CN113429897B - 一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其由以下原料组成：胶黏剂主料、化学稳定性改性剂、溶剂和电子胶带基膜，将胶黏剂主料在溶剂中经化学稳定性改性剂混合改性后涂覆在电子胶带基膜上得到电子胶带；所述的胶黏剂主料为聚氨酯丙烯酸酯；所述的化学稳定性改性剂包括：环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚、双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。本发明为一种耐高温、耐老化、耐化学性能，具有良好机械强度的电子胶带，本发明同时公开了该电子胶带的制备方法。

Description

一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带及其制备工艺
技术领域
本发明涉及电子胶带技术领域，尤其是涉及一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带及其制备工艺。
背景技术
电子胶带是电子元器件固定安装过程中的一种常用耗材，随着科技的发展，电子产品不断更新换代，对所使用的电子胶带的性能要求也越来越高，有些应用条件要求电子胶带具有一定的耐化学溶剂性，比如耐溶剂擦拭性、耐电解液性等。其中耐溶剂擦拭性不但要求电子胶带需要具备良好的耐化学性能，同时要求其具备良好的机械强度；耐电解液性不但要求电子胶带需要具备良好的耐化学性能，同时要求其具备良好的耐高温老化性能。
目前，现有技术中常用的电子胶带多为丙烯酸酯类电子胶带。丙烯酸酯是胶黏剂领域应用非常广泛的一种原料，具有原料易得、稳定性相对较好、工艺简单等诸多优点，但是也存在耐溶剂性差、高温易发粘、低温易变脆、耐水性差等缺陷，因此很少直接采用丙烯酸酯单体作为一种电子胶带的胶黏剂去使用，而是采用与其他原料混合以对丙烯酸酯改性，获得性能更加优异的胶黏剂制备电子胶带，以满足不同的使用要求。现有技术中使用的电子胶带难以满足耐化学溶剂性能的要求，即同时满足电子胶带具有适宜的粘性，较好的耐化学性、耐高温、耐老化性能，具有良好的机械强度，并能在化学溶剂环境中保持长时期的性能稳定。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种耐高温、耐老化、耐化学性能，具有良好机械强度的电子胶带，本发明同时提供了该电子胶带的制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其包括：胶黏剂主料、化学稳定性改性剂、溶剂和电子胶带基膜，将胶黏剂主料在溶剂中经化学稳定性改性剂混合改性后涂覆在电子胶带基膜上得到电子胶带；
所述的胶黏剂主料为聚氨酯丙烯酸酯；
所述的化学稳定性改性剂包括：环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚、双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
作为优选，所述的胶黏剂主料、溶剂、化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、耐腐蚀高强度改良剂15-30份、环氧丙烯酸酯5-20份、氧茚5-10份、新戊二醇二缩水甘油醚1-5份、溶剂150-200份、双甲基丙烯酸乙二醇酯5-15份、邻苯二甲酸二烯丙酯0-2份。
作为优选，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为1-3∶1。
作为优选，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为3-5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005-0.002mol/L，在42-45℃下反应2-3h得到改性紫胶树脂。
作为优选，所述的溶剂为甲苯和乙酸乙酯，其质量份比为1-2∶1。
作为优选，所述的电子胶带基膜为PET膜、聚脂薄膜或PI膜。
所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方重量的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚以及部分溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下升温至指定温度；
(2)将双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯与剩余的溶剂混匀，并在一定时间内将混入双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的溶剂滴加至步骤(1)的反应容器中，在加入溶剂的过程中保持反应容器的保温、搅拌状态，在滴加完成后继续保持反应容器的保温、搅拌状态一定时间后降温处理，得到胶黏料；
(3)将步骤(2)得到的胶黏剂均匀涂覆于电子胶带基膜上，在一定温度下干燥，制得电子胶带。
作为优选，所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法中的工艺条件控制为：步骤(1)部分溶剂为溶剂总量的1/2-2/3，控制升温至指定温度为70-80℃；步骤(2)中滴加溶剂的时间控制在1-2h，滴加完成后的保持时间为2-3h；步骤(3)中的干燥温度为60-80℃，时间15-40min，制得电子胶带干胶厚度为30±5μm。
在本发明中，胶黏剂主料为电子胶带胶黏性能的主要材料，决定着电子胶带的耐化学性能、机械强度、热稳定性及耐老化性能，本发明以聚氨酯丙烯酸酯为主料，由于聚氨酯分子中具有多元醇所带的长链柔性分子量，因此柔韧性较好，同时聚氨酯分子链中具有较多氨基甲酸酯基团，使得聚氨酯丙烯酸具有优异的耐化学性能，但是聚氨酯丙烯酸酯的耐高温、耐老化性能不佳，同时由于柔性过于良好导致其作为电子胶带胶黏剂使用后的机械强度有待提高。聚氨酯丙烯酸酯在双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的作用下与耐腐蚀高强度改良剂及新戊二醇二缩水甘油醚之间发生反应来增加强度，使成品胶料固化时形成链状及网状结构，使内聚力增大，提高成品胶料使用后的抗张强度、抗弯曲强度、抗压强度、抗冲击强度等机械性能；紫胶树脂可以提高胶料的机械性能，但是紫胶树脂富含游离羟基和羧基，其单体耐候性、耐热性及耐老化性能较差，经甲基丙烯酸甲酯接枝共聚改性后的紫胶树脂可以改善以上缺点，使改性后的紫胶树脂表现出优良的抗拉性等力学性能，同时耐老化、耐热和耐化学溶剂性得到明显改善，使其可以与甲基丙烯酸十二氟庚酯共混后作为胶黏剂主料的耐腐蚀高强度改良剂。甲基丙烯酸十二氟庚酯中C-F键的键能很大，稳定性较高，氟原子紧密有序地排列在碳链周围，对碳主链起到较好的屏蔽作用，防止碳原子和碳链的暴露，使聚合物在长时间内表现出良好的表面性能及化学稳定性，具有优异的耐化学介质、耐腐蚀性及耐候性能。环氧丙烯酸酯具有极好的力学性能和耐化学性能，并具有较低的柔韧性，可有效调节胶料成品的韧性强度，改善聚氨酯丙烯酸酯主料带来的胶料力学性能较差的缺点。氧茚具有良好的平衡体系作用，有效平衡聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯及其他原料之间的性能，使成品胶料保持良好的粘性、强度及延伸性。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果在于：
本发明的耐高温老化及耐化学性的电子胶带具有较好的初粘性和剥离强度，在保持较高机械强度、实现电子胶带基础胶粘效果的基础上，可以在化学溶剂条件下保持优异的耐高温、耐老化性能，能够长期在极端锂电池电解液浸泡环境中不脱落、不溶解，保持性能稳定。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步地描述，显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其包括：胶黏剂主料、化学稳定性改性剂、溶剂和电子胶带基膜，将胶黏剂主料在溶剂中经化学稳定性改性剂混合改性后涂覆在电子胶带基膜上得到电子胶带；
所述的胶黏剂主料为聚氨酯丙烯酸酯；所述的化学稳定性改性剂包括：环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚、双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
进一步地，所述的胶黏剂主料和化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、耐腐蚀高强度改良剂22份、环氧丙烯酸酯12份、氧茚8份、新戊二醇二缩水甘油醚3份、溶剂175份、双甲基丙烯酸乙二醇酯10份、邻苯二甲酸二烯丙酯1份。
进一步地，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为2∶1。
进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量份比为2∶1，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0012mol/L，在43℃下反应2.5h得到改性紫胶树脂。
进一步地，所述的溶剂为乙酸乙酯和甲苯，其质量份比为2∶3；所述的电子胶带基膜为聚脂薄膜。
实施例2：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏剂主料和化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、环氧丙烯酸酯5份、耐腐蚀高强度改良剂15份、氧茚5份、新戊二醇二缩水甘油醚1份、溶剂150份、双甲基丙烯酸乙二醇酯5份。
进一步地，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为1∶1。
进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量份比为3∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005mol/L，在42℃下反应3h得到改性紫胶树脂。
进一步地，所述的溶剂为乙酸乙酯和甲苯，其质量份比为1∶1；所述的电子胶带基膜为PI膜。
实施例3：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏剂主料和化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、环氧丙烯酸酯20份、耐腐蚀高强度改良剂30份、氧茚10份、新戊二醇二缩水甘油醚5份、溶剂200份、双甲基丙烯酸乙二醇酯15份、邻苯二甲酸二烯丙酯2份。
进一步地，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为3∶1。
进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量份比为5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.002mol/L，在45℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
进一步地，所述的溶剂为甲苯和乙酸乙酯，其质量份比为2∶1；所述的电子胶带基膜为PET膜。
实施例4：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏剂主料和化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、耐腐蚀高强度改良剂30份、环氧丙烯酸酯5份、氧茚10份、新戊二醇二缩水甘油醚1份、溶剂200份、双甲基丙烯酸乙二醇酯5份、邻苯二甲酸二烯丙酯2份。
进一步地，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为2∶1。
进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量份比为5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005mol/L，在45℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
进一步地，所述的溶剂为乙酸乙酯和甲苯，其质量份比为3∶5；所述的电子胶带基膜为聚脂薄膜。
实施例5：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，所述的胶黏剂主料和化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、环氧丙烯酸酯15份、耐腐蚀高强度改良剂18份、氧茚9份、新戊二醇二缩水甘油醚2份、溶剂190份、双甲基丙烯酸乙二醇酯7份、邻苯二甲酸二烯丙酯1.5份。
进一步地，所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为5∶3。
进一步地，所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为7∶4，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0015mol/L，在43℃下反应2h得到改性紫胶树脂。
进一步地，所述的溶剂为乙酸乙酯和甲苯，其质量份比为1∶1；所述的电子胶带基膜为聚脂薄膜。
对比例1：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，其不含耐腐蚀高强度改良剂。
对比例2：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，其不含氧茚。
对比例3：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，其不含双甲基丙烯酸乙二醇酯。
对比例4：一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，与实施例1不同的是，其将环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯替换成相同重量份数的丙烯酸酯。
所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方重量的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚以及部分溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下升温至指定温度；
(2)将双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯与剩余的溶剂混匀，并在一定时间内将混入双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的溶剂滴加至步骤(1)的反应容器中，在加入溶剂的过程中保持反应容器的保温、搅拌状态，在滴加完成后继续保持反应容器的保温、搅拌状态一定时间后降温处理，得到胶黏料；
(3)将步骤(2)得到的胶黏剂均匀涂覆于电子胶带基膜上，在一定温度下干燥，制得电子胶带。
作为优选，所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法中的工艺条件控制为：步骤(1)部分溶剂为溶剂总量的1/2-2/3，控制升温至指定温度为75℃；步骤(2)中滴加溶剂的时间控制在1.5h，滴加完成后的保持时间为2.5h；步骤(3)中的干燥温度为70℃，时间30min，制得电子胶带干胶厚度为30±5μm。
性能测试：将上述实施例1-5及对比例1-4所得的电子胶带产品在完全相同的条件下进行性能测试，结果如下表所示。
Figure BDA0003156374010000061
*所述的浸泡条件为：锂离子电解液浸泡，80℃，72h。
将制得的电子胶带裁成5mm宽小条，在3mm宽的铝箔上饶3圈，浸入实验溶剂中，置于烘箱中，85℃下观察胶带分层时间，具体结果如下表所示。
耐溶剂性 甲苯/s 丙酮/s 异丙醇/s 乙醇/s
实施例1 267 576 2385 2465
实施例2 233 512 2139 2320
实施例3 259 587 2290 2410
实施例4 221 520 2116 2366
实施例5 262 555 2314 2392
对比例1 55 127 291 461
对比例2 201 430 1456 1692
对比例3 78 142 327 390
对比例4 66 90 393 422
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其特征在于，由以下原料组成：胶黏剂主料、化学稳定性改性剂、溶剂和电子胶带基膜，将胶黏剂主料在溶剂中经化学稳定性改性剂混合改性后涂覆在电子胶带基膜上得到电子胶带；
所述的胶黏剂主料为聚氨酯丙烯酸酯；
所述的化学稳定性改性剂包括：环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚、双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯；
所述的胶黏剂主料、溶剂、化学稳定性改性剂中原料的重量份数为：聚氨酯丙烯酸酯100份、耐腐蚀高强度改良剂15-30份、环氧丙烯酸酯5-20份、氧茚5-10份、新戊二醇二缩水甘油醚1-5份、溶剂150-200份、双甲基丙烯酸乙二醇酯5-15份、邻苯二甲酸二烯丙酯0-2份；
所述的耐腐蚀高强度改良剂为甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的混合物，其中甲基丙烯酸十二氟庚酯与改性紫胶树脂的质量比为1-3∶1；
所述的改性紫胶树脂为经甲基丙烯酸甲酯改性的紫胶树脂，该改性紫胶树脂的制备方法为：紫胶树脂与甲基丙烯酸甲酯的质量比为3-5∶2，以高锰酸钾为引发剂，引发剂的浓度为0.0005-0.002mol/L，在42-45℃下反应2-3h得到改性紫胶树脂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其特征在于：所述的溶剂为甲苯和乙酸乙酯，其质量份比为1-2∶1。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温老化及耐化学性的电子胶带，其特征在于：所述的电子胶带基膜为PET膜、聚脂薄膜或PI膜。
4.权利要求1-3任一项所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将配方重量的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、耐腐蚀高强度改良剂、氧茚、新戊二醇二缩水甘油醚以及部分溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下升温至指定温度；
(2)将双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯与剩余的溶剂混匀，并在一定时间内将混入双甲基丙烯酸乙二醇酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的溶剂滴加至步骤(1)的反应容器中，在加入溶剂的过程中保持反应容器的保温、搅拌状态，在滴加完成后继续保持反应容器的保温、搅拌状态一定时间后降温处理，得到胶黏料；
(3)将步骤(2)得到的胶黏剂均匀涂覆于电子胶带基膜上，在一定温度下干燥，制得电子胶带。
5.根据权利要求4所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法，其特征在于：所述的耐高温老化及耐化学性的电子胶带的制备方法中的工艺条件控制为：步骤(1)部分溶剂为溶剂总量的1/2-2/3，控制升温至指定温度为70-80℃；步骤(2)中滴加溶剂的时间控制在1—2h，滴加完成后的保持时间为2-3h；步骤(3)中的干燥温度为60-80℃，时间15-40min，制得电子胶带干胶厚度为30±5μm。
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