CN113416321A - 一种tpu溶液、tpu薄膜及其制备方法及超薄胶带 - Google Patents

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Abstract

一种TPU溶液,其包括聚氨酯橡胶粒子和有机溶剂,其固含量为10%~45%,具有良好的可涂布性,由其经涂布制得的TPU薄膜可从2μm涂布到100μm,尤其是超薄的涂布厚度,使得TPU膜在涂胶上面具有可更多的可能性,拓宽了TPU胶带的薄涂领域,使产品具有了更多的使用选择性;TPU溶液经乳化后更利于涂布与色浆的分散,避免涂布性不好造成的涂工筋、线条和涂布气泡等不良,同时还可以保证产品不出现色差。以上述方法制得的TPU薄膜层具有柔软的性能,有很好的折叠性和跟随性,通过其制得的超薄胶带,包括TPU薄膜,胶粘层和离型层,实际使用时仅有TPU薄膜层和胶粘层,很好的保留了TPU薄膜层的性能,并具有超薄的优点。

Description

一种TPU溶液、TPU薄膜及其制备方法及超薄胶带
技术领域
本发明属于材料技术领域,具体为一种TPU溶液、TPU薄膜及其制备方法及超薄胶带。
背景技术
随着电子产品向着薄型化、高集成、低重量的发展趋势,各类电子产品对所使用的各类功能性胶带的有效厚度要求也越来越薄。例如5G手机边框粘结或折叠屏手机铰链处与PU泡棉、SUS钢片或PI等材质粘结的TPU胶带,为满足胶带薄型化趋势,需要在传统工艺上,设计出更优异的方案,制备更为超级薄的TPU薄膜,结合对胶层的设计,制造出符合要求的TPU超薄胶带。TPU(Thermoplastic polyurethanes)名为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性,是一种成熟的环保材料。目前,TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面,其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好等特性。而使用TPU制得胶带,首先要制得性能优异的TPU薄膜,现有的TPU薄膜通常使用流延法或热熔涂布法制得,成膜较厚,工艺复杂,虽然也有较好的折叠性和追随性,但是难以应用于薄型化的电子产品中。因此需要一种工艺简单,成膜较薄,具有更优异折叠性和追随性的TPU超薄薄膜,并以其制成超薄胶带用于电子产品,尤其是电子产品边框粘结或折叠屏手机铰链处与PU泡棉、SUS钢片或PI等材质的粘结。
发明内容
为解决现有技术制得的TPU厚度较厚,且通过此类厚度的TPU薄膜制成的TPU胶带难以应用于薄型化、高集成、低重量的电子产品的技术问题。
本发明提供一种TPU溶液,其包括5~25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,1~3份抗氧化剂,1~2份增塑剂,1~5份固化剂,50~92份有机溶剂。其包括聚氨酯橡胶粒子和有机溶剂,所述TPU溶液的固含量为10%~45%。
进一步的,所述聚氨酯橡胶粒子为芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子。
进一步的,所述芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的邵氏硬度为50~60A,Tg值为-35℃~-60℃。
进一步的,有机溶剂包含THF、TMF中的至少一种。
本发明所述的一种TPU溶液,其包括如下优点:
①固含量在10%~45%间,具有优异的可涂布性能,涂布出来的TPU膜厚度可从2μm涂布到100μm,且外观良好,表面厚度均匀平整;
②相对于市场上的TPU薄膜,在同等厚度下断裂强度和断裂伸长率表现更为优异,有更好的折叠性和追随性,例如市场上150μm厚度的TPU薄膜,断裂强度在20Mpa左右,而本发明所述TPU溶液涂布出的TPU薄膜10~50μm左右厚度可达到12~22Mpa的断裂强度;
③采用芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子相对于脂肪族聚氨酯橡胶粒子寿命更长。
本发明还提供了一种TPU溶液的制备方法,其步骤在于:
a、恒温25℃到45℃间,向溶剂中边搅拌边加入聚氨酯橡胶粒子,得到
溶液A;
b、向步骤a中制得的溶液A中加入抗氧化剂,并搅拌使其溶解,得溶液
B,整个步骤b中维持溶液温度在40℃~70℃间;
c、向步骤b中制得的溶液B中加入增塑剂,并在搅拌溶解后加入固化剂,并搅拌使其溶解,得TPU溶液,整个步骤c中维持溶液温度在40℃~70℃间。
为解决现有技术制备工艺复杂,成膜较厚、折叠性和追随性相对差的技术问题。
本发明的另一目的是提供一种TPU薄膜的制备方法,其步骤如下:
步骤①使用上述TPU溶液的制备方法制备TPU溶液;
步骤②制备TPU涂布载体;
步骤③将步骤①制得的TPU溶液涂布于步骤②制得的TPU涂布载体上。
本发明所述的一种TPU薄膜的制备方法,具有如下优点:
①工艺简单,温度较低,无高温反应;
②采用涂布的方式,容易达到均匀且超薄的厚度。
③采用涂布的方式,使得得到的TPU薄膜的分子量较小,具有较好的折叠性和追随性,且相对而言,断裂强度,断裂伸长率较现有技术同等厚度要好;
④TPU溶液经乳化后更利于涂布与色浆的分散,避免涂布性不好造成的涂工筋、线条和涂布气泡等不良,同时还可以保证产品不出现色差。
本发明还提供了一种TPU薄膜,其由上述方法制得,其包括TPU薄膜层和TPU涂布载体。
本发明所述的一种TPU薄膜具有以下优点:
①由于分子量小,其厚度可达到很薄,且厚度控制更加容易,整体厚度更易均匀,TPU薄膜层厚度可最低达到2μm;
②现有技术的TPU薄膜厚度通常在20μm以上,而本发明的TPU薄膜厚度最低可达到2~15μm间,拓宽了TPU胶带的薄涂领域,使产品具有了更多的使用选择性,且由于其超薄的厚度,其折叠性和追随性更好;
③市场上150μm厚度的TPU薄膜,断裂强度在20Mpa左右,而本发明所述的TPU薄膜10~50μm左右厚度可达到12~22Mpa的断裂强度,相对现有技术有优异的断裂强度和断裂伸长率性能。
本发明还提供了一种TPU超薄胶带,其使用到上述TPU薄膜,其从上而下依次包括上述TPU薄膜、胶粘层及离型层。
本发明所述的TPU超薄胶带具有以下优点:
①实际使用时,去掉离型层,仅含TPU薄膜(厚度2~100μm)及胶粘层(厚度3~100μm),其实际使用厚度仅为5~200μm;
②基于TPU薄膜本身的性能,超薄胶带具有优异的折叠性和跟随性。
附图说明
图1为本发明所述超薄胶带的结构示意图;
图2为本发明所述超薄胶带的结构示意图;
1、TPU涂布载体;2、TPU薄膜层;3、胶粘层;4、离型层
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明所述的一种TPU溶液、TPU薄膜及其制备方法及超薄胶带做进一步详细的描述。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
一种TPU溶液,其包括5~25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,1~3份抗氧化剂,1~2份增塑剂,1~5份固化剂,50~92份有机溶剂。其包括聚氨酯橡胶粒子和有机溶剂,所述TPU溶液的固含量为10%~45%。
进一步的,所述聚氨酯橡胶粒子为芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子。
进一步的,所述芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的邵氏硬度为50~60A,Tg值为-35℃~-60℃。
一种TPU溶液的制备方法,包括以下步骤:
a、恒温25℃到45℃间,以500r/min~1300r/min的转速搅拌有机溶剂,同时缓慢向有机溶剂中加入聚氨酯橡胶粒子,得到溶液A;
b、向步骤a中制得的溶液A中加入抗氧化剂,并搅拌使其溶解,得溶液B,整个步骤b的过程中维持溶液温度在40℃~70℃间;
c、向步骤b中制得的溶液B中加入增塑剂,并在搅拌溶解后加入固化剂,并搅拌使其溶解,得TPU溶液,整个步骤c的过程中维持溶液温度在40℃~70℃间。
实施例1
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取5份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取82份THF为溶剂添加到反应器中,恒温25℃下,以1000r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入5份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度升至65℃,同时加入1份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入10份色浆填充料,搅拌1h,最后加入1份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液,记为样品a。对样品a进行测试,得固含量为18%,粘度为530cps。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1000r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
另外,色浆填充料包括高遮盖力二氧化钛钛白粉、高比表面积的炭黑、强融性有机黄、强融性酞青蓝、强融性酞青绿、强融性永固紫、强融性永固红,强融性大红粉中的一种或几种。
使用制得的TPU溶液制备TPU薄膜,其步骤为:首先制备TPU涂布载体,其包括基膜层和防粘层,基膜层为PET,防粘层为硅酮聚合物;将TPU溶液涂布于所述TPU涂布载体的防粘层上。使用样品a进行涂布的可涂布厚度为2μm~20μm。
上述制备过程中,基膜层也不单可为PET,也可为PET、PO、OPP中的一种或几种。
根据上述步骤制得的TPU薄膜包括TPU涂布载体,及TPU薄膜层,对制得的TPU薄膜层采用GB/T30776-2014方法测试,在TD和MD方向,均要求≥3mpa,测得TPU断裂强度范围为3Mpa~13Mpa,且在TD和MD方向,均要求≥100%,测得断裂伸长率为100%~500%。
使用上述步骤涂布制得的TPU薄膜,由于采用涂布的方式,其分子量较小,容易达到超薄的厚度,尤其2μm~15μm的厚度为市场上没有的超薄厚度,为本发明突破性的进展,由于其超薄的厚度,其追随性和折叠性尤为优异,且相对于市场上TPU薄膜150μm,仅为20Mpa左右的断裂强度,及600%左右的断裂伸长率,本发明实施例1制得的TPU薄膜虽厚度大大降低,但其断裂强度及断裂伸长率并未大幅下降。
实施例2
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取10份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取75.5份THF为溶剂添加到反应器中,恒温25℃下,以1300r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入10份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度升至65℃,同时加入1.5份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入10份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入2份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液,记为样品b。对样品b进行测试,得固含量为24.5%,粘度为1450cps。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长,其断裂伸长率也相对脂肪族聚氨酯橡胶粒子略好。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1000r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
另外,色浆填充料包括高遮盖力二氧化钛钛白粉、高比表面积的炭黑、强融性有机黄、强融性酞青蓝、强融性酞青绿、强融性永固紫、强融性永固红,强融性大红粉中的一种或几种。
使用制得的TPU溶液制备TPU薄膜,其步骤为:首先制备TPU涂布载体,其包括基膜层和防粘层,基膜层为PET,防粘层为硅酮聚合物;将TPU溶液涂布于所述TPU涂布载体的防粘层上。使用样品b进行涂布的可涂布厚度为6μm~30μm。
上述制备过程中,基膜层也不单可为PET,也可为PET、PO、OPP中的一种或几种。
根据上述步骤制得的TPU薄膜包括TPU涂布载体,及TPU薄膜层,对制得的TPU薄膜层采用GB/T30776-2014方法测试,在TD和MD方向,均要求≥3mpa,测得TPU断裂强度范围为7Mpa~16Mpa,且在TD和MD方向,均要求≥100%,测得断裂伸长率为100%~550%。
使用上述步骤制得的TPU薄膜,尤其15μm以下的厚度为市场上没有的超薄厚度,为本发明突破性的进展,由于其超薄的厚度,其追随性和折叠性尤为优异,且相对于市场上TPU薄膜150μm,仅为20Mpa左右的断裂强度,及600%左右的断裂伸长率,本发明实施例2制得的TPU薄膜虽厚度大大降低,但其断裂强度及断裂伸长率并未大幅下降。
实施例3
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取15份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取68.5份THF为溶剂添加到反应器中,恒温25℃下,以1000r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入15份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度升至70℃,同时加入2份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1.5份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入10份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入3份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液,记为样品c。对样品c进行测试,得固含量为31.5%,粘度为3080cps。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1000r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
另外,色浆填充料包括高遮盖力二氧化钛钛白粉、高比表面积的炭黑、强融性有机黄、强融性酞青蓝、强融性酞青绿、强融性永固紫、强融性永固红,强融性大红粉中的一种或几种。
使用制得的TPU溶液制备TPU薄膜,其步骤为:首先制备TPU涂布载体,其包括基膜层和防粘层,基膜层为PET,防粘层为硅酮聚合物;将TPU溶液涂布于所述TPU涂布载体的防粘层上。使用样品c进行涂布的可涂布厚度为10μm~50μm。
上述制备过程中,基膜层也不单可为PET,也可为PET、PO、OPP中的一种或几种。
根据上述步骤制得的TPU薄膜包括TPU涂布载体,及TPU薄膜层,对制得的TPU薄膜层采用GB/T30776-2014方法测试,在TD和MD方向,均要求≥3mpa,测得TPU断裂强度范围为12Mpa~22Mpa,且在TD和MD方向,均要求≥100%,测得断裂伸长率为100%~670%。
使用上述步骤制得的TPU薄膜,尤其15μm以下的厚度为市场上没有的超薄厚度,为本发明突破性的进展,由于其超薄的厚度,其追随性和折叠性尤为优异,且相对于市场上TPU薄膜150μm,仅为20Mpa左右的断裂强度,及600%左右的断裂伸长率,本发明实施例3制得的TPU薄膜虽厚度大大降低,但其断裂强度及断裂伸长率反而略优于现有较厚的TPU薄膜。
实施例4
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取20份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取62份THF为溶剂添加到反应器中,恒温25℃下,以1000r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入20份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度升至55℃,同时加入2.5份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1.5份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入10份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入4份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液,记为样品d。对样品d进行测试,得固含量为38%,粘度为5515cps。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1000r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
另外,色浆填充料包括高遮盖力二氧化钛钛白粉、高比表面积的炭黑、强融性有机黄、强融性酞青蓝、强融性酞青绿、强融性永固紫、强融性永固红,强融性大红粉中的一种或几种。
使用制得的TPU溶液制备TPU薄膜,其步骤为:首先制备TPU涂布载体,其包括基膜层和防粘层,基膜层为PET,防粘层为硅酮聚合物;将TPU溶液涂布于所述TPU涂布载体的防粘层上。使用样品d进行涂布的可涂布厚度为20μm~70μm。
上述制备过程中,基膜层也不单可为PET,也可为PET、PO、OPP中的一种或几种。
根据上述步骤制得的TPU薄膜包括TPU涂布载体,及TPU薄膜层,对制得的TPU薄膜层采用GB/T30776-2014方法测试,在TD和MD方向,均要求≥3mpa,测得TPU断裂强度范围为18Mpa~29Mpa,且在TD和MD方向,均要求≥100%,测得断裂伸长率为100%~800%。
使用上述步骤涂布制得的TPU薄膜,由于采用涂布的方式,其分子量较小,容易达到超薄的厚度,由于其超薄的厚度,其追随性和折叠性尤为优异,且相对于市场上TPU薄膜150μm,仅为20Mpa左右的断裂强度,及600%左右的断裂伸长率,本发明实施例4制得的TPU薄膜虽厚度大大降低,但其断裂强度及断裂伸长率反而更好。
实施例5
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取55份THF为溶剂添加到反应器中,恒温25℃下,以1300r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度升至65℃,同时加入3份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入2份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入10份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入5份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液,记为样品e。对样品e进行测试,得固含量为45%,粘度为12000cps。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1300r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
另外,色浆填充料包括高遮盖力二氧化钛钛白粉、高比表面积的炭黑、强融性有机黄、强融性酞青蓝、强融性酞青绿、强融性永固紫、强融性永固红,强融性大红粉中的一种或几种。
使用制得的TPU溶液制备TPU薄膜,其步骤为:首先制备TPU涂布载体,其包括基膜层和防粘层,基膜层为PET,防粘层为硅酮聚合物;将TPU溶液涂布于所述TPU涂布载体的防粘层上。使用样品e进行涂布的可涂布厚度为40μm~100μm。
上述制备过程中,基膜层也不单可为PET,也可为PET、PO、OPP中的一种或几种。
根据上述步骤制得的TPU薄膜包括TPU涂布载体,及TPU薄膜层,对制得的TPU薄膜层采用GB/T30776-2014方法测试,在TD和MD方向,均要求≥3mpa,测得TPU断裂强度范围为29Mpa~35Mpa,且在TD和MD方向,均要求≥100%,测得断裂伸长率为100%~1000%。
使用上述步骤涂布制得的TPU薄膜,由于采用涂布的方式,其分子量较小,容易达到超薄的厚度,由于其超薄的厚度,其追随性和折叠性尤为优异,且相对于市场上TPU薄膜150μm,仅为20Mpa左右的断裂强度,及600%左右的断裂伸长率,本发明实施例5制得的TPU薄膜虽厚度大大降低,但其断裂强度及断裂伸长率反而更为优异。
实施例6
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取5份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取42份THF和50份TMF为溶剂添加到反应器中,恒温45℃下,以500r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入5份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度维持在至40℃,同时加入1份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,最后加入1份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液。并对得到的TPU溶液进行测试得固含量为8%。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为THF和TMF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为500r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
实施例7
一种TPU溶液的制备方法,其步骤如下:
取15份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,在40℃恒温烘箱中将其充分烘干24小时,取76份TMF为溶剂添加到反应器中,恒温45℃下,以1000r/min的转速搅拌THF溶剂,并以5kg/min的速度缓慢加入15份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,全部加完后将溶液温度维持在至40℃,同时加入2份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入3份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入3份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到乳化后的TPU溶液,将溶液用400#目金属滤网,自然过滤,得到TPU溶液。测得所得TPU溶液的固含量为28%。
上述制备过程中,选取的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子邵氏硬度为50-60A,Tg值-35℃~-60℃,熔点在100-120℃,这样性质的芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的溶解性更好,更容易搅拌溶解,也可以选用脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料,以脂肪族聚氨酯橡胶粒子为原料所制得的TPU溶液也可以涂布得到超薄且均匀的TPU薄膜,TPU薄膜能涂布到多薄,其固含量为较主要因素,而选取芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的更主要原因在于其抗黄变性能更好,使得其TPU薄膜寿命更长。
所选择的原料中,叔丁基对羟基茴香醚为抗氧化剂,甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物为增塑剂,异氰酸酯固化剂为固化剂,有其他适用的能起到同样的抗氧化、增韧改性、固化作用的抗氧化剂、增塑剂和固化剂也列入本发明的保护范围。
而且,溶剂可不单为TMF,也可为THF、TMF、TO、ETAC、MEK、ETOH中的一种或几种,在上述几种溶剂中,THF、TMF为必选溶剂,该两者对所有原料的溶解性最好,本发明也可以使用其他能较好溶解所有原料的溶剂,如果有其他技术方案基于溶解性因素选择了非THF、TMF的有机溶剂,也将落入本发明的保护范围中,而上述TO、ETAC、MEK、ETOH溶剂,主要为辅助溶剂,用于减少溶剂的挥发,有类似效果的辅助溶剂也将落入本发明的保护范围中。
并且,制备过程中所列举的所有搅拌时间为根据所选择配方所需所选择的时间,搅拌时间减少,则容易产生搅拌不均匀,难以溶解的问题,但搅拌时间过长,则容易出现溶剂挥发过快的问题。其所选择的搅拌转速,不单可为1000r/min,可根据实际情况适当放宽,但转速过低,难以搅拌均匀,转速过高,又易产生溶剂挥发过快的问题。
实施例8
如图1和图2所述,使用实施例1~7任一一项制得的TPU薄膜,在其TPU薄膜层涂布胶粘层,之后在胶粘层覆有离型层,干燥后制得超薄胶带。实际使用时再去掉离型层和TPU涂布载体,则实际胶带使用厚度超薄,且折叠性和跟随性较好,尤其适合用于电子产品边框或折叠屏手机铰链处与PU泡棉、SUS钢片或PI等材质的粘结。
其中,胶粘层为丙烯酸、橡胶、硅胶、热熔胶中的一种,所述胶粘层的厚度为3μm-100μm,进一步厚度为3μm-35μm,所述胶粘层可通过Micro Bar(微型棒式涂布)、Slot Die(狭缝式模头挤出涂布)、Comma(逗点式涂布)等涂布方式实现,离型膜的材质为PET、PP、OPP,CPP中的一种,所述离型膜的厚度为12-100μm,进一步的23-75μm。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种TPU溶液,其特征在于,所述TPU溶液包括5~25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,1~3份抗氧化剂,1~2份增塑剂,1~5份固化剂,50~92份有机溶剂。
2.如权利要求1所述的一种TPU溶液,其特征在于,所述聚氨酯橡胶粒子为芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子;所述芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子的邵氏硬度为50~60A,Tg值为-35℃~-60℃。
3.如权利要求1所述的一种TPU溶液,其特征在于,所述TPU溶液的固含量为10%~45%。
4.如权利要求1~3任一项所述的一种TPU溶液,其特征在于,所述TPU溶液包括5~25份芳香族热塑性聚氨酯橡胶粒子,0~15份色浆填充料,1~3份叔丁基对羟基茴香醚,1~2份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,1~5份异氰酸酯固化剂,50~92份有机溶剂。
5.如权利要求1~4任一项所述的一种TPU溶液,其特征在于,所述有机溶剂包括THF、TMF中的至少一种。
6.一种如权利要求1~5任一项所述TPU溶液的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
a、恒温25℃到45℃间,以500r/min~1300r/min的转速搅拌有机溶剂,同时缓慢向有机溶剂中加入聚氨酯橡胶粒子,得到溶液A;
b、向步骤a中制得的溶液A中加入抗氧化剂,并搅拌使其溶解,得溶液B,整个步骤b的过程中维持溶液温度在40℃~70℃间;
c、向步骤b中制得的溶液B中加入增塑剂,并在搅拌溶解后加入固化剂,并搅拌使其溶解,得TPU溶液,整个步骤c的过程中维持溶液温度在40℃~70℃间。
7.如权利要求6所述的一种TPU溶液的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:取5~25份聚氨酯橡胶粒子,将其充分烘干,取50~89份有机溶剂添加到反应器中,恒温25℃~45℃下,以500r/min~1300r/min的转速搅拌有机溶剂,并缓慢加入聚氨酯橡胶粒子,全部加完后加温使溶液温度维持在40℃~70℃,同时加入1~3份叔丁基对羟基茴香醚,搅拌5h,再加入1~2份甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物,搅拌1h,之后加入3~15份色浆填填充料,搅拌1h,最后加入1~5份异氰酸酯固化剂,搅拌30min,得到TPU溶液。
8.一种TPU薄膜的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
步骤①取如权利要求1~5任一项所述TPU溶液;
步骤②制备TPU涂布载体;
步骤③将步骤①所述TPU溶液涂布于步骤②制得的TPU涂布载体上。
9.一种使用权利要求7~8任一项所述方法制造的TPU薄膜,其特征在于,其包括TPU涂布载体及涂布于TPU涂布载体上的TPU薄膜层,TPU涂布载体包括基膜层和防粘层,基膜层为PET、PO、OPP中的一种或几种,防粘层为硅酮聚合物。
10.一种使用权利要求9所述TPU薄膜制备的超薄胶带,其特征在于,其从上而下依次包括,TPU薄膜、胶粘层和离型层。
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