CN110551473B - 一种高耐候高粘接力的粘结剂和ffc线材补强板 - Google Patents

一种高耐候高粘接力的粘结剂和ffc线材补强板 Download PDF

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Abstract

一种高耐候高粘接力的粘结剂和FFC线材补强板，该粘结剂包括：50‑80份饱和聚酯树脂A、10‑35份饱和聚酯树脂B、10‑25份功能母粒；所述功能母粒包括：80‑90％的不饱和聚酯树脂C、2‑12％的丙烯酸酯单体、0.5‑5％的稳定剂和余量的填料。该FFC线材补强板设有绝缘薄膜层、所述热熔胶层和所述油墨层；本发明通过选择不同玻璃化温度的聚酯树脂，采用添加稳定剂的功能树脂，既提高了补强板对FFC排线的粘接力，又提高了生产过程热稳定性和长期应用耐温性，能够有效避免聚酯树脂因热不稳定性在高温加工生产过程中的厚度波动问题。

Description

一种高耐候高粘接力的粘结剂和FFC线材补强板
技术领域
本发明涉及FFC线材技术领域，尤其涉及一种高耐候高粘接力的粘结剂和FFC线材补强板。
背景技术
FFC(柔性扁平线缆)是用PET为基材的绝缘热熔胶带和极薄细的镀锡扁平铜线通过自动辊压复合机热压制成，具有柔软可折叠，厚度薄、体积小、连接简单、拆卸方便等优点。广泛应用于打印机打印头和主板之间连接，绘图仪，扫描仪、复印机、音响、液晶显示器等产品的各种信号传输。
补强板是在FFC线材的端部表面贴装，以确保所需安装强度。目前市场上的FFC线材在长期高温环境下使用，补强板容易出现局部贴合力下降，容易脱落，以及快速老化失效等问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高耐候高粘接力的粘结剂，其包括：50-80份饱和聚酯树脂A、10-35份饱和聚酯树脂B、10-25份功能母粒。
本发明还提出一种FFC线材补强板，其将绝缘薄膜层、所述热熔胶层和所述油墨层结合。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高耐候高粘接力的粘结剂，包括：50-80份饱和聚酯树脂A、10-35份饱和聚酯树脂B、10-25份功能母粒；
所述功能母粒，按质量份数，包括以下质量分数的原料：80-90％的不饱和聚酯树脂C、2-12％的丙烯酸酯单体、0.5-5％的稳定剂和余量的填料。
更进一步说明，所述饱和聚酯树脂A的分子量为20000-30000，玻璃化温度Tg为12-30℃；饱和聚酯树脂B的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为-10-10℃；不饱和聚酯树脂C的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为40-80℃。
更进一步说明，所述稳定剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或两种以上的混合物。
更进一步说明，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、十三烷基丙烯酸酯丙烯酸异葵酯中的一种或两种以上的混合物。
更进一步说明，所述填料为气硅、云母、滑石粉、硅灰石、高岭土中任意一种或多种的混合。
更进一步说明，其制备方法包括以下步骤：
(1)、将不饱和聚酯树脂C投入混料釜中预混合2分钟，加入丙烯酸酯单体混合均匀，再加入稳定剂和填料混合均匀，在加工温度为100-180℃的条件下，挤出冷却切粒制得功能母粒；
(2)、将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和步骤(1)的功能母粒均匀，投入加工温度为120-200℃的淋膜机中。
一种FFC线材补强板，包括热熔胶层和油墨层；
所述热熔胶层贴合于所述油墨层；所述热熔胶层由所述粘结剂制备。
更进一步说明，还包括：绝缘薄膜层；
所述绝缘薄膜层、所述油墨层和所述热熔胶层从上至下依次贴合；
所述绝缘薄膜层的厚度为100-300μm；所述热熔胶层的厚度为10-80μm；所述油墨层的厚度为1-5μm。
更进一步说明，所述绝缘薄膜层为PET、PBT、PI、PPS和PC中任意一种或两种以上的材料混合制备。
本发明的有益效果：
本发明通过选择不同玻璃化温度的聚酯树脂，同时采用添加稳定剂的功能树脂，既提高了补强板对FFC排线的粘接力，又提高了生产过程热稳定性和长期应用耐温性，能够有效避免聚酯树脂因热不稳定性在高温加工生产过程中的厚度波动问题，得到厚度均匀的补强板，同时应用于FFC线材，特别适用于长期高温环境下，具有高耐候和高粘接强度保持能力。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种高耐候高粘接力的粘结剂，包括：50-80份饱和聚酯树脂A、10-35份饱和聚酯树脂B、10-25份功能母粒；
所述功能母粒，按质量份数，包括以下质量分数的原料：80-90％的不饱和聚酯树脂C、2-12％的丙烯酸酯单体、0.5-5％的稳定剂和余量的填料。
本发明通过选择不同玻璃化温度的聚酯树脂，同时采用添加稳定剂的功能树脂，既提高了补强板对FFC排线的粘接力和长期应用耐温性，又提高了生产过程热稳定性和长期应用耐温性，能够有效避免聚酯树脂因热不稳定性在高温加工生产过程中的厚度波动问题，得到厚度均匀的补强板，同时应用于FFC线材，特别适用于长期高温环境下，具有高耐候和高粘接强度保持能力。
更进一步说明，所述饱和聚酯树脂A的分子量为20000-30000，玻璃化温度Tg为12-30℃；饱和聚酯树脂B的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为-10-10℃；不饱和聚酯树脂C的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为40-80℃。
更进一步说明，本发明的饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和不饱和聚酯树脂C的玻璃化温度Tg应控制在上述范围内，因为各个Tg需严格控制在范围内，才可以保证本发明的耐候性及粘结性充分体现出来，若未采用以上各聚酯树脂的物性要求，热胶胶层的柔韧性，粘接强度，耐高温性，加工稳定性均得不到保障。
更进一步说明，所述稳定剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或两种以上的混合物。
更进一步说明，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、十三烷基丙烯酸酯丙烯酸异葵酯中的一种或两种以上的混合物。
更进一步说明，丙烯酸单体添加作用是通过与不饱和聚酯树脂C发生接枝反应提高粘接强度，若添加量过低，将导致粘接强度偏低；若添加量过高，导致反应不完全出现残留，增加配方成本。
更进一步说明，所述填料为气硅、云母、滑石粉、硅灰石、高岭土中任意一种或多种的混合。
更进一步说明，其制备方法包括以下步骤：
(1)、将不饱和聚酯树脂C投入混料釜中预混合2分钟，加入丙烯酸酯单体混合均匀，再加入稳定剂和填料混合均匀，在加工温度为100-180℃的条件下，挤出冷却切粒制得功能母粒；
(2)、将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和步骤(1)的功能母粒均匀，投入加工温度为120-200℃的淋膜机中。
一种粘结剂制作的FFC线材补强板，包括热熔胶层和油墨层；
所述热熔胶层贴合于所述油墨层；所述热熔胶层由所述粘结剂制备。
更进一步说明，还包括：绝缘薄膜层；
所述绝缘薄膜层、所述油墨层和所述热熔胶层从上至下依次贴合；
所述绝缘薄膜层的厚度为100-300μm；所述热熔胶层的厚度为10-80μm；所述油墨层的厚度为1-5μm。
若绝缘薄膜层厚度低于100μm，强度不足，达不到绝缘效果；若高于300μm，硬度过高，封装过程导热差，粘接不牢容易脱落。
若油墨层厚度低于1μm，导致油墨与热熔胶层吸附力偏低；高于5μm，该层容易脱层。
若热熔胶层厚度低于10μm，将导致粘结力不足；高于80μm，成本增加，粘结力提高不明显。
更进一步说明，所述绝缘薄膜层为PET、PBT、PI、PPS和PC中任意一种或两种以上的材料混合制备。
性能测试：
1、常温剥离力(粘PET)：将宽度为1英寸补强板通过热压线机贴在FFC电缆线上，进行180度剥离力测试。
2、60℃，95％RH，96H剥离力(粘PET)：将宽幅为1英寸补强板通过热压线机贴在FFC电缆线上，然后放置在环境温度为60℃湿度为95％的恒温恒湿老化箱内96小时，再将样品取出进行180度剥离力测试，结果≥80N/in为合格。
3.60℃，96H剥离力(粘PET)：将宽幅为1英寸补强板通过热压线机贴在FFC电缆线上，放置在环境温度为60℃的烘箱内96小时后取出进行180度剥离力测试。结果≥80N/in为合格。
4、60℃，96H垂钓：将宽幅为1英寸补强板通过热压线机贴在FFC电缆线上，放置在环境温度为60℃的烘箱铁架子内，前端露出3～5mm，用挂钩挂上250g的砝码，放置96小时，观察补强板跟FFC电缆线是否分离。
实施例A：
一种FFC线材补强板，按以下步骤制备：
(1)、将不饱和聚酯树脂C投入混料釜中预混合4分钟，加入配方量的丙烯酸酯单体混合均匀，再加入稳定剂和填料按表1混合均匀，在加工温度为150℃的条件下，挤出冷却切粒制得功能母粒；
(2)、将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和步骤(1)的功能母粒按表1的比例混合均匀，投入加工温度为180℃淋膜机中，热熔胶淋覆在已预涂油墨的基材上，经冷却、牵引、收卷，得到高耐候高粘接的FFC线材补强板。
聚酯树脂A的玻璃化温度为20℃，分子量为20000-30000；饱和聚酯树脂B的玻璃化温度为10℃，分子量为30000-40000；不饱和聚酯的玻璃化温度为60℃，分子量为30000-40000。稳定剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的组合。丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的组合。填料1和填料2为用于填充，为气硅、云母、滑石粉。
表1-实施例A的组分比例
Figure GDA0003192344700000071
将上述实施例A1-A6进行上述1-4的性测试，制得表2。
表2-实施例A的性能测试
Figure GDA0003192344700000072
说明：
1、由实施例A1和实施例A6可知，实施例A1并没有添加饱和聚酯A，仅以填料1代替，而整体硬度较大，整体呈刚性，整体性能不佳；且在垂钓实验中有明显的开裂脱胶现象。
2、由实施例A2和实施例A6可知，实施例A2缺少了饱和聚酯B，而由于缺少了饱和聚酯B的关系，其呈不均匀的现象，需要进一步地处理；同时，由于缺少了饱和聚酯B，其性能与实施例A6有较大差异。
3、由实施例A1、A2、A3和实施例A6可知，实施例A3是由饱和聚酯A和饱和聚酯B的组合使用，因此，其比实施例A1和实施例A2的性能好，厚度均匀且无冲击开裂脱胶的现象，说明了饱和聚酯A和饱和聚酯B同时使用时可以提高产品的耐温后的剥离力、耐温耐湿后的剥离力以及耐温后的韧性。而实施例A6由于加入了不饱和聚酯树脂C，为饱和聚酯A、饱和聚酯B以及饱和聚酯C的配合使用，如材料的常温的剥离力为92N/in，相比于实施例A3的60N/in，加入不饱和聚酯C后，能有效提高了常温和耐温耐湿环境下的粘接力。
4、由实施例A4和实施例A6可知，实施例A4没有添加丙烯酸酯单体，因此其不能与不饱和聚酯C发生接枝反应，因此其粘接力比实施例A6低。
5、由实施例A5和实施例A6可知，实施例A5没有添加稳定剂，由于稳定剂是用于在反应、产品的使用过程中都有耐热和抗氧化的作用；虽在常温下性能相差不大，但实施例A5在60℃环境下96小时后，性能都有所下降；而实施例A6则通过加入稳定剂，在60℃的环境下，其性能与常温下的性能差异不大，提高了稳定性。
实施例B：
一种FFC线材补强板，按以下步骤制备：
(1)、将不饱和聚酯树脂C投入混料釜中预混合4分钟，加入配方量的丙烯酸酯单体混合均匀，再加入稳定剂和填料混合均匀，在加工温度为150℃的条件下，挤出冷却切粒制得功能母粒；
(2)、将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和步骤(1)的功能母粒比例混合均匀，投入加工温度为180℃淋膜机中，热熔胶淋覆在已预涂油墨的基材上，经冷却、牵引、收卷，得到高耐候高粘接的FFC线材补强板。
稳定剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的组合。丙烯酸酯单体为三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯。填料为云母和滑石粉的组合。
其中，本实施例为将玻璃化温度不同的饱和聚酯A、饱和聚酯B以及不饱和聚酯C的玻璃化温度如表3、表4、表5制备制备得实施例B1-B7、实施例B8-B14、实施例B15-B21。
表3-饱和聚酯A的玻璃化温度研究
Figure GDA0003192344700000091
说明：
本实施例B1-实施例B7中，实施例B2的饱和聚酯A的玻璃化温度比实施例B1中饱和聚酯A高出仅2℃，但其耐温耐湿后的剥离力可达80N/in，比实施例B1的耐温耐湿后的剥离力高出8N/in；实施例B2耐温后的剥离力为83N/in，比实施例B1的高出9N/in；而在实施例B3中，饱和聚酯A为12℃，但比实施例B2的高出2℃，耐温耐湿后的剥离力为82N/in(仅比实施例B2高2N/in)，耐温后的剥离力为84(比实施例B2高1N/in)，两个粘结力的提高率不大；说明了从玻璃化温度在10-12℃之间有增长最大的值；
在12℃后，经实施例B2-实施例B6之间的12-30℃；耐温耐湿后的剥离力稳定在80-87N/in之间，耐温后剥离能力稳定在83-89N/in之间；而在实施例B7中，继续提高饱和聚酯A的玻璃化温度至32℃后，实施例B7的聚酯A的玻璃化温度仅比实施例B6高了2℃，耐温耐湿后的剥离力及耐温后剥离能力反而下降，耐温粘PET下降了7N/in；耐温剥离力下降了6N/in；饱和聚酯A的玻璃化温度变化对补强板的性能影响大；说明了玻璃化温度为30℃时，为最优性能范围内的终点值。
综上所说明，本方案中的饱和聚酯A的玻璃化温度为12-30℃时，其性能最佳。
表4-饱和聚酯B的玻璃化温度研究
Figure GDA0003192344700000101
说明：
由实施例B8-B14可知，实施例B8的饱和聚酯B的玻璃化温度控制在-11℃，而实施例B9的饱和聚酯B为-10℃，但实施例B9的耐温耐湿后的剥离力和耐温后的剥离力的提升效果明显，提高1℃的玻璃化温度即可提高6N/in的耐温耐湿后的剥离力和7N/in的耐温后的剥离力；其相对于实施例B10的提高率大，因为实施例B10饱和聚酯B的玻璃温度比实施例B9高5℃，但剥离力的提升效果没有实施例B9比实施例B8高1℃的效果明显，可以判断其为实施例B9-B13为最佳效果范围内的始值；过了该值后，耐温耐湿后的剥离力和耐温后的剥离力提升率较平稳。而在饱和聚酯B的玻璃化温度到达10℃后，继续上升至玻璃温度为12℃后，虽剥离力不变，但耐温后的机械强度不够，韧性不足；在耐湿后垂吊测试中，有稍微的裂痕；说明本方案中的饱和聚酯玻璃化温度应在-10-10℃内，为最佳的效果范围。
表5-不饱和聚酯C的玻璃化温度研究
Figure GDA0003192344700000111
说明：
由实施例B15、B21以及实施例B16-B20可知；实施例B16-B20的不饱和聚酯C的玻璃化温度为40-80℃的区间内，随着实施例B16的玻璃化温度为40℃，继续上升至实施例B19的72℃时，实施例B19有最佳的耐温耐湿后的剥离力，90N/in，有最佳的耐温后的剥离力，为92N/in；达到最大值后，继续提高不饱和聚酯C的玻璃化温度时，性能于实施例B20处开始稍有下降，但效果仍为较差好；但此后继续提高不饱和聚酯C的玻璃化温度至82℃时，实施例B21的耐温剥离力虽稍下降，但其耐温粘结力大幅度下降，从实施例B20的87N/in下降至78N/in；其说明了，本方案的不饱和聚酯C的玻璃化温度不应超过80℃。同样，对实施例B15，不饱和聚酯C的玻璃化温度过低，使得提高玻璃化温度后，能大幅度提高到实施例B16的83N/in(耐温耐湿后的剥离力)和84N/in(耐温后的剥离力)。
通过上述两端点值的测试，本发明确认了，不饱和聚酯C的玻璃化温度应在40-80℃内，尤其是不应该超过80℃，可以保证产品的性能有最优的范围。
总结：
本发明的饱和聚酯A、饱和聚酯B以及不饱和聚酯C的结合，虽在指定的配比内进行，同时，亦应该在上述的饱和聚酯A在12-30℃时、饱和聚酯B在-10℃-10℃时，以及不饱和聚酯C在40℃的最佳玻璃化温度作用下，本发明的粘结剂有最佳的外观、机械性能、常温粘结性和耐温耐湿后的粘结性。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途，其特征在于，所述粘结剂用于制备FFC线材的热熔胶层；所述粘结剂，按质量份数，包括：50-80份饱和聚酯树脂A、10-35份饱和聚酯树脂B、10-25份功能母粒；
所述功能母粒，按质量份数，包括以下质量分数的原料：80-90%的不饱和聚酯树脂C、2-12%的丙烯酸酯单体、0.5-5%的稳定剂和余量的填料；
所述饱和聚酯树脂A的分子量为20000-30000，玻璃化温度Tg为12-30℃；饱和聚酯树脂B的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为-10-10℃；不饱和聚酯树脂C的分子量为30000-40000，玻璃化温度Tg为40-80℃。
2.根据权利要求1所述的高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途，其特征在于，所述稳定剂为2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并***、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、十三烷基丙烯酸酯丙烯酸异葵酯中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途，其特征在于，所述填料为气硅、云母、滑石粉、硅灰石、高岭土中任意一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途，其特征在于，所述粘结剂的制备方法包括以下步骤：
（1）、将不饱和聚酯树脂C投入混料釜中预混合2分钟，加入丙烯酸酯单体混合均匀，再加入稳定剂和填料混合均匀，在加工温度为100-180℃的条件下，挤出冷却切粒制得功能母粒；
（2）、将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B和步骤（1）的功能母粒均匀，投入加工温度为120-200℃的淋膜机中。
6.一种FFC线材补强板，其特征在于，包括：油墨层和热熔胶层；
通过权利要求1-5任意一项所述的高耐候高粘接力的粘结剂在制备FFC线材补强板的用途中制备所述热熔胶层；所述热熔胶层贴合于所述油墨层。
7.根据权利要求6所述的一种FFC线材补强板，其特征在于，还包括：绝缘薄膜层；
所述绝缘薄膜层、所述油墨层和所述热熔胶层从上至下依次贴合；
所述绝缘薄膜层的厚度为100-300μm；所述热熔胶层的厚度为10-80μm；所述油墨层的厚度为1-5μm。
8.根据权利要求7所述的一种FFC线材补强板，其特征在于，所述绝缘薄膜层为PET、PBT、PI、PPS和PC中任意一种或两种以上的材料混合制备。
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