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一种丙烯酸压敏胶带及其制备方法和应用与流程

2021-02-02 18:02:04|346|起点商标网

本发明涉及粘结用品技术领域,具体涉及一种丙烯酸压敏胶及其制备方法和应用。



背景技术:

压敏胶是无需借助于溶剂或热,只需施加轻度压力,即能与被粘物牢固粘接的一类胶粘剂,其用途很广,小到民用胶带达到军用航空航天。压敏胶可分为橡胶型、有机硅型、热塑型、聚氨酯类、丙烯酸酯类压敏胶五大类。丙烯酸酯类压敏胶,它是共聚物由乙烯基类、其他丙烯酸酯单体合成,可分为乳液型、辐射固化型、热熔型、丙烯酸型等几类,与其他类型的压敏胶相比,综合性能更加优异。

现已公开的胶粘带虽然能够满足抗溶液腐蚀、绝缘性等基本要求,但是没有很好的解决初粘性、持粘性、剥离强度平衡的难题,且大多数压敏胶带使用过程中易脱胶、残胶,耐温性和耐水性差,透明性和透明率较低,严重限制了其应用范围。

针对上述技术问题,本发明提供了一种丙烯酸压敏胶带,具有较好的湿润性和透明性好,耐温和耐水性能优异,初粘性、持粘性和剥离强度等综合性能优异,尤其适用于光伏电池板的固定领域。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种丙烯酸压敏胶带,所述胶带包括基材和涂布于基材一面的丙烯酸压敏胶;所基材另一面涂布有离型涂层;所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量百分比计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂75-90%、增粘树脂5-20%、固化剂1-10%。

作为本发明一种优选的技术方案,所述基材的厚度为0.01-0.5mm;所述压敏胶的厚度为10-50μm。

作为本发明一种优选的技术方案,所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ80-120份、单体ⅱ10-30份、单体ⅲ1-10份、引发剂0.1-5份、溶剂200-500份。

作为本发明一种优选的技术方案,所述单体ⅰ选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂酯、醋酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸异冰片酯、丙烯腈及其同系物中至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案,所述单体ⅱ选自含羟基的单体、含羧基的单体、含环氧基的单体、含伯仲叔胺基的单体、含氰基的单体、含酰胺基的单体、含氯氟元素的单体中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案,所述单体ⅱ选自丙烯酸、二环戊二烯马来酸酯、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、n-乙烯基吡络烷酮、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-n,n-二甲胺乙酯、α-氰基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯及其同系物中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案,所述溶剂的沸点为70-100℃。

作为本发明一种优选的技术方案,所述聚丙烯酸树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ加入反应釜,搅拌均匀后加入溶剂,在惰性气体环境中边搅拌边升温至45-65℃;

(2)加入引发剂,搅拌并升温至70℃~85℃,反应至混合物料的固含量为30%-70%,粘度为1000~50000cps时,停止反应;

(3)冷却至40℃以下,出料备用。

本发明的第二个方面提供了所述丙烯酸压敏胶带的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)丙烯酸压敏胶的制备:将聚丙烯酸树脂和增粘树脂混合均匀,然后加入固化剂,搅拌均匀,即得;

(2)基材的制备:将含有离型剂的溶液直接涂布在基材的表面,烘干,即得;

(3)丙烯酸压敏胶带的制备:将压敏胶直接涂布在基材的另一表面,烘干、收卷,即得。

本发明的第三个方面提供了所述丙烯酸压敏胶带的应用,所述丙烯酸压敏胶带应用于光伏电池板的固定领域。

有益效果

本发明提供了一种丙烯酸压敏胶胶带,其压敏胶通过特定分子量的聚丙烯酸树脂、特定的增粘树脂以及固化剂的配合,使制得的丙烯酸酯压敏胶内聚力大,润湿性好,耐水性和耐老化性能优异;相较于传统的丙烯酸压敏胶,具有更优异的粘接性、耐黄变性、抗紫外线性和剥离强度,有效克服了现有丙烯酸压敏胶脱胶和残胶的问题,透光率好,隐形效果好;且该丙烯酸酯压敏胶在高温或低温条件下仍能保持优异的粘接性能;利用该丙烯酸酯压敏胶制成的胶带可以一次成型,特备是选用pc薄膜作为基材,使胶带的透明性更好,厚度更薄,制造成本低,使用方便,应用范围广,尤其适用于光伏电池板固定领域,使用效果既起到了对电池片的固定作用,同时又有隐形效果,不影响组件的使用和美观,而且又具有抗紫外线性能,在太阳能组件使用过程中不会因为阳光照射而发黄。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种丙烯酸压敏胶带,所述胶带包括基材和涂布于基材一面的丙烯酸压敏胶;所基材另一面涂布有离型涂层。

基材

本发明中,所述基材的厚度为0.01-0.5mm。

在一种优选的实施方式中,所述基材的厚度为0.065-0.1mm。

本发明中,所述基材,没有特别的限制,可提及纸、布、薄膜等。

在一种优选的实施方式中,所述基材为薄膜。

在一种更优选的实施方式中,所述薄膜的材料选自聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酯(pet)以及聚酰亚胺中的一种。

为了降低压敏胶带的厚度,提高压敏胶带的透明性和透光率,本发明所述基材为pe薄膜。

本发明中,所述pe薄膜的来源,没有特别的限制,可提及中山市东桥塑胶有限公司。

本发明中,所基材另一面涂布有离型涂层。

在一种优选的实施方式中,所述离型涂层的厚度为0.01-0.5μm。

在一种优选的实施方式中,所述离型涂层的材料为离型剂。

在一种优选的实施方式中,所述离型剂,可提及有机硅离型剂、非硅离型剂中的一种。

为了使基材免于电晕处理,提高离型剂与基材间的附着力,并在在薄膜表面形成一层光滑的,致密的薄膜,将薄膜与所压敏胶隔离开来,且不易脱离与被破坏,不与压敏胶发生反应与粘连,本发明所述离型剂为有机硅离型剂。

本发明中,所述有机硅脱模剂的来源,没有特别的限制,可提及湖北新四海化工股份有限公司。

压敏胶

本发明中,所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量百分比计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂75-90%、增粘树脂5-20%、固化剂1-10%。

在一种优选的实施方式中,所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量百分比计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂80%、增粘树脂16%、固化剂4%。

聚丙烯酸树脂

本发明中,所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ80-120份、单体ⅱ10-30份、单体ⅲ1-10份、引发剂0.1-5份、溶剂200-500份。

在一种优选的实施方式中,所述单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ的重量比为1:(0.05-0.5):(0.001-0.01)。

在一种优选的实施方式中,所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ100份、单体ⅱ20份、单体ⅲ5份、引发剂4份、溶剂400份。

<单体ⅰ>

本发明中,所述单体ⅰ选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂酯、醋酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸异冰片酯、丙烯腈及其同系物中至少一种。

在一种优选的实施方式中,所述单体ⅰ为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的混合物。

在一种优选的实施方式中,所述甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的重量比为1:(0.3-0.8):(1-5)。

在一种更优选的实施方式中,所述甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的重量比为1:0.4:1.5。

发明人发现,本发明采用甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的复配,产生协同增效的作用,能够提高所得压敏胶的内聚强度,从而提高其持粘性、180°剥离强度和耐温性。发明人认为可能的原因是,甲基丙烯酸乙酯单体使共聚物的玻璃化转变温度升高,分子链段刚性增强,内聚强度增大,故180°剥离强度增加。然而,聚合物体系的内聚强度大,其与被粘物的浸润能力下降,初粘性较低,导致剥离强度下降。而复配一定量的丙烯酸异辛酯,能够降低分子链段的刚性,提高聚合物的初粘性,但其侧链较长,随着其含量的增多,侧基容易缠结在一起,阻碍分子链段的运动,导致初粘力提高不明显。发明人在试验过程中意外发现,复配一定量的甲基丙烯酸异冰片酯,不仅能够改善丙烯酸异辛酯分子侧链缠结问题,还能够显著提高压敏胶的耐温性能。其原因可能是甲基丙烯酸异冰片酯分子内部具有大体积六元环结构,能够起到阻隔的作用,不仅能够阻碍丙烯酸异辛酯侧链的缠结,还能够提高压敏胶的耐温性能,主要作用原理为,大位阻基团结构防止分子链在低温条件下结晶,同时其环状基团,能够增加聚合物的刚性,增加了物理交联的程度,降低了分子链的自由移动性,提高高温条件下分子链的稳定性,进而提高压敏胶整体的耐温稳定性。但是,若甲基丙烯酸异冰片酯的量过多,使得大分子链段的旋转和运动变得困难,导致综合性能的降低;若甲基丙烯酸异冰片酯的量过少,则达不到上述效果,因此,本体系中,优选甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯重量比为1:(0.3-0.8):(1-5)。

另外,发明人还意外发现,甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸异辛酯分子具有一定的长度差,与甲基丙烯酸异冰片酯聚合反应后,分子间产生适当的交联,具有致密性较好的三维网状结构,内部结构稳定,其内聚力和抗蠕变力提高,避免和脱胶的发生,且只有在较高温度才可以发生破坏,进一步提高耐高温性。

<单体ⅱ>

本发明中,所述单体ⅱ选自含羟基的单体、含羧基的单体、含环氧基的单体、含伯仲叔胺基的单体、含氰基的单体、含酰胺基的单体、含氯氟元素的单体中的至少一种。

在一种优选的实施方式中,所述单体ⅱ选自丙烯酸、二环戊二烯马来酸酯、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、n-乙烯基吡络烷酮、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-n,n-二甲胺乙酯、α-氰基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯其同系物中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中,所述单体ⅱ为丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的混合物。

在一种更优选的实施方式中,所述丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的重量比为1:(0.5-1.5):(0.1-1):(0.1-1)。

在一种最优选的实施方式中,所述丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的重量比为1:1:0.2:0.3。

聚丙烯是极性单体,其聚合活性较高,然而由于丙烯酸中的羧基没有完全形成网络结构,合成了一种以侧基或端基为-cooh的产物,致使压敏胶易与-oh反应,造成部分分子快速的流失,最终导致制备的聚丙烯树脂的耐水性能较差。而复配一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯和二环戊二烯马来酸酯,不仅能够提高压敏胶的耐水性,且初粘性和180°剥离强度也明显提高。发明人认为可能的原因是,丙烯酸单体羧基的酯化反应形成了一定的网络结构,使聚丙烯酸酯的内聚强度较大,具有较大的持粘力,进而使胶带表面的湿润性降低,导致用胶带初粘力、180°剥离强度的降低。然而复配一定量甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸十三氟辛酯后,一方面能够降低聚合物的玻璃化转化温度,提高润湿性和初粘性,另一方面由于甲基丙烯酸缩水甘油酯空间位阻效应比丙烯酸强,使制得的聚丙烯酸酯树脂有较强抵抗外界侵入的效应;同时甲基丙烯酸十三氟辛酯和二环戊二烯马来酸酯的分子结构有较强的空间位阻和屏蔽的作用,当其用量使合理范围内时,使氟在压敏胶表面形成一种有序排列的特殊结构,这种结构赋予了压敏胶强疏水的特性,使接触角有较大的变化,从而提高了压敏胶表面的疏水性。发明人还意外发现,甲基丙烯酸异冰片酯单体和二环戊二烯马来酸酯单体复配使用,产生协同增效,能够显著提高压敏胶在低温条件下的粘结性和剥离强度。

<单体ⅲ>

本发明中,所述单体ⅲ选自季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸-1,6-己二醇酯、二丙烯酸-1,6-己二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸对新戊二醇酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯中至少一种。

在一种优选的实施方式中,所述单体ⅲ为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的混合物。

在一种更优选的实施方式中,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的重量比为1:(0.5-2)。

在一种更优选的实施方式中,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的重量比为1:0.8。

发明人发现,通过复配一定量的三羟甲基丙烷季戊四醇三丙烯酸酯和丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯,能够显著提高所得压敏胶的粘结持久力,改善脱胶和残胶的问题。发明人认为可能的原因是,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯均具有较高的反应活性,使分子链间的作用力增加,聚合物内聚力增强,能显著改善压敏胶脱胶和残胶的问题。然而随着其用量的进一步增加,聚合物交联度增加,刚性增强,玻璃化转变温度升高的幅度过大,初粘力会显著下降。因此本体系中,所述单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ的重量比为1:(0.05-0.5):(0.001-0.01)。

<引发剂>

本发明中,所述引发剂,没有特别的限制,可提及过氧化合物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂等。

在一种优选的实施方式中,所述引发剂为过氧化物引发剂。

在一种更优选的实施方式中,所述过氧化物引发剂选自酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸脂过氧化物、过硫酸盐类中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中,所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。

在一种最优选的实施方式中,所述引发剂为过氧化苯甲酰。

发明人在研究过程中意外发现,当选用的引发剂为过氧苯甲酰时,制备得到的聚丙烯酸树脂的分子量更大,交联度更好,且胶液的透明性更好。发明人认为可能的原因是,过氧化苯甲酰作引发剂时的聚合反应温度是82℃,比溶剂乙酸乙酯的沸点(78℃)高,因此在聚合反应体系的液面上存在着大量的乙酸乙酯蒸汽,这些乙酸乙酯蒸汽能够将聚合反应体系外部中的氧气与体系中隔离,一方面避免了氧气的阻聚作用,使得聚合体系中自由基的寿命得以延长;另一方面抑制了体系内组分与氧气发生反应,导致胶液颜色变深。发明人还意外发现,过氧化苯甲酰形成的一级自由基为酰氧自由基,当分子链中有叔氢存在时(丙烯酸异辛酯单体中含有叔氢),分子链中会发生一定程度的接枝反应,这样会导致大分子链的支链相对增多,分子链之间通过物理交联而提高内聚强度的几率更大,所以采用过氧化苯甲酰作引发剂所制备的压敏粘剂因为内聚强度大而具有更高的持粘力。同时,由于丙烯酸异辛酯含有叔氢结构,过氧化苯甲酰形成的一级自由基会在分子链的叔氢位置发生接枝反应,聚合物侧链变多,能够记忆不提高压敏胶的耐高低温性能。

<溶剂>

本发明中,所述溶剂的沸点为70-100℃。

在一种优选的实施方式中,所述溶剂,可提及酯类、醇类和芳香烃类等。

在一种更优选的实施方式中,所述溶剂为乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的混合物。

在一种更优选的实施方式中,所述乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的体积比为1:(0.05-0.5):(0.1-1)。

在一种最优选的实施方式中,所述乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的体积比为1:0.09:0.5。

尽管溶剂不参与聚合反应,但其在自由基分解过程中具有诱导效应,使制得的聚丙烯酸酯树脂具有不同的分子量,影响最终压敏胶的粘结性能。发明人在研究过程中发现,当所用溶剂为乙酸乙酯、甲苯和异丙醇的组合时,制备得到的聚丙烯酸酯树脂具有足够的交联度,且交联不会过度,从而提高压敏胶的拉伸强度和拉伸倍率。发明人认为可能的原因是,乙酸乙酯具有较小的链转移常数,使制备得到的聚丙烯酸酯树脂具有较高的分子量,为了防止聚丙烯酸树脂交联过度,通过复配一定的异丙醇和甲苯,能够调节、控制聚丙烯酸树脂的分子量,尤其当所述乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的体积比为1:(0.05-0.5):(0.1-1)时,制得聚丙烯酸酯树脂分子量最适宜,一般为80-120万。另外,乙酸乙酯和异丙醇的沸点均在80℃左右,基本不超过反应单体的沸点,使反应过程中自由基的数量增多,有利于分子链的形成。

本发明中,所述聚丙烯酸树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ加入反应釜,搅拌均匀后加入溶剂,在惰性气体环境中边搅拌边升温至45-65℃;

(2)加入引发剂,搅拌并升温至70℃~85℃,反应至混合物料的固含量为30%-70%,粘度为1000~50000cps时,停止反应;

(3)冷却至40℃以下,出料备用。

发明人认为,最佳反应温度最好不低于80℃,优选为85℃,制得的胶液的透明度最佳。

粘度测试方法为,利用上海平轩科学仪器有限公司生产的ndj-8s型号的旋转粘度计,对照gb/t2794-1995标准进行测试。

胶水固含量测试方法为:

第一步:把铝箔裁剪成8cm×10cm的长方形,再对照4cm×6cm的方形模具折成盒装的铝箔,然后用奥豪斯(中国)公司生产的型号为ar2140的万级电子天平(以下几步均用次天平)称重三次记平均值m;

第二步:向折好的盒子中加入0.2g~0.3g的胶液称重记m1(称重一次即可因为溶剂的挥发,当称重三次时会发现下次的称重比上次的称重少一个数量级);

第三步:将称好的m1取出并立即放置在鼓风恒温烘箱中,条件是100℃烘2h,120℃烘1h,拿出待其冷却至室温,称重三次记平均值m2;

第四步:根据公式g=[(m2-m)/(m1-m)]×100%计算出固含量。

增粘树脂

本发明中,所述增粘树脂,没有特别的限制,可提及石油树脂、烯萜树脂、烷基酚醛树脂、二甲苯树脂、松香树脂等。

在一种优选的实施方式中,所述增粘树脂为烯萜树脂。

在一种优选的实施方式中,所述烯萜树脂的玻璃化温度为70-100℃。

本发明中,所述烯萜树脂的来源,没有特别的限制,可提及上海丹方贸易有限公司。

发明人发现,本体系中,由于分子链的内聚强度较大,疏水性强的氟基团存在,影响了胶带表面的湿润性,初粘性减小。发明人意外发现,复配一定量的增粘树脂,能够较好的解决这个问题,这是由于增粘树脂的加入可引起胶层内部结构和表面状况的变化,在体系中,增粘树脂作为分散相,可在胶层表面富集,构成了低表面能粘接层表面,这种表面具有较低的表面能,可以提高对低表面能物质的浸润能力,从而提高压敏胶的初粘性,尤其选择用玻璃化转变温度为70-100℃的烯萜树脂,增粘效果显著。但是,烯萜树脂不能溶于酯类和醇类溶剂,导致其与聚丙烯酸树脂的相容性较差,不相容的增粘树脂将使体系模量减小,剥离强度与持粘力下降,而溶剂复配一定量的甲苯,不仅能够提高聚丙烯酸树脂的交联度和分子量,还能够提高烯萜树脂与体系的相容性,提高压敏胶的润湿性和初粘性。然而,随着增粘树脂用量的增加,连续相的完整性开始受到破坏,体系模量增大,过量的增粘树脂会导致线型聚合物与交联网络的缠绕行为减弱,交联密度降低,从而导致内聚力下降,持粘力降低。因此,本体系中,增粘树脂的添加量不能超过20%。

固化剂

本发明中,所述固化剂,没有特别的限制。

在一种优选的实施方式中,所述固化剂为c4-c6烷基醇醚化三聚氰胺树脂。

在一种更优选的实施方式中,所述固化剂为正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂。

本发明中,所述正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂的来源,没有特别的限制,购买于购买自上海新华树脂有限公司。

本发明的第二个方面提供了所述丙烯酸压敏胶带的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)丙烯酸压敏胶的制备:将聚丙烯酸树脂和增粘树脂混合均匀,然后加入固化剂,搅拌均匀,即得;

(2)基材的制备:将含有离型剂的溶液直接涂布在基材的表面,烘干,即得;

(3)丙烯酸压敏胶带的制备:将压敏胶直接涂布在基材的另一表面,烘干、收卷,即得。

在一种优选的实施方式中,所述含有离型剂的溶液为将离型剂等溶解在溶剂中,溶剂可以选自甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮或者异丙醇中的至少一种;所述含有离型剂的溶液中离型剂的浓度,没有特别的限制。

本发明的第三个方面提供了所述丙烯酸压敏胶带的应用,所述丙烯酸压敏胶带应用于光伏电池板的固定领域。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种丙烯酸压敏胶带,所述胶带包括基材和涂布于基材一面的丙烯酸压敏胶;所基材另一面涂布有离型涂层;所述基材为pe薄膜,厚度为0.07mm,购买于中山市东桥塑胶有限公司;所述离型涂层的厚度为0.2μm,材料为有机硅离型剂,购买于湖北新四海化工股份有限公司;所述固化剂为正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂,购买于上海新华树脂有限公司;

所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂80%、增粘树脂16%、固化剂4%;所述增粘树脂为烯萜树脂,玻璃化转化温度为80±5℃,购买于上海丹方贸易有限公司;

所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ100份、单体ⅱ20份、单体ⅲ5份、引发剂4份、溶剂400份;所述单体ⅰ为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的混合物,重量比为1:0.4:1.5;所述单体ⅱ为丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的混合物,重量比为1:1:0.2:0.3;所述单体ⅲ为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的混合物,重量比为1:0.8;所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述溶剂为乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的混合物,体积比为1:0.09:0.5;

所述聚丙烯酸树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ加入反应釜,搅拌均匀后加入溶剂,在惰性气体环境中边搅拌边升温至60℃;

(2)加入引发剂,搅拌并升温至85℃,反应至混合物料的固含量为45±5%,粘度为30000±10000cps时,停止反应;

(3)冷却至40℃以下,出料备用。

所述丙烯酸压敏胶带的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)丙烯酸压敏胶的制备:将聚丙烯酸树脂和增粘树脂混合均匀,然后加入固化剂,搅拌均匀,即得;

(2)基材的制备:将浓度为30wt%的离型剂的甲苯溶液直接涂布在基材的表面,烘干,即得;

(3)丙烯酸压敏胶带的制备:将压敏胶直接涂布在基材的另一表面,烘干、收卷,即得。

实施例2

实施例2提供了一种丙烯酸压敏胶带,所述胶带包括基材和涂布于基材一面的丙烯酸压敏胶;所基材另一面涂布有离型涂层;所述基材为pe薄膜,厚度为0.065mm,购买于中山市东桥塑胶有限公司;所述离型涂层的厚度为0.01μm,材料为有机硅离型剂,购买于湖北新四海化工股份有限公司;所述固化剂为正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂,购买于上海新华树脂有限公司;

所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂75%、增粘树脂20%、固化剂5%;所述增粘树脂为烯萜树脂,玻璃化转化温度为80±5℃,购买于上海丹方贸易有限公司;

所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ80份、单体ⅱ10份、单体ⅲ1份、引发剂0.1份、溶剂200份;所述单体ⅰ为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的混合物,重量比为1:0.3:1;所述单体ⅱ为丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的混合物,重量比为1:0.5:0.1:0.1;所述单体ⅲ为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的混合物,重量比为1:0.5;所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述溶剂为乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的混合物,体积比为1:0.05:0.1;

所述聚丙烯酸树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ加入反应釜,搅拌均匀后加入溶剂,在惰性气体环境中边搅拌边升温至60℃;

(2)加入引发剂,搅拌并升温至85℃,反应至混合物料的固含量为45±5%,粘度为30000±10000cps时,停止反应;

(3)冷却至40℃以下,出料备用。

所述丙烯酸压敏胶带的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)丙烯酸压敏胶的制备:将聚丙烯酸树脂和增粘树脂混合均匀,然后加入固化剂,搅拌均匀,即得;

(2)基材的制备:将浓度为30wt%的离型剂的甲苯溶液直接涂布在基材的表面,烘干,即得;

(3)丙烯酸压敏胶带的制备:将压敏胶直接涂布在基材的另一表面,烘干、收卷,即得。

实施例3

实施例3提供了一种丙烯酸压敏胶带,所述胶带包括基材和涂布于基材一面的丙烯酸压敏胶;所基材另一面涂布有离型涂层;所述基材为pe薄膜,厚度为0.07mm,购买于中山市东桥塑胶有限公司;所述离型涂层的厚度为0.2μm,材料为有机硅离型剂,购买于湖北新四海化工股份有限公司;所述固化剂为正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂,购买于上海新华树脂有限公司;

所述丙烯酸压敏胶的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:聚丙烯酸树脂80%、增粘树脂16%、固化剂4%;所述增粘树脂为烯萜树脂,玻璃化转化温度为80±5℃,购买于上海丹方贸易有限公司;

所述聚丙烯酸树脂的制备原料,按重量份计,至少包括以下组分:单体ⅰ120份、单体ⅱ30份、单体ⅲ10份、引发剂5份、溶剂500份;所述单体ⅰ为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异辛酯的混合物,重量比为1:0.8:5;所述单体ⅱ为丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、二环戊二烯马来酸酯的混合物,重量比为1:1.5:1:1;所述单体ⅲ为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二丙烯酸对新戊二醇酯的混合物,重量比为1:2;所述引发剂为过氧化苯甲酰;所述溶剂为乙酸乙酯、异丙醇和甲苯的混合物,体积比为1:0.5:1;

所述聚丙烯酸树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将单体ⅰ、单体ⅱ和单体ⅲ加入反应釜,搅拌均匀后加入溶剂,在惰性气体环境中边搅拌边升温至60℃;

(2)加入引发剂,搅拌并升温至85℃,反应至混合物料的固含量为45±5%,粘度为30000±10000cps时,停止反应;

(3)冷却至40℃以下,出料备用。

所述丙烯酸压敏胶带的制备方法,至少包括以下步骤:

(1)丙烯酸压敏胶的制备:将聚丙烯酸树脂和增粘树脂混合均匀,然后加入固化剂,搅拌均匀,即得;

(2)基材的制备:将浓度为30wt%的离型剂的甲苯溶液直接涂布在基材的表面,烘干,即得;

(3)丙烯酸压敏胶带的制备:将压敏胶直接涂布在基材的另一表面,烘干、收卷,即得。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于,所述单体ⅰ不包括甲基丙烯酸乙酯。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于,所述单体ⅰ不包括丙烯酸异辛酯。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于,所述单体ⅰ中的甲基丙烯酸异冰片酯倍替换成丙烯酸正壬酯。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于,所述单体ⅱ不包括甲基丙烯酸缩水甘油酯。

实施例8

实施例8与实施例1的区别在于,所述单体ⅱ不包括甲基丙烯酸十三氟辛酯。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于,所述单体ⅱ不包括二环戊二烯马来酸酯。

实施例10

实施例10与实施例1的区别在于,所述单体ⅱ为丙烯酸、丙烯酸二甲基氨基乙酯的混合物,重量比为1:1。

实施例11

实施例11与实施例1的区别在于,不包括单体ⅲ。

实施例12

实施例12与实施例1的区别在于,所述单体ⅲ为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

实施例13

实施例13与实施例1的区别在于,所述引发剂为偶氮二异丁腈,使用温度范围为50-65℃。

实施例14

实施例14与实施例1的区别在于,所述溶剂不包括甲苯。

实施例15

实施例15与实施例1的区别在于,所述溶剂不包括异丙醇。

实施例16

实施例16与实施例1的区别在于,所述增粘树脂为c5石油树脂,购买于濮阳市瑞科化工有限公司。

性能测试

一、胶带粘结性能测试

1.初粘性:按照gb/t4852-2002《压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)》,采用滚球斜坡停止试验进行测试(测量角度为20°),根据规定长度的粘性面能够粘住的最大钢球尺寸,评价胶粘带的初粘性大小。钢球粒径大的,胶粘带初粘性能大。

判断标准:钢球尺寸大于28号(不包括28号,下同),记为优异;钢球尺寸处于25-28号之间(包括5和28,下同),记为较好;钢球尺寸处于20-25号之间记为良好;钢球尺寸处于15-20之间记为一般;钢球尺寸小于15记为差。

2.持粘性:按照gb/t4851-2014方法测量,将实施例中的胶粘带剪成宽25mm,长100mm的长方形,贴合在不同材质的硬板上,上端与标准线对准,将下端多余的部分切掉,用2kg的压辊来回滚压3次后,放置一段时间后,把贴有试样的不同材质硬板垂直挂在试验架上,不让其发生晃动,下面悬挂1kg的砝码,用胶带掉落的时间代表胶粘带持粘力的大小。

判断标准:掉落时间大于90h,记为优异;掉落时间处于80-90h之间,记为较好;掉落时间处于60-80之间,记为良好;掉落时间处于40-60之间记为一般;掉落时间低于40h,记为差。

3.180°剥离强度:按照gb/t2792-2014标准,采用剥离力试验机进行测定(剥离速率为300mm/min)。

判断标准:剥离强度高于33n/25mm,记为优异;剥离强度处于25-33n/25mm之间,记为较好;剥离强度处于20-25n/25mm之间,记为良好;剥离强度处于15-20n/25mm之间,记为一般;剥离强度低于15n/25mm,记为差。

二、耐温性能测试

1.耐高温性:将测试用胶粘带粘贴于钢板上,用2公斤压辊辊压3次,静置20min后将其分别放入不同温度的烘箱中(测试温度范围为80-250℃,每隔10℃测试一组)并保持1h,接着将钢板从烘箱中取出冷却30min后,将测试胶带从钢板上匀速撕下,观察钢板上有无残胶,无出现残胶的最高温度定义为该压敏胶的耐高温温度。

判断标准:最高耐温温度大于200℃,记为优异;最高耐温温度处于100-200℃之间,记为良好;最高耐温温度低于100℃,记为一般。

2.耐低温性:将测试用胶粘带粘贴于钢板上,用2公斤压辊辊压3次,静置20min后将其分别放入不同温度的冷冻箱中(测试温度范围为-50-0℃,每隔10℃测试一组)并保持1h,接着将钢板从冷冻箱中取出冷却30min后,将测试胶带从钢板上匀速撕下,观察钢板上有无残胶,无出现残胶的最低温度定义为该压敏胶的耐低温温度。

判断标准:最低耐温温度低于-30℃,记为优异;最低耐温温度处于-10-(-30)℃之间,记为良好;最低耐温温度高于-10℃,记为一般。

三、耐水性

吸水率:将胶粘带裁剪成2cm×2cm的正方形小块,称重记作ma(g),然后将其放入去离子水中浸泡48h,取出后迅速用滤纸吸干压敏胶表面多余的水分,并称重记作mb(g)。压敏胶的吸水率按吸水率=[(mb-ma)/ma]×100%计算即得。

判断标准:吸水率低于1%,记为优异;吸水率处于1-5%,记为良好;吸水率处于5-10%,记为一般;吸水率高于10%,记为差。

测试结果见表1。

表1.实施例1-16性能测试结果

前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

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