CN112940662B - 一种反应性压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反应性压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法。本发明的反应性压敏胶黏剂，按重量份计，包含如下组分：基体树脂10‑90份、反应性树脂10‑90份、低温反应型固化剂10‑60份、引发剂0.5‑5份、阻燃剂0‑30份、助剂0‑15份、填料0‑15份。本发明制得的反应性压敏胶粘剂的初期具有压敏性，贴合容易，贴合后经过加热固化即达到结构胶的粘接强度，加热固化时不需要施加压力，使用设备简单，效率高，可以大面积贴合，免去定制大型热压设备，且工作时间窗口长。

Description

一种反应性压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及压敏胶技术领域，涉及一种压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法，尤其涉及一种反应性压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法。
背景技术
近年来，新能源汽车行业发展迅速，锂电池电动车、氢能汽车、混动汽车等都日渐成熟。纯电动汽车的核心是锂电池动力***，目前汽车用动力电池pack结构主要由电池***、结构***、电气***、热管理***、BMS组成。其中，结构***的动力电池与电芯之间的连接主要是靠各种胶粘剂、胶带等粘接，所以，电芯和结构***之间的绝缘显得非常重要。
目前，用于结构件的绝缘方案主要有喷涂绝缘涂料和热压绝缘胶带两种。但是，喷涂绝缘涂料方案良率较低，环境污染大，成本高；若采用热压绝缘胶带，单面热压绝缘胶带需要加热，同时施加一定的压力，效率较低，并且异形件无法热压；而一般的压敏胶贴合后，与被贴物剪切力较小，结构胶强度较大，但是操作不便，想先达到强度要求再贴的话，工作时间窗口很短；且热压型胶带初始没有粘性，无法与固定，而且需要加压加热固化，但加压时又会对中空结构造成破坏。
CN110655872A公开了一种无卤阻燃UV固化丙烯酸酯压敏胶、压敏胶带及其制备方法，该无卤阻燃UV固化丙烯酸酯压敏胶，按重量份计，包括以下组成原料：丙烯酸酯预聚体100份；甲基膦酸二甲酯15-20份；二氧化硅0.8-2份；交联剂0.2-0.25份；增粘树脂2.5-3.35份；第二光引发剂0.5-1份。该无卤阻燃UV固化丙烯酸酯压敏胶所形成的压敏胶带阻燃效果好、压敏粘合性能优异、应用范围广。但是，其固化后的剥离强度有待进一步提高。
CN110330921A公开了一种压敏胶、胶带及其制备方法和应用，按重量份计，所述的压敏胶包括如下原料组分：共聚物或低聚物10-90份；环氧树脂10-90份；光引发剂0.5-5份。该发明的压敏胶制成的双面胶带在初始和普通压敏胶同样使用，通过紫外光曝光后可以达到较高的结构强度，用于电芯间的粘接可以做到使用方便，厚度均一，粘接性强，容易实现自动化。但是，该发明的压敏胶制成的胶带在使用时，需要施加0-0.5MPa的压力压紧1-24h，施压会对结构造成一定破坏，且固化后的剪切强度有待进一步提高。
因此，需要一款胶带，在未贴前初始具有压敏性，贴合前具有较长的开放窗口，经过一段时间固化后，又能达到结构胶的强度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种反应性压敏胶粘剂、压敏胶带及其制备方法，制得的反应性压敏胶粘剂的初期具有压敏性，贴合容易，贴合后经过加热固化即达到结构胶的粘接强度，加热固化时不需要施加压力，使用设备简单，效率高，可以大面积贴合，免去定制大型热压设备，且工作时间窗口长。
本发明的目的之一在于提供一种反应性压敏胶粘剂，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种反应性压敏胶黏剂，按重量份计，包含如下组分：
Figure BDA0003040000370000021
Figure BDA0003040000370000031
本发明的反应性压敏胶，以基体树脂、反应性树脂为基本原料，加入低温反应型固化剂、引发剂、阻燃剂、助剂和填料，制得的反应性压敏胶粘剂的初期具有压敏性，贴合容易，贴合后经过加热固化即达到结构胶的粘接强度，加热固化时不需要施加压力，使用设备简单，效率高，可以大面积贴合，免去定制大型热压设备，且工作时间窗口长；由此制成的压敏胶带初期具有压敏胶带的特性，可以常温贴合于背贴表面，通过紫外光照射后可以达到较高的结构强度，用于动力电池pack壳体绝缘包覆强度高，贴合效率高。
具体的，一种反应性压敏胶黏剂，按重量份计，包含如下组分：
基体树脂的重量份为10-90份，例如为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份或90份等。
反应性树脂的重量份为10-90份，例如为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份或90份等。
低温反应型固化剂的重量份为10-60份，例如为10份、20份、30份、40份、50份或60份等。
引发剂的重量份为0.5-5份，例如为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、2份、3份、4份或5份等。
阻燃剂的重量份为0-30份，例如为1份、5份、10份、15份、20份、25份或30份等。
助剂的重量份为0-15份，例如为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
填料的重量份为0-15份，例如为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
本发明中，所述基体树脂为丙烯酸酯共聚物。
优选地，所述丙烯酸酯共聚物为丙烯酸树酯、聚氨酯改性丙烯酸树酯、环氧改性丙烯酸树脂和有机硅改性丙烯酸树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述反应性树脂为环氧型树脂。
优选地，所述环氧型树脂为环氧树脂、聚醚改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、氢化联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、氢化苯酚型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述低温反应型固化剂为多硫醇、咪唑类固化剂和酰肼类固化剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述多硫醇为四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、季戊四醇四巯基乙酸酯和三[2-(3-巯基丙酸基)乙基]异氰尿酸酯中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述咪唑类固化剂为2甲基咪唑、2乙基咪唑、2-4-二甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑和氰基2-乙基-4甲基咪唑中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述酰肼类固化剂为葵二酸二酰肼、间苯二甲酸酰肼和琥珀酸酰肼中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述引发剂为光产碱剂、光产酸剂和热产碱剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述光产碱剂为氨基甲酸酯类光产碱剂、羧酸盐类光产碱剂、硼酸盐类光产碱剂和季铵盐类光产碱剂中的任意一种或至少两种的混合物，优选为季铵盐类光产碱剂。
优选地，所述光产酸剂为IRGACURE 250、IRGACURE 261和光引发剂1176中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述热产碱剂为QNP1-4085和/或QNP1-4125。
本发明中，所述阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、阻燃型丙烯酸树脂和金属硼化物阻燃剂中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述助剂为硅烷偶联剂、增粘树脂和抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述硅烷偶联剂为KBM403、KBM503和KBM550中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述增粘树脂为芳香族树脂、松香改性酚醛树脂和改性松香树脂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述抗氧剂为茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂和叔丁基氢醌抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述填料为无机填料。
优选地，所述无机填料为纳米二氧化硅、碳酸钙和云母粉中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的反应性压敏胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：按配比将所述基体树脂、反应性树脂、低温反应型固化剂、引发剂、阻燃剂、助剂和填料避光搅拌混合，得到所述反应性压敏胶黏剂。
本发明的目的之三在于提供一种反应性压敏胶带，包含目的之一所述的反应性压敏胶黏剂层。
优选地，所述反应性压敏胶带为单面反应性压敏胶带、双面反应性压敏胶带或反应性压敏胶膜。
优选地，所述单面反应性压敏胶带和所述双面反应性压敏胶还包括基材层。
优选地，所述基材层为PET层、PA层、PI层、泡棉层或金属箔层。
优选地，所述基材层的厚度为1-500μm，例如厚度为1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm等。
优选地，所述反应性压敏胶黏剂层的厚度为1-100μm，例如厚度为1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm等。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的反应性压敏胶粘剂的初期具有压敏性，贴合容易，贴合后经过加热固化即达到结构胶的粘接强度，加热固化时不需要施加压力，使用设备简单，效率高，可以大面积贴合，免去定制大型热压设备，且工作时间窗口长。具体的，初始剥离强度为3.1-5.5N/25mm，固化后剥离强度为26.2-35.3N/25mm，固化后剪切强度为8.7-12.3MPa，引发后开放窗口2-3h，阻燃性能为VTM-0、VTM-2。
本发明的反应性压敏胶带初期具有压敏胶带的特性，可以常温贴合于背贴表面，通过紫外光照射后可以达到较高的结构强度，用于动力电池pack壳体绝缘包覆强度高，贴合效率高。
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。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1-8
实施例1-8的反应性压敏胶黏剂，配方如表1所示。
表1
Figure BDA0003040000370000071
Figure BDA0003040000370000081
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，基体树脂为聚酯树脂EP112N，其他的与实施例1的均相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，低温反应型固化剂为聚醚胺EP600，其他的与实施例1的均相同。
对实施例1-10制得的反应性压敏胶黏剂进行性能测试，测试结果如表2所示。其中，剥离强度的测试参照GB/T2792-2016标准进行，剪切强度的测试参照GBT7124标准进行，引发后开放窗口时间为胶带引发后可施工使用的时间引发后开放窗口时间越长越好，阻燃性的测试参照UL94V-0/V-1/V-2标准进行。
表2
Figure BDA0003040000370000082
Figure BDA0003040000370000091
对比例1-2
本发明对比例1-2的反应性压敏胶黏剂，配方如表3所示。
表3
Figure BDA0003040000370000092
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，基体树脂的用量为5份，减少的基体树脂的用量平均增加至其他组分以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，基体树脂的用量为100份，增加的基体树脂的用量平均从其他组分中扣除以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别之处在于，反应性树脂的用量为5份，减少的反应性树脂的用量平均增加至其他组分以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例6
本对比例与实施例1的区别之处在于，反应性树脂的用量为100份，增加的反应性树脂的用量平均从其他组分中扣除以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例7
本对比例与实施例1的区别之处在于，低温反应型固化剂的用量为5份，减少的低温反应型固化剂的用量平均增加至其他组分以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例8
本对比例与实施例1的区别之处在于，低温反应型固化剂的用量为80份，增加的低温反应型固化剂的用量平均从其他组分中扣除以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例9
本对比例与实施例1的区别之处在于，引发剂的用量为0.1份，减少的引发剂的用量平均增加至其他组分以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例10
本对比例与实施例1的区别之处在于，引发剂的用量为10份，增加的引发剂的用量平均从其他组分中扣除以保证总用量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例1-10制得的反应性压敏胶黏剂进行性能测试，测试结果如表4所示。
表4
Figure BDA0003040000370000111
由表2和表4可以看出，本发明的反应性压敏胶粘剂的初期具有压敏性，贴合容易，贴合后经过加热固化即达到结构胶的粘接强度，加热固化时不需要施加压力，使用设备简单，效率高，可以大面积贴合，免去定制大型热压设备，且工作时间窗口长。
实施例9将基体树脂替换为聚酯树脂EP112N，会使胶带的剥离强度和剪切强度变低。
实施例10将低温反应性固化剂替换为聚醚胺EP600，会使胶带使用时的开放窗口时间变短。
对比例1反应性树脂和低温固化剂用量小，并且没有引发剂，会使胶带的强度变小，并且反应时间变长。
对比例2没有引发剂，会使胶带的强度变小，并且反应的时间较长。
对比例3基体树脂用量太少，会使胶带的剥离强度变低。
对比例4的基体树脂用量太多，会使胶带的最终剪切强度变低。
对比例5的反应性树脂用量太低，会使胶带的最终强度很小。
对比例6的反应性树脂用量太多，会使胶带的剥离强度变低。
对比例7的低温固化剂用量太少，会使胶带的强度变低。
对比例8的低温固化剂用量太多，会使胶带的强度变低，使用开放窗口时间变短。
对比例9的引发剂用量太少，会使胶带的强度变低，并且需要照射的时间变长。
对比例10的引发剂用量太多，会使胶带的使用开放窗口时间变短，并且强度变小。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (20)

1.一种反应性压敏胶黏剂，其特征在于，按重量份计，由如下组分组成：
Figure FDA0003914173400000011
所述基体树脂为丙烯酸树脂和/或环氧改性丙烯酸树脂；
所述反应性树脂为环氧树脂和/或聚醚改性环氧树脂；
所述低温反应型固化剂为多硫醇；
所述引发剂为光产碱剂、光产酸剂和热产碱剂中的任意一种或至少两种的混合物；
所述助剂为硅烷偶联剂、增粘树脂和抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂、氢化联苯型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、氢化苯酚型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述多硫醇为四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、季戊四醇四巯基乙酸酯和三[2-(3-巯基丙酸基)乙基]异氰尿酸酯中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述光产碱剂为氨基甲酸酯类光产碱剂、羧酸盐类光产碱剂、硼酸盐类光产碱剂和季铵盐类光产碱剂中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述光产碱剂为季铵盐类光产碱剂。
6.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述光产酸剂为IRGACURE250、IRGACURE 261和光引发剂1176中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述热产碱剂为QNP1-4085和/或QNP1-4125。
8.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、阻燃型丙烯酸树脂和金属硼化物阻燃剂中的任意一种或至少两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KBM403、KBM503和KBM550中的任意一种或至少两种的混合物。
10.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述增粘树脂为芳香族树脂、松香改性酚醛树脂和改性松香树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
11.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述抗氧剂为茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂和叔丁基氢醌抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
12.根据权利要求1所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述填料为无机填料。
13.根据权利要求12所述的反应性压敏胶黏剂，其特征在于，所述无机填料为纳米二氧化硅、碳酸钙和云母粉中的任意一种或至少两种的混合物。
14.一种如权利要求1-13之一所述的反应性压敏胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：按配比将所述基体树脂、反应性树脂、低温反应型固化剂、引发剂、阻燃剂、助剂和填料避光搅拌混合，得到所述反应性压敏胶黏剂。
15.一种反应性压敏胶带，其特征在于，包含权利要求1-13之一所述的反应性压敏胶黏剂层。
16.根据权利要求15所述的反应性压敏胶带，其特征在于，所述反应性压敏胶带为单面反应性压敏胶带、双面反应性压敏胶带或反应性压敏胶膜。
17.根据权利要求16所述的反应性压敏胶带，其特征在于，所述单面反应性压敏胶带和所述双面反应性压敏胶还包括基材层。
18.根据权利要求17所述的反应性压敏胶带，其特征在于，所述基材层为PET层、PA层、PI层、泡棉层或金属箔层。
19.根据权利要求17所述的反应性压敏胶带，其特征在于，所述基材层的厚度为1-500μm。
20.根据权利要求15所述的反应性压敏胶带，其特征在于，所述反应性压敏胶黏剂层的厚度为1-100μm。
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