CN109263237A - 粘结方法及粘结制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粘结方法及粘结制品，该粘结方法包括以下步骤：提供第一粘结对象、第二粘结对象和中间层，中间层由聚氨酯热塑性弹性体组成；将第一粘结对象和第二粘结对象分别通过热固性聚氨酯胶液与中间层的两表面贴合并热压，得到粘结制品。上述粘结方法，能有效提高剥离强度、保持粘结对象原有的柔韧性且粘结对象可为含氟布料。

Description

粘结方法及粘结制品

技术领域

本发明涉及轻工纺织技术领域，特别是涉及一种粘结方法及粘结制品。

背景技术

膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，它以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系；其在国外已广泛应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中，成为化纤纺织品应用的一个重要领域，近年来在中国建筑结构中也逐渐有应用。膜结构材料(本文中又称为布料)一般是由基布和涂层两部分组成，涂层部分主要为聚氯乙烯(PVC)，该材料存在易老化、自洁性差等缺陷，无法满足建筑膜对耐候、自洁等性能要求。

含氟涂料由于其优异的耐候性、耐化学性能(酸碱、溶剂等)、防污性能等，已广泛应用于建筑、防腐、高速公路、铁路桥梁、交通车辆、船舶及海洋工程设施用等领域。因此，用含氟材料替代上述的PVC涂层材料，可以显著改善化纤纺织品的耐候性和耐老化性能，由此制得的布料，使用寿命延长，同时具有自洁性能，在恶劣环境下(如沼气池、湿度盐碱度较高的海洋环境中)也可使用。

由于生产线幅度的限制，布料的宽度是有限定的，实际应用时往往出现布料无法满足应用场所对幅宽的要求。为了满足应用场所的需求，一种方法是增大生产线的幅宽，另一种方法是将幅宽较窄的布料并排摆放进行拼接以增大幅宽。前一种方法需要更换设备，实现的周期较长、投资较大，且设备幅宽的增大与设备技术水平密切相关，真正实现需要设备技术先达到相应的水平，而且往往提高幅度有限，故因设备所限，该方法一般不予考虑。后一种方法虽然可以无限增大幅宽，但布料拼接处往往存在缝隙，造成容易渗漏等问题，为了解决该问题，常用的方法是使用粘结剂将拼接处粘结在一起，即增加粘结层。对于普通的含聚氯乙烯涂层纤维布，通过粘结剂很容易将两块布料牢固地粘结在一起，粘结处也不易开裂。然而，在涂布含氟材料后，纤维布的表面能降低，不粘性提高，常用的粘结剂及粘结方法难以实现表面含氟布料的牢固粘结，因此，由于纤维布幅宽的影响，使表面含氟布料的应用受到了很大限制。

含氟薄膜在许多领域有重要的应用。例如，太阳能光伏背板由聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜和聚乙烯(PE)薄膜复合而成，膜层中间通过粘结剂粘结，其中最重要的一种粘结剂为聚氨酯型粘结剂。制备方法是：将聚氨酯型胶液稀释至30％左右的浓度，然后涂布于膜层之间，待溶剂挥发后，再进行热压固化。为了获得较好的粘结效果，通常需要对薄膜表面进行活化处理。

有现有技术公开了通过刮涂热塑性聚氨酯溶液或通过挤出熔涂热塑性聚氨酯在聚四氟乙烯基带上，然后于505300℃的温度下，在扩幅机上进行共同拉伸，最后经2005200℃定型，来制备聚氨酯/聚四氟乙烯的复合模。上述含氟薄膜的厚度较小，薄膜自身的撕裂强度不高，复合膜间的剥离强度(通常为8N/cm左右)大于薄膜自身的撕裂强度即可满足使用要求。

而含氟布料的厚度较厚，布料自身的撕裂强度较高，借鉴含氟薄膜的粘结方法，采用聚氨酯型粘结剂(固化型)或热塑性聚氨酯胶液(非固化型)来解决含氟布料的粘结问题，最终只能获得8N/cm左右的剥离强度，难以满足要求；另外，获得的粘结布料在弯曲时容易发生脆裂，也不能保持布料原有的柔韧性。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提高剥离强度、保持粘结对象原有的柔韧性且粘结对象可为含氟布料的粘结方法。

此外，本申请还提供一种粘结制品。

一种粘结方法，包括以下步骤：

提供第一粘结对象、第二粘结对象和中间层，所述中间层由聚氨酯热塑性弹性体组成；

将所述第一粘结对象和第二粘结对象分别通过热固性聚氨酯胶液与所述中间层的两表面贴合并热压，得到粘结制品。

上述粘结方法，将粘结对象和中间层通过该热固性聚氨酯胶液贴合并热压，热固性聚氨酯胶液更容易渗透至粘结对象表面，与粘结对象表面的活化基团形成牢固的化学键合，同时，热固性聚氨酯胶液又与组成中间层的聚氨酯热塑性弹性体形成三维网状结构，可有效提高粘结强度，从而提高剥离强度；另外，组成中间层的聚氨酯热塑性弹性体的分子结构中只含有轻度化学交联或者无交联，低的交联度确保了中间层良好的柔韧性，因此，对于原有柔韧性较好的粘结对象(如含氟布料)，通过上述热压也能保持粘结对象原有的柔韧性。

在其中一个实施例中，将所述第一粘结对象和第二粘结对象分别通过热固性聚氨酯胶液与所述中间层的两表面贴合并热压的步骤之前还包括以下步骤：

对所述第一粘结对象和第二粘结对象待与所述中间层贴合的表面进行活化处理，以使所述第一粘结对象和第二粘结对象待与所述中间层贴合的表面的表面张力系数达到20达因/厘米以上。

在其中一个实施例中，所述活化处理为等离子体处理或电晕处理。

将第一粘结对象与第二粘结对象待与中间层贴合的表面进行活化处理，以使其表面张力系数分别达到20达因/厘米以上，产生更多的羟基或自由基等活化基团，活化基团可与热固性聚氨酯胶液发生化学键合，从而确保形成足够的化学键合，提高粘结强度，从而进一步提高剥离强度。

在其中一个实施例中，所述中间层的厚度为50μm以上。

调整中间层的厚度在50μm以上，可使粘结制品的剥离强度和柔韧性进一步得到提升。

在其中一个实施例中，所述第一粘结对象和第二粘结对象分别为含氟布料。

在其中一个实施例中，所述热固性聚氨酯胶液包括含醇物、异氰酸酯和有机溶剂，所述热固性聚氨酯胶液中异氰酸酯和含醇物的总质量含量在60％以上，所述含醇物中含有90％质量百分含量以上的聚合物二元醇。

聚合物二元醇为热固性聚氨酯胶液的主要成分，对热固性聚氨酯的性能有重要影响，可以通过选用合适的聚合物二元醇来调节热固性聚氨酯的玻璃化转变温度，进而保持粘结对象原有的柔韧性。

在其中一个实施例中，所述聚合物二元醇选自聚酯二元醇及聚醚二元醇中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含醇物中还含有多元醇、小分子一元醇和小分子二元醇。

小分子一元醇主要是用于终止聚合，调节热固性聚氨酯的分子量，小分子二元醇主要用于扩链，提高分子量，多元醇则可以与异氰酸酯基团形成交联网状结构，从而提高热固性聚氨酯的性能。

在其中一个实施例中，所述热压的温度在120℃以上，热压的压力为0.05MPa51MPa，热压的时间为5560秒。

利用上述任一项所述的粘结方法制得的粘结制品。

附图说明

图1为一实施方式的粘结制品的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的粘结方法，包括以下步骤S1105S120：

S110、提供第一粘结对象11、第二粘结对象19和中间层15(如图1所示)。

在本实施方式中，第一粘结对象11和第二粘结对象19分别为含氟布料。

可以理解，粘结对象不限于含氟布料，建筑结构中常用的膜材料均适用。

进一步的，含氟布料包括基布和设于基布表面的固化含氟涂层。其中，基布由纤维丝形成。固化含氟涂层由四氟乙烯的含羟基共聚树脂与多异氰酸酯交联形成，或由三氟氯乙烯的含羟基共聚树脂与对异氰酸酯交联形成。

进一步的，固化含氟涂层中还可以根据需要含有颜填料(如钛白粉、炭黑等)及其他助剂成分，用于获得不同颜色或性能的布料。

需要说明的是，第一粘结对象11和第二粘结对象19可以相同也可以不同。例如，第一粘结对象11为含氟的聚酯纤维布料，第二粘结对象19可以是含氟的玻纤布料。

进一步的，中间层15由聚氨酯热塑性弹性体组成。

聚氨酯热塑性弹性体的分子结构中只含有轻度化学交联或者无交联，低的交联度确保了中间层15良好的柔韧性，因此，对于原有柔韧性较好的如布料等粘结对象，通过热固性聚氨酯胶液和中间层15贴合并热压，形成的粘结制品10也能保持粘结对象原有的柔韧性。

在本实施方式中，聚氨酯热塑性弹性体由含醇物和二异氰酸酯反应得到，含醇物中含有聚合物二元醇。聚氨酯热塑性弹性体的制备方法为常规方法，这里不再赘述。

可以理解，聚氨酯热塑性弹性体也可以直接采用市售产品，如上海天念的T6108f，青艺科技的TPU-209B，江阴伟韬的WT-228F等。

进一步的，中间层的厚度在50μm以上。若中间层的厚度过低，会造成剥离强度下降；若中间层的厚度过高，热压时容易流胶。因此，采用50μm以上的中间层，可确保制得的粘结制品10具有较高的剥离强度。

S120、在中间层15的两表面分别涂敷热固性聚氨酯胶液。

可以理解，在其他实施方式中，步骤S120还可以是在第一粘结对象11和第二粘结对象19待与中间层15贴合的表面涂敷热固性聚氨酯胶液。

其中，热固性聚氨酯胶液包括含醇物、异氰酸酯和有机溶剂，热固性聚氨酯胶液中异氰酸酯和含醇物的总质量含量在60％以上，含醇物中含有90％质量百分含量以上的聚合物二元醇。

进一步的，聚合物二元醇选自聚酯二元醇及聚醚二元醇中的至少一种。

进一步的，含醇物中还含有多元醇、小分子一元醇和小分子二元醇。

进一步的，异氰酸酯为二异氰酸酯或多异氰酸酯。

其中，二异氰酸酯主要用于与二元醇反应制备大分子聚氨酯。多异氰酸酯与二元醇大分子形成交联网络结构，提高粘结强度。

进一步的，二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,5-奈二异氰酸酯(NDI)、四甲基二异氰酸酯(TMXDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯基二异氰酸酯(PPDI)、二亚甲基苯基二异氰酸酯(XDI)等。

进一步的，多异氰酸酯为二异氰酸酯的三聚体，如N3300、VP LS 2253、BL 3175、URADUR YB 126、URADUR YB 127、BL-175、DesmodurBL1100、Desmodur RL1265、Dcsmodur BL3175、Desmodur BL3165等。

需要说明的是，热固性聚氨酯胶液也可以采用市售产品，如汉高的LA2672，大洋油墨的LIS-809等。

S130、对第一粘结对象11和第二粘结对象19待与中间层15贴合的表面进行活化处理，以使第一粘结对象11和第二粘结对象19待与中间层15贴合的表面的表面张力系数分别在20达因/厘米以上。

其中，活化处理为等离子体处理或电晕处理。

可以理解，经活化处理的表面可产生更多的羟基或自由基等活化基团，活化基团可与热固性聚氨酯胶液发生化学键合，从而确保形成足够的化学键合，提高粘结强度，从而进一步提高剥离强度。

需要说明的是，步骤S130可以是在步骤S120之前的任意顺序进行。

S120、将第一粘结对象11和第二粘结对象19分别通过热固性聚氨酯胶液与中间层的两表面贴合并热压，得到粘结制品10。

具体的，将第一粘结对象11和第二粘结对象19经活化处理的表面分别通过热固性聚氨酯胶液与中间层15的两表面贴合并热压，得到粘结制品10。

进一步的，热压的温度在120℃以上，热压的压力为0.05MPa51MPa，热压的时间为5560秒。

可以理解，若热压的温度过低或热压的压力过低，通常需要较长的热压时间才能获得理想的粘合效果，而热压时间太长通常难以满足实际生产中的使用要求。热压压力过高则可能会造成流胶，影响粘结效果。

需要说明的是，热压后，第一粘结对象11和中间层15之间的热固性聚氨酯胶液形成第一热固性聚氨酯胶层13，第二粘结对象19和中间层15之间的热固性聚氨酯胶液形成第二热固性聚氨酯胶层17。

将粘结对象和中间层通过热固性聚氨酯胶液贴合并热压，热固性聚氨酯胶液更容易渗透至粘结对象表面，与粘结对象表面的活化基团形成牢固的化学键合，同时，热固性聚氨酯胶液由于组成中间层的聚氨酯热塑性弹性体形成三维网状结构，可有效提高粘结强度，从而提高剥离强度；另外，组成中间层的聚氨酯热塑性弹性体的分子结构中只含有轻度化学交联或者无交联，低的交联度确保了中间层良好的柔韧性，因此，对于原有柔韧性较好的如布料等粘结对象，通过上述方法也能保持粘结对象原有的柔韧性。

上述制备方法获得的粘结制品，剥离强度可达20N/cm以上，且可保持粘结对象原有的柔韧性。

以下为具体实施例。

表面含氟布料A：基布为玻纤纺织布，固化含氟涂层为四氟乙烯的含羟基共聚物树脂与多异氰酸酯交联剂形成的三维交联固化网络。

表面含氟布料B：基布为玻纤纺织布，固化含氟涂层为三氟氯乙烯的含羟基共聚物树脂与多异氰酸酯交联剂形成的三维交联固化网络。

表面含氟布料C：基布为聚酯纤维纺织布，固化含氟涂层为四氟乙烯的含羟基共聚物树脂与多异氰酸酯交联剂形成的三维交联固化网络。

表面含氟布料D：基布为聚酯纤维无纺布，固化含氟涂层为三氟氯乙烯的含羟基共聚物树脂与多异氰酸酯交联剂形成的三维交联固化网络。

热固性聚氨酯胶液E：大洋油墨的LIS-809浓缩至70％的有效含量。

热固性聚氨酯胶液F：参照专利CN103222770B中实施例2的方法制备，并稀释或浓缩至60％的有效含量。

聚氨酯热塑性弹性体G：江阴伟韬的WT-228F，中间层厚度100μm。

聚氨酯热塑性弹性体H：江阴伟韬的WT-228F，中间层厚度28μm。

实施例1512

实施例1512所用原料、具体的制备工艺及获得样品的性能见表1和表1(续)。具体流程如下：1)将两块表面含氟布料的待贴合面分别进行活化处理，使被处理面的达因值达20以上；2)在厚度为50-200μm的聚氨酯热塑性弹性体的两表面分别喷涂热固性聚氨酯胶液；3)将两块表面含氟布料的活化面分别与聚氨酯热塑性弹性体两表面的热固性聚氨酯胶液贴合并进行热压，从而完成表面含氟布料的粘结。

表1

表1(续)

对比例1510

对比例1510所用原料、具体的制备工艺及获得样品的性能见表2。

表2

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种粘结方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供第一粘结对象、第二粘结对象和中间层，所述中间层由聚氨酯热塑性弹性体组成；

将所述第一粘结对象和第二粘结对象分别通过热固性聚氨酯胶液与所述中间层的两表面贴合并热压，得到粘结制品。

2.根据权利要求1所述的粘结方法，其特征在于，将所述第一粘结对象和第二粘结对象分别通过热固性聚氨酯胶液与所述中间层的两表面贴合并热压的步骤之前还包括以下步骤：

对所述第一粘结对象和第二粘结对象待与所述中间层贴合的表面进行活化处理，以使所述第一粘结和第二粘结对象待与所述中间层贴合的表面的表面张力系数达到40达因/厘米以上。

3.根据权利要求2所述的粘结方法，其特征在于，所述活化处理为等离子体处理或电晕处理。

4.根据权利要求1所说的粘结方法，其特征在于，所述中间层的厚度为50μm以上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的粘结方法，其特征在于，所述第一粘结对象和第二粘结对象分别为含氟布料。

6.根据权利要求1所述的粘结方法，其特征在于，所述热固性聚氨酯胶液包括含醇物、异氰酸酯和有机溶剂，所述热固性聚氨酯胶液中含醇物和异氰酸酯的总质量含量在60％以上，所述含醇物中含有90％质量百分含量以上的聚合物二元醇。

7.根据权利要求6所述的粘结方法，其特征在于，所述聚合物二元醇选自聚酯二元醇及聚醚二元醇中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的粘结方法，其特征在于，所述含醇物中还含有多元醇、小分子一元醇和小分子二元醇。

9.根据权利要求1所述的粘结方法，其特征在于，所述热压的温度在120℃以上，所述热压的压力为0.05MPa～1MPa，所述热压的时间为5～60秒。

10.利用权利要求1～9任一项所述的粘结方法制得的粘结制品。