CN108192523B - 一种超薄防水缓冲胶带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胶带技术领域，具体涉及一种超薄防水缓冲胶带及其制备方法。该超薄防水缓冲胶带，包括依次设置的基材膜、防水缓冲胶层、压敏胶层和离型膜，所述防水缓冲胶层包括以下重量份的原料：压敏胶、聚合物空心微球、表面改性剂、固化剂和无机填料。本发明使用聚合物空心微球作为防水缓冲胶层的结构单元，不使用偶氮类化学发泡剂，气体在胶层中分布均匀，厚度能做到只有83‑150μm；本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防尘密封性能和粘贴性能好，具有优越的耐冲击性，较好的冲击吸收性和回弹性，防水等级能达到IPX7级标准；本发明使用的涂布工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。

Description

一种超薄防水缓冲胶带及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶带技术领域，具体涉及一种超薄防水缓冲胶带及其制备方法。

背景技术

缓冲胶带是一种具有弹性、能够在受到外力冲击时起到缓冲减震作用的胶带，通常是由PE、EVA、PU等材料经化学方式发泡成泡棉，然后两面涂上丙烯酸压敏胶制成。泡棉胶带具有减震、密封、防水、防尘、吸音、绝缘、防滑等作用，可广泛应用于电子电器产品、手机配件、汽车配件、仪器仪表、影音器材、玩具等领域。由于泡棉胶带的应用广泛性，因此提到缓冲胶带，一般都会等同认为是泡棉胶带。

在电子产品的缓冲减震方面，特别是电子显示屏、手机屏幕底部的减震，需要高发泡倍率、高柔软弹性、缓冲性极好的超薄缓冲减震材料，来消除触控模组之间因段差而产生的牛顿环，同时起到防水、密封等作用。由于人们对超薄手机及柔性显示装置技术的不断追求，目前对防水缓冲胶带的厚度提出更薄的要求。

现有技术中，泡棉胶带大多利用偶氮类化学发泡剂在高温条件下分解发泡的性能，制成在PE、EVA、PU材料中的闭孔结构，因而具有防水缓冲性能，但是其厚度却远远达不到现有的要求。受限于加工工艺精度的极限，现阶段最薄的泡棉型胶带只能做到100-150μm，且价格昂贵，比如日本积水的5220、日东的571系列超薄PE泡棉胶带，还有市面上最新出现的用聚氨酯材料做的超薄PU泡棉胶带，都没有做到100μm以下的。

目前也有部分技术中利用玻璃微球做填充物，但是得到的缓冲胶带的弹性较差，缓冲减震性能不够，另外，其厚度也无法做到100μm以下。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种超薄防水缓冲胶带，具有良好的缓冲减震性能，能够根据需要制备成各种厚度，特别是其厚度能做到100μm以下，满足现有需求。

本发明的目的之二在于提供一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。

本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种超薄防水缓冲胶带，包括依次设置的基材膜、防水缓冲胶层、压敏胶层和离型膜，所述防水缓冲胶层包括以下重量份的原料：

本发明通过使用聚合物空心微球作为缓冲胶带的结构单元，不需要使用偶氮类化学发泡剂，气体在胶层中分布均匀，可以制得超薄的缓冲胶带，其厚度能做到只有83-150μm。

本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防尘密封性能和粘贴性能好，具有优越的耐冲击性，较好的冲击吸收性和回弹性，其防水等级能达到IPX7级标准，可以满足不同类型电子产品防水部件的要求。

优选的，述基材膜为PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PVC膜和PU膜中的一种；所述离型膜为PET膜或PP膜。

所述基材膜的表面做电晕处理，所述离型膜的表面做离型处理。

优选的，所述压敏胶层为丙烯酸酯压敏胶层、聚氨酯压敏胶层、硅胶压敏胶层和橡胶型压敏胶层中的一种或几种。

本发明通过使用丙烯酸酯压敏胶、聚氨酯压敏胶、硅胶压敏胶和橡胶型压敏胶制作压敏胶层，使得压敏胶层具有更薄的厚度的前提下压敏胶层的剥离力 (胶粘带与被粘表面加压粘贴后所表现的剥离力)<胶粘剂的内聚力(压敏胶分子之间的作用力)<胶粘剂的粘基力(胶粘剂与基材之间的附着力)，保证本发明的压敏胶层在使用过程中不会有脱胶等现象的发生。本发明中使用的压敏胶可以选择溶剂性压敏胶或水性压敏胶，可以根据需要同时设置几种不同种类的压敏胶层，本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防尘密封性能和粘贴性能好，具有优越的耐冲击性，较好的冲击吸收性和回弹性。

优选的，所述压敏胶为丙烯酸酯压敏胶、聚氨酯压敏胶、硅胶压敏胶和橡胶型压敏胶中的任意一种。

本发明使用压敏胶作为防水缓冲胶层的主体高分子材料，对原料中的聚合物空心微球和无机填料起到包覆容纳的作用，可以有效地把聚合物空心微球和无机填料通过粘性结合起来，本发明选择的压敏胶是溶剂性压敏胶和/或水性压敏胶，胶料来源广泛，通用性强，生产工艺简单，可以根据胶料不同，制得具有不同性能的防水缓冲胶层。

优选的，所述聚合物空心微球为核壳结构，所述核壳结构的外壳为热塑性聚合物，所述核壳结构的内核为气体，所述聚合物空心微球表面附着有无机粉，所述聚合物空心微球的外壳厚度为2-15μm，所述聚合物空心微球的粒径为 10-40μm。

本发明选择的聚合物空心微球，是一种高分子树脂材料里面包裹气体的微球，其表面附着有无机粉，所述无机粉一般为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等，对所述聚合物空心微球起到重量支撑的作用，更为优选的，本发明的聚合物空心微球为具有核壳结构的已发泡膨胀的热膨胀微球，这种已发泡的热膨胀微球里面充满了发泡后的气体，密度低，有弹性，具有抗压、缓冲减震的作用，优选的，所述聚合物空心微球的外壳为热塑性聚合物，内核为气体，所述聚合物空心微球的外壳厚度为2-15μm；更为优选的，本发明的聚合物空心微球的外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为烷烃类气体，所述聚合物空心微球的外壳厚度为2-10μm。本发明通过采用所述聚合物空心微球，其粒径较小，因此可以实现缓冲胶带厚度的大幅度降低，本发明使用聚合物空心微球作为缓冲胶带的结构单元，不使用偶氮类化学发泡剂，气体在胶层中分布均匀，可以制得超薄的缓冲胶带，厚度能做到只有83-150μm。更为优选的，粒径为25-30μm。

优选的，所述表面改性剂为硅烷偶联剂和/或分散剂。

本发明再通过硅烷偶联剂的配伍添加使聚合物空心微球以及填料和压敏胶更好的结合，硅烷偶联剂在两者直接起到桥梁的作用，使制得的防水缓冲胶层具有更好的防水缓冲效果；本发明通过使用分散剂将聚合物空心微球以及填料更好的分散在压敏胶中，使其均匀填充在防水缓冲胶层中，使制得的防水缓冲胶层具有更好的防水缓冲效果。更为优选的，所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的一种或几种。所述的分散剂为有机硅类分散剂、丙烯酸酯型分散剂、聚氨酯型分散剂和酰胺类分散剂中的一种或几种。

优选的，所述固化剂为异氰酸酯型固化剂、环氧型固化剂、氮丙啶类固化剂和氨类固化剂中的一种或几种。

本发明通过选用以上固化剂，促进压敏胶的固化，使制得的防水缓冲胶层具有更好的防水缓冲效果，本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防水等级能达到 IPX7级标准，可以满足不同类型电子产品防水部件的要求。更为优选的，本发明的固化剂由异氰酸酯型固化剂和环氧型固化剂按照质量比1:1-3复配而成。

优选的，所述填料为无机填料，所述无机填料为玻纤粉、石英砂、气相二氧化硅、石墨、碳酸钙、蒙脱土和无机颜料的一种或几种。

本发明通过采用以上无机填料，起到着色、补强、降低成本的作用，起到更为优选的，所述无机填料为玻纤粉、石英砂、碳酸钙、蒙脱土和无机颜料按照质量比为0.5-1:-2:2-3:0.8-1.5:1复配而成。

优选的，所述基材膜的厚度为6-100μm；所述防水缓冲胶层的厚度为 50-150μm；所述压敏胶层的厚度为2-20μm；所述离型膜的膜厚为25-100μm。

本发明使用聚合物空心微球作为缓冲胶带的结构单元，不使用偶氮类化学发泡剂，气体在胶层中分布均匀，可以制得各种厚度的缓冲胶带，更为优选的其厚度能做到只有83-150μm，特别是可以满足现有需求，制得厚度为100μm以下的超薄防水缓冲胶带。

本发明的目的之二通过下述技术方案实现：一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将所述防水缓冲胶层包括的原料在溶剂中混合后搅拌均匀，过滤得到防水缓冲胶水；

(2)、将所述步骤(1)中的防水缓冲胶水涂覆于基材膜，然后在50-120 ℃温度下烘干，烘干时间为1-10min，得到涂覆有防水缓冲胶层的基材膜；

(3)、将压敏胶水涂覆于离型膜，在50-150℃温度下烘干，烘干时间为 1-5min，得到涂覆有压敏胶层的离型膜；

(4)、将所述步骤(3)得到的涂覆有压敏胶层的离型膜转移贴合在所述步骤(2)中得到的涂覆有防水缓冲胶层的基材膜，将防水缓冲胶层和压敏胶层贴合，得到贴合好的胶带；

(5)、将所述步骤(4)的贴合好的胶带在40-80℃条件下熟化1-4天，制得所述的超薄防水缓冲胶带。

本发明的步骤(1)中，溶剂性压敏胶采用的溶剂为乙酯、甲苯、二甲苯和二甲基亚砜中的一种或几种，水性压敏胶采用的溶剂为水，搅拌速度为 500-2000rpm，搅拌时间为10-40min，过滤孔径为75-150目，步骤(2)中，用刮刀式或挤出式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上；步骤(3)中，用刮刀式或微凹式涂布机将压敏胶水涂在离型膜的离型面上。本发明使用的涂布工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。

本发明的有益效果在于：本发明的超薄防水缓冲胶带，解决了现有技术中使用化学发泡剂或机械发泡方式制成的泡棉胶带，由于工艺精度原因，无法实现厚度低于100～150μm的泡棉层；使用玻璃微球做填充物，弹性较差，缓冲减震性能不够，同样也不能做到超薄的缓冲层的问题。

具体具有以下有益效果：

1)本发明使用聚合物空心微球作为防水缓冲胶层的结构单元，这种具有核壳结构的聚合物空心微球，其外壳内部空间充满了发泡后的气体，密度低，有弹性，具有抗压、缓冲减震的作用，气体在胶层中分布均匀，不使用偶氮类化学发泡剂，可以制得本发明的超薄的缓冲胶带，厚度能做到只有83-150μm；

2)本发明使用压敏胶作为防水缓冲胶层的主体高分子材料，胶料来源广泛，通用性强，生产工艺简单，可以根据胶料不同，制得具有不同性能的防水缓冲胶带；

3)本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防尘密封性能和粘贴性能好，具有优越的耐冲击性，较好的冲击吸收性和回弹性；

4)本发明制备的超薄防水缓冲胶带，防水等级能达到IPX7级标准，可以满足不同类型电子产品防水部件的要求；

5)本发明使用的涂布工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中：1、离型膜；2、压敏胶层；3、防水缓冲胶层；4、基材膜。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种超薄防水缓冲胶带，包括依次设置的基材膜4、防水缓冲胶层3、压敏胶层2和离型膜1。

实施例2

一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、配制防水缓冲胶水：在搅拌桶中加入100kg丙烯酸酯压敏胶、10kg 聚合物空心微球、0.3kg丙烯酸酯型分散剂、2kg炭黑、0.2kg异氰酸酯固化剂、 25kg乙酯，在高速搅拌机下以1000rpm的速度搅拌30min，再用100目滤布过滤，得到防水缓冲胶水。

(2)、涂布防水缓冲胶层：用刮刀式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上，在70℃条件下烘干，烘干时间为5min，胶层厚度为100μm。

(3)、涂布压敏胶层：用微凹式涂布机将丙烯酸酯压敏胶涂在离型膜的离型面上，在80℃条件下烘干，烘干时间为2min，胶层厚度为5μm，然后转移贴合在步骤(2)卷料的防水胶层面上。

(4)、将贴合好的胶带进行收卷，然后在60℃条件下熟化3天。

实施例3

一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、配制防水缓冲胶水：在搅拌桶中加入100kg聚氨酯压敏胶、15kg 聚合物空心微球、0.5kg聚氨酯型分散剂、1kg钛白粉、1kg碳酸钙、0.2kg异氰酸酯固化剂、28kg乙酯，在高速搅拌机下以1200rpm的速度搅拌35min，再用125目滤布过滤，得到防水缓冲胶水。

(2)、涂布防水缓冲胶层：用刮刀式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上，在72℃条件下烘干，烘干时间为5min，胶层厚度为90μm。

(3)、涂布压敏胶层：用微凹式涂布机将丙烯酸酯压敏胶涂在离型膜的离型面上，在75℃条件下烘干，烘干时间为3min，胶层厚度为10μm，然后转移贴合在步骤(2)卷料的防水胶层面上。

(4)、将贴合好的胶带进行收卷，然后在55℃条件下熟化4天。

实施例4

一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、配制防水缓冲胶水：在搅拌桶中加入100kg橡胶压敏胶、20kg聚合物空心微球、0.8kg超分散剂、0.3kg硅烷偶联剂、0.1kg导电碳纳米管、5kg 导电石墨、0.2kg异氰酸酯固化剂、30kg甲苯，在高速搅拌机下以1500rpm的速度搅拌40min，再用150目滤布过滤，得到防水缓冲胶水。

(2)、涂布防水缓冲胶层：用刮刀式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上，在65℃条件下烘干，烘干时间为5min，胶层厚度为85μm。

(3)、涂布压敏胶层：用微凹式涂布机将橡胶压敏胶涂在离型膜的离型面上，在80℃条件下烘干，烘干时间为3min，胶层厚度为12μm，然后转移贴合在步骤(2)卷料的防水胶层面上。

(4)、将贴合好的胶带进行收卷，然后在50℃条件下熟化2天。

实施例5

一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、配制防水缓冲胶水：在搅拌桶中加入100kg聚氨酯压敏胶、5kg聚合物空心微球、0.01kg硅烷偶联剂、0.2kg钛白粉、5kg石墨、30kg钛白粉、 15kg炭黑、28kg甲苯，在高速搅拌机下以500rpm的速度搅拌40min，再用150 目滤布过滤，得到防水缓冲胶水。

(2)、涂布防水缓冲胶层：用刮刀式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上，在120℃条件下烘干，烘干时间为1min，胶层厚度为90μm。

(3)、涂布压敏胶层：用微凹式涂布机将丙烯酸酯压敏胶涂在离型膜的离型面上，在120℃条件下烘干，烘干时间为1min，胶层厚度为10μm，然后转移贴合在步骤(2)卷料的防水胶层面上。

(4)、将贴合好的胶带进行收卷，然后在40℃条件下熟化4天。

实施例6

一种超薄防水缓冲胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)、配制防水缓冲胶水：在搅拌桶中加入100kg橡胶压敏胶、40kg聚合物空心微球、1.5kg酰胺类分散剂、1kg硅烷偶联剂、0.5kg丙烯酸酯型分散剂、 0.2kg钛白粉、0.2kg碳酸钙、0.1kg导热填料、5kg异氰酸酯固化剂、100kg 乙酯，在高速搅拌机下以2000rpm的速度搅拌10min，再用50目滤布过滤，得到防水缓冲胶水。

(2)、涂布防水缓冲胶层：用刮刀式涂布机将防水缓冲胶水涂在基材膜电晕面上，在50℃条件下烘干，烘干时间为10min，胶层厚度为85μm。

(3)、涂布压敏胶层：用微凹式涂布机将橡胶压敏胶涂在离型膜的离型面上，在50℃条件下烘干，烘干时间为5min，胶层厚度为12μm，然后转移贴合在步骤(2)卷料的防水胶层面上。

(4)、将贴合好的胶带进行收卷，然后在80℃条件下熟化1天。

下表为实施例2-6制备的超薄防水缓冲胶带与常规PE泡棉胶带(积水5220) 的性能对比：

从上表结果来看，实施例2-6制备的超薄防水缓冲胶带比PE泡棉胶带要薄许多，力学性能却大大优于PE泡棉胶带，具体的，实施例2-6制备的超薄防水缓冲胶带的防水等级都达到IPX7级，缓冲压力也优于PE泡棉胶带。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超薄防水缓冲胶带，其特征在于：包括依次设置的基材膜、防水缓冲胶层、压敏胶层和离型膜，所述防水缓冲胶层包括以下重量份的原料：

所述表面改性剂为硅烷偶联剂和/或分散剂；

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的一种或几种；所述的分散剂为有机硅类分散剂、丙烯酸酯型分散剂、聚氨酯型分散剂和酰胺类分散剂中的一种或几种；

所述聚合物空心微球为核壳结构，所述核壳结构的外壳为热塑性聚合物，所述核壳结构的内核为气体，所述聚合物空心微球表面附着有无机粉，所述聚合物空心微球的外壳厚度为2-15μm，所述聚合物空心微球的粒径为10-40μm；

所述固化剂由异氰酸酯型固化剂和环氧型固化剂按照质量比1:1-3复配而成；

所述填料为无机填料，所述无机填料为玻纤粉、石英砂、气相二氧化硅、石墨、碳酸钙、蒙脱土和无机颜料的一种或几种；

所述基材膜的厚度为6-100μm；所述防水缓冲胶层的厚度为50-150μm；所述压敏胶层的厚度为2-20μm；所述离型膜的膜厚为25-100μm。

2.根据权利要求1所述的超薄防水缓冲胶带，其特征在于：所述基材膜为PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PVC膜和PU膜中的一种；所述离型膜为PET膜或PP膜。

3.根据权利要求1所述的超薄防水缓冲胶带，其特征在于：所述压敏胶层为丙烯酸酯压敏胶层、聚氨酯压敏胶层、硅胶压敏胶层和橡胶型压敏胶层中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的超薄防水缓冲胶带，其特征在于：所述压敏胶为丙烯酸酯压敏胶、聚氨酯压敏胶、硅胶压敏胶和橡胶型压敏胶中的任意一种。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的超薄防水缓冲胶带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将所述防水缓冲胶层包括的原料在溶剂中混合后搅拌均匀，过滤得到防水缓冲胶水；

(2)、将所述步骤(1)中的防水缓冲胶水涂覆于基材膜，然后在50-120℃温度下烘干，得到涂覆有防水缓冲胶层的基材膜；

(3)、将压敏胶水涂覆于离型膜，在50-150℃温度下烘干，得到涂覆有压敏胶层的离型膜；

(4)、将所述步骤(3)得到的涂覆有压敏胶层的离型膜转移贴合在所述步骤(2)中得到的涂覆有防水缓冲胶层的基材膜，将防水缓冲胶层和压敏胶层贴合，得到贴合好的胶带；

(5)、将所述步骤(4)的贴合好的胶带在40-80℃条件下熟化1-4天，制得所述超薄防水缓冲胶带。

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