CN110628344B - 热弯保护膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热弯保护膜及其制备方法和应用。所述热弯保护膜包括聚合物基层，制备所述聚合物基层的原料包括聚烯烃、增塑剂和热稳定剂；所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)。上述热弯保护膜具有较高的柔性，可与待热弯板材良好贴合，从而在热弯工艺过程中起到充足的缓冲作用，实现对板材的保护效果，同时有利于减少生产环境下尘埃或者其他颗粒沾染板材带来的点状不良，提升板材外观面良率。

Description

热弯保护膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种热弯保护膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，移动终端(如手机、平板电脑等)已经成为人们生活和工作中必不可少的通讯工具，移动终端在外形及功能上都得到了长足的发展。现有的移动终端外壳一般需经过多道特殊加工工序制成，其中包括高压热弯成型工艺，通过该工艺能够将2D板材成型为具有曲面效果的3D板材。为了避免在热弯成型过程中对板材造成损伤，一般在热弯成型前先对板材进行覆膜保护处理。但现有的热弯保护膜柔性较差，无法达到与板材之间良好的贴合性，使其保护作用下降，板材在热弯成型过程中极易出现外观麻点或者发花等不良情况，达不到合格的外观视觉效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种在热弯成型工艺中能够发挥较好保护作用的热弯保护膜。

此外，还提供一种热弯保护膜的制备方法和应用。

一种热弯保护膜，所述热弯保护膜包括层叠设置的聚合物基层和粘结层，制备所述聚合物基层的原料包括聚烯烃、增塑剂和热稳定剂；所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)。

一种热弯保护膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

将聚烯烃、增塑剂与热稳定剂混合，得到预混料，其中，所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)；

将所述预混料成型，得到聚合物基层。

一种热弯保护膜在热弯成型工艺中的应用，所述热弯保护膜为上述热弯保护膜，或者，所述热弯保护膜为上述制备方法制备得到的热弯保护膜。

上述热弯保护膜，在聚合物基层的原料中添加有适量的增塑剂，能够提高聚合物基层的柔性；通过粘结层可与待热弯板材贴合并达到较高的贴合度，从而在热弯工艺过程中起到充足的缓冲作用，实现对板材良好的保护效果，同时有利于减少生产环境下尘埃或者其他颗粒沾染板材带来的点状不良，提升板材外观面良率。

附图说明

图1为一实施方式的热弯保护膜的结构示意图；

图2为图1所示的热弯保护膜的制备方法的流程图；

图3为一实施方式的热弯保护膜在热弯成型工艺中的应用的流程图；

图4为图3中步骤S201得到的贴覆有热弯保护膜的板材的结构示意图；

图5为实施例1制备的热弯保护膜用于热弯工艺中所得到的产品的照片；

图6为对比例1制备的热弯保护膜用于热弯工艺中所得到的产品的照片。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。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。

一实施方式的热弯保护膜100，参考图1，该热弯保护膜100包括依次层叠设置的脱模层110、聚合物基层120和粘结层130。

制备聚合物基层120的原料包括聚烯烃、增塑剂和热稳定剂。通过在聚合物基层120的原料中添加增塑剂，能够提高聚合物基层120的柔性，使得热弯保护膜100与待热弯板材之间达到良好的贴合性，大大提升热弯保护膜100在热弯成型工艺过程中的保护效果。

其中，聚烯烃为适用于热弯成型工艺的耐高温高压材料，其重均分子量可以在50000～150000。进一步地，聚烯烃可以选自聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)中的至少一种，上述聚烯烃具有合适的柔软度和抗压性能，特别适合于制备热弯保护膜。

其中，增塑剂为环氧植物油基增塑剂。环氧植物油基增塑剂分子中的环氧基团具有一定的极性，可以与极性的聚烯烃相互作用，提高增塑作用，同时还能吸收聚烯烃在热分解过程中释放的氯化氢气体，阻止其继续分解，兼具稳定剂的作用。进一步地，增塑剂可以选自环氧大豆油、环氧葡萄籽油、环氧葵花油、环氧亚麻油、环氧棕榈油、环氧脂肪酸甲酯、环氧脂肪酸辛酯和环氧蓖麻油酯类(包括蓖麻油改性后的环氧酯类，如环氧乙酰化蓖麻油酸甲酯等)中的至少一种，上述种类的增塑剂具有较好的耐迁移性，有利于提高聚合物基层120的稳定性。上述增塑剂可以商购得到，也可以采用现有技术中的方法制备得到，例如由含有碳碳双键的脂肪酸酯或植物油经过环氧化反应制备得到。

本发明的热弯保护膜100中，聚合物基层120的制备原料采用环氧植物油基增塑剂，而非本领域常用的有毒类增塑剂(如邻苯二甲酸酯类增塑剂)，有利于大大降低热弯保护膜100的毒性，使其更具环保性，符合国际上的环保标准(如欧盟RoHS、REACH、邻苯十八项标准等)，对于提高产品的质量等级、突破国际环保限制具有重要意义。

其中，热稳定剂用于提高聚合物基层120的高温稳定性。热稳定剂可以为固体类热稳定剂或者液体类热稳定剂。进一步地，热稳定剂选自硬脂酸镁、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、蓖麻酸镁、蓖麻酸钡、蓖麻酸锌、蓖麻酸钙、蓖麻酸镉、液体钡锌复合物和液体钙锌复合物中的至少一种，上述热稳定剂特别适用于以聚氯乙烯和/或聚丙烯作为聚烯烃制备得到的聚合物基层120。

其中，聚烯烃、增塑剂和热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)。采用上述聚烯烃、增塑剂和热稳定剂，并将其配比调节在该范围内，能够得到具有适宜柔性的聚合物基层120。优选情况下，聚烯烃、增塑剂和热稳定剂的重量比为100:(35～55):(2～5)，在上述配比下得到的聚合物基层120具有较高的柔性，可实现较好的热弯保护效果，进一步提高产品外观良率。此外，制备聚合物基层120的原料中不包括润滑剂，可以避免由于润滑剂析出导致聚合物基层120或粘结层130的稳定性降低，进而影响热弯保护膜100的保护作用。

聚合物基层120的厚度可以为0.03mm～0.15mm。厚度在上述范围内的聚合物基层120便于贴合操作，贴合度良好，能达到较好的缓冲保护作用，确保产品外观良率。

粘结层130用于与待热弯板材进行粘结。粘结层130的材质(即胶黏剂)可以选自聚丙烯酸酯和聚氨酯中的至少一种。进一步地，粘结层130的厚度可以为5μm～20μm，具有上述厚度的粘结层130能够达到较好的粘合强度。

脱模层110设置在聚合物基层120的远离粘结层130的一侧。在进行热弯成型时，该脱模层110与热弯模具直接接触，能起到润滑效果，在热弯结束时可促进脱模，帮助板材成型，提升热弯后板材的外观面良率。该脱模层110直接集成于聚合物基层120上，使得当采用本实施方式的热弯保护膜100时，将待热弯板材与热弯保护膜100贴合后即可置于热弯模具中进行成型，无需再额外印刷脱模材料，有利于降低生产成本，提高生产效率。

为了达到较好的润滑脱模效果，脱模层110的摩擦系数可以为0.04～0.2，脱模层110的材质可以选自含氟聚酯、含硅聚酯、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和硅烷偶联剂改性纳米石墨烯中的至少一种，上述物质具有良好的润滑性，有利于促进脱模，提升产品良率。进一步地，脱模层110的厚度可以为3μm～20μm。所述脱模层的材质(即脱模剂)选自含氟聚酯、含硅聚酯、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种。

可以理解的是，在部分具体示例中，对脱模要求不高或者使用便于脱模的模具时，该热弯保护膜100中也可以不含有该脱膜层110。

一实施方式的上述热弯保护膜100的制备方法，参考图2，该方法包括以下步骤：

S101：将聚烯烃、增塑剂及热稳定剂混合，得到预混料。

其中，聚烯烃、增塑剂及热稳定剂的配比如上文所述。为了提高各物料混合的均匀程度，将聚烯烃、增塑剂及热稳定剂混合的步骤是在搅拌条件下进行。进一步地，搅拌的条件可以包括：转速为500r/min～1500r/min，时间为20min～40min。

S102：将预混料成型，得到聚合物基层120。

其中，将预混料成型的方法可以为本领域的常规成型方法，例如挤压成型。将预混料成型的条件可以包括：温度为120℃～110℃，时间为20min～120min。

S103：在聚合物基层120上涂覆胶黏剂，以在聚合物基层120上形成粘结层130。

其中，在聚合物基层120上涂覆胶黏剂的方式可以为丝网印刷、刮涂或喷涂。胶黏剂的可选种类即上文所述粘结层130的材质种类，此处不再赘述。

S104：在具有粘结层130的聚合物基层120的远离粘结层130的一侧涂覆脱模剂，以在聚合物基层120上形成脱模层110。

其中，在具有粘结层130的聚合物基层120上涂覆脱模剂的方式可以为丝网印刷、刮涂或喷涂。脱模剂含有含氟聚酯、含硅聚酯、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种。当采用硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种时，为了提高所制备的脱模层110的脱模效果，可先将硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种与分散液混合形成混合物，然后再将该混合物涂覆在具有粘结层的聚合物基层120上，其中分散液例如无水乙醇、无水丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，优选无水乙醇、无水丙酮等易挥发的环保性溶剂。

S105：将具有粘结层130和脱膜层110的聚合物基层120进行熟化，得到热弯保护膜100。

其中，熟化的条件包括：温度为40℃～90℃，时间为12h～12h。通过熟化，一方面可提高粘结层130与聚合物基层120之间的复合牢度，使得热弯保护膜100的稳定性更好；另一方面还可去除前序步骤中可能使用的残留有机试剂，减少异味，提高产品环保性。

上述制备方法工艺简单，操作方便，产品质量稳定，生产效率高，成本低，可大规模工业化生产。

本发明的热弯保护膜可在热弯成型的过程中发挥有效缓冲作用，将板材在高压热弯下容易出现的外观麻点或发花、在前段工序遗留的油墨颗粒点或者生产环境下产生的尘埃等各种不良缺陷形成于该热弯保护膜上，避免将缺陷显示在板材外观面，从而有效提升了板材的外观面良率，对于某些厚度较薄(如0.8mm、0.64mm、0.5mm等)的板材尤其可以实现优异的热弯保护作用，确保板材达到高标准的外观视觉效果。

在其中一个实施例中，参考图3，上述热弯保护膜在热弯成型工艺中的应用包括：

S201：将热弯保护膜100与待热弯板材200贴合，得到贴覆有热弯保护膜100的板材200。

其中，参考图4，待热弯板材200可以包括层叠设置的基板220和油墨层210。将热弯保护膜100与待热弯板材200贴合的步骤包括：将热弯保护膜100的粘结层130与待热弯板材200的油墨层210贴合。待热弯板材200可以为本领域常见的各种需要进行热弯成型的板材，可以是2D板材，也可以是2.5D板材或3D板材，其材质可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯复合材料(PMMA/PC)。

S202：将贴覆有热弯保护膜100的板材200进行热弯成型，得到热弯成型后的板材200。

其中，将贴覆有热弯保护膜100的板材200进行热弯成型的步骤包括：将贴覆有热弯保护膜100的板材200置于热弯模具中，热弯保护膜100的脱模层110与热弯模具接触，进行热弯成型。热弯成型的条件可以包括：IR烘烤温度为350～440℃，烘烤时间为35～52s，然后吹气，压力为12kg～65kg，及/或吸气真空度-0.85MPa至-0.98MPa，作用时间25～50s，合模后，模具温度为125℃～140℃，保压成型时间为2s～5s。

S203：去除热弯成型后的板材200上的热弯保护膜100。

热弯成型完成后，将热弯成型后的板材200由热弯模具中取出，热弯保护膜100仍覆于板材表面，待板材降至常温后，去除热弯保护膜100，即可得到成型产品。

以下通过具体实施例进一步说明本发明，但不用于限制本发明。

实施例中，聚氯乙烯购自浙江金立达，商品号为SG-5，重均分子量为10000～110000。环氧大豆油购自江西巨龙集团，商品号为HD-200。环氧脂肪酸甲酯购自江西巨龙集团，商品号为HD-100。钡锌稳定剂购自常州佑佳，商品号为T8005。聚丙烯酸酯购自株洲世林，商品号为SL2338。含氟聚酯光油购自深圳冠恒，商品号为AFS-R-A001。热弯保护膜中聚合物基层、粘结层和脱膜层的厚度采用深景微显微镜与千分尺等仪器测试得到。

实施例1

本实施例的热弯保护膜的结构如图1所示。

将聚氯乙烯、环氧大豆油及钡锌稳定剂按重量比为100:50:2混合，在800r/min转速下搅拌30min，得到预混料。将该预混料置于双辊压延机(创宏仪器设备有限公司生产，型号为CH-0201)中在145℃下塑化挤压成型30min，得到厚度为0.1mm的聚合物基层；将聚丙烯酸酯以丝网印刷方式均匀印在上述聚合物基层的一侧，形成厚度为10μm的粘结层，再将含氟聚酯光油以丝网印刷方式均匀涂在聚合物基层的另一侧，形成厚度控制为8μm的脱模层；将已经复合好的具有粘结层和脱膜层的聚合物基层置于熟化室内，在60℃下熟化36h，得到热弯保护膜。

实施例2

本实施例的热弯保护膜的制备过程与实施例1类似，区别在于，制备聚合物基层的原料为聚氯乙烯、环氧脂肪酸甲酯及钡锌稳定剂，重量比为100:25:6。

实施例3

本实施例的热弯保护膜的制备过程与实施例1类似，区别在于，聚氯乙烯、环氧大豆油及钡锌稳定剂的重量比为100:10:8。

对比例1

本对比例的热弯保护膜的制备过程与实施例1类似，区别在于，聚合物基层的原料不含环氧大豆油，即聚合物基层的原料为聚氯乙烯及钡锌稳定剂，重量比为100:2。

对比例2

本对比例的热弯保护膜的制备过程与实施例1类似，区别在于，聚氯乙烯、环氧大豆油及钡锌稳定剂的重量比为100:15:10。

对比例3

本对比例的热弯保护膜的制备过程与实施例1类似，区别在于，聚合物基层的原料为聚氯乙烯、环氧大豆油、钡锌稳定剂及润滑剂，重量比为100:45：2.5:3。

测试例

测试实施例1～实施例3及对比例1～对比例3制备的热弯保护膜在热弯工艺下对板材的保护效果。测试方法为：采用3D板材(厚度为0.5mm，材质为PMMA/PC)，将热弯保护膜贴合于板材油墨面，置于热弯成型设备中，在烘烤温度420℃，烘烤时间为55s后，对板材施加压力12kg，吸气真空度为-0.89MPa，保持模具温度136℃，热压成型3s，观察所得产品的外观效果。

图5为实施例1制备的热弯保护膜的测试结果，由图5可见，板材外观无缺陷，外观视觉效果较好。图6为对比例1制备的热弯保护膜的测试结果，可见，板材外观面存在条痕状与橘皮不良(图6中方框内)。

按照以下公式计算产品热弯成型良率，结果列于表1。

产品良率(％)＝热弯成型外观OK数/该工序投入总数。

表1

	产品良率，％
		实施例1	98
实施例2	93
		实施例3	96
对比例1	11
		对比例2	15
对比例3	18

由表1可见，采用本发明的热弯保护膜进行保护后能够显著提高产品良率。

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 (18)

1.一种热弯保护膜，其特征在于，所述热弯保护膜包括层叠设置的聚合物基层和脱模层，制备所述聚合物基层的原料包括聚烯烃、增塑剂和热稳定剂，且不包括润滑剂；所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)，所述聚烯烃为聚氯乙烯，所述增塑剂为环氧植物油基增塑剂，所述脱模层的材质选自含氟聚酯、含硅聚酯、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(35～55):(2～5)。

3.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述脱模层的摩擦系数为0.04～0.2。

4.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述脱模层的厚度为3μm～20μm。

5.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述增塑剂选自环氧大豆油、环氧葡萄籽油、环氧葵花油、环氧亚麻油、环氧棕榈油、环氧脂肪酸甲酯、环氧脂肪酸辛酯和环氧蓖麻油酯类中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述聚合物基层的厚度为0.03mm～0.15mm。

7.根据权利要求1所述的热弯保护膜，其特征在于，所述热弯保护膜还包括层叠设置在所述聚合物基层上的粘结层。

8.根据权利要求7所述的热弯保护膜，其特征在于，所述脱模层设置在所述聚合物基层的远离所述粘结层的一侧。

9.根据权利要求8所述的热弯保护膜，其特征在于，所述粘结层的材质选自聚丙烯酸酯和聚氨酯中的至少一种。

10.一种热弯保护膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将聚烯烃、增塑剂与热稳定剂混合，得到预混料，其中，所述聚烯烃、所述增塑剂和所述热稳定剂的重量比为100:(20～80):(1～10)，所述聚烯烃为聚氯乙烯，所述增塑剂为环氧植物油基增塑剂；

将所述预混料成型，得到聚合物基层，制备所述聚合物基层的原料不包括润滑剂；

在所述聚合物基层上形成脱模层，所述脱模层的材质选自含氟聚酯、含硅聚酯、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、硅烷偶联剂改性纳米石墨烯和硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述脱模层的摩擦系数为0.04～0.2。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述脱模层的厚度为3μm～20μm。

13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂选自环氧大豆油、环氧葡萄籽油、环氧葵花油、环氧亚麻油、环氧棕榈油、环氧脂肪酸甲酯、环氧脂肪酸辛酯和环氧蓖麻油酯类中的至少一种。

14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，将所述预混料成型的条件包括：温度为120℃～170℃，时间为20min～120min。

15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述聚合物基层上涂覆胶黏剂，以在所述聚合物基层上形成粘结层；

将具有粘结层的聚合物基层进行熟化，得到热弯保护膜。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述熟化的条件包括：温度为40℃～90℃，时间为12h～72h。

17.一种热弯保护膜在板材热弯成型工艺中的应用，所述热弯保护膜为权利要求1～9任一项所述的热弯保护膜，或者，所述热弯保护膜为权利要求10～16任一项所述的制备方法制备得到的热弯保护膜。

18.根据权利要求17所述的应用，其特征在于，该应用包括：

将所述热弯保护膜与待热弯的板材贴合，得到贴覆有热弯保护膜的板材；

将所述贴覆有热弯保护膜的板材进行热弯成型，得到热弯成型后的板材；

去除所述热弯成型后的板材上的所述热弯保护膜。

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