CN111040711B - 一种tpu胶粘剂以及热熔胶膜与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子胶粘剂领域，特别是一种TPU胶粘剂以及热熔胶膜与应用。本发明TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：TPU颗粒75‑97份；改性聚酯0‑15份；抗水解剂2‑10份；助剂0.1‑1份。本发明的热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为网布或薄膜。本发明具有三层复合结构的热熔胶膜手感柔软，具有较高的拉伸强度、优秀的拉伸回复性、良好的粘接性及耐水洗性，可以广泛地应用于内衣、内裤、文胸、模杯、肩带、塑身衣、运动服等具有弹性的服装的无缝粘接。

Description

一种TPU胶粘剂以及热熔胶膜与应用
技术领域
本发明涉及高分子胶粘剂领域，特别是一种TPU胶粘剂以及热熔胶膜与应用。
背景技术
聚氨酯是一种发展迅速的多功能性高分子合成材料，由于原料品种的多样化及分子结构的可调节性，可以制成泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂等多种产品形式，用途极其广泛。同样，通过调节原料和配方，可以设计出适合各种材料间粘接、各种不同用途的多种类型聚氨酯胶粘剂。聚氨酯胶粘剂具有优良的柔韧性、耐冲击性、耐化学药品性，并且具有特别优异的耐低温性能和耐磨性。
近年来随着科技的发展，针织服装具有越来越广阔的市场。在传统加工方法中，针织衣片都需要一定的缝合，而缝合的厚度往往会影响针织服装特别是紧身束身服装款式的舒适性和外观效果。为了改善针织服装的舒适性以及外观效果，新一代全新成型的针织无缝服装(无缝内衣、无缝内裤、无缝运动服)应运而生。无缝服装制造是一种新型的服装加工技术，是指梭织或针织面料用激光裁床裁剪成衣片后，在接缝处辅助用热熔胶膜，通过新型的电子加工技术(例如热压、超声波等技术)将衣片进行熔接，全部或部分避免了缝纫针、缝纫线的使用，使颈、腰、臀等部位无需接缝，集舒适、贴身、时尚、变化于一身。
目前，以热塑性聚氨酯(TPU)为基础树脂的热熔胶膜是作为取代缝纫线而应用于服装领域的新一代高分子弹性粘合胶膜。目前，市面上的TPU热熔胶膜虽具有一定的弹性和粘结强度，但应用在一些高弹性要求的运动服装和内衣上表现依然欠佳，主要表现为粘接力小，耐水洗性较差、拉伸强度小、拉伸变形大等缺点。特别是应用于无缝运动裤的裤头、文胸、运动服的侧骨，影响无缝运动服装的舒适度，缩短了使用寿命，提升不了服装的品质及美观。
因此，有必要开发一种应用于无缝服装的高拉伸强度、高弹性、高粘接性的热熔胶膜。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种TPU胶粘剂，具有良好的粘接性能和耐水性能；本发明还提供一种热熔胶膜，其手感柔软，具有较高的拉伸强度、优秀的拉伸回复性(弹性)、良好的粘接性及耐水洗性。本发明的热熔胶膜可以广泛地应用于服装的无缝粘接。
本发明采用以下技术方案：
一种TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：
Figure BDA0002304726300000021
所述TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒、聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒、聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒中的一种或多种。
进一步优选地，所述TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒、聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒、聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒中的两种。
本发明中，由于TPU的原料、其配比以及聚合方式的不同，可以形成很多不同类型的TPU颗粒；即使属于同种类型，例如已二酸系聚酯型TPU颗粒，也可以通过不同原料、配比以及聚合方式的不同，形成不同的已二酸系聚酯型TPU颗粒。
通过将不同的TPU颗粒混合使用，往往可以克服单一产品的一些缺点，并且与其它产品的优点形成互补，得到综合性能良好的产品。
具体地，TPU颗粒是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：60-84％多元醇、15-35％异氰酸酯和1-15％小分子二醇。
优选地，多元醇选自聚四氢呋喃二醇(PTMG)、已二酸(AA)系聚酯二醇(如聚已二酸丁二醇酯、聚已二酸乙二醇酯、聚已二酸丙二醇酯、聚已二酸已二醇酯、聚已二酸乙二醇-丁二醇酯、聚已二酸丁二醇-丙二醇酯、聚已二酸丁二醇-辛戊二醇酯等)和聚碳酸酯二醇中的一种或多种。
优选地，异氰酸酯选自1,3-苯二异氰酸酯、甲苯基-2,4-二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4-二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环亚己基二异氰酸酯、1,3-二(异氰酸酯甲基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，小分子二醇选自乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、甲基-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇和1,6已二醇中的一种或多种。
本发明中，根据所选择的TPU颗粒选择相应的多元醇。具体地，包括但不限于：TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒，相应的多元醇选自已二酸系聚酯二醇；TPU颗粒选自聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒，相应的多元醇选自聚碳酸酯二醇；TPU颗粒选自聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒，相应的多元醇选自聚四氢呋喃二醇；TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒和聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒，相应的多元醇选自已二酸系聚酯二醇和聚碳酸酯二醇；TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒和聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒，相应的多元醇选自已二酸系聚酯二醇和聚四氢呋喃二醇；TPU颗粒选自聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒和聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒，相应的多元醇选自聚碳酸酯二醇和聚四氢呋喃二醇。可以根据所需性能调节所选择的多元醇之间的比例。
优选地，TPU颗粒的熔体质量流动速率在20-50g/10分钟(150℃，2.16Kg)，软化点在90-140℃。更优选地，TPU颗粒的熔体质量流动速率在25-35g/10分钟(150℃，2.16Kg)，软化点在115-130℃。根据目标产品的强度、粘接、弹性等物性，选择TPU颗粒的熔体质量流动速率、软化点。
优选地，所述改性聚酯选自改性共聚酯。
进一步优选地，所述改性共聚酯选自改性共聚酯3112或改性共聚酯5120。
发明人通过研究发现，在TPU胶粘剂中加入改性聚酯，使产品具有更加良好的粘接性能、优异的耐水性能。
优选地，所述抗水解剂选自聚碳化二亚胺。
优选地，所述助剂选自抗氧剂和紫外线吸收剂中的一种或两种；所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种；紫外线吸收剂选自二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和受阻胺类紫外线吸收剂中的一种或多种。
具体地，所述氧化剂选自抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)、抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、抗氧剂TPP(亚磷酸三苯酯)和复合型抗氧剂B215；所述紫外线吸收剂选自紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、紫外线吸收剂UV-328(2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑)、紫外线吸收剂UV-5411(2-(2’-羟基-5’-特辛基苯基)苯并三唑)、紫外线吸收剂UV-622(聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯)和复合型紫外线吸收剂UV-B2500。
上述TPU胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将TPU颗粒、改性聚酯、抗水解剂、助剂混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒而成。
一种热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为网布或薄膜；所述基体层为网布或薄膜。
优选地，所述网布选自锦涤网布、锦氨网布、涤氨网布或氨纶网布；所述薄膜选自聚氨酯薄膜、聚酯弹性体膜或聚氨酯与聚酯弹性体共混改性的薄膜。
本发明采用特定的网布或薄膜，其拉伸断裂强度大、回复性好、拉伸变形率低；将特定的网布或薄膜作为基体层，与第一胶粘层、第二胶粘层形成三层的复合结构的热熔胶膜，这样结构的热熔胶膜既综合了基体层的强度、弹性、变形率低的优点，又结合了胶粘层良好粘接性能、优异的耐水性能等特点，同时降低了对TPU胶粘剂的弹性要求，克服了传统热熔胶膜回弹性差、强度低、粘接力一般的缺陷。
优选地，所述热熔胶膜的厚度为0.05mm-0.35mm，所述第一胶粘层的厚度为热熔胶膜厚度的15％-40％，所述第二胶粘层的厚度为热熔胶膜厚度的15％-40％；所述基体层为热熔胶膜的厚度30-70％。
进一步优选地，所述第二胶粘层与所述第一胶粘层的厚度比例在1:1-1.6。
本发明中，热熔胶膜中的胶粘层不宜太厚或太薄，胶粘层越薄，越有利于提高三层复合热熔胶膜的柔软性、回弹性，但同时导致胶膜对被粘接面料的粘接强度下降、拉伸强度变低；而胶粘层变厚，三层复合热熔胶膜的拉伸强度、粘接性能虽然变好，但其柔软性、回弹性变差，且被粘物变得厚实、笨重、不美观。
优选地，所述热熔胶膜还包括保护层，所述保护层位于第一胶粘层和/或第二胶粘层表面。
进一步优选地，所述保护层位于第一胶粘层表面。
进一步优选地，所述保护层选自格拉辛离型纸。
上述的热熔胶膜的制备方法，在基体层其中一面施加第一胶粘层，在基体层另一面施加第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
具体地，所述热熔胶膜通过多层共挤出流延设备一次性共挤流延复合第一胶粘层、基体层、第二胶粘层而成，或通过普通流延设备依次挤出流延复合第一胶粘层、基体层、第二胶粘层而成。
上述的热熔胶膜在服装中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明的采用特定的TPU颗粒、改性聚酯，克服了单一材料的一些缺点，达到优势互补，从而使产品具有良好的粘接性能、优异的耐水性能；将特定的网布或薄膜作为基体层，形成三层复合结构的热熔胶膜，这样结构的热熔胶膜既综合了基体层的强度、弹性、变形率低的优点，又结合了胶粘层良好粘接性能、优异的耐水性能等特点，同时降低了对TPU胶粘剂的弹性要求，克服了传统热熔胶膜回弹性差、强度低、粘接力一般的缺陷；
(2)本发明的热熔胶膜通过流延复合第一胶粘层、基体层、第二胶粘层而成，制备方法简单、方便；胶粘层不含挥发物、无污染、粘合工艺简单，可以重复使用，粘接速度快，有利于工业大规模快速作业；
(3)本发明具有三层复合结构的热熔胶膜手感柔软，具有较高的拉伸强度、优秀的拉伸回复性、良好的粘接性及耐水洗性，可以广泛地应用于内衣、内裤、文胸、模杯、肩带、塑身衣、运动服等具有弹性的服装的无缝粘接。
附图说明
图1是本发明的热熔胶膜的结构示意图。
图2是本发明的包括保护层的热熔胶膜的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：
Figure BDA0002304726300000051
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒A是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：70％聚已二酸乙二醇酯1000、27％4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、3％1,4-丁二醇；
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒B是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：65％聚已二酸丁二醇酯1000、30％4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、5％新戊二醇。
上述TPU胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将已二酸系聚酯型TPU颗粒A(熔体质量流动速率为45g/10分钟，软化点为110℃)、已二酸系聚酯型TPU颗粒B(熔体质量流动速率为20g/10分钟，软化点为130℃)、改性共聚酯3112、聚碳化二亚胺、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-328混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒而成。
一种热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为聚酯弹性体膜(广东佛塑科技的产品H200)。
所述热熔胶膜的厚度为0.13mm，所述第一胶粘层的厚度为0.05mm、所述第二胶粘层的厚度为0.03mm；所述基体层为0.05mm。
上述热熔胶膜的制备，包括以下步骤：上述得到的TPU胶粘剂经单螺杆流延机挤出、流延，依次施加到聚酯弹性体膜的两面，分别形成第一胶粘层、第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
在第一胶粘层表面施加格拉辛离型纸，收卷即得到包括保护层的热熔胶膜。
实施例2
一种TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：
Figure BDA0002304726300000061
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：79％聚已二酸乙二醇酯2000、18％4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和3％1,4-丁二醇；
所述聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：60％聚四氢呋喃二醇1500、29％异佛尔酮二异氰酸酯、2％1,4-丁二醇和9％新戊二醇。
上述TPU胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将已二酸系聚酯型TPU颗粒(熔体质量流动速率为35g/10分钟，软化点为120℃)、聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒(熔体质量流动速率为25g/10分钟，软化点为135℃)、聚碳化二亚胺、抗氧剂1076、紫外线吸收剂UV-9混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒而成。
一种热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为2070#网孔的锦氨网布(福建华耀公司的产品)。
所述热熔胶膜的厚度为0.23mm，所述第一胶粘层的厚度为0.08mm、所述第二胶粘层的厚度为0.05mm；所述基体层为0.1mm。
上述热熔胶膜的制备，包括以下步骤：上述得到的TPU胶粘剂经单螺杆流延机挤出、流延，依次施加到锦氨网布的两面，分别形成第一胶粘层、第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
在第一胶粘层表面施加格拉辛离型纸，收卷即得到包括保护层的热熔胶膜。
实施例3
一种TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：
Figure BDA0002304726300000062
Figure BDA0002304726300000071
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒A是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：70％聚已二酸丁二醇酯1000、27％4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和3％1,4-丁二醇；
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒B是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：60％聚已二酸已二醇酯1000、30％4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、6％1,4-丁二醇和7％新戊二醇。
上述TPU胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将已二酸系聚酯型TPU颗粒A(熔体质量流动速率为30g/10分钟，软化点为120℃)、已二酸系聚酯型TPU颗粒B(熔体质量流动速率为50g/10分钟，软化点为115℃)、聚碳化二亚胺、改性共聚酯5120、抗氧剂1076、紫外线吸收剂UV-5411混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒而成。
一种热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为锦涤网布(福建海鸿公司的产品)。
所述热熔胶膜的厚度为0.31mm，所述第一胶粘层的厚度为0.08mm、所述第二胶粘层的厚度为0.08mm；所述基体层为0.15mm。
上述热熔胶膜的制备，包括以下步骤：上述得到的TPU胶粘剂经单螺杆流延机挤出、流延，依次施加到锦涤网布的两面，分别形成第一胶粘层、第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
在第一胶粘层表面施加格拉辛离型纸，收卷即得到包括保护层的热熔胶膜。
实施例4
一种TPU胶粘剂，包括按重量份计的以下组分：
Figure BDA0002304726300000072
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒A是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：72％聚已二酸乙二醇-丁二醇酯1000、23％异佛尔酮二异氰酸酯和5％1,4-丁二醇；
所述已二酸系聚酯型TPU颗粒B是由以下按重量百分比计的原料通过双螺杆挤出机制备得到：60％聚已二酸已二醇酯1000、30％4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、3％1,4-丁二醇和7％新戊二醇。
上述TPU胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将已二酸系聚酯型TPU颗粒A(熔体质量流动速率为20g/10分钟，软化点为125℃)、已二酸系聚酯型TPU颗粒B(熔体质量流动速率为50g/10分钟，软化点为115℃)、聚碳化二亚胺、抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-5411混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒而成。
一种热熔胶膜，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为聚氨酯薄膜(德国亨斯迈的产品A60E4902)。
所述热熔胶膜的厚度为0.16mm，所述第一胶粘层的厚度为0.03mm、所述第二胶粘层的厚度为0.03mm；所述基体层为0.1mm。
上述热熔胶膜的制备，包括以下步骤：上述得到的TPU胶粘剂经单螺杆流延机挤出、流延，依次施加到聚氨酯薄膜的两面，分别形成第一胶粘层、第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
在第一胶粘层表面施加格拉辛离型纸，收卷即得到包括保护层的热熔胶膜。
本发明热熔胶膜膜的结构示意图如图1所示，其依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为网布或薄膜。
本发明包括保护层的热熔胶膜如图2所示，其依次包括保护层、第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述保护层为格拉辛离型纸；所述第一胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成、第二胶粘层由上述的TPU胶粘剂制成；所述基体层为网布或薄膜。
实验例1
对本发明制备的热熔胶膜与市售的高弹性热熔胶膜3412(美国)、热熔胶膜3916(美国)进行性能测定，测试方法如下:
1)拉伸回复性(弹性)测试：按ASTM D2594低弹织物弹性恢复性能测试方法中定伸长的方法测试200％的拉伸回复性，将6cm长、20cm宽的胶膜拉伸200％长，往复拉伸5次后，测试相应的回弹性。回弹性＝(拉伸长度-拉伸回复后长度)/(拉伸长度-标准长度)*100％
2)水洗性测试：按照ISO 6330标准测试，40℃洗衣机中水洗20次，每次60分钟。
3)剥离强度：将20cm宽的胶膜于150℃下压弹力面料15S，冷却60分钟后，检测其剥离强度，结果如下表1所示。
4)拉伸强度：按ASTM D638塑料拉伸性能测定方法测试胶膜的拉伸强度，结果如表1所示。
表1热熔胶膜的性能
Figure BDA0002304726300000091
从表1可以看出，用改性聚酯、不同类型的TPU的共混改性来设计配方，同时引入高弹性的网布或薄膜作为基体层，形成三层复合结构的热熔胶膜；这种结构的热熔胶膜使不同材料的性能达到优势互补，获得的产品具有良好的粘接性能、优异的耐水性、良好的拉伸强度、良好的拉伸回复性、拉伸变形率低等特点。
本发明具有三层复合结构的热熔胶膜手感柔软，具有较高的拉伸强度、优秀的拉伸回复性、良好的粘接性及耐水洗性，可以广泛地应用于内衣、内裤、文胸、模杯、肩带、塑身衣、运动服等具有弹性的服装的无缝粘接。

Claims (5)

1.一种热熔胶膜，其特征在于，依次包括第一胶粘层、基体层、第二胶粘层；所述第一胶粘层和所述第二胶粘层均由TPU胶粘剂制成；所述基体层为网布或薄膜；
所述TPU胶粘剂由按重量份计的以下组分组成：
TPU颗粒 75-97份；
改性聚酯 5-15份；
抗水解剂 2-10份；
助剂 0.1-1份；
所述改性聚酯选自改性共聚酯3112或改性共聚酯5120；
所述助剂选自抗氧剂和紫外线吸收剂中的一种或两种；
所述热熔胶膜的厚度为0.05mm-0.35mm，所述第一胶粘层的厚度为热熔胶膜厚度的15％-40％，所述第二胶粘层的厚度为热熔胶膜厚度的15％-40％；所述基体层为热熔胶膜的厚度30-70％；
所述TPU颗粒选自已二酸系聚酯型TPU颗粒、聚碳酸酯系聚酯型TPU颗粒、聚四氢呋喃系聚醚型TPU颗粒中的两种。
2.根据权利要求1所述的热熔胶膜，其特征在于，所述抗水解剂选自聚碳化二亚胺。
3.根据权利要求1所述的热熔胶膜，其特征在于，所述网布选自锦涤网布、锦氨网布、涤氨网布或氨纶网布；所述薄膜选自聚氨酯薄膜、聚酯弹性体膜或聚氨酯与聚酯弹性体共混改性的薄膜。
4.权利要求1-3中任一项所述的热熔胶膜的制备方法，其特征在于，在基体层其中一面施加第一胶粘层，在基体层另一面施加第二胶粘层，即得到热熔胶膜。
5.权利要求1-3中任一项所述的热熔胶膜在服装中的应用。
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