CN111944459B - 一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法,涉及胶黏剂技术领域,该胶黏剂的配方包括甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯,本发明引入了新壬酸乙烯酯和乙烯基三甲氧基硅烷。其中新壬酸乙烯酯兼顾叔碳酸乙烯酯的特点,用之合成的聚合物具有耐水解、耐碱、耐候、增进附着力等明显的特点。同时,作为一个硬单体,合成后的聚合物具有既硬又韧的特点。乙烯基三甲氧基硅烷是带乙烯基的硅烷偶联剂,可与带乙烯基的丙烯酸酯类单体进行聚合反应,直接接枝在聚合物主链上,使其具备了具有耐热性、耐候性、较好的耐化学性、对金属、非极性材料粘着力提升具有明显效果。

Description

一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域,特别涉及一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法。
背景技术
由于工业集成化越来越高,使用胶带的场合越来越多,如智能电子设备、家电、汽车等 都有涉及。随着市场的发展,对胶带的要求越来越高,如耐高温、长期贴合后重工不残胶、 强粘着力等,现在市场上常见的强粘着力双面胶带,为了保证其强粘着力,从而牺牲了其重 工型,在其贴好被贴物后,长时间放置后再撕除胶带会出现残胶,或改善了重工性,但是其 粘着力无法满足现有粘结固定需求等。
传统的聚丙烯酸酯压敏胶,其主要的分子结构是C-C直链,虽然通过后期交联剂进行网 状改性,但是其胶黏剂层还是比较软,在模切后存在溢胶、后期撕除时易残胶等问题。有机 硅胶黏剂为Si-O键,键能非常高,耐高温能力更优,电子行业中由于有机硅压敏胶其耐高温 特性,常常用于一些耐高温,可重工场合,但是由于其成本高昂,其应用市场相对较窄。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种耐高温高湿胶黏剂及其制备方法。
具体技术方案如下:
一种耐高温高湿胶黏剂,所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000011
优选的,所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000012
Figure BDA0002600487640000021
优选的,所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000022
本申请还提供了一种耐高温高湿胶黏剂的制备方法,包括以下步骤,
步骤1:按照配方准备甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯;
步骤2:分别称取部分甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯,并将称取的原料加入反应釜,通入氮气,搅拌后加 热到一定温度,在此温度下恒温60分钟;
步骤3:再次称取部分甲苯,并将其与剩余的甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、 新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰混合均匀,然后以滴加的方式加入反应 釜,恒温一段时间;
步骤4:对反应釜进行加热升温,并恒温180分钟;
步骤5:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却后出料,胶黏剂制备完成。
优选的,所述步骤2具体如下:
分别称取甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅 烷、过氧化苯甲酰在配方中所占相应质量份的60%加入反应釜,同时称取甲苯在配方中所占 质量份的30%加入反应釜,通入氮气,搅拌升温至78℃,在此温度下恒温60分钟。
优选的,所述步骤3具体如下:
再次称取甲苯在配方中所占质量份的30%,并将其与剩余的甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、 丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰混合均匀,然后以滴加 的方式加入反应釜,升温至83℃后恒温一段时间;
优选的,所述滴加的时间为60分钟。
优选的,所述步骤4具体如下:对反应釜进行加热,加热至85℃后,恒温180分钟。
优选的,所述步骤5具体如下:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却至50℃后出 料,胶黏剂制备完成。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)本发明在传统聚丙烯酸酯压敏胶黏剂配方基础上,引入了新壬酸乙烯酯和乙烯基三 甲氧基硅烷。其中新壬酸乙烯酯兼顾叔碳酸乙烯酯的特点,用之合成的聚合物具有耐水解、 耐碱、耐候、增进附着力等明显的特点。同时,作为一个硬单体,合成后的聚合物具有既硬 又韧的特点。乙烯基三甲氧基硅烷是带乙烯基的硅烷偶联剂,可与带乙烯基的丙烯酸酯类单 体进行聚合反应,直接接枝在聚合物主链上,使其具备了具有耐热性、耐候性、较好的耐化 学性、对金属、非极性材料粘着力提升具有明显效果。
(2)本发明基于聚丙烯酸酯压敏胶为主体,在聚合过程中加入含乙烯基硅氧烷单体进行 改性,使其改性后具备聚丙烯酸酯压敏胶和有机硅压敏胶双重特性,同时其成本控制在适当 范围内。便于市场大量推广成为可能。
附图说明
图1为一种耐高温高湿胶黏剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实 施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发 明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请提供了一种耐高温高湿胶黏剂,胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000031
实施例1:一种耐高温高湿胶黏剂,且该胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000032
Figure BDA0002600487640000041
实施例2:一种耐高温高湿胶黏剂,且该胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000042
实施例3:一种耐高温高湿胶黏剂,且该胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000043
实施例4:一种耐高温高湿胶黏剂,且该胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure BDA0002600487640000044
Figure BDA0002600487640000051
本申请还提供了一种耐高温高湿胶黏剂的制备方法,如图1所示,包括以下步骤,
步骤1:按照配方准备甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯;
步骤2:分别称取部分甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯,并将称取的原料加入反应釜,通入氮气,搅拌后加 热到一定温度,在此温度下恒温60分钟;
步骤3:再次称取部分甲苯,并将其与剩余的甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、 新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰混合均匀,然后以滴加的方式加入反应 釜,恒温一段时间;
步骤4:对反应釜进行加热升温,并恒温180分钟;
步骤5:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却后出料,胶黏剂制备完成。
制备方法实施例1:
步骤1:按照配方准备甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯;
步骤2:分先分别称取甲基丙稀酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯 基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰在配方中所占相应质量份的60%加入反应釜,同时称取甲苯 在配方中所占质量份的30%加入反应釜,通入氮气,搅拌升温至78℃,在此温度下恒温60 分钟。
步骤3:再次称取甲苯在配方中所占质量份的30%,并将其与剩余的甲基丙稀酸、丙烯 酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰混合均匀,然 后以滴加的方式加入反应釜,升温至83℃后恒温一段时间;优选的,所述滴加的时间为60 分钟。
步骤4:对反应釜进行加热,加热至85℃后,恒温180分钟。
步骤5:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却至50℃后出料,胶黏剂制备完成。
利用上述制备方法,按照配方制得制备例1、2、3和4,制备例和对比例的配方如下表 所示:
Figure BDA0002600487640000061
胶黏剂物性测试样条制备:
取制备例和对比例中制作的胶黏剂,100份胶黏剂中加入0.6份异氰酸酯固化剂(拜耳制, 型号L75),混合均匀后涂布在25μm透明PET薄膜电晕面上,经过120℃干燥3分钟,最 后制得基材25μm透明PET薄膜和25μm干胶的单面胶带,熟化40℃,72小时后,待测试。
测试项目及测试方法:
1、粘着力:把胶带样品条裁切成宽25mm,长度200mm样品,在室温23±2℃,湿度65±5%RH环境下静置2小时以上待测试,贴合在SUS304(表面粗糙度50±25nm)上,用2kg 压轴进行来回3次压合,在实验室环境下静置20分钟,进行∠180°,剥离速度300mm/min, 测试数据取样面积25mm*100mm,记录伺服拉力机上显示的平均值数据,测试三组数据,精 度1gf/inch,最后计算其平均值。
2、保持力:把胶带样品条裁切成宽25mm,长度200mm样品,在室温23±2℃,湿度65± 5%RH环境下静置2小时以上待测试,在待测试样品的PET面贴合50μm铝箔单面胶带进行加 强,贴合在SUS304(表面粗糙度50±25nm)上,测试数据取样面积25mm*25mm,用2kg压轴进行来回3次压合,在实验室环境下静置20分钟,悬挂于有自动时间记录的温度120℃保持力烘箱中,钢板固定于带秒表计时的保持力悬挂器上,胶带下悬挂1kg砝码,悬挂1小时后,记录胶带与钢板之间位移的距离,测试三组数据,精度0.1mm,最后计算其平均值。
3、耐湿热性:把胶带样品条裁切成宽25mm,长度200mm样品,在室温23±2℃,湿度65 ±5%RH环境下静置2小时以上待测试,贴合在SUS304(表面粗糙度50±25nm)上,用2kg压轴进行来回3次压合,在温度60℃,相对湿度90%RH环境下静置240小时,取出后再实验室标准环境下静置1小时,进行∠180°,剥离速度300mm/min,测试数据取样面积25mm*100mm, 记录伺服拉力机上显示的平均值数据和胶带在钢板上的残胶状态,测试三组数据,精度 1gf/inch,最后计算其平均值。
4、耐高温性:把胶带样品条裁切成宽25mm,长度200mm样品,在室温23±2℃,湿度65 ±5%RH环境下静置2小时以上待测试,贴合在SUS304(表面粗糙度50±25nm)上,用2kg压轴进行来回3次压合,在温度80℃环境下静置240小时,取出后再实验室标准环境下静置1小时,进行∠180°,剥离速度300mm/min,测试数据取样面积25mm*100mm,记录伺服拉力 机上显示的平均值数据和胶带在钢板上的残胶状态,测试三组数据,精度1gf/inch,最后计算其平均值。
测试结果如下表:
Figure BDA0002600487640000071
将制备例1、2与对比例1进行比较,发现随着乙烯基三甲氧基硅烷添加比例的增加,粘 着力有下降的趋势;随着新壬酸乙烯酯比例增加,粘着力有下降的趋势,同时乙烯基三甲氧 基硅烷的引入,改善了胶黏剂聚合物的耐热性,新壬酸乙烯酯的引入改善了胶黏剂的耐湿热 性能,且乙烯基三甲氧基硅烷和新壬酸乙烯酯同时加入,其性能有相互补充效果。
将制备例3、4与对比例2进行比较,发现随着乙烯基三甲氧基硅烷添加比例的增加,粘 着力有下降的趋势;随着新壬酸乙烯酯比例增加,粘着力有下降的趋势,同时乙烯基三甲氧 基硅烷的引入,改善了胶黏剂聚合物的耐热性,新壬酸乙烯酯的引入改善了胶黏剂的耐湿热 性能,且乙烯基三甲氧基硅烷和新壬酸乙烯酯同时加入,其性能有相互补充效果。
通过制备例1至4与对比例1至2进行比较,发现随着新壬酸乙烯酯添加比例的增加, 粘着力有下降的趋势;随着新壬酸乙烯酯的引入,改善了胶黏剂聚合物的耐湿热性。
通过制备例1至4与对比例3至4进行比较,发现随着乙烯基三甲氧基硅烷添加比例的 增加,粘着力有下降的趋势;随着乙烯基三甲氧基硅烷的引入,改善了胶黏剂聚合物的耐热 性。
本发明在传统聚丙烯酸酯压敏胶黏剂配方基础上,引入了新壬酸乙烯酯和乙烯基三甲氧 基硅烷。
Figure BDA0002600487640000081
上式为叔碳酸乙烯酯分子结构式,其中R1和R2是烷基,当R1+R2的碳原子总和为9时,即为新壬酸乙烯酯。
Figure BDA0002600487640000082
上式为乙烯基三甲氧基硅烷分子结构式。
其中新壬酸乙烯酯是一支高玻璃化温度的产品,Tg为+70℃。该产品兼顾叔碳酸乙烯酯 的特点,用之合成的聚合物具有耐湿热、耐碱、耐候、增进附着力等明显的特点。同时,作 为一个硬单体,合成后的聚合物具有既硬又韧的特点;乙烯基三甲氧基硅烷是带乙烯基的硅 烷偶联剂,可与带乙烯基的丙烯酸酯类单体进行聚合反应,直接接枝在聚合物主链上,使其 具备了具有耐热性、耐候性、较好的耐化学性、对金属、非极性材料粘着力提升具有明显效 果。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。 对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多 种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure FDA0003535671710000011
所述的耐高温高湿胶黏剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:按照配方准备甲基丙烯 酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰和甲苯;
步骤2:分别称取甲基丙烯 酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰在配方中所占相应质量份的60%加入反应釜,同时称取甲苯在配方中所占质量份的30%加入反应釜,通入氮气,搅拌升温至78℃,在此温度下恒温60分钟;
步骤3:再次称取甲苯在配方中所占质量份的30%,并将其与剩余的甲基丙烯 酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、新壬酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化苯甲酰混合均匀,然后以滴加的方式加入反应釜,升温至83℃后恒温一段时间;
步骤4:对反应釜进行加热升温,并恒温180分钟;
步骤5:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却后出料,胶黏剂制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure FDA0003535671710000012
3.根据权利要求1所述的一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述胶黏剂由以下重量份组分组成:
Figure FDA0003535671710000021
4.根据权利要求1所述的一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述滴加的时间为60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述步骤4具体如下:对反应釜进行加热,加热至85℃后,恒温180分钟。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温高湿胶黏剂,其特征在于:所述步骤5具体如下:将剩余甲苯加入到反应釜后进行稀释,冷却至50℃后出料,胶黏剂制备完成。
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