CN111234728A - 一种耐高温压敏胶带的制备方法 - Google Patents

一种耐高温压敏胶带的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温压敏胶带的制备方法，包括耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备、溶剂型压敏胶水的改性以及耐高温压敏胶带的制备三大步骤；由本发明制备得到的压敏胶带具有优异的耐高温特性，经240℃温度30分钟烘烤后，仍保持良好的压敏性，并且外观无气泡、不严重黄变,发明制得的压敏胶带可用于FPC（柔性电路板）和PCB（印制电路板）的生产工艺中的SMT（表面贴装工艺），耐受波峰焊、回流焊的高温，具有高温遮蔽、部件固定的作用。

Description

一种耐高温压敏胶带的制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种耐高温压敏胶带的制备方法。
背景技术
压敏胶全称为压力敏感型胶粘剂，是一类对压力敏感的胶粘剂，简称压敏胶，由于不易干固的特点，也俗称不干胶。是目前应用最广泛、产量最大的胶粘剂品种之一，跟人们的日常生活关系密不可分。在使用时施加适当的压力即可粘在其他表面上，由于其特殊的粘接特性，在较小的压力作用下，不需要加热或者溶剂的作用就能够形成牢固的粘接。压敏胶与被粘接物表面主要依靠范德华力进行粘接，因此具有几大明显优点：（1）粘接过程容易；（2）揭下来也很容易；（3）剥离不会破坏粘接表面结构；（4）胶层稳定，粘接时间长。
压敏胶种类较多，压敏胶制品按照不同的分类标准可以分成多种类型。从压敏胶的主要成分来区分，可以分为聚丙烯酸酯压敏胶、橡胶型压敏胶、热塑弹性体压敏胶以及聚氨酯压敏胶等等。由于丙烯酸酯压敏胶耐光、耐老化和耐水性均较好，而且具有优良的压敏性和粘合性，性能稳定，在建筑、电器、交通、医疗、包装、卫生等很多领域得到广泛的应用，因此近年来成为压敏胶研究领域的主要热点。
但丙烯酸酯压敏胶高温稳定性一般都比较差，而且难以粘接低能表面材料，在超过150℃的高温环境下极易产生脱胶现象。针对这些问题，专利CN107236490A公开了一种耐高温压敏胶的制备方法，先通过盐酸分解法制得含有丰富硅羟基的硅凝胶，再用硅酸盐处理沸石，使沸石表面带有硅羟基，再用浓硫酸作催化剂，使硅凝胶和沸石表面的硅羟基发生脱水缩合反应，形成键能极大的Si-O-Si键，由于Si-O-Si键的键能大于一般有机物中的C-C键和C-O键，具有很好的耐高温性，再用天然树脂在微生物的作用下对填料改性，增加填料表面天然树脂颗粒的数量，提高耐高温填料和丙烯酸酯间的相容性，虽然该技术方案中的耐高温压敏胶高温稳定性好，但其只能在175～180℃的条件下持粘30～33min不脱胶，粘度为2550～2620mPa·s；如果温度继续上升到220℃时，则会出现发泡、黄变严重、分子链裂解失却压敏性等问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提出一种耐高温压敏胶带的制备方法，制得的压敏胶带具有优异的耐高温特性，经240℃温度30分钟烘烤后，仍保持良好的压敏性，并且外观无气泡、不严重黄变。
本发明提供的技术方案如下：
一种耐高温压敏胶带的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸羟丙酯混合后，搅拌均匀，得到单体混合液；
（2）将乙酸乙酯、偶氮二异丁腈以及步骤（1）中得到的单体混合液，加入反应釜中，先通入氮气排出反应釜中的氧气，并保持压力在0.1~0.3Mpa，持续通入氮气，将反应釜升温到75~85℃，一边回流一边匀速、恒温搅拌；
（3）将偶氮二异丁腈以及步骤（1）剩余的单体混合液滴加到反应釜中，4h内滴加完毕；滴加完毕后，反应釜保温搅拌，再加入偶氮二异丁腈后保温反应，结束后降温出料，即得耐热性溶剂型压敏胶水；
（4）在步骤（3）中得到的耐热性溶剂型压敏胶水中加入乙酸乙酯稀释至黏度2000~6000cps，然后再加入苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、环氧固化剂，搅拌均匀即得改性溶剂型压敏胶水；
（5）将步骤（4）得到胶水通过涂布机，均匀的涂布到预涂离型剂的聚酰亚胺薄膜上，烘烤，将胶带转贴合到玻纤布基材的两面，即得耐高温的压敏胶带。
优选地，步骤（1）中各成分的质量份数如下：丙烯酸乙酯65~90份、醋酸乙烯酯10~35份、甲基丙烯酸甲酯10~35份、丙烯酸1~5份、丙烯酸羟丙酯1~5份。
优选地，步骤（2）中各成分的质量份数如下：乙酸乙酯100~160份、偶氮二异丁腈0.1~0.6份、单体混合液30~45份。
优选地，步骤（2）中，搅拌时间为30-60min。
优选地，步骤（3）中各成分的质量份数如下：耐热性溶剂型压敏胶水100份、苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂0.5~3份、硅烷偶联剂0.2~1.5份、环氧固化剂0.1~0.5份。
优选地，步骤（3）中，搅拌时间为20~40min，保温反应时间为2~3h，需降温至40℃以下方能出料。
优选地，步骤（4）中，搅拌时间为10~30min。
优选地，步骤（5）中，烘烤干燥温度为90~110℃，时间为4~8min。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
（1）本发明中的步骤（2）中，在化学反应发生前先充入氮气，可排出反应釜中的氧气，使反应釜的聚合反应进行顺利，得到产物是数均分子量和重均分子量较高、分子量分散系数比较低的丙烯酸酯聚合物（对于高分子聚合物而言，平均分子量大的材料耐热性比分子量小的材料要好，而分子量分散系数比较低时，说明分子量集中，不会有很多小分子掺杂在里面，从而影响高分子聚合物的耐热性）；因为氧气会和自由基结合，产生过氧自由基，消耗自由基，阻碍自由基聚合反应的进行，而且过氧自由基会进一步夺去聚合物中的氢而产生新的小分子烷烃，造成聚合物分子链断裂和交联，影响聚合物的整体耐热性；
（2）本发明中的步骤（3）的聚合反应过程中，通过滴加的方式进行聚合反应，可以得到单体无序聚合的丙烯酸酯聚合物；因为有些单体（例如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等）的聚合速率比较快，而另一些单体（如丙烯酸羟丙酯、丙烯酸等）的聚合速度较慢，在混合聚合中存在“竞争性”，软单体优先聚合，然后硬单体收尾聚合，使聚合产物的分子结构接近嵌段聚合物，从而对产品的耐热性和稳定性影响很大；滴加聚合的方式可以确保聚合物的单体排序无规性，更好确保它的宏观粘结性能稳定；
（3）本发明的步骤（4）中使用双固化体系，异氰酸酯固化剂和环氧固化剂同时搭配并用。异氰酸酯固化剂和含丙烯酸羟丙酯配合反应，此反应的速度快、反应温度低，在胶带涂布和熟成阶段即可完成反应，当胶带在使用时，便已经具有初步的内聚力；而环氧固化剂则和丙烯酸单体配合反应，此反应的化学活性低，在高温下才激活，这使胶带在使用过程中受到高温的刺激而引发潜在的第二级反应，使交联度继续变高，一边交联（分子量变大）一边热裂解（分子量变小），形成平衡，保证丙烯酸酯聚合物的分子量不变，使得制成的胶带，在高温下不会失去粘性，不发生变形，仍具有良好的压敏性；
（4）本发明制得的压敏胶带可用于FPC（柔性电路板）和PCB（印制电路板）的生产工艺中的SMT（表面贴装工艺），耐受波峰焊、回流焊的高温，具有高温遮蔽、部件固定的作用。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐高温压敏胶带的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯65份、醋酸乙烯酯35份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸1份、丙烯酸羟丙酯1份，在搅拌釜中搅拌，得到单体混合液；
1.2将乙酸乙酯100份、偶氮二异丁腈0.1份、步骤1.1得到的单体混合液其中的30份，一起加入到反应釜中，开始通入氮气排出反应釜中的氧气，并保持压力在0.1Mpa；持续通入氮气，将反应釜升温至75℃，一边回流一边匀速、恒温搅拌60min；
1.3将步骤1.1剩余的82份单体混合液、偶氮二异丁腈0.05份滴加到反应釜中，4小时滴加完毕；滴加完毕后，反应釜再保温搅拌20min，再加入偶氮二异丁腈份0.1份，再保温2h，反应结束后降温至40℃以下出料，得到耐热性溶剂型压敏胶水，该胶水的固含量35%，黏度5000cps。
步骤B：溶剂型压敏胶水的改性
将步骤A得到的溶剂型压敏胶水100份，加入乙酸乙酯稀释至黏度2000cps，再加入0.5份苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）固化剂、KBM-603（日本信越）硅烷偶联剂0.2份、E-5XM（日本综研）环氧固化剂0.1份，搅拌10min，即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤C：耐高温压敏胶带的制备
将步骤B得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机，均匀的涂布到预涂离型剂的PI（聚酰亚胺）薄膜上。于90℃烘烤干燥8分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面，得到超耐高温双面胶带，即耐高温压敏胶带。
其中，PI（聚酰亚胺）薄膜厚度为50μ，耐高温压敏胶带总厚度为150μm。
实施例2
一种耐高温压敏胶带的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯80份、醋酸乙烯酯25份、甲基丙烯酸甲酯20份、丙烯酸3份、丙烯酸羟丙酯3份，在搅拌釜中搅拌，得到单体混合液；
1.2将乙酸乙酯120份、偶氮二异丁腈0.3份、步骤1.1得到的单体混合液其中的40份，一起加入到反应釜中，开始通入氮气排出反应釜中的氧气持续15-30分钟后，并保持压力在0.2Mpa；持续通入氮气，将反应釜升温至80℃，一边回流一边匀速、恒温搅拌50min；
1.3将步骤1.1剩余的91份单体混合液、偶氮二异丁腈0.15份滴加到反应釜中，4小时滴加完毕；滴加完毕后，反应釜再保温搅拌30min，再加入偶氮二异丁腈份0.05份，再保温2.5h，反应结束后降温至40℃以下出料，得到耐热性溶剂型压敏胶水，该胶水的固含量40%，黏度10000cps。
步骤B：溶剂型压敏胶水的改性
将步骤A得到的溶剂型压敏胶水100份，加入乙酸乙酯稀释至黏度4000cps，再加入1.5份苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）固化剂、KBM-603（日本信越）硅烷偶联剂1份、E-5XM（日本综研）环氧固化剂0.3份，搅拌20min，即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤C：耐高温压敏胶带的制备
将步骤B得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机，均匀的涂布到预涂离型剂的PI（聚酰亚胺）薄膜上。于100℃烘烤干燥6分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面，得到超耐高温双面胶带，即耐高温压敏胶带。
其中，PI（聚酰亚胺）薄膜厚度为50μ，耐高温压敏胶带总厚度为150μm。
实施例3
一种耐高温压敏胶带的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：耐高温丙烯酸酯压敏胶水的制备
1.1将丙烯酸乙酯90份、醋酸乙烯酯10份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸5份、丙烯酸羟丙酯5份，在搅拌釜中搅拌，得到单体混合液；
1.2将乙酸乙酯160份、偶氮二异丁腈0.6份、步骤1.1得到的单体混合液其中的45份，一起加入到反应釜中，开始通入氮气排出反应釜中的氧气，并保持压力在0.3Mpa；持续通入氮气，将反应釜升温至85℃，一边回流一边匀速、恒温搅拌30min；
1.3将步骤1.1剩余的75份单体混合液、偶氮二异丁腈0.3份滴加到反应釜中，4小时滴加完毕；滴加完毕后，反应釜再保温搅拌40min，再加入偶氮二异丁腈份0.15份，再保温3h，反应结束后降温至40℃以下出料，得到耐热性溶剂型压敏胶水，该胶水的固含量55%，黏度20000cps。
步骤B：溶剂型压敏胶水的改性
将步骤A得到的溶剂型压敏胶水100份，加入乙酸乙酯稀释至黏度6000cps，再加入3份苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）固化剂、KBM-603（日本信越）硅烷偶联剂1.5份、E-5XM（日本综研）环氧固化剂0.5份，搅拌30min，即得改性溶剂型压敏胶水。
步骤C：耐高温压敏胶带的制备
将步骤B得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机，均匀的涂布到预涂离型剂的PI（聚酰亚胺）薄膜上。于110℃烘烤干燥4分钟。然后把胶带转贴合到玻纤布基材的两面，得到超耐高温双面胶带，即耐高温压敏胶带。
其中，PI（聚酰亚胺）薄膜厚度为50μ，耐高温压敏胶带总厚度为150μm。

Claims (8)

1.一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸羟丙酯混合后，搅拌均匀，得到单体混合液；
（2）将乙酸乙酯、偶氮二异丁腈以及步骤（1）中得到的单体混合液，加入反应釜中，先通入氮气排出反应釜中的氧气，并保持压力在0.1~0.3Mpa，持续通入氮气，将反应釜升温到75~85℃，一边回流一边匀速、恒温搅拌；
（3）将偶氮二异丁腈以及步骤（1）剩余的单体混合液滴加到反应釜中，4h内滴加完毕；滴加完毕后，反应釜保温搅拌，再加入偶氮二异丁腈后保温反应，结束后降温出料，即得耐热性溶剂型压敏胶水；
（4）在步骤（3）中得到的耐热性溶剂型压敏胶水中加入乙酸乙酯稀释至黏度2000~6000cps，再分别加入苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂、硅烷偶联剂、环氧固化剂，搅拌均匀即得改性溶剂型压敏胶水；
（5）将步骤（4）得到的改性溶剂型压敏胶水通过涂布机，均匀的涂布到预涂离型剂的聚酰亚胺薄膜上，烘烤，将胶带转贴合到玻纤布基材的两面，即得耐高温的压敏胶带。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（1）中各成分的质量份数如下：丙烯酸乙酯65~90份、醋酸乙烯酯10~35份、甲基丙烯酸甲酯10~35份、丙烯酸1~5份、丙烯酸羟丙酯1~5份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（2）中各成分的质量份数如下：乙酸乙酯100~160份、偶氮二异丁腈0.1~0.6份、单体混合液30~45份。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，搅拌时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（3）中各成分的质量份数如下：耐热性溶剂型压敏胶水100份、苯二亚甲基二异氰酸酯固化剂0.5~3份、硅烷偶联剂0.2~1.5份、环氧固化剂0.1~0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，搅拌时间为20~40min，保温反应时间为2~3h，需降温至40℃以下方能出料。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，搅拌时间为10~30min。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温压敏胶带的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，烘烤干燥温度为90~110℃，时间为4~8min。
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