CN112745783A - 耐候型胶带及其制备方法 - Google Patents

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CN112745783A CN202110024924.5A CN202110024924A CN112745783A CN 112745783 A CN112745783 A CN 112745783A CN 202110024924 A CN202110024924 A CN 202110024924A CN 112745783 A CN112745783 A CN 112745783A
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Abstract

本申请涉及胶带的领域，具体公开了一种耐候型胶带及其制备方法，耐候型胶带包括基材和包覆在基材表面的胶粘层，胶粘层包括以下重量份的组分：羧基丁苯胶乳120‑150份、聚丙烯酸酯60‑80份、增粘树脂20‑30份、分散剂1‑3份、流平剂6‑10份、助剂3‑7份，其中，所述助剂包括巯基酸酯60‑70份、氯化钙80‑110份、尿素70‑85份，硝酸钠30‑50份。本申请的耐候型胶带具有能减小胶带在温差变化大的环境中失效的可能性的优点。

Description

耐候型胶带及其制备方法
技术领域
本申请涉及胶带的领域，更具体地说，它涉及一种耐候型胶带及其制备方法。
背景技术
胶带是由基材和胶黏剂两部分组成的物品，通过粘接能使两个或多个不相连的物体连接在一起。胶带按功效可分为高温胶带、双面胶带、绝缘胶带、特种胶带、压敏胶带、模切胶带，不同的功效适合不同的行业需求。
申请公布号为CN104119814A的发明专利申请公开了一种耐高温胶带，由基材和胶黏剂层组成，基材由包含以下重量份的组分组成：聚酯薄膜80-90份；热稳定剂1-2份；耐冲击改制剂1-5份；晶核剂2-4份；增塑剂1-5份；填充剂5-8份。
针对上述中的相关技术，发明人认为虽然在高温稳定不易损坏，但是不适于低温环境，在温度变化幅度大的环境中，容易失去粘黏性。
发明内容
为了减小胶带在温差变化大的环境中失效的可能性，本申请提供一种耐候型胶带及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐候型胶带，采用如下的技术方案：
一种耐候型胶带，包括基材和包覆在基材表面的胶粘层，所述胶粘层包括以下重量份的组分：羧基丁苯胶乳120-150份、聚丙烯酸酯60-80份、增粘树脂20-30份、分散剂1-3份、流平剂6-10份、助剂3-7份，其中，所述助剂包括以下重量份的组分：巯基酸酯60-70份、氯化钙80-110份、尿素70-85份，硝酸钠30-50份。
优选的，所述胶粘层包括以下重量份的组分：羧基丁苯胶乳135-150份、聚丙烯酸酯60-70份、增粘树脂25-30份、分散剂2-3份、流平剂6-8份、助剂5-7份，其中，所述助剂包括以下重量份的组分：巯基酸酯65-70份、氯化钙80-95份、尿素70-80份，硝酸钠30-40份。
通过采用上述技术方案，羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸酯和增粘树脂复配得到粘黏性优异的胶粘层，分散剂使得流平剂和助剂均匀分散在胶粘层中，流平剂能有效降低胶粘液表面张力，提高其流平性和均匀性，改善胶粘液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然，有利于胶粘层均匀分布在基材上。
此外，巯基酸酯、氯化钙、尿素和硝酸钠复配得到的助剂能够提高胶粘层的耐温差性，使得胶带在高温和低温环境下的性能都更稳定，减小胶带因环境温差而失去粘黏性的可能性。
优选的，还包括6-8重量份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷能提高胶粘层的机械强度、耐候和耐蚀性，进一步提高胶带的粘黏性和耐候性能。
优选的，还包括阿魏酸35-50重量份，乙醇90-100重量份。
通过采用上述技术方案，阿魏酸能将胶粘料中的氧化基团清除，减小胶粘料氧化变性的可能性，进一步提高胶带的粘接性。
优选的，所述助剂还包括二硫代秋兰姆0.5-1重量份和2-琉基苯并噻唑1-1.5重量份。
通过采用上述技术方案，二硫代秋兰姆和2-琉基苯并噻唑协同进一步促进胶粘剂体系的粘黏性和稳定性。
优选的，所述助剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将2-琉基苯并噻唑、二硫代秋兰姆、氯化钙、尿素和硝酸钠研磨混匀，得到粉剂备用；
S2、均匀的将粉剂加入巯基酸酯中，混匀，得到助剂。
通过采用上述技术方案，先将粉末混匀后在加入巯基酸酯中，有利于粉料在巯基酸酯液体中分布更均匀，使得各试剂能够均匀复配。
第二方面，本申请提供一种耐候型胶带的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐候型胶带的制备方法，包括以下步骤：
通过采用上述技术方案，包括以下步骤：
S1、制备基材备用；
S2、将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用；
S3、先对基材一侧进行电晕处理，然后粘胶料涂敷在基材经过电晕处理的一侧表面，干燥，得到耐候型胶带。
通过采用上述技术方案，将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯先混匀形成均匀的胶黏体系，然后加入分散剂、助剂和流平剂，有利于助剂和流平剂均匀分散在胶黏体系中，通过助剂改善胶黏体系的耐温差性能后，加入增粘树进一步提高胶黏体系的粘黏性，减小助剂和流平剂由于胶黏体系过于粘黏而难以分布均匀的可能性。
利用高频率高电压在基材表面电晕放电产生低温等离子体，使基材表面产生游离基反应而使聚合物发生交联，基材表面变粗糙并增加其对胶粘体系的润湿性，增加基材表面的附着能力，减小胶粘层从基材表面脱落的可能性。
优选的，所述S2步骤中，将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
通过采用上述技术方案，加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷能提高胶粘层的机械强度、耐候和耐蚀性，进一步提高胶带的粘黏性能和耐候性。
优选的，所述S2步骤中，先将阿魏酸溶于乙醇中，得到阿魏酸溶液，然后将阿魏酸溶液、羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
通过采用上述技术方案，先将阿魏酸溶于乙醇中，然后加入胶粘料中，通过阿魏酸能将胶粘体系中的氧化基团清除，减小胶粘体系氧化变性的可能性，从而进一步提高胶带的粘接性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过巯基酸酯、氯化钙、尿素和硝酸钠复配得到的助剂能够提高胶粘层的耐温差性，使得胶带在高温和低温环境下的性能更稳定，减小胶带因环境温差而失去粘黏性的可能性。
2、通过γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷能提高胶粘层的机械强度、耐候和耐蚀性，从而进一步提高胶带的粘黏性能和耐候性能。
3、本申请的方法，通过电晕处理使基材表面产生游离基反应表面变粗糙，将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯先混匀形成均匀的胶黏体系，然后加入分散剂、助剂和流平剂，有利于助剂和流平剂均匀分散在胶黏体系中，通过助剂改善胶黏体系的耐温差性能后，加入增粘树脂，进一步提高胶黏体系的粘黏性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的原料都是通过自制或商业渠道获得，具体来源如表1所示。
表1
名称 规格/批号 来源
羧基丁苯胶乳 AR 天津市鑫泽精细化工有限责任公司
聚丙烯酸酯 AR 北京铭茂科瑞新型建筑材料有限公司
增粘树脂 AR 东莞市威诺化工有限公司
分散剂（六偏磷酸钠） AR 上海晨鸟化工有限公司
流平剂（丁基纤维素） AR 上海机纯实业有限公司
γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 AR 上海亨代劳生物科技有限公司
阿魏酸 AR 上海源叶生物科技有限公司
乙醇 AR 武汉荆隆化工有限公司
巯基酸酯 AR 上海芃硕生物科技有限公司
硝酸钠 AR 济南创世化工有限公司
尿素 AR 上海一基实业有限公司
氯化钙 AR 上海亨代劳生物科技有限公司
2-巯基苯并噻唑 AR 湖北麦凯斯精化科技有限责任公司
二硫代秋兰姆 AR 湖北麦凯斯精化科技有限责任公司
去离子水 / 自制
基材（PET原膜） / 东莞市金天昌包装材料有限公司
实施例。
各实施例中的组分和重量份配比如表2所示。
表2
Figure 899151DEST_PATH_IMAGE001
以上实施例的制备方法为：
实施例1-3
一种耐候型胶带的制备方法，包括以下步骤：
S1、将20重量份天然橡胶、50重量份溶聚丁苯和2重量份聚乙二醇混合加入混炼机中，在90℃，0.6MPa的条件下，混炼2min，然后加入20重量份碳酸钙和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷在100℃，0.5MPa的条件下，混炼3min，然后经过冷却水冷却，得到基材，将基材通过挤压机挤压成型，得到基材备用；
S2、将氯化钙、尿素和硝酸钠粉末加入研磨机研磨并混匀，得到粉剂备用；
S3、通过筛子均匀的将粉剂筛入巯基酸酯中，通过搅拌机搅匀，得到助剂备用；
S4、将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50℃下混炼5min，降温至40℃，然后在搅拌机的搅拌下加入分散剂、助剂和流平剂，混炼30min，升温至80℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用；
S5、通过铺胶机将粘胶料涂敷在市购的基材表面，利用烘箱在40℃下干燥，得到耐候型胶带。
实施例4-5
一种耐候型胶带的制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S4步骤中，将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在70℃下混炼5min，降温至45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和流平剂，混炼30min，升温至90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
实施例6-7
一种耐候型胶带的制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S4步骤中，先将阿魏酸溶于乙醇中，得到阿魏酸溶液，然后将阿魏酸溶液、羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在60℃下混炼5min，降温至42℃，然后在搅拌机的搅拌下加入分散剂、助剂和流平剂，混炼30min，升温至83℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
实施例8-9
一种耐候型胶带的制备方法，与实施例2的制备方法区别之处在于：S2步骤中，将2-琉基苯并噻唑、二硫代秋兰姆、氯化钙、尿素和硝酸钠粉末加入研磨机研磨并混匀，得到粉剂备用。
对比例
各对比例中的组分和重量份配比如表3所示。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上对比例的制备方法为：
对比例1
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S4步骤中，用等量的去离子水代替羧基丁苯胶乳。
对比例2
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S4步骤中，用等量的去离子水代替聚丙烯酸酯。
对比例3
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S4步骤中，用等量的去离子水代替增粘树脂。
对比例4
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S4步骤中，用等量的去离子水代替助剂。
对比例5
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S3步骤中，用等量的去离子水代替巯基酸酯。
对比例6
一种耐候型胶带与实施例2的制备方法的区别之处在于：S2步骤中，用等量的去离子水代替硝酸钠、尿素和氯化钙。
检测试验
1、-50℃剥离强度试验
S1、按表2和表3的配比以及上述制备方法，制备胶带；
S2、按照GB/T2792-1998《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》制备试样；
S3、将试样置于-50℃的环境下保存24h；
S4、通过下述方法检测胶带剥离强度。
2、30℃下剥离强度试验
S1、按表2和表3的配比以及上述制备方法，制备胶带；
S2、按照GB/T2792-1998《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》制备试样；
S3、将试样置于30℃的环境下保存24h；
S4、通过下述方法检测胶带剥离强度。
3、160℃下剥离强度试验
S1、按表2和表3的配比以及上述制备方法，制备胶带；
S2、按照GB/T2792-1998《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》制备试样；
S3、将试样置于160℃的环境下保存24h；
S4、通过下述方法检测胶带剥离强度。
检测方法
1、剥离强度：按照GB/T2792-1998《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》分别测试试样在-50℃、30℃和160℃下的剥离强度。
测试结果
以上各实施例制得的耐候型胶带的性能测试结果如表4所示：
表4
Figure 472084DEST_PATH_IMAGE003
以上各对比例制得的耐候型胶带的性能测试结果如表5所示：
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE004
数据分析
1、结合实施例2和对比例1并结合表2-5可以看出，当对比例1-3缺少了羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸酯或增粘树脂时，对比例1-3在-50℃、30℃和160℃三个温度的剥离强度都减小，但在-50℃、30℃和160℃三个温度下的剥离强度差距不大。可见，羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸酯和增粘树脂复配能够提高粘接层的粘黏强度，但是对胶粘层的耐温差性影响不大。
2、结合实施例2和对比例4并结合表2-5可以看出，当对比例4缺助剂时，对比例4在30℃温度时的剥离强度稳定，但在-50℃和160℃两个温度下的剥离强度远小于30℃时的剥离强度。可见，助剂对粘接层的粘接强度影响不大，但会影响粘接层的耐温差性。
3、结合实施例2和对比例5并结合表2-5可以看出，当对比例5的助剂中缺少巯基酸酯组分时，得到的粘接层粘接强度变化不大，对比例5在30℃和-50℃温度时的剥离强度也相对稳定，但在160℃两个温度下的剥离强度小于30℃时的剥离强度。可见，巯基酸酯能够和助剂其他组分复配，提高粘接层的耐高温性能。
4、结合实施例2和对比例6并结合表2-5可以看出，当对比例6的助剂缺少尿素、硝酸钠和氯化钙时，对比例5在30℃和160℃温度时的剥离强度也相对稳定，但在-50℃温度下的剥离强度小于30℃时的剥离强度。可见，尿素、硝酸钠和氯化钙复配能够提高粘黏剂的抗低温性能。
5、结合实施例2和实施例4-5并结合表2-5可以看出，当实施例4-5相对与实施例2增加了γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷组分时，实施例4-5的剥离强度都增加且三个温度下的粘黏强度差别更小，可见，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷能提高胶粘层的粘黏强度和耐候性，从而进一步提高胶带的粘黏性能和耐候性能。
6、结合实施例2和实施例6-7并结合表2-5可以看出，当实施例6-7相对与实施例2增加了阿魏酸组分时，实施例6-7的粘接强度增大，但三个温度下粘接强度差距与实施例2相近，可见，由于阿魏能减小胶粘料氧化变性的可能性，因此，能进一步提高胶带的粘接性能。
7、结合实施例2和实施例8-9并结合表2-5可以看出，当实施例8和实施例9相对于实施例2的助剂增加了2-琉基苯并噻唑和二硫代秋兰姆后，实施例8和实施例9的粘接强度增强，且三个温度下的粘接强度差距更小，可见，二硫代秋兰姆和琉基苯并噻唑协同作用，能进一步提高胶粘剂体系的粘黏性和稳定性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种耐候型胶带，其特征在于，包括基材和包覆在基材表面的胶粘层，所述胶粘层包括以下重量份的组分：羧基丁苯胶乳120-150份、聚丙烯酸酯60-80份、增粘树脂20-30份、分散剂1-3份、流平剂6-10份、助剂3-7份，其中，所述助剂包括以下重量份的组分：巯基酸酯60-70份、氯化钙80-110份、尿素70-85份，硝酸钠30-50份。
2.根据权利要求1所述的耐候型胶带，其特征在于，所述胶粘层包括以下重量份组分：羧基丁苯胶乳135-150份、聚丙烯酸酯60-70份、增粘树脂25-30份、分散剂2-3份、流平剂6-8份、助剂5-7份，其中，所述助剂包括以下重量份的组分：巯基酸酯65-70份、氯化钙80-95份、尿素70-80份，硝酸钠30-40份。
3.根据权利要求1或2所述的耐候型胶带，其特征在于，还包括6-8重量份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的耐候型胶带，其特征在于，还包括阿魏酸35-50重量份，乙醇90-100重量份。
5.根据权利要求1所述的耐候型胶带，其特征在于，所述助剂还包括二硫代秋兰姆0.5-1重量份和2-琉基苯并噻唑1-1.5重量份。
6.根据权利要求5所述的耐候型胶带，其特征在于，所述助剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将2-琉基苯并噻唑、二硫代秋兰姆、氯化钙、尿素和硝酸钠混匀，得到粉剂备用；
S2、均匀的将粉剂加入巯基酸酯中，混匀，得到助剂。
7.一种如权利要求1或2所述的耐候型胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备基材备用；
S2、将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用；
S3、先对基材一侧进行电晕处理，然后粘胶料涂敷在基材经过电晕处理的一侧表面，干燥，得到耐候型胶带。
8.根据权利要求7所述的耐候型胶带的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，将羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
9.根据权利要求7所述的耐候型胶带的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，先将阿魏酸溶于乙醇中，得到阿魏酸溶液，然后将阿魏酸溶液、羧基丁苯胶乳和聚丙烯酸酯在50-70℃下混炼5min，降温至40-45℃，然后在搅拌下加入分散剂、助剂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和流平剂，混炼30min，升温至80-90℃，加入增粘树脂混炼10min，得到胶粘料备用。
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