CN106113128B

CN106113128B - 一种聚合物薄片、制造方法及应用

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Publication number: CN106113128B
Application number: CN201610471971.3A
Authority: CN
Inventors: 郭可锐; 魏琼
Original assignee: Hubei Xiangyuan New Material Technology Inc
Current assignee: Hubei Xiangyuan New Material Technology Inc
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: CN106113128A; US20190077036A1; WO2017219844A1

Abstract

本发明公开了一种聚合物薄片、其制备方法以及应用，属于聚合物材料与加工领域。聚合物薄片的厚度小于该薄片的平均孔径，其具有沿厚度方向的通孔以使其在厚度方向呈蜂窝板状，其通孔率为20％～60％，其厚度为10μm～500μm，其平均孔径为10μm～500μm。其制备方法包括放卷步骤，连续切割步骤以及收卷步骤。连续切割步骤的精度误差为±0.02mm。采用本发明方法，可以制成同时兼具密度低、耐冲击、高压缩比以及低压缩永久变形性能的材料，可作为电子设备密封缓冲应用。此外，本发明方法生产效率高，生产成本低，适合工业化大规模应用。

Description

一种聚合物薄片、制造方法及应用

技术领域

本发明属于电子设备密封缓冲材料领域，更具体地，涉及一种用于电子设备密封缓冲的含有通孔结构的聚合物薄片、制造方法以及应用。

背景技术

近年来，智能手机、液晶电视、平板电脑等电子设备的设计越来越薄、越来越轻，这要求其使用的部件需要薄型化、轻量化。对这类电子设备而言，所使用的密封缓冲材料也要求薄型化、轻量化，期望其是0.3mm以下的薄层片材。另一方面，随着智能手持式电子产品的升级换代，显示屏幕的尺寸越来越大，对大尺寸屏幕和电子模组的缓冲保护要求也越来越高，这也对密封缓冲材料的要求越来越高。

目前，在电子设备产品领域使用较多的密封缓冲材料有三大类：聚氨酯类发泡材料，如ROGERS&INOAC公司的系列产品；聚烯烃类超临界发泡材料，如NittoDenko公司的SCF系列产品；聚烯烃电子束交联发泡材料。

以上三大类产品中，聚氨酯发泡材料性能较为优异，但存在密度高、不易超薄化(厚度不能小于0.1mm)加工等缺陷；聚烯烃超临界发泡材料既轻便又柔软，但压缩永久变形较大，不利于长时间密封减震；聚烯烃交联发泡材料性能也非常优异，但超薄(厚度小于0.1mm)产品密度较大，而且由于材料属于闭孔结构，压缩比较低，也不利于封装加工。

为满足电子产品轻量化，超薄化以及耐冲击设计需求，需要开发一种低密度，高压缩比以及小压缩永久变形薄片材料。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种含有通孔结构的聚合物薄片及其制造方法，其第一目的在于，通过材料孔径与厚度的巧妙设计以及加工，获得厚度小、密度低、耐冲击、高压缩比以及低压缩永久变形性的聚合物薄片，该薄片满足了目前大尺寸屏幕和电子模组的缓冲保护要求。其第二目的在于，提供一种生产如上所述聚合物薄片的方法，该方法生产效率高，生产成本低，适合工业化大规模应用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种聚合物薄片，所述聚合物薄片的厚度小于该薄片的平均孔径，其具有沿厚度方向的通孔以使其在厚度方向呈蜂窝板状，其通孔率为20％～60％，其厚度为10μm～500μm，其平均孔径为10μm～500μm。其中，通孔是指在厚度方向上贯穿的孔，所述通孔不包括闭合孔和开孔。通孔率是指采用扫描电镜照片进行统计后，通孔的数量与所有孔数量的比值。

进一步的，所述聚合物薄片的表观密度为0.01～0.6g/cm³。

进一步的，所述聚合物薄片的压缩比为50～95％，其压缩永久变形为0～80％。

进一步的，所述聚合物薄片的压缩比为50～95％，其在70℃下压缩75％并保持22小时后的永久变形≤40％，其在23℃下压缩75％并保持22小时后永久变形≤20％。含有闭合孔或者细小通孔的聚合物，加载压缩力时会受到封闭孔内部气体的排斥力，以及孔壁变形推挤产生的厚度增加，压缩比会因此受到局限。闭孔和细小通孔转变成为沿厚度方向呈单层蜂窝板状的材料后，不再包含封闭结构，孔壁表面积相对变小，加载压缩力时，不会产生气体排斥力，孔壁变形产生的厚度增加量变小，所以压缩比会提高，而且相应的压缩形变应力也会减小。

进一步的，其还包括粘合层和/或功能层，所述粘合层和/或功能层形成在聚合物薄片本体表面上，所述粘合层用于起粘结作用，所述功能层用于起隔断、导电、导热、增强、耐弯曲、耐突刺、耐冲击、耐磨损或耐寒作用。

按照本发明的第二个方面，还提供一种聚合物薄片，其采用将基材厚度切割成小于其平均孔径的方式获得，所述聚合物薄片厚度为10μm～500μm，其在厚度方向呈蜂窝板状，其结构中具有沿厚度方向的通孔，其通孔率为20％～60％。

进一步的，所述基材为聚合物发泡片卷材。

以上发明构思中，聚合物薄片具有如上所述的特性，因此，可适宜地用作将各种构件或部件安装(装配)于规定的部位时所使用的构件，优选的例如作为密封缓冲材料的应用，包括应用在智能手机、液晶电视、平板电脑、液晶屏幕电池、新能源汽车等。

按照本发明的第三个方面，还提供一种制备聚合物薄片的方法，所述聚合物薄片在厚度方向呈蜂窝板状，单张薄片的厚度小于该薄片的平均孔径，其制备方法包括如下步骤：

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为0.1m/min～10m/min，所述聚合物卷材厚度为0.1mm～5mm，

连续切割步骤：垂直于聚合物卷材厚度方向的横截面入刀切割，切割的方向沿聚合物卷材的长度方向，切割获得设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，厚度小于所述聚合物卷材厚度，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物卷材的平均孔径，所述连续切割步骤的精度误差为±20％，

收卷步骤：将所述聚合物薄片收卷成聚合物薄片卷材，所述收卷张力为0N～100N。当收卷张力为0时，为无张力收卷，适合软质聚合物、通孔率较高的材料、或/和厚度小于100μm的聚合物薄片。

进一步的，所述切割设备包括带式切皮机、热线式切割机、钢锯式切割机的一种或多种。

按照本发明的第四个方面，还提供如上所述聚合物薄片作为电子设备密封缓冲材料的应用，所述电子设备包括智能手机、液晶电视、平板电脑、液晶屏幕、电池以及新能源汽车。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的一种含有通孔结构的聚合物薄片，其厚度小于该薄片的平均孔径，其具有沿厚度方向的通孔，以使其在厚度方向呈蜂窝板状，根据不同的基材，其通孔率为20％～60％，且其厚度为10μm～500μm，其平均孔径为10μm～500μm，这样的结构使得该薄片具有良好的低密度、耐冲击性、高压缩比和低压缩永久变形性，这样的属性使其能满足电子产品轻量化，超薄化以及耐冲击设计的需求，可作为电子设备密封缓冲材料使用。

本发明提供一种连续切割的方式制备聚合物薄片，其包括放卷步骤、连续切割步骤以及收卷步骤，连续切割步骤中，沿着聚合物卷材厚度方向的横截面入刀，沿聚合物卷材的长度方向切割，类似于连续开片方式，精密控制并匹配聚合物卷材的厚度、送料速度以及切割精度，最后匹配收卷张力，能够保证聚合物卷材的稳定输送、聚合物薄片稳定输出以及聚合物卷材和聚合物薄片之间的精确定位，还能保证聚合物薄片不受拉伸应力破坏。本发明方法通过提供给聚合物卷材和聚合物薄片稳定适当的收放张力，组成连续加工生产线，可实现对聚合物卷材和聚合物薄片的同步夹持输送或者输出，能将聚合物卷材连续加工成为聚合物薄片卷材，并且可以同时将一卷聚合物卷材加工成多卷聚合物薄片卷材，这样的连续切割方法生产效率高，生产成本低，适合工业化大规模应用。

附图说明

图1是本发明实施例4中制备的含有通孔结构的聚合物薄片的表面扫描电镜结构示意图；

图2是本发明实施例5中制备的含有通孔结构的聚合物薄片的表面扫描电镜结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的基体材料是一种利用具有盲孔结构和通孔结构的聚合物发泡材料(或称泡棉材料)，通过精密机械再加工的方式，将基体材料制成厚度小于平均发泡孔径的超薄通孔材料或者通孔薄膜或者薄片。通过合理选材和加工，这种具有通孔结构的聚合物薄片，具有低密度、高压缩比、低压缩永久变形和超薄精密等特点，适用于轻量化和超薄化电子产品封装、缓冲减震，以及其它功能化材料的基材。

本发明的含有通孔结构的聚合物薄片，其呈单层孔壁连接的蜂窝板状，其包括通孔，含有通孔结构的聚合物薄片的通孔率在20％～60％，片材厚度为10～500μm，片材孔径范围为10～500μm，其中薄片的厚度小于其平均孔径，片材的表观密度为0.1～0.6g/cm³，压缩比为50～95％，压缩永久变形为0～80％。在70℃压缩其永久变形≤40％(在70℃下压缩75％并保持22小时后的永久变形)，在23℃压缩其永久变形≤20％(在23℃下压缩75％并保持22小时后永久变形)。进一步优选的，70℃压缩永久变形≤20％(在70℃下压缩75％并保持22小时后的永久变形)、23℃压缩永久变形≤4％(在23℃下压缩75％并保持22小时后永久变形)，最优条件可以达到这个性能，这由原材料和切割工艺共同实现。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的通孔率优选为20％～60％，若通孔率过高，则可能在使用所述的聚合物薄片作为密封材料时的密封性降低，尤其是防水性降低。若通孔率过低，则可能使含有通孔结构的聚合物薄片的柔软性降低。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的片材厚度优选为10～500μm，其厚度小于片材的平均孔径，达到超薄化，若厚度低于10μm，特别是在厚度不均导致较薄的部位，耐冲击性会大幅下降，若厚度超过500μm，则其在狭窄部位的使用受到限制。聚合物薄片优选的厚度为30μm～150μm。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的片材孔径范围优选为10～500μm，通过使聚合物薄片的平均泡孔直径的上限为500μm，可以提高防尘性并且使遮光性良好，另一方面，通过使聚合物薄片的孔径范围的下限为10μm，可以使冲击吸收性良好。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的表观密度优选为0.01～0.6g/cm³，若密度低于0.01g/cm³，则在强度方面产生问题，若超过0.6g/cm³，则柔软性降低，不能满足轻量化的需求。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的压缩比优选为50％～95％，若压缩比小，则使用聚合物薄片作为密封材料时，密封性能降低。若压缩比大，则聚合物薄片不能进行压缩。

本发明含有通孔结构的聚合物薄片的压缩永久变形为0～80％，进一步的，在70℃时进行75％压缩并保持22小时的条件测试，压缩永久变形≤40％，在23℃时进行75％压缩并保持22小时的条件测试，压缩永久变形≤20％。

以上的结构和性能的综合限定，使得本发明的聚合物薄片具有良好的防尘性、缓冲性，尤其是良好的动态防尘性(动态环境下的防尘性能)。由于振动落下时的冲击而导致上述聚合物薄片材料发生变形，厚度能迅速恢复，填补间隙，因此可以防止尘埃等异物的进入。

本发明中的聚合物薄片可以是仅由聚合物薄片形成的，也可以是在聚合物薄片上层叠有其他层，例如粘合剂层或功能层。可以在其单面或两面具有粘合剂层或功能层。

作为形成上述粘合层的粘合剂，没有特别限制，例如可以适宜选择使用：丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂(天然橡胶类粘合剂、合成橡胶类粘合剂等)、有机硅类粘合剂、聚酯类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、聚酰胺类粘合剂、环氧类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、氟类粘合剂等公知的粘合剂。粘合剂可以单独使用或将两种以上组合使用。需要说明的是，粘合剂可以是乳液类粘合剂、溶剂类粘合剂、热熔型粘合剂、低聚物类粘合剂、固体粘合剂等中的任意形态的粘合剂。

另外，作为在聚合物薄片至少一面涂布粘接剂层的方法，可以列举如下：用涂布器等涂布机在热塑性树脂拉伸发泡片的至少一面涂布粘接剂的方法、用喷雾器在热塑性树脂拉伸发泡片的至少一面喷雾、涂布粘接剂的方法、用刷毛在热塑性树脂拉伸发泡片的至少一面涂布粘接剂的方法。

功能层可以为金属层或各种塑料薄膜等，作为金属层，可列举例如金、银、铂、铝、铁、铜、镁、镍等，还可以是镀有碳化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铟等的非金属，可采用电镀、化学镀、蒸发镀、溅射镀中的一种或者多种组合的方式进行功能层的制备。

作为塑料薄膜，可列举如下：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、乙烯－乙烯醇共聚物等塑料薄膜。

功能层可以具有用于赋予气体隔断性、导电性、强韧性、耐弯曲性、耐突刺性、耐冲击性、耐磨损性、耐寒性等功能。

本发明的聚合物薄片可以实施加工以使其具有所期望的形状、厚度等。例如，可以对应所使用的装置、设备、壳体、构件等加工成各种形状。

本发明的聚合物薄片具有如上所述的特性，因此，可适宜地用作将各种构件或部件安装(装配)于规定的部位时所使用的构件。本发明的聚合物薄片尤其可适宜地在电气或电子设备中用作将构成电气或电子设备的部件安装(装配)于规定的部位时所使用的构件。即，本发明的聚合物薄片可优选用作电气或电子设备用，本发明的聚合物薄片也可以是电气或电子设备用发泡构件。

作为可利用上述发泡构件安装(装配)的各种构件或部件，没有特别限制，例如，可优选列举出电气或电子设备类中的各种构件或部件等。作为这样的电气或电子设备用的构件或部件，例如，可列举出安装在液晶显示器、电致发光显示器、等离子显示器等图像显示装置中的图像显示构件(显示部)(尤其是小型的图像显示构件)、安装在所谓的“手机”、“移动信息终端”等移动通信装置中的照相机、透镜(特别是小型的照相机、透镜)等光学构件或光学部件等。

作为本发明的聚合物薄片的适宜的具体使用方式，例如，可列举出以防尘、遮光、缓冲等为目的而在LCD(液晶显示器)等的显示部周围使用、夹在LCD(液晶显示器)等的显示部和壳体(窗部)之间使用。

作为形成本发明具有通孔结构的聚合物薄片的聚合物片材或者聚合物卷材，没有特别限定，其基体是由聚合物或天然高分子基复合材料构成，所述聚合物或天然高分子基复合材料具有多孔或微孔结构，聚合物片材或者聚合物卷材平均孔径为10μm～500μm，优选的平均孔径为30μm～150μm。

为了得到上述的具有通孔结构的聚合物薄片，优选聚合物作为基体的发泡材料，没有特别的限定，例如可列举出低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯与丙烯的共聚物、乙烯或丙烯与其他α-烯烃(例如丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、4-甲基戊烯-1等)的共聚物、乙烯与其他烯属不饱和单体(烯属不饱和单体例如为酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯醇等)的共聚物等聚烯烃类树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)等苯乙烯类树脂；6-尼龙、66-尼龙、12-尼龙等聚酰胺类树脂；聚酰胺酰亚胺；聚氨酯；聚酰亚胺；聚醚酰亚胺；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂；聚氯乙烯；聚氟乙烯；链烯基芳香族树脂；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂；双酚A类聚碳酸酯等聚碳酸酯；聚缩醛；聚苯硫醚等。发泡用高分子树脂可以单独使用或将两种以上组合使用。

上述发泡用聚合物中也可包含橡胶成分和/或热塑性弹性体成分。作为上述橡胶成分或热塑性弹性体成分，只要具有橡胶弹性且能够发泡倍率高就无特别限定，例如，可列举出天然橡胶、聚异丁烯、聚异戊二烯、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶等天然橡胶或合成橡胶；乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丁烯、氯化聚乙烯等烯烃类弹性体；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物及它们的氢化物等苯乙烯类弹性体；聚酯类弹性体；聚酰胺类弹性体；聚氨酯类弹性体等各种热塑性弹性体等。另外，这些橡胶成分或热塑性弹性体成分可以单独使用或将两种以上组合使用。

为了得到上述的具有通孔结构的聚合物薄片，优选天然高分子基复合材料作为基体材料，例如蛋白质、纤维素及其它生物基多孔材料、水凝胶、气凝胶等，这类材料含有分布较为均匀的开孔或闭孔结构，其为平均孔径为10μm～500μm范围的多孔或微孔软质材料。

需要说明的是，在不影响聚合物薄片物性的范围内，还含有发泡剂、发泡调节剂、敏化剂、结晶成核剂、表面活性剂、张力改性剂、防收缩剂、流动性改性剂、流变剂、光热稳定剂、阻燃剂、增塑剂、润滑剂、颜料、填充剂、抗静电剂、抗氧剂、色母粒子中的任意一种或多种。

下面，就本发明具有通孔结构的聚合物薄片的制造方法进行说明。首先需要制备聚合物片材或者聚合物卷材，将所有原料加入高混机、挤出造粒机进行混炼造粒，或经压延机中加热溶化后，制得聚合物片材或者卷材。

聚合物片材根据需要可通过常用的方法进行交联。可以列举如下方法：对发泡性热塑性聚乙烯树脂片照射电子射线、α射线、β射线、γ射线等电离性放射线的方法；预先在发泡性热塑性树脂片中混合有机过氧化物，并将所得发泡性热塑性树脂片加热使有机过氧化物分解的方法。这些交联方法可组合使用。

作为聚合物片材发泡的方法，没有特别限定，例如可列举出物理方法、化学方法等通常使用的方法。物理方法是通过使氯氟烃类或烃类等低沸点液体(发泡剂)分散在树脂中、接着加热使发泡剂挥发来形成气泡的方法。化学方法是利用因添加在树脂中的化合物(发泡剂)的热分解而产生的气体来形成气泡的方法。可以列举，例如，通过热风进行加热的方法、通过红外线进行加热的方法、盐浴的方法、油浴的方法，发泡方法可组合使用。

本发明的一个实施例中，制备通孔聚合物薄片的方法包括如下步骤：

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为0.1m/min～10m/min。所述聚合物卷材厚度为0.1mm～5mm。切割设备包括带式切皮机、热线式切割机、钢锯式切割机的一种或多种。

连续切割步骤：根据聚合物原材料的平均孔径，垂直于聚合物卷材厚度方向的横截面入刀切割，切割的方向沿聚合物卷材的长度方向，切割获得设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，厚度小于所述聚合物卷材厚度，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物卷材的平均孔径，所述连续切割步骤的精度误差为±20％，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物薄片的平均孔径，聚合物薄片的平均孔径与聚合物卷材的平均孔径相同，

所述连续切割步骤的最小切割厚度小于0.1mm，所述连续切割步骤的精度误差为±20％，

收卷步骤：将所述聚合物薄片收卷成卷材，所述收卷张力为0N～100N。

在做精密切割时，采用的切割设备包括刀带式切皮机、热线式切割机、钢锯式切割机的一种或组合使用，同时包括放卷装置和收卷装置。所述放卷装置用于将卷筒状的聚合物片材展开，并通过输送装置朝着所述收卷装置沿着直线方向持续输送，所述收卷装置用于将切割后的聚合物薄片材予以缠绕收卷，其作为稳定适当的收放张力系统，是组成连续加工生产线的重要部分，收卷装置可实现对聚合物薄片卷材的同步夹持输送。本发明的连续切割方法可实现最小切割层厚度小于0.1mm，精度误差在±20％以内，同时可保证切割出来的通孔结构超薄材料不受拉伸应力破坏，能连续加工成为卷材。

通常由于聚合物薄片材的材料厚度及性能不同，选用的收卷方式也有不同，收卷张力的大小直接影响产品收卷的质量及收得率。张力过大，收卷过紧，聚合物薄片材容易产生皱纹，易被拉断。

收卷张力、送料速度的匹配与聚合物卷材的硬度相关。以肖氏硬度计，硬度值在10～80度(邵尔C)，收卷张力为0～60N，送料速度为0.1m/min～10m/min；硬度值在50～80度(邵尔D)，收卷张力为40～80N，送料速度为0.1m/min～8m/min；硬度值在80-90度(邵尔D)，收卷张力为50～100N，送料速度为0.1m/min～5m/min。

从进一步提高聚合物薄片高压缩比、小压缩永久变形性，同时保证低密度，提高材料的缓冲性能，组成连续加工生产线，不受拉伸应力破坏的多个角度综合考虑，聚合物卷材的硬度值在10～80度(邵尔C)或硬度值在50-80度(邵尔D)，厚度为0.1～5mm，收卷张力优选为0～50N，送料速度为0.1m/min～5m/min。

本发明所涉及的一种含有通孔结构的聚合物薄片材，不限定其平面大小尺寸，优选的为一种连续的卷材，宽幅范围10mm～1500mm，长度范围10mm～1000m，这种规格普遍适配性，可以为连续生产加工带来极大效率和便利。

本发明提供的一种含有通孔结构的聚合物薄片材和现有技术中聚合物薄片材相比具有以下优点：聚合物薄片即使在厚度压缩至约10μm的极薄状态下，仍具有良好的低密度、耐冲击性、高压缩比和低压缩永久变形性。

本发明方法采用精密切割，同时提供稳定适当的收放张力系统，组成连续加工生产线实现对聚合物薄片材的同步夹持输送，能够保证聚合物卷材和聚合物薄片的稳定输送及两者之间的精确定位，使聚合物薄片不受拉伸应力破坏，从而能使其被连续加工成为卷材。克服了现有技术中，常用的反复切割方式造成效率低下的弊端。

下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明，以下实施例中的组成均为重量份。

实施例一：

选择市售的硬质聚氨酯发泡基片，基片厚度为5mm，宽幅500mm，长度800m，平均孔径为500μm，表观密度为0.7g/cm³，压缩比为30％，其70℃压缩永久变形≤50％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤30％，硬度为(邵尔D)50度。

第五步：硬质聚氨酯发泡基片的第一层切割，将硬质聚氨酯发泡基片原料放置在放卷装置上，启动刀带式切皮机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将硬质聚氨酯发泡基片送入切割设备处，送料速度为0.1m/min，硬质聚氨酯发泡基片厚度为5mm，

连续切割步骤：根据聚合物原材料的平均孔径，垂直于聚合物卷材厚度方向的横截面入刀切割，切割的方向沿聚合物卷材的长度方向，切割获得设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，厚度小于所述聚合物卷材厚度，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物卷材的平均孔径，控制切割厚度为500μm，所述连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为100N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

第六步：需要强调，第五步所述过程中，收卷装置收集的片材，仍可以继续切割，即重复第五步，得到第二次、乃至第三次、第四次，以此类推，直至不能继续切割为止，重复切割过程中由收卷装置收集的片材，同样为本发明中所涉及的具有通孔结构薄片。

本实施例中，硬质聚氨酯发泡基片即为聚合物卷材或者称之为聚合物片材。

本实施例中，含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为500μm，平均孔径为500μm，表观密度为0.6g/cm³，通孔率为20％，压缩比为50％，其70℃压缩永久变形≤40％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤20％，宽幅500mm，长度800m。

实施例二

选取市售的以天然橡胶和丁基橡胶制成的发泡基片，基片厚度为3mm，宽幅800mm，长度800m，孔径范围40μm～400μm，平均孔径300μm，表观密度为0.5g/cm³，压缩比为40％，其70℃压缩永久变形≤40％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤35％，硬度为(邵尔C)45度。

基片的第一层切割：将基片原料放置在放卷装置，启动刀带式切皮机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为10m/min，所述聚合物卷材厚度为3mm，

连续切割步骤中，根据聚合物原材料的平均孔径，沿聚合物卷材厚度方向的横截面将所述聚合物卷材切割成设定厚度的聚合物薄片，切割方向沿着聚合物卷材长度方向，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，仅仅是厚度小于所述聚合物卷材，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物薄片的平均孔径，控制切割厚度为250μm，连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为50N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

第六步：需要强调，第五步所述过程中，收卷装置收集的片材，仍可以继续切割，即重复第五步，得到第二次、乃至第三次、第四次，以此类推，直至不能继续切割为止，重复切割过程中由收卷装置收集的片材，同样为本专利所涉及的具有通孔结构薄片。

本实施例中，以天然橡胶和丁基橡胶制成的发泡基片即为聚合物卷材或者称之为聚合物片材。

本实施例中，含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为250μm，孔径范围40μm～400μm，平均孔径为300μm，表观密度为0.3g/cm³，通孔率为60％，压缩比为70％，其70℃压缩永久变形≤30％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤10％，宽幅1500mm，长度800m。

实施例三

选取市售的以聚碳酸酯为主成分的发泡卷材，卷材厚度为0.1mm，宽幅1500mm，长度1000m，平均孔径10μm，表观密度为0.04g/cm³，压缩比为60％，其70℃压缩永久变形≤30％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤20％，硬度为(邵尔C)10度。

第三步：聚碳酸酯卷材的第一层切割，将聚碳酸酯卷材放置在放卷装置，启动热线式切割机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为5m/min，所述聚合物卷材厚度为0.1mm，

连续切割步骤：根据聚合物原材料的平均孔径，沿聚合物卷材横截面将所述聚合物卷材片薄成设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，仅仅是厚度小于所述聚合物卷材，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物薄片的平均孔径，控制切割厚度为10μm，连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为0N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

第四步：需要强调，第三步所述过程中，收卷装置收集的片材，仍可以继续切割，即重复第三步，得到第二次、乃至第三次、第四次或者更多次的聚合物片材，以此类推，直至不能继续切割为止，重复切割过程中由收卷装置收集的片材，同样为本发明申请所涉及的具有通孔结构薄片。

本实施例中，含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为10μm，宽幅10mm，长度1000m，平均孔径为10μm，通孔率为40％，表观密度为0.01g/cm³，压缩比为95％，其70℃压缩永久变形≤20％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤4％(75％压缩，22h)。

本发明切割方法中，采用自行设计的配套机组，提供稳定适当的收放张力系统，组成连续加工生产线，保证制备的通孔结构超薄材料不受拉伸应力破坏，在提高聚合物薄片压缩比、降低压缩永久变形性，提高材料缓冲性能的同时，不会破坏其通孔结构，从而保证了聚合物薄片的优异性能。

实施例四：

第一步：将70重量份低密度聚乙烯树脂、70重量份三元乙丙胶、10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂、3重量份滑石粉、2重量份硬脂酸锌、2重量份聚乙烯蜡、2重量份抗氧剂加入到密炼机中充分密炼，密炼温度130℃，然后排入到双阶式混炼造粒机进行混炼造粒，制备成发泡母粒，双阶式混炼造粒机的工作温度为100℃。

第二步：将制备的发泡母粒，和另取60重量份低密度聚乙烯树脂、60重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、2重量份聚乙烯蜡、0.5重量份抗氧剂、0.4重量份三羟甲基丙烷三甲丙烯酸酯加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材，单螺杆挤出机的工作温度为100℃。

第三步：将挤制的片材用电子加速器进行辐射交联，辐照剂量为20Mrad。

第四步：经过辐射交联后的片材进入高温发泡炉进行发泡，发泡炉温度为260℃，至此，完成交联聚乙烯基片的制备，交联聚乙烯基片即为聚合物片材或者聚合物卷材。

交联聚乙烯基片厚度为5mm，宽幅500mm，长度800m，孔径范围10μm～500μm，平均孔径为260μm，表观密度为0.1g/cm³，压缩比为30％，其70℃压缩永久变形≤50％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤30％，硬度为(邵尔C)30度。

第五步：交联聚乙烯基片的第一层切割，将交联聚乙烯基片原料放置在放卷装置上，启动刀带式切皮机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将交联聚乙烯基片送入切割设备处，送料速度为0.1m/min，交联聚乙烯基片厚度为5mm，

连续切割步骤：根据聚合物原材料的平均孔径，垂直于聚合物卷材厚度方向的横截面入刀切割，切割的方向沿聚合物卷材的长度方向，切割获得设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，厚度小于所述聚合物卷材厚度，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物卷材的平均孔径，控制切割厚度为50μm，所述连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为100N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

本实施例中，交联聚乙烯基片即为聚合物卷材或者称之为聚合物片材。

本实施例中，含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为50μm，孔径范围10μm～500μm，平均孔径为260μm，表观密度为0.1g/cm³，通孔率为40％，压缩比为90％，其70℃压缩永久变形≤20％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤10％，宽幅500mm，长度800m。

图1是本发明实施例四中制备的含有通孔结构的聚合物薄片的表面扫描电镜结构示意图，由图可知，示意图分为两部分，顶层样品和底层载体。扫面电镜测试时需要载体(多为导电胶)，将被测样品固定在测试平台，以便观测。通孔在照片上表现为较深颜色，能直观看到底部载体材质，或孔内壁有明显破损痕迹；开孔颜色较浅，能直观看出隔膜层存在，且孔内壁连续较好，无破损痕迹。由图可明确知道，聚合物薄片呈单层孔壁连接的蜂窝板状。

实施例五

与实施例四类似方法得到交联聚乙烯基片，交联聚乙烯基片厚度为0.5mm，宽幅50mm，孔径范围40μm～400μm，平均孔径为300μm，表观密度为0.5g/cm³，压缩比为50％，其70℃压缩永久变形60％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形35％，硬度为(邵尔C)10度。不同之处为，偶氮二甲酰胺发泡剂重量份为15重量份，发泡炉温度为280℃。

交联聚乙烯基片的第一层切割：将交联聚乙烯基片原料基片放置在放卷装置，启动刀带式切皮机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为0.2m/min，所述聚合物卷材厚度为0.5mm，

连续切割步骤中，根据聚合物原材料的平均孔径，沿聚合物卷材厚度方向的横截面将所述聚合物卷材切割成设定厚度的聚合物薄片，切割方向沿着聚合物卷材长度方向，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，仅仅是厚度小于所述聚合物卷材，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物薄片的平均孔径，控制切割厚度为10μm，连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为0N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

图2是本发明实施例五中制备的含有通孔结构的聚合物薄片的表面扫描电镜结构示意图，由图可知，示意图分为两部分，顶层样品和底层载体。含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为10μm，孔径范围40μm～400μm，平均孔径为300μm，表观密度为0.5/cm³，通孔率为60％，压缩比为70％，其70℃压缩永久变形≤40％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤20％。

实施例六

第一步：取50重量份异氰酸酯，90重量份聚醚多元醇，5重量份水，2重量份稳定剂，0.05重量份催化剂三亚乙基二胺，15重量份扩链剂。5-15的比例称取原材料(原材料包括聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂)，将上述量取的原材料(包括聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂)加入到具有加压、加热功能的搅拌器中，在温度70℃的条件下进行充分搅拌30分钟形成混合料A；

第二步：采用公知的机械发泡法混合异氰酸酯与混合料A，注入混合头，高速搅拌形成反应物B，再采用涂布方法将反应物B涂在PET卷片上，获得聚氨酯卷材；

至此，完成聚氨酯卷材的制备。聚氨酯卷材厚度为1mm，宽幅1500mm，长度1000m，孔径范围100μm～300μm，平均孔径为150μm，表观密度为0.1g/cm³，压缩比为90％，其70℃压缩永久变形≤10％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤5％，硬度为(邵尔C)10度。

第三步：聚氨酯卷材的第一层切割，将聚氨酯卷材放置在放卷装置，启动热线式切割机、收卷装置、放卷装置，

放卷步骤：将与聚合物薄片材质相同的聚合物卷材送入切割设备处，送料速度为5m/min，所述聚合物卷材厚度为1mm，

连续切割步骤：根据聚合物原材料的平均孔径，沿聚合物卷材横截面将所述聚合物卷材片薄成设定厚度的聚合物薄片，所述聚合物薄片长度和宽度与所述聚合物卷材相同，仅仅是厚度小于所述聚合物卷材，所述聚合物薄片的厚度小于该聚合物薄片的平均孔径，控制切割厚度为100μm，连续切割步骤的精度误差为±20％。

收卷步骤：收卷张力为0N。

待原料整卷切割完成后，停机、收卷、整理切割后的片材；

本实施例中，含有通孔结构的聚合物薄片的性能为：厚度为100μm，宽幅400mm，长度1000m，孔径范围100μm～300μm，平均孔径150μm，通孔率为40％，表观密度为0.1g/cm³，压缩比为95％，其70℃压缩永久变形≤20％(75％压缩，22h)、23℃压缩永久变形≤4％(75％压缩，22h)。

本发明中，相关的术语、相关测试方法按照如下定义或者方式进行：

测试方法：

通孔率测定

选取样品，利用扫描电镜，在选定的区域内，查数通孔数量和闭孔数量，计算通孔率。

厚度测定：

含有通孔结构的聚合物薄片材的厚度是基于GB/T6672-2001中记载的方法测定的。在距样品纵向端部大约1m处，沿横向整个宽度截取试样，试样宽100mm，长1000mm，使用厚度测量仪对样品的20个部位进行厚度测定，平均厚度为所有测量值的算术平均值。

表观密度测定：

含有通孔结构的聚合物薄片材的表观密度是基于GB/T6343-2009中记载的方法测定的。沿着横向方向平行取5个10000×10000mm的样品，测量其平均厚度及质量。

ρ_a—表观密度，单位为千克每立方米(kg/m³)；

m—试样的质量，单位为克(g)；

m_a—排出空气的质量，单位为克(g)；

V—试样的体积，单位为立方毫米(mm³)。

平均孔径：

通过数码显微镜来读取聚合物薄片材孔径的放大图像，测定在切断面的一定面积(1mm²)内显现的全部泡孔的面积，进行圆当量直径换算后，以泡孔数进行数据统计，由此求出平均孔径。

压缩比：

选取试样，测定800Kpa的压力下的最大变形，计算压缩比。

压缩比(％)＝[(P-M)/P]×100

P-初载荷下的试样厚度，单位为毫米(mm)；

M-总载荷下的试样厚度，单位为毫米(mm)。

压缩永久变形：

含有通孔结构的聚合物薄片材的压缩永久变形是基于GB/T6669-2008中记载的方法测定的。选取试样，长度、宽度均为50mm，将足够数量试样叠合，使叠合试样在受压前总厚度至少为25mm，整个叠合试样作为一个试样，总共有5个叠合后的试样。测量初始厚度d0,将叠合试样压缩至75％，在15min内，将被压缩的叠合试样置于70℃的烘箱内并保持22h，取出恢复至实验室温度，测量叠合试样最终厚度dr。计算压缩永久变形值(CS)，取平均值，

CS-压缩永久变形，以百分数(％)表示；

d₀-试样初始厚度，单位为毫米(mm)；

d_r-试样最终厚度，单位为毫米(mm)；

同上述标准测量23摄氏度压缩永久变形，不同的是烘箱温度为23℃，

CS-压缩永久变形，以百分数(％)表示；

d₀-试样初始厚度，单位为毫米(mm)；

d_r-试样最终厚度，单位为毫米(mm)。

邵氏硬度：

邵氏硬度测量选用邵氏C型和邵氏D型的硬度计，试样的厚度至少为4mm，可以用较薄的几层叠合成所需的厚度。试样的尺寸应足够大，以保证离任一边缘至少9㎜进行测量，试样表面平整。

将试样放在一个硬的、坚固稳定的水平平面上，握住硬度计，使其处于垂直位置，同时使压针或压球顶端离试样任一边缘至少9mm。立即将压座无冲击地加到试样上，使压座平行于试样并施加足够的压力，压座与试样应紧密接触，(15±1)s后读取指示装置的示值。在同一试样上至少相隔6㎜测量五个硬度值，并计算其平均值。

当邵氏C型硬度计的示值高于90时，改用邵氏D型硬度计进行测量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种聚合物薄片，其特征在于，所述聚合物薄片的厚度小于该薄片的平均孔径，其具有沿厚度方向的通孔以使其在厚度方向呈蜂窝板状，其通孔率为20％～60％，其厚度为10μm～500μm，其平均孔径为10μm～500μm。

2.如权利要求1所述的一种聚合物薄片，其特征在于，所述聚合物薄片的表观密度为0.01～0.6g/cm³。

3.如权利要求1或2所述的一种聚合物薄片，其特征在于，所述聚合物薄片的压缩比为50～95％。

4.如权利要求3所述聚合物薄片，其特征在于，其还包括粘合层和/或功能层，所述粘合层和/或功能层形成在聚合物薄片本体表面上。

5.一种聚合物薄片，其特征在于，其采用将基材厚度切割成小于其平均孔径的方式获得，

所述聚合物薄片厚度为10μm～500μm，其在厚度方向呈蜂窝板状，其结构中具有沿厚度方向的通孔，其通孔率为20％～60％。

6.如权利要求5所述的一种聚合物薄片，其特征在于，所述基材为聚合物发泡片卷材。

7.一种制备聚合物薄片的方法，其特征在于，所述聚合物薄片在厚度方向呈蜂窝板状，单张薄片的厚度小于该薄片的平均孔径，

其制备方法包括如下步骤：

收卷步骤：将所述聚合物薄片收卷成聚合物薄片卷材，所述收卷张力为0N～100N。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述切割设备包括带式切皮机、热线式切割机、钢锯式切割机的一种或多种。

9.如权利要求1-5之一所述聚合物薄片作为电子设备密封缓冲材料的应用，所述电子设备包括智能手机、液晶电视、平板电脑、液晶屏幕、电池以及新能源汽车。