CN107523229A - 一种压敏性储能胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能性粘结剂技术领域，具体涉及一种压敏性储能胶带，并进一步公开其制备方法。本发明所述压敏性储能胶带，包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层，所述压敏胶黏剂由压敏胶、导热材料、所述相变储能微胶囊和溶剂组成。本发明所述压敏性储能胶带，以现有技术一般组成为基础，在现有压敏胶的基础上，添加所述相变储能微胶囊材料进行处理，制得的压敏性胶带除了具有一般胶带的性能外，更具有了较好的储能性能，使得所述压敏胶带能够快速的将体系中的热量传导出去，迅速吸收和传导电子元器件高速运行产生的热量，使其更适用于微电子元器件和电子设备领域的应用。

Description

一种压敏性储能胶带及其制备方法
技术领域
本发明属于功能性粘结剂技术领域，具体涉及一种压敏性储能胶带，并进一步公开其制备方法。
背景技术
压敏胶带，即为压力敏感的胶粘剂，是一种特殊类型的胶带，是将一种特殊胶粘剂(压敏胶)涂于带状基材上制成，压敏胶带要求具有相互依赖的初粘力、剥离力及持粘力。
压敏胶带由压敏胶、基材、底胶、背面处理剂等构成，即采用特种专用涂布设备，在BOPP、PET、PVC、PE(薄膜)、纸、布等基材上，将溶剂型、水溶型、热熔型、橡胶型压敏胶涂敷制成胶带成卷。由于压敏胶带具有高强、抗老化、抗紫外线、耐热、耐寒、耐酸碱、耐腐蚀、防水阻燃、绝缘、透明、美观等优异性能，被广泛用于包装、汽车、农业、纺织品、建筑装饰、通讯电缆、石油化工、医药卫生、食品、玩具、家具等各个领域，并迅速提升发展。
工业化时代中，压敏胶带是普遍使用的加工辅件，特别是在计算机工业中的应用，对压敏胶带提出了非常严格的要求，除了其粘结性能的优化外，更多的要求其要符合电子设备越来越趋于微型化、高集成化和大功率化的需求，尤其是各类电子元器件的热密度越来越高，储热和快速散热也成为了对压敏胶带的一种性能需求。
相变材料(PCM-Phase Change Material)又称相变储能材料，是指能被利用其在物态变化时所吸收(放出)的大量热能用于能量储存的材料，是一种能随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质，其转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料能够吸收或释放大量的潜热，是一种非常好的绿色节能环保性能载体。相变材料在相变过程中利用太阳能或环境废余能量储能并调节温度，可以长期多次重复使用，在节能储能、建筑材料、纺织、航空航天以及军事等领域具有重要的应用前景。
相变控温是指利用相变材料的相变过程来储存或释放热量，从而实现物体温度的控制过程。相变材料按相变形式主要可以分为固-固相变和固-液相变，其中固-液相变材料具有储能密度大，储能过程近似恒温、体积变化小、过程易控制等优点，是目前应用最广泛的相变材料。但由于固-液相变材料在熔融后相变为液相，具有一定的流动性，并且易与周围物质发生掺混，在实际应用中受到限制，一般使用时需要加以稳定才能在各种场合中使用。因此，储热技术研究的关键除了如何获得高性能的相变储热材料外，还需要改善其应用稳定性能。近年来，诸多相变储热复合材料相继研究并被报道，并朝着获得更高导热性能复合材料的方向发展。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种压敏性储能胶带，以解决现有技术中压敏胶带储能及散热性能较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种相变储能微胶囊用于制备压敏性储能胶带的应用，所述相变储能微胶囊是以相变材料为芯材，以有机高分子材料为胶囊壁的核壳结构。
本发明还公开了一种压敏性储能胶带，包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层，所述压敏胶黏剂由压敏胶、导热材料、相变储能微胶囊和溶剂组成；
所述相变储能微胶囊是以相变材料为芯材，以有机高分子材料为胶囊壁的核壳结构。
所述相变材料为石蜡。
所述石蜡为固相石蜡和液相石蜡的混合物，其相转变温度为20-50℃，所述石蜡的相变温度可以通过调整液体石蜡和固体石蜡的比例获得。
所述胶囊壁是以甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙二胺为聚合单体，在水作为聚合介质存在下，与辛基酚聚氧乙烯醚为乳化剂经界面聚合制得的脲醛材料。
优选的，所述压敏胶选自聚酯压敏胶(如Vitel3650)、聚氨酯压敏胶(如SH5035)或丙烯酸压敏胶(如ROBONDProhesion)中的至少一种；
所述的导热材料选自氮化硼或氮化铝；
溶剂选自水、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯中的至少一种。
本发明还公开了一种制备所述压敏性储能胶带的方法，包括如下步骤：
(1)取所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液，得到所述压敏胶黏剂；
(2)将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
所述步骤(1)中，所述微胶囊和导热材料的用量比为1：10-10：1，并优选为2：1；所述微胶囊和导热材料的总量与所述压敏胶的用量比为1：10-10：1，并优选1.5：1。
所述基材选自PET、PE、PP、PVC、尼龙中的至少一种。
更优的，所述步骤(1)中，还包括制备所述相变储能微胶囊的步骤，具体包括：取所述相变材料加热至熔融态，加入至所述聚合介质中混匀，并加入所述乳化剂，高速搅拌将所述相变材料分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入所述聚合单体进行界面聚合包覆，得到所述相变储能微胶囊。
所述相变材料、聚合单体、乳化剂和聚合介质的质量比为2：1-1.5：0.15-3：10，并优选2：1.15：5：10。
本发明所述压敏性储能胶带，以现有技术一般压敏胶带组成为基础，在现有压敏胶的基础上，添加所述相变储能微胶囊材料进行处理，制得的压敏性胶带除了具有一般胶带的性能外，更具有了较好的储能性能，使得所述压敏胶带能够快速的将体系中的热量传到出去，迅速吸收和传导电子元器件高速运行产生的热量，使其更适用于微电子元器件和电子设备领域的应用。
同时，用于本发明所述压敏性储能胶带的相变储能微胶囊，是以相转变温度为20-50℃石蜡为相变材料，利用界面聚合作用，在其外层包覆有胶囊壁形成核壳结构，所述相变微胶囊材料在相变过程中，作为内核的相变材料发生固-液相转变，其外层的有机材料膜始终保持为固态。因此，所得相变微胶囊材料在宏观上将一直为固态微粒，更为适宜于相变之用；与传统相变材料相比，提高了稳定性，强化了传热性能，改善了加工性。
具体实施方式
实施例1相变微胶囊
取液体石蜡10g固体石蜡10g加热至熔融态，并加入至100g水中分散混匀，随后加入30g辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂进行乳化，高速(2000r/min)搅拌将所述石蜡分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入1.5g甲苯-2,4-二异氰酸酯和10g乙二胺，进行界面聚合包覆，得到所述相变微胶囊。
经检测，所得微胶囊粒径为3-4微米，所得微胶囊的储能值为180-200J/g。
实施例2
取液体石蜡5g固体石蜡15g加热至熔融态，并加入至100g水中分散混匀，并加入1.5g辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂进行乳化，高速搅拌将所述石蜡分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入1.5g甲苯-2,4-二异氰酸酯和10g乙二胺，进行界面聚合包覆，得到所述相变微胶囊。
经检测，所得微胶囊粒径为3-4微米，所得微胶囊的储能值为180-200J/g。
实施例3
取液体石蜡10g固体石蜡10g加热至熔融态，并加入至100g水中分散混匀，并加入5g辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂进行乳化，高速搅拌将所述石蜡分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入1g甲苯-2,4-二异氰酸酯和9g乙二胺，进行界面聚合包覆，得到所述相变微胶囊。
经检测，所得微胶囊粒径为3-4微米，所得微胶囊的储能值为180-200J/g。
实施例4
取液体石蜡5g固体石蜡15g加热至熔融态，并加入至100g水中分散混匀，并加入10g辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂进行乳化，高速搅拌将所述石蜡分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入3g甲苯-2,4-二异氰酸酯和12g乙二胺，进行界面聚合包覆，得到所述相变微胶囊。
经检测，所得微胶囊粒径为3-4微米，所得微胶囊的储能值为180-200J/g。
实施例5
本实施例所述压敏性储能胶带，其结构与现有技术一般的压敏胶带相同，即包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层。
所述压敏胶黏剂由100g聚酯压敏胶、50g氮化硼导热材料、100g实施例1制得的所述相变储能微胶囊和水溶剂组成。
本实施例所述压敏性储能胶带的制备方法，包括如下步骤：取实施例1中制得的所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液；并将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于PET基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
本实施例所得到的压敏性储能胶带产品，其导热率为5，储能量为90J/g，胶与基材之间剥离力为2.5N/15mm。
对比例1
本对比例所述压敏性储能胶带，其结构以及材料组成均与实施例5相同，其区别仅在于，所述压敏胶黏剂中不添加所述相变储能微胶囊。
本对比例所述的压敏性储能胶带产品，其导热率为8.1，储能量为6.4J/g，胶与基材之间剥离力为4.1N/15mm。
实施例6
本实施例所述压敏性储能胶带，其结构与现有技术一般的压敏胶带相同，即包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层。
所述压敏胶黏剂由100g聚氨酯压敏胶、50g氮化硼导热材料、100g实施例2制得的所述相变储能微胶囊和丙酮溶剂组成。
本实施例所述压敏性储能胶带的制备方法，包括如下步骤：取实施例2中制得的所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液；并将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于PE基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
本实施例所得到的压敏性储能胶带产品，其导热率为5，储能量为100J/g，胶与基材之间剥离力为2.5N/15mm。
对比例2
本对比例所述压敏性储能胶带，其结构以及材料组成均与实施例6相同，其区别仅在于，所述压敏胶黏剂中不添加所述相变储能微胶囊。
本对比例所述的压敏性储能胶带产品，其导热率为7.9，储能量为7.5J/g，胶与基材之间剥离力为5.2N/15mm。
实施例7
本实施例所述压敏性储能胶带，其结构与现有技术一般的压敏胶带相同，即包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层。
所述压敏胶黏剂由100g丙烯酸压敏胶、50g氮化铝导热材料、100g实施例3制得的所述相变储能微胶囊和甲苯溶剂组成。
本实施例所述压敏性储能胶带的制备方法，包括如下步骤：取实施例3中制得的所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液；并将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于PP基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
本实施例所得到的压敏性储能胶带产品，其导热率为60，储能量为90J/g，胶与基材之间剥离力为2.5N/15mm。
对比例3
本对比例所述压敏性储能胶带，其结构以及材料组成均与实施例7相同，其区别仅在于，所述压敏胶黏剂中不添加所述相变储能微胶囊。
本对比例所述的压敏性储能胶带产品，其导热率为106，储能量为6.8J/g，胶与基材之间剥离力为5.6N/15mm。
实施例8
本实施例所述压敏性储能胶带，其结构与现有技术一般的压敏胶带相同，即包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层。
所述压敏胶黏剂由100g聚酯压敏胶、50g氮化硼导热材料、100g实施例4制得的所述相变储能微胶囊和乙酸乙酯溶剂组成。
本实施例所述压敏性储能胶带的制备方法，包括如下步骤：取实施例4中制得的所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液；并将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于PVC基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
本实施例所得到的压敏性储能胶带产品，其导热率为5，储能量为100J/g，胶与基材之间剥离力为3N/15mm。
对比例4
本对比例所述压敏性储能胶带，其结构以及材料组成均与实施例8相同，其区别仅在于，所述压敏胶黏剂中不添加所述相变储能微胶囊。
本对比例所述的压敏性储能胶带产品，其导热率为10.1，储能量为8.3J/g，胶与基材之间剥离力为4.4N/15mm。
实施例9
本实施例所述压敏性储能胶带，其结构与现有技术一般的压敏胶带相同，即包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层。
所述压敏胶黏剂由100g丙烯酸压敏胶、50g氮化硼导热材料、100g实施例1制得的所述相变储能微胶囊和丁酮溶剂组成。
本实施例所述压敏性储能胶带的制备方法，包括如下步骤：取实施例1中制得的所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液；并将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于尼龙基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
本实施例所得到的压敏性储能胶带产品，其导热率为5，储能量为90J/g，胶与基材之间剥离力为3.5N/15mm。
对比例5
本对比例所述压敏性储能胶带，其结构以及材料组成均与实施例9相同，其区别仅在于，所述压敏胶黏剂中不添加所述相变储能微胶囊。
本对比例所述的压敏性储能胶带产品，其导热率为9.2，储能量为7.7J/g，胶与基材之间剥离力为4.6N/15mm。
从上述实施例数据可知，本发明所述压敏性储能胶带，在现有压敏性胶带基础上，添加相变储能胶囊，极大的增加了所述胶带的储能性能，同时对其导热性能和粘结性能影响极小，完全可满足压敏胶带的性能要求，同时具有极佳的储能性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种相变储能微胶囊用于制备压敏性储能胶带的应用，其特征在于，所述相变储能微胶囊是以相变材料为芯材，以有机高分子材料为胶囊壁的核壳结构。
2.一种压敏性储能胶带，包括由压敏胶黏剂形成的压敏胶黏层和附着于所述压敏胶黏层两侧的铝箔层和离型纸层，其特征在于，所述压敏胶黏剂由压敏胶、导热材料、相变储能微胶囊和溶剂组成；
所述相变储能微胶囊是以相变材料为芯材，以有机高分子材料为胶囊壁的核壳结构。
3.根据权利要求2所述的压敏性储能胶带，其特征在于，所述相变材料为石蜡。
4.根据权利要求3所述的压敏性储能胶带，其特征在于，所述石蜡为固相石蜡和液相石蜡的混合物，其相转变温度为20-50℃。
5.根据权利要求2-4任一项所述的压敏性储能胶带，其特征在于，所述胶囊壁是以甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙二胺为聚合单体，在水作为聚合介质存在下，与辛基酚聚氧乙烯醚为乳化剂经界面聚合制得的脲醛材料。
6.根据权利要求2-5任一项所述的压敏性储能胶带，其特征在于：
所述压敏胶选自聚酯压敏胶、聚氨酯压敏胶或丙烯酸压敏胶中的至少一种；
所述的导热材料选自氮化硼或氮化铝；
溶剂选自水、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲苯中的至少一种。
7.一种制备权利要求2-6任一项所述压敏性储能胶带的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取所述相变储能微胶囊和所述导热材料分散于所述压敏胶中，并加入所述溶剂配成质量分数为20-80％的悬浮液，得到所述压敏胶黏剂；
(2)将所得悬浮液均匀喷涂或辊涂于基材上，于80-120℃温度下烘干溶剂，即制得所述压敏性储能胶带。
8.根据权利要求7所述的制备所述压敏性储能胶带的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述微胶囊和导热材料的用量比为1：10-10：1，所述微胶囊和导热材料的总量与所述压敏胶的用量比为1：10-10：1。
9.根据权利要求7或8所述的制备所述压敏性储能胶带的方法，其特征在于，所述基材选自PET、PE、PP、PVC、尼龙中的至少一种。
10.根据权利要求7-9任一项所述的制备所述压敏性储能胶带的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，还包括制备所述相变储能微胶囊的步骤，具体包括：取所述相变材料加热至熔融态，加入至所述聚合介质中混匀，并加入所述乳化剂，高速搅拌将所述相变材料分散成细小乳液滴；随后调节体系温度至70-80℃，并加入所述聚合单体进行界面聚合包覆，得到所述相变储能微胶囊。
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