一种微棱镜膜专用导热压敏胶的制备方法
技术领域
本发明属于反光膜技术领域，具体涉及一种棱镜膜专用导热压敏胶的制备方法。
背景技术
微棱镜型反光膜是一种多层结构的复合膜，通常棱镜膜贴合与铝板上制成各种规格大小的交通标识牌，主要应用在高速公路、等级公路、一线城市道路上的交通标志牌领域，属于反光材料中的高端产品。
近年来，随着我国交通领域不断完善发展，全国各地使用规模不断扩大，由于我国幅员辽阔，各地气候差异巨大，棱镜膜在年气温比较高的地区如海南省，经常会出现棱镜膜贴板后出现板面起拱起泡的问题，而在国内温带很少出现类似现象。经过分析，棱镜膜由多层结构组成，铝板与棱镜膜接触的压敏胶层之间的导热系数相差3个数量级，在热带地区，阳光热辐射比较严重，棱镜膜吸收大量的热不能很好传递给铝板，导致热量在棱镜膜上集聚，局部温度过高，会出现收缩，就会出现起拱，严重影响微棱镜反光材料在户外的使用。
压敏胶一般是丙烯酸型聚合物，这类物质导热系数极低约为0.12-0.2(W/(m.K)），铝的导热系数237(W/(m.K)），可以通过添加高导热的填料来提高复合材料整体的导热性能。其导热性能主要依赖于聚合物基体和填料之间的协同作用来实现。当填料比例相对较低时，填料被包覆在聚合物基体内，粒子之间不能接触，两相界面形成热阻，阻碍热量的传递，此时导热性能受制于聚合物基体的导热性能；随着填料含量的增加，导热粒子相互接触，在基体内部形成一定的网链结构—导热网链，热量可沿着导热网链传递，可显著提升复合材料的导热性能。
发明内容
为了克服微棱镜型反光膜导热不足的问题，本发明的目的在于提供一种用于棱镜膜的导热压敏胶的制备方法，从而提升材料的导热性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种微棱镜膜专用导热压敏胶的制备方法，包括如下步骤：
（1）复合粒子的加工：按质量份数配比：取100份200-1800目的铝粉、5-25份丙烯酸、5-25份带羟基官能团的丙烯酸单体、300-800份分散剂混合均匀成混合物料；取5-15份引发剂用50-100份稀释剂溶解稀释形成引发剂滴加液；
将上述混合物料加入搅拌式反应器中在60-100℃进行搅拌反应，同时向反应器中匀速滴加引发剂滴加液，控制滴加速度使其1-4小时滴加完毕，保持温度继续搅拌0.5-1小时；并将上述反应所得的悬浮液进行离心分离，烘干制得核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子；
（2）导热压敏胶的制备：取30-100份上述复合粒子、100份丙烯酸类压敏胶原胶，8-12份拜耳固化剂，5-8份乙酸乙酯，混合并高速搅拌均匀，搅拌速度控制为3000-3500转/秒，搅拌时间控制为10-30分钟，制得本产品。
作为本发明的优选实施例：步骤（1）中所述带羟基官能团的丙烯酸单体为：丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯的一种或几种。
作为本发明的优选实施例：步骤（1）中所述引发剂为：过硫酸铵、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯的一种或几种。
作为本发明的优选实施例：步骤（1）中所述分散剂为：二甲苯、异丙醇或无水乙醇的一种或几种。
作为本发明的优选实施例：步骤（1）中所述稀释剂为：乙酸乙酯、二甲苯或无水乙醇的一种或几种。
更进一步：步骤（1）中所述铝粉目数优选500-1000目。
更进一步：步骤（1）中搅拌式反应器所述反应温度优选80-95℃。
本发明原理是：
丙烯酸的羧基与铝粉表面的羟基结合形成C-O-Al键具有较强的结合力，使丙烯酸很好包裹在铝粉表面，通过自由基聚合反应，引入带羟基官能团，在铝粉表面形成一层带羟基的聚丙烯酸层的核壳结构。
铝粉表面这层带羟基聚丙烯酸存在，一方面可以使铝粉粒子与丙烯酸型压敏胶原胶很好相容混合，另一方面由于引入羟基官能团，可与拜耳固化剂中的异氰酸根发生交联反应进一步提高铝粉颗粒在压敏胶里界面的相容性，达到很好的分散效果。
在本系统中一定量分数的导热铝粉粒子掺杂于压敏胶里面，导热铝粉粒子相互接触，在基体内部形成一定的网链结构—即导热网链，热量可沿着导热网链传递，可显著提升复合压敏胶的导热性能。
经测试，本发明导热压敏胶的导热系数可达13-16 (W/(m.K)），相较于原有压敏胶导热系数0.12-1.18(W/(m.K)），明显提高两个数量级。
本发明的有益效果是：
(1)与现有简单掺杂技术相比，本发明利用自由基聚合的技术手段，在铝粉表面形成一层薄薄的聚丙烯酸层，得到一种核壳结构的铝粉-聚丙烯酸复合粒子。铝粉颗粒通过表面的这层聚丙烯酸膜，可以使其可以很好地分散丙烯酸型压敏胶内。
(2)易于合成，价格低廉，本发明合成方法是自由基反应来原位合成的，反应条件温和，无需额外苛刻的反应条件；所用原料都为价格低廉的常用原料。
(3)显著改善压敏胶膜层的导热性。铝粉掺入可以提高压敏胶的导热系数，降低压敏胶于铝板导热系数的差距，减少由于导热不均匀产生的棱镜膜收缩起拱的现象。
(4)显著提高压敏胶的附着力。单一的有机膜层在形成过程中由于内部应力的原因，导致其膜层具有明显的缺陷这些颗粒可以掺杂到所形成的前处理膜层中，一方面由于颗粒的掺杂消除了膜层的应力，减少了膜层的缺陷；另一方面可以显著提高膜层的粗糙度，增大压敏胶层与铝板的接触面积，提高其棱镜膜附着力性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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。
实施例1
本实施例涉及一种微棱镜膜专用导热压敏胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子的制备，各组分按质量份数计：取100份片状500目的铝粉（工业级）、5份丙烯酸（工业级）、3份丙烯酸羟乙酯（工业级）、5份甲基丙烯酸羟乙酯（工业级）、400份无水乙醇（工业级）混合均匀；
取8份过氧化二苯甲酰（工业级）用70份乙酸乙酯溶（工业级）解稀释形成引发剂滴加液；
将上述混合均匀的物料加入搅拌式反应器中于95℃进行反应，反应过程中匀速滴加引发剂滴加液并进行搅拌，2.5小时滴加完毕后保温继续搅拌45分钟；将所得的复合粒子悬浮液进行离心分离、烘干得到核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子；
（2）取40份上述制备的核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子、100份丙烯酸类压敏胶原胶，型号宝丽30B，12份拜耳L-75固化剂，5份乙酸乙酯（工业级），混合并高速搅拌均匀，搅拌速度控制为3200转/秒，搅拌时间为30分钟，制得导热压敏胶。
实施例2
本实施例涉及专用导热压敏胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）一种核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子的制备，各组分按质量分数计：取100份片状800目的铝粉、8份丙烯酸、12份甲基丙烯酸羟乙酯、500份异丙醇混合均匀后加入搅拌式反应器中于98℃反应；
取4份过氧化二苯甲酰、6份过氧化苯甲酸叔丁酯用88份二甲苯溶解稀释，在反应过程中匀速滴加进入搅拌式反应器，3小时滴加完毕后，保持温度继续搅拌50分钟；将所得的复合粒子悬浮液进行离心、分离，烘干得到核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子；
（2）导热压敏胶的制备，各组分按质量分数计：取60份上述复合粒子、100份丙烯酸类压敏胶原胶，型号宝丽30F，10份拜耳L-75固化剂，5份乙酸乙酯，混合并高速搅拌均匀，搅拌速度控制为3000转/秒，搅拌时间控制为20分钟，制得导热压敏胶。
实施例3
一种微棱镜膜专用导热压敏胶的制备方法，具体步骤如下：
（1）复合粒子的制备，各组分按质量分数计：取100份片状600目的铝粉、18份丙烯酸、6份丙烯酸羟丙酯、14份甲基丙烯酸羟丁酯、600份异丙醇混合均匀后加入搅拌式反应器中于80℃反应；
取12份过氧化二苯甲酰用98份乙酸乙酯溶解稀释，反应过程中匀速滴加进入反应器，3.5小时滴加完毕后，保持温度继续搅拌1小时；将所得的复合粒子悬浮液进行离心分离，烘干得到核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子；
（2）导热压敏胶制备，各组分按质量分数计：取80份上述核壳型铝粉-聚丙烯酸复合粒子、100份丙烯酸类压敏胶原胶，型号宝丽50B，9份拜耳L-75固化剂，7份乙酸乙酯，混合并高速搅拌均匀，搅拌速度控制为3500转/秒，搅拌时间控制为15分钟，制得导热压敏胶。
本发明中涉及的铝粉、丙烯酸、丙烯酸单体等都为工业级含量≥99%，涉及的溶剂都为工业级溶剂。
