CN106589221A - 一种耐高温、耐模切的压敏胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温、耐模切的压敏胶，其特征在于包括以下组分及其质量份数：主单体100份，引发剂0.1～1.0份，交联剂0.1～5.0份，有机溶剂40～60份，其中，上述主单体包括软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂，且该软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂的质量比为：60～80:8～35:5～15～1～10；还涉及上述压敏胶的制备方法。本发明中的压敏胶耐高温性优异，模切性能好，冲切20,000以上不需要清洗模具。此外，本发明中的压敏胶具有有机硅胶黏剂和丙烯酸胶黏剂的共同特点，成膜性好，粘着力良好(1000～2000g/25mm)，对基材具有良好的附着力。另外，本发明中的压敏胶制备方法简单、易控，有利于降低压敏胶的生产成本。

Description

一种耐高温、耐模切的压敏胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及压敏胶领域，尤其涉及一种耐高温、耐模切的压敏胶及其制备方法。

背景技术

智能手机、掌上电脑等已成为我们日常生活中不可缺一的工具，其中HOME键是许多智能手机及掌上电脑上一个用于操作的配件。HOME键是一个很复杂的总成，其中一个配件是通过压敏胶模切后形成环状结构，其起到粘结缓冲FPC片的作用。随着手机主板的优化，内存的扩大，手机软件开发商也把手机软件做得很绚丽，这导致手机玩一些大型游戏或同时开启多款软件时会导致手机明显发热，因此对压敏胶的耐热性提出了新的要求。

此外，传统的丙烯酸胶黏剂大多数为线性结构，胶黏剂层较软，模具模切后边缘易溢胶，溢出胶丝会黏在模具上，积少成多，一副模具在模切上千次左右后就必须卸下清洗，这大大降低了生产效率，而且丙烯酸酯胶黏剂层会与手汗反应，长时间使用后，会腐蚀FPC，导致HOME键失灵。

有机硅氧烷含有Si-O键，其键能高，内聚强度高，表面能低，具有优异的耐候性、耐污性、耐高温性及成膜性等特点，而且对大多数基材的润湿性和粘结力良好。虽然单独的有机硅胶黏剂制成的胶带没有模切溢胶等问题，但是单独的有机硅胶黏剂存在着成本高、涂布后难清洗等问题，无法在压敏胶行业大规模使用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种耐高温且耐模切的压敏胶。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种上述压敏胶的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种耐高温、耐模切的压敏胶，其特征在于包括以下组分及其质量份数：

其中，上述主单体包括软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂，且该软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂的质量比为：60～80:8～35:5～15:1～10。

作为优选，所述有机硅树脂为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。本发明所选用的有机硅树脂为含有双键的硅氧烷低聚物，其能与丙烯酸酯类单体在催化剂的作用下进行自由基共聚，生成侧链含有硅氧烷的共聚物或主链含有硅氧烷的共聚物。其通式如下：

随着有机硅树脂量的增加，体系的交联点数量增多，当其超过上述质量比时，会导致体系交联度过大，共聚物Tg升高(分子链刚性过大)，导致压敏胶的剥离强度明显下降，此外，体系中有机硅树脂过多，造成体系黏度骤升，易凝胶。

作为优选，所述软单体为含4～16个碳原子的丙烯酸酯，其玻璃化转变温度Tg为-70℃～-20℃。进一步，优选地，所述软单体为丙烯酸丁酯。软单体与被贴物表面润湿性好(即粘附性较好)，但其内聚力低。若软单体的含量少于上述质量比则压敏胶的粘着力将小于1000g/25mm，贴合效果不佳，易产生气泡，高于上述质量比，则压敏胶偏软，不利于模切。

作为优选，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯。硬单体是压敏胶的骨架成分，其玻璃化转变温度Tg较高，硬单体的添加不仅使得压敏胶内聚力提高，同时也能使压敏胶的粘着力、透明性以及加工性也有提高。

作为优选，所述交联单体为丙烯酸。交联单体可调节压敏胶的粘度，初粘和粘着力。

作为优选，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。

作为优选，所述交联剂为异氰酸酯类交联剂、金属盐类交联剂或环氧类交联剂中的一种，进一步，优选为异氰酸酯类交联剂，该交联剂释放异氰酸酯(-NCO)基团与上述共聚物分子链上的羟基、羧基等基团反应形成交联结构，并能增强压敏胶与基材之间的附着力。当交联剂的量少于上述质量份数时，胶层与基材之间的附着力较差，当大于上述质量份数时，上诉共聚物会在短时间内产生凝胶，影响涂布性能。

作为优选，所述有机溶剂为甲苯。各种有机溶剂都有其特性，在反应过程中，溶剂对游离基、引发剂及聚合物均因其不同的活性而产生不同的影响。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述的压敏胶的制备方法，其包括以下步骤：按上述质量比配置主单体，接着将100份配置的主单体、0.1～1.0份引发剂以及0.1～5.0份交联剂投入单釜中，边投料边搅拌，搅拌均匀后得混合物料；

取10～15份有机溶剂加入到反应釜中，搅拌升温至78～82℃，加入1/4的上述混合物料，78～82℃下反应1.5～2.0h；

向反应釜滴加剩余的上述混合物料，滴加时间控制在1.5～2.0h，滴加完毕后，78～82℃下继续恒温反应2.0～2.5h，接着将反应釜降温至40～45℃，加入剩余的有机溶剂，搅拌4～5min后出料，即得所需的压敏胶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的压敏胶中添加有机硅树脂，该有机硅树脂在助剂作用下与丙烯酸酯类单体共聚，获得重均分子量为100,000g/mol～1,500,000的丙烯酸酯共聚物，提高分子之间的交联度，键能增大，耐高温性优异，模切性能好，冲切20,000以上不需要清洗模具。此外，本发明中的压敏胶具有有机硅胶黏剂和丙烯酸胶黏剂的共同特点，成膜性好，粘着力良好(1000～2000g/25mm)，对基材具有良好的附着力。另外，本发明中的压敏胶制备方法简单、易控，有利于降低压敏胶的生产成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明中的压敏胶由以下质量份数的组分共聚而成：

其中，上述主单体包括软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂，且该软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂的质量比为：60～80:8～35:5～15:1～10。

具体地，软单体为丙烯酸丁酯，硬单体为甲基丙烯酸甲酯，交联单体为丙烯酸。

引发剂为氧化二苯甲酰BPO(泰州市海翔化工有限公司生产，下同)，交联剂(L-75，拜耳(中国)有限公司)，有机溶剂为甲苯。

上述有机硅树脂为乙烯基三甲氧基硅烷(上海硅普化学品有限公司，下同)、丙烯基三甲氧基硅烷(上海硅普化学品有限公司，下同)或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(上海硅普化学品有限公司，下同)中的至少一种。

本发明中的压敏胶的制备方法如下：按上述质量比配置主单体，接着将100份配置的主单体、0.1～1.0份引发剂以及0.1～5.0份交联剂投入单釜中，边投料边搅拌，搅拌均匀后得混合物料；

取10～15份有机溶剂加入到反应釜中，搅拌升温至78～82℃(优选82℃)，加入1/4的上述混合物料，78～82℃(优选82℃)下反应1.5～2.0h(优选1.5h)；

向反应釜滴加剩余的上述混合物料，滴加时间控制在1.5～2.0h(优选2.0h)，滴加完毕后，78～82℃(优选82℃)下继续恒温反应2.0～2.5h(优选2.0h)，接着将反应釜降温至40～45℃(优选40℃)，加入剩余的有机溶剂，搅拌4～5min后出料，即得所需的压敏胶。

上述制备的压敏胶的性能测试如下：

【热性能测试】

称取2mg左右的试样(即上述制备的压敏胶，下同)，采用美国TA公司热分析仪测试聚合物耐热性。以氮气为保护气体，升温速率为20℃/min，根据图谱，测出490℃时聚合物的失重率，失重率越大，耐热性越差。

【耐高温残胶测试】

使用涂布刮刀设备，在25μmPET膜上涂胶，80℃下热固化100s，将该胶带裁成25mm宽的胶带，贴付在PI膜表面，置于150℃烘箱中2h后取出，冷却至室温，剥离胶带，观察是否有胶残留在PI膜表面。若有残留，代表胶层耐高温性不佳，经高温后，高分子链段遭破坏，导致有残留。OK代表无胶残留，耐温性佳。NG代表胶有残留，耐温性差。

【剪切储存弹性模量】

将本发明的压敏胶涂层1.5mm厚的胶层，在剪切模式下，在频率为1Hz、温度为-70℃至200℃、升温速率为5℃/min的条件下，由Rheomertric Scientific Co.,Ltd制造的高级流变测量扩展***(ARES)来测得。

【粘着力】

使用涂布刮刀设备，在25μmPET膜上涂胶，80℃下热固化100s，将该胶带裁成25mm宽的胶带，贴付在SUS(304)板的打磨面，并用2kg滚轴来回滚压3次，20min后，通过拉伸测试仪，用300mm/min的速度在180°的角度剥离下，记录从SUS板上剥离所需的力(单位：g/25mm)。

【模切性】

使用涂布刮刀设备，在25μmPET膜上涂胶，涂胶厚度10至50μm，用模切设备在胶带上冲切出直径为1cm的圆片，直至模具刀头上沾满胶为止，统计冲切次数是否达到20,000次以上。OK代表能达到20,000次以上，NG代表不能达到20,000次以上。

【模切成片外观合格率】

1000片冲切成品中，起翘高度小于2mm的成品率，起翘高度大于2mm视为不合格，要求合格率大于95％。OK代表合格率大于95％，NG代表合格率小于等于95％。

以下通过实施例1～10和对比例1～4对本发明进行进一步详述，其中性能测试结构如表1所述。

实施例1：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯60份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸6份，乙烯基三甲氧基硅烷4份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯40份，交联剂2份。

实施例2：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯80份，甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸6份，丙烯基三甲氧基硅烷4份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂1份。

实施例3：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯75份，甲基丙烯酸甲酯8份，丙烯酸10份，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷7份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂3份。

实施例4：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯63份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙烯酸10份，乙烯基三甲氧基硅烷7份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯60份，交联剂3份。

实施例5：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯21份，丙烯酸5份，丙烯基三甲氧基硅烷4份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂2份。

实施例6：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯66份，甲基丙烯酸甲酯16份，丙烯酸14份，丙烯基三甲氧基硅烷4份，过氧化二苯甲酰0.1份，甲苯50份，交联剂2份。

实施例7：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯19份，丙烯酸10份，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂3份。

实施例8：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸10份，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷10份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂1份。

实施例9：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯12份，丙烯酸12份，丙烯基三甲氧基硅烷6份，过氧化二苯甲酰1.0份，甲苯50份，交联剂0.1份。

实施例10：

本实施例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯12份，丙烯酸12份，丙烯基三甲氧基硅烷6份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂5份。

对比例1

本对比例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯55份，甲基丙烯酸甲酯28份，丙烯酸10份，丙烯基三甲氧基硅烷7份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂2份。

对比例2：

本对比例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯82份，甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸6份，乙烯基三甲氧基硅烷2份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂1份。

对比例3：

本对比例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸10份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂3份。

对比例4：

本对比例中压敏胶的组分及其质量份数如下：

丙烯酸丁酯65份，甲基丙烯酸甲酯12份，丙烯酸8份，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷15份，过氧化二苯甲酰0.5份，甲苯50份，交联剂1份。

上述实施例1～10和对比例1～4的性能测试结果如表1所述，由表1可见，对比例1中的压敏胶虽然模切性和耐温性相对较好，但粘着力较差；对比例2和3中的压敏胶虽然粘着力较好，但模切性和耐温性较差，尤其是对比例3；对比例4耐温性突出，但模切性不能达到要求。

本发明中通过有机硅树脂与其他组分的合理组配，使得制备的压敏胶耐高温性优异，模切性能好，成膜性好，粘着力良好(1000～2000g/25mm)，对基材具有良好的附着力。

表1 各实施例和对比例的性能测试结果

Claims (10)

1.一种耐高温、耐模切的压敏胶，其特征在于包括以下组分及其质量份数：

其中，上述主单体包括软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂，且该软单体、硬单体、交联单体以及有机硅树脂的质量比为：60～80:8～35:5～15:1～10。

2.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述有机硅树脂为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

3.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述软单体为含4～16个碳原子的丙烯酸酯，其玻璃化转变温度Tg为-70℃～-20℃。

4.如权利要求3所述的压敏胶，其特征在于，所述软单体为丙烯酸丁酯。

5.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯。

6.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述交联单体为丙烯酸。

7.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。

8.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述交联剂为异氰酸酯类交联剂、金属盐类交联剂或环氧类交联剂中的一种。

9.如权利要求1所述的压敏胶，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的压敏胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按上述质量比配置主单体，接着将100份配置的主单体、0.1～1.0份引发剂以及0.1～5.0份交联剂投入单釜中，边投料边搅拌，搅拌均匀后得混合物料；

取10～15份有机溶剂加入到反应釜中，搅拌升温至78～82℃，加入1/4的上述混合物料，78～82℃下反应1.5～2.0h；

向反应釜滴加剩余的上述混合物料，滴加时间控制在1.5～2.0h，滴加完毕后，78～82℃下继续恒温反应2.0～2.5h，接着将反应釜降温至40～45℃，加入剩余的有机溶剂，搅拌4～5min后出料，即得所需的压敏胶。