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一种光固化导磁导光压敏胶、胶带及其制备方法与流程

2021-02-02 15:02:06|264|起点商标网
本发明涉及胶黏剂
技术领域:
,尤其涉及一种光固化导磁导光压敏胶、胶带及其制备方法。
背景技术:
:透光胶用于胶结透明光学元件(触摸屏、显示器、光学镜头等)的特种胶黏剂。现有的透光胶过于追求透光率,导致易黄变、不能屏蔽电磁干扰等缺点。随着电子设备的广泛应用,电磁波干扰和信息泄露问题越来越受到人们的关注,许多的设备组装、测试等工序及一些工作环境均需要进行电磁屏蔽,以有效降低电磁波的辐射,因此电磁屏蔽材料被广泛研究和应用。导磁胶由于具有良好的导磁性能,被广泛应用在仪器仪表等领域,导磁胶一般涂覆在需要屏蔽的材料表面形成屏蔽涂层,这些导磁胶大多是热固性材料,固化交联后附着在材料表面而不需要再次剥离下来,但当遇到有些元器件需要频繁维修拆换时,这些导磁胶难以清理,清理时会损坏材料表面或在材料表面残胶,从而影响元器件的继续使用,而且在有些场合(如元器件测试等),需要导磁胶对元器件、仪器设备进行暂时屏蔽,工作完成后即拆除,这样热固性的导磁胶在这些场合就非常不适用,而导磁压敏胶则可解决这些问题,将导磁压敏胶制成胶带,需要时粘附在需屏蔽的材料表面,不需要时,将胶带剥离下来即可。技术实现要素:本发明的目的是克服上述现有技术的缺点,提供一种导光导磁性能优异、剥离方便不残胶的光固化导磁导光压敏胶,以及该压敏胶的制备方法,以及由该压敏胶制备的光固化导磁导光压敏胶带的制备方法。本发明是通过以下技术方案来实现的:一种光固化导磁导光压敏胶,包括按重量份计的下列组分:改性功能树脂30~40份,脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂60~80份,功能单体5~15份,稀释剂10~30份,光引发剂0.5~1份,导光填料5~10份,导磁填料8~12份,流变助剂1~3份,流平剂0.5~1.8份,分散剂1~2.5份,偶联剂0.8~2.4份,消泡剂1~3份,链转移剂0.2~1份。为弥补某些使用场合对初粘性的要求,进一步地,所述组分中还包括增粘树脂20~50份,所述增粘树脂为萜烯树脂或石油树脂,其与体系中其它组分具有良好的相容性,而且在后续的反应过程中有很好的助固化作用。进一步地,所述稀释剂为乙醇或/和1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)。加入乙醇可稀释溶解体系中的组分,以利于反应的继续进行,同时也有利于将胶黏剂的涂布使用。hdda是活性稀释剂,带有双官能活性基团,黏度低,反应前期可降低体系黏度,使反应顺利进行,但hdda在反应后期会是体系固化程度增大,内聚力增大,降低压敏胶的初粘性,因此需控制其用量。进一步地,所述脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂为无色透明液体,分子量为5000~20000,25℃下的黏度为5000~20000mpa·s。所述脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂可由烷烃基环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等制备而成,具体制备过程可为先将丙烯酸与烷烃基环氧树脂反应,使烷烃基环氧树脂接枝上可反应的双键,再将接枝后的产物与丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯进行聚合反应而得。产物的分子量和黏度可由单体组分的配比进行调节,以到达理想的黏度范围。采用环氧对丙烯酸酯树脂改性,可提高产物的内聚强度,从而提高最终压敏胶产品的耐热性、耐化学性能和耐水性。进一步优选的技术方案是,所述功能单体为含n原子极性单体,含n原子极性单体具体可为n-甲基丙烯酰胺、n-乙基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺,n-羟乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n-乙基-n-氨基乙基丙烯酰胺、n-乙基-n-羟乙基丙烯酰胺、n,n-二羟甲基丙烯酰胺、n,n-二羟乙基丙烯酰胺,n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺中的一种或者两种。进一步优选的技术方案是,所述链转移剂可选用常用的链转移剂类型,如烷基硫醇等。进一步优选的技术方案是,所述光引发剂为多取代基多环芳烃光引发剂,选自多取代基安息香醚、多取代基芳香酮中的一种,所述取代基选自苯基、芳基或杂芳基,c5–c6环烷基,被-sh、-n(c1-c6烷基)2、哌啶子基、吗啉代、哌嗪子基、-oh、-o(c1-c12烷基)、-cooh取代的c1-c12烷基,或者c1-c12烷氧基。多取代基多环芳烃光引发剂具有大分子结构,消除了光引发剂使用过程中的迁移性,改善了黄变的现象,尤其重要的是该类化合物芳环上耦合了叔胺结构,使得紫外吸收波长红移至380-395nm,在uv灯辐射下能有效的引发不饱和单体聚合;另外,在树脂及低聚物中的溶剂性好。所述光引发剂优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚中的一种。所述光引发助剂提高光引发效率的同时能够大大降低压敏胶的固化收缩率,配合导光填料作用使得压敏胶光固化效率更高。进一步优选的技术方案是,所述导光填料为粒径为20~30nm的纳米氧化锌、纳米二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯微粉、纳米氧化铝中的一种。导光填料具有消光效果,并有舒滑手感,不会吸收uv,不影响光引发剂的吸收能量,同时保持透明质感,具有良好的耐热性和分散性,提供优异的光学扩散效果和良好的高折光率透明亮度表现。进一步优选的技术方案是,所述导磁填料为粒径为20~30nm的纳米铁粉、镍粉、羰基铁粉、铁的氧化物、铁基合金粉中的一种。铁基合金粉可为铁与镍、银等粒子的复合粉体,也可为氧化铁与镍、银等的复合粉体。导磁填料可通过雾化技术获得,实现熔融金属流雾化到液体或气体介质中,雾化的本质在于熔融基本体积的母体以及将熔融金属滴的绝大部分喷射至气体或液体环境中。进一步优选的技术方案是,所述改性功能树脂含有100~118个端羟基,其可由如下步骤合成:s1、惰性气体保护并搅拌下,按摩尔比,将1份3-甲基戊烷-2,4-二醇和2份的3,5-二羟基环己羧酸加入到密闭容器中,然后加入浓硫酸作为催化剂,在160~180℃下搅拌1~2h发生缩合反应后得到改性功能树脂的基体a1;s2、在s1步骤中得到的基体a1中再加入2份3,5-二羟基环己羧酸和浓硫酸,160~180℃下搅拌1~2h后得到改性功能树脂的基体a2;在基体a2中再加入2份3,5-二羟基环己羧酸和浓硫酸,160~180℃下搅拌1~2h后得到改性功能树脂的基体a3;如此重复上述步骤4次,直至得到改性功能树脂的基体a7;s3、将s2步骤得到的改性功能树脂的基体a7洗涤后,转入容器中,然后加入丙烯酸和1,4-苯二酚,在80℃下搅拌反应4h,产物洗涤后得到所述的改性功能树脂。所述改性功能树脂具有丰富的端羟基,容易与其它基团反应,提高产物的交联密度,从而提高内聚强度和耐热性,因而赋予胶黏剂优异的抗迁移特性,使压敏胶中的成分不会迁移到被黏贴材料的表面。本发明压敏胶加入了改性功能树脂,能够排出或减缓光化学反应的可能性,阻止或延迟光老化过程;改性功能树脂与主体树脂相容性良好,保存稳定性良好,不会影响压敏胶的界面性能。所述流变助剂能够调整压敏胶树脂的流动特性,分子量为7500~15000,随着浓度增加,流变助剂分子彼此缔合形成环状胶束,分子中的疏水成分朝向胶束内部,亲水的中间链段形成外面的环状外壳,因此可以通过改变流变助剂的浓度以改变压敏胶的流变特性。进一步优选的技术方案是,所述流平剂选自聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己酯、聚丙烯酸乙酯中的一种或几种。所述流平剂有利于填料的分散,有利于提高导光性和导磁性,起到协同作用。进一步优选的技术方案是,所述分散剂为羟丙基丙烯酸钠、羧乙基苯甲酸钠、二甲基纤维素鞣酸钠中的一种或几种。进一步优选的技术方案是,所述消泡剂苯甲酸环氧戊烷醇酯、月桂酸硝基庚醇酯、异丙基二油酸二甲基丁醇酯中、二乙基钛酸异丁基十八烷醇酯的一种或几种。进一步优选的技术方案是,所述偶联剂为异丁基乙烯基二甲基硅氧烷、丙烯基丁酮基二氯硅氧烷、异丁基巯丙基二甲酮肟基硅氧烷、二甲基二氯硅烷中的一种或几种。一种制备上述光固化导磁导光压敏胶的方法,包括如下步骤:s1、在装有搅拌装置、回流冷凝装置、滴液装置、温度计及通氮装置的反应装置中先加入一定量的脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂、功能单体,升温至80℃后,再加入配方总量5%~10%的光引发剂、链转移剂、消泡剂,聚合反应0.5h后,再缓慢滴加流平剂、分散剂、以及剩余部分的光引发剂、链转移剂、消泡剂,2h内滴完,滴加过程中一直维持回流状态,温度逐渐上升,滴加完毕后,加入一定量的改性功能树脂再回流反应0.5h,停止反应,冷却后得到预聚体;s2、将规定比例的无水乙醇与流变助剂、偶联剂混合后,作为稀释剂将预聚体稀释到合适黏度,加入导磁填料和导光填料,混合均匀,得到光固化导磁导光压敏胶。一种光固化导磁导光压敏胶带的制备方法,将上述光固化导磁导光压敏胶涂布在离型膜上,在120℃下干燥10min后再置于紫外灯下15cm距离处辐射交联,即得光固化导磁导光压敏胶带。uv光源优选自碳弧光灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、荧光灯和疝灯等产生的光源,光源强度、发射稳定性、分光能量分布均匀性都比较好。本发明有别于常规的热固性的导光导磁胶黏剂,其轻度交联,黏贴在材料表面上后可轻松剥离,且由于高分子链的交联等刚性结构,使其具有一定的剥离强度和力学性能,满足使用要求,同时由于其特殊的分子结构使其具有一定的耐温性,可以使用在发热的电子元件上;同时由于分子链上的柔性链段,以及增粘树脂等成分,使其具有一定的初粘性,可轻松黏贴在材料表面;胶黏剂组分中的导光填料和导磁填料使其具有优异的导光性和导磁性,且不易黄变,广泛应用于各种需要导光、导磁产品的黏结;紫外光固化的方式节能环保,且加工固化过程中收缩率低,加工方便。具体实施方式一种光固化导磁导光压敏胶,包括按重量份计的下列组分:改性功能树脂30~40份,脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂60~80份,功能单体5~15份,稀释剂10~30份,光引发剂0.5~1份,导光填料5~10份,导磁填料8~12份,流变助剂1~3份,流平剂0.5~1.8份,分散剂1~2.5份,偶联剂0.8~2.4份,消泡剂1~3份,链转移剂0.2~1份。为弥补某些使用场合对初粘性的要求,所述组分中还可以包括增粘树脂20~50份,所述增粘树脂为萜烯树脂或石油树脂,其与体系中其它组分具有良好的相容性,而且在后续的反应过程中有很好的助固化作用。所述稀释剂为乙醇或/和1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)。加入乙醇可稀释溶解体系中的组分,以利于反应的继续进行,同时也有利于将胶黏剂的涂布使用。hdda是活性稀释剂,带有双官能活性基团,黏度低,反应前期可降低体系黏度,使反应顺利进行,但hdda在反应后期会是体系固化程度增大,内聚力增大,降低压敏胶的初粘性,因此需控制其用量。所述脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂为无色透明液体,分子量为5000~20000,25℃下的黏度为5000~20000mpa·s。所述脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂可由烷烃基环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等制备而成,具体制备过程可为先将丙烯酸与烷烃基环氧树脂反应,使烷烃基环氧树脂接枝上可反应的双键,再将接枝后的产物与丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯进行聚合反应而得。采用环氧对丙烯酸酯树脂改性,可提高产物的内聚强度,从而提高最终压敏胶产品的耐热性、耐化学性能和耐水性。所述功能单体为含n原子极性单体,含n原子极性单体具体可为n-甲基丙烯酰胺、n-乙基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺,n-羟乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n-乙基-n-氨基乙基丙烯酰胺、n-乙基-n-羟乙基丙烯酰胺、n,n-二羟甲基丙烯酰胺、n,n-二羟乙基丙烯酰胺,n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺中的一种或者两种。所述光引发剂为多取代基多环芳烃光引发剂,选自多取代基安息香醚、多取代基芳香酮中的一种,所述取代基选自苯基、芳基或杂芳基,c5–c6环烷基,被-sh、-n(c1-c6烷基)2、哌啶子基、吗啉代、哌嗪子基、-oh、-o(c1-c12烷基)、-cooh取代的c1-c12烷基,或者c1-c12烷氧基。本多取代基多环芳烃光引发剂具有大分子结构,消除了光引发剂实用过程中的迁移性,改善了黄变的现象,尤其重要的是该类化合物芳环上耦合了叔胺结构,使得紫外吸收波长红移至380-395nm,在uv灯辐射下能有效的引发不饱和单体聚合;另外,在树脂及低聚物中的溶剂性好。所述光引发剂优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚中的一种。所述光引发剂提高光引发效率的同时能够大大降低压敏胶的固化收缩率,配合导光填料作用使得压敏胶光固化效率更高。所述导光填料为粒径为20~30nm的纳米氧化锌、纳米二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯微粉、纳米氧化铝中的一种。导光填料具有消光效果,并有舒滑手感,不会吸收uv,不影响光引发剂的吸收能量,同时保持透明质感,具有良好的耐热性和分散性,提供优异的光学扩散效果和良好的高折光率透明亮度表现。所述导磁填料为粒径为20~30nm的纳米铁粉、镍粉、羰基铁粉、铁的氧化物、铁基合金粉中的一种。铁基合金粉可为铁与镍、银等粒子的复合粉体,也可为氧化铁与镍、银等的复合粉体。导磁填料可通过雾化技术获得,实现熔融金属流雾化到液体或气体介质中,雾化的本质在于熔融基本体积的母体以及将熔融金属滴的绝大部分喷射至气体或液体环境中。所述改性功能树脂含有100~118个端羟基,其可由如下步骤合成:s1、惰性气体保护并搅拌下,按摩尔比,将1份3-甲基戊烷-2,4-二醇和2份的3,5-二羟基环己羧酸加入到密闭容器中,然后加入浓硫酸作为催化剂,在160~180℃下搅拌1~2h发生缩合反应后得到改性功能树脂的基体a1;s2、在s1步骤中得到的基体a1中再加入2份3,5-二羟基环己羧酸和浓硫酸,160~180℃下搅拌1~2h后得到改性功能树脂的基体a2;在基体a2中再加入2份3,5-二羟基环己羧酸和浓硫酸,160~180℃下搅拌1~2h后得到改性功能树脂的基体a3;如此重复上述步骤4次,直至得到改性功能树脂的基体a7;s3、将s2步骤得到的改性功能树脂的基体a7洗涤后,转入容器中,然后加入丙烯酸和1,4-苯二酚,在80℃下搅拌反应4h,产物洗涤后得到所述的改性功能树脂。所述改性功能树脂具有丰富的端羟基,容易与其它基团反应,提高产物的交联密度,从而提高内聚强度和耐热性,因而赋予胶黏剂优异的抗迁移特性,使压敏胶中的成分不会迁移到被黏贴材料的表面。本发明压敏胶加入了改性功能树脂,能够排出或减缓光化学反应的可能性,阻止或延迟光老化过程;改性功能树脂与主体树脂相容性良好,保存稳定性良好,不会影响压敏胶的界面性能。所述流变助剂能够调整压敏胶树脂的流动特性,分子量介于7500~15000g/mol之间,随着浓度增加,流变助剂分子彼此缔合形成环状胶束,分子中的疏水成分朝向胶束内部,亲水的中间链段形成外面的环状外壳,因此可以通过改变流变助剂的浓度以改变压敏胶的流变特性。所述流平剂选自聚聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己酯、聚丙烯酸乙酯中的一种或几种。所述流平剂有利于填料的分散,有利于提高导光性和导磁性,起到协同作用。所述分散剂为羟丙基丙烯酸钠、羧乙基苯甲酸钠、二甲基纤维素鞣酸钠中的一种或几种。所述消泡剂苯甲酸环氧戊烷醇酯、月桂酸硝基庚醇酯、异丙基二油酸二甲基丁醇酯中、二乙基钛酸异丁基十八烷醇酯的一种或几种。所述偶联剂为异丁基乙烯基二甲基硅氧烷、丙烯基丁酮基二氯硅氧烷、异丁基巯丙基二甲酮肟基硅氧烷、二甲基二氯硅烷中的一种或几种。一种制备上述光固化导磁导光压敏胶的方法,包括如下步骤:s1、在装有搅拌装置、回流冷凝装置、滴液装置、温度计及通氮装置的反应装置中先加入一定量的脂肪族环氧改性丙烯酸酯树脂、功能单体,升温至80℃后,再加入配方总量5%~10%的光引发剂、链转移剂、消泡剂,聚合反应0.5h后,再缓慢滴加流平剂、分散剂、以及剩余部分的光引发剂、链转移剂、消泡剂,2h内滴完,滴加过程中一直维持回流状态,温度逐渐上升,滴加完毕后,加入一定量的改性功能树脂再回流反应0.5h,停止反应,冷却后得到预聚体;s2、将规定比例的无水乙醇与流变助剂、偶联剂混合后,作为稀释剂将预聚体稀释到合适黏度,加入导磁填料和导光填料,混合均匀,得到光固化导磁导光压敏胶。一种光固化导磁导光压敏胶带的制备方法,将上述光固化导磁导光压敏胶涂布在离型膜上,在120℃下干燥10min后再置于紫外灯下15cm距离处辐射交联,即得光固化导磁导光压敏胶带,可用于材料表面的黏贴,相当于双面胶的用法。uv光源优选自碳弧光灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、荧光灯和疝灯等产生的光源,光源强度、发射稳定性、分光能量分布均匀性都比较好。实施例1~3的各组份配比见表1。表1实施例1~3的组分配方实施例1功能单体为n-甲基丙烯酰胺,增粘树脂为萜烯树脂,稀释剂为乙醇,光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,导光填料为纳米二氧化钛,导磁填料为纳米铁粉,流平剂为聚丙烯酸丁酯,分散剂为羟丙基丙烯酸钠,偶联剂为丙烯基丁酮基二氯硅氧烷,消泡剂为苯甲酸环氧戊烷醇酯。实施例2功能单体为n-羟乙基丙烯酰胺,增粘树脂为石油树脂,稀释剂为乙醇+hdda,光引发剂为2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑,导光填料为纳米氧化锌,导磁填料为纳米羰基铁粉,流平剂为聚丙烯酸乙酯,分散剂为羧乙基苯甲酸钠,偶联剂为异丁基乙烯基二甲基硅氧烷,消泡剂为月桂酸硝基庚醇酯。实施例3功能单体为n-甲基丙烯酰胺,增粘树脂为萜烯树脂,稀释剂为乙醇+hdda,光引发剂为4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚,导光填料为纳米氧化铝,导磁填料为纳米铁银复合粉体,流平剂为聚丙烯酸2-乙基己酯,分散剂为羟丙基丙烯酸钠,偶联剂为丙烯基丁酮基二氯硅氧烷,消泡剂为异丙基二油酸二甲基丁醇酯。1、黏结性能测试将上述得到的光固化导磁导光压敏胶带采用检验方法astmd3132测试180°剥离力,采用检验方法astmd3330测试初粘力,采用检验方法astmd3654检测持粘力,相对应地,以2份普通市售胶带作为比较例1-2,以相同的条件进行三个力性能测试,结果如表2。表2实施例1-2与对比例1-2的黏结性能测试结果2、导光性能测试导光性能通过测试其透光率获得,如表3。表3实施例1-3与对比例1的导光性能测试结果序号实施例1实施例2实施例3对比例1透光率90919178由此可见,本发明制备的光固化导磁导光胶带具有较好的胶黏性能和光学性能,可应用于电子元器件行业。上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。当前第1页1 2 3 

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