耐高温低剥离力有机硅压敏胶带的研制

朱东海 彭晓伟 刘洪乐 张晖(四川东材科技集团股份有限公司，四川 绵阳 621000)

0 引言

随着通讯电子、家电产品精致轻薄的发展趋势，内部各零部件也随之转型，例如PCB板厚度已经降至0.2mm，柔性FPC也低至0.1mm，这些连接件在进行焊接、热压过程中，需要用的耐高温低剥离力(100～200gf/25mm)压敏胶带进行表面保护。

低剥离力压敏胶胶系主要有：亚克力、有机硅、聚氨酯[1]。如表1所示，这三款基础型压敏胶各自具备不同的优势，综合性能最好的有机硅压敏胶虽然耐温性能胜出，但依然没法避免低分子析出而污染被贴物表面的现象。

表1 低剥离力压敏胶胶系

有机硅压敏胶也分加成型、缩合型两大类，常见的低剥离力有机硅压敏胶采用的是Pt的络合物［例如铂(0)-1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷］催化的加成型有机硅[2]。受合成工艺、反应机理限制，成本居高不下[3]。

表2 有机硅压敏胶系

由表2可见，缩合型低剥离力有机硅压敏胶以优异的耐高温性、低成本，以及优异的抗低分子物析出特性，受到胶粘带行业的重点关注。

1 实验部分

1.1 原材料

乙烯基硅橡胶(乙烯基含量0.08、0.16、0.24、0.35%)、八甲基环四硅氧烷(D4)、α,ω-二羟基聚硅氧烷、二丁基二月桂酸锡、甲基乙烯基MQ树脂(ViMQ)、二甲苯、庚烷、石油醚、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化双(4-甲基苯甲酰)(PMBP)。

试验仪器：电脑式剥离力试验机、斜面滚球法初粘性测试仪。

1.2 合成有机硅压敏胶

按比例用二甲苯将ViMQ树脂充分溶解，再与D4、α,ω-二羟基聚硅氧烷、庚烷、石油醚充分混合，升温至90～120℃，缓慢滴加二丁基二月桂酸锡的甲苯溶液，保温4h后，让树脂冷却至常温。制得的压敏胶呈微黄透明状粘稠液体，固含量

60%±2%。

1.3 低剥离力有机硅压敏胶带制备

取不同乙烯基含量的硅橡胶分别用二甲苯进行溶解，制成30%固含量的溶液。用二甲苯将BPO、PMBP充分溶解，再与胶水、硅橡胶溶液混合均匀，经过搅拌、过滤、涂布、干燥、固化、收卷，制成低剥离有机硅压敏胶带。

1.4 性能测试

180°剥离强度：按GB/T 2792—2014，采用电脑式剥离试验机测试；初粘性：按GB/T 4852—2002，采用斜面滚球法初粘性测试仪测试。

耐温性：将胶带裁成25mm×200mm样条，贴于铜箔表面，将制备好的试样置于鼓风干燥箱内，240℃×30min后取出，冷却至常温后，撕开胶带观察钢板表面状况。

抗析出性：将胶带裁成25mm×200mm的样条，贴在玻璃表面，将制备好的试样置于在恒温恒湿箱中，85℃×85%RH×168h后取出，撕开胶带观察玻璃表面状况。

2 结果与讨论

2.1 ViMQ树脂含量对压敏胶带性能的影响

在不添加乙烯基硅橡胶的前提下，固定D4、α,ω-二羟基聚硅氧烷的用量(2:8)，调整ViMQ树脂的比例，测试以6051-0.025mm为基材的压敏胶带性能，结果见表3。

表3 ViMQ树脂含量对压敏胶带性能的影响

由表3可见，随着ViMQ添加量的增多，压敏胶带的初粘性呈下降趋势，180°剥离强度会随之增大，但是耐温性和抗析出性能出现了先升后降的现象。这是因为，随着ViMQ树脂含量的增多，与压敏胶的相容性变差，交联反应过程中，没有完全接枝到分子主链上，遇到高温后容易与被贴物(例如玻璃、铜箔)之间产生较强的范德华力，从而在胶带撕开后停留在被贴物表面，形成白雾、鬼影现象。

2.2 乙烯基硅橡胶的乙烯基含量对压敏胶带性能的影响

产品结构与2.1相同的条件下，观察不同的乙烯基含量对胶带性能的影响。

由表4可见，随着硅橡胶中乙烯基含量的增多，初粘性、180°剥离强度并不会发生太大变化，然而随着反应基团“C=C”的量的变化，胶层内部交联程度出现了明显的波动，只有在使用0.24%的硅橡胶时，才出现了耐温性和抗析出性的同步提升。

2.3 乙烯基硅橡胶添加量对压敏胶带性能的影响

产品结构与2.1相同的条件下，选择乙烯基含量0.24%的乙烯基硅橡胶，观察不同硅橡胶添加量对胶带性能的影响。

由表5可见，随着乙烯基硅橡胶添加量的递增，初粘性、180°剥离强度呈下降趋势。由于反应程度的变化，耐温性和抗析出性能均呈现出先升高后降低的趋势。

2.4 引发剂种类对压敏胶带性能的影响

产品结构与2.1相同，使用ViMQ树脂(质量比45%～60%)以及16份的乙烯基硅橡胶前提下，观察不同引发剂种类及添加量对胶带性能的影响。

由表6可见，随着引发剂添加量的增加，胶带的交联程度明显提升，体现在耐温性、抗析出性的同步上升。由于，BPO的引发效率是PMBP的两倍，所以在相同添加比例的情况下，由BPO引发交联的胶层耐温性、抗析出性更优。

表4 乙烯基硅橡胶的乙烯基含量对压敏胶带性能的影响

表5 乙烯基硅橡胶的添加量对压敏胶带性能的影响

表6 不同引发剂种类及添加量对压敏胶带性能的影响

3 结语

以ViMQ树脂(质量比45%～60%)、D4、α,ω-二羟基聚硅氧烷制备的有机硅压敏胶，添加乙烯基含量0.24%的乙烯基硅橡胶36份、BPO引发剂2.5份，最终制成的低剥离力有机硅压敏胶带的耐高温性能、抗析出性能最优。