一种高绝缘性丙烯酸胶带及其制备方法与流程

1.本发明属于胶带技术领域，具体涉及一种高绝缘性丙烯酸胶带及其制备方法。


背景技术：

2.胶带是由基材和胶黏剂两部分组成的物品，通过粘接能使两个或多个不相连的物体连接在一起。胶带按它的功效可分为高温胶带、双面胶带、绝缘胶带、特种胶带、压敏胶带、模切胶带，不同的功效适合不同的行业需求。
3.绝缘胶带是指电工使用的用于防止漏电，起绝缘作用的胶带，又称绝缘胶布，胶布带，由基带和压敏胶层组成。基带一般采用棉布、合成纤维织物和塑料薄膜等，胶层由橡胶加增黏树脂等配合剂制成，黏性好，绝缘性能优良，绝缘胶带具有良好的绝缘耐压、阻燃、耐候等特性，适用于电气的绝缘防护，但是传统的胶带中添加的物质之间相容性差且介电常数不高，导致绝缘性能不佳。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.本发明的目的是提供一种高绝缘性丙烯酸胶带及其制备方法，解决了胶带绝缘性能较低的问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述问题，本发明提供一种高绝缘性丙烯酸胶带，所述丙烯酸胶带由三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰共混反应后得到粘合剂，再涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成，所述氨基化钛酸钡与三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯发生反应交联，所述聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物与丙烯酸羟乙酯反应后，与氨基化钛酸钡发生交联。
8.为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
9.一种高绝缘性丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
10.(1)将钛酸钡纳米颗粒加入h2o2溶液中，经超声和加热回流处理后，通过离心收集颗粒物，用去离子水洗涤后真空干燥得到羟基化钛酸钡纳米粒子，将羟基化钛酸钡纳米粒子与烷氧基硅烷在乙醇中混合，经超声和加热回流处理后离心收集纳米颗粒并洗涤，真空干燥得到氨基化钛酸钡纳米粒子；
11.(2)在氮气保护下，称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
12.(3)称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂；
13.(4)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
14.优选的，所述步骤(1)中钛酸钡与h2o2溶液的质量比是2.5-3:10-12，超声频率为
20-25khz，超声时间为20-30min，羟基化处理的加热温度为90-120℃，羟基化处理的回流时间为2-6h，羟基化钛酸钡、烷氧基硅烷、乙醇的质量比是2-3:2-3:10-25，氨基化处理的加热温度为70-90℃，氨基化处理的时间为12-24h。
15.优选的，所述步骤(2)中异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是16-18:0.006-0.009:10-14:0.03-0.05:120-150。
16.优选的，所述步骤(2)中反应温度为40-55℃，反应时间为6-6.5h。
17.优选的，所述步骤(3)中三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是30-40:30-40:10-30:10-25:5-10。
18.优选的，所述步骤(3)中反应温度为60-70℃，反应时间为1-3h。
19.(三)与现有技术相比，本发明方法的有益效果是：
20.(1)本发明提供一种高绝缘性丙烯酸胶带及其制备方法，高绝缘性丙烯酸胶带由三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰共混反应后得到粘合剂，再涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制得；
21.(2)本发明提供一种高绝缘性丙烯酸胶带及其制备方法，丙烯酸胶带中氨基化钛酸钡的氨基与三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯的双键发生氮杂迈克尔加成反应，聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物的异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯的羟基反应后，可以与氨基化钛酸钡发生交联，丙烯酸胶带中的钛酸钡与三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯低聚物相容性好，钛酸钡的介电常数高，提高了丙烯酸胶带的绝缘性。
具体实施方式
22.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.一种高绝缘性丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
25.配比如下：钛酸钡与h2o2溶液的质量比是2.5:10，羟基化钛酸钡、烷氧基硅烷、乙醇的质量比是2:2:10，异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是16:0.006:10:0.03:120，三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是30:30:10:10:5。
26.(1)按比例将钛酸钡纳米颗粒加入h2o2溶液中，经超声和加热回流处理后，超声频率为20khz，超声时间为20min，羟基化处理的加热温度为90℃，羟基化处理的回流时间为2h，通过离心收集颗粒物，用去离子水洗涤后真空干燥，得到羟基化钛酸钡纳米粒子，按比例将羟基化钛酸钡纳米粒子与烷氧基硅烷在乙醇中混合，经超声和加热回流处理后离心收集纳米颗粒并洗涤数次，氨基化处理的加热温度为70℃，氨基化处理的时间为12h，超声频率为20khz，超声时间为20min，真空干燥得到氨基化钛酸钡纳米粒子；
27.(2)在氮气保护下，按比例称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器
中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应温度为40℃，反应时间为6h，得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
28.(3)按比例称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂，反应温度为60℃，反应时间为1h；
29.(4)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
30.实施例2
31.一种高绝缘性丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
32.配比如下：钛酸钡与h2o2溶液的质量比是2.6:10.5，羟基化钛酸钡、烷氧基硅烷、乙醇的质量比是2.2:2.2:12，异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是16.5:0.007:12:0.035:125，三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是34:33:14:16:6。
33.(1)按比例将钛酸钡纳米颗粒加入h2o2溶液中，经超声和加热回流处理后，超声频率为21khz，超声时间为21min，羟基化处理的加热温度为100℃，羟基化处理的回流时间为3h，通过离心收集颗粒物，用去离子水洗涤后真空干燥，得到羟基化钛酸钡纳米粒子，按比例将羟基化钛酸钡纳米粒子与烷氧基硅烷在乙醇中混合，经超声和加热回流处理后离心收集纳米颗粒并洗涤数次，氨基化处理的加热温度为75℃，氨基化处理的时间为13h，超声频率为21khz，超声时间为22min，真空干燥得到氨基化钛酸钡纳米粒子；
34.(2)在氮气保护下，按比例称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应温度为45℃，反应时间为6.1h，得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
35.(3)按比例称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂，反应温度为62℃，反应时间为1.5h；
36.(4)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
37.实施例3
38.一种高绝缘性丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
39.配比如下：钛酸钡与h2o2溶液的质量比是2.8:11.5，羟基化钛酸钡、烷氧基硅烷、乙醇的质量比是2.5:2.5:15，异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是17.5:0.008:13:0.04:140，三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是35:35:25:20:8。
40.(1)按比例将钛酸钡纳米颗粒加入h2o2溶液中，经超声和加热回流处理后，超声频率为22khz，超声时间为23min，羟基化处理的加热温度为110℃，羟基化处理的回流时间为3.5h，通过离心收集颗粒物，用去离子水洗涤后真空干燥，得到羟基化钛酸钡纳米粒子，按比例将羟基化钛酸钡纳米粒子与烷氧基硅烷在乙醇中混合，经超声和加热回流处理后离心收集纳米颗粒并洗涤数次，氨基化处理的加热温度为80℃，氨基化处理的时间为14h，超声频率为22khz，超声时间为23min，真空干燥得到氨基化钛酸钡纳米粒子；
41.(2)在氮气保护下，按比例称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应温度为50℃，反应时间为6.3h，得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
42.(3)按比例称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂，反应温度为65℃，反应时间为2h；
43.(4)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
44.实施例4
45.一种高绝缘性丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
46.配比如下：钛酸钡与h2o2溶液的质量比是3:12，羟基化钛酸钡、烷氧基硅烷、乙醇的质量比是3:3:25，异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是18:0.009:14:0.05:150，三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是40:40:30:25:10。
47.(1)按比例将钛酸钡纳米颗粒加入h2o2溶液中，经超声和加热回流处理后，超声频率为25khz，超声时间为30min，羟基化处理的加热温度为120℃，羟基化处理的回流时间为6h，通过离心收集颗粒物，用去离子水洗涤后真空干燥，得到羟基化钛酸钡纳米粒子，按比例将羟基化钛酸钡纳米粒子与烷氧基硅烷在乙醇中混合，经超声和加热回流处理后离心收集纳米颗粒并洗涤数次，氨基化处理的加热温度为90℃，氨基化处理的时间为24h，超声频率为25khz，超声时间为30min，真空干燥得到氨基化钛酸钡纳米粒子；
48.(2)在氮气保护下，按比例称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应温度为55℃，反应时间为6.5h，得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
49.(3)按比例称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、氨基化钛酸钡、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂，反应温度为70℃，反应时间为3h；
50.(4)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
51.对比例1
52.一种丙烯酸胶带的制备方法，包括以下步骤：
53.配比如下：异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液的质量比是16:0.006:10:0.03:120，三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰的质量比是30:30:10:5。
54.(1)在氮气保护下，按比例称取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡加入容器中，用蠕动泵在15min内向容器中加入聚乙二醇醚、三丁基锡化合物、丙酮溶液，反应温度为40℃，反应时间为6h，得到聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物；
55.(2)按比例称取三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇醚改性异佛尔酮二异氰酸酯低聚物、过氧化苯甲酰进行共混反应后得到粘合剂，反应温度为60℃，反应时间为1h；
56.(3)将粘合剂涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上制成丙烯酸胶带。
57.将实施例1-4和对比例1制备的丙烯酸胶带进行性能测试，测试指标以及相应测试条件如下：
58.常规粘着力的测试方法如下：测试温度为23
±
2℃，相对湿度为60-70％，将宽幅为20mm丙烯酸胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上，用2kg的压辊以10m/min的速度来回压3次，放置20min或24h，然后以300m/min的剥离速度和180
°
的剥离角度对丙烯酸胶带进行剥离，记录剥离力并计算平均值。常规保持力的测试方法如下：测试温度为23
±
2℃，相对湿度为60-70％，将丙烯酸胶带用轻微指压将胶条贴于清洁的铝板上，贴合面积为20mm
×
20mm，并用2kg的压辊以10m/min的速度来回压3次，放置20min，将铝板竖直，丙烯酸胶带的最下端挂上1kg的砝码，荷重1h，记录砝码的下落距离。常规粘着力与保持力的测试结果见表1。
59.表1
[0060][0061]
由表1的测试结果可以得出，实施例1-4的丙烯酸胶带的常规粘着力和常规保持力均高于对比例1，因为丙烯酸胶带中的钛酸钡与三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯相容性好，说明本发明的丙烯酸胶带的常规粘着力和常规保持力较高。
[0062]
将实施例及对比例的丙烯酸胶带材料进行检测，具体检测如下：电压为120v，恒压时间为120分钟，形成结束后将其煮洗并烘干，测量漏电流；将实施例及对比例的丙烯酸胶带材料浸入有机溶剂苯中10秒，取出后清理样品表面溶剂，再将其浸于80℃的万分之一的磷酸乙二醇溶液，电压为160v，恒压1分钟后取出，煮洗并在200℃下烘干，样品被膜后封装，测试其击穿电压ub，靠近击穿点周围测试实施例及对比例的丙烯酸胶带材料的厚度，至少测三点，精度至0.2μm，取其算术平均值为该试样厚度d，通过击穿强度公式，eb＝ub/d算出击穿强度eb；在室温25℃时，利用hp4278电桥，在1mhz，1.0v(ac)下测试实施例及对比例的丙烯酸胶带材料的介电性能；利用sf2512快速绝缘机，施加100v的dc额定电压10秒，测试实施例及对比例的丙烯酸胶带材料的绝缘电阻，测试结果如下表2所示：
[0063]
表2
[0064][0065]
由上表2可以得出，实施例1-4制备的丙烯酸胶带材料的漏电流和介电损耗比对比例1小，击穿强度和介电常数高于对比例1，说明本发明的丙烯酸胶带具有较佳的绝缘性能。因为丙烯酸胶带中的钛酸钡与三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯相容性好，且钛酸钡的介电常数高，提高了丙烯酸胶带的绝缘性。
[0066]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0067]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。