CN113897150B - 一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂及其制备方法和具有其的铝箔胶带 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及压敏胶粘带技术领域,具体公开了一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂及其制备方法和具有其的铝箔胶带。压敏胶粘剂包括丙烯酸羟乙酯3~5份、丙烯酸‑2‑乙基己酯10~15份、引发剂0.3~0.5份、甲基丙烯酸甲酯10~15份、十二烷基硫醇6~8份、丙烯酸丁酯45~60份、N‑乙烯基吡咯烷酮5~10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1~3份、1,6‑己二醇二丙烯酸酯6~8份和纳米溶胶液6~8份;其制备方法包括:预分散处理、混合处理、保温处理和聚合反应;铝箔胶带包括铝箔基材本体、离型剂层和胶粘层。本申请改善了压敏胶粘剂的组成,通过纳米溶胶液改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于压敏胶粘带技术领域,尤其涉及一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂及其制备方法和具有其的铝箔胶带。
背景技术
压敏胶是胶粘体系的一个分支,是一种同时具备液体粘性性质和固体弹性性质的粘弹性体。压敏胶带又称“胶粘带”,是一种预先涂附有压敏胶的产品。其特点是涂胶均匀,具有永久粘性,使用时只需施以一定压力即可实现粘接。
铝箔胶带作为压敏胶带中重要的组成部分而被广泛使用,铝箔胶带以铝箔为背材,具有良好的导热性,在电冰箱等冷柜设备上均具有良好的应用。如在电冰箱的生产过程中,铝箔胶带可将电冰箱的侧板与冷凝管粘接固定,利用侧板与冷凝管配合以对电冰箱整体进行散热。这种板管式的冷凝管固定方式可以显著增加换热面积,提高传热效率。加上铝箔背材出色的延展性和所负载的高性能压敏胶,铝箔胶带能够有效包裹管状零部件并提供最佳的固定效果。
但在冷凝管的冷凝换热过程中,铝箔胶带易受热出现热疲劳老化现象,从而导致铝箔胶带的持粘性和粘附力降低,冷凝管易与侧板发生脱落,最终导致电冰箱等冷柜设备出现散热不良和噪声污染故障。
发明内容
为了改善现有铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷,本发明提供一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂及其制备方法和具有其的铝箔胶带,采用如下的技术方案:
第一方面,本发明提供了一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,采用如下的技术方案:
一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,包括下列重量份物质:
丙烯酸羟乙酯3~5份;
丙烯酸-2-乙基己酯10~15份;
引发剂0.3~0.5份;
甲基丙烯酸甲酯10~15份;
十二烷基硫醇6~8份;
丙烯酸丁酯45~60份;
N-乙烯基吡咯烷酮5~10份;
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1~3份;
1,6-己二醇二丙烯酸酯6~8份;
纳米溶胶液6~8份。
通过采用上述技术方案,本申请调整了压敏胶粘剂的组分,通过在压敏胶粘剂内部添加纳米溶胶液进行改性处理,对压敏胶粘剂的内聚力和热稳定性进行有效地改善,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
进一步地,所述纳米溶胶液包括二氧化硅溶胶。
通过采用上述技术方案,本申请优化了纳米溶胶液的组分,由于纳米二氧化硅溶胶内的颗粒具有良好的量子尺寸效应和界面效应,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
进一步地,所述纳米溶胶液包括氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液。
通过采用上述技术方案,由于氧化石墨烯作为一种良好的碳素材料,具有良好的稳定性和较大的比表面积,其表面含有大量的羟基、羰基和羧基等大量含氧官能团。将氧化石墨烯与纳米二氧化硅溶胶液复合后,与纳米二氧化硅溶胶形成稳定的三维网络结构,能在压敏胶粘剂中形成良好的支撑结构。当压敏胶粘剂受高温老化后,其内部形成的稳定的骨架结构能在铝箔和材料表面形成稳定的共价键,提高了压敏胶粘剂耐高温老化的性能,从而改善了铝箔胶带的耐高温性能。
进一步地,所述氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液采用以下方案制成:
(1)按质量比1:40~50,取氧化石墨烯并添加至乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下超声分散,收集分散液;
(2)按正硅酸乙酯、氨水和分散液质量比1:2~3:6~8,将正硅酸乙酯和氨水添加至分散液中,在室温下搅拌混合并静置,收集得氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液。
通过采用上述技术方案,本申请通过原位生长法,在氧化石墨烯表面原位水解生成纳米二氧化硅颗粒形成复合溶胶液。由于本申请采用的氧化石墨烯具有片层堆叠的结构,层与层之间很难超声分散开,因此易发生团聚现象。然而这种团聚现象将会导致它的有效比表面积大幅度减少,在一定程度上影响了它在压敏胶粘剂中的阻隔性能。
但二氧化硅本身具有较强的化学稳定性,且能够与多种生物大分子相互兼容。因此,将其与氧化石墨烯混合制备复合材料时,可以有效地解决氧化石墨烯自身易团聚的问题,从而进一步改善氧化石墨烯添加至纳米溶胶液的分散性,提高了压敏胶粘剂的耐高温性。
进一步地,所述纳米溶胶液包括氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液。
通过采用上述技术方案,在氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶内部再添加纳米氧化镁进行改性处理。首先纳米氧化镁其本身具有良好的耐高温性、抗腐蚀性以及导热性,当纳米氧化镁颗粒分散在氧化石墨烯-纳米二氧化硅复合溶胶体系内部,形成稳定和均匀的分散结构,从而进一步改善了压敏胶粘剂材料的物理交联密度。通过纳米溶胶液形成的物理交联结构,阻碍热量在压敏胶粘剂基质中的传导,限制了压敏胶胶膜的热降解和热老化,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
进一步地,所述氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液采用以下方案制成:
(1)按质量比1:2~3:100~150,取纳米氧化镁、氧化石墨烯添加至乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下超声分散,收集分散液;
(2)按正硅酸乙酯、氨水和分散液质量比1:3~5:10~15,将正硅酸乙酯和氨水添加至分散液中,在室温下搅拌混合并静置,收集得氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液。
通过采用上述技术方案,本申请通过将纳米氧化镁、氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶复合形成稳定的分散溶胶体系,使各组分之间有机融合的同时,进一步改善分散溶胶体系的稳定性能,从而进提高了压敏胶粘剂材料的耐高温性。
进一步地,所述氨水中还添加有3-氨丙基三乙氧基硅烷,所述3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量为氨水质量的15~30%。
通过采用上述技术方案,本申请在制备纳米溶胶液的过程中,通过添加3-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性,由于3-氨丙基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯复合后混合水解,使3-氨丙基固定在二氧化硅溶胶颗粒的骨架上。同时氧化石墨烯颗粒与二氧化硅颗粒有机复合,通过接枝于纳米二氧化硅颗粒表面的基团在静电吸引的作用下,与氧化石墨烯颗粒牢固结合在一起,阻止了氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶在压敏胶粘剂内部的聚集,保证了纳米溶胶液的胶体稳定性,从而进一步改善纳米溶胶液添加至压敏胶粘剂内部的分散性,提高了压敏胶粘剂材料的耐高温性。
第二方面,本发明还提供了一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂的制备方法,包括下列制备步骤:
(1)预分散处理:按配方将纳米溶胶液添加至丙烯酸丁酯中,超声分散10min后,收集分散混合液;
(2)混合处理:按配方将分散混合液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯混合并置于反应容器中;
(3)保温处理:向反应容器中再添加十二烷基硫醇后,在惰性气氛、75~80℃下保温处理90~100min;
(4)聚合反应:待保温处理完成后,再将N-乙烯基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、引发剂和1,6-己二醇二丙烯酸酯添加至反应容器中,继续在惰性气氛、75~80℃保温处理90~100min后,静置冷却至室温,得压敏胶粘剂。
通过采用上述技术方案,本申请在聚合反应过程中,将纳米溶胶液添加至压敏胶粘剂内部后,通过纳米溶胶液与丙烯酸单体聚合反应来增加压敏胶粘剂材料的交联密度;通过纳米溶胶液残留的羟基与丙烯酸酯压敏胶粘剂中分子链中的羟基形成氢键,限制分子链的移动,提高了压敏胶粘剂材料的热稳定性能。
同时本申请通过纳米溶胶液有效分散在压敏胶粘剂材料中,进一步改善了压敏胶粘剂材料的交联强度,有效限制高温状态下热量在压敏胶粘剂材料中的传导,改善压敏胶粘剂出现热降解现象,因此有效提高了压敏胶粘剂的耐高温性能。
第三方面,本发明还提供了一种铝箔胶带,包括铝箔基材本体;
离型剂层,所述离型剂层设于所述铝箔基材本体的一侧;
胶粘层,所述胶粘层设于所述铝箔基材本体的另一侧;
所述胶粘层包括上述耐高温抗老化型压敏胶粘剂。
通过采用上述技术方案,由于本申请采用的耐高温抗老化型压敏胶粘剂具有良好的耐高温性能,所以本申请技术方案制备的铝箔胶带具有优异的耐高温抗老化性能。
进一步地,所述铝箔胶带还包括薄膜包覆层,所述薄膜包覆层设于所述离型剂层与所述铝箔基材本体之间,所述薄膜包覆层采用的薄膜为聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜中的任意一种。
通过采用上述技术方案,本申请优化了覆膜铝箔胶带的构成,通过铝箔表面的薄膜包覆层作为铝箔基材本体的固定层,从结构方面改善单层铝箔材料的韧性强度,从而提高了覆膜铝箔胶带的使用寿命。
同时本申请优选的聚丙烯和聚乙烯均具有良好的使用寿命和稳定性能,能满足不同环境下对薄膜包覆层的需求。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
第一、本申请调整了压敏胶粘剂的组分,通过在压敏胶粘剂内部添加纳米溶胶液进行改性处理,对压敏胶粘剂的内聚力和热稳定性进行有效地改善,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。其中,纳米二氧化硅溶胶内的颗粒具有良好的量子尺寸效应和界面效应,能有效铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
氧化石墨烯作为一种良好的碳素材料,具有良好的稳定性和较大的比表面积,其表面含有大量的羟基、羰基和羧基等大量含氧官能团。将氧化石墨烯与纳米二氧化硅溶胶液复合后,能在压敏胶粘剂中形成良好的支撑结构,改善铝箔胶带的耐高温性能。
再在氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶内部再添加纳米氧化镁进行改性处理,改善了压敏胶粘剂材料的物理交联密度。通过纳米溶胶液形成的物理交联结构,阻碍热量在压敏胶粘剂基质中的传导,限制了压敏胶胶膜的热降解和热老化,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
第二、本申请在制备纳米溶胶液的过程中,通过添加3-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性,由于3-氨丙基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯复合后混合水解,使3-氨丙基固定在二氧化硅溶胶颗粒的骨架上。同时氧化石墨烯颗粒与二氧化硅颗粒有机复合,通过接枝于纳米二氧化硅颗粒表面的基团在静电吸引的作用下,与氧化石墨烯颗粒牢固结合在一起,阻止了氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶在压敏胶粘剂内部的聚集,保证了纳米溶胶液的胶体稳定性,从而进一步改善纳米溶胶液添加至压敏胶粘剂内部的分散性,提高了压敏胶粘剂材料的耐高温性。
第三、本申请在聚合反应过程中,将纳米溶胶液添加至压敏胶粘剂内部后,通过纳米溶胶液与丙烯酸单体聚合反应来增加压敏胶粘剂材料的交联密度;通过纳米溶胶液残留的羟基与丙烯酸酯压敏胶粘剂中分子链中的羟基形成氢键,限制分子链的移动,提高了压敏胶粘剂材料的热稳定性能。
同时本申请通过纳米溶胶液有效分散在压敏胶粘剂材料中,进一步改善了压敏胶粘剂材料的交联强度,有效限制高温状态下热量在压敏胶粘剂材料中的传导,改善压敏胶粘剂出现热降解现象,因此有效提高了压敏胶粘剂的耐高温性能。
第四、优化了覆膜铝箔胶带的构成,通过铝箔表面的薄膜包覆层作为铝箔基材本体的固定层,从结构方面改善单层铝箔材料的韧性强度,从而提高了覆膜铝箔胶带的使用寿命。同时本申请优选的聚丙烯和聚乙烯均具有良好的使用寿命和稳定性能,能满足不同环境下对薄膜包覆层的需求。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
本申请中的原料可以使用市售产品,下列来源仅为示例,并不代表其为指定原料。
氧化石墨烯购自上海卜微应用材料技术有限公司,纯度99%;
二氧化硅溶胶购自宣城晶瑞新材料有限公司,货号VK-S01N;
纳米氧化镁购自山东奥创化工有限公司;
光引发剂购自安徽精之彩新材料有限公司,型号为巴斯夫光引发剂907;
热引发剂购自上海万道化工有限公司,型号为Trigonox B。
仪器:CZY-6S 型持粘性测试仪;CZY-G 型初粘测试仪。
制备例
制备例1
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg氧化石墨烯并添加至40kg质量分数25%乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和2kg浓度0.1mol/L氨水添加至6kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液1。
制备例2
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg氧化石墨烯并添加至45kg质量分数25%乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和2.5kg浓度0.1mol/L氨水添加至7kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液2。
制备例3
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg氧化石墨烯并添加至50kg质量分数25%乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和3kg浓度0.1mol/L氨水添加至8kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液3。
制备例4
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg纳米氧化镁、2kg氧化石墨烯添加至100kg质量分数25%乙醇溶液中,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和3kg浓度0.1mol/L氨水添加至10kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液1。
制备例5
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg纳米氧化镁、2.5kg氧化石墨烯添加至125kg质量分数25%乙醇溶液中,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和4kg浓度0.1mol/L氨水添加至12.5kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液2。
制备例6
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液制备:
(1)取1kg纳米氧化镁、3kg氧化石墨烯添加至150kg质量分数25%乙醇溶液中,在300W功率下超声分散处理15min,收集得分散液;
(2)将1kg正硅酸乙酯和5kg浓度0.1mol/L氨水添加至15kg分散液中,在室温下搅拌混合并静置陈化12h,收集得氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液3。
制备例7
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液4:与制备例1相比,制备例7在氨水中还添加了0.3kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备1相同。
制备例8
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液5:与制备例1相比,制备例8在氨水中还添加了0.44kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备1相同。
制备例9
氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液6:与制备例1相比,制备例9在氨水中还添加了0.6kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备1相同。
制备例10
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液4:与制备例4相比,制备例10在氨水中还添加了0.45kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备4相同。
制备例11
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液5:与制备例4相比,制备例11在氨水中还添加了0.66kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备1相同。
制备例12
氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液6:与制备例4相比,制备例12在氨水中还添加了0.9kg 3-氨丙基三乙氧基硅烷,其余组分和制备步骤均与制备1相同。
实施例
压敏胶粘剂的制备
实施例1
压敏胶粘剂1的制备:
(1)预分散处理:将6kg固含量10%二氧化硅溶胶作为纳米溶胶液,添加至45kg丙烯酸丁酯中,在室温、300W超声分散环境下处理10min后,收集分散混合液;
(2)混合处理:将步骤(1)收集的分散混合液、10kg甲基丙烯酸甲酯、3kg丙烯酸羟乙酯、10kg丙烯酸-2-乙基己酯混合并置于反应釜中;
(3)保温处理:向反应釜中再添加6kg链转移剂十二烷基硫醇后,通氮气排除空气,控制氮气通入速率为45mL/min,再在氮气气氛下置于75℃下保温处理90min;
(4)聚合反应:待保温处理完成后,再将5kgN-乙烯基吡咯烷酮、1kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.2kg光引发剂、0.1kg热引发剂和6kg1,6-己二醇二丙烯酸酯添加至反应容器中,继续在氮气气氛、75℃保温处理90min后,静置冷却至室温,得压敏胶粘剂1。
实施例2
压敏胶粘剂2的制备:
(1)预分散处理:将7kg固含量10%二氧化硅溶胶作为纳米溶胶液,添加至52kg丙烯酸丁酯中,在室温、300W超声分散环境下处理10min后,收集分散混合液;
(2)混合处理:将分散混合液、12kg甲基丙烯酸甲酯、4kg丙烯酸羟乙酯、12.5kg丙烯酸-2-乙基己酯混合并置于反应容器中;
(3)保温处理:对反应容器中再添加7kg链转移剂十二烷基硫醇后,通氮气排除空气,控制氮气通入速率为45mL/min,再在氮气气氛下置于78℃下保温处理95min;
(4)聚合反应:待保温处理完成后,再将7.5kgN-乙烯基吡咯烷酮、2kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.3kg光引发剂、0.1kg热引发剂和7kg1,6-己二醇二丙烯酸酯添加至反应容器中,继续在氮气气氛、78℃保温处理95min后,静置冷却至室温,得压敏胶粘剂2。
实施例3
压敏胶粘剂3的制备:
(1)预分散处理:将8kg固含量10%二氧化硅溶胶作为纳米溶胶液,添加至60kg丙烯酸丁酯中,在室温、300W超声分散环境下处理10min后,收集分散混合液;
(2)混合处理:将分散混合液、15kg甲基丙烯酸甲酯、5kg丙烯酸羟乙酯、15kg丙烯酸-2-乙基己酯混合并置于反应容器中;
(3)保温处理:对反应容器中再添加8kg链转移剂十二烷基硫醇后,通氮气排除空气,控制氮气通入速率为45mL/min,再在氮气气氛下置于80℃下保温处理100min;
(4)聚合反应:待保温处理完成后,再将10kgN-乙烯基吡咯烷酮、3kg三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.4kg光引发剂、0.1kg热引发剂和8kg1,6-己二醇二丙烯酸酯添加至反应容器中,继续在氮气气氛、80℃保温处理100min后,静置冷却至室温,得压敏胶粘剂3。
实施例4~15
压敏胶粘剂4~15,分别由实施例4~15制备而成。与实施例1相比,实施例4~15采用的纳米溶胶液组成如下表表1所示,其余组分和制备步骤均与实施例1相同。
表1实施例4~15采用的纳米溶胶液组分表
实施例16
一种铝箔胶带:
先取0.015mm厚的铝箔,并在其一侧包覆上0.015mm厚度的聚乙烯膜,待包覆完成后,对聚乙烯膜表面涂覆一层离型剂SYL-OFF7955,控制涂覆厚度为0.01mm,待涂覆完成后,再在铝箔另一侧涂覆一层厚度为0.025mm的压敏胶粘剂1,经涂布后,干燥静置即可制备得耐高温抗老化型覆膜铝箔胶带。
实施例17
一种铝箔胶带,与实施例16区别在于,实施例17中采用压敏胶粘剂1涂覆的胶粘层厚度为0.027mm。
实施例18
一种铝箔胶带,与实施例16区别在于,实施例18中采用压敏胶粘剂1涂覆的胶粘层厚度为0.03mm。
实施例19
一种铝箔胶带,与实施例16区别在于,实施例19中采用了0.015mm厚度的聚丙烯薄膜代替实施例16中的聚乙烯薄膜。
实施例20~33
一种铝箔胶带,由实施例20~33制备,与实施例16相比,实施例20~33采用的压敏胶粘剂种类如下表表2所示,其余组分和制备步骤均与实施例16相同。
表2实施例20~33铝箔胶带中压敏胶粘剂组分表
对比例
对比例1:一种铝箔胶带,与实施例16相比,采用未添加纳米溶胶液制备的压敏胶粘剂进行制备,其余组分和制备步骤均与实施例16相同。
对比例2:一种铝箔胶带,与实施例16相比,在制备压敏胶粘剂1的方案中,采用了0.6kg粒径0.1mm的二氧化硅颗粒代替实施例16中采用的纳米溶胶液,其余组分和制备步骤均与实施例16相同。
对比例3:一种铝箔胶带,与实施例16相比,在制备压敏胶粘剂1的方案中,对比例3技术方案采用了0.6kg粒径0.1mm的二氧化钛代替实施例16中采用的纳米溶胶液,以制备压敏胶粘剂用于对比例3的铝箔胶带中,其余组分和制备步骤均与实施例16相同。
性能检测试验
为了方便测试,本申请只对实施例16~33、对比例1~3中制备的铝箔胶带进行性能检测,以检测铝箔胶带成品使用的性能。
检测方法/试验方法
180°剥离强度:按GB/T 2792—2014,采用电脑式剥离试验机测试;
初粘性和持粘性:按GB/T 4852—2002,采用斜面滚球法初粘性测试仪测试初粘性,采用持粘性测试仪测试持粘性;
耐高温性:将铝箔胶带裁成25mm×200mm样条,贴于钢板表面,将制备好的试样置于鼓风干燥箱内,在240℃环境下停放30min后取出,冷却至常温后,撕开胶带观察钢板表面状况。具体测试结果如下表表3所示:
表3 实验例16~33和对比例1~3的性能表征
首先将实施例16~18、实施例19、实施例20~21、实施例22~24、实施例25~27、实施例28~30和实施例31~33为对象,设置7组方案,结合对比例1~3和表1~3性能表来进行性能分析,具体结果如下:
(1)由表1~3数据结合实施例16~18技术方案和对比例1,对比例1中制备的铝箔胶带不论从持粘性、初粘性还是耐高温性来说,均与实施例16~18制备的铝箔胶带的性能检测具有明显差距,这说明本申请技术方案中,在压敏胶粘剂内部添加纳米溶胶液进行改性处理,可以对压敏胶粘剂的内聚力和热稳定性进行有效地改善,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
(2)再结合对比例2~3和实施例16进行性能对比,对比例2中虽然添加了二氧化硅,但是其采用的是固体颗粒的结构,对比例3则是采用了二氧化钛颗粒,由表3数据分析可以看出,对比例2和对比例3技术方案制备的铝箔胶带性能显著下降,说明本申请技术方案主要利用了纳米二氧化硅溶胶材料具有良好的尺寸稳定性能,当其添加至压敏胶粘剂中,纳米二氧化硅颗粒具有良好的量子尺寸效应和界面效应,可以对压敏胶粘剂的内聚力和热稳定性进行有效地改善,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
(3)将实施例16~18和实施例19进行对比,实施例19技术方案采用了0.015mm厚度的聚丙烯薄膜代替实施例16中的聚乙烯薄膜,由表3可知,其性能变化不大,说明本申请技术方案通过选用聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜材料进行制备铝箔胶带,均具有良好的使用寿命和稳定性能,能满足不同环境下对薄膜包覆层的需求。
(4)将实施例16结合实施例20~21为一组,与实施例22~24和实施例25~27进行对比,由表3数据分析可以看出,实施例22~27均采用了氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液进行添加,且其性能较实施例16和实施例20~21具有明显提高,说明本申请技术方案进一步优化了纳米溶胶液的组分,通过选用氧化石墨烯与纳米二氧化硅溶胶复合,形成稳定的三维网络结构,当压敏胶粘剂受高温老化后,其内部形成的稳定的骨架结构能在铝箔和材料表面形成稳定的共价键,从而提高了铝箔胶带的持粘性和粘附力。
(5)将实施例22~24、实施例25~27为一组,实施例28~30、实施例31~33为一组,两组对比结合表3数据可以发现,实施例28~33的技术方案采用了氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液作为纳米溶胶液,其耐高温性、初粘性和持粘性具有明显提高,说明本申请技术方案中通过进一步优化纳米溶胶液的组分,在氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶内部再添加纳米氧化镁进行改性处理,通过形成的物理交联结构,在一定程度上阻碍热量在压敏胶粘剂基质中的传导,限制了压敏胶胶膜的热降解和热老化,从而进一步改善了铝箔胶带耐高温性不佳的缺陷。
(6)将实施例22~24、实施例28~30为一组,实施例25~27、实施例31~33为一组进行两组对比,结合表3数据可以看出,实施例25~27、实施例31~33的性能更为优异,说明本申请技术方案在制备纳米溶胶液的过程中,通过添加3-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性,使3-氨丙基固定在二氧化硅溶胶颗粒的骨架上,同时还能有效将氧化石墨烯颗粒与二氧化硅颗粒有机复合,通过接枝在纳米二氧化硅颗粒表面的基团在静电吸引的作用下和氧化石墨烯颗粒牢固结合在一起,有效阻止了氧化石墨烯和纳米二氧化硅溶胶在压敏胶粘剂内部的聚集,提高了压敏胶粘剂材料的耐高温性和粘结性能。
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)
1.一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,包括下列重量份物质:
丙烯酸羟乙酯3~5份;
丙烯酸-2-乙基己酯10~15份;
引发剂0.3~0.5份;
甲基丙烯酸甲酯10~15份;
十二烷基硫醇6~8份;
丙烯酸丁酯45~60份;
N-乙烯基吡咯烷酮5~10份;
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1~3份;
1,6-己二醇二丙烯酸酯6~8份;
纳米溶胶液6~8份;
所述纳米溶胶液包括氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,所述纳米溶胶液包括二氧化硅溶胶。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,所述纳米溶胶液包括氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,所述氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液采用以下方案制成:
(1)按质量比1:40~50,取氧化石墨烯并添加至乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下超声分散,收集分散液;
(2)按正硅酸乙酯、氨水和分散液质量比1:2~3:6~8,将正硅酸乙酯和氨水添加至分散液中,在室温下搅拌混合并静置,收集得氧化石墨烯-二氧化硅复合溶胶液。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,所述氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液采用以下方案制成:
(1)按质量比1:2~3:100~150,取纳米氧化镁、氧化石墨烯添加至乙醇溶液中,搅拌混合并置于室温下超声分散,收集分散液;
(2)按正硅酸乙酯、氨水和分散液质量比1:3~5:10~15,将正硅酸乙酯和氨水添加至分散液中,在室温下搅拌混合并静置,收集得氧化石墨烯-纳米氧化镁-二氧化硅复合溶胶液。
6.根据权利要求4或5中所述的一种耐高温抗老化型压敏胶粘剂,其特征在于,所述氨水中还添加有3-氨丙基三乙氧基硅烷,所述3-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量为氨水质量的15~30%。
7.一种用于权利要求1~6任一项所述耐高温抗老化型压敏胶粘剂的制备方法,其特征在于,包括下列制备步骤:
(1)预分散处理:按配方将纳米溶胶液添加至丙烯酸丁酯中,超声分散10min后,收集分散混合液;
(2)混合处理:按配方将分散混合液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯混合并置于反应容器中;
(3)保温处理:向反应容器中再添加十二烷基硫醇后,在惰性气氛、75~80℃下保温处理90~100min;
(4)聚合反应:待保温处理完成后,再将N-乙烯基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、引发剂和1,6-己二醇二丙烯酸酯添加至反应容器中,继续在惰性气氛、75~80℃保温处理90~100min后,静置冷却至室温,得压敏胶粘剂。
8.一种铝箔胶带,包括铝箔基材本体;
离型剂层,所述离型剂层设于所述铝箔基材本体的一侧;
胶粘层,所述胶粘层设于所述铝箔基材本体的另一侧;
其特征在于,所述胶粘层包括权利要求1~6任一项所述耐高温抗老化型压敏胶粘剂或权利要求7所述耐高温抗老化型压敏胶粘剂的制备方法所制备得到的耐高温抗老化型压敏胶粘剂。
9.根据权利要求8所述的一种铝箔胶带,其特征在于,所述铝箔胶带还包括薄膜包覆层,所述薄膜包覆层设于所述离型剂层与所述铝箔基材本体之间,所述薄膜包覆层采用的薄膜为聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜中的任意一种。
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