CN103865447A - 一种阻燃无卤压敏胶黏剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃无卤压敏胶黏剂，该阻燃无卤压敏胶黏剂的原料配方由以下质量百分含量的材料组成：30％～40％的丙烯酸压敏胶、3％～5％的成炭剂、1％～2％的二氧化硅、2％～3％的三聚氰胺、0.5％～1.5％的固化剂、余量为乙酸乙酯。本案将阻燃单体融入压敏胶分子中，而不是简单的混合，由此制备出的胶黏剂阻燃性能特别优异，且粘结力强，无卤、低毒，可涂覆于PET，BOPP，PI等基材上并经80～100℃的烘箱固化后收卷得到阻燃无卤压敏胶粘带。该胶带的阻燃效果能达到V-0等级；此产品同时也通过欧盟ROHS机构环境检测，符合欧盟ROHS标准。

Description

一种阻燃无卤压敏胶黏剂

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂，特别涉及一种阻燃无卤压敏胶黏剂。这种压敏胶黏剂可以广泛应用于电子器件和日常生活中，给人们生活带来更多的便利、更大的安全系数及更绿色环保的环境。

背景技术

20世纪以来，高分子材料得到广泛应用，由于高分子材料主要由碳，氢原子构成，容易燃烧，给人们的生产与生活带来极大的火灾隐患，所以阻燃技术得到长足的发展。自20世纪50年代初至今的60多年间，阻燃剂及阻燃高分子材料在减少火灾引起的生命财产损失方面发挥了重要的作用。

近几年来，中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达15％～20％，远远高于全球3％～4％的水平。2011年国内阻燃剂行业潜在市场规模在98万吨左右。我国燃剂无论是在品种上还是在数量上都与发达国家存在差距，开发前景广阔。国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主，且最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它与协效剂锑化合物对环境和人的危害同样不可忽视。无卤、低烟、低毒阻燃剂一直是人们追求的目标。21世纪，“环保，绿色”得到社会各界的高度重视，2003年欧盟率先推出ROHS标准。阻燃剂与阻燃材料的无卤化，环保化成为了行业的趋势。

现在绝大多数阻燃高分子材料都是选择在高分子材料中加入外添加型阻燃剂，但是添加型阻燃剂与高分子材料存在相容性问题，往往容易析出，造成高分子材料在应用中性能下降，尤其是集液体粘性与固体弹性于一体的压敏胶黏剂，具有压力敏感性：快粘力<粘合力<内聚力<粘基力，同时压敏胶一般为几十微米厚度，阻燃剂加入到压敏胶黏剂中使得压敏胶带性能显著降低。所以合成含有阻燃单体的压敏胶黏剂，降低外添加阻燃剂的用量，成为增强压敏胶黏剂本身性能，提高阻燃效果的最佳选择。同时磷腈类阻燃剂含有磷，氮原子，能产生磷，氮协同作用，既发挥偏磷酸的吸热作用，又发挥惰性氮化合物稀释氧气的功能，是一种极佳的阻燃剂。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种阻燃无卤压敏胶黏剂，在该粘结剂分子中添加有阻燃成分，由此制得的压敏胶黏剂阻燃效果特别优异，可媲美卤系阻燃剂。

本发明的技术方案概述如下：

一种阻燃无卤压敏胶黏剂，所述阻燃无卤压敏胶黏剂的原料配方由以下质量百分含量的材料组成：

其中，所述丙烯酸压敏胶的固含量为55％，余量为乙酸乙酯，所述丙烯酸压敏胶的固体成分由以下质量百分含量的材料聚合而成：20.0％的环三磷腈阻燃单体、4.0％的甲基丙烯酸、31.0％的甲基丙烯酸甲酯和45.0％的丙烯酸丁酯；

所述成炭剂选自季戊四醇，双季戊四醇，乙二醇，丙三醇或其组合。

所述环三磷腈阻燃单体选自六苯基环三磷腈、六甲基环三磷腈、六乙基环三磷腈、六丙基环三磷腈、六丁基环三磷腈、六戊基环三磷腈、六己基环三磷腈、六苯氧基环三磷腈、六甲氧基环三磷腈、六乙氧基环三磷腈、六丙氧基环三磷腈、六丁氧基环三磷腈、六戊氧基环三磷腈、六己氧基环三磷腈或其组合；

所述固化剂选自氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺、亚甲基双苯二胺或其组合。

优选的是，所述的阻燃无卤压敏胶黏剂，所述环三磷腈阻燃单体通过以下方法合成：

在装有电动机械搅拌器、回流冷凝管、温度计和N₂保护装置的四口烧瓶中，依次加入1重量份的六氯环三磷腈、6重量份的无水氢氧化钠和50重量份的丙酮；当反应温度达到30℃时开始滴加10重量份的溶有10wt％的乙烯基单体的丙酮溶液，滴毕，回流反应3小时；随后冷却至30℃，再次滴加20重量份的溶有25wt％的活性化合物的丙酮溶液，滴毕，继续回流反应8小时；最后将反应冷却至室温，产物经水洗至中性、过滤、蒸馏回收溶剂后，得到呈淡黄色固体或粘稠液体的环三磷腈阻燃单体。

优选的是，所述的阻燃无卤压敏胶黏剂，所述乙烯基单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酰胺、4-羟基苯乙烯、2-烯丙基苯酚或其组合；

所述活性化合物选自苯酚、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺或其组合。

本发明的有益效果是：将阻燃单体融入压敏胶分子中，而不是简单的混合，由此制备出的胶黏剂阻燃性能特别优异，且粘结力强，无卤、低毒，可涂覆于PET，BOPP，PI等基材上并经80～100℃的烘箱固化后收卷得到阻燃无卤压敏胶粘带。该胶带的阻燃效果能达到V-0等级；此产品同时也通过欧盟ROHS机构环境检测，符合欧盟ROHS标准。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一种阻燃无卤压敏胶黏剂，其原料配方由以下质量百分含量的材料组成：

其中，丙烯酸压敏胶的固含量优选为55％，余量溶剂优选为乙酸乙酯，聚丙烯酸酯是此类压敏胶黏剂的主体，它的性能差异直接决定着该粘结剂的粘着力。下表是由含不同质量百分比的单体聚合而得的丙烯酸压敏胶的固体成分所对应的粘着力及粘度比对：

表一

*表中，A代表甲基丙烯酸甲酯，B代表甲基丙烯酸，C代表丙烯酸丁酯，D代表环三磷腈阻燃单体。

本案对丙烯酸压敏胶的固体成分中的单体有多组筛选，表一中只列举了具有代表性的一部分，从表一中我们不难看出，若综合考虑粘度和粘着力两项参数，其最优单体组分配比为：20.0％的环三磷腈阻燃单体、4.0％的甲基丙烯酸、31.0％的甲基丙烯酸甲酯和45.0％的丙烯酸丁酯。若粘度过大，会影响胶黏剂的涂布效果；粘度太小，会影响胶黏剂的烘干定型效果。若阻燃单体添加过多，则影响所得聚合物的黏性，若添加量过少，则影响阻燃性能。丙烯酸丁酯是软单体，主要用于提高压敏胶的柔软度和粘性；甲基丙烯酸甲酯是硬单体，主要用于提高压敏胶的玻璃化转变温度和整体硬度；甲基丙烯酸是功能单体，主要用于改善耐溶剂性及提供交联点。在单体聚合时，若聚合效果不理想，可优选添加0.5～2g过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂。

环三磷腈阻燃单体可选自六苯基环三磷腈、六甲基环三磷腈、六乙基环三磷腈、六丙基环三磷腈、六丁基环三磷腈、六戊基环三磷腈、六己基环三磷腈、六苯氧基环三磷腈、六甲氧基环三磷腈、六乙氧基环三磷腈、六丙氧基环三磷腈、六丁氧基环三磷腈、六戊氧基环三磷腈、六己氧基环三磷腈或其组合。

阻燃剂一般是通过如吸热作用、覆盖作用、抑制自由基链反应、不燃气体的窒息等发挥其阻燃作用的。而目前比较流行的多组分复合阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。本案所采用的是氮系+磷系的复合型阻燃剂，即阻燃剂中的含氮量与含磷量较高，多聚磷酸铵与三聚氰胺属于阻燃协效剂，它们的作用是配合阻燃剂环三磷腈使得阻燃剂能更有效地产生磷酸酐、磷酸及不可燃气体，从而使可燃物脱水碳化或或使不可燃气体覆盖物体表面达到阻燃效果。

成炭剂的组分可选自季戊四醇，双季戊四醇，乙二醇，丙三醇或其组合。它的作用主要是提高压敏胶燃烧时的残碳量，以形成阻隔层起到阻燃目的。

二氧化硅为阻燃协效剂，其主要作用是阻热，并形成阻隔层以提高压敏胶的阻燃性能。

三聚氰胺分子中含磷、氮量较高，其在燃烧时产生大量难燃气体，可用于稀释氧气，达到阻燃效果。

固化剂选自氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺、亚甲基双苯二胺或其组合。

以下是不同实施例的具体原料配方及制成胶带后的阻燃性能参数：

表二

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (3)

1.一种阻燃无卤压敏胶黏剂，其特征在于，所述阻燃无卤压敏胶黏剂的原料配方由以下质量百分含量的材料组成：

其中，所述丙烯酸压敏胶的固含量为55％，余量为乙酸乙酯，所述丙烯酸压敏胶的固体成分由以下质量百分含量的材料聚合而成：20.0％的环三磷腈阻燃单体、4.0％的甲基丙烯酸、31.0％的甲基丙烯酸甲酯和45.0％的丙烯酸丁酯；

所述成炭剂选自季戊四醇，双季戊四醇，乙二醇，丙三醇或其组合。

所述环三磷腈阻燃单体选自六苯基环三磷腈、六甲基环三磷腈、六乙基环三磷腈、六丙基环三磷腈、六丁基环三磷腈、六戊基环三磷腈、六己基环三磷腈、六苯氧基环三磷腈、六甲氧基环三磷腈、六乙氧基环三磷腈、六丙氧基环三磷腈、六丁氧基环三磷腈、六戊氧基环三磷腈、六己氧基环三磷腈或其组合；

所述固化剂选自氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺、亚甲基双苯二胺或其组合。

2.根据权利要求1所述的阻燃无卤压敏胶黏剂，其特征在于，所述环三磷腈阻燃单体通过以下方法合成：

在装有电动机械搅拌器、回流冷凝管、温度计和N₂保护装置的四口烧瓶中，依次加入1重量份的六氯环三磷腈、6重量份的无水氢氧化钠和50重量份的丙酮；当反应温度达到30℃时开始滴加10重量份的溶有10wt％的乙烯基单体的丙酮溶液，滴毕，回流反应3小时；随后冷却至30℃，再次滴加20重量份的溶有25wt％的活性化合物的丙酮溶液，滴毕，继续回流反应8小时；最后将反应冷却至室温，产物经水洗至中性、过滤、蒸馏回收溶剂后，得到呈淡黄色固体或粘稠液体的环三磷腈阻燃单体。

3.根据权利要求2所述的阻燃无卤压敏胶黏剂，其特征在于，所述乙烯基单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酰胺、4-羟基苯乙烯、2-烯丙基苯酚或其组合；

所述活性化合物选自苯酚、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺或其组合。