一种高弹性丙烯酸泡棉、其制备方法及应用与流程

[0001]
本发明涉及减震胶带技术领域，具体涉及一种高弹性丙烯酸泡棉、其制备方法及应用。


背景技术：

[0002]
作为方便人们工作和生活的电子产品，随着科技的发展，品种越来越繁多，应用也越来越广泛。但是电子产品在使用过程中难以避免的会发生磕碰及跌落，这对电子产品的使用安全性能及使用寿命产生了极大的挑战。泡棉作为一种质轻、回弹好、厚度可设计的材料，在缓冲电子产品跌落及磕碰过程中所受外力，减少电子产品的受损，延长电子产品的使用寿命方面具有极大的应用优势，目前在很多电子产品里都有广泛的应用。目前除了已经众所周知的pe泡棉外，又同时出现了很多回弹性、耐冲击性更优异的的泡棉材料，如亚克力泡棉、pu泡棉等。然而，现有的泡棉密度较高、弹性不足，cn 111072847 a公布了一种聚丙烯酸酯、丙烯酸泡棉组合物、丙烯酸泡棉胶带及其制备方法和应用，通过对丙烯酸树脂的设计与发泡粒子混合涂布后得到一种应用于oled保护中的泡棉胶带，该专利中，产品具有较好的应用效果，但是应用较好的产品，泡棉体的密度相对较高，均大于0.65g/cm3，不能满足目前电子产品越来越轻薄化的发展趋势。


技术实现要素：

[0003]
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种密度更低的高弹性丙烯酸泡棉。
[0004]
本发明的目的之二在于提供一种高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
[0005]
.本发明的目的之三在于提供一种高弹性丙烯酸泡棉的应用，该高弹性丙烯酸泡棉用作单/双面缓冲减震胶带的减震抗冲击层，在保证单/双面缓冲减震胶带减震效果的同时，满足电子产品轻薄化的要求。
[0006]
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高弹性丙烯酸泡棉，包括如下重量份的原料：
[0007]
[0008]
所述丙烯酸类单体包括丙烯酸类软单体和丙烯酸类功能单体。
[0009]
本发明不含合成橡胶，在实验中发现合成橡胶中含有的苯乙烯、丙烯腈等刚性嵌段结构对高弹性丙烯酸泡棉的回弹性提升存在一定的限制性，尽管加入发泡微球，其弹性效果未见明显改善，而本发明采用天然橡胶后不仅没有阻碍高弹性丙烯酸泡棉的回弹性，而且更有利于提高高弹性丙烯酸泡棉的回弹性。该高弹性丙烯酸泡棉以丙烯酸类单体与天然橡胶共混反应，同时加入发泡微球发泡后协同作用，达到双重弹性效果，耐冲击性更好，且密度较低。
[0010]
优选的，所述天然橡胶为经塑炼后的天然橡胶，所述天然橡胶的重均分子量范围为100000-500000。
[0011]
采用上述技术方案，天然橡胶的重均分子量范围控制在100000-500000，既有利于降低高弹性丙烯酸泡棉的密度，更有利于提高高弹性丙烯酸泡棉的回弹性，避免了刚性嵌段结构限制泡棉的回弹性。更优选的，所述天然橡胶的重均分子量范围为100000-200000、200000-300000、300000-400000或400000-500000。所述天然橡胶可选自scr-wf或scr-l。
[0012]
优选的，所述丙烯酸类软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和丙烯酸乙酯中的至少一种，所述丙烯酸类功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和丙烯酸羟乙酯中的至少一种。
[0013]
采用上述技术方案，丙烯酸类软单体与丙烯酸类功能单体共同作用，提高高弹性丙烯酸泡棉的剥离力、初粘力、柔软性和附着力。
[0014]
更优选的，每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0015][0016]
采用上述技术方案，丙烯酸类软单体丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯与丙烯酸类功能单体甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸组成的丙烯酸类单体，提高高弹性丙烯酸泡棉的剥离力、初粘力、柔软性和附着力，另外，其与天然橡胶相容性更好，促进高弹性丙烯酸泡棉的回弹性提高，且制成的高弹性丙烯酸泡棉应用于胶带时与丙烯酸压敏胶的粘接性能更强。
[0017]
优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈；所述抗氧化剂为抗氧剂264、抗氧剂2246、抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。
[0018]
采用上述技术方案，促进丙烯酸类单体、天然橡胶和发泡微球共混反应，促进高弹性丙烯酸泡棉的回弹性提高；加入的抗氧剂以提高高弹性丙烯酸泡棉的抗氧化性能。
[0019]
优选的，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯三聚体、二苯甲烷二异氰酸酯多聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和六亚甲基二异氰酸酯多聚体中的至少一种。
[0020]
采用上述技术方案，不仅提高体系的固化速度，降低固化温度，同时对高弹性丙烯酸泡棉的热稳定性有促进作用。优选的，所述固化剂选自l-75、mdi-100、ht-100和blr-8086中的至少一种。
[0021]
优选的，所述发泡微球的膨胀温度为80-150℃，所述发泡微球在膨胀后的粒径为
20-120μm。
[0022]
选用在膨胀后的粒径为20-120μm的发泡微球，使高弹性丙烯酸泡棉的厚度更薄；更有选的，所述发泡微球选自msl-3030、f-36或f-36lv，有着很好的平整度与牢固度，有良好的回弹性，并可承受很大的压力，且发泡微球的密度小，重量轻。
[0023]
本发明的目的之二通过下述技术方案实现：上述的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0024]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为30-60℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0025]
在温度为50-90℃的条件下，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体和一定量的引发剂，反应3-6h后得到反应液；
[0026]
将所述反应液降温至30-50℃后，加入丙烯酸类软单体混合均匀，充入氮气除氧0.5-2h，接着升温至60-90℃后，加入剩余的引发剂反应2-4h，待粘度增大后继续反应0.3-1h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0027]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌0.5-1h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0028]
采用上述技术方案，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体促进天然橡胶与丙烯酸类功能单体的相容性和粘结性，为后续加入丙烯酸类软单体提供机会；一定量的引发剂是指占该制备方法中引发剂总用量的30wt％-40wt％，促进天然橡胶与丙烯酸类功能单体共混反应。
[0029]
优选的，所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯按重量比10-15:2混合而成，所述混合液的浓度为10wt％-40wt％，所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％。
[0030]
采用上述技术方案，有机溶剂采用甲苯和乙酸乙酯按特定重量比混合，用于溶解塑练后的天然橡胶，在30-60℃条件下更促进其溶解效率；所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％，以便于均匀分散膨胀后的发泡微球。
[0031]
本发明的目的之三通过下述技术方案实现：上述的高弹性丙烯酸泡棉的应用，所述高弹性丙烯酸泡棉用作单/双面缓冲减震胶带的减震抗冲击层。
[0032]
本发明的有益效果在于：本发明的高弹性丙烯酸泡棉，以丙烯酸类单体与天然橡胶共混反应，同时加入发泡微球发泡后协同作用，达到双重弹性效果，耐冲击性更好，且密度较低。
[0033]
本发明的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
[0034]
本发明的高弹性丙烯酸泡棉的应用，该高弹性丙烯酸泡棉用作单/双面缓冲减震胶带的减震抗冲击层，在保证单/双面缓冲减震胶带减震效果的同时，满足电子产品轻薄化的要求。
附图说明
[0035]
图1是本发明实施例5的结构示意图；
[0036]
图2是本发明实施例6的结构示意图；
[0037]
图3是本发明实施例7的结构示意图。
具体实施方式
[0038]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0039]
实施例1
[0040]
一种高弹性丙烯酸泡棉，包括如下重量份的原料：
[0041][0042][0043]
所述天然橡胶为经塑炼后的天然橡胶，所述天然橡胶的重均分子量范围为300000-400000。所述天然橡胶可选自scr-wf。
[0044]
每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0045][0046]
所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述抗氧化剂为抗氧剂264。
[0047]
所述固化剂选自l-75。
[0048]
所述发泡微球在膨胀后的粒径为70μm。所述发泡微球选自msl-3030。
[0049]
上述的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0050]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为45℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0051]
在温度为70℃的条件下，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体和一定量的引发剂，反应4h后得到反应液；
[0052]
将所述反应液降温至40℃后，加入丙烯酸类软单体混合均匀，充入氮气除氧1.2h，接着升温至75℃后，加入剩余的引发剂反应3h，待粘度增大后继续反应0.7h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0053]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌0.8h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0054]
所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯按重量比12:2混合而成，所述混合液的浓度为25wt％，所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％。一定量的引发剂是指占该制备方法中引发剂总用量的33wt％。
[0055]
实施例2
[0056]
一种高弹性丙烯酸泡棉，包括如下重量份的原料：
[0057][0058]
所述天然橡胶为经塑炼后的天然橡胶，所述天然橡胶的重均分子量范围为100000-200000。所述天然橡胶可选自scr-wf。
[0059]
每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0060][0061]
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比4:1混合而成。
[0062]
所述固化剂选自mdi-100。
[0063]
所述发泡微球在膨胀后的粒径为120μm。所述发泡微球选自f-36。
[0064]
上述的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0065]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为30℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0066]
在温度为50℃的条件下，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体和一定量的引发剂，反应6h后得到反应液；
[0067]
将所述反应液降温至30℃后，加入丙烯酸类软单体混合均匀，充入氮气除氧0.5h，接着升温至60℃后，加入剩余的引发剂反应4h，待粘度增大后继续反应1h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0068]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌0.5h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0069]
所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯按重量比10:2混合而成，所述混合液的浓度为10wt％，所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％。一定量的引发剂是指占该制备方法中引发剂总用量的30wt％。
[0070]
实施例3
[0071]
一种高弹性丙烯酸泡棉，包括如下重量份的原料：
[0072][0073]
所述天然橡胶为经塑炼后的天然橡胶，所述天然橡胶的重均分子量范围为400000-500000。所述天然橡胶可选自scr-wf。
[0074]
每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0075][0076]
所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述抗氧化剂为抗氧剂2246。
[0077]
所述固化剂选自l-75。
[0078]
所述发泡微球在膨胀后的粒径为20-120μm。所述发泡微球选自f-36lv。
[0079]
上述的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0080]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为60℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0081]
在温度为90℃的条件下，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体和一定量的引发剂，反应3h后得到反应液；
[0082]
将所述反应液降温至50℃后，加入丙烯酸类软单体混合均匀，充入氮气除氧2h，接着升温至90℃后，加入剩余的引发剂反应2h，待粘度增大后继续反应0.3h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0083]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌1h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0084]
所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯按重量比15:2混合而成，所述混合液的浓度为40wt％，所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％。一定量的引发剂是指占该制备方法中引发剂总用量的40wt％。
[0085]
实施例4
[0086]
一种高弹性丙烯酸泡棉，包括如下重量份的原料：
[0087][0088]
所述天然橡胶为经塑炼后的天然橡胶，所述天然橡胶的重均分子量范围为200000-300000。所述天然橡胶可选自scr-wf。
[0089]
每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0090][0091]
所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述抗氧化剂为抗氧剂264。
[0092]
所述固化剂选自blr-8086。
[0093]
所述发泡微球在膨胀后的粒径为20-120μm。所述发泡微球选自msl-3030。
[0094]
上述的高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0095]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为40℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0096]
在温度为70℃的条件下，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体和一定量的引发剂，反应5h后得到反应液；
[0097]
将所述反应液降温至35℃后，加入丙烯酸类软单体混合均匀，充入氮气除氧1h，接着升温至80℃后，加入剩余的引发剂反应3h，待粘度增大后继续反应0.5h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0098]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌0.6h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0099]
所述有机溶剂为甲苯和乙酸乙酯按重量比12:2混合而成，所述混合液的浓度为20wt％，所述丙烯酸泡棉基体液的固含量调至40wt％。一定量的引发剂是指占该制备方法中引发剂总用量的35wt％。
[0100]
实施例5
[0101]
如图1所示，一种高弹性丙烯酸泡棉层，包括离型膜以及复合于离型膜的减震抗冲击层，所述减震抗冲击层为实施例1的高弹性丙烯酸泡棉。
[0102]
实施例6
[0103]
如图2所示，一种单面缓冲减震胶带，包括依次复合的离型膜、丙烯酸压敏胶层以
及减震抗冲击层，所述所述减震抗冲击层为实施例1的高弹性丙烯酸泡棉。
[0104]
实施例7
[0105]
如图3所示，一种双面缓冲减震胶带，包括依次复合的第一离型膜、第一丙烯酸压敏胶层、减震抗冲击层、第二丙烯酸压敏胶层和第二离型膜，所述减震抗冲击层为实施例1的高弹性丙烯酸泡棉。
[0106]
对比例1
[0107]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0108]
所述天然橡胶替换为合成橡胶sis-1105。
[0109]
对比例2
[0110]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0111]
所述天然橡胶的重均分子量为550000。
[0112]
对比例3
[0113]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0114]
所述天然橡胶的重均分子量为50000。
[0115]
对比例4
[0116]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0117]
每份所述丙烯酸类单体包括如下重量份的原料：
[0118]
丙烯酸丁酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20份
[0119]
丙烯酸异辛酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6份
[0120]
丙烯酸
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8份。
[0121]
对比例5
[0122]
本对比例与实施例1的区别在于：
[0123]
高弹性丙烯酸泡棉的制备方法，包括如下步骤：
[0124]
向塑练后的天然橡胶中加入有机溶剂混合充分后，在温度为30-60℃的条件下溶解分散，得到混合液；
[0125]
在温度为50-90℃的条件下，充入氮气除氧0.5-2h，向所述混合液中加入丙烯酸类功能单体、丙烯酸类软单体和一定量的引发剂，反应3-6h后得到反应液；接着加入剩余的引发剂反应2-4h，然后加入抗氧化剂，降至常温得到丙烯酸泡棉基体液；
[0126]
将所述丙烯酸泡棉基体液调至一定比例的固含量后，加入发泡微球搅拌0.5-1h，再加入固化剂搅拌均匀、涂布、发泡、烘干，即得高弹性丙烯酸泡棉。
[0127]
实施例8
[0128]
取实例1-4和对比例1-5厚度均在120μm的高弹性丙烯酸泡棉，测试其密度、25％压缩荷重和50％压缩荷重，测试方法依照astm d3574进行测试，测试结果如下表1所示：
[0129] 泡棉厚度(μm)密度(g/cm3)25％压缩荷重(mpa)50％压缩荷重(mpa)实施例11200.490.220.53实施例21200.360.180.39实施例31200.540.250.62实施例41200.410.200.48对比例11200.680.480.79
对比例21200.350.360.68对比例31200.600.380.70对比例41200.580.300.56对比例51200.530.310.54
[0130]
由上表1可知，本发明的高弹性丙烯酸泡棉以丙烯酸类单体与天然橡胶共混反应，同时加入发泡微球发泡后协同作用，达到双重弹性效果，耐冲击性更好，且密度较低。与对比例1相比，实施例1的密度比对比例1的更低，更适合用于轻量化电子产品中，且实施例1的25％压缩荷重和50％压缩荷重均比对比例1的更低，说明了实施例1的高弹性丙烯酸泡棉的回弹性更好，加入天然橡胶对本申请的回弹性有较好的促进作用。与对比例2和对比例3相比，实施例1的密度和对比例3的密度偏高，但实施例1的25％压缩荷重和50％压缩荷重均比对比例2和对比例3的更低，更适于轻量化电子产品中，因此，控制天然橡胶的重均分子量范围在100000-500000，在本发明技术方案中取得的效果更显著。与对比例4和对比例5相比，实施例1的密度更低，且实施例1的25％压缩荷重和50％压缩荷重均比对比例4和对比例5的更低，说明了实施例1的回弹性能更好，控制丙烯酸类单体的成分以及在制备过程中的混合方法对丙烯酸泡棉的密度、回弹性能均有影响。
[0131]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。