CN114891447A - 一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物 - Google Patents
一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物 Download PDFInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
本发明的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,包括,组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物,组分(B),聚异丁烯橡胶,组分(C),自由基光引发剂。由于引入的很低WVTR的聚异丁烯(PIB)成分在整个分子网络中形成了互穿聚合物网络(IPN),充分的利用的PIB的极低WVTR特性,使得整个聚丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶体系的WVTR均大大的降低,并且基本上不影响压敏胶的基本力学性能,从而扩大了应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂 化压敏胶组合物。
背景技术
本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息,而不构成现有技术。
目前,电力及电子设备对防水的要求越来越高,特别是现在很多电子设备 如智能手机都要求达到IP68级别(Ingress Protection 68,相关测试依据为 国标GB 4208-2008/IEC 60529-2001),这就对在这些领域大量使用的压敏胶 耐水汽渗透率(Water VaporTransmission Rate-WVTR)提出了更高的要求。
聚丙烯酸酯压敏胶与其他材料的压敏胶(如橡胶型,有机硅,聚氨酯等) 相比有许多独特的性能,如:优异的耐老化特性(特别是耐紫外光老化)、极 佳的光学透明性、不需要加入增粘树脂就具有压敏性、耐高温、耐低温、价格 适中而被广泛使用在交通运输、电子电力、家电以及建筑市场。常用的聚丙烯 酸酯压敏胶通常由丙烯酸异辛酯(IOA)或丙烯酸2-乙基己基酯(2-EHA)等软 单体与丙烯酸异冰片酯(IBOA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等硬单体以及丙烯酸 (AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸羟乙酯(2-HEA)等功能单体通过自由基 无规共聚而成。这类压敏胶对大部分粘接材料表面都有比较理想的剥离强度以 及剪切强度。但是丙烯酸酯聚合物正是由于含有这些极性基团,导致了其WVTR 相对较高,从而限制了其在电子电力设备上的大量使用。
有必要开发一种可以低WVTR的聚丙烯酸酯压敏胶,来解决其在电子电力设 备上的防水问题。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行 清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这 些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术 人员所公知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低WVTR的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂 化压敏胶组合物,解决其在电子电力设备上的防水问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压 敏胶组合物,包括,
组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物,
组分(B),聚异丁烯橡胶,
组分(C),自由基光引发剂。
优选地,组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物包括以下组分,
组分(a1),烷基的碳原子数为1~12的(甲基)丙烯酸酯单体,
组分(a2),(甲基)丙烯酸单体,
组分(a3),4-丙烯酰氧基二苯甲酮。
优选地,组分(a1)的(甲基)丙烯酸酯单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯为(甲 基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁 酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基) 丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯中的一种或 多种混合物。包含了其可能的异构体形式。
优选地,组分(a1)的(甲基)丙烯酸酯单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯为(甲 基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙 酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯中的一 种或多种。
优选地,组分(a1)的(甲基)丙烯酸酯单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯为(甲 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸异辛酯中的一种或多种的混 合物。
优选地,组分(a1)占组分(A)所有单体的重量百分比为80-99%,组分 (a2)占组分(A)所有单体的重量百分比为1-20%,组分(a3)占组分(A) 的重量百分比为1~10%。
优选地,组分(a1)占组分(A)所有单体的重量百分比为90~97%,组分 (a2)占组分(A)所有单体的重量百分比为1-10%,用量在此范围内的单体a2) 对压敏胶的耐温性及粘接力有利。组分(a3)占组分(A)的重量百分比为2~5%。
(a3)为4-丙烯酰氧基二苯甲酮,其分子中既含有可发生自由基聚合的丙烯 酸酯双键,也含有可发生“夺氢”交联反应的“二苯甲酮”单元。ABP可以在 短波长紫外(UV)光辐照下,夺取聚异丁烯橡胶侧链甲基上的氢而发生交联反 应,从而形成互穿聚合物网络(IPN)。
优选地,组分(B)的聚异丁烯橡胶的粘均分子量在30000~80000,组分(B) 在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中的重量百分比为5~50%。
优选地,组分(B)在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中的重量 百分比为10~30%。
(B)的含量过低,则起不到降低WVTR的效果,太高会影响压敏胶的力学 性能(特别是高温持粘力)。
优选地,所述的组分(C)自由基光引发剂为苯乙酮类,所述的苯乙酮类为 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(BDK),1-羟基环己基苯基酮(184),2-羟基-2- 甲基-1-苯基丙-1-酮(1173),2(或4)-异丙基噻吨酮(ITX),2,4,6-三甲 基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO),双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 (819)中的一种或多种混合物。
自由基型光引发剂是在接受光照能够发生光化学反应产生自由基的一类化 合物。自由基型光引发剂所产生的自由基可以引起体系的自由基聚合反应从而 固化。不同结构的光引发剂有着不同的吸收光谱和自由基活性。
优选地,所述的组分(C)在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中 的重量百分比为0.001~5.0%。
更优的在0.2~2.2%之间。
自由基型光引发剂含量过低,丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶的在紫外 光辐照固化时速度太慢,涂布速度慢;自由基型光引发剂含量过高,丙烯酸酯/ 聚异丁烯橡胶杂化压敏胶在紫外光辐照固化时速度太快,所得到的丙烯酸酯共 聚物分子量太低,从而影响压敏胶的力学性能。
借由以上的技术方案,本发明的有益效果如下:
本发明的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,由于引入的很低 WVTR的聚异丁烯(PIB)成分在整个分子网络中形成了互穿聚合物网络(IPN), 充分的利用的PIB的极低WVTR特性,使得整个聚丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化 压敏胶体系的WVTR均大大的降低,并且基本上不影响压敏胶的基本力学性能, 从而扩大了应用范围。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,包括,组分 (A),(甲基)丙烯酸酯预聚物;组分(B),聚异丁烯橡胶;组分(C),自 由基光引发剂。其中,组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物包括以下组分, 组分(a1),烷基的碳原子数为1~12的(甲基)丙烯酸酯单体,组分(a2),(甲 基)丙烯酸单体,组分(a3),4-丙烯酰氧基二苯甲酮。
本发明所提到的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物在未紫外光辐 射固化之前的粘度应该在200~20000cPs之间,更优的粘度应在800~12000cPs 之间。粘度过高或过低均不利于丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶的涂布。
丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物的涂布方式如下,
本发明所提到的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组可以通过传统的涂布 方式以液态的形式涂布在两层具有一定厚度的透明PET离型薄膜上,然后通过紫 外光辐射固化的工艺,从而形成所需厚度的胶膜。
紫外光烘箱的光强设定与停留时间可参考如下参数:
Zone1:2.2mw/cm2,停留时间为50秒;(UVA波段)
Zone2:9.1mw/cm2,停留时间为60秒;(UVA波段)
Zone3:18mw/cm2,停留时间为9秒;(UVC波段)。
实施例中将会用到的原材料信息见表一
表一
实施例1~57
丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物前驱体的制备方法如下,
将2-EHA单体加入通有氮气、带有水浴加热装置的5升三口烧瓶中,在搅 拌下加热至70℃,将中分子量聚异丁烯橡胶加入到烧瓶中,并继续搅拌,直至 中分子量聚异丁烯橡胶全部溶解为止。停止搅拌,冷却后得到透明粘稠液体。
按表二的量继续分别加入AA,ABP以及Irgacure 651,搅拌直至全部原材 料溶解成透明粘稠液体。参照前述涂布方式得到100微米厚胶膜。将胶膜转移 到50微米厚PET薄膜上得到单面胶带样品,用于评估力学性能。WVTR的评估 采用的则是100微米厚纯胶膜。
表二
2-EHA | AA | ABP | Oppanol B10 | Oppanol B15 | Irgacure 651 | |
样品1 | 99 | 1 | 2 | 0.2 | ||
样品2 | 99 | 1 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品3 | 99 | 1 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品4 | 99 | 1 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品5 | 99 | 1 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品6 | 99 | 1 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品7 | 99 | 1 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品8 | 99 | 1 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品9 | 99 | 1 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品10 | 99 | 1 | 10 | 50 | 0.2 | |
样品11 | 95 | 5 | 2 | 0.2 | ||
样品12 | 95 | 5 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品13 | 95 | 5 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品14 | 95 | 5 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品15 | 95 | 5 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品16 | 95 | 5 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品17 | 95 | 5 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品18 | 95 | 5 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品19 | 95 | 5 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品20 | 95 | 5 | 10 | 50 | 0.2 | |
样品21 | 90 | 10 | 2 | 0.2 | ||
样品22 | 90 | 10 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品23 | 90 | 10 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品24 | 90 | 10 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品25 | 90 | 10 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品26 | 90 | 10 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品27 | 90 | 10 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品28 | 90 | 10 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品29 | 90 | 10 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品30 | 90 | 10 | 10 | 50 | 0.2 | |
样品31 | 99 | 1 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品32 | 99 | 1 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品33 | 99 | 1 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品34 | 99 | 1 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品35 | 99 | 1 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品36 | 99 | 1 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品37 | 99 | 1 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品38 | 99 | 1 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品39 | 99 | 1 | 10 | 50 | 0.2 | |
样品40 | 95 | 5 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品41 | 95 | 5 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品42 | 95 | 5 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品43 | 95 | 5 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品44 | 95 | 5 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品45 | 95 | 5 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品46 | 95 | 5 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品47 | 95 | 5 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品48 | 95 | 5 | 10 | 50 | 0.2 | |
样品49 | 90 | 10 | 2 | 10 | 0.2 | |
样品50 | 90 | 10 | 2 | 30 | 0.2 | |
样品51 | 90 | 10 | 2 | 50 | 0.2 | |
样品52 | 90 | 10 | 5 | 10 | 0.2 | |
样品53 | 90 | 10 | 5 | 30 | 0.2 | |
样品54 | 90 | 10 | 5 | 50 | 0.2 | |
样品55 | 90 | 10 | 10 | 10 | 0.2 | |
样品56 | 90 | 10 | 10 | 30 | 0.2 | |
样品57 | 90 | 10 | 10 | 50 | 0.2 |
胶带的评估方法如下,
1.180度剥离强度
180度剥离强度的测试方法依据国家标准(GB 2792-81)方法进行测试。
将胶带裁剪成1英寸(2.54cm)宽,长度大于200mm的样条,轻轻的贴附 于标准不锈钢测试板(符合GB/T 3280-1992规定)上,用2.04kg重的硬质橡 胶辊准以约300mm/min的速度在试样上滚压。注意滚压时,只能用产生于压辊 质量的力,施加于试样上,往复滚压三次。在恒温23℃±2℃恒湿50%RH±5% RH控制的环境下放置72小时,采用标准拉力机(符合JB 706—77关于鉴定试 验机的要求)以12英寸/分钟(303mm/min)的速度测试剥离力,每个样品测试 三次,取平均值,单位为N/mm。
2.高温静态剪切强度(持粘性)
高温静态剪切强度(持粘性)的测试方法依据国家标准(GB/T4851)方法 进行测试。
将胶带裁剪成1英寸(2.54cm)宽,长约100mm的样条。将样条平行于板 的纵向粘贴在紧挨着的标准不锈钢测试板(符合GB/T 3280-1992规定)的中 部,确保粘接面积为1平方英寸。用2.04kg重的硬质橡胶辊准以约300mm/min 的速度在试样上滚压。注意滚压时,只能用产生于压辊质量的力,施加于试样 上,往复滚压三次。在恒温23℃±2℃恒湿50%RH±5%RH控制的环境下放 置72小时,然后将试验板垂直固定在试验架上,轻轻用销子连接加载板和1kg 砝码。整个试验架置于已调整到70℃的试验箱内。记录试样从试验板上脱落的时间,每个样品测试三次,取平均值,单位为分钟。
3.胶带水汽渗透率(Water Vapor Transmission Rate-WVTR)的评估方 法
压敏胶的水汽透过率WVTR评估方法参考ASTM E-96(Standard test method forwater vapor transmission of materials,Procedure BW,inverted water method–倒杯法)。样品在测试前需先在测试条件下平衡4小时,每个样品 测试五次取平均值。WVTR的报告单位为:g/m2/24hours。
根据上述评估方法,胶带样品的测试结果见表三
表三
180度剥离强度(N/mm) | 70度静态剪切强度(min) | WVTR(g/m<sup>2</sup>/24hours) | |
样品1 | 0.61 | 7611 | 7.66 |
样品2 | 0.69 | 4782 | 2.15 |
样品3 | 0.79 | 877 | 0.19 |
样品4 | 0.85 | 21 | 0.12 |
样品5 | 0.66 | 5566 | 2 |
样品6 | 0.7 | 1222 | 0.15 |
样品7 | 0.84 | 33 | 0.11 |
样品8 | 0.6 | >10000 | 1.77 |
样品9 | 0.72 | 2344 | 0.11 |
样品10 | 0.8 | 101 | 0.08 |
样品11 | 0.83 | >10000 | 9.87 |
样品12 | 0.92 | >10000 | 2.54 |
样品13 | 1.18 | 8989 | 0.23 |
样品14 | 1.33 | 7214 | 0.16 |
样品15 | 0.89 | >10000 | 2.43 |
样品16 | 1.14 | >10000 | 0.21 |
样品17 | 1.25 | >10000 | 0.13 |
样品18 | 0.85 | >10000 | 2.32 |
样品19 | 1.09 | >10000 | 0.2 |
样品20 | 1.18 | >10000 | 0.11 |
样品21 | 0.96 | >10000 | 15.69 |
样品22 | 1.1 | >10000 | 4.3 |
样品23 | 1.24 | >10000 | 1.4 |
样品24 | 1.46 | 8999 | 0.9 |
样品25 | 1.08 | >10000 | 3.97 |
样品26 | 1.23 | >10000 | 1.54 |
样品27 | 1.4 | >10000 | 0.75 |
样品28 | 1.05 | >10000 | 3.44 |
样品29 | 1.2 | >10000 | 1.1 |
样品30 | 1.38 | >10000 | 0.67 |
样品31 | 0.61 | 5078 | 2.14 |
样品32 | 0.7 | 1173 | 0.16 |
样品33 | 0.76 | 317 | 0.09 |
样品34 | 0.54 | 5862 | 1.97 |
样品35 | 0.61 | 1518 | 0.12 |
样品36 | 0.75 | 329 | 0.07 |
样品37 | 0.51 | >10000 | 1.74 |
样品38 | 0.63 | 2640 | 0.08 |
样品39 | 0.71 | 397 | 0.05 |
样品40 | 0.83 | >10000 | 2.51 |
样品41 | 1.07 | >10000 | 0.2 |
样品42 | 1.24 | 7510 | 0.11 |
样品43 | 0.81 | >10000 | 2.4 |
样品44 | 1.04 | >10000 | 0.18 |
样品45 | 1.15 | >10000 | 0.1 |
样品46 | 0.76 | >10000 | 2.28 |
样品47 | 1.02 | >10000 | 0.17 |
样品48 | 1.09 | >10000 | 0.08 |
样品49 | 1.01 | >10000 | 4.27 |
样品50 | 1.15 | >10000 | 1.37 |
样品51 | 1.37 | >10000 | 0.87 |
样品52 | 0.99 | >10000 | 3.94 |
样品53 | 1.12 | >10000 | 1.51 |
样品54 | 1.31 | >10000 | 0.72 |
样品55 | 0.96 | >10000 | 3.4 |
样品56 | 1.11 | >10000 | 1.07 |
样品57 | 1.28 | >10000 | 0.64 |
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的 保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或 变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,包括,
组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物,
组分(B),聚异丁烯橡胶,
组分(C),自由基光引发剂。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(A),(甲基)丙烯酸酯预聚物包括以下组分,
组分(a1),烷基的碳原子数为1~12的(甲基)丙烯酸酯单体,
组分(a2),(甲基)丙烯酸单体,
组分(a3),4-丙烯酰氧基二苯甲酮。
3.根据权利要求2所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(a1)的(甲基)丙烯酸酯单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求2所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(a1)的(甲基)丙烯酸酯单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯为(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸异辛酯中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求2所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(a1)占组分(A)所有单体的重量百分比为80-99%,组分(a2)占组分(A)所有单体的重量百分比为1-20%,组分(a3)占组分(A)的重量百分比为1~10%。
6.根据权利要求2所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(a1)占组分(A)所有单体的重量百分比为90~97%,组分(a2)占组分(A)所有单体的重量百分比为1-10%,组分(a3)占组分(A)的重量百分比为2~5%。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(B)的聚异丁烯橡胶的粘均分子量在30000~80000,组分(B)在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中的重量百分比为5~50%。
8.根据权利要求7所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,组分(B)在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中的重量百分比为10~30%。
9.根据权利要求1~6任意一项所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,所述的组分(C)自由基光引发剂为苯乙酮类,所述的苯乙酮类为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(BDK),1-羟基环己基苯基酮(184),2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(1173),2(或4)-异丙基噻吨酮(ITX),2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO),双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(819)中的一种或多种混合物。
10.根据权利要求9所述的丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物,其特征在于,所述的组分(C)在丙烯酸酯/聚异丁烯橡胶杂化压敏胶组合物中的重量百分比为0.001~5.0%。
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