CN108300405B - 一种无基材反应型纤维导电热熔胶带及其用胶水和制备方法 - Google Patents

一种无基材反应型纤维导电热熔胶带及其用胶水和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无基材反应型纤维导电热熔胶带及其用胶水和制备方法，由热塑性聚氨酯、松香甘油酯和聚酯树脂预先溶解在溶剂中，然后将前述溶解完全的三种溶液混匀，加入导电纤维、封闭型固化剂、流平剂、分散剂、热氧化稳定剂、消泡剂、增塑剂，搅拌均匀即得到无基材反应型纤维导电热熔胶水，将该胶水涂布在基材上，加热烘干后收卷即得到无基材反应型纤维导电热熔胶带。该导电型热熔胶解决了常规热熔胶不能导电的问题，同时具备良好的粘接性能和导电性能，适用于电子产品中特殊部件的粘接及导电。

Description

一种无基材反应型纤维导电热熔胶带及其用胶水和制备方法
技术领域
本发明公开了一种无基材反应型纤维导电热熔胶带及其用胶水和制备方法，属于压敏胶领域。
背景技术
传统热熔胶由于自身的热塑性受热易蠕变，耐热性有限，耐溶剂性和耐药品性不够理想。受反应型胶粘剂的启发，向热塑性聚氨酯分子中引入可反应的活性基团，用其组成的热熔胶在涂敷于被粘体后，通过活性基团反应使之交联，从而提高了粘接强度、耐热性、耐溶剂性、耐药品性以及耐蠕变性等特性。热熔型聚氨酯胶粘剂是一种无溶剂型聚氨酯胶粘剂，其室温下为固体，加热熔融施胶，胶层冷却固化，产生初歩的粘结强度，有反应性的官能团反应固化，生成交联网状结构，从而进一歩提高了热熔胶的粘结性能。
热熔胶是一类无溶剂、无污染的环保型胶粘剂，越来越受到人们的青睐，已广泛用于制鞋、包装、木材加工、汽车、轻纺、机电、航天航空等工业部门中。
常规热熔胶仅具备粘接性能，使用时只要放置于被粘物表面上，位置固定后，再加热加压，即可实现粘接性能，但该类型热熔胶仅适用于常规物件的粘接，现在随着电子产品的发展，对热熔胶功能的需求也越来越多。
导电型热熔胶应当代产品需求而出现在市场上，现有导电型热熔胶是通过向热熔胶水中添加导电金属材料来实现导电性能，这些金属材料易氧化且价格昂贵，添加到胶水体系之前要进行研磨，而且由于这些导电金属材料密度较大，在分散时往往会产生沉淀，分散效果不佳，导电性能随之下降，导电率低。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种无基材反应型纤维导电热熔胶带的配方，该无基材反应型纤维导电热熔胶带热压温度在100~140 ℃范围内；方阻在0.1~100Ω/□范围内。
本发明公开的无基材反应型纤维导电热熔胶水由以下材料组成。
热塑性聚氨酯15~30份、松香甘油酯15~35份、聚酯树脂1~30份、导电纤维0.5~1.5份、封闭型固化剂1.5~4份、流平剂0.25~0.4份、分散剂0.1~1份、热氧化稳定剂0.15~0.3份、消泡剂0.1~0.35份、增塑剂1~2.5份、溶剂60~75份。
所述热塑性聚氨酯为聚酯类热塑性聚氨酯，抗张强度20~40 MPa；断裂伸长率250~550 %；软化点温度70~140 ℃。
作为本技术方案的优选，所述热塑性聚氨酯包含有羟基、羧基、胺基三类活性基团中的任意一种或多种。
所述松香甘油酯软化点温度在80~160 ℃。
所述聚酯树脂分子量在6000~40000；软化点温度范围在15~80 ℃，聚酯树脂分子为直线型或支链型。
所述导电纤维直径为4.5~10 μm；导电纤维长度为150~400 μm。
作为本技术方案的优选，所述导电纤维易添加、易分散、颜色浅。
所述封闭型固化剂异氰酸酯含量在6~12 %。
作为本技术方案的优选，所述封闭型固化剂为亚硫酸氢钠封端或氮吡啶封端的异氰酸酯，80 ℃高温以上解封后有效，低温不会固化。
所述流平剂选用适用于聚氨酯体系的高效有机硅流平剂。
作为本技术方案的优选，所述流平剂为聚醚改性有机硅，环保无污染，具有较低的表面张力和防缩孔能力能很好的润湿底材，防止缩孔和橘皮现象。
所述消泡剂选用适用于聚氨酯体系的高效有机硅消泡剂，由破泡聚合物和硅氧烷溶液组成。
作为本技术方案的优选，所述消泡剂无色有芳香味，不易挥发。
所述增塑剂选用适用于聚氨酯体系的耐低温环氧类增塑剂。
作为本技术方案的优选，所述增塑剂具有低挥发性、稳定性。
所述溶剂为醋酸乙酯、丙酮、丁酮、环己酮溶剂中至少一种。
本技术方案还公开了无基材反应型纤维导电热熔胶水的制备方法，包括下述步骤。
（1）混料：在搅拌速率为100~350 rmp的条件下，将热塑性聚氨酯溶解在55~70 %的溶剂中，松香甘油酯溶解在15~30 %的溶剂中，聚酯树脂溶解在剩余的溶剂中。待前述三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、氧化稳定剂、封闭型固化剂；
（2）脱泡：使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
本发明还公开了使用上述无基材反应型纤维导电热熔胶水制备的无基材反应型纤维导电热熔胶带的方法：采用逗号刮刀涂布、狭缝挤出涂布或流延涂布中的任意一种方式进行涂布，涂布在双面离型纸或双面离型膜上，刮涂厚度控制在35~400 μm范围内，经烘箱烘干、分切，即得到一种无基材反应型纤维导电热熔胶带。
作为技术方案的优选，涂布机速控制在5~50 m/min；加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80 ℃；第三节烘箱加热温度为85~100℃；第四节烘箱加热温度为110~120 ℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃；采用直接收卷的方式，室温保存及运输。
本技术方案的优点：本发明公开的胶带使用导电纤维进行导电，不仅具有很好的导电性能，方阻在0.1~100 Ω/□范围内，同时分散效果也好；粘接强度高，剥离强度可达8N/mm²，对于90°及180°折角的特殊位置粘接效果好；加热时不发生胶体流动现象，不溢胶；模切和施胶过程较容易，不会出现拉丝现象；室温储运条件即可，符合现代电子产品的需求。
具体实施例
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1。
选用软化点温度70 ℃、抗张强度20 MPa、断裂伸长率380 %的热塑性聚氨酯15份；软化点温度80 ℃的松香甘油酯25份；软化点温度45 ℃的聚酯树脂1份；丁酮40份和醋酸乙酯20份作为混合溶剂；直径为8 μm、长度为400 μm的导电纤维0.5份；封闭型固化剂2份；润湿流平剂0.25份；分散剂0.1份、热氧化稳定剂0.2份、消泡剂0.15份、增塑剂1份。
将热塑性聚氨酯、松香甘油酯和聚酯树脂分别溶解在55%、15%和30%的溶剂中，待这三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、氧化稳定剂、封闭型固化剂。
使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
涂布时使用逗号刮刀涂布，狭缝间隙设置80 μm，双面离型膜为基材，厚度50 μm，涂布面离型力20-35 gf/inch，非涂布面离型力8-15 gf/inch，涂布机速控制在50 m/min。加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80 ℃；第三节烘箱加热温度为85~100 ℃；第四节烘箱加热温度为110~120 ℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃。出烘道后采用直接收卷的方式，裁切为300 mm幅宽的成品胶带。
贴合时，热压温度设定110 ℃，压强2 bar，时间20 s，被贴物为铝板，剥离强度可达1 N/mm²，方阻为0.1 Ω/□。
实施例2。
选用软化点温度120 ℃、抗张强度30 MPa、断裂伸长率290 %的热塑性聚氨酯30份；软化点温度160 ℃的松香甘油酯30份；软化点温度80 ℃的聚酯树脂25份；环己酮40份和丙酮20份作为混合溶剂；直径为9 μm、长度为340 μm的导电纤维1.5份；封闭型固化剂3份；润湿流平剂0.35份；分散剂0.8份；热氧化稳定剂0.25份；消泡剂0.3份；增塑剂2.5份。
将热塑性聚氨酯、松香甘油酯和聚酯树脂分别溶解在70%、20%和10%的溶剂中，待这三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、氧化稳定剂、封闭型固化剂。
使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
涂布时使用狭缝挤出涂布，狭缝间隙设置370 μm，双面离型膜为基材，厚度60 μm，涂布机速控制在35 m/min。加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80 ℃；第三节烘箱加热温度为85~100 ℃；第四节烘箱加热温度为110~120℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃。出烘道后采用直接收卷的方式，裁切为300 mm幅宽的成品胶带。
贴合时，热压温度设定100 ℃，压强2 bar，时间25 s，被贴物为铝板，剥离强度可达2 N/mm²，方阻为20 Ω/□。
实施例3。
选用软化点温度140 ℃、抗张强度40 MPa、断裂伸长率550 %的热塑性聚氨酯28份；软化点温度135 ℃的松香甘油酯35份；软化点温度65 ℃的聚酯树脂30份；丙酮38份和醋酸乙酯35份作为混合溶剂；直径为10 μm，长度为150 μm的导电纤维1.2份，封闭型固化剂4份；润湿流平剂0.4份；分散剂1份、热氧化稳定剂0.3份、消泡剂0.35份、增塑剂2份。
将热塑性聚氨酯、松香甘油酯和聚酯树脂分别溶解在60%、25%和15%的溶剂中，待这三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、氧化稳定剂、封闭型固化剂。
使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
涂布时使用流延涂布，狭缝间隙设置480 μm，双面离型纸为基材，厚度50 μm，涂布面离型力25-30 gf/inch，非涂布面离型力5-10g f/inch，涂布机速控制在20 m/min。加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80℃；第三节烘箱加热温度为85~100 ℃；第四节烘箱加热温度为110~120℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃。出烘道后采用直接收卷的方式，裁切为300 mm幅宽的成品胶带。
贴合时，热压温度设定130 ℃，压强4 bar，时间35 s，被贴物为铝板，剥离强度可达4 N/mm²，方阻为17 Ω/□。
实施例4。
选用软化点温度100 ℃、抗张强度25 MPa、断裂伸长率420 %的热塑性聚氨酯25份；软化点温度125 ℃的松香甘油酯26份；软化点温度50 ℃的聚酯树脂20份；丙酮73份作为溶剂；直径为4.5 μm，长度为200 μm的导电纤维1份，封闭型固化剂2.3份；润湿流平剂0.28份；分散剂0.45份、热氧化稳定剂0.22份、消泡剂0.16份、增塑剂1.8份。
将热塑性聚氨酯、松香甘油酯和聚酯树脂分别溶解在60%、25%和15%的溶剂中，待这三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、氧化稳定剂、封闭型固化剂。
使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
涂布时使用逗号刮刀涂布，狭缝间隙设置45 μm，双面离型纸为基材，厚度75 μm，涂布面离型力20-38 gf/inch，非涂布面离型力7-14g f/inch，涂布机速控制在25 m/min。加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80℃；第三节烘箱加热温度为85~100 ℃；第四节烘箱加热温度为110~120 ℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃。出烘道后采用直接收卷的方式，裁切为300 mm幅宽的成品胶带。
贴合时，热压温度设定125 ℃，压强2.5 bar，时间30 s，被贴物为铝板，剥离强度可达2.5 N/mm²，方阻为9 Ω/□。

Claims (5)

1.一种无基材反应型纤维导电热熔胶水，由以下材料组成：
热塑性聚氨酯15~30份、松香甘油酯15~35份、聚酯树脂1~30份、导电纤维0.5~1.5份、封闭型固化剂1.5~4份、流平剂0.25~0.4份、分散剂0.1~1份、热氧化稳定剂0.15~0.3份、消泡剂0.1~0.35份、增塑剂1~2.5份、溶剂60~75份；
所述热塑性聚氨酯为聚酯类热塑性聚氨酯，抗张强度20~40 MPa；断裂伸长率250~550%；软化点温度70~140 ℃；
所述松香甘油酯软化点温度在80~160 ℃；
所述聚酯树脂分子量在6000~40000；软化点温度范围在15~80 ℃，聚酯树脂分子为直线型或支链型；
所述导电纤维直径为4.5~10 μm；导电纤维长度为150~400 μm；
所述封闭型固化剂中异氰酸酯含量在6~12 %；
所述流平剂选用适用于聚氨酯体系的高效有机硅流平剂；
所述消泡剂选用适用于聚氨酯体系的高效有机硅消泡剂，由破泡聚合物和硅氧烷溶液组成；
所述增塑剂选用适用于聚氨酯体系的耐低温环氧类增塑剂；
所述溶剂为醋酸乙酯、丙酮、丁酮、环己酮溶剂中至少一种。
2.如权利要求1所述的一种无基材反应型纤维导电热熔胶水的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）混料：在搅拌速率为100~350 rpm的条件下，将热塑性聚氨酯溶解在55~70 %的溶剂中，松香甘油酯溶解在15~30 %的溶剂中，聚酯树脂溶解在剩余的溶剂中； 待前述三者完全溶解后混合均匀，依次加入分散剂、导电纤维、增塑剂、消泡剂、流平剂、热氧化稳定剂、封闭型固化剂；
（2）脱泡：使用真空搅拌脱泡机对步骤（1）中的混合物进行脱泡处理，设置真空度为-0.060±0.010 MPa，搅拌速率15~50 rpm，待无气泡后即获得无基材反应型纤维导电热熔胶带用胶水。
3.一种使用如权利要求1所述的一种无基材反应型纤维导电热熔胶水制备无基材反应型纤维导电热熔胶带的方法，其特征在于：采用逗号刮刀涂布、狭缝挤出涂布或流延涂布中的任意一种方式进行涂布，将所述胶水涂布在双面离型纸或双面离型膜上，刮涂厚度控制在35~400 μm范围内，经烘箱烘干、分切，即得到一种无基材反应型纤维导电热熔胶带。
4.根据权利要求3所述的一种无基材反应型纤维导电热熔胶带的制备方法，其特征在于：涂布机速控制在5~50 m/min；加热烘箱共七节，第一节烘箱加热温度为50~60 ℃；第二节烘箱加热温度为65~80 ℃；第三节烘箱加热温度为85~100 ℃；第四节烘箱加热温度为110~120 ℃；第五节烘箱加热温度为110~120 ℃；第六节烘箱加热温度为90~105 ℃；第七节烘箱加热温度为75~85 ℃；采用直接收卷的方式，室温保存及运输。
5.根据权利要求3所述的一种无基材反应型纤维导电热熔胶带的制备方法，其特征在于：所制备的无基材反应型纤维导电热熔胶带热压温度在100~140 ℃范围内，方阻在0.1~100Ω/□范围内。
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