CN114350276B

CN114350276B - 一种无基材阻燃型导热双面胶及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN114350276B
Application number: CN202111657181.1A
Authority: CN
Inventors: 黄伟
Original assignee: Shenzhen Shenshan Special Cooperation Zone Changmao Viscose New Material Co ltd
Current assignee: Shenzhen Shenshan Special Cooperation Zone Changmao Viscose New Material Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114350276A

Abstract

本发明属于功能性高分子材料领域，具体涉及一种无基材阻燃型导热双面胶及其制备方法与应用，包括以下步骤：将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，加入引发剂溶液溶液、含磷丙烯酸酯类单体、分子量调节剂、抗氧化剂、流平剂、硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；然后缓慢加入导热粉体，过滤后的压敏胶通过涂覆于双面离型纸或离型膜上，即得一种无基材阻燃型导热双面胶。

Description

一种无基材阻燃型导热双面胶及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于功能性高分子材料领域，具体涉及一种无基材阻燃型导热双面胶及其制备方法与应用。

背景技术

随着科技的发展和经济水平的提升，人们对产品的外观、功能、个性化、智能化、轻薄化、绿色环保化等提出了更高的需求，这些需求的提出使得单一电子设备上集成的功能逐渐增加并且复杂化，再加上设备的本身的体积逐渐缩小，对电子设备的热管理技术即设备的安全性提出了更高的要求。

压敏胶粘剂的全称为压力敏感型胶粘剂，压敏胶是一类对压力敏感的胶黏剂，在施工或使用时轻微的压力和较短的时间就能使其与被粘物快速地润湿而产生较强的粘接力，其特点是容易粘接，不难剥离并且剥离后不会有胶残留在被粘物上而产生污染，在较长的时间内胶层不会干固，俗称不干胶，简称压敏胶。

虽然传统的双面胶类粘胶材料粘胶性能较好，使用方便，在电子电器、汽车行业中中得到了广泛的应用，但是传统的双面胶类产品易燃烧，且导热性能较差，容易产生热聚集而导致产品燃烧、爆炸等危险，此类产品已基本满足不了5G时代下电子电器、新能源汽车等行业的需求。

现有的定向双面胶带一般采用树脂基层或金属膜层上涂覆胶粘层，虽然导热性能有所提升，但是面对体积日益轻薄化、产生热量呈指数增加的电子设备，还存在导热性能不足，散热性能不均匀，使用不可靠等问题。另外，据有关数据统计，在中国的各类双面胶中存在许多缺陷，如初粘力差，剥离强度差等问题，双面胶的综合性能差。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种综合性能优良的双面胶满足行业的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中双面胶的综合性能差的缺陷，提供一种无基材阻燃型导热双面胶及其制备方法与应用。

一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，升温至80-85℃，然后依次向反应器中滴加引发剂溶液和含磷丙烯酸酯类单体，缓慢滴加，滴加时间为1-3h，滴加完毕后保温反应2-4h，加入分子量调节剂，降温至50℃，加入抗氧化剂、流平剂、缓慢滴加KH-560硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；

(2)将丙烯酸酯压敏胶半成品加入搅拌桶中，开启搅拌，缓慢加入导热粉体，加完后提高搅拌速度，快速搅拌分散，搅拌分散时间是20-30min，过滤；

(3)过滤后的压敏胶通过涂覆于双面离型纸或离型膜上，经过100-120℃烘烤2-4min，收卷制备得到本发明所述的一种无基材阻燃型导热双面胶。

优选地，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、引发剂溶液、含磷丙烯酸酯类单体、分子量调节剂、抗氧化剂、流平剂、KH-560硅烷偶联剂、导热粉体的质量份数比为(10-20)：(10-20):(1-3):(3-5):(30-50)：(0.1-0.5)：(5-10):(0.1-0.2):(0.3-0.5):(0.3-0.6):(1-5):(50-80)。

优选地，步骤：(1)中所述引发剂溶液是AIBN引发剂溶液或BPO引发剂溶液中的一种，所述AIBN引发剂溶液是由AIBN与甲苯组成，所述AIBN引发剂溶液中AIBN与甲苯的质量比为1：10，所述BPO引发剂溶液是由BPO与甲苯组成，所述BPO引发剂溶液中BPO与甲苯的质量比为1：10。

优选地，步骤：(1)中所述含磷丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯中的一种。

优选地，步骤：(1)中所述分子量调节剂为十二烷基硫醇或十八烷基硫醇中的一种。

优选地，步骤(1)中所述抗氧化剂为亚磷酸酯，流平剂为聚丙烯酸。

优选地，步骤(2)中所述导热粉体为氮化硼或氧化铝的一种。

另外，本发明还提供一种由上述无基材阻燃型导热双面胶的制备方法的制备方法制备得到的无基材阻燃型导热双面胶。

一种无基材阻燃型导热双面胶的应用，所述无基材阻燃型导热双面胶应用于电子、家电或新能源汽车领域。

本发明同现有技术相比的有益效果是：

1、本发明制备的无基材阻燃型导热双面胶带具有高导热性能和高阻燃性、剥离强度与粘接强度高，符合ROSH、HF要求，满足环保性，可显著提升导热胶带在电子、家电或新能源汽车领域的应用可靠性。

2、本发明中添加硅烷偶联剂，一方面KH-560硅烷偶联剂与分子量调节剂(十二烷基硫醇或十八烷基硫醇)中长分子链十二烷基或十八烷基相互作用，相互偶联，大大提高本发明双面胶的初粘力，另一方面硅烷偶联剂与丙烯酸类相互促进粘结，增强双面胶的剥离强度。

3、在无基材阻燃型导热双面胶的制备过程中，本发明含磷丙烯酸酯类单体(即丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯)一方面作为阻燃剂，使得双面胶具有难燃性。惊讶地发现，丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯与硅烷偶联剂相互协作，一方面，进一步增强硅烷偶联剂的偶联效果，大大提高本发明双面胶的粘结力，另一方面，大大提高丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯的阻燃性。

4、在无基材阻燃型导热双面胶的制备过程中，由于使用KH-560硅烷偶联剂，大大提高了高导热粉(即氮化硼或氧化铝)的导热性能。

附图说明

图1为本发明的实施例1制备的无基材阻燃型导热双面胶1示意图。

图2为本发明的实施例3制备的无基材阻燃型导热双面胶3示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，升温至80℃，然后依次向反应器中滴加AIBN引发剂溶液和丙烯酸羟乙基磷酸酯，缓慢滴加，滴加时间为1h，滴加完毕后保温反应2h，加入十二烷基硫醇，降温至50℃，加入亚磷酸酯、聚丙烯酸、缓慢滴加KH-560硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；

(2)将丙烯酸酯压敏胶半成品加入搅拌桶中，开启搅拌，搅拌速度为1000r/min，缓慢加入导热粉体氮化硼，加完后提高搅拌速度，快速搅拌分散，搅拌分散时间是20min，过滤；

(3)过滤后的压敏胶2通过涂覆于双面离型纸1，经过100℃烘烤2min，收卷制备得到本发明所述的一种无基材阻燃型导热双面胶1(参见图1)。

其中，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、AIBN引发剂溶液、丙烯酸羟乙基磷酸酯、十二烷基硫醇、亚磷酸酯、聚丙烯酸、KH-560硅烷偶联剂、氮化硼的质量份数比为10:10:1:3:30:0.1：5:0.1:0.3:0.3:1:50。AIBN引发剂溶液是由AIBN与甲苯组成，AIBN引发剂溶液中AIBN与甲苯的质量比为1：10。

实施例2

一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，升温至85℃，然后依次向反应器中滴加BPO引发剂溶液和2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯，缓慢滴加，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应4h，加入十八烷基硫醇，降温至50℃，加入亚磷酸酯、聚丙烯酸、缓慢滴加KH-560硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；

(2)将丙烯酸酯压敏胶半成品加入搅拌桶中，开启搅拌，搅拌速度为1000r/min，缓慢加入导热粉体氧化铝，加完后提高搅拌速度，快速搅拌分散，搅拌分散时间是30min，过滤；

(3)过滤后的压敏胶通过涂覆于双面离型纸上，经过120℃烘烤4min，收卷制备得到本发明所述的一种无基材阻燃型导热双面胶2。

其中，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、BPO引发剂溶液、2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯、十八烷基硫醇、亚磷酸酯、聚丙烯酸、KH-560硅烷偶联剂、氧化铝的质量份数比为20:20:3:5:50:0.5:10:0.2:0.5:0.6:5:80。BPO引发剂溶液是由BPO与甲苯组成，BPO引发剂溶液中BPO与甲苯的质量比为1：10。

实施例3

一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，升温至83℃，然后依次向反应器中滴加BPO引发剂溶液和丙烯酸羟乙基磷酸酯，缓慢滴加，滴加时间为2h，滴加完毕后保温反应3h，加入十二烷基硫醇，降温至50℃，加入亚磷酸酯、聚丙烯酸、缓慢滴加KH-560硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；

(2)将丙烯酸酯压敏胶半成品加入搅拌桶中，开启搅拌，搅拌速度为1000r/min，缓慢加入导热粉体氮化硼，加完后提高搅拌速度，快速搅拌分散，搅拌分散时间是25min，过滤；

(3)过滤后的压敏胶2通过涂覆于离型膜3上，经过110℃烘烤3min，收卷制备得到本发明所述的一种无基材阻燃型导热双面胶3(参见图2)。

其中，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、BPO引发剂溶液、丙烯酸羟乙基磷酸酯、十二烷基硫醇、亚磷酸酯、聚丙烯酸、KH-560硅烷偶联剂、氮化硼的质量份数比为15:15:2:4:40:0.3:8:0.15:0.4:0.45:3:65。BPO引发剂溶液是由BPO与甲苯组成，BPO引发剂溶液中BPO与甲苯的质量比为1：10。

实施例4

一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂加入反应器中，升温至80℃，然后依次向反应器中滴加AIBN引发剂溶液和2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯，缓慢滴加，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应2h，加入十八烷基硫醇，降温至50℃，加入亚磷酸酯、聚丙烯酸、缓慢滴加KH-560硅烷偶联剂，制备得到具有高粘着性高阻燃性的丙烯酸酯压敏胶半成品；

(2)将丙烯酸酯压敏胶半成品加入搅拌桶中，开启搅拌，搅拌速度为1000r/min，缓慢加入导热粉体氧化铝，加完后提高搅拌速度，快速搅拌分散，搅拌分散时间是20-30min，过滤；

(3)过滤后的压敏胶通过涂覆于离型膜上，经过115℃烘烤2min，收卷制备得到本发明所述的一种无基材阻燃型导热双面胶4。

其中，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、AIBN引发剂溶液、2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯、十八烷基硫醇、亚磷酸酯、聚丙烯酸、KH-560硅烷偶联剂、氧化铝的质量份数比为11:18:1:5:40:0.2：9:0.1:0.5:0.4:2:60。AIBN引发剂溶液是由AIBN与甲苯组成，AIBN引发剂溶液中AIBN与甲苯的质量比为1：10。

对比例1

对比例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：去掉实施例1步骤1中的KH-560硅烷偶联剂，其他步骤保持不变，即得对比例1的无基材阻燃型导热双面胶5。

对比例2

对比例2的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：将实施例1步骤1中的KH-560硅烷偶联剂换成KH-550硅烷偶联剂，其他步骤保持不变，即得对比例2的无基材阻燃型导热双面胶6。

对比例3

对比例3的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：将实施例1步骤1中的分子量调节剂十二烷基硫醇换成去离子水，其他步骤保持不变，即得对比例3的无基材阻燃型导热双面胶7。

对比例4

对比例4的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：去掉实施例1步骤1中的丙烯酸羟乙基磷酸酯，其他步骤保持不变，最终得对比例4的无基材阻燃型导热双面胶8。

对比例5

对比例5的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：去掉实施例2步骤1中的2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯，其他步骤保持不变，最终得对比例5的无基材阻燃型导热双面胶9。

对比例6

对比例6的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：去掉实施例1步骤2中的氮化硼，其他步骤保持不变，最终得对比例5的无基材阻燃型导热双面胶10。

对比例7

对比例7的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：去掉实施例2步骤2中的氧化铝，其他步骤保持不变，最终得对比例5的无基材阻燃型导热双面胶11。

对比例8

对比例8的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法与实施例1的无基材阻燃型导热双面胶的制备方法基本相同，不同之处在于：其中，所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、引发剂溶液AIBN、丙烯酸羟乙基磷酸酯、十二烷基硫醇、亚磷酸酯、聚丙烯酸、KH-560硅烷偶联剂、氮化硼的质量份数比为5:8:4:6:60:1：2:1:0.6:0.2:6:90，其他步骤保持不变，最终得对比例8的无基材阻燃型导热双面胶12。

产品性能测试：将上述实施例1-4和对比例1-8制得的阻燃压敏胶通过涂布在双面离型纸上，经烘烤熟化后制得干胶厚度在50-60um的阻燃胶膜，并对胶膜做相应的性能测试，测试方法参照以下标准，结果如下表1所示：

剥离力测试：按照GB/T2792-2014；

初粘性测试：按照GB/T4851-2014；

阻燃测试：按照UL94-2015标准测试阻燃等级；

导热性能测定：按照ASTM D5470标准方法测定导热系数。

表1

从上述测试结果可以看出，与对比例1-8相比，实施例1-4制备的双面胶的综合性能优异。这是因为实施例1-4通过在反应体系中引入KH-560硅烷偶联剂，通过滴加的方式合成具有一定阻燃性的无基材阻燃型导热双面胶，本发明中添加硅烷偶联剂，一方面KH-560硅烷偶联剂与分子量调节剂(十二烷基硫醇或十八烷基硫醇)中长分子链十二烷基或十八烷基相互作用，相互偶联，大大提高本发明双面胶的初粘力，另一方面硅烷偶联剂与丙烯酸类相互促进粘结，增强双面胶的剥离强度。

在无基材阻燃型导热双面胶的制备过程中，本发明含磷丙烯酸酯类单体(即丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯)一方面作为阻燃剂，使得双面胶具有难燃性。惊讶地发现，丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯与硅烷偶联剂相互协作，一方面，进一步增强硅烷偶联剂的偶联效果，大大提高本发明双面胶的粘结力，另一方面，大大提高丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯的阻燃性。

在无基材阻燃型导热双面胶的制备过程中，由于使用KH-560硅烷偶联剂，大大提高了高导热粉(即氮化硼或氧化铝)的导热性能。

总之，本发明制备的无基材阻燃型导热双面胶的综合性能好，满足电子、家电和新能源汽车领域的需求。

以上仅是本发明的部分实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对上述实施例作的任何简单的修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案范围内。

Claims

1.一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(3)过滤后的压敏胶通过涂覆于双面离型纸或离型膜上，经过100-120℃烘烤2-4min，收卷制备得到所述的一种无基材阻燃型导热双面胶；

所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲苯溶剂、引发剂溶液、含磷丙烯酸酯类单体、分子量调节剂、抗氧化剂、流平剂、KH-560硅烷偶联剂、导热粉体的质量份数比为(10-20)：(10-20):(1-3):(3-5):(30-50)：(0.1-0.5)：(5-10):(0.1-0.2):(0.3-0.5):(0.3-0.6):(1-5):(50-80)；

步骤：(1)中所述含磷丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙基磷酸酯或2-乙基丙烯酰氧甲基磷酸酯中的一种，步骤：(1)中所述分子量调节剂为十二烷基硫醇或十八烷基硫醇中的一种，步骤(2)中所述导热粉体为氮化硼或氧化铝的一种。

2.根据权利要求1所述的一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，其特征在于：步骤：(1)中所述引发剂溶液是AIBN引发剂溶液或BPO引发剂溶液中的一种，所述AIBN引发剂溶液是由AIBN与甲苯组成，所述AIBN引发剂溶液中AIBN与甲苯的质量比为1：10，所述BPO引发剂溶液是由BPO与甲苯组成，所述BPO引发剂溶液中BPO与甲苯的质量比为1：10。

3.根据权利要求1所述的一种无基材阻燃型导热双面胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述抗氧化剂为亚磷酸酯，流平剂为聚丙烯酸。

4.一种由权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的无基材阻燃型导热双面胶。

5.根据权利要求4所述的无基材阻燃型导热双面胶的应用，其特征在于：所述无基材阻燃型导热双面胶应用于电子或新能源汽车领域。

6.根据权利要求4所述的无基材阻燃型导热双面胶的应用，其特征在于：所述无基材阻燃型导热双面胶应用于家电领域。