CN115851205A - 一种防撞防滑的热激活型保护胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防撞防滑的热激活型保护胶，通过将乙酸乙酯、二甲苯、聚氨酯聚合物、增粘树脂、填料、抗氧化剂混合，制备得到的保护胶在进行加热处理后具有优异的粘结强度、剥离强度，能够达到60N/25mm，而且该热激活型保护胶还表现出优异的耐热性，具有一定的柔软性和回弹性能。此外，特定的聚氨酯聚合物与体系中的其他组分作用，能够增加保护胶的摩擦系数，进而起到防滑擦、防撞效果。而且本发明所得保护胶为热激活型保护胶，通过自动贴胶带机贴合到组件铝边框上，再通过热压机自动压合，压合完具有很高的粘接强度，可实现自动化生产，减少人工，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及的是胶黏剂技术领域，C09J133/04，尤其涉及一种防撞防滑的热激活型保护胶及其制备方法。
背景技术
在光伏组件行业，硬纸壳护角在背板防滑擦上应用广泛。硬纸壳护角具有防滑擦效果好，成本低等优点。但是随着光伏行业发展，自动化提高效率需求越来越高，硬纸壳需要人手工安放，不能满足自动化要求。
中国专利申请CN201811172069.7公开了一种光伏组件背板复合用单组份无溶剂聚氨酯胶黏剂及制备方法，以多元醇，二异氰酸酯为制备原料，复配触媒、流平剂、抗氧剂、光稳定剂，经高温聚合反应而制备得到的固含量为100％的聚氨酯预聚体，具有较高的初始粘接强度、耐湿热老化性能，耐黄变性能、耐候性，有利于改善光伏组件背板耐候黄变性能。中国专利申请CN201810998421.6公开了一种光伏组件边框用阻水胶带及其制备方法和用途，包括木树脂、固化剂、抗氧剂、紫外吸收剂，其中母树脂为硅胶压敏胶或聚氨酯型压敏胶，具有合适的柔软度，粘接于铝边框与光伏玻璃的开裂处，长期户外使用不脱落不变黄，撕开时不残胶，但其粘结强度较低，初始粘接性仅为13.4～23.7N/25mm，而且不具备一定的防撞、防滑擦性能。本发明所需解决的技术问题是提供一种能够满足自动化贴合的热激活型 PET胶带来防滑擦。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种防撞防滑的热激活型保护胶，其制备原料，按质量百分比计，包括：
乙酸乙酯25～35％、二甲苯15～25％、聚氨酯聚合物40～50％、增粘树脂5～15％、填料 0.5～2％、抗氧化剂0.1～1％。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯聚合物的制备原料包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂；优选地，所述聚氨酯聚合物的制备原料包括50～63重量份聚酯多元醇、27～38重量份聚醚多元醇、12～24重量份异氰酸酯、0.5～2重量份亲水扩链剂、 0.2～1.5重量份催化剂。
在一些优选的实施方式中，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、邻苯二甲酸/辛戊二醇缩合的聚酯多元醇、癸二酸/间苯二甲酸/己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇、1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇、己二酸/间苯二甲酸/对苯二甲酸/新戊二醇/乙二醇的聚酯多元醇中的一种或多种；优选地，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇。
在一些优选的实施方式中，所述聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的重量比为(1.2～2.3)：1；优选地，所述聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的重量比为1.6：1。
在一些优选的实施方式中，所述聚己二酸乙二醇酯二醇的平均分子量为1000～4000，75℃的粘度为400～800cps，羟值为25～100mgKOH/g，优选地，所述聚己二酸乙二醇酯二醇的平均分子量为300，75℃的粘度为700cps，羟值为35～39mgKOH/g。
在一些优选的实施方式中，所述聚醚多元醇选自聚环氧丙烷醚多元醇、环氧丙烷环氧乙烷共聚醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚四亚甲基醚二醇、硅烷改性聚醚多元醇、脂肪族聚醚多元醇中的一种或多种；优选地，所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇。
在一些优选的实施方式中，所述聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇的质量比为 1：(1～2)；优选地，所述聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇的质量比为1：1.2。
在一些优选的实施方式中，所述聚环氧丙烷醚多元醇的官能度为2-4，25℃的粘度范围为200～400mPa·s，羟值为50～60mgKOH/g；优选地，所述聚环氧丙烷醚多元醇的官能度为 2，25℃的粘度范围为270～370mPa·s，羟值为54.5～57.5mgKOH/g。
在一些优选的实施方式中，所述硅烷改性聚醚多元醇的官能度为0.1～2，25℃时粘度为 10000～30000mPa·s；优选地，所述硅烷改性聚醚多元醇的官能度为0.14～0.21，25℃时粘度为21000mPa·s。
本申请中通过聚醚多元醇和聚酯多元醇在异氰酸酯的作用下形成聚氨酯粘合剂具有较好的强度，当聚醚多元醇选择聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇时，还能够增加胶带的持粘力。推测可能原因是因为，聚环氧丙烷醚多元醇为非洁净型聚醚多元醇，内含有侧甲基，结构不完整，而且硅烷改性聚醚多元醇的端基水解后能固化形成Si-O-Si为骨架的弹性体，二者复配使用，能够增加聚氨酯中软段、硬段间氢键的形成，同时增强硬段间的作用力，有利于粘结强度和持粘性的增强。本申请人意外发现，聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇的质量比为1：(1～2)时，能够增加体系中组分的相容性，进而增加保护胶的力学强度、柔软性、弹性和耐老化性能，起到很好地防滑擦性。
在一些优选的实施方式中，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对甲苯磺酰异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；优选地，所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。
在一些优选的实施方式中，所述二苯甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为 1：(0.7～1.3)；优选地，所述二苯甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为1：1。
在一些优选的实施方式中，所述亲水扩链剂选自N-甲基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、二羟甲基丙酸、乙二胺基乙磺酸钠、二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟基甲基丁酸(DMBA)、酒石酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的一种或几种；优选地，所述亲水扩链剂为N-丁基二乙醇胺和二羟甲基丁酸。
在一些优选的实施方式中，所述N-丁基二乙醇胺和二羟甲基丁酸的质量比为1：(2.1～2.7)；优选地，所述N-丁基二乙醇胺和二羟甲基丁酸的质量比为1：2.3。
在一些优选的实施方式中，所述催化剂选自三乙胺、三乙烯二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二氯化二丁基锡、二醋酸二丁基锡、1,3,5-三(二甲胺基丙基)六氢三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、双吗啉二乙基醚、二氮杂二环中的一种或多种；优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
在一些优选的实施方式中，所述增粘树脂环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、松香树脂、萜烯酚醛树脂、石油树脂、磷酸酯树脂、氢化树脂中的一种或多种；优选地，所述增粘树脂为萜烯酚醛树脂。
在一些优选的实施方式中，所述萜烯酚醛树脂的平均分子量为600-800，酸值为40～70mgKOH/g，软化点为140～170℃；优选地，所述萜烯酚醛树脂的平均分子量为690，酸值为45～60mgKOH/g，软化点为145～160℃。
在一些优选的实施方式中，所述填料选自钛白粉、碳酸钙、炭黑、滑石粉、云母粉、二氧化二铝、二氧化硅、硫酸钡、浮石粉、氢氧化铝、硅藻土中的一种或多种；优选地，所述填料为碳酸钙。
在一些优选的实施方式中，所述碳酸钙选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙中的一种或多种；优选地，所述碳酸钙为重质碳酸钙；进一步优选地，所述重质碳酸钙的平均粒度为700～1300 目；更进一步优选地，所述重质碳酸钙的平均粒度为800目。
在一些优选的实施方式中，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基一甲苯酚、四(4-羟基—3,5 —叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3.5—二叔丁基—4—羟基苯丙酸十八酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯)酯中的一种或几种；优选地，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基一甲苯酚。
本发明第二方面提供一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，其包括如下步骤：
S1.将制备原料混合后，一次性涂布于基材PET的上表面；
S2.将S1得到的样品经过烘道烘干，即得。
S2中，所述烘道为三段式烘干。
优选地，所述第一段烘道烘干的烘干温度：70～95℃，时间为0.5～3min；第二段烘道烘干的烘干温度为100～130℃，时间为1～5min；第三段烘道烘干的烘干温度为140～160℃，时间为2～5min。
进一步优选地，所述第一段烘道烘干的烘干温度：80℃，时间为1min；第二段烘道烘干的烘干温度为120℃，时间为2.5min；第三段烘道烘干的烘干温度为150℃，时间为2.5min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明中通过将乙酸乙酯、二甲苯、聚氨酯聚合物、增粘树脂、填料、抗氧化剂混合，制备得到的保护胶在进行加热处理后具有优异的粘结强度、剥离强度，能够达到60N/25mm，而且该热激活型保护胶还表现出优异的耐热性，具有一定的柔软性和回弹性能。此外，特定的聚氨酯聚合物与体系中的其他组分作用，能够增加保护胶的摩擦系数，进而起到防滑擦、防撞效果。
(2)本发明所得保护胶为热激活型保护胶，通过自动贴胶带机贴合到组件铝边框上，再通过热压机自动压合，压合完具有很高的粘接强度，可起到防滑擦的作用。
(3)本发明所得热激活型保护胶的工艺性好，可实现自动化生产，减少人工，提高生产效率，可广泛用于光伏组件行业，达到很好的防滑、防撞效果。
附图说明
图1实施例及对比例样品处理流程图
图2实施例1所得样品中样品1的80℃的位移测试按压5s(左)和10s(右)的结果图
图3实施例1所得样品中样品2的80℃的位移测试按压5s(左)和10s(右)的结果图
图4实施例1所得样品剥离力测试结束后铝件表面的残胶情况。
图5实施例1所得样品剥离力测试结果曲线。
具体实施方式
实施例1
1、一种防撞防滑的热激活型保护胶，其制备原料，按质量百分比计，包括：
乙酸乙酯30％、二甲苯17％、聚氨酯聚合物45％、增粘树脂7％、填料0.8％、抗氧化剂 0.2％。
所述聚氨酯聚合物的制备原料包括55重量份聚酯多元醇32重量份聚醚多元醇、18重量份异氰酸酯、0.8重量份亲水扩链剂、0.4重量份催化剂。
所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇。
所述聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的重量比为1.6：1。
所述聚己二酸乙二醇酯二醇的平均分子量为300，75℃的粘度为700cps，羟值为35～39mgKOH/g(济宁棠邑化工有限公司，HY-3020)。
所述1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的CAS号为25214-14-6。
所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇。
所述聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇的质量比为1：1.2。
所述聚环氧丙烷醚多元醇的官能度为2，25℃的粘度范围为270～370mPa·s，羟值为54.5～57.5mgKOH/g(绿联(济宁)化学科技有限公司，DL-2000D)。
所述硅烷改性聚醚多元醇的官能度为0.14～0.21，25℃时粘度为21000mPa·s(陶氏， VORASIL 602)。
所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯。
所述二苯甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯的质量比为1：1。
所述亲水扩链剂为N-丁基二乙醇胺和二羟甲基丁酸。
所述N-丁基二乙醇胺和二羟甲基丁酸的质量比为1：2.3。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述增粘树脂为萜烯酚醛树脂。
所述萜烯酚醛树脂的平均分子量为690，酸值为45～60mgKOH/g，软化点为145～160℃ (山东广申电子科技有限公司，803L)。
所述填料为碳酸钙。
所述碳酸钙为重质碳酸钙；所述重质碳酸钙的平均粒度为800目(广西浙创化工有限公司)。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基一甲苯酚。
2、一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，其包括如下步骤：
S1.将制备原料混合后，一次性涂布于基材PET的上表面；
S2.将S1得到的样品经过烘道烘干，即得。
S2中，所述烘道为三段式烘干。
所述第一段烘道烘干的烘干温度：80℃，时间为1min；第二段烘道烘干的烘干温度为 120℃，时间为2.5min；第三段烘道烘干的烘干温度为150℃，时间为2.5min。
实施例2
1、一种防撞防滑的热激活型保护胶，与实施例1的不同之处在于：
其制备原料，按质量百分比计，包括：乙酸乙酯30％、二甲苯15％、聚氨酯聚合物48％、增粘树脂6％、填料0.7％、抗氧化剂0.3％。
2、一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，同实施例1。
对比例1
1、一种防撞防滑的热激活型保护胶，与实施例1的不同之处在于：
所述聚环氧丙烷醚多元醇和硅烷改性聚醚多元醇的质量比为1：2.5。
2、一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，同实施例1。
对比例2
1、一种防撞防滑的热激活型保护胶，与实施例1的不同之处在于：
所述聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的重量比为0.5：1。
2、一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，同实施例1。
对比例3
1、一种防撞防滑的热激活型保护胶，与实施例1的不同之处在于：
所述萜烯酚醛树脂的平均分子量为550，酸值小于80mgKOH/g，软化点为120～135℃(山东广申电子科技有限公司，型号为901)。
2、一种防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，同实施例1。
性能测试
样品处理：将实施例1所得样品的厚度设置为0.24mm(产品1)和厚度为0.26mm(产品2)，并分别裁剪6片50mm*200mm的样片，揭去表面的保护膜放入100℃的烘箱烘烤1H 后取出放置一段时间使其恢复常温，将样片放置于180℃的滚轮中进行热贴合，如图1所示，贴合时间为5s，10s两个时间段。
1、80℃的位移测试：取其中两片做平台温度为80℃的位移测试，具体为：在80℃加热平台加热，胶带与铝片粘接分别按压5s和10s，然后固定胶带，用螺丝刀抵住铝片一端，向前推，观察位移情况。具体结果如图2、3所示。
由图可知，样品1和样品2按压5s和10s后均无相对位移，说明所得保护胶在80℃即可发生激活，且粘结强度高。
2、剥离力测试：样品1和样品2的另外4片根据GB/T2792-2014要求，使用电子拉力试验机测试胶带剥离力性能，具体结果如表1、图4和5所示。
实施例1贴5s为序号1-4，贴合10s为序号9-12；实施例2贴5s为序号5-8，贴合10s为序号13-16。
宽度(外宽)：为测试中是与胶带粘结的铝片的宽度，铝片尺寸是25mm*100mm。
表1实施例1和实施例2剥离力测试结果
测试编号1的样品由于样品粘接过程失误导致明显低于其他平行样，后边计算时将其舍弃。
通过测试数据可以看出，两款产品的强度都很高，厚度为0.26mm剥离力更高，耐热性能良好。
3、对实施例及对比例所得样品进行测试，测试编号厚度为0.26mm，测试结果见表2。
剥离区间荷重平均值/N中，实施例1为序号2-4的平均值，其与均为四组数据的平均值。
表2实施例及对比例所得样品测试结果
Claims (10)
1.一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，其制备原料，按质量百分比计，包括：
乙酸乙酯25～35％、二甲苯15～25％、聚氨酯聚合物40～50％、增粘树脂5～15％、填料0.5～2％、抗氧化剂0.1～1％。
2.根据权利要求1所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述聚氨酯聚合物的制备原料包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、邻苯二甲酸/辛戊二醇缩合的聚酯多元醇、癸二酸/间苯二甲酸/己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇、1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇、己二酸/间苯二甲酸/对苯二甲酸/新戊二醇/乙二醇的聚酯多元醇中的一种或多种。
4.根据权利要求2或3所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇；
所述聚己二酸乙二醇酯二醇和1,6-己二酸/1.6-己二醇/新戊二醇的聚酯多元醇的重量比为(1.2～2.3)：1。
5.根据权利要求2所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚环氧丙烷醚多元醇、环氧丙烷环氧乙烷共聚醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚四亚甲基醚二醇、硅烷改性聚醚多元醇、脂肪族聚醚多元醇中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对甲苯磺酰异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述亲水扩链剂选自N-甲基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、二羟甲基丙酸、乙二胺基乙磺酸钠、二羟甲基丙酸、二羟基甲基丁酸、酒石酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述增粘树脂环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、松香树脂、萜烯酚醛树脂、石油树脂、磷酸酯树脂、氢化树脂中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种防撞防滑的热激活型保护胶，其特征在于，所述填料选自钛白粉、碳酸钙、炭黑、滑石粉、云母粉、二氧化二铝、二氧化硅、硫酸钡、浮石粉、氢氧化铝、硅藻土中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的防撞防滑的热激活型保护胶的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1.将制备原料混合后，一次性涂布于基材PET的上表面；
S2.将S1得到的样品经过烘道烘干，即得。
S2中，所述烘道为三段式烘干。
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