CN112143212B - 组合物、泡棉基材、背衬、胶带及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及组合物、泡棉基材、背衬、胶带及其用途，所述组合物包括至少一种水性弹性体分散液和可膨胀的微球或已膨胀的微球。

Description

组合物、泡棉基材、背衬、胶带及其用途
技术领域
本发明涉及包括至少一种水性弹性体分散液和可膨胀的微球或已膨胀的微球的组合物(特别地可发泡组合物)、使用该组合物制成的闭孔泡棉基材、包括该闭孔泡棉基材的背衬、包括所述背衬的胶带以及这样的胶带的用途。
背景技术
泡棉基材被广泛应用到缓冲、吸震等领域中。市场上比较常见的类型有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚氨酯(PU)泡棉等。由于加工难度的优势，PE泡棉应用及开发最为广泛，超薄PE泡棉具备优异的抗冲击性质，一些高性能超薄PE泡棉已被应用到电子产品中。但是PE泡棉的抗冲击吸收性能具有局限性，目前只能达到一定高度，例如
Figure BDA0002112305080000011
668系列。
此外，目前市场上常见的PU泡棉是使用溶剂型聚氨酯发泡制备的，或者通过化学试剂反应发泡或打入氮气发泡来制备，其内聚力并不能达到很高的水平，也因此抗冲击吸收能力并不高，无法与PE泡棉相提并论。
因此，还存在对现有的泡棉基材，特别是PU泡棉基材改进的需求，以使其能适用于特定的应用，例如镜头安装、高吸震性粘合和可折叠装置中的粘合等。
发明内容
本发明的目的在于提供改进的组合物、特别地可发泡组合物的配方，使用其制得的泡棉基材具有与市场公认的在抗冲击性能方面表现优异的PE泡棉(例如
Figure BDA0002112305080000012
668系列)至少相当的、甚至显著更好的抗冲击性，并且当将这种泡棉基材用作胶带的背衬或载体时，其还表现出改善的对胶粘剂层的粘附性。另外，具有这种泡棉基材的胶带因其优异的性能、特别地抗冲击性而能有利地例如用于镜头安装、吸震性粘合和可折叠装置中的粘合。
一方面，本发明提供包括至少一种水性弹性体分散液(弹性体水性分散液)和可膨胀的或已膨胀的微球的组合物。
本发明可使用的弹性体包括聚烯烃、聚氨酯、丙烯酸类、聚乳酸、天然橡胶、合成橡胶如丁基橡胶、(异)丁基橡胶、腈橡胶或丁二烯橡胶、硅橡胶、以及前述物质的混合物。
“聚烯烃”在本发明中是指以物质的量计含有至少50％的通式结构-[-CH2-CR1R2-]n-(其中R1是氢原子以及R2是氢原子或直链或支链的饱和脂族或脂环族基团)的重复单元的聚合物。当本发明的组合物、特别地可发泡组合物包括聚烯烃时，优选使用聚乙烯、聚丙烯、特别地单轴和双轴取向的聚乙烯和聚丙烯。
“聚氨酯”在宽泛的意义上被理解为这样的聚合物型物质，其中重复单元通过具有-NH-CO-O-的氨基甲酸酯部分(基团)彼此连接。
根据本发明可使用的天然橡胶原则上(根据所需的纯度和粘度水平)可选自所有可用的品类，例如绉纱、RSS、ADS、TSR或CV，并且合成橡胶可选自：无规共聚的丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(XIIR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和/或其共混物。
“微球”理解为是指弹性的并因此在其基态下为可膨胀的中空微珠，其具有热塑性聚合物壳。这些珠填充有低沸点液体或液化气体。所用的壳材料特别地为聚丙烯腈、PVDC、PVC或聚丙烯酸酯。合适的低沸点液体特别地为来自低级烷烃的烃如异丁烷或异戊烷，其在压力下作为液化气体包封在聚合物壳中。
对微球的作用、特别地通过热的作用导致聚合物外壳的软化。同时，壳内存在的液态的吹入气体转化为其气态形式。这导致微球的不可逆延伸和三维膨胀。当内压和外压平衡时，膨胀结束。由于聚合物壳被保留，因此所获得的是闭孔泡沫体。
根据本发明，“可膨胀的”微球意指微球可以是未膨胀的或部分膨胀的，并且在两种情况下都可进一步膨胀，即为可膨胀的。
根据本发明，“已膨胀的”微球意指“已完全膨胀的”微球，即“不可膨胀的”微球。
许多可膨胀的微球类型是市售可获得的，其尺寸和其膨胀所需的起始温度(75至220℃)基本不同。市售可获得的未膨胀的微球的一个实例是来自Akzo Nobel的
Figure BDA0002112305080000031
DU产品(DU＝干燥未膨胀的)。可膨胀的微球产品还可以水性分散体的形式获得，其固体/微球含量为约40重量％至45重量％，并且还以聚合物结合的微球(母料)的形式获得，例如在微球浓度为约65重量％的乙烯-乙酸乙烯酯中。
根据本发明可使用所谓的已膨胀的微球。在该情况下，膨胀已经在混合到组合物中之前发生。已膨胀的微球也是市售可获得的，例如，以
Figure BDA0002112305080000032
或者以商品名Expancelxxx DE yy(干燥，膨胀的)和Expancel xxx WE yy(湿式，已膨胀的)来自Akzo Nobel。当在组合物中使用已膨胀的微球时，相对于使用未膨胀的微球的情况，已发泡的微球由于粒径分布均一而可以更高的浓度均匀地分散在水性弹性体分散液中，并且由这样的组合物获得的泡棉基材不仅具有特别好的抗冲击性，还具有特别平坦的表面，由此使用该泡棉基材的胶带可特别好地适用于光学、电子和/或精密机械设备中的密封粘合。
根据本发明优选的实施方式，组合物包括至少一种水性聚氨酯分散液、特别地水性聚醚型聚氨酯分散液，和至少一种已膨胀的微球。由这样的组合物获得的聚氨酯泡棉基材具有与市场公认的在抗冲击性能方面表现优异的PE泡棉(例如
Figure BDA0002112305080000033
668系列)至少相当的、甚至显著更好的抗冲击性。
根据本发明的进一步优选的实施方式，本发明的组合物包括至少两种水性聚醚型聚氨酯分散液和至少一种已膨胀的微球，其中第一水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有550％-1000％、优选地600％-950％、更优选650％-750％的断裂伸长率，以及第二水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有低于500％、优选300％-480％、以及特别地475％的断裂伸长率。当同时使用前述两种水性聚醚型聚氨酯分散液时，由这样的组合物获得的泡棉基材在应用到胶带中作为其背衬或载体时具有特别地好的对胶粘剂层的粘附性。
进一步优选地，第一水性聚醚型聚氨酯分散液具有100mPa.s-150mPa.s的粘度(25℃)和0.2-3MPa、特别地0.2-2MPa的100％模量，以及第二水性聚醚型聚氨酯分散液具有小于30mPa.s、特别地25mPa.s的粘度(25℃)和4-30Mpa、特别地7-20Mpa的100％模量。
特别有利的是，使用例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000034
EVO RU-92-213或
Figure BDA0002112305080000035
EVO RU-92-299作为第一水性聚醚型聚氨酯分散液，以及使用例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000036
EVO EX-RU-92-208作为第二水性聚醚型聚氨酯分散液。
在本发明的特别有利的实施方式中，第一水性聚醚型聚氨酯分散液与第二水性聚醚型聚氨酯分散液的重量比例为20:1至4:1。
根据本发明的优选的实施方式，已膨胀的微球的含量在0.5重量％至20重量％、优选地1重量％至10重量％、更优选5重量％至10重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。可膨胀的微球的含量在0.5重量％至4重量％、优选地1重量％至3重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
根据本发明进一步优选的实施方式，已膨胀的微球具有20-80μm的粒径。可膨胀的微球具有5-80μm的粒径。
特别有利的是，使用例如来自Akzo Nobel的Expancel WE系列产品作为已膨胀的微球。此外，还可使用来自Matsμmoto的F-65E等级的微球。
另外，本发明的组合物还包括至少一种交联剂和添加剂。
本发明可使用的交联剂优选地包括改性的聚碳二亚胺、脂族多异氰酸酯交联剂及其混合物，其特别地适用于水性聚氨酯分散液。特别有利地，使用来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000041
XR-5580和/或
Figure BDA0002112305080000042
XR-5588作为本发明的交联剂。
本发明可用的添加剂包括分散剂(例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000043
EVODF-2459)、流变改性剂(例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000044
RM-622)、增稠剂(例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000045
RM-4456)和色浆(例如来自Stahl的
Figure BDA0002112305080000046
PP-39-611)。
进一步有利地，可将阻燃剂添加到本发明的组合物中以使由该组合物制得的泡棉基材具有阻燃性能。任何本领域已知的可用于泡棉基材的阻燃剂均可用于本发明的组合物中。
此外，有利的是，在本发明中可使用生物基的水性弹性体分散液。
优选地，在将由本发明的组合物获得的泡棉基材用于胶带时，胶带具有根据Dupont测试测量的0.5-1.4J的x,y平面的冲击强度和0.5-1.2J的z平面的冲击强度。
另一方面，本发明提供闭孔的、特别地非粘性的泡棉基材，该泡棉基材由根据本发明的包括至少一种水性弹性体分散液和可膨胀的微球的组合物发泡制成，或者使用本发明的包括至少一种水性弹性体分散液和已膨胀的微球的组合物制成。
根据本发明的泡棉基材有利地具有20μm至150μm的泡孔直径和500kg/m3至1200kg/m3的密度。
进一步地，本发明提供包括上述根据本发明的泡棉基材的背衬，该背衬另外包括施加在其至少一侧上、优选地两侧上的用于保护/增强的膜层。此外，还有利的是如下的背衬，其包括至少两层根据本发明的泡棉基材，并且用于保护/增强的膜层作为中间层被布置在两层泡棉基材之间，如图1中所示，其中1是指泡棉基材，2是指用于保护/增强的膜层。
可用于本发明的用于保护/增强的膜可以是任何类型的聚合物膜，特别地，例如聚烯烃(PO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性聚氨酯弹性(TPU)等。
更进一步地，本发明提供多层结构体，特别地胶带，其包括上述根据本发明的泡棉基材或上述根据本发明的背衬和至少一个胶粘剂层，优选地至少一个压敏胶粘剂层、进一步优选地至少一个发泡的压敏胶粘剂层。
在根据本发明的胶带中，有利的是如下的设计，其按顺序地具有：
-三层结构A：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/本发明的泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；
-四层结构B：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/用于保护或增强的膜层/本发明的泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；
-五层结构C：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/用于保护或增强的膜层/本发明的泡棉基材/用于保护或增强的膜层/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；和
-五层结构D：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/本发明的泡棉基材/用于保护或增强的膜层/本发明的泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层，
如图2中所示，其中1是指本发明的泡棉基材，2是指用于保护/增强的膜层，以及3是指发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层。
本发明的特别优选的实施方式涉及关于层的组成的对称构造的胶带，其中两个外层压敏胶粘剂在化学上是相同的，并且也有利地，如果向其添加添加剂，则这些是相同的并以相同的量使用。
根据本发明还可实现的是这样的胶带，其在z方向上具有结构上对称的构造，但其中两个外部压敏胶粘剂层具有相同的厚度和/或具有相同的密度，但是在化学上是不同的。
在非常有利的上述方式中，胶带具有完全对称的构造，即两个外部压敏胶粘剂层和内部的泡棉基材相应地在其化学组成上是相同的并且在其结构组成上具有相同的厚度和密度。“完全对称”特别地涉及压敏胶粘剂条的z方向(“厚度”，垂直于压敏胶粘剂条的平面的方向)，但当然还可另外地涉及表面平面中的几何形状(压敏胶粘剂条的x和y方向，即长度和宽度)。
根据本发明，胶带被认为是片状结构体，即基本上在二维上延伸的结构体。因此，术语“胶带”中包括具有延伸长度和有限宽度的带、带部分、标签、模切件(冲压件、坯料)等。然而，位于压敏胶粘剂层上的剥离衬垫(如果存在的话)不被认为是胶带的组成部分，因为它仅被设置用于临时保护压敏胶粘剂并在施用胶带之前将其除去。
有利地，可用于本发明的胶带的压敏胶粘剂包括聚丙烯酸酯聚合物。这是可通过丙烯酸类单体(其也被理解为是指甲基丙烯酸类单体)和任选地另外的可共聚单体的自由基聚合获得的聚合物。
根据本发明，它可为可与环氧基团交联的聚丙烯酸酯。因此，所用的单体或共聚单体可优选地为可与环氧基团交联的官能单体；这里使用的单体尤其包括具有酸基团(特别地羧酸、磺酸或磷酸基团)和/或羟基和/或酸酐基团和/或环氧基团和/或胺基团的单体；优选含有羧酸基团的单体。当聚丙烯酸酯包括聚合的丙烯酸和/或甲基丙烯酸时是特别有利的。
可用作聚丙烯酸酯的共聚单体的另外的单体是例如具有最高达30个碳原子的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯、具有最高达20个碳原子的羧酸的乙烯酯、具有最高达20个碳原子的乙烯基芳族化合物、烯属不饱和腈、乙烯基卤化物、包含1-10个碳原子的醇的乙烯基醚、具有2-8个碳原子和1或2个双键的脂族烃、或这些单体的混合物。
优选使用可得自以下单体组成的聚丙烯酸酯：
i)下式的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸：
CH2＝C(R1)(COOR2)
其中R1＝H或CH3和R2＝H或具有1-30个、特别地具有4-18个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烃基，
ii)具有已经定义与环氧基团具有反应性的类型的官能团的烯属不饱和单体，
iii)任选地另外的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和/或烯属不饱和单体，其可与组分(i)共聚。
组分(i)的单体特别地为增塑和/或非极性单体。对于单体(i)，优选使用丙烯酸类单体，其包括具有含4-18个碳原子、优选地4-9个碳原子的烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。这样的单体的实例是丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯及其支化异构体如丙烯酸2-乙基己酯或甲基丙烯酸2-乙基己酯。
对于组分(ii)，优选使用具有选自以下列举的那些官能团的单体：
羟基、羧基、磺酸或膦酸基、酸酐、环氧化物、胺。
组分(ii)的单体的特别优选的实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、二甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、三氯丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基膦酸、衣康酸、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸6-羟己酯、烯丙醇、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
对于组分(iii)，以实例的方式提及的单体为：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸叔丁基苯酯、甲基丙烯酸叔丁基苯酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸正十一烷基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯、丙烯酸3,5-二甲基金刚烷基酯、甲基丙烯酸4-枯基苯酯、丙烯酸氰乙酯、甲基丙烯酸氰乙酯、丙烯酸4-联苯酯、甲基丙烯酸4-联苯酯、丙烯酸2-萘酯、甲基丙烯酸2-萘酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、3-甲氧基丙烯酸甲酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸丁基二甘醇酯、丙烯酸乙二醇酯、单甲基丙烯酸乙二醇酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯350、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯500、单甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯、甲基丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、N-(1-甲基十一烷基)丙烯酰胺、N-(正丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)丙烯酰胺、N-(正十八烷基)丙烯酰胺、以及N,N-二烷基取代的酰胺如N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苄基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙基乙烯基醚、乙烯基异丁基醚、乙烯基酯如乙酸乙烯酯、氯乙烯、乙烯基卤化物、偏氯乙烯、偏卤乙烯、乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、大分子单体如2-聚苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯(4000-13 000g/mol的分子量Mw)、聚(甲基丙烯酸甲酯)-甲基丙烯酸乙酯(2000-8000g/mol的Mw)。
也可有利地选择组分(iii)的单体，使得它们包含有助于随后的辐射-化学交联(例如通过电子束、UV)的官能团。合适的可共聚光引发剂为例如苯偶姻丙烯酸酯和丙烯酸酯官能化的二苯甲酮衍生物。有助于通过电子辐射的交联的单体为例如丙烯酸四氢糠基酯、N-叔丁基丙烯酰胺、丙烯酸烯丙酯，但该列举并不详尽。
进一步有利地，对本发明的泡棉基材的表面进行例如电晕或等离子体处理以进一步提高泡棉基材对其它层、特别地压敏胶粘剂层的粘附性。
本发明的胶带因满足本发明所述目的的要求的优异应用特征而引人注意。在此已经发现，冲击吸收能力特别地优于现有技术产品，尤其是
Figure BDA0002112305080000081
668系列。
特别地，本发明的胶带具有根据Dupont测试测量的0.5-1.4J的x,y平面的冲击强度和0.5-1.2J的z平面的冲击强度。
因此，可将本发明的胶带特别地用于例如镜头安装、吸震性粘合和可折叠装置中的粘合。
附图说明
图1示出了根据本发明优选的具有多层结构的泡棉基材的实施方式。
图2示出了根据本发明优选的具有多层结构的胶带的实施方式。
图3示出了使实施例9中的组合物发泡的成膜情况。
图4示出了实施例9中的微球尺寸分布。
图5示出了实施例8中的微球尺寸分布。
图6示出了市场上常见的PU泡棉胶带Ranju标准系列HF-48S015的Dupont测试结果与作为基准的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000091
66825的比较。
图7示出了本发明的实施例1-6的Dupont测试结果与作为基准的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000092
66824的比较。
图8示出了本发明的实施例7-8的Dupont测试结果与作为基准的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000093
66824的比较。
图9示出了使用水性聚酯型聚氨酯分散液制备的聚氨酯泡棉胶带的Dupont测试结果与作为基准的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000094
66824的比较。
图10示出了仅使用一种水性聚醚型聚氨酯分散液制备的聚氨酯泡棉胶带的Dupont测试结果与作为基准的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000095
66824的比较。
具体实施方式
在下文中通过实施例详细阐述本发明。
表1：使用的可商购化学品
Figure BDA0002112305080000096
Figure BDA0002112305080000101
实施例1：水性聚氨酯泡棉和胶带的制备
将190g的RU-92-299和10g的EX-RU-92-208混合，向乳液体系中加入5g Expancel461WE20d36微球，再加入0.1g EVO DF-2459分散剂，在搅拌器下搅拌。10分钟后加入6g XR-5580和6g XR-5588，搅拌10分钟。随后加入0.95g PP-39-611色浆，1.9g RM-622增稠剂，搅拌5分钟，直至体系达到均匀灰色粘稠状。随后停止搅拌，准备涂布。
实验室准备两个烘箱，一个调节至70℃，另一个调节至105℃。在涂布机上将上述乳液涂布到离型膜上得到湿膜，将湿膜放到70℃烘箱烘2分钟将水分蒸发。随后移到105℃烘箱烘2分钟进行交联固化。
将得到的100μm厚的泡棉进行电晕处理，随后在两面贴合50gsm(克/平方米)的丙烯酸转移胶，得到总厚度为200μm的泡棉双面胶带。在润湿1周后，进行Dupont测试(参见下文的测试方法)。
实施例2-6：水性聚氨酯泡棉和胶带的制备
以与实施例1相同的方式制备实施例2-6的水性聚氨酯泡棉和包括其的胶带，不同之处在于如表2中所示使用不同类型和不同含量的微球。
实施例7：水性聚氨酯泡棉和胶带的制备
将170g的RU-92-213和30g的EX-RU-92-208混合，向乳液体系中加入10g Expancel461WE20d36微球，再加入0.1g EVO DF-2459分散剂，在搅拌器下搅拌。10分钟后加入6g XR-5580，搅拌10分钟。随后加入2g RM-4456增稠剂，搅拌5分钟，直至体系达到均匀粘稠状。随后停止搅拌，准备涂布。
实验室准备两个烘箱，一个调节至70℃，另一个调节至105℃。在涂布机上将上述乳液涂布到离型膜上得到湿膜，将湿膜放到70℃烘箱烘2分钟将水分蒸发。随后移到105℃烘箱烘2分钟进行交联固化。
将得到的100μm厚的泡棉进行电晕处理，随后在两面贴合50gsm(克/平方米)的丙烯酸转移胶，得到总厚度为200μm的泡棉双面胶带。在润湿1周后，进行Dupont测试。
实施例8：水性聚氨酯泡棉和胶带的制备
以与实施例7相同的方式制备实施例8的水性聚氨酯泡棉和包括其的胶带，不同之处在于微球的含量为10重量％(相对于水性聚氨酯分散液的总重量)。
实施例9：以高的可膨胀微球含量制备水性聚氨酯泡棉
以与实施例1相同的方式制备实施例9的水性聚氨酯泡棉，不同之处在于使用的微球为可膨胀的
Figure BDA0002112305080000111
053DU40，其相对于水性聚氨酯分散液的总重量以4重量％的含量添加到水性聚氨酯分散液中。
实施例10：使用水性聚酯型聚氨酯分散液制备水性聚氨酯泡棉
向145.5g的
Figure BDA0002112305080000112
EX-RU-43-193乳液体系中加入1g
Figure BDA0002112305080000113
053DU40微球，在搅拌器下搅拌。10分钟后加入4.5g XR-5580，搅拌10分钟。随后加入1g
Figure BDA0002112305080000114
RM-622增稠剂，搅拌5分钟，直至体系达到均匀粘稠状。随后停止搅拌，准备涂布。
实验室准备两个烘箱，一个调节至70℃，另一个调节至105℃。在涂布机上涂布增稠后的乳液到离型膜上得到湿膜，将湿膜放到70℃烘箱烘2分钟将水分蒸发。随后移到105℃烘箱烘2分钟进行交联固化。
将得到的100μm厚的泡棉进行电晕处理，随后在两面贴合50gsm(克/平方米)的丙烯酸转移胶，得到总厚度为200μm的泡棉双面胶带。在润湿1周后，进行Dupont测试。
实施例11：仅使用一种水性聚醚型聚氨酯分散液制备水性聚氨酯泡棉
向151.34g的RU-92-299乳液体系中加入0.9g
Figure BDA0002112305080000121
053DU40微球，在搅拌器下搅拌。10分钟后加入4.5g XR-5580，搅拌10分钟。随后加入2gRM-622增稠剂，搅拌5分钟，直至体系达到均匀灰色粘稠状。随后停止搅拌，准备涂布。
实验室准备两个烘箱，一个调节至70℃，另一个调节至105℃。在涂布机上涂布增稠后的乳液到离型膜上得到湿膜，将湿膜放到70℃烘箱烘2分钟将水分蒸发。随后移到105℃烘箱烘2分钟进行交联固化。
将得到的100μm厚的泡棉进行电晕处理，随后在两面贴合50gsm(克/平方米)的丙烯酸转移胶，得到总厚度为200μm的泡棉双面胶带。在润湿1周后，进行Dupont测试。
以上实施例中使用的微球类型及其相对于水性聚氨酯分散液的总重量的重量百分比含量示于下表2中。
表2：各实施例和对比例中使用的微球类型和微球相对于水性聚氨酯分散液的总重量的含量
Figure BDA0002112305080000122
Figure BDA0002112305080000131
Dupont测试结果的比较
I.Ranju标准系列HF-48S015聚氨酯泡棉胶带与基准的比较
以来自目前市场上公认在抗冲击性能方面表现最好的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000132
66825的样品(总厚250μm，PE泡棉基材厚150μm，双面50gsm的丙烯酸转移胶)为基准，将目前市场上常见的用于抗冲击吸收的聚氨酯泡棉Ranju标准系列HF-48S015(150μm聚氨酯泡棉基材，http://www.unipoly.com.cn/plus/list.php？tid＝92)的Dupont测试结果与其进行比较，由图6可以看出，目前市场上常见的用于抗冲击吸收的聚氨酯泡棉胶带在抗冲击性能方面远不如PE泡棉胶带。
II.以来自目前市场上公认在抗冲击性能方面表现最好的PE泡棉胶带
Figure BDA0002112305080000133
66824的样品(总厚200μm，PE泡棉基材厚100μm，双面50gsm的丙烯酸转移胶)为基准，分别将根据本发明的实施例的胶带的Dupont测试结果与其进行如下的比较：
本发明的实施例1-6与基准的比较
由图7可见，根据本发明的实施例1-6的泡棉胶带具有与作为基准的PE泡棉胶带相当的抗冲击性性能，其中使用第一水性聚醚型聚氨酯分散液(其聚氨酯具有950％的断裂伸长率)、第二水性聚醚型聚氨酯分散液(其聚氨酯具有475％断裂伸长率)和已膨胀的微球的组合的实施例6甚至呈现出比基准显著更好的抗冲击性能。
本发明的实施例7和8与基准的比较
令人惊奇地，发明人发现，当在根据本发明的组合物中使用其聚氨酯具有650％的断裂伸长率的水性聚醚型聚氨酯分散液和上述第二水性聚醚型聚氨酯分散液以及已膨胀的微球(实施例7和8)时，不仅获得了在抗冲击性能方面比作为基准的PE泡棉胶带显著更好的PU泡棉胶带，另外在使用相同的已膨胀微球含量的情况下，实施例8相对于上述使用其聚氨酯具有950％的断裂伸长率的第一水性聚醚型聚氨酯分散液的实施例6还表现出更好的抗冲击性(参见图8)。
已膨胀的微球与未膨胀的微球(即可膨胀的微球)的比较
在实施例9中，向水性聚氨酯分散液中添加了4重量％的未膨胀的微球053DU40，但发现，由于未膨胀的微球053DU40不能很好地分散在聚氨酯分散液中，当加入量大于3重量％的微球时，容易出现团聚。这种现象在制备超薄泡棉的过程中严重影响微球的均匀分布和随后的泡棉基材的成膜(参见图3)。
此外，当未膨胀的微球加入到体系中时，在加热过程中，会有不同程度的发泡，因而得到大小不均的膨胀后的微球，由图4可见，微球尺寸分布跨度大，均一性差。
相对地，在使用已发泡的微球制备泡棉基材时，微球能以较高的含量均匀地分散在水性聚氨酯分散液中(实施例6-8)，并且在使用其制备泡棉基材的过程中微球的尺寸分布均匀且易于成膜(参见图5)。
另外，即使以较低的含量利用未膨胀的微球来制备聚氨酯泡棉胶带(实施例4)，这样的胶带也不能达到使用相同含量的已发泡的微球的情况(实施例1)那样的抗冲击性能。
使用水性聚酯型聚氨酯分散液制备的聚氨酯泡棉胶带与基准的比较
由图9可见，当使用水性聚酯型聚氨酯分散液时，由其制得的聚氨酯泡棉胶带粘附性能不佳，由此导致Dupont测试中的数值相对较低。另外，这种类型的分散液的耐水解性能不及使用聚醚型分散液的组合物来得耐水解、耐高温和耐高湿。
仅使用一种水性聚醚型聚氨酯分散液制备的聚氨酯泡棉胶带与基准的比较
由图10可见，当仅使用一种水性聚醚型聚氨酯分散液制备泡棉胶带时，胶带的抗冲击性能低于作为基准的PE泡棉，这是因为由其制得的泡棉基材对胶粘剂层的附着力差，在进行Dupont测试的时候，很容易出现脱胶，致使抗冲击性的数值较低。
测试方法
Dupont测试
抗冲击性；z方向
从待检查的胶带切出正方形框状样品(外部尺寸33mm×33mm；边界宽度2.0mm；内部尺寸(窗口剪切块)29mmx 29mm)。将该样品粘贴至PC框(外部尺寸45mmx 45mm；边界宽度10mm；内部尺寸(窗口剪切块)25mmx 25mm；厚度3mm)。将35mm×35mm的PC窗口粘贴至双面胶带的另一侧。进行PC框、胶带框和PC窗口的粘合，使得几何中心和对角线各自叠置于彼此之上(角对角)。粘合面积为248mm2。使粘合经受248N压力5s并且在23℃/50％相对湿度的条件下储存24小时。
在储存之后立即将由PC框、胶带和PC窗口构成的胶粘复合物以PC框的突出边缘支撑在样品架中，使得复合物水平对准并且PC窗口在该框下方。然后将样品架居中地插在“DuPont Impact Tester”的预定接收器中。以这样的方式使用重量150g的冲击头，使得具有20mm直径的圆形冲击几何体居中地且齐平地撞击在PC窗口的窗口侧上。
在如此布置的由样品架、样品和冲击头组成的复合物上，让在两个导杆上引导的具有150g质量的重物从5cm高度垂直落下(测试条件：23℃，50％相对湿度)。重物掉落的高度以5cm增阶增加，直至由冲击应力导致引入的冲击能量破坏样品，并且PC窗口从PC框分离。
为了能够比较采用不同样品的实验，能量如下计算：
E[J]＝高度[m]*重物的质量[kg]*9.81m/s2
每个产品测试五个样品，并且报告平均能量值作为抗冲击性的指标。
横向抗冲击性；x，y方向
从待检查的胶带切出正方形框状样品(外部尺寸33mm×33mm；边界宽度2.0mm；内部尺寸(窗口剪切块)29mmx 29mm)。将该样品粘贴至PC框(外部尺寸45mmx 45mm；边界宽度10mm；内部尺寸(窗口剪切块)25mmx 25mm；厚度3mm)。将35mm×35mm的PC窗口粘贴至双面胶带的另一侧。进行PC框、胶带框和PC窗口的粘合，使得几何中心和对角线各自叠置于彼此之上(角对角)。粘合面积为248mm2。使粘合经受248N压力5s并且在23℃/50％相对湿度的条件下储存24小时。
在储存之后立即将由PC框、胶带和PC片窗口构成的胶粘复合物以PC框的突出边缘支撑在样品架中，使得复合物垂直对准。然后将样品架居中地插在“DuPont ImpactTester”的预定接收器中。以这样的方式使用重量150g的冲击头，使得具有20mm x 3mm尺寸的矩形冲击几何体居中地且齐平地撞击在面朝上的PC窗口的端面上。
在如此布置的由样品架、样品和冲击头组成的复合物上，让在两个导杆上引导的具有150g质量的重物从5cm高度垂直落下(测试条件：23℃，50％相对湿度)。重物掉落的高度以5cm增阶增加，直至由交叉(横向)冲击应力导致引入的冲击能量破坏样品，并且PC窗口从PC框分离。
为了能够比较采用不同样品的实验，能量如下计算：
E[J]＝高度[m]*重物的质量[kg]*9.81m/s2
每个产品测试五个样品，并且报告平均能量值作为横向抗冲击性的指标。
应理解，本文描述的实施方式应仅被认为是描述性的，而不是为了限制本发明的目的。应当认为每种实施方式内的特征或方面的描述可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。
虽然已参考实施例描述了一种或多种实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。

Claims (34)

1.组合物，包括至少一种水性弹性体分散液和可膨胀的微球或已膨胀的微球，其中所述水性弹性体分散液为水性聚氨酯分散液并且由第一水性聚醚型聚氨酯分散液和第二水性聚醚型聚氨酯分散液组成，其中所述第一水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有550％-1000％的断裂伸长率，以及所述第二水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有低于500％的断裂伸长率，
其中使用来自Stahl的
Figure FDA0004076191790000011
EVO RU-92-213或
Figure FDA0004076191790000012
EVO RU-92-299作为第一水性聚醚型聚氨酯分散液，以及使用来自Stahl的
Figure FDA0004076191790000013
EVO EX-RU-92-208作为第二水性聚醚型聚氨酯分散液。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有600％-750％的断裂伸长率。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一水性聚醚型聚氨酯分散液具有100mPa.s-150mPa.s的在25℃下的粘度和0.2-3MPa的100％模量。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二水性聚醚型聚氨酯分散液具有小于30mPa.s的在25℃下的粘度和4-30MPa的100％模量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中在将由该组合物获得的泡棉基材用于胶带时，胶带具有根据Dupont测试测量的0.5-1.4J的x,y平面的冲击强度和0.5-1.2J的z平面的冲击强度。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有650％-750％的断裂伸长率。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有低于300％-480％的断裂伸长率。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述第二水性聚醚型聚氨酯分散液中的聚氨酯具有475％的断裂伸长率。
9.根据权利要求3所述的组合物，其中所述第一水性聚醚型聚氨酯分散液具有0.2-2MPa的100％模量。
10.根据权利要求4所述的组合物，其中所述第二水性聚醚型聚氨酯分散液具有小于25mPa.s的在25℃下的粘度和7-20MPa的100％模量。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中第一水性聚醚型聚氨酯分散液与第二水性聚醚型聚氨酯分散液的重量比例为20:1至4:1。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中已膨胀的微球的含量在0.5重量％至20重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中已膨胀的微球的含量在1重量％至10重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中已膨胀的微球的含量在5重量％至10重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中可膨胀的微球的含量在0.5重量％至4重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中可膨胀的微球的含量在1重量％至3重量％的范围内，相对于水性弹性体分散液的总重量。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中已膨胀的微球具有20-80μm的粒径。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中可膨胀的微球具有5-80μm的粒径。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中该组合物还包括至少一种交联剂和添加剂。
20.根据权利要求19所述的组合物，其中所述交联剂包括改性的聚碳二亚胺、脂族多异氰酸酯交联剂及其混合物。
21.根据权利要求19所述的组合物，其中所述添加剂包括分散剂、流变改性剂、增稠剂、色浆和阻燃剂。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述水性弹性体分散液是生物基的水性弹性体分散液。
23.使用根据权利要求1至22中任一项所述的组合物获得的泡棉基材，其是闭孔的泡棉基材。
24.根据权利要求23所述的泡棉基材，其中所述泡棉基材是非粘性的泡棉基材。
25.根据权利要求23或24所述的泡棉基材，其中所述泡棉基材具有20μm至150μm的泡孔直径和500kg/m3至1200kg/m3的密度。
26.背衬，其包括根据权利要求23至25中任一项所述的泡棉基材和施加在其至少一侧上的用于保护/增强的膜层。
27.根据权利要求26所述的背衬，其中用于保护/增强的膜层被施加在所述泡棉基材的两侧上。
28.根据权利要求26所述的背衬，其中该背衬包括至少两层所述泡棉基材，并且用于保护/增强的膜层作为中间层被布置在两层泡棉基材之间。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的背衬，其中用于保护/增强的膜为聚烯烃(PO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或热塑性聚氨酯弹性(TPU)的膜。
30.胶带，其包括根据权利要求23至25中任一项所述的泡棉基材或根据权利要求26至29中任一项所述的背衬和至少一个胶粘剂层。
31.根据权利要求30的胶带，其中所述胶粘剂层为压敏胶粘剂层。
32.根据权利要求31的胶带，其中所述胶粘剂层为发泡的压敏胶粘剂层。
33.根据权利要求30至32中任一项的胶带，其中所述胶带按顺序地具有：
-三层结构A：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；
-四层结构B：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/用于保护或增强的膜层/泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；
-五层结构C：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/用于保护或增强的膜层/泡棉基材/用于保护或增强的膜层/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层；或
-五层结构D：发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层/泡棉基材/用于保护或增强的膜层/泡棉基材/发泡的或非发泡的压敏胶粘剂层。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的胶带在镜头安装、吸震性粘合和粘合可折叠装置中的用途。
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