一种丙烯酸酯压敏胶、其制备方法及其应用

文献发布时间：2023-06-19 19:30:30

技术领域

本发明涉及压敏胶技术领域，具体而言，涉及一种丙烯酸酯压敏胶及其制备方法及其应用。

背景技术

随着科学技术的发展与进步，生产生活中电动设备、家用电器、新能源汽车的逐渐增多，同时对用电设备保护的需求也越来越高，相应的对阻燃绝缘压敏胶的性能要求也逐渐提高，其中尤其是新能源汽车动力电池包裹膜、胶带领域，对所用压敏胶的性能要求最为苛刻。在动力电池包裹膜、胶带领域要求压敏胶粘性稳定不脱胶、耐高低温性能好、电绝缘、耐电解液腐蚀、具有一定的阻燃性、高温燃烧时无毒性气体释放等。但现有技术的压敏胶在这些性能上不能达到较好的兼顾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃绝缘耐电解液腐蚀、粘性高且耐高低温性能好的丙烯酸酯压敏胶、其制备方法及包含其的保护膜，且易于进行工业化放大生产。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种丙烯酸酯压敏胶，包括以下质量份数的原料：软单体50～80份，硬单体15～35份，阻燃功能单体1～8份，耐高低温功能单体2.5～10份，引发剂0.2～1份，溶剂60～150份，固化剂0.5～5份。

进一步地，所述软单体包括丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸己酯，所述丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸己酯的质量配比为1:(0.4～3.5)。

进一步地，所述硬单体包括甲基丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸环己酯，所述甲基丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸环己酯的质量配比为1:(0.15～2.5)。

进一步地，所述阻燃功能单体包括3-氯-2-甲基丙烯酸羟丙酯和2,4,6-三溴苯酯，所述3-氯-2-甲基丙烯酸羟丙酯和2,4,6-三溴苯酯的质量配比为1:(0.35～3)。

进一步地，所述耐高低温功能单体包括乙烯基咔唑和马来酰亚胺，所述乙烯基咔唑和马来酰亚胺的质量配比为1:(0.4～3)。

进一步地，所述引发剂为有机过氧化物，所述有机过氧化物为过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化十二酰、过氧化二特丁基和过氧化二异丙苯中的一种或几种的混合物；所述固化剂为乙酸乙酯、二甲苯和丙酮为溶剂，以三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯和二氨基二苯甲烷中的一种或几种的混合物。

本发明丙烯酸压敏胶中丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸己酯可以使分子链柔性增大，有利于粘接体系中两分子相互靠近并产生吸附力；含有两个苯环的乙烯基咔唑和环状结构的马来酰亚胺具有很好的耐高低温性能，能够增强压敏胶的耐高低温性，降低温度对压敏胶粘性的影响，防止造成脱胶、残胶、分层、起翘等不良现象；3-氯-2-甲基丙烯酸羟丙酯和2,4,6-三溴苯酯的协同阻燃效应能够使压敏胶具有很好的阻燃性；更重要的是与本申请软弹体之间的结合效果更好，反应性更佳，可以在分子层面上与压敏胶分子链结合，同时降低了引入诸如无机阻燃剂所带来的内聚力降低的问题(内聚力降低带来的影响就是胶层会脱胶、残胶，也就是胶层本身之间的分子链的连接出现了问题)，即本发明无需添加无机阻燃剂(如磷系阻燃剂)，避免了胶层之间内聚力降低，同时达到提高阻燃性和保持(或提升)内聚力(胶层结合稳定性)的目的；芳胺固化剂二氨基二苯甲烷和异氰酸酯固化剂三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯的协同固化效应能够大幅度提升压敏胶的耐高低温粘力稳定性和耐电解液腐蚀性。以本发明压敏胶可以用于制备保护膜或胶粘带，制备的保护膜或胶粘带产品可以在-50～150℃的环境下长期使用，在180℃～200℃下短时使用时无分层、起皱、残胶等不良，且耐电压、耐电解液腐蚀性优异。

上述丙烯酸酯压敏胶的制备方法，包括以下步骤：

S1.在反应釜中冲入保护气，加入溶剂及软单体，加热保温一段时间后，再加入硬单体，混合均匀并升温后，得第一混合液；

S2.将部分溶于溶剂中的引发剂缓慢滴入所述第一混合液中一段时间，混合保温后，将阻燃功能单体及耐高低温功能单体依次缓慢加入反应釜中，保温一段时间后，然后将剩余的溶于溶剂中的引发剂缓慢滴入，得第二混合液；

S3.将溶剂加入反应釜中，水浴加热后将固化剂缓慢加入溶解，分散均匀分散后，得到第三混合液；

S4.先在反应釜中加入溶剂，然后再依次加入第二混合液和第三混合液，混合均匀后，即得到丙烯酸酯压敏胶。

进一步地，S1～S4中，所述溶剂的添加比例为2～3:1:1～2:1。

进一步地，S1中，加热至40～60℃并保温0.5～1.5h；再升温至60～85℃。

进一步地，S2中，前后两次所述引发剂的添加比例为2～3:1；第一次滴加所述引发剂时，滴入时长为0.5～1.5h，滴完后保温搅拌2～3.5h；第二次滴加所述引发剂时，滴入时长为0.5～2.5h，滴加完毕后在60～90℃条件下保持1～3h。

一种保护膜，在PET薄膜上涂布有上述丙烯酸酯压敏胶；或涂布有由上述制备方法制得的丙烯酸酯压敏胶。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1、本发明丙烯酸酯压敏胶具有优异的耐高低温性能、耐电解液腐蚀性及阻燃性，可避免发生脱胶、残胶、分层、起翘等不良现象；且无需添加无机阻燃剂，避免了胶层之间内聚力降低，在提高阻燃性的同时还可提升胶层的结合稳定性。

2、本发明压敏胶可以用于制备保护膜或胶粘带，制备的保护膜或胶粘带产品可以在-50～150℃的环境下长期使用，在180℃～200℃下短时使用时无分层、起皱、残胶等不良，且耐电压、耐电解液腐蚀性优异。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

在充入氮气保护的反应釜中加入溶剂(乙酸乙酯25份、二甲苯15份、丙酮15份)，边水浴加热边搅拌(300r/min)，并同时将丙烯酸-2-羟乙酯(30份)和甲基丙烯酸己酯(30份)依次缓慢加入，加热至45℃并保温1h。然后分别缓慢加入甲基丙烯酸环氧丙酯(15份)和甲基丙烯酸环己酯(15份)，并持续搅拌2h。再升温至65℃，将一部分溶于溶剂(乙酸乙酯2份、二甲苯2份)中的引发剂(过氧化十二酰0.2份、过氧化二特丁基0.3份)缓慢滴入，滴入时长为1h，滴完后保温搅拌2.5h。将3-氯-2-甲基丙烯酸羟丙酯(3份)、2,4,6-三溴苯酯(2份)、乙烯基咔唑(4份)和马来酰亚胺(5份)依次缓慢加入反应釜中，保温1.5h，然后将剩下的引发剂(过氧化十二酰0.1份、过氧化二特丁基0.1份)溶于溶剂(乙酸乙酯1份、二甲苯1份)并缓慢滴入反应釜中，滴加时长为0.5h，滴加完毕后在75℃保持2h得到A组分。

将溶剂(乙酸乙酯5份、二甲苯3份、丙酮3份)加入反应釜中，水浴加热至45℃后将固化剂(三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯2份、二氨基二苯甲烷1份)分别缓慢加入溶解，并搅拌1.5h得到均匀分散的B组分。

先在不锈钢桶中加入溶剂(乙酸乙酯50份)，在700r/min搅拌下将A组分缓慢加入，然后在搅拌下缓慢加入B组分，加完后持续搅拌1h得到压敏胶涂布液。