所述增塑剂为壬酸异癸酯和聚苯酐二甘醇酯的混合物，且两者的质量比为1.4：1；所述搅拌脱泡的转速为1600r/min，脱泡时间为15min；
成型：将胶料涂覆于纳米薄膜上，90℃恒温烘箱中固化3min，并用离型膜覆合，于50℃恒温烘箱中烘烤3天得高强度胶带基体半成品再将胶粘剂固定于基材层表面得高强度胶带成品。
实施例6
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中的苯基硅橡胶为高苯基硅橡胶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例7
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中低苯基硅橡胶中苯基的含量为7％，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例8
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中低苯基硅橡胶中苯基的含量为9％，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例9
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为89m2/g和0.18cm3/g，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例10
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中蛋白石页岩的比表面积和孔容分别为93m2/g和0.32cm3/g，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例11
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带中的增塑剂为普通市售增塑剂，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例12
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带在制备过程中的酸处理的时间为0.8h，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例13
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带在制备过程中的酸处理的时间为1.7h，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例14
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带在制备过程中酸处理的料液比为1：11，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例15
与实施例3的区别仅在于，该实施例高强度胶带在制备过程中酸处理的料液比为1：16，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例1
与实施例3的区别仅在于，该对比例高强度胶带为普通市售高强度胶带，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例3的区别仅在于，该对比例高强度胶带的组成中不含有苯基硅橡胶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，该对比例高强度胶带的组成中不含有明胶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，该对比例高强度胶带的组成中不含有蛋白石页岩，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
将上述实施例1-15及对比例1-4得到的高强度胶带进行性能检测，检测结果如表1所示：
表1：实施例1-15及对比例1-4中高强度胶带的性能检测结果
从上述结果可以看出，本发明以氟橡胶作为主要组成，并在此基础上加入苯基硅橡胶，能够保证制得的胶带强度高、机械性能优异，明胶的加入能填充氟橡胶和苯基硅橡胶中由于链节的引入而产生的分子孔隙，与两种橡胶相互作用，相辅相成，而蛋白石页岩能够在胶带的合成过程中促进硫化进程的彻底反应发生。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。