CN104262948A - 一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：聚醚多元醇100份、含羟基的丙烯酸酯类聚合物20～40份、异氰酸酯20～50份以及二醇扩链剂10～20份；其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。本发明所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，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。

Description

一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

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

本发明的目的在于提出一种站台门控系统及方法，能够使得系统具有较高的安全性、稳定性及可靠性。

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膜的热塑性聚氨酯弹性体，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。

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膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

本发明通过采用重均分子量为1000～4000的聚醚多元醇和含羟基的丙烯酸酯类共聚物作为基础成分，利用两者的协同效应，并配合异氰酸酯固化剂以及二醇扩链剂，得到热塑性聚氨酯弹性体，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。

聚醚多元醇的分子量小于1000，加工性能差，大于4000，无法形成高透明度的聚氨酯弹性体。

所述含羟基的丙烯酸酯类聚合物的含量例如为21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份或39份。

所述异氰酸酯的含量例如为21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、51份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份或49份。

所述二醇扩链剂的含量例如为10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、163.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份或19.5份。

优选地，一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

优选地，一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

优选地，控制聚醚多元醇的重均分子量为2000～3000。

所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或六亚甲基二异氰酸酯缩二脲中的任意一种或者至少两种的混合物。

优选地，所述二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为5至26的整数，例如6、7、8、9、11、13、15、17、19、21、23或25。采用该二醇扩链剂可以获得具有高的透明度，优异的耐老化性能、耐候性能以及耐高低温性能。

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，可以举出含磷阻燃剂、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。

所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2～3:4～5，优选1:2.2～2.8:4.2～4.8。

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膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。

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膜的热塑性聚氨酯弹性体，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膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

聚醚多元醇 100份

含羟基的丙烯酸酯类聚合物 20份

异氰酸酯 20份

二醇扩链剂 10份；

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000。

所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯三聚体。

二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为5。

所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2:4。

如上所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。

实施例2

一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

聚醚多元醇 100份

含羟基的丙烯酸酯类聚合物 40份

异氰酸酯 50份

二醇扩链剂 20份；

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为4000。

所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为26的整数。

所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:3:5。

如上所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。

实施例3

一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

聚醚多元醇 100份

含羟基的丙烯酸酯类聚合物 30份

异氰酸酯 35份

二醇扩链剂 15份；

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为2500。

所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和六亚甲基二异氰酸酯三聚体的混合物。

二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为13。

所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2.2:4.2。

如上所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。

实施例4

一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

聚醚多元醇 100份

含羟基的丙烯酸酯类聚合物 30份

异氰酸酯 35份

二醇扩链剂 15份；

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为3000。

所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

述二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为12。

所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2.5:4.5。

如上所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。

对比例1

其余与实施例1相同，除不含有含羟基的丙烯酸酯类聚合物外。

对比例2

其余与实施例1相同，除将聚醚多元醇调整为聚酯多元醇外。

对比例3

其余与实施例1相同，除将二醇扩链剂调整为二胺扩链剂外。

对比例4

其余与实施例1相同，除控制聚醚多元醇的重均分子量为5000。

对比例5

其余与实施例1相同，除控制聚醚多元醇的重均分子量为800。

对比例6

对比例6为CN 102199254A公开的实施例1。

对实施例1～4和对比例1～6的聚氨酯弹性体进行性能测试。

对实施例1～4和对比例1～6的聚氨酯弹性体进行透光率测试，实施例1～4中，聚氨酯弹性体的透光率为97～99％，而对比例1～6中，聚氨酯弹性体的透光率为85～90％。

将玻璃作为基材，将上述实施例和对比例中所得的聚氨酯贴合，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10N/cm以上，而对比例1～6的层间剥离力均为7～8N/cm。

将实施例1～4和对比例1～6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1～1.5，而对比例1～6的黄变指数均为4～5。

对实施例1～4和对比例1～6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1～6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 (8)

1.一种用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

2.如权利要求1所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

3.如权利要求1或2所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，其主要由如下原料制备得到：

其中，控制聚醚多元醇的重均分子量为1000～4000。

4.如权利要求1-3之一所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，控制聚醚多元醇的重均分子量为2000～3000。

5.如权利要求1-4之一所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或六亚甲基二异氰酸酯缩二脲中的任意一种或者至少两种的混合物。

6.如权利要求1-5之一所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，所述二醇扩链剂为具有如下结构的化合物：OH-(CH₂)x-OH，其中x为5至26的整数。

7.如权利要求1-6之一所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体，所述原料还包括抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2～3:4～5，优选1:2.2～2.8:4.2～4.8。

8.一种如权利要求1-7之一所述的用于车窗安全保护膜的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，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膜的热塑性聚氨酯弹性体。