一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带及其制备方法与流程

1.本技术涉及胶带的技术领域，更具体地说，它涉及一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带及其制备方法。


背景技术：

2.聚酰亚胺胶带,是以聚酰亚胺薄膜为基材，具有耐高低温、耐酸碱、耐溶剂、电气绝缘(h级)、防辐射等性能，因此广泛应用于电子线路板波峰焊锡遮蔽、保护金手指、高档电器绝缘、马达绝缘以及锂电池正负极耳固定等。一般地，基材的表面是光滑的，进而与粘胶剂结合压合后，连接不稳定，使得到的聚酰亚胺胶带容易脱落，同时目前的聚酰亚胺胶带耐温性差、容易老化等。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本技术提供一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带及其制备方法。
4.第一方面，本技术提供一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带，采用如下的技术方案：一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带，包括基层和连接所述基层至少一面的胶层，所述胶层由粘胶剂涂布于所述基层的表面固化形成，所述基层，由包括以下重量份原料制得：聚酰亚胺：50-80份填充改性剂：10-15份；所述填充改性剂由空心玻璃微珠、有机硅微球以及粘合剂以重量份之比3-5:6-9:1制得；所述粘胶剂，由包括以下重量份原料制得：环氧树脂：12-18份硅烷偶联剂：2-5份润湿剂：0.8-1.2份抗老化剂：0.1-0.3份纳米二氧化硅：0.5-0.8份环丙酮：3-8份辛酸亚锡：0.05-0.1份。
5.通过上述技术方案得到基层具有耐高温性、防老化性以及绝缘性，同时，能够使表面形成磨砂质感，便于与胶层连接；粘胶剂具有较好的耐高温性、耐老化性以及粘结性好，能够涂布于基层，固化形成的胶层具有耐高温性、耐老化性，进而得到聚酰亚胺胶带具有较好的耐高温性、防老化性、剥离强度、绝缘性等。
6.聚酰亚胺(简写为pi)指主链上含有酰亚胺环(-co-n-co-)的一类聚合物，具有耐高温、绝缘的优点，空心玻璃微珠具有质轻、绝缘、抗压强度高、分散性、流动性、稳定性好的优点，而有机硅微球，是一种多功能特种硅烷偶联剂树脂微球，具有三维交联网状的分子结
构，较好的耐热性能、分散性能、质轻、与基体树脂相容性好，而粘合剂是具有粘性的物质，通过与空心玻璃微珠、有机硅微球进行混合，使制得的填充改性剂具有一定的粘性，进而用于改性聚酰亚胺，使空心玻璃微珠、有机硅微球容易与聚酰亚胺进行融合，提高空心玻璃微珠、有机硅微球在基层中的稳定性，进而使得到的基层具有较好的耐高温性、绝缘性；由于有机硅微球和空心玻璃微珠质轻，进而与聚合物混合后，容易悬浮于聚合物材料的表面，使得基层表面具有磨砂的颗粒感。
7.环氧树脂是一种高分子聚合物，具有耐热性、电绝缘性、粘接性能、成本低等优点，通过加入硅烷偶联剂具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化、耐候性、粘接性等，进而通过加入硅烷偶联剂，该提高环氧树脂的耐高温性、耐老化性以及粘接性，使制得的粘胶剂聚有耐老化性、绝缘性、粘接性耐高温性等，进而提高胶层与基层连接稳定性。加入抗老化剂进一步提高胶层的抗老化性，加入润湿剂具有润湿作用，提高胶层容易与基层粘接稳定性，纳米二氧化硅具有填充作用，进而能够提高基层的抗老化性、强度以及耐化学性能，环己酮是一种有机化合物，作为溶剂能够起到稀释作用，提高胶层与基层的连接稳定性。
8.优选的，所述粘合剂由单烷氧基型钛酸酯、氨基硅烷、聚醚混合得到。
9.单烷氧基型钛酸酯是一种偶联剂，能够起到“架桥”的作用，使无机填料与聚合物的稳定连接，氨基硅烷是一种硅烷偶联剂，能够提高无机填料与聚合物的连接稳定性，同时也能够提高有机物与聚合物的连接稳定性，聚醚具有润滑性、粘合性、热稳定性、抗静电性、消泡等，加入聚醚，使得填充改性剂具有润湿性、热稳定性，同时减少能够减少基层原料产生泡沫的可能性，当通过单烷氧基型钛酸酯、氨基硅烷、聚醚混合得到的粘合剂用于空心玻璃微珠和有机硅微球的改性，能够提高空心玻璃微珠和有机硅微球在基层中的稳定性，同时该空心玻璃微珠与硅烷偶联剂微质轻是使得基层的表面具有磨砂效果，提高基层的摩擦力，进而提高基层与胶层的连接稳定性。
10.优选的，所述单烷氧基型钛酸酯、氨基硅烷、聚醚的重量份之比为1:2-5:4-7。
11.通过采用上述重量份之比，得到的粘合剂用于空心玻璃微珠和有机硅微球的改性，能够提高填充改性剂与聚合物的结合能力。
12.优选的，所述有机硅微球的粒径为1.0-5.0μm。
13.上述粒径范围有机硅微球能够使基层的表面具有较好的磨砂质感，提高基层表面的摩擦力，当粒径小于1.0μm时，在基层的表面摩擦力弱，进而与胶层的连接不够稳定；当粒径大于5.0μm时，使基层的表面过于粗糙，影响胶带的质感。
14.优选的，所述空心玻璃微珠的粒度为100-150目。
15.上述粒径范围有机硅微球能够使基层的表面具有较好的磨砂质感，提高基层表面的摩擦力，当粒度小于100目时，在基层的表面摩擦力弱，进而与胶层的连接不够稳定；当粒度大于150目时，使基层的表面过于粗糙，影响胶带的质感。
16.优选的，所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。
17.聚醚硅氧烷共聚物具有润湿的作用，能够使粘胶剂溶易与基层的表面结合，提高胶层与基层的连接稳定性。
18.优选的，所述硅烷偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷、巯基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。
19.γ-巯丙基三乙氧基硅烷、巯基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷均为硅烷
偶联剂具有粘接性，通过硅烷偶联剂与环氧树脂进行改性，使得到胶层具有较好的耐高温性、粘结性以及防老化性。
20.优选的，所述抗氧化剂由亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯组成。
21.亚磷酸酯属于辅助抗氧剂，具有抗氧化性，同时具有良好的色泽保护能力。硫代二丙酸双月桂酯与亚磷酸酯协同作用，进而能够提高胶层的抗氧化性，提高胶层的防老化性。
22.第二方面，本技术提供一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带的制备方法，采用如下的技术方案：一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带的制备方法，由包括以下步骤得到：基层的制备：以重量份之比为3-5:6-9:1称取空心玻璃微珠、有机硅微球、粘合剂，搅拌25-30min，得到混合物a，将混合物a加入至50-80重量份聚酰亚胺中，混合5-10min，挤出，压延成膜，得到基层；胶粘剂的制备:按照重量份剂，将12-18份环氧树脂、2-5份硅烷偶联剂以及0.05-0.1份辛酸亚锡，混合均匀，加热至90-110℃，反应1-2h，加入0.8-1.2份润湿剂、0.1-0.3份抗老化剂、0.5-0.8份纳米二氧化硅以及3-8份环丙酮，搅拌20-30min，得到胶粘剂；将胶粘剂涂布于基层表面，其中，涂布量为50-220g/m2,再进行固化，固化为50-75℃，得到防老化耐高温聚酰亚胺胶带。
23.通过上述方案的得到的防老化耐高温聚酰亚胺胶带具有较好耐老化性、耐高温性，且能够提高胶层与基层的连接稳定性，减少防老化耐高温聚酰亚胺胶出现开裂的可能性。
24.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用空心玻璃微珠、有机硅微球在粘合剂的辅助作用下，得到基层具有较好的绝缘、耐高温、防老化性等，同时使基层的表面具有摩砂质感，提高基层的表面摩擦力，再通过硅烷偶联剂改性环氧树脂，使得到的粘胶剂具有较好的粘接性、耐高温性、防老化性，当与基层压合后，能够提高胶层与基层的连接性，进而使得防老化耐高温聚酰亚胺胶带具有较好的防老化、耐高温、绝缘以及层结构稳定。
具体实施方式
25.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
26.部分材料的来源：聚酰亚胺(pi树脂)，生产厂家：美国rtp；有机硅微球，生产厂家：东莞市科迈新材料有限公司，型号：km-9000；氨基硅烷，生产厂家：广州市中杰化工科技有限公司，型号：kh550；聚醚，生产厂家：江苏省海安石油化工厂，型号：h-220；聚醚硅氧烷共聚物，生产厂家：广州昌彧化工有限公司，型号：cy-ts。实施例
27.实施例1一种防老化耐高温聚酰亚胺胶带，由以下步骤制得：基层的制备：称取3kg空心玻璃微珠、6kg有机硅微球、0.1kg单烷氧基型钛酸酯、0.3kg氨基硅烷、0.6kg聚醚，放入捏合机中进行搅拌30min，得到混合物a，将混合物a加入至65kg聚酰亚胺中，高速混合10min，再加
入设置为195℃挤出机中熔融挤出，通过压延机进行压延成膜，得到基层；胶粘剂的制备:将15kg环氧树脂、1kgγ-巯丙基三乙氧基硅烷、2kg巯基硅烷以及0.06kg辛酸亚锡，混合均匀，加热至110℃，反应2h，加入1kg润湿剂、0.1kg亚磷酸酯、0.1硫代二丙酸双月桂酯、0.7kg纳米二氧化硅以及5kg环丙酮，通过搅拌设备进行搅拌30min，得到胶粘剂；将胶粘剂涂布于基层表面，其中，涂布量为150g/m2,再进行固化，固化为75℃，得到防老化耐高温聚酰亚胺胶带。
28.实施例2-8实施例2-8与实施例1的不同之处在于：基层的原料用量不同，具体如表1所示；表1实施例1-8原料的用量(kg)
实施例9-13实施例9-13与实施例1的不同之处在于：胶层中的原料用量不同，具体如表2所示；
表2实施例9-13的原料用量(kg)对比例对比例1对比例1与实施例2的不同之处在于：填充改性剂等量替换成聚酰亚胺。
29.对比例2对比例2与实施例2的不同之处在于：填充改性剂等量替换成氮化硼。
30.对比例3对比例3与实施例2的不同之处在于：有机硅微球等量替换成空心玻璃微珠。
31.对比例4对比例4与实施例2的不同之处在于：空心微珠等量替换成有机硅微球。
32.对比例5对比例5与实施例2的不同之处在于：粘合剂等量替换成有机硅微球。
33.对比例6对比例6与实施例10的不同之处在于：润湿剂等量替换成环氧树脂。
34.对比例7对比例7与实施例10的不同之处在于：抗氧化剂等量替换成环氧树脂。
35.对比例8对比例8与实施例10的不同之处在于：硅烷偶联剂等量替换成环氧树脂。
36.性能检测试验对实施例1-13和对比例1-8得到聚酰亚胺胶带进行以下性能测试，具体如表3所示。
37.检测方法/试验方法1、剥离强度根据国家标准gb/t 2792-1998《压敏胶粘带180℃剥离强度试验方法》进行检测，具体如表3和表4所示。
38.2、高温持粘力参考根据国家标准gb/t 4851-2014《胶粘带持粘性的试验方法》进行检测高温持粘力，测试温度在100℃，采用胶带保持力试验机(型号：qjbc-45；生产厂家：上海倾技仪器仪表科技有限公司)，分别检测老化前和老化后的胶带(采用烘箱进行热氧老化，其中老化时间为72h，温度100℃)。
39.3、耐高温高湿老化参考根据国家标准gb/t 32368-2015《胶粘带耐高温高湿老化的试验方法》，将实验式样放置于70℃的烘箱中，七天后，将试样取出，并放在温度为23℃，湿度为55％的环境中2小时，观察试样的是否出现蜷缩、变形、气泡、开裂、胶层破坏以及基层脱落等现象，并记录。
40.表3实施例1-8和对比例1-5的实验数据
结合实施例1和对比例1并结合表3可以看出，实施例1的剥离强度、高温持粘力均比对比例1的好，同时对比例1在耐高温高湿老化测试下，出现蜷缩的现象，进而说明填充改性剂的加入，能够提高基层的耐高温性、防老化性等，同时能够使基层表面具有磨砂质感，提高基层表面与胶层的连接稳定性，进而提高防老化耐高温聚酰亚胺胶带层结构的剥离强度。
41.结合实施例2和对比例2并结合表2可以看出，实施例1的剥离强度、高温持粘力均比对比例2的好，说明氮化硼填充至基层中，只能提高基层的耐高温性，而对于基层与胶层的连接稳定性，并无作用。
42.结合实施例2和对比例3-5并结合表3可以看出，实施例1的剥离强度、高温持粘力均比对比例3-5的好，说明对比例3-5得到防老化耐高温聚酰亚胺胶带层中的胶层与基层连接不够稳定，进而说明对比例3-5中采用空心玻璃微珠、有机硅微球、粘合剂中的一种或其中两种结合得到基层表面摩擦力均比三种结合结合得到基层表面摩擦力差，进而使得基层与胶层连接不够稳定。
43.表4实施例9-13和对比例6-8的实验数据结合实施例10和对比例6-8并结合表4可以看出，实施例10的剥离强度、高温持粘力均比对比例6和对比例8的好，进而说明加入润湿剂，具有润湿作用，能够对基层表面起到润湿作用，使粘胶剂能够很好地与基层粘接，进而提高胶层与基层表面的连接稳定性，能够提高基层的耐高温性、防老化性等，对比例6中不加入不加入硅烷偶联剂，其剥离强度、高温持粘力等均明显下降，进而说明硅烷偶联剂能够提高胶粘剂的粘接性、耐高温性等均；同时对比例7和对比例8在耐高温高湿老化测试下，胶层与基层之间出现开裂，说明对比例7和对不例8的耐高温老化性差，进而进行老化后容易开裂。
44.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人
员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。