CN104789185B - 一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂 - Google Patents

一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂 Download PDF

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Abstract

一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂，耐高温胶带包括依次层叠的聚酰亚胺膜层、甲基乙烯基苯基硅橡胶层和耐高温胶粘剂层。耐高温胶粘剂的原料配方包括20～50份的有机硅胶树脂、15～40份的甲基乙烯基硅橡胶、2～8份的有机过氧化物、5～20份的氢化苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物以及2～20份的聚对苯二甲酸丁二醇酯。本发明制得的耐高温胶带即使暴露于高温条件下，依然具有很好的剥离强度和保持力。

Description

一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂
技术领域
本发明涉及一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂，属于胶带技术领域。
背景技术
随着经济的飞速发展，人民物质生活水平的提高，胶带已经完全融入到建筑、工业产品、工业生产、装配及人们的日常生活中。通常，建筑、工业等领域需要在户外应用胶带，因此对此类胶带的性能的要求也相应提高，尤其是对其耐热性能有着极大的期待。通常耐高温胶带的耐温性能通常在120 度到260 度之间，常用于涂装遮蔽和电子工业装备、零件制程中固定、印刷电路板及高温处理遮蔽等。
目前，耐高温胶带选用的基材和胶黏剂存在不少问题，如：基材多为单层传统材料，例如耐热、耐湿性能一般的织物、泡棉、塑料薄膜和无纺布；胶黏剂多采用丙烯酸酯或者是改性的丙烯酸胶黏剂，这类胶黏剂虽然具有优良的粘接性能、化学稳定性，以及无毒、成本低廉等优点，但耐热性能一般，在较高的温度下，耐热氧老化性能差，随着温度上升到70℃，胶带的剥离强度会逐渐降低。现有技术中，能够同时具备高剥离强度、高初黏力、宽泛使用温度的高性能耐高温胶带出现较少，尤其是能在短时间使用时耐受极高温度的耐高温胶带更是极少出现。
发明内容
本发明目的是提供一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种耐高温胶粘剂，所述耐高温胶粘剂的原料配方包括下列重量份的材料：
有机硅胶树脂 20～50份；
甲基乙烯基硅橡胶 15～40份；
有机过氧化物 2～8份；
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 5～20份；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 2～20份。
优选的技术方案为：所述有机过氧化物是过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、3，3-双 (叔丁基过氧)丁酸乙酯、3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、4，4-双(叔丁基 过氧化)戊酸正丁酯、1，1-双(叔丁基过氧)环己烷、1，1-双(叔戊基过氧) 环己烷、1,1-二叔戊基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三 甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧) -3-己炔、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化叔丁基异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)己烷、过氧化二异丙苯中一种或两种以上的混合物。
优选的技术方案为：所述有机硅胶树脂的原料配方包括下列重量份的材料：
硅酸钠 10～40份；
二苯基二甲氧基硅烷 5～25份；
乙烯基三乙氧基硅烷 5～25份；
乙烯基三异丙烯氧基硅烷 5～25份；
去离子水 5～25份；
乙醇 2～15份
盐酸 1～5份；
甲苯 5～28份。
优选的技术方案为：按所述有机硅胶树脂的原料配方将硅酸钠加入混有乙醇、去离子水和盐酸的容器中，搅拌后再加入二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷的混合物进行共水解反应，反应30～60min之后加入甲苯继续反应；然后除去体系中的酸和甲苯，再用无水硫酸镁干燥，接着蒸馏后得到有机硅胶树脂。
为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种耐高温胶带，包括依次层叠的聚酰亚胺膜层、甲基乙烯基苯基硅橡胶层和耐高温胶粘剂层。
优选的技术方案为：所述甲基乙烯基苯基硅橡胶层的厚度为0.2～0.6mm。
优选的技术方案为：所述聚酰亚胺膜层的厚度为0.3～0.8mm。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，有机硅胶树脂为分散相，主要改善胶粘剂的粘性，提供良好的保持力和其他物理性能。二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷水解形成的硅醇基与硅酸钠水解得到的主链上的硅羟基继续缩合反应，形成有机侧链。在有机硅胶树脂同时引入苯基和乙烯基，可以提高有机硅胶粘剂的耐高温性能和剥离强度；
2、上述方案中，二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷购买于曲阜市华荣化工新材料有限公司；
3、上述方案中，甲基乙烯基硅橡胶是有机硅胶黏剂中的富有弹性以及柔性的有机硅橡胶，它作为连续相，粘胶剂的成膜物质，为粘胶剂提供必要的强度，提高必要的内聚力，甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）是HTV中最主要的品种，俗称高温胶。甲基乙烯基硅橡胶（生胶）是无色、无臭、无毒、无机械杂质的胶状物，其制品具有优良的电绝缘性，防水、防潮、抗冲击力、抗震性好，透气性等性能。乙烯基的硅橡胶中的不饱和键可以与有机硅树脂中的不饱和键发生聚合反应，提高了整个粘胶剂的内聚力；
4、上述方案中，甲基乙烯基硅橡胶购买与莱州市金泰硅业有限公司；
5、上述方案中，过氧化苯甲酰为有机硅树脂和有机硅橡胶的催化反应剂和引发剂；
6、上述方案中，过氧化苯甲酰莱芜市恒通化工有限公司；
7、上述方案中，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）是一种热塑性弹性体，苯乙烯类热塑性弹性中弹性链段（软段）与苯乙烯链段（硬段）交替相联，形成三嵌段共聚物，分子链间的硬段内聚能较大，通过范德华力等非共价作用相互缔合形成物理交联点，软段则是自由旋转能力较大的高弹性链段。硬段聚集相分散在软段（橡胶段）形成的连续相基体之间，在形态上属微观多相结构，硬段不仅起到固定软段（弹性链段）的物理交联作用，同时还产生补强作用。SEPS 的加入能够显著提升大分子链段自由改变微观构象的能力，与有机硅橡胶与树脂形成互穿网络结构穿插结构提高了胶黏剂的内聚力，同时也提高了整个胶黏剂的弹性，我们知道，内聚力性好的胶黏剂一般具有高的耐温性和高的保持力；
8、上述方案中，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）属于聚酯系列，是由1.4-pbt丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。主链是由每个重复单元为刚性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线性分子组成，分子的高度几何规整性和刚性部分使整个体系具有高的机械强度，突出的耐化学试剂性，耐热性和优良的电性能；且PBT分子中没有侧链，结构对称，满足紧密堆砌的要求。在整个粘胶剂的体系中PBT作为骨架提供了非常好的机械稳定性。使SEPS与其他有机硅树脂和有机硅橡胶成分能很好粘合在一起；
9、上述方案中，聚对苯二甲酸丁二醇酯来自美国杜邦。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明耐高温胶粘剂的持粘力大于1个月，180°剥离强度大于364.7N/m、高温持粘力大于4小时；
2、本发明的耐高温胶带基材面采用复合层结构，其内层（与胶粘剂相连层）选用甲基乙烯基苯基硅橡胶，是在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节而制成的，具有很好的耐温性能，这种有机硅橡胶具有很好的耐老化性和电绝缘性能，短时耐高温可以大于600℃，且表面压缩变形小，具备耐磨、耐冲击、耐热、耐磨的优良性能。耐高温胶带的基材面由于采用甲基乙烯基苯基硅橡胶层和聚酰亚胺膜层复合结构，故具有优越的耐热、耐冲击、耐磨性能。
附图说明
附图1为耐高温胶带剖面结构示意图。
以上附图中，1、聚酰亚胺膜层；2、甲基乙烯基苯基硅橡胶层；3、耐高温胶粘剂层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂；
一种耐高温胶粘剂，所述耐高温胶粘剂的原料配方包括下列重量份的材料：
有机硅胶树脂 35份；
甲基乙烯基硅橡胶 25份；
过氧化苯甲酰 5份；
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 15份；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 20份；
按照配比将有机硅胶树脂、甲基乙烯基硅橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯加入盛有甲苯的烧杯中，加热到70℃溶解，滴加过氧化苯甲酰，继续升温到90℃-120℃进行缩聚反应1个小时，即得所需产品，产品外观为浅黄色透明液体。
所述有机硅胶胶树脂的原料配方包括下列重量份的材料：硅酸钠 20份，二苯基二甲氧基硅烷 15份，乙烯基三乙氧基硅烷15份，乙烯基三异丙烯氧基硅烷 10份，去离子水20份，乙醇 8份，盐酸2份，甲苯 10份。
按配比将硅酸钠加入混有乙醇、去离子水和盐酸的烧瓶中，机械搅拌1min，再加入二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷的混合物进行共水解反应，反应60min之后加入甲苯继续反应；然后除去体系中的酸和甲苯，再用无水硫酸镁干燥，接着用蒸馏法得有机硅胶树脂。
参见附图1所示，一种耐高温胶带，包括依次层叠的聚酰亚胺膜层1、甲基乙烯基苯基硅橡胶层2和耐高温胶粘剂层3。所述甲基乙烯基苯基硅橡胶层的厚度为0.4mm。所述聚酰亚胺膜层的厚度为0.5mm。
实施例二：一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂；
一种耐高温胶粘剂，所述耐高温胶粘剂的原料配方包括下列重量份的材料：
有机硅胶树脂 45份；
甲基乙烯基硅橡胶 25份；
过氧化苯甲酰 4份；
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 16份；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 10份；
按照配比将有机硅胶树脂、甲基乙烯基硅橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯加入盛有甲苯的烧杯中，加热到70℃溶解，滴加过氧化苯甲酰，继续升温到90℃-120℃进行缩聚反应1个小时，即得所需产品，产品外观为浅黄色透明液体。
所述有机硅胶树脂的原料配方包括下列重量份的材料：硅酸钠 30份，二苯基二甲氧基硅烷 10份，乙烯基三乙氧基硅烷10份，乙烯基三异丙烯氧基硅烷 5份，去离子水15份，乙醇 10份，盐酸3份，甲苯17份。
按配比将硅酸钠加入混有乙醇、去离子水和盐酸的烧瓶中，机械搅拌1min，再加入二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷的混合物进行共水解反应，反应60min之后加入甲苯继续反应；然后除去体系中的酸和甲苯，再用无水硫酸镁干燥，接着用蒸馏法得有机硅胶树脂。
参见附图1所示，一种耐高温胶带，包括依次层叠的聚酰亚胺膜层1、甲基乙烯基苯基硅橡胶层2和耐高温胶粘剂层3。所述甲基乙烯基苯基硅橡胶层的厚度为0.6mm。所述聚酰亚胺膜层的厚度为0.6mm。
实施例三：一种耐高温胶带及其使用的耐高温胶粘剂；
一种耐高温胶粘剂，所述耐高温胶粘剂的原料配方包括下列重量份的材料：
有机硅胶树脂 25份；
甲基乙烯基硅橡胶 40份；
过氧化苯甲酰 3份；
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 17份；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 15份；
按照配比将有机硅树脂、甲基乙烯基硅橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯加入盛有甲苯的烧杯中，加热到70℃溶解，滴加过氧化苯甲酰，继续升温到90℃-120℃进行缩聚反应1个小时，即得所需产品，产品外观为浅黄色透明液体。
所述有机硅胶树脂的原料配方包括下列重量份的材料：硅酸钠 25份，二苯基二甲氧基硅烷 10份，乙烯基三乙氧基硅烷8份，乙烯基三异丙烯氧基硅烷 7份，去离子水18份，乙醇 12份，盐酸4份，甲苯 16份。
按配比将硅酸钠加入混有乙醇、去离子水和盐酸的烧瓶中，机械搅拌1min，再加入二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷的混合物进行共水解反应，反应40min之后加入甲苯继续反应；然后除去体系中的酸和甲苯，再用无水硫酸镁干燥，接着用蒸馏法得有机硅胶树脂。
参见附图1所示，一种耐高温胶带，包括依次层叠的聚酰亚胺膜层1、甲基乙烯基苯基硅橡胶层2和耐高温胶粘剂层3。所述甲基乙烯基苯基硅橡胶层的厚度为0.6mm。所述聚酰亚胺膜层的厚度为0.6mm。
相关测试方法如下：
（1）初粘力测试：选用6032 胶带保持力试验机（MIDEL KJ-6032，东莞市科建检测仪器有限公司），按照GB/T4852～2002 进行测试，以球号表示初粘力大小；
（2）持粘力：选用温度型胶带保持力试验机（MIDEL KJ-6012，东莞市科建检测仪器有限公司），按照GB/T4851～1998 进行测试，以胶带剪切破坏掉落的时间来计算持粘力；
（3）180°剥离强度：选用电脑式拉力试验机（MIDEL KJ-1065A，东莞市科建检测仪器有限公司），按照GB/T2792～1998 进行测试；
（4）高温持粘力：选用温度型胶带保持力试验机（MIDEL KJ-6012，东莞市科建检测仪器有限公司），在100℃下进行持粘力测试，以此评估压敏胶带的耐高温性能。
实施例材料性能测试结果：
测试项目 实施例一 实施例二 实施例三
初粘力测试 16号 18号 19号
持粘力 >1个月 >1个月 >1个月
180°剥离强度 434.3N/m 364.7N/m 397.2N/m
高温持粘力 4小时32分钟 5小时24分钟 7小时53分钟
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐高温胶带，其特征在于：包括依次层叠的聚酰亚胺膜层、甲基乙烯基苯基硅橡胶层和耐高温胶粘剂层；所述耐高温胶粘剂的原料配方包括下列重量份的材料：
有机硅胶树脂 20～50份；
甲基乙烯基硅橡胶 15～40份；
有机过氧化物 2～8份；
氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 5～20份；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 2～20份。
2.根据权利要求1所述的耐高温胶带，其特征在于：所述有机硅胶树脂的原料配方包括下列重量份的材料：
硅酸钠 10～40份；
二苯基二甲氧基硅烷 5～25份；
乙烯基三乙氧基硅烷 5～25份；
乙烯基三异丙烯氧基硅烷 5～25份；
去离子水 5～25份；
乙醇 2～15份
盐酸 1～5份；
甲苯 5～28份。
3.根据权利要求1所述的耐高温胶带，其特征在于：所述有机过氧化物是过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、3，3-双 (叔丁基过氧)丁酸乙酯、3，3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、4，4-双(叔丁基 过氧化)戊酸正丁酯、1，1-双(叔戊基过氧) 环己烷、1,1-二叔戊基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三 甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧) -3-己炔、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化叔丁基异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)己烷、过氧化二异丙苯中一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求2所述的耐高温胶带，其特征在于：按有机硅胶树脂的原料配方将硅酸钠加入混有乙醇、去离子水和盐酸的容器中，搅拌后再加入二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷的混合物进行共水解反应，反应30～60min之后加入甲苯继续反应；然后除去体系中的酸和甲苯，再用无水硫酸镁干燥，接着蒸馏后得到有机硅胶树脂。
5.根据权利要求1所述的耐高温胶带，其特征在于：所述甲基乙烯基苯基硅橡胶层的厚度为0.2～0.6mm。
6.根据权利要求1所述的耐高温胶带，其特征在于：所述聚酰亚胺膜层的厚度为0.3～0.8mm。
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