一种胶黏剂、胶膜及粘接方法与流程

1.本发明涉及胶膜技术领域，特别是涉及一种胶黏剂、胶膜及粘接方法。


背景技术：

2.压敏胶黏剂也称为不干胶，是一类在外力轻压下就能与被粘物粘合的胶黏剂，具有粘之容易、揭之不难和剥而不损的性质。压敏胶黏剂以其独特的性能和特点已成为胶黏剂中用量最大、应用范围最广的产品，其制品几乎遍布包装、汽车、电子、电器、建材和航空等领域。
3.聚丙烯酸酯类压敏胶由于配方简单，粘接范围广，耐候性、耐光性、耐油性和耐水性俱佳，不存在相分离和迁移等现象，操作方便以及价格较低等原因，成为压敏胶中发展最快的主要产品，其制品包括压敏胶黏带、压敏胶黏标签纸和压敏胶黏片等。
4.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中，在需要压敏胶胶黏剂具有较高粘接能力的场合中，现有的聚丙烯酸酯类胶黏剂不能满足要求。
5.例如，汽车内饰部件，需要经受105摄氏度的长期考验表面不脱落，并且满足耐磨、耐化学品等严格要求。制造汽车内饰件时，通常采用imd，ins，tom等工艺。装饰表面经受拉伸，弯曲后有较大的残留应力，使用现有的压敏胶贴合在超过90摄氏度考验时，装饰面很容易剥离脱落。本发明的胶膜，可以用于贴合饰面，或者直接用作饰面保护层。通过热塑变形，二次辐射固化有效地降低了应力，提高了膜强度，膜稳定性，耐温、耐磨、耐化学品性能。
6.本发明的胶膜，可以用于电子、电器、家居等各种平面、曲面屏的表面保护，平面、曲面外壳的制造。


技术实现要素：

7.为了提高聚丙烯酸酯类胶黏剂的粘接能力，本发明实施例提供一种胶黏剂、胶膜及粘接方法，能够通过丙烯酸酯聚合物、氨基甲酸酯聚合物和活性官能团树脂等组分互相协同作用，增加胶黏剂的粘接能力。
8.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
9.第一方面，本发明实施例提供一种胶黏剂，按照重量份数计，所述胶黏剂包括以下组分：
10.丙烯酸酯聚合物10-21.9份；
11.氨基甲酸酯聚合物10-21.9份；
12.活性官能团树脂0.1-10.0份；
13.带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物67.7-79.6份；
14.交联固化剂0.1-5.0份；
15.光引发剂0.1-3.6份；
16.溶剂0-12份。
17.可选的，按照重量份数计，所述胶黏剂还包括：
18.光促进剂0.1-3.6份。
19.可选的，所述光促进剂包括2官能三级胺共引发剂或反应型三级胺固化促进树脂。
20.可选的，所述活性官能团树脂包括：氢化类松香类树脂、醇酸树脂、松香醇树酯或氢化松香醇树脂中的至少一种。
21.可选的，所述带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物结构式为：
[0022][0023]
其中，2≤m≤100，1≤n≤100；
[0024]
r1为丙烯酸酯基团，或者r1以单元醇、单元胺、羟基、氨基、羧基、环氧基、酰胺基、脲基或硅氧烷封端，r2为二异氰酸酯基团，r3为二元醇，r4为带侧丙烯酸酯基团的二元醇。
[0025]
可选的，所述光引发剂包括：安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1苯基-丙酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6三甲基苯甲酰基)氧化膦、异丙基硫杂葸酮和苯甲酰甲酸酯中的至少一种。
[0026]
第二方面，本发明实施例还提供一种胶膜，所述胶膜包括如第一方面所述的胶黏剂。
[0027]
第三方面，本发明实施例还提供一种粘接方法，所述方法包括：
[0028]
取第二方面所述的胶膜；
[0029]
通过所述胶膜贴合第一被粘物和第二被粘物；
[0030]
通过预设成型工艺将互相粘接的所述第一被粘物和所述第二被粘物制成预设形状；
[0031]
通过辐射诱导使所述胶膜固化。
[0032]
可选的，所述预设成型工艺包括：模内成型工艺、热压成型工艺、真空吸塑成型工艺、模内注塑成型工艺或模外装饰成型工艺中的一种。
[0033]
可选的，所述第一被粘物和所述第二被粘物的材质为所述聚碳酸酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料、玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈和聚醚醚酮中的至少一种。
[0034]
本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种胶黏剂、胶膜及粘接方法，能够通过各组分相互协同作用增强黏胶剂的粘接性能。胶黏剂包括10-21.9份的丙烯酸酯聚合物、10-21.9份的氨基甲酸酯聚合物、0.1-10.0份的活性官能团树脂、67.7-79.6份的带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物、0.1-5.0份的交联固化剂、0.1-3.6份的光引发剂和0-12份的溶剂；其中，带丙烯酸酯基的氨基甲酸酯聚合物在分子链节上引入活性基团，可进行二次固化以进一步提高交联密度，增强胶黏剂的内聚力，增强胶膜的硬度；活性官能团树脂可以在交联固化剂的作用下与丙烯酸酯聚合物中的活性基团进行反应，将活性基团引入到丙烯酸酯聚合物链上，起到扩链交联的作用，同时具有二次固化性能，进而提高胶黏剂的粘接性，增加胶膜的强度。胶膜在脱出溶剂后以交联剂第一次固化成胶膜，根据后续流程需要，在合适的工艺段以辐射引发胶膜二次固化，获得强度高、成型后稳定、耐磨、耐化学品等优异性能的胶膜。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1是本发明的一个实施例提供的胶带的剖视示意图；
[0037]
图2是本发明的一个实施例提供的粘接方法的流程示意图。
具体实施方式
[0038]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
[0039]
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0040]
除非另有定义，本说明书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。本说明书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方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/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。
[0041]
本发明实施例提供一种胶黏剂，按照重量份数计，该胶黏剂包括以下组分：
[0042]
丙烯酸酯聚合物10-21.9份；
[0043]
氨基甲酸酯聚合物10-21.9份；
[0044]
活性官能团树脂0.1-10.0份；
[0045]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物67.7-79.6份；
[0046]
交联固化剂0.1-5.0份；
[0047]
光引发剂0.1-3.6份；
[0048]
溶剂0-12份。
[0049]
在一些实施例中，丙烯酸酯聚合物包括无酸丙烯酸酯聚合物、羧基丙烯酸酯聚合物、氨基丙烯酸酯聚合物、羟基丙烯酸酯聚合物、无酸丙烯酸聚合物、羧基丙烯酸乳液、氨基丙烯酸乳液、羟基丙烯酸乳液中的至少一种。丙烯酸酯聚合物具体可是是低聚物。
[0050]
在一些实施例中，氨基甲酸酯聚合物包括聚酯型氨甲酸酯聚合物、聚醚型氨基甲酸酯聚合物、丁二烯型氨基甲酸酯聚合物、氨酯型氨基甲酸酯聚合物、氨酯脲型氨基甲酸酯聚合物、线性结构氨基甲酸酯聚合物、含少量脲基甲酸酯等交联键的氨基甲酸酯中的至少一种。
[0051]
在一些实施例中，活性官能团树脂包括氢化类松香类树脂或者氢化松香树脂乳液、醇酸树脂或者醇酸树脂乳液、松香醇树酯或者松香醇乳液、氢化松香醇树脂或者氢化松香醇乳液中的至少一种。
[0052]
在一些实施例中，交联固化剂包括甲苯二异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、二苯基甲
烷-4，4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，4-二异氰酸酯、聚甲基聚苯异氰酸酯、苯异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲(hdi缩二脲)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(hdi三聚体)、六亚甲基二异氰酸酯-三羟甲基丙烷(hdi-tmp)、氮丙啶等中的至少一种。
[0053]
在一些实施例中，光引发剂又称光敏剂或光固化剂，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基或阳离子等，从而引发反应物聚合交联固化的化合物。光引发剂包括安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1苯基-丙酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6三甲基苯甲酰基)氧化膦、异丙基硫杂葸酮和苯甲酰甲酸酯中的至少一种。
[0054]
在一些实施例中，溶剂可以是醇、醚、酮、酯、芳香烃和氯仿中的至少一种。
[0055]
具体的，在一些实施例中，为了使本发明提供的黏胶剂具有更好的的粘接能力，带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物的结构如下：
[0056]
所述带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物的结构式为：
[0057][0058]
其中，2≤m≤100，1≤n≤100；
[0059]
r1优选为丙烯酸酯基团，或者r1以单元醇、单元胺、羟基、氨基、羧基、环氧基、酰胺基、脲基或硅氧烷封端，r2为二异氰酸酯基团，r3为二元醇，r4为带侧丙烯酸酯基团的二元醇。
[0060]
在一些实施例中，为了提高反应速率，按照重量份数计，胶黏剂还包括0.1-3.6份的光促进剂。光促进剂具体包括2官能三级胺共引发剂、反应型三级胺固化促进树脂中的一种。
[0061]
本发明实施例提供的胶黏剂能够通过各组分相互协同作用增强黏胶剂的粘接性能。其中，氨基甲酸酯聚合物可以为聚丙烯酸酯聚合物的分子链引入活性基团，提高交联密度，增强胶黏剂的内聚力；活性官能团树脂可以在交联固化剂的作用下与丙烯酸酯聚合物中的活性基团进行反应，起到扩链交联的作用，进而提高胶黏剂的粘接性能。
[0062]
本发明实施例还提供一种胶带，图1示意性出示了胶带的剖视图，如图1所示，该胶带10依次包括第一离型膜11、胶膜12和第二离型膜13；其中，胶膜12包括上述胶黏剂实施例提供的胶黏剂。在一些实施例中，胶带的制备方法如下：取上述实施例提供的胶黏剂，将胶黏剂涂布在第一离型膜11上，再通过胶黏剂使第一离型膜11和第二离型膜12贴合形成胶带。在另一些实施例中，还可以利用挤出成膜工艺制造胶膜。使用挤出成膜工艺制造时，不使用溶剂，热挤出获得所需要的胶膜。使用涂布工艺制造时，使用适量的溶剂稀释，通过涂布在离型膜上，溶剂脱出后获得所需要的胶膜
[0063]
本发明实施例还提供一种粘接方法，图2示意性出示了粘接方法的流程，如图2所述，该方法包括以下步骤：
[0064]
s21、取以上实施例提供的胶膜；
[0065]
s22、通过所述胶膜将第一被粘物和第二被粘物贴合；
[0066]
s23、通过预设成型工艺将互相粘接的所述第一被粘物和所述第二被粘物制成预
设形状；
[0067]
s24、通过辐射诱导使所述胶膜固化。
[0068]
在一些实施例中，粘接方法如下：取上述实施例提供的胶带，去除胶带一侧的第一离型膜，例如：第一离型膜或第二离型膜；再通过黏胶层的初粘力将胶带贴合在第一被粘物上，去除胶带另一侧的离型膜，通过黏胶层的初粘贴性将第二被粘物与第一被粘物贴合；通过预设的成型工艺将互相粘接的第一被粘物和第二被粘物制成预设的形状，然后在辐射诱导(如：紫外光或可见光的诱导)下使胶膜固化。预设的形状可以与第一被粘物和第二被粘物的形状相匹配，例如：预设形状可以是方形或圆形等。
[0069]
在一些实施例中，预设成型工艺具体包括：模内成型工艺、热压成型工艺、真空吸塑成型工艺、模内注塑成型工艺或模外装饰成型工艺。当预设成型工艺为热压成型工艺时，热压成型的温度具体可以是75-85℃，如：80℃。
[0070]
在一些实施例中，在步骤s22之前，还可以根据第一被粘物和第二被粘物的形状和大小对胶带进行裁切，以使裁切后的胶带的形状与第一被粘物和或第二被粘物的形状相匹配。
[0071]
在一些实施例中，所述第一被粘物和所述第二被粘物的材质为聚碳酸酯(pc)、聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚酰亚胺(pi)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(abs)、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料(pc/pmma)、玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚丙烯腈(pan)和聚醚醚酮(peek)中的至少一种。
[0072]
本发明提供了的胶黏剂、胶膜及粘接方法，能够通过压敏初粘性粘贴到两个被贴物之间，此时被贴物可以使用预设成型工艺成型，而后通过辐射诱导胶膜进行后固化，形成牢固的粘接力同时使粘接品完好地定形。该方法可以广泛应用于电子产品前后盖、饰件、医疗胶带和汽车内饰件等领域。
[0073]
下面提供本发明的若干实施例：
[0074]
实施例1
[0075]
胶带依次包括第一离型膜、胶膜和第二离型膜，其中，胶膜的厚度为20μm；
[0076]
按照重量分数计，用于制备胶膜的胶黏剂包括以下组分：
[0077]
无酸丙烯酸酯聚合物10份；
[0078]
聚醚型氨基甲酸酯聚合物12份；
[0079]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0080]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物69.9份；
[0081]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)5份；
[0082]
安息香双甲醚(光引发剂)2份；
[0083]
2官能三级胺共引发剂(光促进剂)1份；
[0084]
粘接方法如下：
[0085]
s21、取以上实施例提供的胶膜；
[0086]
s22、通过所述胶膜将第一被粘物和第二被粘物贴合；
[0087]
s23、通过热压成型工艺将互相粘接的所述第一被粘物和所述第二被粘物制成预设形状；
[0088]
s24、通过辐射诱导使所述胶膜固化。
[0089]
其中，第一被粘物和第二被粘物的材质为pc，热压成型的温度为80℃，压力为1mpa，保压时间为10秒钟；通过344mj的紫外汞灯照射使胶膜固化定形制得粘接产品。
[0090]
实施例2
[0091]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0092]
按照重量分数计，用于制备胶膜的胶黏剂包括以下组分：
[0093]
羧基丙烯酸酯聚合物9份；
[0094]
聚酯型氨基甲酸酯聚合物10份；
[0095]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0096]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物71.6份；
[0097]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)0.1份；
[0098]
安息香双甲醚(光引发剂)0.1份；
[0099]
2官能三级胺共引发剂(光促进剂)0.1份；
[0100]
实施例3
[0101]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0102]
氨基丙烯酸酯聚合物10份；
[0103]
丁二烯型氨基甲酸酯聚合物10份；
[0104]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0105]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物67.7份；
[0106]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)5份；
[0107]
安息香双甲醚(光引发剂)3.6份；
[0108]
2官能三级胺共引发剂(光促进剂)3.6份；
[0109]
实施例4
[0110]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0111]
羟基丙烯酸酯聚合物15份；
[0112]
氨酯脲型氨基甲酸酯聚合物12份；松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0113]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物69.8份；
[0114]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)0.1份；
[0115]
安息香双甲醚(光引发剂)3份；
[0116]
热压成型的温度为60℃。
[0117]
实施例5
[0118]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0119]
按照重量分数计，胶黏剂包括以下组分：
[0120]
无酸丙烯酸聚合物20份；
[0121]
线性结构氨基甲酸酯聚合物10份；
[0122]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0123]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物69.7份；
[0124]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)0.1份；
[0125]
安息香双甲醚(光引发剂)0.1份；
[0126]
热压成型的温度为60℃。
[0127]
实施例6
[0128]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0129]
按照重量分数计，胶黏剂包括以下组分：
[0130]
羧基丙烯酸乳液10份；
[0131]
聚醚型氨基甲酸酯聚合物20份；
[0132]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0133]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物69.2份；
[0134]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)0.5份；
[0135]
安息香双甲醚(光引发剂)0.2份；
[0136]
热压成型的温度为60℃。
[0137]
实施例7
[0138]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0139]
按照重量分数计，胶黏剂包括以下组分：
[0140]
氨基丙烯酸乳液15份；
[0141]
丁二烯型氨基甲酸酯聚合物10份；
[0142]
松香树脂(活性官能团树脂)0.2份；
[0143]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物70.7份；
[0144]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)1份；
[0145]
安息香双甲醚(光引发剂)0.1份；
[0146]
2官能三级胺共引发剂(光促进剂)3份；
[0147]
第一被粘物和第二被粘物的材质为pet。
[0148]
实施例8
[0149]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0150]
按照重量分数计，胶黏剂包括以下组分：
[0151]
羟基丙烯酸乳液10份；
[0152]
聚醚型氨基甲酸酯聚合物10份；
[0153]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0154]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物67.7份；
[0155]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)5份；
[0156]
安息香双甲醚(光引发剂)3.6份；
[0157]
2官能三级胺共引发剂(光促进剂)3.6份；
[0158]
第一被粘物和第二被粘物的材质为pet。
[0159]
实施例9
[0160]
本实施例与实施例1的区别在于：
[0161]
按照重量分数计，胶黏剂包括以下组分：
[0162]
无酸丙烯酸酯聚合物10份；
[0163]
线性结构氨基甲酸酯聚合物10份；
[0164]
松香树脂(活性官能团树脂)0.1份；
[0165]
带丙烯酸酯基氨基甲酸酯聚合物67.7份；
[0166]
二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯(交联固化剂)0.1份；
[0167]
安息香双甲醚(光引发剂)0.1份；
[0168]
氯仿12份；
[0169]
第一被粘物和第二被粘物的材质为pet。
[0170]
各实施例的性能测试方法如下：
[0171]
(1)初粘力测试；
[0172]
本发明实施例中的初粘力又称快粘力，是指当压敏胶胶黏剂制品和被粘物以很轻的压力接触后快速分离所表现出的抗分离能力。本发明实施例分别测试了常温下胶带中的胶膜和被粘物以很轻的压力接触2min和5min后的初粘力(单位：g/inch)。
[0173]
(2)剥离力测试；
[0174]
将各个实施例中的粘接品(即，通过胶膜相互粘接的第一被粘物和第二被粘物)分为四组，热压后分别放置10min、30min、1h和20h后，在紫外光的诱导下使胶膜固化，然后分别测试光固化后的胶膜的剥离力(单位：n)。
[0175]
(3)水煮测试。
[0176]
通过胶膜相互粘接的第一被粘物和第二被粘物，热压成型后在紫外光的诱导下使胶膜固化，然后在80℃的水中煮40min，再冷却并测试胶膜的剥离强度(单位：n)。
[0177]
各实施例中样品的初粘力测试、剥离力测试和水煮测试的结果详见表1。
[0178]
表1：各实施例的性能测试结果。
[0179][0180]
由表1中实施例1-3和实施例4-6的初粘力数据对比可以看出：相较于不含光促进剂的胶膜而言，含有光促进剂的胶膜的初粘力有明显的提高。由实施例1-3和实施例7-9的数据对比可以看出：相对比被粘物pc而言，本发明实施例提供的胶膜对被粘物pet具有较强的初粘力。
[0181]
由表1中实施例1-9的剥离力数据对比可以看出，当粘接品在热压后分别放置10min、30min和1h后，再在紫外光的诱导下使胶膜固化，固化定形后的粘接品的剥离力相对
稳定，而当粘接品在热压后分别放置20h后再进行光固化时，胶膜的粘接力大大增强，因此，强行将被粘物剥离会使被粘物破坏。同时，由水煮测试数据可以看出，通过本发明实施例提供的粘接方法制得的粘接产品耐水煮性能好，在80℃的水中煮40min并冷却后，粘接产品的剥离强度均在40n以上，且粘接产品的外观良好。
[0182]
后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。