CN109679544A - 一种环保型胶黏剂及制备方法与环保型胶带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型胶黏剂及制备方法与环保型胶带，胶黏剂的质量份配比为：橡胶弹性体20～40份，增粘剂15～30份，增塑剂35～70份，抗氧化剂3～5份，导热剂3～5份，橡胶弹性体为苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯共聚物SIS，增粘剂为松香增粘树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或两种，二者的质量百分比为1∶1～2，增塑剂为石油树脂、环烷油中一种或两种，二者的质量百分比为1∶2～3。胶黏剂的制备工艺简单，便于工业化生产；该方胶黏剂制备的双面胶带具有优良的力学性能和导热性能，且该胶黏剂中不含有机溶剂，降低了原材料的投入成本，符合绿色环保要求。

Description

一种环保型胶黏剂及制备方法与环保型胶带
技术领域
本发明属于热熔压敏胶及其制备技术领域，具体设计一种环保型胶黏剂及制备方法与环保型胶带。
背景技术
双面胶带是以纸、布、塑料薄膜为基材，再把弹性体型压敏胶或树脂型压敏胶均匀涂布在上述基材上制成的卷状胶粘带。现有技术中的双面胶带中的胶黏层多为溶剂型胶黏剂，对环境污染严重，且对泡沫、泡棉、海绵，尤其是用于家电行业的PE、PU类等的开孔海绵的粘结效果不好；另外双面胶是高分子材料，热传导率很低，对于一些需要及时散热的物品来说，双面胶会阻碍被粘结物品向外散热的效率。一般的解决办法是：1)尽量减小双面胶的厚度以降低热阻，但同时也降低了胶带的粘接性能，并且对热阻的降低十分有限；2)采用导热型双面压敏胶，传统的导热双面压敏胶使用玻璃纤维布、塑料、纸张、无纺布等作为基材，氧化铝等金属氧化物为导热物质掺杂到胶粘剂中，由于氧化铝在胶黏剂中分布不均致使压敏胶的热导率不高，散热效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种环保型胶黏剂，该胶黏剂的成分配比中不含有机溶剂，一方面减少了原材料费用中的溶剂成本，另一方面保证了胶黏剂的环保性，且胶黏剂的导热性能优良，该胶黏剂对聚氨酯泡棉、海绵、泡沫等具有较好的粘结效果，该胶黏剂制备工艺简单，便于工业化生产和应用实施。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种环保型胶黏剂，所述胶黏剂的质量份配比为：橡胶弹性体20～40份，增粘剂15～30份，增塑剂35～70份，抗氧化剂3～5份，导热剂3～5份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS，所述增粘剂为松香增粘树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或两种，二者的质量百分比为1∶1～2，所述增塑剂为石油树脂、环烷油中一种或两种，二者的质量百分比为1∶2～3。
该胶黏剂的成分配比中不含有机溶剂，一方面减少了原材料费用中的溶剂成本，另一方面保证了胶黏剂的环保性，且胶黏剂的导热性能优良。
优选地，所述导热剂为石墨与石墨烯的混合物或石墨与六方氮化硼的混合物，其中石墨与石墨烯的质量百分比、石墨与六方氮化硼的质量百分比均为1∶0.5～1，导热剂的粒径小于100nm。导热剂为导热性能良好的石墨与石墨烯混合物、或石墨与六方氮化硼的混合物，且导热剂的粒径小于100nm，使导热剂在胶黏剂中易于分散，保证了胶黏剂的导热性能。
优选地，所述导热剂为氧化铝、氧化镁或氧化锌中的一种，导热剂的粒径小于100nm。导热剂为导热性能良好的氧化铝、氧化镁或氧化锌中的一种，且导热剂的粒径小于100nm，使导热剂在胶黏剂中易于分散，保证了胶黏剂的导热性能，且导热剂成本低廉，胶黏剂的白度易于调节。
优选地，所述抗氧化剂为三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚混合物、4,4'-二辛基二苯胺与N-N-苯基对苯二胺混合物或4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚中的一种，其中三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚的质量百分比、4,4'-二辛基二苯胺与N-N-苯基对苯二胺的质量百分比均为1∶1。抗氧剂均为环保性抗氧剂，使胶黏剂具有优良的防老化性能，且符合绿色环保要求。
优选地，所述胶黏剂还包括3～5份的分散剂，所述分散剂为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为200～400。聚乙二醇具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电性及柔软性，与有机组分具有很好的相容性，有效的保证了胶黏剂中各组分，尤其是导热剂的分散均匀性，使胶黏剂均一稳定。
为了便于该胶黏剂的生产实施，现提出一种上述环保型胶黏剂的制备工艺，包括如下步骤：
S1：按照上述的质量百分比将导热剂原材料置于研磨机中，研磨30～60min，将研磨后的导热剂粉体过筛，得粒径小于100nm的导热剂粉体；
S2：按照上述的质量份配比在反应釜中投入增塑剂、抗氧化剂和导热剂，搅拌升温至145～150℃，并保持30～40min，得混合液；
S3：按照上述的质量份配比向步骤S2的混合液中加入分散剂，保持145～150℃，搅拌20～30min；
S4：按照上述的质量份配比向步骤S3的混合液中加入增粘剂，保持145～150℃，搅拌30～60min；
S5：按照上述的质量份配比向步骤S4的混合液中加入橡胶弹性体，保持145～150℃，搅拌10h，趁热出料，得胶黏剂成品。
该胶黏剂制备工艺简单，便于工业化生产实施。
为了便于该胶黏剂的应用，现提出一种环保型双面胶带，所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为上述方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型纸或离型膜。
优选地，所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层一侧或两侧的边缘延伸至基材层外部3～5mm。
优选地，所述离型层延伸至基材层外部的边缘上设有垂直于基材层的撕断口，离型层两边的撕断口相互对应。
优选地，所述第一粘结层和第二粘结层厚度为30～40μm，所述基材层厚度为30～40μm，离型层厚度为10～20μm。
该双面胶带结构简单，便于工业化生产，即便于该胶黏剂的应用实施。
本发明的优点和有益效果在于：
1、该胶黏剂的成分配比中不含有机溶剂，一方面减少了原材料费用中的溶剂成本，另一方面保证了胶黏剂的环保性，且胶黏剂的导热性能优良，该胶黏剂对聚氨酯泡棉、海绵、泡沫等具有较好的粘结效果，该胶黏剂制备工艺简单，便于工业化生产和应用实施。
2、导热剂为导热性能良好的石墨与石墨烯混合物、或石墨与六方氮化硼的混合物，且导热剂的粒径小于100nm，使导热剂在胶黏剂中易于分散，保证了胶黏剂的导热性能。
3、导热剂为导热性能良好的氧化铝、氧化镁或氧化锌中的一种，且导热剂的粒径小于100nm，使导热剂在胶黏剂中易于分散，保证了胶黏剂的导热性能，且导热剂成本低廉，胶黏剂的白度易于调节。
4、抗氧剂均为环保性抗氧剂，使胶黏剂具有优良的防老化性能，且符合绿色环保要求。
5、聚乙二醇具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电性及柔软性，与有机组分具有很好的相容性，有效的保证了胶黏剂中各组分，尤其是导热剂的分散均匀性，使胶黏剂均一稳定。
6、该双面胶带结构简单，便于工业化生产，即便于该胶黏剂的应用实施。
附图说明
图1是实施例1～5双面胶带剖面结构示意图；
图2是实施例1～2双面胶带俯视图；
图3是实施例3～5双面胶带俯视图。
附图标记说明：
1、基材层；2、第一胶黏层；3、第二胶黏层；4、离型层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种上述环保型胶黏剂的制备工艺，包括如下步骤：
S1：按照上述的质量百分比将导热剂原材料置于研磨机中，研磨30～60min，将研磨后的导热剂粉体过筛，得粒径小于100nm的导热剂粉体；
S2：按照上述的质量份配比在反应釜中投入增塑剂、抗氧化剂和导热剂，搅拌升温至145～150℃，并保持30～40min，得混合液；
S3：按照上述的质量份配比向步骤S2的混合液中加入分散剂，保持145～150℃，搅拌20～30min；
S4：按照上述的质量份配比向步骤S3的混合液中加入增粘剂，保持145～150℃，搅拌30～60min；
S5：按照上述的质量份配比向步骤S4的混合液中加入橡胶弹性体，保持145～150℃，搅拌10h，趁热出料，得胶黏剂成品。
按照上述制备方法制备实施例1～5的胶黏剂，并将其制备成相应的双面胶带。
实施例1
一种环保型胶黏剂，其质量份配比为：橡胶弹性体20份，增粘剂20份，增塑剂40份，抗氧化剂4份，导热剂4份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS1105，所述增粘剂为138甘油酯，所述增塑剂为C5/C9共聚型石油树脂，所述导热剂为石墨与石墨烯的混合物，石墨与石墨烯的质量百分比为1∶0.5，所述抗氧化剂为三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚混合物，二者的质量百分比均为1∶1，所述胶黏剂还包括4份聚乙二醇分散剂，聚乙二醇的分子量为200～400。
所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为按照上述配比和方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型纸。所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层一侧边缘延伸至基材层外部3～5mm。所述第一粘结层和第二粘结层厚度为30μm，所述基材层厚度为30μm，离型层厚度为10μm。
实施例2
一种环保型胶黏剂，其质量份配比为：橡胶弹性体30份，增粘剂15份，增塑剂35份，抗氧化剂3份，导热剂5份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS61，所述增粘剂为210松香改性酚醛树脂，所述增塑剂为环烷油，所述导热剂为石墨与六方氮化硼混合物，石墨与六方氮化硼的质量百分比为1∶0.5，所述抗氧化剂为4,4'-二辛基二苯胺与N-N-苯基对苯二胺混合物，二者的质量百分比均为1∶1，所述胶黏剂还包括3份聚乙二醇分散剂，聚乙二醇的分子量为200～400。
所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为按照上述配比和方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型膜。所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层一侧边缘延伸至基材层外部3～5mm。所述第一粘结层和第二粘结层厚度为35μm，所述基材层厚度为30μm，离型层厚度为10μm。
实施例3
一种环保型胶黏剂，其质量份配比为：橡胶弹性体40份，增粘剂30份，增塑剂50份，抗氧化剂4份，导热剂5份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS1105和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS61的混合物，二者比配比为1∶1，所述增粘剂为138甘油酯和210松香改性酚醛树脂混合物，二者的质量百分比为1∶1，所述增塑剂为C5/C9共聚型石油树脂和环烷油混合物，二者的质量百分比为1∶2，所述导热剂为氧化铝，所述抗氧化剂为4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚，所述胶黏剂还包括5份聚乙二醇分散剂，聚乙二醇的分子量为200～400。
所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为按照上述配比和方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型膜。所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层两侧边缘延伸至基材层外部3～5mm。所述离型层延伸至基材层外部的边缘上设有垂直于基材层的撕断口，离型层两边的撕断口相互对应。所述第一粘结层和第二粘结层厚度为40μm，所述基材层厚度为35μm，离型层厚度为15μm。
实施例4
一种环保型胶黏剂，其质量份配比为：橡胶弹性体40份，增粘剂30份，增塑剂60份，抗氧化剂5份，导热剂4份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS1105，所述增粘剂为138甘油酯和210松香改性酚醛树脂混合物，二者的质量百分比为1∶2，所述增塑剂为C5/C9共聚型石油树脂和环烷油混合物，二者的质量百分比为1∶3，所述导热剂为氧化镁，所述抗氧化剂为4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚，所述胶黏剂还包括4份聚乙二醇分散剂，聚乙二醇的分子量为200～400。
所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为按照上述配比和方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型纸。所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层两侧边缘延伸至基材层外部3～5mm。所述离型层延伸至基材层外部的边缘上设有垂直于基材层的撕断口，离型层两边的撕断口相互对应。所述第一粘结层和第二粘结层厚度为30μm，所述基材层厚度为30μm，离型层厚度为20μm。
实施例5
一种环保型胶黏剂，其质量份配比为：橡胶弹性体35份，增粘剂30份，增塑剂60份，抗氧化剂4份，导热剂4份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS61，所述增粘剂为138甘油酯和210松香改性酚醛树脂混合物，二者的质量百分比为1∶1，所述增塑剂为环烷油，所述导热剂为氧化锌，所述抗氧化剂为三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚混合物，二者的质量百分比均为1∶1，所述胶黏剂还包括4份聚乙二醇分散剂，聚乙二醇的分子量为200～400。
所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为按照上述配比和方法制备的胶黏剂，所述离型层为离型膜。所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层两侧边缘延伸至基材层外部3～5mm。所述离型层延伸至基材层外部的边缘上设有垂直于基材层的撕断口，离型层两边的撕断口相互对应。所述第一粘结层和第二粘结层厚度为30μm，所述基材层厚度为30μm，离型层厚度为15μm。
实施例1～5的双面胶带结构如图1所示，一种环保型双面胶带，所述胶带包括基材层1，基材层1上表面设有第一粘结层2，基材层1下表面设有第二粘结层3，所述第一粘结层2上表面设有离型层4，所述基材层1为桑树皮纸，所述第一粘结层2或第二粘结层3为上述方法制备的胶黏剂，所述离型层4为离型纸或离型膜。
实施例1～2的双面胶带，如图2所示，所述离型层4的宽度大于所述基材层1的宽度，离型层4一侧的边缘延伸至基材层1外部3～5mm。所述离型层4延伸至基材层1外部的边缘上设有垂直于基材层1的撕断口5。所述第一粘结层2和第二粘结层3厚度为30～40μm，所述基材层1的厚度为30～40μm，离型层4的厚度为10～20μm。
实施例3～5的双面胶带，如图3所示，所述离型层4两侧的边缘延伸至基材层1外部3～5mm。所述离型层4延伸至基材层1外部的边缘上设有垂直于基材层1的撕断口5，离型层4两边的撕断口4相互对应。
目前，市面上的水乳型双面胶带的粘结强度一般在10～15N/25mm之间，初粘性在6cm左右，在70℃条件下保持力小于45min，即不到45min砝码就落下；而环保无溶剂型橡胶型热熔压敏胶粘剂尚未有效应用于聚氨酯泡棉、泡沫等产品所需求的胶带上。本发明的环保无溶剂型热熔型橡胶压敏胶粘剂在粘结强度、初粘性及高温条件下保持力都得到了显著的改善，优于环保型水乳型丙烯酸酯压敏胶黏剂，综合性能和传统溶剂型橡胶压敏胶粘剂相当，但成本却大幅度降低，且安全环保，对环境没有污染，符合当前国家绿色环保政策。
表1实施例1～5双面胶带检测结果
表2实施例1～5双面胶带保持力和贴服性检测结果
备注：
贴服性，指的是将制作成的双面胶带裁切成38mm宽的长条状，平整地将冰箱用蒸发盘管道贴敷在冰箱侧板上，7天后观察双面胶带是否有翘起等现象。
实验结果表明，采用该胶黏剂制成的双面胶带符合HG/T3660-1999、GB-2792-81和GB/T 4851-2014的规定，且该双面胶带的初粘性和保持力均优于现有市面上水乳型双面胶带的粘结强度，且
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种环保型胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂的质量份配比为：橡胶弹性体20～40份，增粘剂15～30份，增塑剂35～70份，抗氧化剂3～5份，导热剂3～5份，所述橡胶弹性体为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS，所述增粘剂为松香增粘树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或两种，二者的质量百分比为1∶1～2，所述增塑剂为石油树脂、环烷油中一种或两种，二者的质量百分比为1∶2～3。
2.如权利要求1所述的一种环保型胶黏剂，其特征在于：所述导热剂为石墨与石墨烯的混合物或石墨与六方氮化硼的混合物，其中石墨与石墨烯的质量百分比、石墨与六方氮化硼的质量百分比均为1∶0.5～1，导热剂的粒径小于100nm。
3.如权利要求1所述的一种环保型胶黏剂，其特征在于：所述导热剂为氧化铝、氧化镁或氧化锌中的一种，导热剂的粒径小于100nm。
4.如权利要求2或3所述的一种环保型胶黏剂，其特征在于：所述抗氧化剂为三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚混合物、4,4'-二辛基二苯胺与N-N-苯基对苯二胺混合物或4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚中的一种，其中三(壬基酚)亚磷酸酯与苯乙烯苯酚的质量百分比、4,4'-二辛基二苯胺与N-N-苯基对苯二胺的质量百分比均为1∶1。
5.如权利要求4所述的一种环保型胶黏剂，其特征在于：所述胶黏剂还包括3～5份的分散剂，所述分散剂为聚乙二醇，聚乙二醇的分子量为200～400。
6.如权利要求5所述的一种环保型胶黏剂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按照权利要求2或3所述的质量百分比将导热剂原材料置于研磨机中，研磨30～60min，将研磨后的导热剂粉体过筛，得粒径小于100nm的导热剂粉体；
S2：按照权利要求1所述的质量份配比在反应釜中投入增塑剂、抗氧化剂和导热剂，搅拌升温至145～150℃，并保持30～40min，得混合液；
S3：按照权利要求5所述的质量份配比向步骤S2的混合液中加入分散剂，保持145～150℃，搅拌20～30min；
S4：按照权利要求1所述的质量份配比向步骤S3的混合液中加入增粘剂，保持145～150℃，搅拌30～60min；
S5：按照权利要求1所述的质量份配比向步骤S4的混合液中加入橡胶弹性体，保持145～150℃，搅拌10h，趁热出料，得胶黏剂成品。
7.一种环保型双面胶带，其特征在于，所述胶带包括基材层，基材层上表面设有第一粘结层，基材层下表面设有第二粘结层，所述第一粘结层上表面设有离型层，所述基材层为桑树皮纸，所述第一粘结层或第二粘结层为权利要求6制备的胶黏剂，所述离型层为离型纸或离型膜。
8.如权利要求7所述的一种环保型双面胶带，其特征在于：所述离型层的宽度大于所述基材层的宽度，离型层一侧或两侧的边缘延伸至基材层外部3～5mm。
9.如权利要求8所述的一种环保型双面胶带，其特征在于：所述离型层延伸至基材层外部的边缘上设有垂直于基材层的撕断口，离型层两边的撕断口相互对应。
10.如权利要求9所述的一种环保型双面胶带，其特征在于：所述第一粘结层和第二粘结层厚度为30～40μm，所述基材层厚度为30～40μm，离型层厚度为10～20μm。
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