CN104262936A - 一种用于车窗安全保护的tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：TPU颗粒100份、聚丙烯10～30分、聚氯乙烯10～30分、硅烷偶联剂5～15份、甲基硅油10～20份、触变剂5～8份、阻燃剂30～50份。本发明所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，其具有高的透明度，优异的耐老化性能、耐候性能、耐高低温性能。而且，所述TPU薄膜可以与粘合剂复合，如与各种压敏胶复合，可以直接贴到车窗双面，而且结合牢固，两者不会分离，克服了已有的如PVC膜无法与压敏胶牢固结合，容易分离的缺点。

Description

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于车窗安全保护的TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料的正确使用，可以满足汽车在动力性、舒适性、外观、内饰软化、轻量化、使用寿命等方面的高性能要求，是现代汽车制造中不可缺少的重要材料。汽车上除了使用常见的发泡聚氨酯材料制作零件外，还大量使用非发泡聚氨脂材料，如热塑性聚氨酯弹性体、聚氨酯灌封材料、聚氨酯涂料和聚氨脂胶粘剂等。这些新型材料的应用，使汽车的行驶安全性和乘坐舒适性都得到了很大程度的提高。

近年来，由于汽车上大量使用塑料配件，故要求开发一种能与车身相匹配的塑料件用涂料，由此诞生了一个新的技术领域——柔感涂料，其在汽车领域的应用已经开始增长。目前新一代双组分聚氨酯涂料已经问世，它可低温快速固化而且具有活性期长(10d以上)、固体份高(近50％)的优点。

汽车保护膜材料的性能要求是：韧性好、耐久性好，不受气候和温度变化影响，即使曝露在户外阳光下，数年之后也不泛黄开裂；具有极好的光学透明度，光透过率高达94％，而雾浊水平低于1％，透过保护膜能显示出油漆的本色。

聚氨酯薄膜用于包覆汽车发动机罩前缘、汽车前后保险杠、车门下围板、钥匙锁装置、门锁把手、轮罩边缘、面漆以及其他需要保护(免受石片击打、磨损等)的部位。

CN 102199254A公开了一种单组份保护膜用聚氨酯大单体/丙烯酸(酯)共聚乳液的制备方法。它包括丙烯酸(酯)类聚合物以及(A)含双键的聚氨酯大单体(B)酮肼交联中的一种或两种，所述合成方法包括聚氨酯大单体/丙烯酸(酯)共聚乳液以及酮肼交联聚氨酯大单体/丙烯酸(酯)共聚乳液的制备方法。由该发明合成的单组份聚氨酯/丙烯酸(酯)共聚乳液无需外加交联剂，操作工艺简单，成本较低，压敏性能好，尤其具有较好的耐有机溶剂性，防渗透性。该保护膜在60℃下放置48小时，镜面不锈钢板表面无残留。在无水乙醇、丙酮、甲苯等有机溶剂中浸泡24小时无剥落、起皱、气泡等现象。

但是，已有的聚氨酯保护膜的透明度低，且耐老化性、耐候性能和耐高低温性能差。

发明内容

针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其具有高的透明度，优异的耐老化性能、耐候性能以及耐高低温性能。而且，该TPU薄膜可以与粘合剂复合，如与各种压敏胶复合，可以直接贴到车窗双面，而且结合牢固，两者不会分离，克服了已有的如PVC膜无法与压敏胶牢固结合，容易分离的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

本发明通过采用TPU颗粒、聚丙烯和聚氯乙烯作为基础成分，利用三者的协同效应，并配合其他组分，得到用于车窗安全保护的TPU薄膜，其具有高的透明度，优异的耐老化性能、耐候性能以及耐高低温性能。而且，该TPU薄膜可以与粘合剂复合，如与各种压敏胶复合，可以直接贴到车窗双面，而且结合牢固，两者不会分离，克服了已有的如PVC膜无法与压敏胶牢固结合，容易分离的缺点。

所述聚丙烯的含量例如为11份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份。

所述聚氯乙烯的含量例如为11份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份。

所述硅烷偶联剂的含量例如为6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份或14份。

所述甲基硅油的含量例如为11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份或19份。

所述触变剂的含量例如为5.3份、5.6份、5.9份、6.2份、6.5份、6.8份、7.1份、7.4份或7.7份。

所述阻燃剂的含量例如为32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份或48份。

优选地，用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

优选地，一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

优选地，所述硅烷偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或者至少两种的组合。

优选地，所述触变剂选自气相白炭黑、纳米活性碳酸钙、膨润土、硅基聚醚或氢化蓖麻油中的任意一种或者至少两种的组合。

优选地，所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1～1.2:2～3.5:1。本发明将膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物以及聚合物/无机纳米材料作为复配阻燃剂用于聚氨酯的阻燃，采用添加形式加入到聚氨酯体系中，满足了产业化的需求。同时，该阻燃剂的加入还协同提高了弹性体的粘结强度。

本发明所述的“主要由”，意指其除所述组份外，还可以包括其他组份，这些其他组份赋予所述聚氨酯不同的特性。除此之外，本发明所述的“主要由”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。

例如，所述聚氨酯的原料还可以含有各种添加剂，作为具体例，可以举出抗氧剂、热稳定剂、抗水解剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、颜料、着色剂或润滑剂等。这些各种添加剂可以单独使用，也可以两种或者两种以上混合使用。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，得到用于车窗安全保护的TPU薄膜。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，其具有高的透明度，优异的耐老化性能、耐候性能以及耐高低温性能。而且，采用该聚氨酯弹性体的TPU薄膜可以与粘合剂复合，如与各种压敏胶复合，可以直接贴到车窗双面，而且结合牢固，两者不会分离，克服了已有的如PVC膜无法与压敏胶牢固结合，容易分离的缺点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述硅烷偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述触变剂选自气相白炭黑，所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1:2:1。

用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，用于车窗安全保护的TPU薄膜。

实施例2

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷的组合。所述触变剂选自气相白炭黑和纳米活性碳酸钙的组合。所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1.2:3.5:1。

用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，用于车窗安全保护的TPU薄膜。

实施例3

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述硅烷偶联剂选自N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。所述触变剂选自气相白炭黑、纳米活性碳酸钙、膨润土和硅基聚醚的组合。所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1.1:2.5:1。

用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，用于车窗安全保护的TPU薄膜。

实施例4

一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述硅烷偶联剂选自苯氨基甲基三乙氧基硅烷，所述触变剂选自气相白炭黑、纳米活性碳酸钙、膨润土、硅基聚醚和氢化蓖麻油的组合。

所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1.1:3:1。

用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，用于车窗安全保护的TPU薄膜。

对比例1

其余同实施例1相同，除不含有聚丙烯。

对比例2

其余同实施例1相同，除不含有聚氯乙烯。

对比例3

其余同实施例1相同，除聚丙烯的含量为5份。

对比例4

其余同实施例1相同，除聚丙烯的含量为35份。

对比例5

其余同实施例1相同，除聚氯乙烯的含量为5份。

对比例6

其余同实施例1相同，除聚氯乙烯的含量例如为35份。

对比例7

其余同实施例1相同，除膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1.5:2.5:1。

对比例8

其余同实施例1相同，除膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1.5:4:1。

对实施例1～4和对比例1～8的TPU薄膜进行性能测试。

对实施例1～4和对比例1～9的TPU薄膜进行透光率测试，实施例1～4中，TPU薄膜的透光率为97～99％，而对比例1～6中，TPU薄膜的透光率为85～90％。

将玻璃作为基材，将上述实施例和对比例中所得的TPU薄膜贴合，而得到层压薄膜，将其在50℃下熟化72小时，得到评价样品。

对熟化处理后的复合膜进行层间剥离测试，实施例1～4中，聚氨酯膜与玻璃的层间剥离力均在11N/cm以上，而对比例1～8的层间剥离力均为7～8N/cm。

将实施例1～4和对比例1～8的聚氨酯弹性体覆于玻璃上，以强度为15mw/cm²的紫外光辐照3分钟，测试涂膜在1mw/cm²的紫外光辐照下老化30天的黄变指数。实施例1～4中，黄变指数均为1～1.2，而对比例1～9的黄变指数均为4～5。

对实施例1～4和对比例1～8的聚氨酯弹性体进行耐高低温性能测试，实施例1～4的聚氨酯弹性体耐-60～150℃的温度，而对比例1～8的聚氨酯弹性体仅可以耐-30～130℃的温度。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

2.如权利要求1所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

3.如权利要求1或2所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

4.如权利要求1-3之一所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，所述硅烷偶联剂选自γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或者至少两种的组合。

5.如权利要求1-4之一所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，所述触变剂选自气相白炭黑、纳米活性碳酸钙、膨润土、硅基聚醚或氢化蓖麻油中的任意一种或者至少两种的组合。

6.如权利要求1-5之一所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜，所述阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是1～1.2:2～3.5:1。

7.一种如权利要求1-6之一所述的用于车窗安全保护的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的各组分混合，然后熔融挤出，用于车窗安全保护的TPU薄膜。