CN115109539B - 一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，包括原料添加、常温搅拌、涂抹烘干、收卷切割和进行测试等步骤，通过将离子液体作为添加剂制备橡胶型压敏胶同时通过分布检测装置采集压敏胶带压敏胶涂覆面的图像，分析系统对压敏胶带的图像进行处理和切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带进行切割可根据压敏胶实际的分布进行切割，避免正常部分被切下造成浪费，解决了现有的橡胶型压敏胶存在的初粘性较低、在光和热的作用下易老化、在低温下易失效以及制备完成后不能根据压敏胶实际的分布进行切割，导致正常部分被切下造成浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法。
背景技术
胶粘剂广泛的应用于人们的日常生活中，为人们的生活提供了各种各样的便利。压敏胶(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)是一种十分重要的胶粘剂，其对压力十分敏感，只需施加轻度压力而不需要借助于溶剂、热或其他手段即可与被粘物牢固粘合。自上个世纪以来，压敏胶的研究和应用得到了迅速的发展，现已被广泛地应用于各行各业。橡胶型压敏胶(RPSAs)是以橡胶弹性体为基体，配以适当的增粘树脂、填料、软化剂、交联剂、溶剂等制成的一种只需施以较小压力便可与被粘物紧密粘合的胶粘剂，广泛应用于单/双面胶带、商标、标签、医疗用品以及电子产品等领域。
到目前为止，主要有以下几种理论解释粘接机理，包括：吸附理论、机械互锁理论、扩散理论和静电理论。压敏胶的粘接机理主要是：其在受到外界压力后会发生粘性流动，能够与基材表面充分接触，当压敏胶对基材表面有足够的润湿性时，界面间的分子能够紧密接触而产生分子间作用力，达到吸附平衡，产生强的粘附力。橡胶的分子量通常较高，因此需要添加其它添加剂，例如增粘剂、软化剂和溶剂等，来降低橡胶的粘度，增大橡胶的粘接性。
但是，目前橡胶型压敏胶还存在着一些问题。例如，橡胶一般具有高的分子量，因此其粘度较高，尽管添加了大量的增粘树脂和软化剂，但是其初粘性较低；橡胶弹性体中还存在未反应的双键，尽管有防老剂的加入，但在光和热的作用下仍易老化；一些橡胶的玻璃化转变温度较高，在低温下容易失效，同时现有的橡胶型压敏胶在制备完成后，由于PET薄膜边缘处压敏胶涂覆不均匀，导致PET薄膜边缘处存在部分有胶和部分无胶的情况，因此需要对未涂覆到压敏胶的区域进行切割去除，但是切割的宽度不能根据压敏胶实际的分布进行确定，导致正常部分被切下造成浪费。
发明内容
本发明实施例提供了一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，通过将离子液体作为添加剂制备橡胶型压敏胶同时通过分布检测装置采集压敏胶带压敏胶涂覆面的图像，分析系统对压敏胶带的图像进行处理和切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带进行切割可根据压敏胶实际的分布进行切割，避免正常部分被切下造成浪费，解决了现有的橡胶型压敏胶存在的初粘性较低、在光和热的作用下易老化、在低温下易失效以及制备完成后不能根据压敏胶实际的分布进行切割，导致正常部分被切下造成浪费的问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，原料添加，搅拌状态下加入橡胶弹性体100份、增粘树脂50-100份、软化剂0-7份、防老剂0-2份、溶剂300-400份和离子液体20-40份，上述加入的原料分数均为质量分数；
其中，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐中任一种；
步骤2，常温搅拌，将所述步骤1中加入的原料在常温下搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀；
步骤3，涂抹烘干，将所述步骤2中得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为25μm，进行烘干，得到压敏胶带；
步骤4，收卷切割，将烘干后的压敏胶带收卷到滚筒上，并在收卷过程中通过分布检测装置对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测，进行切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带进行切割；
其中，所述分布检测装置包括检测箱，所述检测箱上设置有用于压敏胶带通过的通道，所述通道的内壁依次设置有补光灯和摄像头，所述检测箱的上方设置有控制器，所述摄像头的信号输出端与所述控制的信号输入端通信连接，所述控制器中设置有用于对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测的分析系统；
步骤5，进行测试。
为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。
进一步的，所述离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有填料，所述填料为碳酸钙、二氧化硅、炭黑、白炭黑、高岭土、黏土、纳米二氧化硅、氧化铁、碳纳米管、石墨烯、石墨、足球烯、淀粉、壳聚糖、甲壳素和纤维素中任一种。
进一步的，所述离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有交联剂。
进一步的，所述离子液体的阳离子上含有其它官能团，包括羟基、羧基、醚基、酯基、氨基、磺酸基、烯基、苄基、腈基和呱基。
进一步的，所述橡胶弹性体为天然橡胶、异丁烯橡胶、丁苯橡胶、丁苯热塑性弹性体、苯乙烯异戊二烯热塑性弹性体、丁基橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和接枝橡胶中任一种。
进一步的，所述增粘树脂和软化剂为松香、氢化松香缩水甘油酯、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、石油树脂、苯乙烯系树脂、古马隆树脂、烷基酚醛树脂、二甲苯树脂和丙烯酸酯树脂中任一种。
进一步的，所述溶剂为溶剂汽油、正己烷、戊烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯和乙醇中任一种。
进一步的，所述离子液体橡胶型压敏胶还可添加聚合物单体，包括对橡胶进行接枝改性和直接共混。
进一步的，所述步骤5中的测试包括初粘性测试、180°剥离强度测试和持粘性测试。
进一步的，在所述步骤4包括：
步骤41，获取压敏胶带压敏胶涂覆面图像，所述摄像头采集压敏胶带压敏胶涂覆面的图像；
步骤42，压敏胶分布检测，分析系统对压敏胶带的图像进行处理和切割计算后得到结果；
步骤43，切割，根据结果对压敏胶带进行切割。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：通过将离子液体作为添加剂制备橡胶型压敏胶同时通过分布检测装置采集压敏胶带压敏胶涂覆面的图像，分析系统对压敏胶带的图像进行处理和切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带进行切割可根据压敏胶实际的分布进行切割，避免正常部分被切下造成浪费，解决了现有的橡胶型压敏胶存在的初粘性较低、在光和热的作用下易老化、在低温下易失效以及制备完成后不能根据压敏胶实际的分布进行切割，导致正常部分被切下造成浪费的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例公开的离子液体橡胶型压敏胶的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的分布检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的分析系统的结构示意图。
附图标记：
1、分布检测装置；11、检测箱；12、通道；13、补光灯；14、摄像头；15、控制器；2、压敏胶带；3、分析系统；31、纠偏模块；32、图像分析模块；33、长度计算模块；34、切割计算模块；35、量化模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
参照附图1-3所示，一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，原料添加，搅拌状态下加入橡胶弹性体100份、增粘树脂50-100份、软化剂0-7份、防老剂0-2份、溶剂300-400份和离子液体20-40份，上述加入的原料分数均为质量分数；
其中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐中任一种；
需要说明的是，离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的一种有机盐。其中有机阳离子包括：季胺型、季膦型、咪唑型、吡咯型、哌啶型和吡啶型等，阴离子包括：卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、三氟甲磺酸根离子、甲磺酸根离子、双三氟甲磺酰亚胺根离子、硫酸氢根离子、对甲苯磺酸根离子、三氟乙酸根离子、二腈铵根离子、硫氰酸根离子、磷酸二氢根离子、醋酸根离子和高氯酸根离子等，离子液体的阳离子上可以含有其它官能团，包括羟基、羧基、醚基、酯基、氨基、磺酸基、烯基、苄基、腈基和呱基，也可以调整阳离子上的碳链长度；
离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有填料，填料为碳酸钙、二氧化硅、炭黑、白炭黑、高岭土、黏土、纳米二氧化硅、氧化铁、碳纳米管、石墨烯、石墨、足球烯、淀粉、壳聚糖、甲壳素和纤维素中任一种；
离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有交联剂；
步骤2，常温搅拌，将步骤1中加入的原料在常温下搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀；
步骤3，涂抹烘干，将步骤2中得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为25μm，进行烘干，得到压敏胶带2；
步骤4，收卷切割，将烘干后的压敏胶带2收卷到滚筒上，并在收卷过程中通过分布检测装置1对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测，进行切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带2进行切割，分布检测装置1包括检测箱11，检测箱11上设置有用于压敏胶带2通过的通道12，通道12的内壁依次设置有补光灯13和摄像头14，检测箱11的上方设置有控制器15，摄像头14的信号输出端与控制的信号输入端通信连接，控制器15中设置有用于对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测的分析系统3，分析系统3包括纠偏模块31、图像分析模块32、长度计算模块33、切割计算模块34和量化模块35；
纠偏模块31用于对摄像头14采集的图像处理为单帧图像，同时对图像进行调整，将单张图像中压敏胶带2位置调整在同一直线上；
图像分析模块32用于对纠偏模块31处理后的图像进行分析，识别压敏胶带2边缘2cm范围内的无胶区域；
长度计算模块33用于计算通过分布检测装置1压敏胶带2的长度；
切割计算模块34用于根据图像分析模块32得到的无胶区域结合压敏胶带2的长度，切割计算模块34计算无胶区域中的最大宽度，并根据此宽度的两个位置点中，以远离压敏胶带2边缘的位置点为起点计算达到压敏胶带2边缘的长度，即为切割距离，即得到切割计算的结果；
量化模块35，用于根据切割计算模块34切割计算得到的结果，量化切割设备具体切割调整量，实现对压敏胶带2的切割；
具体的，步骤41，获取压敏胶带2压敏胶涂覆面图像，摄像头14采集压敏胶带2压敏胶涂覆面的图像；
步骤42，压敏胶分布检测，分析系统3对压敏胶带2的图像进行处理和切割计算后得到结果；
步骤43，切割，根据结果对压敏胶带2进行切割。
步骤5，进行测试，测试包括初粘性测试、180°剥离强度测试和持粘性测试。
需要说明的是，橡胶弹性体为天然橡胶、异丁烯橡胶、丁苯橡胶、丁苯热塑性弹性体、苯乙烯异戊二烯热塑性弹性体、丁基橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和接枝橡胶中任一种；
需要说明的是，增粘树脂和软化剂为松香、氢化松香缩水甘油酯、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、石油树脂、苯乙烯系树脂、古马隆树脂、烷基酚醛树脂、二甲苯树脂和丙烯酸酯树脂中任一种；
需要说明的是，离子液体橡胶型压敏胶还可添加聚合物单体，包括对橡胶进行接枝改性和直接共混；
实施例一
在本实施例中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]NTF2)，橡胶为天然橡胶(NR)，增粘树脂为萜烯树脂、软化剂为环烷油、防老剂为防老剂D，溶剂为甲苯。具体过程为：在三口烧瓶中，搅拌状态下，加入100份天然橡胶(质量分数，下同)、100份萜烯树脂、7份环烷油、2份防老剂、400份甲苯、20份离子液体，常温搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀。将得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为25μm，烘干后得到样品。初粘性为22(钢球号数，下同)，180°剥离强度为11(对不锈钢，N/25mm，下同)，持粘性为270h。
实施例二
在本实施例中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)，橡胶为合成天然橡胶(IR)，增粘树脂为C5石油树脂、软化剂为煤焦油、防老剂为防老剂RD，溶剂为甲苯。具体过程为：在三口烧瓶中，搅拌状态下，加入100份合成天然橡胶(质量分数，下同)、70份石油树脂、6份煤焦油、2份防老剂、350份甲苯、30份离子液体，常温搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀。将得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为25μm，烘干后得到样品。初粘性为20，180°剥离强度为12，持粘性为280h。
实施例三
在本实施例中，离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)，橡胶为丁基橡胶(IIR)，增粘树脂为松香季戊四醇酯树脂、软化剂为松焦油、防老剂为防老剂124，溶剂为甲苯。具体过程为：在三口烧瓶中，搅拌状态下，加入100份丁基橡胶(质量分数，下同)、60份松香季戊四醇酯树脂、5份松焦油、2份防老剂、300份甲苯、30份离子液体，常温搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀。将得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为20μm，烘干后得到样品。初粘性为18，180°剥离强度为12，持粘性为275h。
实施例四
在本实施例中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)，橡胶为热塑性弹性体SIS，增粘树脂为松香树脂、溶剂为乙醇。具体过程为：在三口烧瓶中，搅拌状态下，加入100份SIS(质量分数，下同)、50份松香树脂、300份乙醇、40份离子液体，常温搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀。将得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为20μm，烘干后得到样品。初粘性为16，180°剥离强度为13，持粘性为260h。
具体的，离子液体中离子间的静电引力比较弱，因而具有较小的晶格能，在室温下一般呈液态，离子液体和其他聚合物共混时，得到的混合物的玻璃化温度介于离子液体和聚合物之间，因此将离子液体添加到橡胶中，可以极大的降低橡胶的玻璃化温度，提高橡胶的耐低温性，此外，离子液体可以起到增塑剂和软化剂的作用，可以降低橡胶的粘度，因此将离子液体添加到橡胶型压敏胶中可以提高压敏胶的性能，同时通过分布检测装置1采集压敏胶带2压敏胶涂覆面的图像，分析系统3对压敏胶带2的图像进行处理和切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带2进行切割可根据压敏胶实际的分布进行切割，避免正常部分被切下造成浪费，解决了现有的橡胶型压敏胶存在的初粘性较低、在光和热的作用下易老化、在低温下易失效以及制备完成后不能根据压敏胶实际的分布进行切割，导致正常部分被切下造成浪费的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，原料添加，搅拌状态下加入橡胶弹性体100份、增粘树脂50-100份、软化剂0-7份、防老剂0-2份、溶剂300-400份和离子液体20-40份，上述加入的原料分数均为质量分数；
其中，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐中任一种；
步骤2，常温搅拌，将所述步骤1中加入的原料在常温下搅拌5小时，直至原料全部溶解混合均匀；
步骤3，涂抹烘干，将所述步骤2中得到的溶液涂覆在PET薄膜上，涂覆厚度为25μm，进行烘干，得到压敏胶带；
步骤4，收卷切割，将烘干后的压敏胶带收卷到滚筒上，并在收卷过程中通过分布检测装置对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测，进行切割计算后得到结果，根据结果对压敏胶带进行切割；
其中，所述分布检测装置包括检测箱，所述检测箱上设置有用于压敏胶带通过的通道，所述通道的内壁依次设置有补光灯和摄像头，所述检测箱的上方设置有控制器，所述摄像头的信号输出端与所述控制的信号输入端通信连接，所述控制器中设置有用于对PET薄膜边缘处的压敏胶分布情况进行检测的分析系统；
所述分析系统包括纠偏模块、图像分析模块、长度计算模块、切割计算模块和量化模块；
所述纠偏模块用于对摄像头采集的图像处理为单帧图像，同时对图像进行调整，将单张图像中压敏胶带位置调整在同一直线上；
所述图像分析模块用于对纠偏模块处理后的图像进行分析，识别压敏胶带边缘2cm范围内的无胶区域；
所述长度计算模块用于计算通过分布检测装置压敏胶带的长度；
所述切割计算模块用于根据图像分析模块得到的无胶区域结合压敏胶带的长度，切割计算模块计算无胶区域中的最大宽度，并根据此宽度的两个位置点中，以远离压敏胶带边缘的位置点为起点计算达到压敏胶带边缘的长度，即为切割距离，即得到切割计算的结果；
所述量化模块，用于根据切割计算模块切割计算得到的结果，量化切割设备具体切割调整量，实现对压敏胶带的切割；
步骤5，进行测试。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有填料，所述填料为碳酸钙、二氧化硅、炭黑、白炭黑、高岭土、黏土、纳米二氧化硅、氧化铁、碳纳米管、石墨烯、石墨、足球烯、淀粉、壳聚糖、甲壳素和纤维素中任一种。
3.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述离子液体橡胶型压敏胶中的组分还包括有交联剂。
4.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述离子液体的阳离子上含有其它官能团，包括羟基、羧基、醚基、酯基、氨基、磺酸基、烯基、苄基、腈基和呱基。
5.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述橡胶弹性体为天然橡胶、异丁烯橡胶、丁苯橡胶、丁苯热塑性弹性体、苯乙烯异戊二烯热塑性弹性体、丁基橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和接枝橡胶中任一种。
6.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述增粘树脂和软化剂为松香、氢化松香缩水甘油酯、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、石油树脂、苯乙烯系树脂、古马隆树脂、烷基酚醛树脂、二甲苯树脂和丙烯酸酯树脂中任一种。
7.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述溶剂为溶剂汽油、正己烷、戊烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯和乙醇中任一种。
8.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述离子液体橡胶型压敏胶还可添加聚合物单体，包括对橡胶进行接枝改性和直接共混。
9.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：所述步骤5中的测试包括初粘性测试、180°剥离强度测试和持粘性测试。
10.根据权利要求1所述的一种离子液体橡胶型压敏胶的制备方法，其特征在于：在所述步骤4包括：
步骤41，获取压敏胶带压敏胶涂覆面图像，所述摄像头采集压敏胶带压敏胶涂覆面的图像；
步骤42，压敏胶分布检测，分析系统对压敏胶带的图像进行处理和切割计算后得到结果；
步骤43，切割，根据结果对压敏胶带进行切割。
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2022
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Patent Citations (4)
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