CN115109534A - 一种tpu为基材的双面胶带的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种TPU为基材的双面胶带的制作方法，所述的制作方法包括以下步骤，(A)制作TPU基层；(B)制作低表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上；(C)制作中、高表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上，所述的TPU基层的厚度为30～250um，拉伸强度为5～95MPa，断裂伸长率为450％～1500％。本新型TPU双面胶带通过创新性地引入TPU基材，并搭配双面适用于不同表面能的低表面能适用胶和聚丙烯酸树脂，解决了低表面能TPU泡棉或硅橡胶在常见塑料材料上的粘接问题，且附带弹性和耐候性方面的优势。

Description

一种TPU为基材的双面胶带的制作方法
技术领域
本发明涉及胶带领域，具体涉及一种TPU为基材的双面胶带的制作方法。
背景技术
本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
随着消费电子产品日渐可穿戴化，智能手表、手环，以及新兴的VR设备(包括头戴式及手环、手持手柄等)的硬件都会以适合长时间佩戴，即佩戴材质更加亲肤，整体质量更轻，维持电量更持久的方向进行设计。其中，亲肤材质除包括硬度、触感之外，还有是否可以做到尽可能防水，不沾油，不积尘等卫生、健康方面的考虑。因此，在一些与人体皮肤长期接触的位置如智能手表、手环的表带，VR头戴设备头箍、手环处的泡棉垫等开始使用一些疏松，多孔，轻质，同时具有较好的化学惰性，表面能较低因此可以做到不沾水、油、尘的硅橡胶或TPU材料。
因此，在电子设备进行组装时，常规的胶水或胶带较难对这些低表面能材质进行粘接和固定，因为这些外部材料通常需要与内部的结构框架或电子元件进行固定，单一材质的胶水(包括胶带产品表面涂布的胶粘剂)难以同时对低表面能材料和常见的各类塑料如PC，PS等材质进行粘接固定，同时因为这类亲肤材质大多轻质多孔，富有弹性，在成品装配后又因为要贴合人体轮廓，大多都需要保持拉伸、弯折状态，这对牢固、帖服的粘接也增加了难度。此外，由于长期佩戴，这些材料的粘接也会受到或来自于外界条件(如户外阳光直射)及机器持续运行带来的热量的影响，需要有一定的对环境的耐受性。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种TPU为基材的双面胶带及其制作方法，可以解决上述情况下在常规材料如PC,PS,金属等表面上进行多孔、弹性、低表面能硅橡胶或TPU材料进行长期、稳定粘接的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供一种TPU为基材的双面胶带的制作方法，所述的制作方法包括以下步骤，(A)制作TPU基层；(B)制作低表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上；(C)制作中、高表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上，所述的TPU基层的厚度为30～250um，拉伸强度为5～95MPa，断裂伸长率为450％～1500％。
优选地，所述的低表面能适用胶层对粘接面表面能＜30的低表面能材质的表面粘接力达20N/in以上，所述的中、高表面能适用胶层在粘接面表面能>38的中、高表面能材质的表面粘接力，达20N/in以上。
优选地，步骤(A)包括，(A1)取聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子，聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子的质量比在4:1-7:1间，使用溶剂进行溶解，得到TPU混合溶液，固含量在25-35％范围内；(A2)取表面涂布有离型剂的离型膜或离型纸，在其上涂覆TPU溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，固化后取下离型膜或离型纸，得到TPU基层。
优选地，步骤(B)包括，(B1)取分子量在80～100万的硅胶或橡胶与分子量为1～3万的乙烯基硅油，按1:2-2:1比例混合，混合后加入硅油和添加剂并使用溶剂进行溶解；(B2)将(B1)获得的溶液涂布在(A2)获得的TPU基层上；(B3)采用逐渐升温的方法，使溶剂挥发，得到覆盖在TPU基层上的低表面能适用胶层，固化后在低表面能适用胶层上贴合一层离型膜或离型纸作为表面保护，
该低表面能适用胶层在低表面能材料的粘接力具体测试方法为：在低表面能材料(粘接面表面能<30)表面，其粘接力测试结果达到20N/in以上，以上按测试标准ASTM D3330或GB/T 2792-2014进行测试。该低表面能适用胶层具有可重复撕除并再次粘贴的效果，其判定方法为：在标准304不锈钢表面粘贴该胶层后，可无残胶撕除，胶面无破坏，并可重新再次粘贴，具体按测试标准ASTM D3330或GB/T 2792-2014，施加2kg辊压并静置20分钟，静置后将胶面揭起，揭开过程顺利，且不锈钢板和胶面表无残胶或破损，可重复再次进行粘贴测试，如此可重复达到10次及以上
优选地，步骤(C)包括，(C1)取丙烯酸共聚物，与异氰酸酯类固化剂按质量比例60:1-100:1混合，使用溶剂溶解，获得丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液；(C2)取表面涂布有离型剂的离型膜或离型纸，在其上涂覆丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，形成聚丙烯酸酯胶层；(C3)将带有离型膜或离型纸的聚丙烯酸酯胶层与步骤(B3)所述TPU基层的表面贴合，聚丙烯酸酯层与TPU面接触，取下离型膜或离型纸，得到贴合于TPU基材层的聚丙烯酸酯类胶层，所涉及设计标准粘接力测试，其测试方法为：按测试标准ASTM D3330或GB/T 2792-2014，在标准304不锈钢板表面进行测试。
优选地，在步骤(A1)中，聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子，均具有OH封端，所述的步骤(A1)中的溶液极性和非极性溶剂的混合溶剂，非极性与极性溶剂的质量比为1.2:1-1.6:1,溶剂的总质量与TPU粒子总质量比为3.5:1-4:1，进一步地，所述的溶剂可以为甲苯与DMF混合溶剂或其他极性和非极性溶剂的混合溶剂；在步骤(A2)中，所述的离型剂为硅基离型剂或氟化物离型剂，所述的离型膜为PET材质、PE材质、PP材质中的一种，加热烘烤温度范围为50-120℃。
优选地，在步骤(B1)中，所述的硅胶或橡胶为乙烯基改性类硅胶或橡胶所述的溶剂为中等极性芳香烃溶剂，所述的硅油的总质量为所述的硅胶或橡胶的1-3％，所述的硅油为含氢硅油与环氧改性硅油的混合物，所述的含氢硅油和环氧改性硅油的质量比为1:1-2:1，并另加质量为聚合硅胶或橡胶类的2％的铂金作为催化剂，进一步地，所述的溶剂可以为甲苯；在步骤(B3)中，在固化后，低表面能适用胶层中的残余溶剂量<0.1％，所述的逐渐升温操作，指以40～50℃为起点，逐渐升至150～160℃；
优选地，步骤(C1)中的溶剂为丙烯酸酯与一种或两种中等级性溶剂的混合物，所述的丙烯酸酯与中等级性溶剂的质量比为11:10-15:10，进一步地，所述的溶剂为乙酸乙酯或乙酸乙酯与甲苯的混合溶剂；步骤(C2)中，固化后，聚丙烯酸酯胶层中残余溶剂量<0.1％，所述的离型剂为硅基离型剂或氟化物离型剂，离型膜为PET材质，PE材质，PP材质中的一种，加温烘烤温度以40～50℃为起点，逐渐升至100～110℃，直至溶剂挥发。
本发明的有益效果如下：
(1)本申请的TPU基层的厚度在40-100um，固含量约25-35％，材料模量达到30MPa，具有700％～1000％的断裂伸长率，具有优秀的弹性和延展性，可以减小进行拉伸后因粘接处两侧形变程度不同造成的应力影响，此外，此TPU成品化学性能稳定，对紫外和温度有较好的抗性。
(2)本申请的双面胶带的聚丙烯酸酯类胶层的常规表面粘接力，按测试标准ASTMD3330或GB/T 2792-2014及其他同效标准，可达到20N/in以上。
(3)低表面能材料适应胶层对低表面能材质(表面达因值<＝30)的表面粘接力按测试标准ASTM D3330或GB/T 2792-2014及其他同效标准达到20N/in以上。同时，由于其具有较高的内聚力，在粘接后也可做到移除后进行多次重复粘接，满足一些装配过程中重复定位的需求。
综上，本新型TPU双面胶带通过创新性地引入TPU基材，并搭配双面适用于不同表面能的低表面能适用胶和聚丙烯酸树脂，解决了低表面能TPU泡棉或硅橡胶在常见塑料材料上的粘接问题，且附带弹性和耐候性方面的优势，是解决这一类应用难点的理想解决方案。
附图说明
图1是本申请的双面胶带的结构示意图。
其中：1，5、离型膜或离型纸；2、低表面能适用胶层；3、TPU基材面层；4、聚丙烯酸酯类胶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(A)制作TPU基层：(A1)取质量份数OH封端聚醚型TPU粒子4份，混合聚酯型TPU粒子1份，使用质量份数为18的甲苯及质量份数11的DMF作为溶剂，形成TPU混合液；(A2)使用PET离型膜作为支撑基础，将所述的TPU混合物涂覆于PET离型膜上，50℃下进行烘烤，使溶剂挥发，形成TPU基层。此TPU产物的厚度在30um，固含量约25％，材料模量达到30MPa，具有450％的断裂伸长率，拉伸强度为5MPa具有优秀的弹性和延展性，可以减小进行拉伸后因粘接处两侧形变程度不同造成的应力影响，此外，此TPU成品化学性能稳定，对紫外和温度有较好的抗性。
(B)制作低表面能适用胶层：(B1)取分子量在80～100万的硅胶与分子量为1～3万的乙烯基硅油，按1:2比例混合，混合后加入硅油和添加剂并使用溶剂进行溶解，所述的硅胶为乙烯基改性类硅胶，所述的溶剂为中等极性芳香烃溶剂，所述的硅油的总质量为所述的硅胶或橡胶的1％，所述的硅油为含氢硅油与环氧改性硅油的混合物，所述的含氢硅油和环氧改性硅油的质量比为1:1，并另加质量为聚合硅胶或橡胶类的2％的铂金作为催化剂；(B2)将硅胶混合液涂布于步骤(A2)形成的TPU基层上；(B3)采用逐渐升温的方法，使溶剂挥发，得到覆盖在TPU基层上的低表面能适用胶层，固化后在低表面能适用胶层上贴合一层离型膜或离型纸作为表面保护，其中，逐渐升温的方法具体为，以40℃为起点，逐渐升至150℃。
(C)制作中、高表面能适用胶层：(C1)取丙烯酸共聚物，与异氰酸酯类固化剂按质量比例60:1混合，使用溶剂溶解，获得丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液；(C2)取表面涂布有离型剂的离型膜，在其上涂覆丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，形成聚丙烯酸酯胶层，固化后，聚丙烯酸酯胶层中残余溶剂量<0.1％，所述的离型剂为硅基离型剂，离型膜为PET材质，加温烘烤温度以40℃为起点，逐渐升至100℃，直至溶剂挥发；(C3)将带有离型膜的聚丙烯酸酯胶层与步骤(B3)所述TPU基层的表面贴合，聚丙烯酸酯层与TPU面接触，取下离型膜，得到贴合于TPU基材层的聚丙烯酸酯类胶层。
实施例2
(A)制作TPU基层：(A1)取质量份数OH封端聚醚型TPU粒子7份，混合聚酯型TPU粒子1份，使用质量份数为18的甲苯及质量份数11的DMF作为溶剂，形成TPU混合液；(A2)使用PET离型膜作为支撑基础，将所述的TPU混合物涂覆于PET离型膜上，120℃下进行烘烤，使溶剂挥发，形成TPU基层。此TPU产物的厚度在250um，固含量约25％，材料模量达到30MPa，具有1500％的断裂伸长率，拉伸强度为95MPa，具有优秀的弹性和延展性，可以减小进行拉伸后因粘接处两侧形变程度不同造成的应力影响，此外，此TPU成品化学性能稳定，对紫外和温度有较好的抗性。
(B)制作低表面能适用胶层：(B1)取分子量在80～100万的橡胶与分子量为1～3万的乙烯基硅油，按2：1比例混合，混合后加入硅油和添加剂并使用溶剂进行溶解，所述的橡胶为乙烯基改性类橡胶，所述的溶剂为中等极性芳香烃溶剂，所述的硅油的总质量为所述的硅胶或橡胶的3％，所述的硅油为含氢硅油与环氧改性硅油的混合物，所述的含氢硅油和环氧改性硅油的质量比为2:1，并另加质量为聚合硅胶或橡胶类的2％的铂金作为催化剂；(B2)将硅胶混合液涂布于步骤(A2)形成的TPU基层上；(B3)采用逐渐升温的方法，使溶剂挥发，得到覆盖在TPU基层上的低表面能适用胶层，固化后在低表面能适用胶层上贴合一层离型膜或离型纸作为表面保护，其中，逐渐升温的方法具体为，以50℃为起点，逐渐升至160℃。
(C)制作中、高表面能适用胶层：(C1)取丙烯酸共聚物，与异氰酸酯类固化剂按质量比例100:1混合，使用溶剂溶解，获得丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液；(C2)取表面涂布有离型剂的离型纸，在其上涂覆丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，形成聚丙烯酸酯胶层，固化后，聚丙烯酸酯胶层中残余溶剂量<0.1％，所述的离型剂为硅基离型剂，离型纸为PE材质，加温烘烤温度以50℃为起点，逐渐升至110℃，直至溶剂挥发；(C3)将带有离型纸的聚丙烯酸酯胶层与步骤(B3)所述TPU基层的表面贴合，聚丙烯酸酯层与TPU面接触，取下离型纸，得到贴合于TPU基材层的聚丙烯酸酯类胶层。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种TPU为基材的双面胶带的制作方法，其特征在于，所述的制作方法包括以下步骤，(A)制作TPU基层；(B)制作低表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上；(C)制作中、高表面能适用胶层，并贴合于TPU基层之上，
所述的TPU基层的厚度为30～250um，拉伸强度为5～95MPa，断裂伸长率为450％～1500％。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述的低表面能适用胶层对粘接面表面能＜30的低表面能材质的表面粘接力达20N/in以上，所述的中、高表面能适用胶层在粘接面表面能>38的中、高表面能材质的表面粘接力，达20N/in以上。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(A)包括，
(A1)取聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子，聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子的质量比在4:1-7:1间，使用溶剂进行溶解，得到TPU混合溶液，固含量在25-35％范围内；
(A2)取表面涂布有离型剂的离型膜或离型纸，在其上涂覆TPU溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，固化后取下离型膜或离型纸，得到TPU基层。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，步骤(B)包括，
(B1)取分子量在80～100万的硅胶或橡胶与分子量为1～3万的乙烯基硅油，按1:2-2:1比例混合，混合后加入硅油和添加剂并使用溶剂进行溶解；
(B2)将(B1)获得的溶液涂布在(A2)获得的TPU基层上；
(B3)采用逐渐升温的方法，使溶剂挥发，得到覆盖在TPU基层上的低表面能适用胶层，固化后在低表面能适用胶层上贴合一层离型膜或离型纸作为表面保护。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，步骤(C)包括，
(C1)取丙烯酸共聚物，与异氰酸酯类固化剂按质量比例60:1-100:1混合，使用溶剂溶解，获得丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液；
(C2)取表面涂布有离型剂的离型膜或离型纸，在其上涂覆丙烯酸酯-异氰酸酯共聚物溶液，涂覆后加温烘烤，使溶剂挥发，形成聚丙烯酸酯胶层；
(C3)将带有离型膜或离型纸的聚丙烯酸酯胶层与步骤(B3)所述TPU基层的表面贴合，聚丙烯酸酯层与TPU面接触，取下离型膜或离型纸，得到贴合于TPU基材层的聚丙烯酸酯类胶层。
6.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，
在步骤(A1)中，聚醚型TPU粒子和聚酯型TPU粒子，均具有OH封端，
所述的步骤(A1)中的溶液极性和非极性溶剂的混合溶剂，非极性与极性溶剂的质量比为1.2:1-1.6:1,溶剂的总质量与TPU粒子总质量比为3.5:1-4:1；
在步骤(A2)中，所述的离型剂为硅基离型剂或氟化物离型剂，所述的离型膜为PET材质、PE材质、PP材质中的一种，加热烘烤温度范围为50-120℃。
7.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，
在步骤(B1)中，所述的硅胶或橡胶为乙烯基改性类硅胶或橡胶，所述的溶剂为中等极性芳香烃溶剂，所述的硅油的总质量为所述的硅胶或橡胶的1-3％，所述的硅油为含氢硅油与环氧改性硅油的混合物，所述的含氢硅油和环氧改性硅油的质量比为1:1-2:1，并另加质量为聚合硅胶或橡胶类的2％的铂金作为催化剂；
在步骤(B3)中，在固化后，低表面能适用胶层中的残余溶剂量<0.1％，所述的逐渐升温操作，指以40～50℃为起点，逐渐升至150～160℃。
8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，
步骤(C1)中的溶剂为丙烯酸酯与一种或两种中等级性溶剂的混合物，所述的丙烯酸酯与中等级性溶剂的质量比为11:10-15:10；
步骤(C2)中，固化后，聚丙烯酸酯胶层中残余溶剂量<0.1％，所述的离型剂为硅基离型剂或氟化物离型剂，离型膜为PET材质，PE材质，PP材质中的一种，加温烘烤温度以40～50℃为起点，逐渐升至100～110℃，直至溶剂挥发。
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