CN110862780A - 一种负重条件下可重工tpu基材压敏胶和使用该压敏胶的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种负重条件下可重工的TPU基材双面胶带的制备方法，包括TPU基材层、两侧的改性压敏胶层及外侧的离型层，本发明通过对热塑性压敏胶层进行接枝改性，使TPU双面胶带在具备高粘结强度的基础上还具有高的拉伸强度（＞60MPa）和断裂伸长率（＞1200%），优异的耐高温性能、抗翘性能佳，可适用于平面和各种曲面的贴合；抗剪切力性能优异；缓冲性能好；对铝板、氧化铝板、PC、Glass、不锈钢、ABS等各种材料表面具高而持久的粘着力；在负重条件下通过简单整体拉伸胶带从各种材料表面快速无残留的移除，方便快捷，对零部件无污染和损害；不仅适用于手机电池、平板等小部件的粘结和返工，还有望替代泡棉双面胶带用于电子产品中大尺寸零部件大面积（如大尺寸电视）的粘结、组装和快速返工。

Description

一种负重条件下可重工TPU基材压敏胶和使用该压敏胶的 设备
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，具体涉及一种负重条件下可重工TPU基材压敏胶和使用该压敏胶的设备。
背景技术
近年来，智能手机、电脑、电视等电子产品更新换代速度越来越快，机身也越来越轻薄化，显示屏尺寸越来越大。人们对智能显示图像的清晰度、尺寸、视觉效果的要求提升,大尺寸的液晶显示器越来越多的成为消费者首选。因此，粘结时具有很好的粘结性能，返工时能够快速移除而无残胶可重工胶带应用也越来越广泛。
可移除泡棉双面胶具有优异的缓冲性能、极佳的密封性、模切性能好、粘结性强的特点。因其具有上述的优异性能，在消费电子领域如智能手机、平板电脑、大尺寸液晶显示器等产品上具有广泛的应用，主要应用不同部件之间的粘结与固定，例如液晶显示模组与背光模组粘结、液晶边框的粘结、液晶模组与背壳的粘结等等。
然而，当对这些零部件进行重修或者返工时，只能从正面暴力拆除或者从用刀从中间把泡棉割开然后通过拉伸将残留的胶带去除，在这个过程中产生的泡棉屑会对污染一些精密的零部件，而且也易造成零部件的损坏。现有的可移除泡棉双面胶大都需要通过热压或者特定胶水将拉伸型的薄膜与泡棉结合起来作为基材，工艺复杂，成本高。此外，现有的TPU基材可重工胶带采用普通的胶水制成，其整体拉伸性能都比较低（拉伸强度＜20MPa，断裂伸长率＜1000%）无法承受大尺寸零部件的重量，在负重条件下重工解粘过程中会发生断裂，只能用于小的零部件手机电池的粘结固定。
因此，提供一种具有高粘结强度、工艺简单、成本低廉且能在高负重条件下快速无残留返工，能在大尺寸模组粘结领域代替泡棉双面胶带可移除双面胶带的产品，成为该领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种负重条件下可重工的TPU基材压敏胶，该TPU压敏胶在具备高粘结强度的基础上还具有高的拉伸强度（＞60MPa）和断裂伸长率（＞1200%）、制备工艺简单、成本低廉且能在负重条件下快速无残留无损返工，不仅适用于手机电池、平板等小部件的粘结和返工，还有望替代泡棉双面胶带用于电子产品中大尺寸零部件大面积（如大尺寸电视）的粘结、组装和快速返工。
本申请技术方案为：负重条件下可重工的TPU基材压敏胶，包括TPU基材，设置在基材两侧的压敏胶，该压敏胶为热塑性弹性体压敏胶，由以下质量份原料制备而成：改性热塑性弹性体75-100份，增粘树脂15-100份，抗氧剂0.15-5份，流平剂0.01-2份，溶剂80-200份。
作为本申请的优选方案，所述改性热塑性弹性体为改性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物；进一步地，为保证压敏胶有更好的浸润性及良好的溶解度，改性SBS空间构型优选为线性聚合物。
进一步地，为保证负重下解粘过程中TPU基材压敏胶整体不发生断裂，改性SBS优选拉伸强度25-30MPa，断裂伸长率800-1000%。
进一步地，为保证压敏胶的缓冲和抗冲击的性能，改性SBS的硬度邵氏A 70-75，比重为0.9-0.95g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%。
进一步地，为保证改性后弹性体的溶解性及拉伸性能，改性后的SBS接枝率优选＜10%。
作为本申请的优选方案，所述增粘树脂为软化点10-120℃松香树脂、软化点90-130℃聚合萜烯树脂、软化点60-150℃石油树脂、软化点60-120℃萜烯酚树脂和软化点60-120℃萜烯酚醛树脂中的至少一种。
作为本申请的优选方案，所述抗氧化剂为酚类、芳胺类、硫醚、亚磷酸酯、含硫抗氧化剂、复合抗氧化剂中的至少一种。
作为本申请的优选方案，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅、丙烯酸酯类流平剂中的至少一种。
作为本申请的优选方案，所述溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种，进一步为加快反应速率降低链转移对接枝效率的影响，优选链转移常数低的溶剂。
作为本申请的优选方案，通过溶液聚合的方式利用改性单体对SBS进行接枝改性，反应步骤如下：将SBS8-10份、改性单体2-4份、热引发剂0.01-0.2份和溶剂80-100份（均为质量份）加入到反应容器中，加热至完全溶解、反应；停止反应后，冷却到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到改性SBS。
进一步地，所述改性单体选择甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、马来酸酐中的至少一种，为保证改性物质中双键与SBS中双键发生自由基聚合反应及接枝后胶水的酯键和TPU基材中氨基等极性基团通过氢键等方式更好的结合，改性物质为含有酯键等极性基团及双键的单体。
进一步地，所述溶液聚合的反应温度为60-90℃，反应时间为1-5h。
进一步地，所述热引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。
进一步地，所述溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种。
作为本申请的优选方案，所述TPU基材的拉伸强度50-100MPa，断裂伸长率800-1500%，硬度为邵氏A 85±2，比重为1.12-1.22g/cm3，熔点≥120℃，进一步地，优选聚醚型或聚酯型热塑性聚氨酯薄膜。
本申请还公开了一种设备，包含多个构件，其至少存在一组构件之间采用上述之一的高负重条件下可重工TPU基材压敏胶进行组装，所述设备包含各种尺寸的电子产品，如手机、平板、电视等。
与现有技术相比，本发明具有如下优点。
1. 本发明通过选用TPU作为基材，无需将拉伸型薄膜与泡棉进行复合，成本降低；只选用一种胶水体系，生产工艺简单。
2. 本发明通过简单的拉伸即可实现快速无残留的重工，无需将胶带剖开解粘，避免胶带碎屑对部件的污染。
3. 高的拉伸强度（＞60MPa）和断裂伸长率（＞1200%），可满足大尺寸零部件的粘结和重工。
4. 不仅适用于手机、平板电池等小部件的粘结和返工，还可用于大尺寸电视产品边框、模组的粘结、组装和快速返工。
5. 本发明开发的TPU基材胶带对不同材质被贴物有优异粘接性能，在负重条件下快速无残留无损返工，将此类产品应用范围进一步拓展到大尺寸零部件的粘结和重工。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的范围并不限于这些实施例。
实施例1。
热塑性弹性体的改性：按质量份将8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物、2份马来酸酐、0.01份偶氮二异丁腈和80份甲苯加入到反应容器中，加热到70℃后，反应1h，停止反应后待反应液恢复到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到改性热塑性弹性体A1。
所制备的改性热塑性弹性体A1空间构型为线性聚合物，拉伸强度25MPa，断裂伸长率1000%，硬度邵氏A 75,比重为0.91g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率为8%。
负重条件下可重工TPU基材压敏胶的制备：按质量份数先将75份改性热塑性弹性体A1、15份软化点20℃松香树脂、60份软化点100℃聚合萜烯树脂分别加入到150份甲苯中混合搅拌均匀，依次加入0.2份聚二甲基硅氧烷流平剂和0.15份对苯二胺抗氧剂在上述溶液中溶解分散均匀后，经涂布、干燥、贴合即可。
选用厚度为100μm的TPU基材（拉伸强度50MPa、断裂伸长率1000%），控制胶层干胶厚度为50μm，得到总厚度为200μm负重条件下可重工的TPU基材压敏胶。
测试结果：常温（23℃，50%RH）对钢板180°剥离力为1800 gf/inch，拉伸强度和断裂伸长率分别为65MPa、1200%，两面分别贴合偏光片和铝板，负重5Kg后完全解粘、未断裂。
该负重条件下可重工TPU基材压敏胶可应用于大尺寸液晶显示屏中液晶显示模组与背壳的贴合。
实施例2。
SBS热塑性弹性体的改性：按质量份将9份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物、2份甲基丙烯酸甲酯、0.015份偶氮二异丁腈和90份甲苯加入到反应容器中，加热到80℃后，反应1.5h，停止反应后待反应液恢复到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到热塑性弹性体A2。
所制备的改性热塑性弹性体A2空间构型为线性聚合物，拉伸强度26MPa，断裂伸长率1000%，硬度邵氏A 73,比重为0.92g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率为9%。
负重条件下可重工TPU基材压敏胶的制备：按质量份数先将75份改性热塑性弹性体A2、20份软化点20℃松香树脂、75份软化点90℃萜烯酚树脂分别加入到180份甲苯中混合搅拌均匀，依次加入0.2份聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂和0.3份受阻酚类抗氧剂在上述溶液中溶解分散均匀后，经涂布、干燥、贴合即可。
选用厚度为100μm的TPU基材（拉伸强度50MPa、断裂伸长率1000%），控制胶层干胶厚度为50μm，得到总厚度为200μm负重条件下可重工的TPU基材压敏胶。
测试结果：常温（23℃，50%RH）对钢板180°剥离力为1700 gf/inch，拉伸强度和断裂伸长率分别为65MPa、1200%，两面分别贴合铝板和PC板，负重5Kg后完全解粘、未断裂。
该负重条件下可重工TPU基材压敏胶可应用于大尺寸液晶显示屏中背壳与边框的贴合。
实施例3。
SBS热塑性弹性体的改性：按质量份将8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物、2份丙烯酸甲酯、0.01份过氧化苯甲酰和80份甲苯加入到反应容器中，加热到80℃后，反应2h，停止反应后待反应液恢复到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到热塑性弹性体A3。
所制备的改性热塑性弹性体A3空间构型为线性聚合物，拉伸强度28MPa，断裂伸长率1000%，硬度邵氏A 73,比重为0.92g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率为9%。
改性SBS热塑性弹性体胶水的制备及TPU双面胶的制备：按质量份数先将85份改性热塑性弹性体A3、25份软化点80℃萜烯酚树脂、60份软化点100℃萜烯酚醛树脂分别加入到180份甲苯中混合搅拌均匀，依次加入0.3份聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂、0.15份受阻酚类抗氧化剂和0.15份亚磷酸酯抗氧剂在上述溶液中溶解分散均匀后，经涂布、干燥、贴合即可。
选用厚度为100μm的TPU基材（拉伸强度50MPa、断裂伸长率1000%），控制胶层干胶厚度为50μm，得到总厚度为200μm负重条件下可重工的TPU基材压敏胶。
测试结果：常温（23℃，50%RH）对钢板180°剥离力为2000gf/inch，拉伸强度和断裂伸长率分别为70MPa、1200%，两面分别贴合PC板和PC板，负重5Kg后完全解粘、未断裂。
该负重条件下可重工TPU基材压敏胶可应用于大尺寸液晶显示屏中边框与边框的贴合。
实施例4。
SBS热塑性弹性体的改性：按质量份将8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物、
2份丙烯酸丁酯、0.01份过氧化月桂酰和80份甲苯加入到反应容器中，加热到80℃后，反应2h，停止反应后待反应液恢复到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到热塑性弹性体A4。
所制备的改性热塑性弹性体A4空间构型为线性聚合物，拉伸强度26MPa，断裂伸长率900%，硬度邵氏A 73,比重为0.92g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率为9%。
改性SBS热塑性弹性体胶水的制备及TPU双面胶的制备：按质量份数先将75份改性热塑性弹性体A4、75份软化点95℃松香树脂分别加入到150份甲苯中混合搅拌均匀，依次加入0.3份聚酯改性聚二甲基硅氧烷流平剂、0.15份受阻酚类抗氧化剂和0.15份复合抗氧化剂在上述溶液中溶解分散均匀后，经涂布、干燥、贴合即可。
选用厚度为150μm的TPU基材（拉伸强度55MPa、断裂伸长率1000%），控制胶层干胶厚度为75μm，得到总厚度为300μm负重条件下可重工的TPU基材压敏胶。
测试结果：常温（23℃，50%RH）对钢板180°剥离力为2000gf/inch，拉伸强度和断裂伸长率分别为68MPa、1250%，两面分别贴合铝板板和PP板，负重5Kg后完全解粘、未断裂。
该负重条件下可重工TPU基材压敏胶可应用于平板电脑中电池与背壳的贴合。
实施例5。
SBS热塑性弹性体的改性：按质量份将8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物、
2份丙烯酸、0.01份、偶氮二异庚腈和80份甲苯加入到反应容器中，加热到80℃后，反应1.5h，停止反应后待反应液恢复到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，真空干燥即得到热塑性弹性体A5。
所制备的改性热塑性弹性体A5空间构型为线性聚合物，拉伸强度26MPa，断裂伸长率1000%，硬度邵氏A 74,比重为0.93g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率为9%。
改性SBS热塑性弹性体胶水的制备及TPU双面胶的制备：按质量份数先将75份改性热塑性弹性体A5、75份软化点95℃萜烯酚树脂分别加入到150份甲苯中混合搅拌均匀，依次加入0.3份丙烯酸酯类流平剂、0.3份二氢喹啉抗氧化剂和0.15份亚磷酸酯抗氧化剂在上述溶液中溶解分散均匀后，经涂布、干燥、贴合即可。
选用厚度为100μm的TPU基材（拉伸强度50MPa、断裂伸长率1000%），控制胶层干胶厚度为50μm，得到总厚度为200μm负重条件下可重工的TPU基材压敏胶。
测试结果：常温（23℃，50%RH）对钢板180°剥离力为2300 gf/inch，拉伸强度和断裂伸长率分别为70MPa、1300%，两面分别贴合偏光片和偏光片，负重5Kg后完全解粘、未断裂。
该负重条件下可重工TPU基材压敏胶可应用于于大尺寸液晶显示屏中液晶显示模组与背光模组粘结。
以上所述仅为本申请较优的实施例，并非因此限定本申请的保护范围，凡事利用本申请说明书内容所做的等效结构，或直接或间接地运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的保护范围内。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是在以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种负重条件下可重工TPU基材压敏胶，包括TPU基材，设置在基材两侧的压敏胶，其特征在于：所述的压敏胶为热塑性弹性体压敏胶，由以下质量份原料制备而成：
改性热塑性弹性体75-100份；
增粘树脂15-100份；
抗氧剂0.15-5份；
流平剂0.01-2份；
溶剂80-200份；
所述改性热塑性弹性体为改性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物，改性SBS空间构型为线性聚合物，拉伸强度25-30MPa，断裂伸长率800-1000%，硬度邵氏A 70-75，比重为0.9-0.95g/cm3，苯乙烯含量为25-35%，二嵌段含量为1-15%，接枝率＜10%；
所述增粘树脂为松香树脂、聚合萜烯树脂、石油树脂、萜烯酚树脂和萜烯酚醛树脂中的至少一种；
所述抗氧化剂为酚类、芳胺类、硫醚、亚磷酸酯、含硫抗氧化剂、复合抗氧化剂中的至少一种；
所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅、丙烯酸酯类流平剂中的至少一种；
所述溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于：所述改性SBS为选用改性单体来进行改性，所述改性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、马来酸酐中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种高负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于：所述改性方法为通过溶液聚合的方式接枝改性，改性步骤为：将SBS、改性单体、热引发剂和溶剂按如下质量份加入到反应容器中，加热溶解、反应，冷却到室温，将反应溶液滴加到丙酮中进行沉淀，过滤，干燥即得到改性SBS；
SBS 8-10份；
改性单体 2-4份；
热引发剂 0.01-0.2份；
溶剂 80-100份。
4.根据权利要求3所述的一种高负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于：所述溶液聚合的反应温度为60-90℃，反应时间为1-5h。
5.根据权利要求3所述的一种高负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于：所述热引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种高负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于：所述溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、丁酮中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高负重条件下可重工TPU基材压敏胶，其特征在于，所述TPU基材的拉伸强度50-100MPa，断裂伸长率800-1500%，硬度为邵氏A 85±2，比重为1.12-1.22g/cm3，熔点≥120℃。
8.一种设备，包含多个构件，其特征在于：至少存在一组构件之间采用如权利要求1-7之一所述的高负重条件下可重工TPU基材压敏胶进行组装。
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