CN112409625A - 一种petg家具膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PETG家具膜及其制备方法，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：84～92份氧化铝水合物溶胶、5～10份聚氨酯预聚物A、2～4份封闭型多异氰酸酯、1～2份铝酸酯偶联剂；耐划伤层由下列原料组成：84～92份无机粉体、7～14份聚氨酯预聚物B、1～2份铝酸酯偶联剂。本发明家具膜通过涂布得到，本发明PETG家具膜能够在进行家具棱角处包覆时保证硬化层不会开裂。
Description
技术领域
本发明涉及一种家具膜及其制备方法，具体是一种PETG家具膜及其制备方法，属于功能性薄膜领域。
背景技术
由于PVC家具膜属于含氯产品，燃烧时会产生二噁英污染环境，其使用量将受到一定限制。传统的PVC家具膜，硬化层拉伸伸长率相对较差，多用于平面产品，在热压贴合过程中PVC家具膜的拉伸变形较小，表面硬化层不会因拉伸导致开裂。
为解决上述问题，很多厂家开始采用PETG树脂制作家具膜。PETG树脂因为具有非常优异的环保性能及阻隔性等，在装饰装潢材料应用领域，可与木材、塑料板、钢板、铝板基材复合，可广泛应用于国民经济的各个生产生活领域，如家用电器、室内装潢、电梯、轮船、火车、汽车、飞机的内装饰等等，将是我国高端装饰装潢材料行业今后发展的方向。但由于高分子薄膜的耐划伤性较差，刮擦后容易留下划痕，因此，需在薄膜表面进行耐划伤处理。另外，随着市场需求的变化，家具逐渐要求进行全包覆，这就涉及家具棱角的贴合(贴合温度180℃-190℃)，当对家具的棱角贴合时，由于棱角处的穿刺作用，家具贴膜会产生较大的形变，表面的硬化层会开裂。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种PETG家具膜及其制备方法，能够解决对家具棱角贴合时，PETG家具膜硬化层容易开裂的问题。
为实现上述目的，本发明一种PETG家具膜，包括PETG基膜，该PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份数计，阻燃层由下列原料组成：84～92份氧化铝水合物溶胶、5～10份聚氨酯预聚物A、2～4份封闭型多异氰酸酯、1～2份铝酸酯偶联剂；耐划伤层由下列原料组成：84～92份无机粉体、7～14份聚氨酯预聚物B、1～2份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将氧化铝水合物溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物A、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，并干燥，得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理无机粉体，将处理后的无机粉体与聚氨酯预聚物B混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，得到耐划伤层，干燥后得到PETG家具膜。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)在阻燃层干燥过程中，由于溶剂的脱除，氧化铝水合物溶胶变成以脂肪族聚氨酯为粘结料的多孔结构，该结构具有较好的韧性，避免了拉伸开裂。耐划伤层涂布在阻燃层表面，其中的无机粉体嵌置在阻燃层表面的微孔中，对阻燃层的多孔结构起到了骨架作用，限制了耐划伤层的开裂。因此，得到的PETG家具膜在包覆棱角处时表面不会开裂。
(2)贴合过程中在高温作用下，阻燃层中的封闭型多异氰酸酯与脂肪族聚氨酯预聚物反应，使阻燃层形成体型结构，提高了阻燃层的刚性，同时进一步提高了PETG家具膜表面的耐划伤性能，进而更加有效地解决了对家具棱角贴合时，PETG家具膜硬化层容易开裂的问题。另外，由于阻燃层最终形成的是多孔氧化铝水合物，隔热效果好，且燃烧产生的是水蒸汽，比较环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明一种PETG家具膜，包括PETG基膜，该PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份数计，阻燃层由下列原料组成：84～92份氧化铝水合物溶胶、5～10份聚氨酯预聚物A、2～4份封闭型多异氰酸酯、1～2份铝酸酯偶联剂；耐划伤层由下列原料组成：84～92份无机粉体、7～14份聚氨酯预聚物B、1～2份铝酸酯偶联剂。
本发明优选氧化铝水合物溶胶包括勃姆石溶胶、一水合氧化铝溶胶、氢氧化铝溶胶中的至少一种。
由于脂肪族聚氨酯具有较好的伸长率，本发明优选聚氨酯预聚物A包括脂肪族聚氨酯预聚物中的至少一种。
为了使阻燃层与PETG基膜具有良好的粘结效果，本发明聚氨酯预聚物A优选为丙烯酸改性脂肪族聚氨酯预聚物或丙烯酸改性聚酯型脂肪族聚氨酯预聚物。
为了保证阻燃层在贴合完成前具有较好的韧性，贴合完成后具有较好的刚性，本发明封闭型多异氰酸酯的解封温度优选为130～175℃。
本发明优选无机粉体包括氧化铝、二氧化硅、氮化硅中的至少一种；为了使耐划伤层与阻燃层具有较好的结合，本发明聚氨酯预聚物B选择与聚氨酯预聚物A结构相同或类似的丙烯酸改性聚酯型脂肪族聚氨酯预聚物；为了避免耐划伤层、阻燃层中的无机粉体剥落，铝酸酯偶联剂为DL-411A型、DL-411AF型中至少一种，
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将氧化铝水合物溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物A、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，并干燥，得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理无机粉体，将处理后的无机粉体与聚氨酯预聚物B混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，得到耐划伤层，干燥后得到PETG家具膜。
其中，阻燃层、耐划伤层涂布过程中的干燥温度小于80℃；阻燃层厚度为9～20微米，耐划伤层厚度为2～3微米；所述耐划伤层中的无机粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中。
本发明下述实施例中所使用的氧化铝水合物溶胶为勃姆石溶胶，来源于杭州智钛净化科技有限公司。
本发明下述实施例中所使用的聚氨酯预物包括拜耳公司Bayhydrol UH2606、Bayhydrol110。
本发明下述实施例中所使用的无机粉体为球形氧化铝粉体，来源于东莞东超新材料科技有限公司。
本发明下述实施例中所使用的铝酸酯偶联剂来源于南京品宁偶联剂有限公司。
本发明下述实施例中所使用的封闭型多异氰酸酯为德固赛公司EP-B 1186A。
本发明下述对比组中所使用的固化剂为拜耳公司Bayhydur 305。
实施例1
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：84份勃姆石溶胶、10份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、4份封闭型多异氰酸酯、2份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：84份球形氧化铝粉体、14份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、2份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜92上，涂层厚度为9微米，通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物B混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为2微米，并通过75℃干燥得到PETG家具膜。
实施例2
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：92份勃姆石溶胶、5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、2份封闭型多异氰酸酯、1份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：92份球形氧化铝粉体、7份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、1份铝酸酯偶联剂；
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为20微米，通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为3微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
实施例3
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：90份勃姆石溶胶、5.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、3份封闭型多异氰酸酯、1.5份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：88份球形氧化铝粉体、10.5份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、1.5份铝酸酯偶联剂；
所述耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为15微米，通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将球形氧化铝粉体处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为2.5微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
实施例4
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：90份勃姆石溶胶、5.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、3份封闭型多异氰酸酯、1.5份铝酸酯偶联剂；耐划伤层由下列原料组成：88份球形氧化铝粉体、10.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol 110、1.5份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为15微米，通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理无球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物Bayhydrol 110混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为2.5微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
对比组1
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：90份勃姆石溶胶、5.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、3份固化剂Bayhydur 305、1.5份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：88份球形氧化铝粉体、10.5份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、1.5份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、固化剂Bayhydur 305混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为15微米，并通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与固化剂Bayhydur 305混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为2.5微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
对比组2
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：90份勃姆石、5.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、3份封闭型多异氰酸酯、1.5份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：88份球形氧化铝粉体、10.5份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、1.5份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为15微米，并通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，涂层厚度为2.5微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
对比组3
一种PETG家具膜，包括PETG基膜，PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，以重量份计，阻燃层由下列原料组成：90份勃姆石溶胶、5.5份聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、3份封闭型多异氰酸酯、1.5份铝酸酯偶联剂；
耐划伤层由下列原料组成：88份球形氧化铝粉体、10.5份聚氨酯预聚物BayhydrolUH2606、1.5份铝酸酯偶联剂。
一种PETG家具膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将勃姆石溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，涂层厚度为15微米，并通过70℃干燥得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理球形氧化铝粉体，将处理后的球形氧化铝粉体与聚氨酯预聚物Bayhydrol UH2606混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，耐划伤层中的球形氧化铝粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中，涂层厚度为5微米，通过75℃干燥得到PETG家具膜。
对实施例1-4和对比组1-3得到的PETG家具膜进行测试，测试结果如下表所示。其中，拉伸断裂伸长率是将实施例1-4和对比组1-3中的涂层涂布在离型纸上，干燥后将离型纸剥离，测试涂层的拉伸断裂伸长率。为了更好的衡量PETG家具膜的性能，硬度测试包括180℃、10分钟热压前后的数据。导热系数、是将实施例1-4和对比组1-3中的涂层涂布在离型纸上，干燥后将离型纸剥离，将涂层180℃热处理10分钟后测试。表面开裂情况通过PETG家具膜实际加工观察得到。
表1实施例和对比组PETG家具膜性能对比明细表
家具膜裂纹产生与否主要与耐划伤层、阻燃层结构有关，本发明主要选用氧化铝水合物溶胶，通过涂布形成多孔结构，由于在涂布过程中未加入固化剂，因此，在家具包覆初期具有较好的伸长率。
当进行包覆加工时，达到解封温度时，封闭型多异氰酸酯会与聚氨酯(聚氨酯预聚物)产生交联反应，使聚氨酯固化，分步控制断裂伸长率(从表1中对比组1可以看出如果提前固化，无法解决本发明要解决的技术问题)
另外，在耐划伤层上，需要控制耐划伤层厚度，当耐划伤层厚度过大时，仍会产生裂纹(从表1中对比组3可以看出耐划伤层厚度过厚，会产生裂纹，无法解决本发明要解决的技术问题)。
从表1中可以看出，实施例3与实施例4相比，仅是耐划伤层采用了不同的树脂，其他组分及其份数都是一样的，从而说明了阻燃层与耐划伤层可以采用相同或不同的聚氨酯预聚物，均可以实现本发明的发明目的。
对比组1与实施例4相比，对比组1阻燃层采用了固化剂，固化剂作用是使聚氨酯预聚物在涂布固化，由于聚氨酯预聚物在涂布后已经固化，伸长率比较小，因此，在后续包覆加工过程中无法拉伸，导致产生产生裂纹；而实施例4阻燃层采用了封闭型多异氰酸酯，从对比结果也可以看出，实施例4是没有裂纹的，而对比组1有裂纹，因此，本发明实施例4采用封闭型多异氰酸酯要比传统采用固化剂抗开裂效果更好。
对比组2与实施例3相比，对比组2中选用的是勃姆石(非溶胶态)，无法形成多孔结构，从而导致对比组2中得到的伸长率小于实施例3，导热系数大于实施例3，并且产生裂纹。而实施例3中阻燃层选用的是勃姆石溶胶，可以形成多孔结构，具有较好的韧性，较好地避免了拉伸开裂。
对比组3和实施例3相比，对比组3中制备的耐划伤层厚度为5微米，实施例3中制备的耐划伤层厚度为2.5微米，从表1可以看出来耐划伤层厚度增大时会产生裂纹。这是由于阻燃层为多孔结构，耐划伤层中的无机粉体要嵌置在阻燃曾表面的孔洞中，当产生拉伸时，耐划伤层会和阻燃层同时变形，如果厚度过大，耐划伤层表面无法嵌置，会导致产生裂纹。
由上述可知，本发明阻燃层和耐划伤层的结构及涂层厚度有效地防止了家具膜的开裂。
Claims (9)
1.一种PETG家具膜，包括PETG基膜，该PETG基膜上依次为阻燃层、耐划伤层，其特征在于，以重量份数计，阻燃层由下列原料组成：84～92份氧化铝水合物溶胶、5～10份聚氨酯预聚物A、2～4份封闭型多异氰酸酯、1～2份铝酸酯偶联剂；耐划伤层由下列原料组成：84～92份无机粉体、7～14份聚氨酯预聚物B、1～2份铝酸酯偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种PETG家具膜，其特征在于，氧化铝水合物溶胶包括勃姆石溶胶、一水合氧化铝溶胶、氢氧化铝溶胶中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种PETG家具膜，其特征在于，聚氨酯预聚物A包括脂肪族聚氨酯预聚物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种PETG家具膜，其特征在于，聚氨酯预聚物A为丙烯酸改性脂肪族聚氨酯预聚物或丙烯酸改性聚酯型脂肪族聚氨酯预聚物。
5.根据权利要求1所述的一种PETG家具膜，其特征在于，封闭型多异氰酸酯的解封温度为130～175℃。
6.根据权利要求1所述的一种PETG家具膜，其特征在于，无机粉体包括氧化铝、二氧化硅、氮化硅中的至少一种；聚氨酯预聚物B为丙烯酸改性聚酯型脂肪族聚氨酯预聚物；铝酸酯偶联剂为DL-411A型、DL-411AF型中至少一种。
7.一种如权利要求1-6所述的PETG家具膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将阻燃层涂布在PETG基膜上，具体步骤如下：
(a)首先按配比将氧化铝水合物溶胶、铝酸酯偶联剂混合均匀，然后与聚氨酯预聚物A、封闭型多异氰酸酯混合得到阻燃层涂布液；
(b)将阻燃层涂布液涂布在PETG基膜上，并干燥，得到阻燃层；
(2)将耐划伤层涂布在阻燃层上，具体步骤如下：
(c)按配比采用铝酸酯偶联剂处理无机粉体，将处理后的无机粉体与聚氨酯预聚物B混合均匀，得到耐划伤层涂布液；
(d)将耐划伤层涂布液涂布在阻燃层上，得到耐划伤层，干燥后得到PETG家具膜。
8.根据权利要求7所述的PETG家具膜的制备方法，其特征在于，阻燃层、耐划伤层涂布过程中的干燥温度小于80℃。
9.根据权利要求7所述的PETG家具膜的制备方法，其特征在于，阻燃层厚度为9～20微米；耐划伤层厚度为2～3微米；耐划伤层中的无机粉体嵌置于阻燃层表面的微孔中。
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| CN115491212A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-20 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种含有硼酸和硼掺杂勃姆石的溶胶型阻燃剂的制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111331981A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-26 | 东莞市瑞年塑胶科技有限公司 | 一种静电吸附阻燃薄膜 |
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