CN114958270A - 超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜及其制备方法，该热熔胶膜包括热溶胶级TPU树脂30份‑40份；苯乙烯系热塑性弹性体5份‑15份；聚酰胺蜡5份‑10份；相容剂3份‑10份；抗黄变剂0.5份‑2份。上述热熔胶膜由于苯乙烯系热塑性弹性体具有较好的弹性及超低硬度，添加其后，使体系的硬度进一步地降低，同时弹性更好，聚酰胺蜡主要由非极性的脂肪烃部分和极性的酰胺基官能团构成，酰胺基中的氧原子电负性大，易和烃基部分的氢原子形成氢键，使其苯乙烯系热塑性弹性体形成氢键，使体系形成立体网状结构，增加粘接的能力，并且聚酰胺蜡在低温环境下，容易活化，以使体系具有低温活化效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜及其制备方法。
背景技术
TPU热熔胶膜是以热塑性聚氨酯为主要原料制造的热熔胶膜产品。热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)，是分子主链上含有许多重复单元的氨基甲酸酯(-OOCNH-)基团的聚合物，聚氨酯是由多异氰酸酯和聚合物多元醇加聚而成。聚氨酯无毒、无味，相比于其它种类热熔胶，TPU热熔胶膜的特点是具有良好的弹性，优良的机械性能，十分适宜于高速粘接自动生产，不污染环境，常用于粘接织物、皮革、塑料、金属及玻璃等材料。
当TPU热熔胶膜用于粘接在泳帽、泳镜、缓冲垫和笔套等低硬度和超低硬度硅橡胶制品时，此时要求TPU热熔胶膜应具备较低硬度或者超低硬度，才不会对制品造成不良影响，由于超低硬度的硅橡胶制品的耐高温性能较低，在粘接过程中，也要求TPU热熔胶膜应具备低温活化的性能。目前，现有市场上的TPU热熔胶膜的硬度较高，活化温度较高，暂不适合此类制品的粘接。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，使其能够适合低硬度和超低硬度硅橡胶制品的粘接，且活化温度较低，粘接时对制品不造成影响。
本发明目的之二在于提供一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法。
本发明目的之一采用如下技术方案实现：
一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂30份-40份；苯乙烯系热塑性弹性体5份-15份；聚酰胺蜡5份-10份；相容剂3份-10份；抗黄变剂0.5份-2份。
进一步地，所述热溶胶级TPU树脂中聚酯链段的质量百分比为50％-70％，邵氏硬度为40A～60A，重均分子量为100000g/mol～150000g/mol。有利于降低热溶胶级TPU树脂的硬度。
进一步地，所述苯乙烯系热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物和/或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。苯乙烯系热塑性弹性体是嵌段共聚物，由硬聚苯乙烯链段制成，与矩阵柔性链段互相联接，这些材料的抗拉强度很低，但是伸长强度高于丁苯橡胶或天然橡胶，具有可变的硬度范围，较好的回弹性，低的拉伸残余形变和压缩残余形变，以及温度的稳定性。
进一步地，所述苯乙烯系热塑性弹性体中柔性链段的质量百分比为50％-70％，邵氏硬度为20A～30A，重均分子量为200000g/mol～300000g/mol。苯乙烯系热塑性弹性体具有较好的弹性及超低硬度，添加其后，使体系的硬度进一步地降低，同时弹性更好。
进一步地，所述聚酰胺蜡的重均分子量为500g/mol～1000g/mol。聚酰胺蜡主要由非极性的脂肪烃部分和极性的酰胺基官能团构成，酰胺基中的氧原子电负性大，易和烃基部分的氢原子形成氢键，使其苯乙烯系热塑性弹性体形成氢键，使体系形成立体网状结构，增加粘接的能力，并且聚酰胺蜡在低温环境下，容易活化，以使体系具有低温活化效果。
进一步地，所述热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：(0.2-0.4)：0.2。优选地，所述热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：0.3：0.2。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃共聚物中的一种或两种以上。
进一步地，所述抗黄变剂为受阻酚类、苯并三唑类、受阻氨类紫外线吸收剂中的一种或两种以上。优选地，所述抗黄变剂为光稳定剂770、光稳定剂622或光稳定剂944。增加体系中各物质的互溶性能。
本发明目的之二采用如下技术方案实现：
一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在高速搅拌机中搅拌均匀，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，挤出切粒，形成圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，流延成膜，得到厚度0.01-0.05mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
优选地，该超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在转速40-60r/min的高速搅拌机中搅拌3-5min，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，在转速为100-150r/min、筒体温度为80℃-120℃、机头温度为130℃-150℃下挤出切粒，形成3-5mm的圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，在60℃-80℃下烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，在流延机螺杆转速为100-200r/min、筒体温度为100℃-150℃下，流延成膜，得到厚度0.05-0.5mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的热塑性聚氨酯热熔胶膜通过热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂等成分的配合，由于苯乙烯系热塑性弹性体具有较好的弹性及超低硬度，添加其后，使体系的硬度进一步地降低，同时弹性更好，聚酰胺蜡主要由非极性的脂肪烃部分和极性的酰胺基官能团构成，酰胺基中的氧原子电负性大，易和烃基部分的氢原子形成氢键，使其苯乙烯系热塑性弹性体形成氢键，使体系形成立体网状结构，增加粘接的能力，并且聚酰胺蜡在低温环境下，容易活化，以使体系具有低温活化效果。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1
一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂30份；苯乙烯系热塑性弹性体5份；聚酰胺蜡5份；相容剂3份；抗黄变剂0.5份。其中，热溶胶级TPU树脂中聚酯链段的质量百分比为60％，邵氏硬度为40A，重均分子量为150000g/mol；苯乙烯系热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其柔性链段的质量百分比为50％，邵氏硬度为20A，重均分子量为200000g/mol；聚酰胺蜡的重均分子量为800g/mol；热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：0.3：0.2；相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃；抗黄变剂为光稳定剂622。
该超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在转速40-60r/min的高速搅拌机中搅拌3-5min，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，在转速为100-150r/min、筒体温度为80℃-120℃、机头温度为130℃-150℃下挤出切粒，形成3-5mm的圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，在60℃-80℃下烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，在流延机螺杆转速为100-200r/min、筒体温度为100℃-150℃下，流延成膜，得到厚度0.05-0.5mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
实施例2
一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂35份；苯乙烯系热塑性弹性体10份；聚酰胺蜡8份；相容剂6份；抗黄变剂1份。其中，热溶胶级TPU树脂中聚酯链段的质量百分比为60％，邵氏硬度为40A，重均分子量为150000g/mol；苯乙烯系热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其柔性链段的质量百分比为50％，邵氏硬度为20A，重均分子量为200000g/mol；聚酰胺蜡的重均分子量为800g/mol；热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：0.3：0.2；相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃；抗黄变剂为光稳定剂622。
该超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在转速40-60r/min的高速搅拌机中搅拌3-5min，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，在转速为100-150r/min、筒体温度为80℃-120℃、机头温度为130℃-150℃下挤出切粒，形成3-5mm的圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，在60℃-80℃下烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，在流延机螺杆转速为100-200r/min、筒体温度为100℃-150℃下，流延成膜，得到厚度0.05-0.5mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
实施例3
一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂40份；苯乙烯系热塑性弹性体15份；聚酰胺蜡10份；相容剂10份；抗黄变剂2份。其中，热溶胶级TPU树脂中聚酯链段的质量百分比为60％，邵氏硬度为40A，重均分子量为150000g/mol；苯乙烯系热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其柔性链段的质量百分比为50％，邵氏硬度为20A，重均分子量为200000g/mol；聚酰胺蜡的重均分子量为800g/mol；热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：0.3：0.2；相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃；抗黄变剂为光稳定剂622。
该超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在转速40-60r/min的高速搅拌机中搅拌3-5min，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，在转速为100-150r/min、筒体温度为80℃-120℃、机头温度为130℃-150℃下挤出切粒，形成3-5mm的圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，在60℃-80℃下烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，在流延机螺杆转速为100-200r/min、筒体温度为100℃-150℃下，流延成膜，得到厚度0.05-0.5mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1的热熔胶膜包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂30份；聚酰胺蜡5份；相容剂3份；抗黄变剂0.5份。
其他制备方法与实施例1相同。
性能测试
硬度测试：由于热熔胶膜固化后，类似于橡胶类，因此采用GB/T 531-1999橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法，进行测试。
剥离强度测试：测试材料的贴合剥离强度，材料为20cm*20cm*0.1cm，常温条件为将试片置于23℃，50％RH条件下放置48h，高温条件为将试片置于50℃烤箱烘烤1h后，拿出迅速进行剥离拉力测试，以上结果均取平均值；
测试结果如下表所示：
表1
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，包括如下重量份的组分：
热溶胶级TPU树脂30份-40份；苯乙烯系热塑性弹性体5份-15份；聚酰胺蜡5份-10份；相容剂3份-10份；抗黄变剂0.5份-2份。
2.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述热溶胶级TPU树脂中聚酯链段的质量百分比为50％-70％，邵氏硬度为40A～60A，重均分子量为100000g/mol～150000g/mol。
3.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述苯乙烯系热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物和/或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。
4.根据权利要求3所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述苯乙烯系热塑性弹性体中柔性链段的质量百分比为50％-70％，邵氏硬度为20A～30A，重均分子量为200000g/mol～300000g/mol。
5.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述聚酰胺蜡的重均分子量为500g/mol～1000g/mol。
6.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡的质量比为1：(0.2-0.4)：0.2。
7.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃共聚物中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜，其特征在于，所述抗黄变剂为受阻酚类、苯并三唑类、受阻氨类紫外线吸收剂中的一种或两种以上。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在高速搅拌机中搅拌均匀，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，挤出切粒，形成圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，流延成膜，得到厚度0.01-0.05mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
10.根据权利要求9所述的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：将热溶胶级TPU树脂、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酰胺蜡、相容剂和抗黄变剂按比例称取后，在转速40-60r/min的高速搅拌机中搅拌3-5min，然后经过喂料斗在双螺杆水下的造粒机中，在转速为100-150r/min、筒体温度为80℃-120℃、机头温度为130℃-150℃下挤出切粒，形成3-5mm的圆球或圆饼状的小颗粒，再进一步地脱水后，在60℃-80℃下烘干至水分含量≤0.05％，得到挤出造粒的共混物颗粒；
S2：将上述共混物颗粒加入挤出流延机中，在流延机螺杆转速为100-200r/min、筒体温度为100℃-150℃下，流延成膜，得到厚度0.05-0.5mm、宽幅0.4-1.5m的超低硬度低温活化的热塑性聚氨酯热熔胶膜。
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