CN114836138A

CN114836138A - 超弹胶、制备方法以及应用

Info

Publication number: CN114836138A
Application number: CN202210313042.5A
Authority: CN
Inventors: 杨灿辉; 张平; 洪伟; 周伟裕; 何耘丰; 徐子怡
Original assignee: Southern University of Science and Technology
Current assignee: Southern University of Science and Technology
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2042-03-28
Also published as: WO2023184815A1; CN114836138B

Abstract

本申请属于超弹胶技术领域，尤其涉及一种超弹胶、制备方法以及应用。其中，本申请提供了一种超弹胶，包括弹性本体和在弹性本体表面形成的粘性膜层，弹性本体包括第一高分子，粘性膜层包括第二高分子，且第一高分子交联点之间的分子链长大于第二高分子交联点之间的分子链长，第一高分子的交联点数量高于第二高分子的交联点数量。本申请的超弹胶是一种迟滞低，且粘接强兼顾的胶带，有利于柔性电子器件电信号稳定，比现有的迟滞高、残余应变大的压敏胶(粘弹胶)更适应于疲劳工况，并且能改善柔性电子器件、折叠屏，由于粘弹胶引起的折痕、褶皱等失稳的不良现象。

Description

超弹胶、制备方法以及应用

技术领域

本申请属于超弹胶技术领域，尤其涉及一种超弹胶、制备方法以及应用。

背景技术

粘合剂，一种可以将材料通过表面粘在一起的物质。随着时代的进步，20世纪40年代见证了高分子基粘合剂的快速发展。高分子基粘合剂，有着优异的配方可调性，使得功能化各异的粘合剂产品快速发展，如柔性、韧性好的工程用粘合剂，快速固化粘接剂，耐高温高湿的粘合剂以及化学耐受的粘合剂等，向我们见证着“Adhesives touch our livesevery day”(“胶粘剂与我们息息相关”)。特别地，压敏胶，用很微小的力就能润湿贴合基材，它独特优异的粘接性能、高透明光学性能、高耐受性以及性能配方可调控性，使得它除了家用外，已经广泛的应用到日常不可缺少的显示屏、移动电话、柔性电子、柔性折叠屏等工业中。然而，柔性显示屏多变的层叠结构以及功能性需求带给压敏胶前所未有的挑战，其固有显著的粘弹性、大的残余应变，限制着它蓬勃发展。

在力学和材料两方面，同时具有优异的弹性和粘性很难并且是矛盾的。强粘接的粘合剂，一般在交联点间具有长链的高分子，这就意味着会有更多的高分子链缠结用于耗散更多的能量，在材料中表现出粘性占主导，也因此带来较大的迟滞和残余形变，即应变能以热的形式耗散导致。相反地，回弹性好的弹性体/胶，需要交联点多的短链高分子，具有很好的熵弹性，更少的耗散,在材料中表现出熵弹性占主导，但是其微弱的界面粘接使得它甚至都不能称之为“粘合剂”。近年来，为使压敏胶能更好的应用于柔性屏，科学家们也在基于足够的粘接能下，对其弹性恢复进行了优化。比如Back等人通过紫外光掩膜的方法，巧妙的遮住粘合剂部分位置的光源来调节胶带不同位置的交联密度，使得高交联密度的地方形成短链高分子弹性恢复好，低交联密度的地方形成长链高分子粘接性能好，以此在基于足够的粘接下有一定的弹性恢复。

Lee等人为了调节压敏胶的弹性回复能力，直接将长链苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯弹性体混合到压敏胶中，虽然该压敏胶的弹性恢复有了改善，但是所加入的碳骨架弹性体与压敏胶间的弱界面导致压敏胶的弹性恢复改善度有限，并且该苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的加入使得压敏胶变得不那么透明。

另外，科学家们通过化学的方法调整高分子基骨架，Lee等人调节柔性单体丙烯酸异辛酯和功能性单体丙烯酸的配比，来调节柔性中弹性恢复能力以及功能性粘接的比重,以期改善压敏胶回弹性带来的松弛与蠕变性能，使得它更好的应用到柔性屏。这些方法都向我们展示着折中平衡的力学行为，只能在牺牲粘接性能的基础上，才可以较弱地提高粘合剂的回弹性，大大地阻止做了柔性显示屏的发展。因此，开发出一种具有优异粘性和回弹性的柔性粘合剂行为是一项“关键”且急需的任务。

因此矛盾的存在，使得常用压敏胶都是粘性占主导，在加卸载时有较大的残余形变，松弛慢，不可恢复，这是不利于柔性电子稳定性，柔性电子集成层叠结构，以及折叠屏生产的。因此制作回弹性好并且具有强粘接的超弹胶急需且急切重要。

发明内容

针对现有技术本申请的目的在于提供一种超弹胶、制备方法以及应用，旨在解决现有粘合剂无法平衡弹性与粘性的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种超弹胶，包括弹性本体和在所述弹性本体表面形成的粘性膜层，其中，弹性本体包括第一高分子，粘性膜层包括第二高分子，且第一高分子交联点间的分子链长大于第二高分子交联点间的分子链长，第一高分子的交联点数高于第二高分子的交联点数。

本申请提供的超弹胶所含的弹性本体选择可拉伸、交联点高、分子链短的熵弹性高分子网络组成，而粘性膜层的表面选择柔软、交联点低、分子链长的粘性高分子网络粘弹性高分子构成，俩者之间的界面通过共价键以及拓扑结构强粘接住。通过弹性本体和粘性膜层的复配和协同作用，将弹性与粘性进行解耦，有效赋予超弹胶具有弹性与粘性平衡特性。而且使得本申请的超弹胶具有迟滞低，且粘接强，有利于柔性电子中电信号稳定，比现有的迟滞高，残余应变大的压敏胶更适应于疲劳工况，以及可以改善当代社会柔性电子集成中由于粘弹胶滞后性导致出现折痕、褶皱等失稳的不良现象。

本申请第二方面提供了一种超弹胶的制备方法，包括如下步骤：

配制形成粘性膜层的第一溶液和形成弹性本体的第二溶液；

将第一溶液进行预聚合处理，得到第三溶液；

将第二溶液进行成型处理，得到弹性本体；

将第二溶液在弹性本体的表面成膜处理，并干燥固化处理，在弹性本体的表面上形成粘性膜层，得到超弹胶。

本申请超弹胶的制备方法，通过调配弹性本体和粘性膜层的原材料的配比，配制形成粘性膜层的第一溶液和形成弹性本体的第二溶液，第一方面对第一溶液进行预聚合处理，可得到表面选择柔软、交联点低、分子链长的粘性高分子网络粘弹性第一高分子构成的粘性膜层，第二方面对第二溶液进行成型处理，可得到可拉伸、交联点高、分子链短的熵弹性第二高分子网络组成的弹性本体，将弹性本体浸入到所述第一溶液后进行干燥处理，粘性膜层和弹性本体之间的界面通过共价键以及拓扑结构可强粘接住。

本申请第三方面提供了一种超弹胶的应用，包括上述本申请实施例提供的超弹胶在折叠或弯曲材料中的应用。

正是由于上述本申请实施例提供的超弹胶，具有良好的回弹性，规避了传统粘弹性胶在折叠或弯曲中层与层之间不匹配的模量所归属的线弹性，粘弹性胶在弯折时产生的滑移致使粘弹性胶的滞后，层与层之间恢复不统一步调，最终在力释放后，在界面处产生褶皱的不良现象。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种弹性本体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种粘性膜层结构示意图；

图3为本发明实施例提供的弹性本体与粘性膜层连接示意图；

图4为本发明实施例提供的粘性膜层应力-应变关系图；

图5为本发明实施例提供的粘性膜层加卸载100％应变下的应力-应变关系图；

图6为本发明实施例提供的对图5的粘性膜层滞后统计图；

图7为本发明实施例提供的粘性膜层力-位移关系图；

图8为本发明实施例提供的弹性本体应力-应变关系图；

图9为本发明实施例提供的弹性本体加卸载100％应变下的应力-应变关系图；

图10为本发明实施例提供的对图9的弹性本体滞后统计图；

图11为本发明实施例提供的弹性本体力-位移关系图；

图12为本发明实施例提供的超弹胶应力-应变关系图；

图13为本发明实施例提供的超弹胶加卸载100％应变下的应力-应变关系图；

图14为本发明实施例提供的超弹胶力-位移关系图；

图15为本发明实施例提供的迟滞性能统计图；

图16为本发明实施例提供的粘接性能统计图；

图17为本发明实施例提供的超弹胶可见光下透明度的实验结果图；

图18为本发明实施例提供的循环弯折性能测试方法图；

图19为本发明实施例提供的叠层结构循环弯折性能测试结果图；

图20为本发明对比例提供的叠层结构循环弯折性能测试结果图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b，或c中得至少一项(个)”，或，“a,b，和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施条例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施条例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施条例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语第一、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施条例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供了一种超弹胶，包括弹性本体和在所述弹性本体表面形成的粘性膜层，且弹性本体的厚度大于粘性膜层的厚度，弹性本体包括第一高分子，粘性膜层包括第二高分子，且第一高分子的分子链链长大于第二高分子的分子链，第一高分子的交联点数高于第二高分子的交联点。

本申请实施例提供的超弹胶通过弹性本体和粘性膜层的复配和协同作用，将弹性与粘性进行解耦，有效地赋予超弹胶具有弹性和粘性平衡的特性，请参考图1所示，弹性本体包括第一高分子，弹性本体选择可拉伸、交联点高、分子链短的熵弹性第一高分子网络组成，请参考图2所示，粘性膜层包括第二高分子，而粘性膜层的表面选择柔软、交联点低、分子链长的粘性高分子网络粘弹性第二高分子构成，请参考图1和图2中所示，交联点表示高分子之间交叉连接点数，本申请实施例中的第一高分子的交联点高于第二高分子的交联点，表示第一高分子之间的交联点数量比第二高分子之间的交联点数量多。请参考图3所示，俩者之间的界面通过共价键以及拓扑结构强粘接住。本申请实施例的超弹胶是一种出迟滞低，且粘接强兼顾的胶带，有利于柔性电子器件电信号稳定，比现有的迟滞高，残余应变大的压敏胶更适应于疲劳工况，以及可以改善当代社会柔性电子集成中由于滞后导致出现折痕、褶皱等失稳的不良现象。

其中，本申请实施例超弹胶所含的弹性本体作为负载粘性膜层的基体，弹性本体的厚度大于粘性膜层的厚度，且相差至少一个数量级。示例性地，弹性本体的厚度为1个毫米，粘性膜层的厚度为50～200微米。在一些实施例中，形成弹性本体的原料包括第一单体、交联剂和第一引发剂，且第一单体、第一交联剂和第一引发剂的质量比为90～100：1～10：1～5。本申请实施例提供的第一单体、交联剂和第一引发剂在一定条件可以发生聚合反应，聚合后可以得到良好弹性的本体。

在一些实施例中，第一单体包括(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、烷氧基丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、有机硅改性(甲基)丙烯酸酯类中的至少一种。本申请实施例提供的第一单体包括碳链含4-7个碳原子且具有低玻璃化转变温度的软单体，可进一步控制其湿润度和粘性，以满足实际需求。

在一些实施例中，第一交联剂包括二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。本申请实施例提供的第一交联剂可以促使第一单体交联，进一步提高弹性本体的内聚力，且提高弹性本体的熵弹性。

在一些实施例中，第一引发剂包括Ⅰ类裂解型光引发剂或Ⅱ类夺氢型光引发剂。在一些实施例中，Ⅰ类裂解型光引发剂包括苯偶酰类、苯偶酰缩酮类、α-羟基酮类、酰基膦氧化物中的至少一种。在一些实施例中，Ⅱ类夺氢型光引发剂包括二苯甲酮，硫杂蒽酮，蒽醌，搭配引发助剂有机胺中的至少一种。本申请实施例提供的Ⅰ类裂解型光引发剂或Ⅱ类夺氢型光引发剂可促进上述本申请实施例的聚合。进一步的，有苯偶酰类包括DCP、BPO中的至少一种，苯偶酰缩酮类包括I-907、I-369中的至少一种，α-羟基酮类包括I-1173、I-184、I-2959中的至少一种，酰基膦氧化物包括I-819、TPO中的至少一种。

在一些实施例中，本申请实施例热敏胶中形成粘性膜层的粘合剂包括第二单体、次单体、功能性单体、交联剂和第二引发剂，且第二单体、次单体、功能性单体、第二交联剂和第二引发剂的质量比为50～90：10～50：1～10：0.01～1：0.01～1。本申请实施例提供的第二单体、次单体、功能性单体、交联剂和第二引发剂，在一定条件可以发生聚合反应，第二单体、次单体、功能性单体聚合可以得到粘性膜层，且通过控制第二交联剂的用量，提高粘性膜层的内聚能，利于粘接。

在一些实施例中，第二单体包括碳链含4～7个碳原子且具有低玻璃化转变温度的软单体，进一步的，该第二单体包括(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、烷氧基丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酸六氟丁酯，有机硅改性(甲基)丙烯酸酯类中的至少一种。该些第二单体可进一步控制其湿润度和粘性。

在一些实施例中，次单体包括苯乙烯、(甲基)丙烯酸异冰片酯中的至少一种，这种1-3个碳原子短碳链或具有环状烃、芳香烃的高玻璃化转变温度的硬单体。本申请实施例提供的次单体和第二单体协同作用，可进一步平衡超弹胶的湿润度和粘性。

在一些实施例中，功能性单体包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、N-乙烯基己内酰胺、二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。本申请实施例提供的功能性单体可进一步控制其附着性，以满足实际需求。

在一些实施例中，第二交联剂包括二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。本申请实施例提供的第二交联剂可以促使单体交联，进一步提高粘性膜层的内聚力，减少残胶量。

在一些实施例中，第二引发剂包括Ⅰ类裂解型光引发剂或Ⅱ类夺氢型光引发剂。在一些实施例中，Ⅰ类裂解型光引发剂包括苯偶酰类、苯偶酰缩酮类、α-羟基酮类、酰基膦氧化物中的至少一种。在一些实施例中，Ⅱ类夺氢型光引发剂包括二苯甲酮，硫杂蒽酮，蒽醌，搭配引发助剂有机胺中的至少一种。本申请实施例提供的Ⅰ类裂解型光引发剂或Ⅱ类夺氢型光引发剂可促进上述本申请实施例提供的第二单体、次单体、功能性单体聚合。

在一些实施例中，形成粘性膜层的粘合剂、形成弹性本体的原料还包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂，双三氟甲烷磺酰亚胺锂的含量可以是0.5～2M(mol/l)。本申请实施例提供的超弹胶选择性地加入导电离子盐，实现其导电柔性电子电极的应用，通过循环加载下，对比迟滞高，粘弹行为显著的导电弹性体P(BA-co-IBA)-0.1％，每圈外力释放后的超弹胶具有稳定的电阻值，基线信号保持在一个水平，并且有很快的平均响应时间10ms和平均恢复时间10ms。而P(BA-co-IBA)-0.1％，由于其大的粘弹性和残余应力，使得它的电阻信号一直在漂移,虽然有较快的平均响应时间10ms，但恢复时间慢了大概一个数量级82ms。需要说明的，单独弹性本体中添加双三氟甲烷磺酰亚胺锂可制备出超弹导电体，单独粘性膜层中添加双三氟甲烷磺酰亚胺锂，可制备出粘弹导电体，另外本申请实施例提供的超弹胶可同时包括超弹导电体和粘弹导电体的结构，且超弹导电体和粘弹导电体可应用于导电材料中。

在一些实施例中，还包括设置在粘性膜层表面的离型膜。本申请实施例提供的离型膜可以保护超弹胶，且方便超弹胶的运输。在使用过程中需要剥离型膜，通过粘性膜层粘贴在基体上。

在一些实施例中，超弹胶的粘结能为113～605J/m²。本申请实施例提供的超弹胶直接通过在加卸载下的磁滞大小来表征回弹性及粘弹性，用剥离粘接测试来表征粘接性，具有回弹性、4％低迟滞，并且可以坚固的粘接在各种工程基材表面，塑料的最高粘接能高达600J/m²。

本申请实施例第二方面提供了一种超弹胶的制备方法，包括如下步骤：

步骤10：配制形成粘性膜层的第一溶液和形成弹性本体的第二溶液；

步骤20：将第一溶液进行预聚合处理，得到第三溶液；

步骤30：将第二溶液进行成型处理，得到弹性本体；

步骤40：将第二溶液在所述弹性本体的表面成膜处理，并干燥固化处理，在弹性本体的表面上形成粘性膜层，得到超弹胶。

本申请实施例超弹胶的制备方法，通过配制形成粘性膜层的第一溶液和形成弹性本体的第二溶液，对第一溶液进行预聚合处理，可得到表面选择柔软、交联点低、分子链长的非均匀性粘性高分子网络粘弹性第二高分子构成的粘性膜层，对第二溶液进行成型处理，可得到可拉伸、交联点高、分子链短的均匀性熵弹性第一高分子网络组成的弹性本体，将弹性本体浸入到所述第一溶液后进行干燥处理，粘性膜层和弹性本体之间的界面通过共价键以及拓扑结构可强粘接住。

上述步骤S10中，还包括通过调配弹性本体和粘性膜层的原材料的配比，来调控超弹胶的整体性能，按照二单体、次单体、功能性单体、第二交联剂和第二引发剂的质量比为50～90：10～50：1～10：0.01～1称取各原材料，且配制形成粘性膜层的第一溶液。按照第一单体、第一交联剂和光引发剂的质量比为90～100：1～10：1～5称取各原材料，且制备形成弹性本体的第二溶液。在一些实施例中，按照二单体、次单体、功能性单体、第二交联剂和第二引发剂的质量比为50～90：10～50：1～10：0.01～1称取各原材料，且配制形成粘性膜层的第一溶液，以第一溶液的质量为100％计，向第一溶液中加入0.5～2M(mol/l),换算成质量分数是14.3％～57.1％的双三氟甲烷磺酰亚胺锂。按照第一单体、第一交联剂和光引发剂的质量比为90～100：1～10：1～5称取各原材料，且制备形成弹性本体的第二溶液，以第二溶液的质量为100％计，向第一溶液中加入0.5～2M(mol/l),换算成质量分数是14.3％～57.1％的双三氟甲烷磺酰亚胺锂。本申请实施例提供的超弹胶选择性地加入导电离子盐，实现其导电柔性电子电极的应用，通过循环加载下，对比磁滞高。

上述步骤S10中，所述预聚合处理具体包括如下步骤：第一溶液在室温、氮气氛下、1w/cm²的紫外光下处理40～120s，其中，预聚合处理可使第二单体聚合，控制预聚合时间，进而调控第二单体、次单体和功能单体的聚合度。可平衡超弹胶的湿润度和粘性。

上述步骤S30中，还包括对弹性本体进行定向裁取处理，得到力学定向设计的超弹胶。本申请实施例的制备超弹胶是一种出迟滞低，且粘接强兼顾的力学定向设计的超弹胶。

在一些实施例中，还包括将弹性本体浸泡到1～10wt％二苯甲酮的乙醇溶液中，浸泡时间为1～10min。将弹性本体进行浸泡处理便于弹性本体和粘性膜层的粘结。

上述步骤S40中，还包括流平处理，且流平处理的时间为30s～5min，流平处理可以进一步提高超弹胶性能的均匀性，减少鱼眼的数量。

在一些实施例中，还包括将超弹胶俩面敷上离型PET膜，置入30w,365nm UV-Vis紫外灯下进行固化20min，将离型PET膜粘贴在粘性膜层的表面上，有利于保护超弹胶，且便于运输。

本申请第三方面提供了一种超弹胶的应用，包括上述本申请实施例提供的超弹胶在柔性屏中的应用。

为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例超弹胶、制备方法以及应用的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种的超弹胶制备方法，包括如下步骤：

步骤101.称取单体丙烯酸丁酯100wt％、交联剂PEGDA-600分别为1wt％,2wt％,3wt％(相对单体的质量分数)、光引发剂I-1173 1wt％(相对单体的质量分数)，配制成第一溶液。

步骤102.称取单体丙烯酸丁酯80wt％、丙烯酸异冰片酯20wt％、交联剂分别为PEGDA-600 0.1wt％，0.5wt％，1wt％(相对单体的质量分数)、光引发剂I-1173 0.1wt％(相对单体的质量分数)，称量对应质量，进行混合搅拌，配制成第二溶液。

步骤201.第一溶液置入氮气氛下，30W、365nm紫外灯中预聚合1min，将烧杯转入冷水浴降温到室温，作为第三溶液备用。

步骤202.将交联剂的含量分别为1wt％，2wt％，3wt％的第一溶液分别注入到准备好的玻璃模具：中间间隔1毫米硅胶垫片，两端为透明、贴上离型膜的玻璃，密封，置入30W、365nm紫外灯中固化30min，得到三组粘性膜层，进行力学测试及待用。

步骤301.将交联剂的含量分别为0.1wt％，0.5wt％，1wt％的第二溶液分别注入到准备好的玻璃模具：中间间隔1毫米硅胶垫片，两端为透明、贴上离型膜的玻璃，密封，置入30W、365nm紫外灯中固化30min，得到三组弹性本体，进行力学测试及待用。

步骤302.定向裁剪所含交联剂的质量百分比为2％的弹性本体。

步骤303.将定向裁剪弹性本体置入2wt％二苯甲酮的乙醇溶液中浸没2min，拿到6℃烘箱下烘干1min，得到预处理弹性本体。

步骤401.将预处理弹性本体浸没到所含交联剂的质量百分比为0.1％的第一溶液中，立刻提起，在室温、空气中流平1min，上下两面敷上离型膜。

步骤402.置入30W、365nm紫外灯中固化20min，即可进行力学测试。

对比例1

丙烯酸酯类的压敏胶3MVHB4905。

对比例2

柔性电子常用硅橡胶聚二甲基硅氧烷PDMSSylgard 184(10:1)。

性能测试1

将实施例1制得的弹性本体、粘性膜层、超弹胶、柔性电子常用硅橡胶聚二甲基硅氧烷PDMSSylgard 184(10:1)(对比例2)、丙烯酸酯类的压敏胶3MVHB4905(对比例1)，分别进行加卸载迟滞实验，以及180°剥离实验、胶带两面贴上硬背板25μm厚的PET膜测试，记录其迟滞大小及粘接能大小。其结果如表1所示。需要说明的，超弹胶(HEA)中的粘性膜层的所含的交联剂的质量百分比为0.1％，超弹胶(HEA)中的弹性本体的所含交联剂的质量百分比为2％。

表1测试结果

Name	Hysteresis	Adhesion energy(J/m<sup>2</sup>)
			PBA-1％(本体)	5.6％	23.40
PBA-2％	0.9％	6.44
			PBA-3％	0.3％	3.00
P(BA-co-IBA)-0.1％(表面)	35.4％	2028
			P(BA-co-IBA)-0.5％	6.93	151
P(BA-co-IBA)-1％	3.7％	97
			HEA(超弹胶)	4％	270
PDMS Sylgard 184(10:1)	7％	0.2
			VHB 4905	51.63％	205

其中，图4至图7是所含交联剂的质量百分比为0.1％、0.5％和1％的粘性膜层以及对比例1所含材料的性能测试结果图，结果表明，随着交联剂含量的减少，粘接性能增大，但同时滞后增大，与对比例1相比实施例1中所含的三组粘性膜层的滞后都较严重，粘接都较强。随着交联剂含量的减少，交联点间分子链越长，与界面的相互作用力增大，但同时滞后现象严重。

图8至图11是所含交联剂的质量百分比为1％、2％和3％的弹性本体以及对比例2所含材料的性能测试结果图，结果表明，随着交联剂含量的增大，滞后减少，与对比例1相比实施例2中所含的三弹性本体的滞后都减少了，与对比例2的弹性体比迟滞相当。随着交联剂含量的增大，交联点间分子链长变短，滞后现象得以改善，但与界面间的作用力减小。

图12至图14是所含交联剂的质量百分比为0.1％的粘性膜层、所含交联剂的质量百分比为2％的弹性本体、所含交联剂的质量百分比为2％的弹性本体和所含交联剂的质量百分比为0.1％的粘性膜层形成的超弹胶的性能测试结果图，结果表明，实施例1提供的超弹胶可以有效地平衡材料的弹性和粘性。

另外，结合图15至16所示，实验制备出的超弹胶带，直接通过在加卸载下的磁滞大小来表征回弹性及粘弹性，用剥离粘接测试来表征粘接性，实施例中的超弹胶具有回弹性好4％低磁滞，低于工业及学术公认的超弹性和弱粘接性的硅橡胶PDMS Sylgard 184(10:1)，同时具有较高的平均粘接能270J/m²，高于市场3M公司常用柔性胶VHB 4905。

实施例2

本实施例导电超弹胶材料的制备遵循实施案例1中超弹胶的制备流程基础上，原配方超弹材料、第一溶液中唯一不同的是额外加入0.5～2M的双三氟甲烷磺酰亚胺锂，第一溶液的预聚时间由于盐的影响延长至3～5min,其他条件及步骤保持不变。最后制备的导电超弹胶的迟滞9％，粘接能300J/m²，平均响应时间及平均恢复时间都在10ms。而粘弹胶P(BA-co-IBA)-0.1％，遵循实施例1中表面胶配方额外加入0.5～2M(mol/l)的双三氟甲烷磺酰亚胺锂，其他条件及步骤都保持不变。最后制备的导电粘弹胶平均响应时间为10ms,但平均恢复时间为81.5ms。

本申请实施例提供的超弹胶选择性地加入导电离子盐，实现其导电柔性电子电极的应用，通过循环加载下，对比磁滞高，粘弹行为显著的导电弹性体P(BA-co-IBA)-0.1％，每圈外力释放后的超弹胶具有稳定的电阻值，基线信号保持在一个水平，并且有很快的平均响应时间10ms和平均恢复时间10ms。而P(BA-co-IBA)-0.1％，由于其大的粘弹性和残余应力，使得它的电阻信号一直在漂移,虽然有较快的平均响应时间10ms，但平均恢复时间慢了大概一个数量级82ms。展现了我们超弹胶极好的回弹性以及超快的恢复性，规避了由于层叠结构中层与层之间不匹配的模量所归属的线弹性,胶在弯折时产生的滑移致使粘弹性胶的滞后，层与层之间恢复不统一步调，最终在力释放后，在界面处产生褶皱的不良现象。

性能测试2

对超弹胶对各种基材的粘接能评估，超弹胶一面原位聚合粘在基材上，另一面贴上硬背板25μm PET膜，预先用刀片在基材面给胶一个预置裂纹，采用90度剥离的测试方法测量其对格基材的粘接能并记录。其结果，请参考2所示：

表2性能测试结果

基材名称	粘接能(J/m<sup>2</sup>)
		亚克力板(塑料)	605
木头	595
		钢铁(金属)	594
玻璃	400
		陶瓷(氧化铝陶瓷)	320
橡胶(硅橡胶)	113

实施例2、模拟柔性屏中常见的叠层结构受力工况，将我们的超弹胶应用到叠层结构中，并对该层叠结构进行循环弯折实验，其中，粘结能为113～605J/m²，与市面上绝大部分材料都具有良好的粘结性能，并且可以坚固的粘接在各种工程基材表面，塑料的最高平均粘接能高达600J/m²。

实施例3

本实施例提供了一种超弹胶在叠层结构的应用。将实施例1中的超弹胶设置在两层PET膜的中间，且一层PET膜的厚度为25μm，另一层PET膜的厚度为200μm，超弹胶的厚度为1000μm，得到一种叠层结构。

对比例3

与实施例3的区别是设置在两层PET膜之间的材料为P(BA-co-IBA)-0.1％丙烯酸酯类的粘弹胶。

性能测试3

对实施例1中的1mm超弹胶和对比例3中的P(BA-co-IBA)-0.1％丙烯酸酯类的粘弹胶在可见光波长范围用紫外可见光光谱扫描法进行头透光率测试，实验结果，请参考图17所示，本实施例1提供的超弹胶的穿透率为89％，具有良好的透光性，可作为显示屏的材料。

取实施例3中的叠层结构的尺寸为长60mm，宽20mm的矩形条，请参考图18所示，首先将两块亚克力板分别夹在疲劳试验机Instron 3000的夹具上，然后将该叠层结构两端竖直固定在两块亚克力板沿夹具的中线上，对叠层结构进行向下循环弯折测试，循环加载1000圈后，每一圈循环通过控制位移的方法，对叠层结构施加向下的位移，进行循环加卸载，实验中向下的最大位移为20mm，最小的位移为0mm，采用三角波控制位移，加载速率为1Hz。实验结果，请参考图19所示，实施例3提供的叠层结构弯曲部分恢复之后，没有出现褶皱，与对比例3提供的叠层结构弯曲部分恢复之后，出现褶皱，说明本实施例3提供的叠层结构没有出现滞后的现象。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种超弹胶，其特征在于，包括弹性本体和在所述弹性本体表面形成的粘性膜层，其中，所述弹性本体包括第一高分子，所述粘性膜层包括第二高分子，且所述第一高分子交联点间分子链长大于所述第二高分子交联点间分子链长，所述第一高分子的交联点数量高于第二高分子的交联点数量。

2.根据权利要求1所述超弹胶，其特征在于，形成所述弹性本体的原料包括第一单体、第一交联剂和第一引发剂，且所述第一单体、第一交联剂和第一引发剂的质量比为90～100：1～10：1～5；

或/和，形成所述粘性膜层的粘合剂包括第二单体、次单体、功能性单体、第二交联剂和第二引发剂，且所述第二单体、次单体、功能性单体、第二交联剂和第二引发剂的质量比为50～90：10～50：1～10：0.01～1：0.001～1。

3.根据权利要求2所述超弹胶，其特征在于，当赋予所述超弹胶导电性时，形成所述弹性本体的原料和形成所述粘性膜层的粘合剂还包括双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

4.如权利要求2或3所述超弹胶，其特征在于，所述第一单体包括(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、烷氧基丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、有机硅改性(甲基)丙烯酸酯类中的至少一种；

或/和，所述第一交联剂包括二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种；

或/和，所述第一引发剂、所述第二引发剂各自独自包括Ⅰ类裂解型光引发剂或Ⅱ类夺氢型光引发剂。

5.如权利要求4所述超弹胶，其特征在于，所述Ⅰ类裂解型光引发剂包括苯偶酰类、苯偶酰缩酮类、α-羟基酮类、酰基膦氧化物中的至少一种；

或/和，所述Ⅱ类夺氢型光引发剂包括二苯甲酮，硫杂蒽酮，蒽醌，搭配引发助剂有机胺中的至少一种。

6.如权利要求2或3所述超弹胶，其特征在于，所述第二单体包括(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、烷氧基丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酸六氟丁酯，有机硅改性(甲基)丙烯酸酯类中的至少一种；

或/和，所述次单体包括苯乙烯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸甲酯中的至少一种；

或/和，所述功能性单体包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、N-乙烯基己内酰胺、二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；

或/和，所述第二交联剂包括二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

7.如权利要求1-3任一项所述超弹胶，其特征在于，所述超弹胶的粘结能为113～605J/m²。

8.一种超弹胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配制形成粘性膜层的第一溶液和形成弹性本体的第二溶液；

将所述第一溶液进行预聚合处理，得到第三溶液；

将所述第二溶液进行成型处理，得到弹性本体；

将所述第二溶液在所述弹性本体的表面成膜处理，并干燥固化处理，在所述弹性本体的表面上形成粘性膜层，得到超弹胶。

9.如权利要求8所述超弹胶的制备方法，其特征在于，所述预聚合处理具体包括如下步骤：

所述第一溶液在室温、氮气氛下、1w/cm²的紫外光下处理40～120s；

或/和，还包括对所述弹性本体进行定向裁取处理的步骤；

或/和，在将所述第二溶液在所述弹性本体的表面成膜处理之前，还包括将所述弹性本体于1～10wt％二苯甲酮的乙醇溶液中进行浸泡处理，浸泡时间为1～10min。

10.包括权利要求1-7任一项所述超弹胶在折叠或弯曲材料中的应用。