一种高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂的制备方法

本发明属于先进材料制备，更具体地说，本发明涉及一种高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂的制备方法。

背景技术：

1、胶黏剂在国民经济中占据非常重要的地位，但现有商用胶黏剂实施粘接以后，无法按照需要进行剥离(即按需剥离)，导致被粘接零部件因无法拆卸返修造成巨大的资源浪费，非常不利于粘接领域的长期可持续发展。通过在聚合物基体中引入离子载流子(如离子液体、深共晶溶剂等)，制备的离子导体胶黏剂可以在施加电压的情况下实现快速的电致按需剥离，但这种共混型离子导体胶黏剂中的离子载流子存在迁移、渗漏的问题，严重影响环境可靠性与服役寿命。通过离子液体单体聚合，制备的聚离子液体胶黏剂，虽然具有优异的环境可靠性与服役寿命，但现有聚离子液体胶黏剂无法实现粘接强度与离子电导率的协同调控，导致无法实现高粘接强度与快速的电致按需剥离；而且，现有的聚离子液体是通过胶膜的方式实施粘接，即先将离子液体单体聚合，再成膜，然后通过热压的方式完成粘接，粘接实施方式单一，实际应用非常受限。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂的制备方法，包括：将5wt％～95wt％离子液体软单体、5wt％～95wt％离子液体硬单体与0wt％～20wt％功能性单体混合均匀，在一定条件下预聚，得到具有一定分子量的聚离子液体预聚物；将聚离子液体预聚物与交联剂混合均匀，固化得到电致按需剥离胶黏剂。

3、优选的是，其中，所述离子液体软单体是指分子结构中含有可发生自由基聚合的碳碳双键，且聚合后的均聚物具有＜0℃的玻璃化转变温度的烯类单体；其中，可发生自由基聚合的碳碳双键，键合在阳离子上或键合在阴离子上；所述高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂中包括一种或多种离子液体软单体；离子液体软单体的结构通式包括：其中，“r1”为h原子或有机化学基团；“r2”为柔性链，包括烷基链、醚链、硅氧烷基链；“x⊕”为键合有机阳离子，包括：咪唑基阳离子([r1im]+，r1为h原子或有机化学基团)、季铵基阳离子([r1r2r3n]+，r1、r2、r3为h原子或有机化学基团)、季鏻基阳离子([r1r2r3p]+，r1、r2、r3为h原子或有机化学基团)、吡咯基阳离子([r1pyrr]+，r1为h原子或有机化学基团)、吡啶基阳离子([pyri]+)、哌啶基阳离子([r1pipe]+，r1为h原子或有机化学基团)、噻唑基阳离子([thia]+)；为游离阴离子，包括：scn-、cf3so3-、cf3coo-、ch3coo-、bf4-、pf6-、cf3cf2so3-、(cf3so2)2n-、(cf3cf2so2)2n-、(cn)2n-、(fso2)2n-、[c(so2cf3)3]-、[(so2c4f9)n]22-、cl-、br-、i-、no3-；咪唑基阳离子[r1im]+、季铵基阳离子[r1r2r3n]+、季鏻基阳离子[r1r2r3p]+、吡啶基阳离[r1pyrr]+、吡啶基阳离子[pyri]+、哌啶基阳离子[r1pipe]+、噻唑基阳离子[thia]+的结构式依次为：

4、离子液体软单体的结构通式中的为游离阴离子，包括：scn-、cf3so3-、cf3coo-、ch3coo-、bf4-、pf6-、cf3cf2so3-、(cf3so2)2n-、(cf3cf2so2)2n-、(cn)2n-、(fso2)2n-、[c(so2cf3)3]-、[(so2c4f9)n]22-、cl-、br-、i-、no3-；

5、离子液体软单体的结构通式中的为键合有机阴离子，包括：—so3-、—so2-、—po32-、—(cf3so2)n-、—coo-；

6、离子液体软单体的结构通式中的为游离有机阳离子，包括：咪唑阳离子([r1r2im]+，r1、r2为h原子或有机化学基团)、季铵阳离子([r1r2r3r4n]+，r1、r2、r3、r4为h原子或有机化学基团)、季膦阳离子([r1r2r3r4p]+，r1、r2、r3、r4为h原子或有机化学基团)、吡咯阳离子([r1r2pyrr]+，r1、r2为h原子或有机化学基团)、吡啶阳离子([r1pyri]+，r1为h原子或有机化学基团)、哌啶类阳离子([r1r2pipe]+，r1、r2为h原子或有机化学基团)、噻唑阳离子([r1thia]+，r1为h原子或有机化学基团)；咪唑阳离子[r1r2im]+、季铵阳离子[r1r2r3r4n]+、季膦阳离子[r1r2r3r4p]+、吡咯阳离子[r1r2pyrr]+、吡啶阳离子[r1pyri]+、哌啶类阳离子([r1r2pipe]+、噻唑阳离子([r1thia]+的结构式依次为：

7、优选的是，其中，所述离子液体硬单体是指分子结构中含有可发生自由基聚合的碳碳双键，且聚合后的均聚物具有>0℃的玻璃化转变温度的烯类单体；其中的可发生自由基聚合的碳碳双键，键合在阳离子上或键合在阴离子上；所述高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂中包括一种或多种离子液体硬单体；离子液体硬单体的结构通式包括：其中，结构通式中的“r1”为h原子或有机化学基团；“r4”为刚性有机化学基团，包括苯基、苄基；“p⊕”为键合有机阳离子，包括[r1im]+(r1为h原子或有机化学基团)、[r1r2r3n]+(r1、r2、r3为h原子或有机化学基团)、[r1r2r3p]+(r1、r2、r3为h原子或有机化学基团)、[r1pyrr]+(r1为h原子或有机化学基团)、[r1pipe]+(r1为h原子或有机化学基团)、[pyri]+、[thia]+；为游离阴离子，比较常见的有：scn-、cf3so3-、cf3coo-、ch3coo-、bf4-、pf6-、cf3cf2so3-、(cf3so2)2n-、(cf3cf2so2)2n-、(cn)2n-、(fso2)2n-、[c(so2cf3)3]-、[(so2c4f9)n]22-、cl-、br-、i-、no3-等；为键合有机阴离子，包括：—so3-、—so2-、—po32-、—(cf3so2)n-、—coo-；为游离有机阳离子，包括：[r1r2im]+(r1、r2为h原子或有机化学基团)、[r1r2r3r4n]+(r1、r2、r3、r4为h原子或有机化学基团)、[r1r2r3r4p]+(r1、r2、r3、r4为h原子或有机化学基团)、[r1r2pyrr]+(r1、r2为h原子或有机化学基团)、[r1pyri]+(r1为h原子或有机化学基团)、[r1r2pipe]+(r1、r2为h原子或有机化学基团)、[r1thia]+(r1为h原子或有机化学基团)。

8、优选的是，其中，所述功能性单体是指含有异氰酸酯基、环氧基、羟基、醛基、羧基、氨基、磺酸基、酰胺基的烯类单体，包括丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、异氰酸酯丙烯酸乙酯、异氰酸酯丙烯酸丙酯、异氰酸酯丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、数均分子量<2000g·mol-1的聚乙二醇丙烯酸酯、数均分子量<2000g·mol-1的聚乙二醇甲基丙烯酸酯。

9、优选的是，其中，在一定条件下预聚是指在自由基引发剂的作用下，将离子液体软单体、离子液体硬单体与功能性单体进行聚合，得到聚离子液体预聚物的过程；预聚所采用的引发方式包括热引发、光引发；聚合方式为溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合中的任何一种。

10、优选的是，其中，所述聚离子液体预聚物的分子量为500g/mol～20000g/mol。

11、优选的是，其中，所述交联剂为在一定条件下与功能性单体中的活性基团发生化学反应，形成三维网状结构的小分子或聚合物；通过选择功能性单体与交联剂，其固化方式可以实现常温常湿固化或加热固化，如选择含异氰酸酯基的丙烯酸酯为功能性单体，以空气中的湿气为交联剂；选择含环氧基的丙烯酸酯为功能性单体，以多胺类化合物为交联剂；选择含氨基丙烯酸酯为功能性单体，以环氧基封端的聚乙二醇为交联剂。

12、优选的是，其中，高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂固化后的离子电导率为10-6s/m～10-2s/m，粘接强度>1mpa。

13、优选的是，其中，所述高环境可靠性电致按需剥离胶黏剂的原料还包括添加剂，所述添加剂包括防老剂、稳定剂、增粘剂、促进剂、消泡剂、偶联剂、导热剂、填充剂、着色剂、补强剂、触变剂、阻燃剂中的一种或多种，添加剂的含量为0wt％～70wt％。

14、优选的是，其中，所述电致按需剥离是指聚离子液体胶黏剂实施粘接后，通过在粘接基材两端施加直流或交流电压，聚离子液体胶黏剂的粘接强度在较短时间内发生大幅度衰减，衰减比例>60％，从而比较容易地实现粘接体系的按需剥离拆卸；其中施加电压如果是直流电压，大小为1v～1000v，通电时间1～10min；如果施加电压为交流电压，大小为1v～1000v，频率大于50hz，通电时间为1min～10min。

15、本发明至少包括以下有益效果：本发明制备的聚离子液体胶黏剂可在比较温和的条件下完成固化，且固化后粘接体系的粘接强度具有较好的环境可靠性，解决了传统共混型离子导体电致按需剥离胶黏剂环境可靠性差的问题；本发明的聚离子液体胶黏剂同时具有较高的离子电导率与粘接强度，解决了传统聚离子液体机械性能与离子传输性能无法兼顾的问题；本发明的聚离子液体胶黏剂实施粘接后，通过在被粘接基材两端施加电压，可较容易地实现粘接体系的按需剥离拆卸，进而实现粘接零部件的回收再使用；该发明制备方法简单、有效，具有广阔的应用前景。

16、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。