CN109651968B - 一种环保胶粘带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、3～12份芳香族聚碳酸酯树脂、0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维、0.8～5份填料、1.2～3份氧化石墨烯、1.2～3.5份相容剂、1～5份分散剂和0.5～2.1份增韧剂。本发明环保胶粘带不仅在制备过程中不会排放有害物质，而且在80～150℃的使用温度范围保持高粘性和机械强度，也不会产生有害物质污染环境；另外还具有良好的柔软性、附着力和结构位移追随性，且密封的效果好，施工方便，具有广阔的市场应用前景。本发明还公开了一种环保胶粘带的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘带技术领域，具体的说涉及一种环保胶粘带及其制备方法。
背景技术
在热能工程领域，由于高温管道和设备的长期运行引起管道设备出现高温物料的泄漏，或者由于长期暴露在恶劣的室外环境中，输送管道容易出现高温蒸汽的跑冒滴漏现象。为了确保其安全运行，节约资源，需要有针对性的制定预防对策或者紧急措施。
随着电子产品的日新月异，部分场合对双面胶粘带的性能要求越来越高，尤其是对耐高温性能的要求，而耐高温性能主要指的是在高温环境下要保证被粘物不脱落并且具有一定的剥离强度。这种耐高温双面胶粘带用途比较广泛，主要用在工程机械、汽车仪表盘密封发泡垫、洗衣机密封垫等地方，还有用于数码产品电子零部件的各种生产工艺中以及制具铭板或面板与部件的粘贴。特别是双面胶粘带的耐热性优良，品种齐全，可用于加热工序中的临时固定、遮蔽、薄膜零件等的保护、输送等，也广泛用于电子电器、仪表等行业的高温绝缘保护、补强保护等。
当管道出现跑冒滴漏现象时，现有采用的很多方法，比如停工进行检修、更换或者临时关闭进行重新焊接，抑或是采用临时密封件进行封堵等方法，对于各种异型管线、突边、阀门、球形接点、螺丝、螺帽等特殊部位及复杂形状结构物体，停工检修、更换或者是临时关闭进行重新焊接容易造成生产中断，给全厂带来巨大的经济损失；而采取临时性密封方法，现有密封措施的密封性有限，难以避免流体跑冒滴漏现象的二次出现，从而给生产和环境带来无法估量的损失和破坏。而且现有的方法费时、费力人工成本高，施工效率低。
因此，亟需一种可以满足快速施工进行管道或者其他特殊部位处跑冒滴漏现象消除的方法或者产品。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的在于提供一种环保胶粘带及其制备方法，通过选用二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂和芳香族聚碳酸酯树脂作为基础胶粘剂树脂，采用有机和无机复配的阻燃耐高温材料作为添加剂，无需添加任何溶剂，不仅在制备过程中不会排放有害物质，而且在施工使用过程中，由于所制备的环保胶粘带在80～150℃的温度范围保持高粘性和机械强度，也不会产生有害物质污染环境；另外，所制备得到的环保胶粘带在热胀冷缩和机械变形的高温被粘物表面具有良好的柔软性、附着力和结构位移追随性，可以使其达到密封的效果，起到高温阻燃和补强保护的作用，且施工方便，节约了人力和物力，具有广阔的市场应用前景。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、3～12份芳香族聚碳酸酯树脂、0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维、0.8～5份填料、1.2～3份氧化石墨烯、1.2～3.5份相容剂、1～5份分散剂和0.5～2.1份增韧剂。
优选的，所述二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂通过以下步骤的方法制备得到：在85℃的反应釜中加入苯酚、甲醛和氨水，反应1.5h，减压蒸馏至55℃后，加入二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂，搅拌均匀后，依次采用苯酚和去离子水进行残液的清洗，得到二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂。二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂使得胶粘剂在具有很高粘性的同时，由于甲基硅氧烷基团的作用，使得胶粘剂在较宽的温度范围内保持黏度变化小，同时利用苯基官能团的空间位阻作用，进一步提高了胶粘剂的阻燃性能。
利用氧化石墨烯良好的导热性能，防止胶粘剂在高温受热时由于温度积聚导致胶粘剂在局部位置出现开裂现象，同时利用氧化石墨烯的高强度的性能，进一步提高了所述胶粘剂的机械强度。
优选的，按重量份数计，所述苯酚、甲醛、氨水、二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂的比例为30：1.2：2.6：8：45。
优选的，所述橡胶改性玻璃纤维为氯丁橡胶改性玻璃纤维、丁腈橡胶改性玻璃纤维或丁苯橡胶改性玻璃纤维中的至少一种。玻璃纤维通过上述丁基橡胶的改性处理，不仅提高了胶粘剂在高温粘性，同时能与其他组分的原料更好的混合在一起，协同作用提高了胶粘剂的机械强度。
优选的，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐和/或聚乙烯接枝羧酸。
优选的，所述分散剂为聚乙烯蜡。
优选的，所述增韧剂为丁基橡胶接枝马来酸酐。
优选的，按重量份数计，所述填料由3～12份硅酸钠和1.4～3.6份硼酸铝晶须组成，或由3～12份硅酸钠和1～5份纳米二硅化钼组成。
硅酸钠是一种水溶性硅酸盐，其比表面积大，因而具有较高的粘结力，强度较高，耐酸性和耐热性好。
硼酸铝晶须性能稳定、机械性能优越，不仅可以作为胶粘带的补强材料添加其中，提高胶粘剂的机械强度，增强其拉伸强度，而且由于其无机非金属特性，使得胶粘带具有一定的耐高温和阻燃的特性，将其与硅酸钠复配后加入到胶粘剂中，用于补强胶粘剂的同时，提高其耐高温和阻燃性能。
二硅化钼是Mo-Si二元合金系中含硅量最高的一种中间相，具有金属与陶瓷的双重特性，是一种性能优异的高温材料，将其与硅酸钠复配后加入到胶粘剂中，可以显著提高胶粘剂的耐温性能。
优选的，所述阻燃型无纺布通过以下方法处理得到：按无纺布与无水乙醇1：10～50的质量比，将无纺布和无水乙醇加入至反应罐中，按无纺布和甲基苯基硅油1：5～28的质量比，将甲基苯基硅油滴加至上述反应罐中，在60～80℃的水浴锅中进行加热冷凝回流，搅拌10～30min，得到阻燃型无纺布。
优选的，所述无纺布选用的纤维原料为丙纶、涤纶、氯纶中的至少一种，纤维直径为2.1～8.3μm，纤度为0.8～2.7dtex。所述无纺布纤维过细，则使所制备得到的胶粘带强度降低，在高温受热时容易断裂，另外，无纺布纤维过于粗大时，所制备得到的胶粘带所涂覆的胶粘剂接触面积小，胶粘剂与无纺布的结合强敌变低，高温受热时容易在粘结处出现开裂现象。
优选的，所述离型膜为无硅离型膜。
相应的，上述环保胶粘带的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维添加至25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂中，混合后加热至熔融状态，并进行高速搅拌使其混合均匀，得到树脂混合浆料A；
S2：将1.2～3份氧化石墨烯和1～5份分散剂添加至3～12份芳香族聚碳酸酯树脂中，加热至熔融状态后，进行高速搅拌使其混合均匀，再加入0.8～5份填料，继续搅拌1h后，得到树脂混合浆料B；
S3：将1.2～3.5份相容剂、0.5～2.1份增韧剂、树脂混合浆料A和树脂混合浆料B加入混匀机中加热熔融混合均匀后，得到复合胶粘剂，通过挤出式涂布机将所述复合胶粘剂涂覆在无纺布基材上，控制涂布后的胶粘层厚度为5～30um；
S4：设置烘道温度65℃，辊压温度为80℃，辊压压力为20MPa，车速为5m/min，进行离型膜的覆膜加工操作，利用收卷装置进行收卷后，得到所述环保胶粘带。
本发明制备得到的复合胶粘剂，高温时不固化，可保持一定程度的柔韧性、使其对被粘物表面热胀冷缩和机械变形有良好的追随性。
本发明的有益效果：
本发明环保胶粘带，通过选用二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂和芳香族聚碳酸酯树脂作为基础胶粘剂树脂，采用有机和无机复配的阻燃耐高温材料作为添加剂，使得制备得到的环保胶粘带在80～150℃的温度范围保持高粘性和机械强度，无有害物质分解溢出污染环境。
本发明环保胶粘带制备过程中无需采用有机溶剂，有利于环境环保。
本发明环保胶粘带富有良好的柔软性，粘贴或缠绕后只需整平即可紧贴在各种复杂形状部位。
本发明环保胶粘带具有良好的附着力，可简化对被保护物表面的清理工作，从而降低人工成本，提高了施工效率。
本发明环保胶粘带良好的柔软性和结构位移追随性，能够有效地提高密封性能，同时应用市场大，经济效益高。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
一种环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、3～12份芳香族聚碳酸酯树脂、0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维、0.8～5份填料、1.2～3份氧化石墨烯、1.2～3.5份相容剂、1～5份分散剂和0.5～2.1份增韧剂。
所述二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂通过以下步骤的方法制备得到：在85℃的反应釜中加入苯酚、甲醛和氨水，反应1.5h，减压蒸馏至55℃后，加入二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂，搅拌均匀后，依次采用苯酚和去离子水进行残液的清洗，得到二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂。
按重量份数计，所述苯酚、甲醛、氨水、二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂的比例为30：1.2：2.6：8：45。
所述橡胶改性玻璃纤维为氯丁橡胶改性玻璃纤维、丁腈橡胶改性玻璃纤维或丁苯橡胶改性玻璃纤维中的至少一种。
所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐和/或聚乙烯接枝羧酸。
所述分散剂为聚乙烯蜡。
所述增韧剂为丁基橡胶接枝马来酸酐。
按重量份数计，所述填料由3～12份硅酸钠和1.4～3.6份硼酸铝晶须组成，或由3～12份硅酸钠和1～5份纳米二硅化钼组成。
所述阻燃型无纺布通过以下方法处理得到：按无纺布与无水乙醇1：10～50的质量比，将无纺布和无水乙醇加入至反应罐中，按无纺布和甲基苯基硅油1：5～28的质量比，将甲基苯基硅油滴加至上述反应罐中，在60～80℃的水浴锅中进行加热冷凝回流，搅拌10～30min，得到阻燃型无纺布。
所述无纺布选用的纤维原料为丙纶、涤纶、氯纶中的至少一种，纤维直径为2.1～8.3μm，纤度为0.8～2.7dtex。
所述离型膜为无硅离型膜。
相应的，上述环保胶粘带的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维添加至25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂中，混合后加热至熔融状态，并进行高速搅拌使其混合均匀，得到树脂混合浆料A；
S2：将1.2～3份氧化石墨烯和1～5份分散剂添加至3～12份芳香族聚碳酸酯树脂中，加热至熔融状态后，进行高速搅拌使其混合均匀，再加入0.8～5份填料，继续搅拌1h后，得到树脂混合浆料B；
S3：将1.2～3.5份相容剂、0.5～2.1份增韧剂、树脂混合浆料A和树脂混合浆料B加入混匀机中加热熔融混合均匀后，得到复合胶粘剂，通过挤出式涂布机将所述复合胶粘剂涂覆在无纺布基材上，控制涂布后的胶粘层厚度为5～30um；
S4：设置烘道温度65℃，辊压温度为80℃，辊压压力为20MPa，车速为5m/min，进行离型膜的覆膜加工操作，利用收卷装置进行收卷后，得到所述环保胶粘带。
实施例1
本实施例的环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，所述离型膜为无硅离型膜，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：25份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、3份芳香族聚碳酸酯树脂、0.2份氯丁橡胶改性玻璃纤维、0.8份填料、1.2份氧化石墨烯、1.2份聚乙烯接枝马来酸酐、1份聚乙烯蜡和0.5份丁基橡胶接枝马来酸酐。
按重量份数计，所述填料由3份硅酸钠和1.4份硼酸铝晶须组成。
所述阻燃型无纺布通过以下方法处理得到：按无纺布与无水乙醇1：10的质量比，将无纺布和无水乙醇加入至反应罐中，按无纺布和甲基苯基硅油1：5的质量比，将甲基苯基硅油滴加至上述反应罐中，在60℃的水浴锅中进行加热冷凝回流，搅拌10min，得到阻燃型无纺布。
所述无纺布选用的纤维原料为丙纶，纤维直径为8.3μm，纤度为2.7dtex。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为6um。
实施例2
本实施例的环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，所述离型膜为无硅离型膜，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：48份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、7份芳香族聚碳酸酯树脂、1.9份丁腈橡胶改性玻璃纤维、2.3份填料、2.2份氧化石墨烯、2.6份聚乙烯接枝羧酸、1.8份聚乙烯蜡和1.2份丁基橡胶接枝马来酸酐。
按重量份数计，所述填料由3份硅酸钠和1份纳米二硅化钼组成。
所述阻燃型无纺布通过以下方法处理得到：按无纺布与无水乙醇1：30的质量比，将无纺布和无水乙醇加入至反应罐中，按无纺布和甲基苯基硅油1：12的质量比，将甲基苯基硅油滴加至上述反应罐中，在70℃的水浴锅中进行加热冷凝回流，搅拌15min，得到阻燃型无纺布。
所述无纺布选用的纤维原料为涤纶，纤维直径为5.3μm，纤度为1.6dtex。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为15um。
实施例3
本实施例的环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，所述离型膜为无硅离型膜，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：70份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、10份芳香族聚碳酸酯树脂、3.5份丁苯橡胶改性玻璃纤维、5份填料、3份
氧化石墨烯、3.5份相容剂、4.5份聚乙烯蜡和2.1份丁基橡胶接枝马来酸酐。
所述相容剂由1.5份聚乙烯接枝马来酸酐和2份聚乙烯接枝羧酸组成。
按重量份数计，所述填料由12份硅酸钠和3.6份硼酸铝晶须组成。
所述阻燃型无纺布通过以下方法处理得到：按无纺布与无水乙醇1：40的质量比，将无纺布和无水乙醇加入至反应罐中，按无纺布和甲基苯基硅油1：21的质量比，将甲基苯基硅油滴加至上述反应罐中，在80℃的水浴锅中进行加热冷凝回流，搅拌30min，得到阻燃型无纺布。
所述无纺布选用的纤维原料为氯纶，纤维直径为2.5μm，纤度为1.0dtex。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为30um。
实施例4
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：38份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、6.5份芳香族聚碳酸酯树脂、3.4份橡胶改性玻璃纤维、2.5份填料、1.7份氧化石墨烯、3.1份相容剂、2.3份分散剂和1.4份增韧剂。
所述橡胶改性玻璃纤维由1.0份氯丁橡胶改性玻璃纤维和2.4份丁苯橡胶改性玻璃纤维组成。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为10um。
实施例5
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例2相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：63份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、4份芳香族聚碳酸酯树脂、1.8份橡胶改性玻璃纤维、4.2份填料、2.8份氧化石墨烯、1.9份相容剂、4.5份分散剂和1.6份增韧剂。
所述橡胶改性玻璃纤维由0.6份氯丁橡胶改性玻璃纤维和1.2份丁腈橡胶改性玻璃纤维组成。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为25um。
实施例6
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例2相似，其主要不同之处在于，按重量份数计，所述填料由6.5份硅酸钠和2.3份纳米二硅化钼组成。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为18um。
实施例7
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例3相似，其主要不同之处在于，按重量份数计，所述填料由5.6份硅酸钠和1.8份硼酸铝晶须组成。
所制得的环保胶粘带，胶粘层厚度为22um。
对比例1
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂不包含二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂。
对比例2
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂中的聚乙烯树脂未进行改性处理。
对比例3
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂未添加橡胶改性玻璃纤维。
对比例4
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂未添加填料。
对比例5
本实施例的环保胶粘带，其组成和制备方法与实施例1相似，其主要不同之处在于，所述复合胶粘剂未添加氧化石墨烯。
将实施例1～7和对比例1～5的环保胶粘带进行相关性能测试，其测试结果如表1所示：
表1
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种环保胶粘带，包括离型膜、基材及涂覆在基材和离型膜之间的复合胶粘剂，其特征在于，所述基材为阻燃型无纺布；所述复合胶粘剂由以下重量份数的原料组成：25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂、3～12份芳香族聚碳酸酯树脂、0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维、0.8～5份填料、1.2～3份氧化石墨烯、1.2～3.5份相容剂、1～5份分散剂和0.5～2.1份增韧剂；按重量份数计，所述填料由3～12份硅酸钠和1.4～3.6份硼酸铝晶须组成，或由3～12份硅酸钠和1～5份纳米二硅化钼组成。
2.如权利要求1所述的环保胶粘带，其特征在于，所述二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂通过以下步骤的方法制备得到：在85℃的反应釜中加入苯酚、甲醛和氨水，反应1.5h，减压蒸馏至55℃后，加入二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂，搅拌均匀后，依次采用苯酚和去离子水进行残液的清洗，得到二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂。
3.如权利要求2所述的环保胶粘带，其特征在于，按重量份数计，所述苯酚、甲醛、氨水、二苯基六聚甲基硅氧烷和聚乙烯树脂的比例为30：1.2：2.6：8：45。
4.如权利要求1所述的环保胶粘带，其特征在于，所述橡胶改性玻璃纤维为氯丁橡胶改性玻璃纤维、丁腈橡胶改性玻璃纤维或丁苯橡胶改性玻璃纤维中的至少一种。
5.如权利要求1所述的环保胶粘带，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐和/或聚乙烯接枝羧酸。
6.如权利要求1所述的环保胶粘带，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡。
7.如权利要求1所述的环保胶粘带，其特征在于，所述增韧剂为丁基橡胶接枝马来酸酐。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的环保胶粘带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将0.2～3.6份橡胶改性玻璃纤维添加至25～80份二苯基六聚甲基硅氧烷改性聚乙烯树脂中，混合后加热至熔融状态，并进行高速搅拌使其混合均匀，得到树脂混合浆料A；
S2：将1.2～3份氧化石墨烯和1～5份分散剂添加至3～12份芳香族聚碳酸酯树脂中，加热至熔融状态后，进行高速搅拌使其混合均匀，再加入0.8～5份填料，继续搅拌1h后，得到树脂混合浆料B；
S3：将1.2～3.5份相容剂、0.5～2.1份增韧剂、树脂混合浆料A和树脂混合浆料B加入混匀机中加热熔融混合均匀后，得到复合胶粘剂，通过挤出式涂布机将所述复合胶粘剂涂覆在无纺布基材上，控制涂布后的胶粘层厚度为5～30um；
S4：设置烘道温度65℃，辊压温度为80℃，辊压压力为20MPa，车速为5m/min，进行离型膜的覆膜加工操作，利用收卷装置进行收卷后，得到所述环保胶粘带。
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