CN102153963A - 一种热熔压敏性结构胶膜及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热熔压敏性结构胶膜，该热熔压敏性结构胶膜由环氧胶膜芯材和分别覆盖在所述环氧胶膜芯材两面的热熔压敏胶膜组成；其中所述环氧胶膜芯材以环氧树脂为主要成分，所述热熔压敏胶膜以热塑性弹性体为主要成分。本发明制得的热熔压敏性结构胶膜使用十分方便，在常温下即具有压敏性，且加热固化后产生极强的粘接作用，可直接应用于结构粘接或次结构粘接。

Description

一种热熔压敏性结构胶膜及其制备工艺

技术领域

本发明属于高分子胶粘剂技术领域，具体涉及到一种热熔压敏性结构胶及其制备方法。

背景技术

热熔压敏胶是被誉为继溶剂型和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶。它是以热塑性弹性体聚合物为主体的胶粘剂，兼有热熔和压敏双重特性，在熔融状态下涂布，冷却固化后施加轻度压力即能快速粘接，同时又能够比较容易地被剥离，不污染被粘物表面。

与传统的溶剂型和乳液型压敏胶相比，热熔压敏胶主要具有以下一些优点：不含有机溶剂，符合环保要求；涂布速度快，自动化程度高，生产成本低；储存时间长，在低于0°C以下的温度下贮存时，对产品性能没有显著的影响。

由于热熔压敏胶是固体，不会在粘接后产生质量损耗，可用于非光滑表面的粘接，因此热熔压敏胶广泛应用于尿布、书籍包装、双面胶带、包装、医疗卫生、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面。同时热熔压敏胶原材料提供充足且越来越多样化，涂胶设备改进，作业环境和安全性良好，热熔压敏胶己成为一种优先技术，具有非常广泛的应用前景。

同丙烯酸酯溶剂型和乳液型压敏胶一样，热熔压敏胶也不适合于结构粘接或次结构粘接，但其常温下的所固有的压敏性和半干涸性成膜态使其使用十分方便。

作为结构粘接或次结构粘接胶粘剂的典型代表，环氧树脂是一类带有两个或两个以上环氧基的低聚物，通过氢转移加成或阴、阳离子聚合，能够形成体型交联的热固性树脂。这种热固性环氧树脂具有优良的绝缘性能、化学稳定性、耐热性和粘接性能，并且在固化过程中无小分子析出，故其固化收缩率低、易于加工且成本低廉，可广泛应用于电工电子绝缘材料、玻璃储罐、防腐涂料、胶粘剂和航空航天等领域。由于环氧树脂中含有环氧基和羟基等极性基团，故其与金属、陶瓷、木材和塑料等材料之间的粘接强度很高，可作为高科技领域中的结构胶或民用万能胶使用。但大多数情况下环氧树脂常温下未固化前为液态，容易造成现场滴洒，不适合对操作现场整洁度有较高要求的工作场所。已有研究报道将环氧树脂制成胶膜状，大大方便了工艺操作，但其常温下不具有压敏性，需要加热加压固化后才会产生粘接作用，不方便初始粘接的定位作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有热熔压敏胶和环氧胶膜的不足，而提供一种在常温下具有压敏性，可方便粘接时初步定位；加压加热固化后又会形成结构粘接强度的热熔压敏性结构胶膜。

本发明的另一目的是提供一种上述热熔压敏性结构胶膜的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种热熔压敏性结构胶膜，该热熔压敏性结构胶膜由环氧胶膜芯材和分别覆盖在所述环氧胶膜芯材两面的热熔压敏胶膜组成；其中所述环氧胶膜芯材以环氧树脂为主要成分，所述热熔压敏胶膜以热塑性弹性体为主要成分。

该环氧胶膜芯材的厚度为0.2～0.8mm，覆盖在所述环氧胶膜芯材单面上的所述热熔压敏胶膜的厚度为0.02～0.05mm。整个热熔压敏性结构胶膜的厚度为0.24～0.9mm。

其中环氧胶膜芯材以环氧树脂为主要成分，辅以其他助剂制成。本发明的环氧胶膜芯材的一种优选方案是由以下重量份的组分混合并制成单组分胶后涂布而成：环氧树脂70～85份，固化剂3～10份，促进剂3～10，填料3～10份。

所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或双酚S型环氧树脂中的一种或几种。

所述固化剂选自二氰二胺及其衍生物、有机酸酰肼类固化剂、三氟化硼-胺络合物中的一种或几种；具体可包括：二氰二胺及其衍生物；有机酸酰肼类固化剂：琥珀酸酰肼、已二酸酰肼、间苯二酸酰肼、对-羟基安息香酸酰肼、水杨酸酰肼、苯基氨基丙烯酸酰肼；三氟化硼-胺络合物。

所述促进剂选自有机脲类衍生物、咪唑或咪唑衍生物、有机胍类化合物、苄基二甲胺中的一种或几种；具体可包括：有机脲类衍生物：N-对氯代苯基-二甲基脲；咪唑及其衍生物：2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、2-十七烷其咪唑；有机胍类化合物：四甲基胍、酰基取代胍、烷基取代胍；苄基二甲胺。

所述填料选自钛白粉、碳黑、白碳黑、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

其中热熔压敏胶膜以热塑性弹性体为主要成分，辅以其他助剂制成。本发明的热熔压敏胶膜的一种优选方案是由以下重量份的组分依次捏合而成：增塑剂10～40份，抗氧化剂0.5～2份，增粘树脂 50～70份，热塑性弹性体40～80份。

所述增塑剂选自环烷油（如KN4010）、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种。

所述抗氧化剂选自汽巴168、汽巴1010、汽巴1076中的一种或几种。

所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂（如萜烯酚醛树脂）、石油树脂、聚异丁烯中的一种或几种。

所述热塑性弹性体选自SIS 1105、SIS 1209、SIS 1106、SIS 1124、SIS 1126、SIS 4019、YH 792、YH 796热塑性弹性体中的一种或几种。

本发明的热熔压敏性结构胶膜的制备工艺，包括如下步骤：

（1）热熔环氧胶膜的制备：将环氧胶膜芯材的各组分环氧树脂、固化剂、促进剂和填料混合后制成单组分胶，然后在离型纸上涂布成环氧胶膜芯材；

该步骤具体可以为：将环氧树脂、固化剂、促进剂、填料等混合均匀后经过三辊碾磨机碾磨制成单组份胶，将制得的胶在专业的环氧胶膜热熔涂布机上经电加热辊涂布成膜并复合在离型纸上。

（2）热熔压敏胶的制备：先将热熔压敏胶膜组分中的增塑剂和抗氧化剂混合，然后依次分别加入增粘树脂和热塑性弹性体进行捏合，最后进行真空脱气泡处理。

本步骤具体可以为：先将增塑剂、抗氧化剂加入捏合机中，待物料温度升到70～90℃（优选80℃）后加入增粘树脂进行捏合（15～25分钟），然后将物料升温到140～160℃（优选150℃）并加入热塑性弹性体进行捏合（15～25分钟），再将物料升温至160～180℃（优选170℃）继续捏合（5～15分钟），最后将捏合机抽真空至-0.08MPa以下（优选-0.08MPa，相对真空度），出料并包装。

（3）热熔压敏型结构胶膜的制备：将步骤（2）制得的热熔压敏胶加热（优选170～180℃）后在离型纸上涂布成热熔压敏胶膜，再与步骤（1）得到的胶膜进行转移复合使热熔压敏胶膜转移至环氧胶膜芯材的两面，制成环氧胶膜芯材两面覆盖热熔压敏胶膜的热熔压敏性结构胶膜。

该步骤具体可以为：将制得的热熔压敏胶加热至175℃后泵送至狭缝式涂布模头涂布到耐高温的离型纸上，经复合转移到环氧胶膜的两面。

其中环氧胶膜芯材的厚度为0.2～0.8mm；覆盖在所述环氧胶膜芯材单面上的所述热熔压敏胶膜的厚度为0.02～0.05mm；整个热熔压敏性结构胶膜的厚度为0.24～0.9mm。制备方法中的各组分及含量如上述所。

本发明的有益效果：

本发明制得的热熔压敏性结构胶膜使用十分方便，在常温下即具有压敏性，且加热固化后产生极强的粘接作用，可直接应用于结构粘接或次结构粘接。该胶膜不含有机溶剂，符合环保要求；涂布速度快，自动化程度高，生产成本低；储存时间长，在低于0°C以下的温度下贮存时，对产品性能没有显著的影响。该该胶膜同时具有优良的绝缘性能、化学稳定性、耐热性和粘接性能，固化收缩率低、易于加工且成本低廉，可广泛应用于电工电子绝缘材料、玻璃储罐、防腐涂料、胶粘剂和航空航天等领域，其与金属、陶瓷、木材和塑料等材料之间的粘接强度很高，可作为高科技领域中的结构胶或民用万能胶使用。

以采用该热熔压敏性结构胶膜固定汽车挡风玻璃上后视镜为例：使用时先将胶膜模切成合适的形状。由于该胶膜两面都带有压敏胶，在常温可直接粘贴，操作简单方便。然后可以在挡风玻璃合成时的高温高压环境下热固化达到结构连接强度，无需添加设备，无溢胶现象，固化后对冷热温度的变化冲击，潮湿等外界环境因素有很强的抵御能力。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的限定，本发明可以按发明内容所述的任一方式实施。

实施例1：

热熔环氧胶膜的制备：

将85份（重量份，下同）无锡蓝星树脂厂双酚A环氧树脂、5份宁夏大荣公司的双氰胺和4份2-甲基咪唑、4份碳黑经混合均匀后经三辊碾磨机碾磨制成单组份胶，将制得的胶在环氧胶膜热熔涂布机经电加热辊加热在耐高温离型纸上涂布形成0.3mm厚的胶膜。

热熔压敏胶的制备：

先将30份增塑剂环烷油KN4010、2份抗氧化剂汽巴168加入不锈钢捏合机中进行捏合搅拌；待物料温度升到80℃后加入50份增粘树脂萜烯酚醛树脂803L，捏合20分钟；待物料温度升到150℃后加入40份热塑性弹性体SIS 1105，捏合20分钟；将物料温度升到170℃后再捏合10分钟；将捏合机抽真空至-0.08MPa后出料并包装。

热熔压敏型结构胶膜的制备：

将制得的热熔压敏胶加热至175℃后泵送至狭缝式涂布模头涂布到耐高温的离型纸上形成热熔压敏胶膜，再将其转移复合到环氧胶膜的两面。控制热熔压敏胶膜（单面）的厚度为0.02mm。热熔压敏型结构胶膜的总厚度为0.34mm。

将以上产品进行性能测试：1）按GB/T2792-2008进行热熔压敏胶的剥离力测试，剥离力为10.5N/25mm；2）按GB/T4852-2002进行热熔压敏胶的初粘力测试，测试结果为12号球；3）按GB/T4851-1998进行热熔压敏胶的持粘力测试，测试结果为超过72h。

测试结果表明本热熔压敏性结构胶膜具有较好的压敏粘接性能。

将热熔压敏性结构胶膜于120℃/2h固化，按GB7124测试其铝-铝剪切强度为18.5MPa。

实施例2：

热熔环氧胶膜的制备：

将70份无锡迪爱生厂双酚A环氧树脂、4份德固赛公司的双氰胺和3份N-对氯代苯基-二甲基脲、5份白碳黑经混合均匀后经三辊碾磨机碾磨制成单组份胶，将制定的胶在环氧胶膜热熔涂布机经电加热辊加热涂布在耐高温离型纸上形成0.4mm厚的胶膜。

热熔压敏胶的制备：

先将40份增塑剂环烷油KN4010、2份抗氧化剂汽巴1076加入不锈钢捏合机中进行捏合搅拌；待物料温度升到80℃后加入60份增粘树脂松香KF388F，捏合20分钟；待物料温度升到150℃后加入40份热塑性弹性体SIS 1209，捏合20分钟；将物料温度升到170℃后再捏合10分钟；将捏合机抽真空至-0.08MPa后出料并包装。

热熔压敏型结构胶膜的制备：

将制得的热熔压敏胶加热至175℃后泵送至狭缝式涂布模头涂布到耐高温的离型纸上，在离型纸上形成热熔压敏胶膜，再将其转移复合到环氧胶膜的两面。控制热熔压敏胶膜（单面）的厚度为0.025mm。热熔压敏型结构胶膜的总厚度为0.45mm。

将以上产品进行性能测试：1）按GB/T2792-2008进行热熔压敏胶的剥离力测试，剥离力为12.4N/25mm；2）按GB/T4852-2002进行热熔压敏胶的初粘力测试，测试结果为14号球；3）按GB/T4851-1998进行热熔压敏胶的持粘力测试，测试结果为超过72h。

测试结果表明本热熔压敏性结构胶膜具有较好的压敏粘接性能。

将热熔压敏性结构胶膜于120℃/2h固化，按GB7124测试其铝-铝剪切强度为21.2MPa。

对比例1

与实施例1组成完全相同的纯粹的热熔压敏胶膜，其厚度为0.34mm。

将以上产品进行性能测试：1）按GB/T2792-1998进行热熔压敏胶的剥离力测试，剥离力为15.0N/25mm；2）按GB/T4852-2002进行热熔压敏胶的初粘力测试，测试结果为18号球；3）按GB/T4851-1998进行热熔压敏胶的持粘力测试，测试结果为超过72h。按GB/T7124-2008测试其铝-铝剪切强度为5.5MPa。

同实施例1对比可以发现：相同厚度的纯粹的热熔压敏胶膜，尽管其剥离强度、初粘力都较热熔压敏性结构胶膜有了提高，但其剪切强度却大大地降低了，完全不能满足次结构粘接或结构粘接的要求。

对比例2

与实施例1组成完全相同的纯粹的热熔环氧胶膜，其厚度为0.34mm。

按GB/T7124-2008测试其铝-铝剪切强度为16.2MPa，该胶膜无压敏性。

同实施类1对比可以发现：相同厚度的纯粹的热熔环氧胶膜，尽管其剪切强度依然可以满足结构粘接的要求，但在常温下无压敏性，不方便使用过程中初步粘接定位的要求。

应用例1

以下以固定汽车挡风玻璃上后视镜为例简述本发明产品的利用，具体操作步骤如下：

用异丙醇或酒精清洁后视镜镜座和玻璃的粘贴面，使其无油污、灰尘和蜡等污染表面，在挡风玻璃制作进高压釜前，贴实施例1的结构胶膜。去掉胶膜一面的隔离纸粘贴到镜座上，然后剥掉另一面隔离纸粘贴到玻璃上。这时玻璃温度应在82°C以上。用大约64公斤的力对镜座施压6秒钟，使胶与玻璃的表面完全浸润，并驱除胶与玻璃的气泡，然后在140°C的温度下固化25分钟，或在其他相应条件下固化。固化后的后视镜紧密固定在汽车前挡风玻璃上，这种固定方式完全适应车内的各种要求，并且对冷热温度的变化冲击、潮湿等外界环境因素有很强的抵御能力。

Claims (10)

1.一种热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：该热熔压敏性结构胶膜由环氧胶膜芯材和分别覆盖在所述环氧胶膜芯材两面的热熔压敏胶膜组成；其中所述环氧胶膜芯材以环氧树脂为主要成分，所述热熔压敏胶膜以热塑性弹性体为主要成分。

2.根据权利要求1所述的热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：所述环氧胶膜芯材的厚度为0.2～0.8mm，覆盖在所述环氧胶膜芯材单面上的所述热熔压敏胶膜的厚度为0.02～0.05mm。

3.根据权利要求1所述的热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：所述环氧胶膜芯材由以下重量份的组分混合并制成单组分胶后涂布而成：环氧树脂70～85份，固化剂3～10份，促进剂3～10，填料3～10份。

4.根据权利要求3所述的热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或双酚S型环氧树脂中的一种或几种；所述固化剂选自二氰二胺及其衍生物、有机酸酰肼类固化剂、三氟化硼-胺络合物中的一种或几种；所述促进剂选自有机脲类衍生物、咪唑或咪唑衍生物、有机胍类化合物、苄基二甲胺中的一种或几种；所述填料选自钛白粉、碳黑、白碳黑、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：所述热熔压敏胶膜由以下重量份的组分依次捏合而成：增塑剂10～40份，抗氧化剂0.5～2份，增粘树脂 50～70份，热塑性弹性体40～80份。

6.根据权利要求5所述的热熔压敏性结构胶膜，其特征在于：所述增塑剂选自环烷油、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种；所述抗氧化剂选自汽巴168、汽巴1010、汽巴1076中的一种或几种；所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂、石油树脂、聚异丁烯中的一种或几种；所述热塑性弹性体选自SIS 1105、SIS 1209、SIS 1106、SIS 1124、SIS 1126、SIS 4019、YH 792、YH 796热塑性弹性体中的一种或几种。

7.权利要求1所述的热熔压敏性结构胶膜的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）热熔环氧胶膜的制备：将环氧胶膜芯材的各组分环氧树脂、固化剂、促进剂和填料混合后制成单组分胶，然后在离型纸上涂布成环氧胶膜芯材； 

（2）热熔压敏胶的制备：先将热熔压敏胶膜组分中的增塑剂和抗氧化剂混合，然后依次分别加入增粘树脂和热塑性弹性体进行捏合，最后进行真空脱气泡处理；

（3）热熔压敏型结构胶膜的制备：将步骤（2）制得的热熔压敏胶加热后在离型纸上涂布成热熔压敏胶膜，再与步骤（1）得到的胶膜进行转移复合，制成环氧胶膜芯材两面覆盖热熔压敏胶膜的热熔压敏性结构胶膜。

8.根据权利要求7所述的热熔压敏性结构胶膜的制备工艺，其特征在于：所述环氧胶膜芯材的厚度为0.2～0.8mm；覆盖在所述环氧胶膜芯材单面上的所述热熔压敏胶膜的厚度为0.02～0.05mm；整个热熔压敏性结构胶膜的厚度为0.24～0.9mm。

9.根据权利要求7所述的热熔压敏性结构胶膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤（2）热熔压敏胶的制备方法为：先将增塑剂、抗氧化剂加入捏合机中，待物料温度升到70～90℃后加入增粘树脂进行捏合，然后将物料升温到140～160℃并加入热塑性弹性体进行捏合，再将物料料升温至160～180℃继续捏合，最后将捏合机抽真空至-0.08MPa以下；所述步骤（3）中所述热熔压敏胶加热至170～180℃后进行涂布制膜。

10.根据权利要求7所述的热熔压敏性结构胶膜的制备工艺，其特征在于：

所述环氧胶膜芯材中各组分的重量份含量为：环氧树脂70～85份，固化剂3～10份，促进剂3～10，填料3～10份；所述热熔压敏胶膜中各组分的重量份含量为：增塑剂10～40份，抗氧化剂0.5～2份，增粘树脂 50～70份，热塑性弹性体40～80份；

所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或双酚S型环氧树脂中的一种或几种；所述固化剂选自二氰二胺及其衍生物、有机酸酰肼类固化剂、三氟化硼-胺络合物中的一种或几种；所述促进剂选自有机脲类衍生物、咪唑或咪唑衍生物、有机胍类化合物、苄基二甲胺中的一种或几种；所述填料选自钛白粉、碳黑、白碳黑、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种；

所述增塑剂选自环烷油、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种；所述抗氧化剂选自汽巴168、汽巴1010、汽巴1076中的一种或几种；所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂、石油树脂、聚异丁烯中的一种或几种；所述热塑性弹性体选自SIS 1105、SIS 1209、SIS 1106、SIS 1124、SIS 1126、SIS 4019、YH 792、YH 796热塑性弹性体中的一种或几种。