本發(fā)明屬于導電壓敏膠材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

壓敏膠是一種自膠黏物質(zhì)，只主要施加輕度壓力，就可以與被粘物粘合牢固的膠粘劑。壓敏膠在兩物體表面之間形成的粘結(jié)力主要是范德華力，因此，粘結(jié)面形成后，粘結(jié)表面的結(jié)構(gòu)不會被破壞，且壓敏膠具有初粘性和持粘性，可在無污染的情況下反復使用，剝離后對被粘表面無污染等特點。壓敏膠對壓力敏感，不需要加熱，不需要容易，也不需要較大的壓力，使用和去除都十分方便，在醫(yī)療、塑料薄膜、織物、紙張和金屬箔上都有很好的應(yīng)用。

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，電子元器件向小型化、微型化的迅速發(fā)展，導電壓敏膠越來越受到市場的需要，且導電壓敏膠除了具有導電和粘結(jié)性能之外，還對溫度要求不高，可在較低和較高溫度下固化，可以傳遞應(yīng)力，可避免鉚接的應(yīng)力集中及電磁訊號的損失、泄露等，且不需要特殊的設(shè)備。

中國專利cn103865423b公開的一種高性能導電壓敏膠帶的兩步制備法，加導電壓敏膠帶包括下層導電碳漿層和上層壓敏膠層，其中，導電碳漿由聚丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂或者環(huán)氧樹脂高聚物樹脂、導電碳粉、有機溶劑、助劑和固化劑構(gòu)成，壓敏膠層由聚丙烯酸樹脂、導電碳粉、有機溶劑、流平劑和固化劑構(gòu)成。該導電壓敏膠帶利用相容性較好的樹脂作為導電碳漿和壓敏膠層的原料之一，解決兩者相互滲透性差的問題和粘結(jié)問題。中國專利cn103146324b公開的一種粘結(jié)不銹鋼和鋁合金的導電壓敏膠及制備和使用方法，該導電壓敏膠的材料為聚丙烯酸酯、導電材料、kh570和丁酮溶劑，導電材料是在導電炭黑的表面鍍銀制備而成，利用導電壓敏膠粘結(jié)不銹鋼，易修復性好，不易出現(xiàn)電偶腐蝕加速等情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法，將水性聚氨酯聚苯胺復合微球和納米石墨片作為納米材料加入到聚丙烯酸酯和硅橡膠中，制備得到高彈高導的壓敏膠，還具有很好的粘合力和較低的剝離強度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，所述納米材料為納米聚合物微球和納米石墨材料，所述納米聚合物微球為水性聚氨酯聚苯胺復合微球，所述納米石墨材料為納米石墨微片，所述基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中還包括聚丙烯酸酯和硅橡膠。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠還包括交聯(lián)劑和溶劑，所述交聯(lián)劑為氮丙啶和聚碳化二亞胺，所述溶劑為丁酮。

本發(fā)明還提供一種基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯加入到丁酮中，加熱攪拌均勻，再加入偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)0.5-1h，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯；

(2)將納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入步驟(1)制備的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，加熱的溫度為80-90℃。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，水性聚氨酯聚苯胺復合微球中聚氨酯和聚苯胺的質(zhì)量比為4-7:1-3。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，交聯(lián)劑為質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為5-10％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，納米石墨微片的厚度為50-80nm，直徑為1.5-2μm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為10-15％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(2)中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠的質(zhì)量比為2-4:1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明制備的基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中含有納米石墨片，納米石墨片與聚丙烯酸酯和硅橡膠形成氫鍵，納米石墨片之間形成良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻礙了聚合物棘突分子間的運動，提高和內(nèi)部粘度，有利于提高導電能力和內(nèi)部粘合力，降低了界面粘合力，更有利于剝離。

(2)本發(fā)明制備的基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中含有水性聚氨酯聚苯胺復合微球，水性聚氨酯聚苯胺復合微球由水性聚氨酯和聚苯胺構(gòu)成，將聚合物制備成微球狀可提高聚合物的彈性，而且將水性聚氨酯與聚苯胺相結(jié)合制備的微球?qū)щ娦院?，將微球加入到聚丙烯酸酯中，利用交?lián)劑將水性聚氨酯與聚丙烯酸酯交聯(lián)，而且納米微球表面很容易與聚丙烯酸酯和硅橡膠發(fā)生物理化學作用，形成范德華力和化學鍵，將聚丙烯酸酯、硅橡膠與微球緊密結(jié)合，在提高壓敏膠導電性的同時，進一步提高彈性。

(3)本發(fā)明制備的基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中將導電的片狀納米材料和球狀納米材料加入到聚丙烯酸酯和硅橡膠，在壓敏膠中形成網(wǎng)絡(luò)狀和彈性層，在提高壓敏膠導電性的同時，提高壓敏膠的彈性和內(nèi)部粘合力，提高壓敏膠的應(yīng)力分布，使制備的壓敏膠粘結(jié)力好，剝離性好，壓敏導電性更加敏感，提高導電壓敏膠的適用領(lǐng)域。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1：

(1)按質(zhì)量份計，將70份的丙烯酸丁酯和20份的丙烯酸甲酯加入到50份的丁酮中，在80℃加熱攪拌均勻，再加入0.5份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)0.5h，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為5％。

(2)將厚度為50nm，直徑為1.5μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為2:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為10％。

實施例2：

(1)按質(zhì)量份計，將80份的丙烯酸丁酯和30份的丙烯酸甲酯加入到60份的丁酮中，在90℃加熱攪拌均勻，再加入1份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)1h，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為10％。

(2)將厚度為80nm，直徑為2μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為4:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為15％。

實施例3：

(1)按質(zhì)量份計，將75份的丙烯酸丁酯和25份的丙烯酸甲酯加入到55份的丁酮中，在85℃加熱攪拌均勻，再加入0.6份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)0.5h，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為6％。

(2)將厚度為60nm，直徑為1.8μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為3:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為13％。

實施例4：

(1)按質(zhì)量份計，將73份的丙烯酸丁酯和27份的丙烯酸甲酯加入到53份的丁酮中，在87℃加熱攪拌均勻，再加入0.7份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)40min，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為7％。

(2)將厚度為60nm，直徑為1.9μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為2.5:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為13％。

實施例5：

(1)按質(zhì)量份計，將72份的丙烯酸丁酯和24份的丙烯酸甲酯加入到58份的丁酮中，在87℃加熱攪拌均勻，再加入0.9份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)50min，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為7％。

(2)將厚度為75nm，直徑為1.6μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為3.5:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為14％。

實施例6：

(1)按質(zhì)量份計，將77份的丙烯酸丁酯和28份的丙烯酸甲酯加入到54份的丁酮中，在88℃加熱攪拌均勻，再加入0.6份的偶氮二異丁腈，攪拌反應(yīng)50min，加入水性聚氨酯聚苯胺復合微球和質(zhì)量比為1:1的氮丙啶和聚碳化二亞胺交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌至無色透明粘稠液體，得到含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯，其中，含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯中水性聚氨酯聚苯胺復合微球的質(zhì)量分數(shù)為7％。

(2)將厚度為70nm，直徑為1.9μm的納米石墨微片加入丁酮攪拌均勻，再加入質(zhì)量比為3:1的含水性聚氨酯聚苯胺復合微球的聚丙烯酸酯和硅橡膠，攪拌均勻，室溫下固化得到基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠，其中，基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠中納米石墨微片的質(zhì)量分數(shù)為15％。

將實施例1-6制備的基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠分布屠宰

聚酰亞胺薄膜上，然后黏貼在冷軋鋼板上，測試180°剝離強度和剪切強度，

并測量壓敏膠的電阻和彈性模量，經(jīng)檢測結(jié)果如下所示：

由上表可見，本發(fā)明制備的基于納米材料的高彈高導聚丙烯酸酯壓敏膠與不添加納米材料的聚丙烯酸酯壓敏膠相比導電性能優(yōu)異，剝離強度降低，彈性模量提高，更有利于粘結(jié)和玻璃，且壓敏性能好。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。