一种具有相变功能的压敏胶及其制备方法与流程

：本发明属于压敏胶领域，具体涉及一种具有相变功能的压敏胶及其制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、压敏胶(psa)是一种具有黏性的柔软聚合物材料，仅施加轻微压力就会立即黏附在被粘材料的表面上。最早的压敏胶是由天然橡胶和增粘树脂材料混合制备而成。而从上世纪70年代开始，低玻璃化温度的聚丙烯酸酯类被开发成粘性的压敏胶，其中聚丙烯酸酯压敏胶分为溶液和乳液型压敏胶。乳液型压敏胶因具有在高固含量下仍能保持较低粘度、涂膜成本较低，以及较高的环保性等优点被广泛应用在电子、航天航空以及医药等诸多领域。

2、丙烯酸酯压敏胶的性能主要取决于初粘、持粘和剥离强度三个指标。初粘指的是压敏胶在微小压力下与物体发生短暂接触时对物体表面的黏附，其主要由压敏胶快速润湿接触表面的能力决定；持粘是指压敏胶与被保护面完全浸润后对表面的黏着能力，其与压敏胶的内聚力相对应，内聚力大则持粘好；剥离强度是指一定长度和宽度的压敏胶保护膜从被保护面剥离时所需要的力，它反映压敏胶的粘接强度。一般而言，当温度较高时，压敏胶的持粘力会增加，但初粘力和剥离强度却会下降。因此压敏胶的性能会受环境条件的影响而发生改变。

3、现有的丙烯酸酯压敏胶被广泛应用于各领域中，发现其存在一些问题，具体如下。

4、1耐高温性差，普通压敏胶只能在室温下使用，限制了压敏胶产品的应用领域；

5、2容易老化，普通的压敏胶在使用过程中因环境条件的变化(温度、湿度、光照等)而发生老化现象；

6、3在潮湿环境下的粘贴效果较差，普通压敏胶在潮湿环境下无法与基材表面充分接触，继而导致无法产生分子间作用力，导致粘接失效；

7、4具有不可相变特性。一旦因应用环境变化造成压敏胶发生相变，其初粘力、持粘力、剥离力、tg等特性会发生改变，从而影响粘贴效果和使用寿命。

8、毕斯文的专利公布了一种耐高温压敏胶组合物(专利号cn112195004a)，通过研究交联剂的比例，增强压敏胶的交联结构特性，从而提高压敏胶耐高温的性能。纳琳威纳米科技(上海)有限公司公布一种耐黄变抗老化溶液型压敏胶及其制备和应用(专利号cn112831280a)，通过研究改性防老化助剂，提高压敏胶的抗老化性能。山东中烟工业有限责任公司公布一种可应用于潮湿环境下的压敏胶、制备方法及其应用(专利号cn115160950a)，通过研究疏水性的离子液体，提高压敏胶在潮湿环境的使用效果和寿命。

9、由于丙烯酸酯压敏胶被广泛应用在电子、航天航空以及医药等诸多领域，而应用场景中存在各种条件限制，比如高温、高湿度、温度变化等复杂的环境因素，普通的丙烯酸酯压敏胶会因应用环境因素的变化，导致发生压敏胶高分子结构破坏的相变现象，从而影响粘贴质量和使用寿命。而以上专利公布的现有技术方案均未解决压敏胶不可相变的技术难题，普通类型压敏胶在温度变化的领域应用仍然存在限制，如在电子领域的电池包覆、芯片粘接、太阳能光伏、医用贴剂等的应用。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对以上现有技术的不足之处，本发明提供一种具有相变功能的压敏胶及其制备方法。

2、本发明的第一个目的是提供一种具有相变功能的压敏胶。

3、本发明的一种具有相变功能的压敏胶是一种核壳结构的丙烯酸酯压敏胶，组分包括核层单体、壳层单体、壳层链转移剂、分散体、引发剂、相变材料。

4、所述的核层单体组成可以是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸一种或其组合物。具体地，核层单体包括0.1％～1％甲基丙烯酸甲酯和10％～45％甲基丙烯酸；更优的选择0.1％～0.5％甲基丙烯酸甲酯和20％～30％甲基丙烯酸。

5、所述的壳层单体为丙烯酸、丙烯酸异辛酯一种或其组合物。具体地，壳层单体包括0.5％～3％丙烯酸和15％～45％丙烯酸异辛酯。更优选择壳层单体包括0.5％～1.5％丙烯酸和25％～30％丙烯酸异辛酯。

6、所述的分散体包括乳化剂和水；具体地，包括40％～50％去离子水和0.4％～2％乳化剂，进一步的，乳化剂的占比为0.4％-1.2％，乳化剂可以是n-十二烷基二甲胺，对辛基苯酚聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钙盐。

7、所述的壳层链转移剂是硫醇，具体地，壳层链转移剂为0％～1％硫醇，更优的选择为0％～0.05％硫醇。

8、所述的引发剂为偶氮二异丁腈，占比为0.5％～1.5％；

9、相变材料为具有一定熔程、吸热可发生相变的物料，一般选择从石油中提取的短链烃类混合物。该类混合物以液滴形式完全充分地存在于核壳结构的缝隙中，当环境温度发生变化时，相变材料吸收环境热量，避免压敏胶高分子聚合物的内部结构因温度升高而被破坏，从而确保压敏胶初粘、持粘和剥离强度等特不发生改变。本发明方案中的相变材料可以是石蜡，白凡士林等，在一些实施例中选择液体石蜡，占比10％～30％，更优选择为15％～25％。

10、所述的相变材料和核层单体比例范围为1:0.5～1:4；进一步的，相变材料和壳层单体比例1:1～1:2。

11、所述的相变材料和壳层单体比例范围为1:0.5～1:4；进一步的，相变材料和壳层单体比例1:1～1:2。

12、在相变材料分别和核层单体、壳层单体特定的比例范围内，相变材料不影响核壳结构的形成，并且能够稳定的在核层的结构发挥吸收热量的作用。在实施例公布中，本发明的焓变温度＞90j/g，tg约38℃，即在环境温度变化时，本发明的相变压敏胶可以有效地吸收温度热量在90j/g以上，解决温度变化对压敏胶机械性能的影响问题。

13、进一步的，组分核层单体为20％～30％、壳层单体为20％～30％、壳层链转移剂为0％～1％、分散体为40％～60％、引发剂为0.5％～1.5％、相变材料为10％～30％。

14、具体的，本发明更优的方案可以如下：

15、丙烯酸异辛酯：25％～30％

16、丙烯酸：0.5％～1.5％

17、甲基丙烯酸为：20％～30％

18、甲基丙烯酸甲酯：0.1％～0.5％

19、引发剂：0.5％～1.5％

20、去离子水：40％～50％

21、乳化剂：0.4％～1.2％

22、硫醇：0％～0.05％

23、液体石蜡：15％～25％。

24、本发明第二个目的是提供一种具有相变功能压敏胶的制备方法

25、其制备工艺步骤为：

26、(1)将乳化剂和一定量的去离子水搅拌均匀后加入到四口瓶中，通入氮气，并在70℃～80℃水浴中继续分散10min～30min；在一些实施例中加热温度为75℃。

27、(2)向步骤(1)加入相变材料、核层单体搅拌分散10min～30min，温度45℃～65℃，在一些实施中的温度优选为55℃；

28、(3)步骤(2)结束后，加入约50％引发剂溶液进入种子聚合阶段，温度55℃～75℃，在一些实施例中选择温度为62℃；此时定为反应开始时间；

29、(4)反应开始55min后补加25％引发剂溶液，继续反应5min，温度55℃～75℃，在一些实施例中选择温度为62℃；

30、(5)向四口瓶中滴加预乳化的丙壳层单体，壳层单体需在2h～4h内全部滴完，剩余引发剂水溶液分三次补加，补加时间为反应时间为115min，175min和235min时，温度55℃～75℃，在一些实施例中选择温度为62℃；

31、(6)继续反应0.5h～2h后出料，乳液冷却至室温后用筛子进行过滤。

32、在应用方面上，本发明的具有相变功能的丙烯酸酯压敏胶可以单独应用在温度变化的复杂环境中，如电池使用、芯片粘结、太阳能光伏、医用贴剂等；本发明也可以涂布在pet等基材上，成为一种具有相变功能的胶带，从而应用在温度变化的复杂场景中，如电池包覆，从而吸收电池放电产生的热量等。

33、本发明有益效果：1本发明的丙烯酸酯压敏胶具有相变功能，解决压敏胶不可相变的特性问题，环境的温度变化不会改变压敏胶高分子聚合物的结构。

34、2本发明的相比材料可以稳定的存在核壳结构中，且不影响核壳结构的形成，稳定高效发挥相变吸收能量的作用，解决温度变化对压敏胶机械性能的影响问题。

35、3本发明具有应用广泛的特点。本发明相变功能的压敏胶可以满足在温度变化场景的应用需求，如在电池、芯片、太阳能光伏、医用贴剂等领域。