CN117210139A - 一种高持粘力且可自愈合的反应型压敏组合物及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压敏胶领域,特别涉及一种固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物及其制备方法和应用。压敏胶组合物组分按质量份计为:丙烯酸酯类共聚物2~100份,聚硫橡胶20~100份,丙烯酸酯类化合物2~120份,固化促进剂0.15~15份,自愈合促进剂0.15~15份。压敏胶组合物经紫外光固化或热固化,即得固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶。本发明解决现有技术中普通压敏胶粘接强度低、无法永久稳定使用的问题,以及高持粘力压敏胶一旦发生粘接失效并终止服务寿命的问题。
Description
技术领域
本发明属于压敏胶领域,特别涉及一种固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物及其制备方法和应用。
背景技术
压敏胶是一种自身具有特殊粘弹性的高分子材料。仅通过表面润湿便可以直接作用于被粘物体表面,适用性强,已经在标签、医药、汽车内饰等领域得到广泛应用。然而,由于自身较低交联密度的化学结构,导致压敏胶的粘接强度、粘接持久性、耐高温以及耐溶剂等性能较差,从而限制了压敏胶在需要较高持粘力水平的永久粘接场合的应用。这些场合往往要求胶粘剂具备结构胶或者半结构胶的强度,但是由于加工场景不能做临时固定而无法使用结构胶。另外,有些施胶工艺也倾向于采用清洁美观的方式,因此就需要一种高持粘力甚至具有半结构胶水平的压敏胶,来实现需要清洁快速粘接工艺的中高强度的粘接。现有技术中,丙烯酸酯压敏胶的持粘力可通过单体配比、交联改性、橡胶改性、纳米粒子改性等方法来得到提升。
CN 111440546A采用橡胶混炼工艺中引入多种丙烯酸单体,在交联助剂及引发剂的作用下,在橡胶硫化过程中,丙烯酸酯聚合并与橡胶形成交联结构,制备了一种高弹性、高粘结强度的橡胶-丙烯酸酯复合压敏胶材料。CN 113845864A采用天然橡胶接枝丙烯酸酯乳液,改善了乳液型丙烯酸酯压敏胶的初粘力<18号球Ball Tack、粘着力<1100g/25mm、持粘力<24h等压敏胶粘着力学性能不足的缺陷。CN 101824280 A采用天然橡胶、丁苯橡胶等的柔性聚合物中加入丙烯酸酯类单体混合物,常温搅拌,然后加入无机纳米粒子,在自由基型光引发剂作用下,得到持粘力>24h的丙烯酸酯压敏胶。
尽管以上专利都聚焦于改善压敏胶的粘接性能,有效提升了持粘力,并且进一步扩展了所制备压敏胶的应用范围。然而,高持粘力的压敏胶在一定程度上已经以半结构胶的形式呈现,尤其对于反应型压敏胶来说,经过光或者热的刺激之后,组分之间发生反应,使压敏胶逐渐固化失去了压敏性。这样的高持粘力胶粘剂一旦发生粘接面断裂,便失去了再次粘接的能力。
因此,制备一种常温下可以作为普通压敏胶使用,光或热固化后可获得高持粘力,并且在粘接失效之后通过施加一定条件能够重新粘接或者使得裂缝愈合,从而延长使用寿命的反应型压敏胶,在扩展压敏胶使用范围和应用中具有广阔的前景和重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物及其制备和应用,解决现有技术中普通压敏胶粘接强度低、无法永久稳定使用的问题,以及高持粘力压敏胶一旦发生粘接失效并终止服务寿命的问题。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物,组分按质量份计:
丙烯酸酯类共聚物 2~100份
聚硫橡胶 20~100份
丙烯酸酯类化合物 2~120份
固化促进剂 0.15~15份
自愈合促进剂 0.15~15份。
优选的:
压敏胶组合物组分按质量份计:
丙烯酸酯类共聚物 2~50份
聚硫橡胶 20~50份
丙烯酸酯类化合物 2~50份
固化促进剂 0.15~10份
自愈合促进剂 0.15~10份。
所述丙烯酸酯类共聚物的组分按质量份数计,单体40~100份、引发剂0.12~1.5份、溶剂40~200份、链转移剂0~1.5份。
优选的:丙烯酸酯类共聚物的组分按质量份数计,单体50~90
份、引发剂0.5~1.0份、溶剂100~200份、链转移剂0.5~1.0份。
所述丙烯酸酯类共聚物为单体、引发剂、溶剂、链转移剂按所述用量,在惰性气体保护下,于78~82℃,通过聚合反应6~8.5h得到。
进一步地,
(1)在惰性气体保护下,先将总量60%~70%的单体、总量60%~65%的溶剂、总量55%~60%的引发剂及链转移剂混合物混合、搅拌和冷凝,真空置换N2三次并吹扫20~30min,升温至78~82℃有回流出现,保温1~1.5h;
(2)再将余量单体、总量30%~35%的溶剂、总量25%~35%的引发剂及链转移剂混合物缓慢滴加到反应体系中,在0.5~1h内完成滴加,在78~82℃下,继续反应2~3h;
(3)最后将余量溶剂、余量引发剂与链转移剂混合物,滴加倒反应体系中,保持78~82℃继续反应2.5~3h,最终得到丙烯酸酯类共聚物。
所述丙烯酸酯类共聚物为平均分子量Mn为3000~200000、多分散性范围为1~5的丙烯酸酯类单体的共聚物。
所述丙烯酸酯类共聚物中单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基已酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种;
进一步地,所述单体优选为丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸-2-乙基已酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸乙酯中的一种或者几种。
所述丙烯酸酯类共聚物中引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂;
其中,偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种;
过氧化物类引发剂为过氧化月桂酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的一种或者几种;
进一步地,过氧化物类引发剂优选为过氧化十二酰。
所述丙烯酸酯类共聚物中溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮中的一种或几种;
进一步地,所述溶剂优选为丁酮或乙酸乙酯。
所述丙烯酸酯类共聚物中链转移剂为十二硫醇、硫醚类化合物、四氯化碳中的一种或几种;
进一步地,所述链转移剂优选为十二硫醇或四氯化碳。
所述惰性气体为N2或Ar。
所述聚硫橡胶为LP55、LP32、JLY124、JLY155、JLY121、JLY1225中的一种或者几种;
进一步地,所述聚硫橡胶优选为LP55、JLY121、JLY124中的一种或者几种。
所述丙烯酸酯类化合物为二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙稀酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、丙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二甲氧基丙烷四丙烯酸、乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯、四甲氧基甲烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或者几种;
进一步地,所述丙烯酸酯类化合物优选为二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或者几种。
所述固化促进剂为紫外光固化促进剂或热固化促进剂;
其中紫外光固化促进剂为2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、安息香双甲醚、Omnirad500、二苯甲酮、邻苄基苯甲酸甲酯、苯甲酰甲酸甲酯、2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二仲丁氧基苯乙酮、对苯基二苯甲酮中的一种或几种;
进一步地,所述紫外光固化促进剂优选为1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、安息香双甲醚或Omnirad500;
热固化促进剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯中的一种或几种;
进一步地,所述热固化促进剂优选偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰。
当热固化促进剂与过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂,相同的选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯时,以上物质作为引发剂时可以引发碳碳双键进行自由基聚合,生成丙烯酸酯类共聚物;作为热固化促进剂时可以促进聚硫橡胶上的巯基与丙烯酸酯类化合物上的碳碳双键进行自由基加成反应。作为引发剂和热固化促进剂的用量分别计算。
所述自愈合促进剂为2-二甲氨基乙醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、多乙烯多胺、乙二胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、二苯胍中的一种或几种;
进一步地,所述自愈合促进剂优选为2-二甲氨基乙醇、二乙烯三胺、乙二胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、二苯胍中的一种或几种。
所述压敏胶组合物的制备方法为:
(1)将聚硫橡胶、丙烯酸酯类化合物以转速1000~1500rpm条件下混合2~5min,得到均匀混合物;
(2)在步骤(1)混合物中加入固化促进剂和自愈合促进剂,以转速1000~1500rpm条件继续混合3~6min;
(3)在步骤(2)混合物中加入丙烯酸酯类共聚物,以转速1000~1500rpm条件继续混合3~6min,混匀得到压敏胶组合物。
一种固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,所述的压敏胶组合物经紫外光固化或热固化,即得固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶。
当压敏胶组合物中的固化促进剂为紫外光固化促进剂时,压敏胶组合物采用紫外光固化方式进行固化;
当压敏胶组合物中的固化促进剂为热固化促进剂时,压敏胶组合物采用热固化方式进行固化。
所述紫外光固化为:于波长365~500nm的紫外光下照射1~3min,再78~82℃干燥1~3min;优选为紫外光波长为365nm,照射时间为3min,并于80℃下干燥1min。
所述热固化为:于40~85℃下反应7~9h,再于常温放置120~168h;优选为先于50℃下反应7.5h,再于常温放置168h。
一种固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶胶带,将所述压敏胶组合物涂覆在PET膜上,经过紫外光或者热固化,即得到固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶胶带。
一种固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶的自愈合方法,将所述固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶在90~110℃、4~6MPa压力条件下保持4~10min,即实现固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶的自愈合。
所述温度优选为100℃,所述压力优选为5MPa,所述时间优选为5min。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.本发明技术方案提供的固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,在初期可以作为普通压敏胶使用,胶膜的厚度均一可控,容易实现整洁粘结以及施胶自动化,可做临时定位、固定等用途。
2.本发明技术方案提供的固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,在二次固化之后持粘力大幅提升,可以作为半结构胶在有临时定位并且永久粘接需求的场合下使用。持粘力提升的原理在于巯基与烯烃的反应。具体如下:聚硫橡胶中巯基在引发剂吸收光子裂解形成自由基,自由基从附近的硫醇化合物的巯基夺取一个氢,硫醇转换为巯基自由基,巯基自由基进攻富电子双键的丙烯酸酯发生自由基加成反应,并在硫醇分子的参与下完成巯基-烯化学反应,从而将聚硫橡胶分子引入丙烯酸酯体系并对其增韧增强。
3.本发明技术方案提供的固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,在粘接失效之后可在一定的压力以及温度下恢复粘接能力,从而使得裂纹愈合并达到延长服务寿命的目的。胶粘剂自愈合的能力在于二硫键的动态交换反应。具体如下:在热与压力的作用下,自愈合促进剂中的N和聚硫橡胶中的S-S发生反应,产生了硫醇阴离子和胺盐的阳离子组成的离子对中间体,在热压的作用下胶粘剂分子链段开始移动,使硫醇盐阴离子对胺盐阳离子中间体的其他硫原子进行交叉亲核攻击,从而发生了二硫键的动态交换反应。基于二硫键动态交换的重复发生,不断的网络结构重排和分子链重组,使得胶粘剂实现自愈合。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下结合实施例对本发明作具体解释说明。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到,本发明没有特殊限定,其中Omnirad500来自IGM Resins公司,LP55、JLY121来自锦西化工研究院生产。
下述制备例1~3用于合成丙烯酸酯类共聚物,实施例1~9为高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物的制备,对比例1为未经聚硫橡胶与丙烯酸酯类化合物处理的案例,对比例2为未添加自愈合促进剂处理的案例。
制备例1:
(1)先将90g丁酮、39g丙烯酸-2-乙基已酯、12g甲基丙烯酸羟乙酯、9g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.67g偶氮二异丁腈加入带有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中,开启搅拌和冷凝,真空置换N2三次并吹扫20min,升温至80℃有回流出现,保温1h。
(2)将45g丁酮、19.5g丙烯酸-2-乙基已酯、6g甲基丙烯酸羟乙酯、4.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.33g偶氮二异丁腈混合物通过滴加漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中,在1h内完成滴加,在80℃下,继续反应3h。
(3)将4g丁酮、0.2g偶氮二异丁腈混合均匀,滴加到四口烧瓶中,仍保持80℃继续反应3h,最终得到丙烯酸酯类共聚物A1。
制备例2:
(1)先将90g丁酮、39g丙烯酸-2-乙基已酯、12g甲基丙烯酸羟乙酯、9g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.67g偶氮二异丁腈、0.067g十二硫醇加入带有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中,开启搅拌和冷凝,真空置换N2三次并吹扫20min,升温至80℃有回流出现,保温1h。
(2)将45g丁酮、19.5g丙烯酸-2-乙基已酯、6g甲基丙烯酸羟乙酯、4.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.33g偶氮二异丁腈、0.033g十二硫醇混合物通过滴加漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中,在1h内完成滴加,在80℃下,继续反应3h。
(3)将4g丁酮、0.2g偶氮二异丁腈、0.02g十二硫醇混合均匀,滴加到四口烧瓶中,仍保持80℃继续反应3h,最终得到丙烯酸酯类共聚物A2。
制备例3:
(1)先将90g丁酮、39g丙烯酸-2-乙基已酯、12g甲基丙烯酸羟乙酯、9g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.60g过氧化二苯甲酰加入带有搅拌和冷凝装置的四口烧瓶中,开启搅拌和冷凝,真空置换N2三次并吹扫20min,升温至80℃有回流出现,保温1h。
(2)将45g丁酮、19.5g丙烯酸-2-乙基已酯、6g甲基丙烯酸羟乙酯、4.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.30g过氧化二苯甲酰混合物通过滴加漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中,在1h内完成滴加,在80℃下,继续反应3h。
(3)将4g丁酮、0.1g过氧化二苯甲酰混合均匀,滴加到四口烧瓶中,仍保持80℃继续反应3h,最终得到丙烯酸酯类共聚物A3。
实施例1
(1)将20g LP55、3.59g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入0.24g二苯胍、0.81g Omnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A1,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物。
实施例2
(1)将20g LP55、3.59g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物加入0.24g二乙烯三胺、0.81gOmnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A1,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物。
实施例3
(1)将10g LP55、10g JLY121、7.11g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入0.27g 2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、1.08gOmnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A2,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物。
实施例4
(1)将10g LP55、10g JLY121、7.11g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入0.27g二苯胍、1.08g Omnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A2,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶组合物。
实施例5
(1)将10g LP55、10g JLY121、7.11g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物加入0.27g2-二甲氨基乙醇、1.08gOmnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A2,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶胶液组合物。
实施例6
(1)将10g LP55、10g JLY121、7.11g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入0.27g二苯胍、1.04g Omnirad500(紫外光固化促进剂),在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A3,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶胶液组合物。
实施例7
(1)将20g LP55、2.93g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入0.72g偶氮二异庚腈(热固化促进剂)、0.22g二乙烯三胺,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)在上述混合物中加入2g丙烯酸酯类共聚物A1,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶胶液组合物。
对比例1
实施例1制备的丙烯酸酯类共聚物A1作为对比例1。
对比例2
(1)将10g LP55、10g JLY121、7.11g二丙二醇二丙烯酸酯在均质机中以转速1000rpm下混合3min,得到均匀混合物。
(2)在上述混合物中加入1.08g Omnirad500,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min。
(3)再次在混合物中加入20g丙烯酸酯类共聚物A2,在均质机中以转速1000rpm继续混合4min,混匀得到对比例2。
应用例1
分别将实施例1-6制备的压敏胶组合物涂覆在PET膜上,采用365nm的紫外光固化3min,在80℃下烘干1min,上面复合一层离型纸,制成压敏胶带;
将实施例7制备的压敏胶组合物涂覆在PET膜上,先于50℃下放置7.5h,再于常温放置168h,上面复合一层离型纸,制成压敏胶胶带9;
将对比例1的胶液涂覆在PET膜上,在80℃下烘干1min,上面复合一层离型纸,制成压敏胶胶带;
对上述制备的压敏胶胶带常温放置48h后进行持粘力测试,测试方法按标准GB/T4851-1998方法进行测定,结果见表1。
表1持粘力测试结果
应用例2
分别将实施例1-6制备的压敏胶组合物涂覆在铝板末端上,在波长365nm的紫外光下固化3min,并随即在80℃下烘干1min,得到末端待粘接的铝板;
将实施例7制备的压敏胶组合物涂覆在铝板末端,先于50℃下放置7.5h,再于常温放置168h,得到末端待粘接的铝板。
将对比例1的胶液涂覆在末端铝板上,在80℃下烘干1min,得到末端待粘接的铝板;
将对比例2制备的胶液涂覆在铝板末端上,在波长365nm的紫外光下固化3min,并随即在80℃下烘干1min,得到末端待粘接的铝板。
为了有效测试以及计算自愈合能力,将两片待粘接的铝板以末端搭接的方式将涂胶面合在一起粘接,搭接面积为625mm2,之后在100℃、5MPa压力条件下压5min,取出冷却至室温后进行剪切强度测试,测试方法按标准GB/T 7124-2008方法进行测定,其为第一次测试,记录其断裂剪切力F1。测试完后将残胶面继续以搭接的方式粘接,并在100℃下在5MPa的压力下压5min取出冷却至室温后进行剪切强度测试,其为第二次测试,记录其断裂剪切力F2。通过F2与F1的比值,算出愈合效率,结果见表2。
对比例1经过第一次热压处理之后,铝板上固体残胶呈细碎屑状物,两片铝板无法连结形成粘合组合件,测试无法继续进行。因此,对比例1的F1、F2均为0。
对比例2经过第一次热压处理之后,铝板上固体残胶呈较硬的碎末状,两片铝板无法连结形成粘合组合件,测试无法继续进行。因此,对比例2的F1、F2均为0。
表2愈合前后剪切力测试结果
由表1的数据可见,本发明制备的压敏胶具备良好的持粘力性能,可以在有临时定位并且永久粘接需求的场合下使用;同时,由表2的数据可见,在粘接失效之后,在一定的压力以及温度下显示出自愈合能力,在一定程度上恢复其粘接强度,延长其使用寿命。
由此可见,本发明的固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,由于其中丙烯酸酯类共聚物组分的存在,常温下具备压敏性,可以作为普通压敏胶使用。紫外光照射或者热作用下,固化促进剂激活并引发丙烯酸酯类化合物与聚硫橡胶的自由基加成反应,从而将聚硫橡胶引入丙烯酸酯体系,增韧固化物,使胶粘剂呈现半结构胶水平的高持粘力。同时,由于自愈合促进剂的存在,在加热加压条件下,二硫键发生动态交换反应,使得该胶粘剂即使在粘接发生断裂失效后,具备可自愈合的能力,从而可以延长其使用寿命。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物,其特征在于,压敏胶组合物的组分按质量份计为:
丙烯酸酯类共聚物2~100份
聚硫橡胶20~100份
丙烯酸酯类化合物2~120份
固化促进剂0.15~15份
自愈合促进剂0.15~15份。
2.根据权利要求1所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物,其特征在于,所述丙烯酸酯类共聚物的组分按质量份数计,单体40~100份、引发剂0.12~1.5份、溶剂40~200份、链转移剂0~1.5份。
3.根据权利要求2所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组物,其特征在于,所述丙烯酸酯类共聚物为单体、引发剂、溶剂、链转移剂按所述用量,在惰性气体保护下,于78~82℃,通过聚合反应6~8.5h得到。
4.根据权利要求3所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组物,其特征在于,
(1)在惰性气体保护下,先将部分单体、部分溶剂、部分引发剂及链转移剂的混合物混合、搅拌和冷凝,真空置换N2三次并吹扫20~30min,升温至78~82℃有回流出现,保温1~1.5h;
(2)再将余量单体、部分溶剂、部分引发剂及链转移剂混合物滴加到反应体系中,在0.5~1h内完成滴加,在78~82℃下,继续反应2~3h;
(3)最后将余量溶剂、余量引发剂与链转移剂混合物,滴加到反应体系中,保持78~82℃继续反应2.5~3h,最终得到丙烯酸酯类共聚物。
5.根据权利要求2所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组物,其特征在于,
所述丙烯酸酯类共聚物中单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基已酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种;
所述丙烯酸酯类共聚物中引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂;
所述丙烯酸酯类共聚物中溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮中的一种或几种;
所述丙烯酸酯类共聚物中链转移剂为十二硫醇、硫醚类化合物、四氯化碳中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物,其特征在于,
所述聚硫橡胶为LP55、LP32、JLY124、JLY155、JLY121、JLY1225中的一种或几种;
所述丙烯酸酯类化合物为二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙稀酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、丙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二甲氧基丙烷四丙烯酸、乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯、四甲氧基甲烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种;
所述固化促进剂为紫外光固化促进剂或热固化促进剂;
所述自愈合促进剂为2-二甲氨基乙醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、多乙烯多胺、乙二胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、二苯胍中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高持粘力且可自愈合的压敏胶组合物,其特征在于,所述压敏胶组合物的制备方法为:
(1)将聚硫橡胶、丙烯酸酯类化合物以转速1000~1500rpm条件下混合2~5min;
(2)在步骤(1)混合物中加入固化促进剂和自愈合促进剂,以转速1000~1500rpm条件继续混合3~6min;
(3)在步骤(2)混合物中加入丙烯酸酯类共聚物,以转速1000~1500rpm条件继续混合3~6min,即得压敏胶组合物。
8.一种固化后具有高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,其特征在于,权利要求1所述的压敏胶组合物经紫外光固化或热固化,即得固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶。
9.根据权利要求8所述的固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶,其特征在于,
所述紫外光固化为:于波长365~500nm的紫外光下照射1~3min,再78~82℃干燥1~3min;
所述热固化为:于40~85℃下反应7~9h,再于常温放置120~168h。
10.一种权利要求8所述的固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶的自愈合方法,其特征在于,将所述固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶在90~110℃、4~6MPa压力条件下保持4~10min,即实现固化后高持粘力且可自愈合的反应型压敏胶的自愈合。
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