CN110330921B - 一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用 - Google Patents

一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用，按重量份计，所述的压敏胶包括如下原料组分：共聚物或低聚物10～90份；环氧树脂10～90份；光引发剂0.5～5份。本发明的压敏胶制成的双面胶带在初始和普通压敏胶同样使用，通过紫外光曝光后可以达到较高的结构强度，用于电芯间的粘接可以做到使用方便，厚度均一，粘接性强，容易实现自动化。与普通压敏胶相比，剪切强度为普通压敏胶的4倍，符合汽车行业要求。

Description

一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用。
背景技术
近年来新能源汽车行业发展迅速，动力电池Pack用胶黏剂市场巨大。目前动力电池电芯之间的结构性粘接主要是采用环氧型或聚氨酯型双组份或单组份胶粘剂，该类胶黏剂为半固态流体类胶黏剂，使用时需要将胶粘剂涂于电芯外壳之上，施工较慢，厚度均一性不好控制，多余的胶粘剂不好清洁。
而电芯表面绝缘PET若用普通压敏胶贴在电芯铝壳上，有耐温差，剪切力低，蠕变流动，抗不住剪切力而产生滑移和分层的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种施工方便且剪切强度好的压敏胶、胶带及其制备方法和应用。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
本发明的一个目的是提供一种压敏胶，按重量份计，所述的压敏胶包括如下原料组分：
共聚物或低聚物 10～90份；
环氧树脂 10～90份；
光引发剂 0.5～5份；
所述的共聚物为丙烯酸酯共聚物、聚氨酯共聚物、有机硅共聚物中的一种或几种；所述的低聚物为丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、有机硅低聚物中的一种或几种。
本发明中，共聚物是指由两种或两种以上的单体聚合而成的聚合物，一般分子量在1500以上，低聚物是指由一种或多种单体的较少重复单元组成的聚合物，一般分子量在1500以下。
优选地，按重量份计，所述的压敏胶包括如下原料组分：
共聚物或低聚物 40～60份；
环氧树脂 40～50份；
光引发剂 1～4份。
进一步优选地，所述的丙烯酸酯共聚物为丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯中的2种以上的共聚物。
优选地，所述的环氧树脂为聚醚改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、脂肪族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、氢化联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、氢化苯酚型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，1-羟基环己基苯基甲酮，二苯甲酮，(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮，2-羟基-1-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基苯基)苄基)-2-甲基-1-丙酮，大分子光引发剂硫杂蒽酮类，阳离子光引发剂IRGACURE 250、IRGACURE 261、1176中的一种或几种。
优选地，所述的压敏胶的原料组分还包括0.1～0.5份固化剂，所述的固化剂为异氰酸酯固化剂、环氧型固化剂、乙酰丙酮铝中的一种或几种。
进一步优选地，所述的异氰酸酯固化剂为HDI、MDI、XDI、TDI、IPDI中的一种或几种；所述的环氧型固化剂为GA240和/或NE-100X。
优选地，所述的压敏胶的原料组分还包括0.1～5份助剂，所述的助剂为硅烷偶联剂、增粘树脂、抗氧剂中的一种或多种。
进一步优选地，所述的硅烷偶联剂为KBM403、KBM503、KBM550中的一种或几种。
进一步优选地，所述的增粘树脂为芳香族树脂、松香改性酚醛树脂、改性松香树脂中的一种或几种。
进一步优选地，所述的抗氧剂为茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂、叔丁基氢醌抗氧剂中的一种或多种。
优选地，所述的压敏胶的原料组分还包括0.1～30份活性稀释剂、0.1～30份填料、0.1～30份阻燃剂中的一种或多种。即，所述的压敏胶的原料组分可以包括0.1～30份活性稀释剂，或者包括0.1～30份填料，或者包括0.1～30份阻燃剂，或者包括0.1～30份活性稀释剂和0.1～30份填料，或者包括0.1～30份活性稀释剂和0.1～30份阻燃剂，或者包括0.1～30份填料和0.1～30份阻燃剂，或者包括0.1～30份活性稀释剂、0.1～30份填料、0.1～30份阻燃剂。
其中，所述的活性稀释剂为乙烯基醚；具体为三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚中的一种或几种。
所述的填料为纳米二氧化硅、碳酸钙，云母粉中的一种或多种。
所述的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、阻燃型丙烯酸树脂、金属硼化物阻燃剂中的一种或多种。
本发明的第二个目的是提供一种胶带，包括述的压敏胶形成的胶黏剂层。
进一步地，所述的胶带包括形成有所述的胶黏剂层的隔离层。所述的隔离层可以是常规的隔离纸或隔离膜。
本发明的第三个目的是提供一种所述的胶带的制备方法，当所述的压敏胶的原料组分采用所述的共聚物时，所述的制备方法为：在黄光条件下，将所述的压敏胶的原料与溶剂搅拌混合成胶水，然后将所述的胶水涂布于隔离层上，在85～95℃下烘干3～5min形成所述的胶黏剂层；
当所述的压敏胶的原料组分采用所述的低聚物时，所述的制备方法为：将所述的压敏胶的原料与溶剂搅拌混合成胶水，然后真空条件下去除所述的胶水中的水份，再将所述的胶水涂布于隔离层上并复合一层隔离层，采用365～500nm的紫外光固化形成所述的胶黏剂层。
本发明中，所述的溶剂为乙酸乙酯、丙酮、丁酮或甲苯中的一种或几种。
本发明的第四个目的是提供一种所述的胶带在粘接铝对铝、铝对PET、PET对硅胶中的应用。
本发明的第五个目的是提供一种所述的胶带在动力电池电芯间的应用。
进一步地，所述的动力电池包括依次层叠设置的第一电芯、第一胶黏剂层、第一PET层、第二胶黏剂层、绝热缓冲垫、第三胶黏剂层、第二PET层、第四胶黏剂层、第二电芯，其中，所述的第一胶黏剂层、所述的第二胶黏剂层、所述的第三胶黏剂层、所述的第四胶黏剂层由权利要求9所述的胶带中的胶黏剂层形成。
本发明的第六个目的是提供一种所述的胶带的使用方法，将所述的胶带用250～365nm、能量为1000～5000mJ/cm2的紫外光照射2～10s；然后将照射后的胶带的一面贴于被贴物上，撕开隔离层，将所述的胶带的另一面贴于另一被贴物上；施加0～0.5MPa的压力压紧1～24h。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的压敏胶制成的双面胶带在初始和普通压敏胶同样使用，通过紫外光曝光后可以达到较高的结构强度，用于电芯间的粘接可以做到使用方便，厚度均一，粘接性强，容易实现自动化。与普通压敏胶相比，剪切强度为普通压敏胶的4倍，符合汽车行业要求。
附图说明
图1为动力电池的结构图，其中，1、第一电芯；2、第一胶黏剂层；3、第一PET层；4、第二胶黏剂层；5、绝热缓冲垫；6、第三胶黏剂层；7、第二PET层；8、第四胶黏剂层；9、第二电芯。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。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。
实施例及对比例的配方见表1和表2，其中，各物质的添加量单位为g，测试结果见表3。
其中，实施例1至10、14至19的制备方法如下：
1、将丙烯酸酯共聚物、环氧树脂、光引发剂、溶剂在黄光条件下混合搅拌均匀得到胶水；
2、将步骤1中制得的胶水涂布于隔离纸上，并在90℃下烘干4min得到厚度为75μm的双面胶带；
3、将该胶带在365nm、能量为5000mJ/cm2的紫外光下照射10s，将曝光后的胶带的一面贴合在铝板上，撕开隔离纸，将胶带的另一面贴合于另一块铝板上；
4、将贴好的样件采用0.1MPa的压力下压72小时后测试，测得72小时后的剪切强度，TC200后剪切强度，DH2000后剪切强度，剪切强度按照国标GB/T 7124-2008进行测试，TC200是指从-40℃到85℃循环200次，DH2000是指老化条件是85℃和85％湿度下放置2000h。
实施例11至13、对比例1和2的制备方法如下：
1、将丙烯酸酯低聚物、环氧树脂、光引发剂、溶剂混合搅拌均匀得到胶水，然后真空条件下去除胶水中的水份，再将胶水涂布于隔离层上并复合一层隔离层，采用365nm的紫外光固化形成厚度为75μm的双面胶带；
2、撕去一面的隔离层，将该胶带在365nm、能量为5000mJ/cm2的紫外光下照射10s，将曝光后的胶带的一面贴合在铝板上，撕开隔离纸，将胶带的另一面贴合于另一块铝板上；
3、将贴好的样件采用0.1MPa的压力下压72小时后测试，测得72小时后的剪切强度，TC200后剪切强度，DH2000后剪切强度，剪切强度按照国标GB/T 7124-2008进行测试，TC200是指从-40℃到85℃循环200次，DH2000是指老化条件是85℃和85％湿度下放置2000h。
表1
Figure BDA0002133346590000051
Figure BDA0002133346590000061
Figure BDA0002133346590000071
表2
Figure BDA0002133346590000072
Figure BDA0002133346590000081
表3
Figure BDA0002133346590000091
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的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内。

Claims (13)

1.一种压敏胶，其特征在于：按重量份计，所述的压敏胶包括如下原料组分：
共聚物 35~50份；
环氧树脂 50~65份；
光引发剂 4~5份；
所述的共聚物为丙烯酸酯共聚物；所述的环氧树脂为聚醚改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，1-羟基环己基苯基甲酮，二苯甲酮，(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮，2-羟基-1-（4-（2-羟基-2-甲基丙酰基苯基）苄基）-2-甲基-1-丙酮，大分子光引发剂硫杂蒽酮类，阳离子光引发剂IRGACURE 250、IRGACURE 261、1176中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于：所述的压敏胶的原料组分还包括0.1~0.5份固化剂，所述的固化剂为异氰酸酯固化剂、环氧型固化剂、乙酰丙酮铝中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的压敏胶，其特征在于：所述的异氰酸酯固化剂为HDI、MDI、XDI、TDI、IPDI中的一种或几种；所述的环氧型固化剂为GA240和/或NE-100X。
5.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于：所述的压敏胶的原料组分还包括0.1~5份助剂，所述的助剂为硅烷偶联剂、增粘树脂、抗氧剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的压敏胶，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为KBM403、KBM503、KBM550中的一种或几种；所述的增粘树脂为芳香族树脂、松香改性酚醛树脂、改性松香树脂中的一种或几种；所述的抗氧剂为茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂、叔丁基氢醌抗氧剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的压敏胶，其特征在于：所述的压敏胶的原料组分还包括0.1~30份活性稀释剂、0.1~30份填料、0.1~30份阻燃剂中的一种或多种；所述的活性稀释剂为乙烯基醚；所述的填料为纳米二氧化硅、碳酸钙，云母粉中的一种或多种；所述的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、阻燃型丙烯酸树脂、金属硼化物阻燃剂中的一种或多种。
8.一种胶带，其特征在于：包括权利要求1至7中任一项所述的压敏胶形成的胶黏剂层。
9.一种如权利要求8所述的胶带的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为：在黄光条件下，将所述的压敏胶的原料与溶剂搅拌混合成胶水，然后将所述的胶水涂布于隔离层上，在85~95℃下烘干3~5min形成所述的胶黏剂层。
10.一种如权利要求8所述的胶带在粘接铝对铝、铝对PET、PET对硅胶中的应用。
11.一种如权利要求8所述的胶带在动力电池电芯间的应用。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述的动力电池包括依次层叠设置的第一电芯、第一胶黏剂层、第一PET层、第二胶黏剂层、绝热缓冲垫、第三胶黏剂层、第二PET层、第四胶黏剂层、第二电芯，其中，所述的第一胶黏剂层、所述的第二胶黏剂层、所述的第三胶黏剂层、所述的第四胶黏剂层由权利要求9所述的胶带制备方法中的胶黏剂层形成。
13.一种如权利要求8所述的胶带的使用方法，其特征在于：将所述的胶带用250~365nm、能量为1000~5000mJ/cm2的紫外光照射2~10s；然后将照射后的胶带的一面贴于被贴物上，撕开隔离层，将所述的胶带的另一面贴于另一被贴物上；施加0~0.5MPa的压力压紧1~24h。
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