CN115260967A - 一种自修复tpu热熔胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热熔胶膜材料领域，特别是涉及一种自修复TPU热熔胶膜，包括如下重量份的原料：TPU颗粒80‑100份；丁腈橡胶20‑43份；自修复超分子化合物5‑8份；交联剂2‑4份；紫外光稳定剂1‑2份；增粘剂0.5‑2份。本发明提供一种实现产品的快速修复的自修复TPU热熔胶膜。本发明还提供一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，工艺简单便捷。
Description
技术领域
本发明涉及热熔胶膜材料领域，特别是涉及一种自修复TPU热熔胶膜及其制备方法。
背景技术
具有自修复功能的聚合物基复合材料可以模仿生物体损伤自愈合的机理对材料加工或对使用过程中肉眼难以发现的微观裂纹进行自修复。而自修复材料的应用范围极为广泛，包括军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料等领域。
目前，以提高胶膜的粘结力为最终目的，但当胶膜本身出现破损如裂痕或断裂等现象时，一方面会造成粘结剥离力的极速下降，而利用现有的修复技术来在线修复封装胶膜的破损或裂痕等缺陷，一方面操作程序复杂繁琐，另一方面修复成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种实现产品的快速修复的自修复TPU热熔胶膜。
本发明还提供一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，工艺简单便捷。
本发明采用如下技术方案：
一种自修复TPU热熔胶膜，包括如下重量份的原料：TPU颗粒80-100份；丁腈橡胶20-43份；自修复超分子化合物5-8份；交联剂2-4份；紫外光稳定剂1-2份；增粘剂0.5-2份。
对上述技术方案的进一步改进为，所述TPU颗粒的熔融流动指数为0.5-40g/10min。
对上述技术方案的进一步改进为，所述丁腈橡胶为未经特殊处理的丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶中的一种或多种的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述自修复超分子化合物为含烯烃酰胺的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷单体的自聚物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述交联剂为苯甲酸叔戊酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、正丁基-4，4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3，3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯中的一种或几种的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述紫外光稳定剂为2-羟基-5-氯二苯甲酮、2，2′-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮的一种或者两种以上的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，所述增粘剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将配方量的原料加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述S1步骤中，熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述S2步骤中，挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min。
本发明的有益效果为：
本发明采用自修复超分子化合物引入TPU聚合物分子链上，由于烯烃酰胺的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷单体自聚作用，在TPU聚合物中形成了氢键交联网络，通过氢键的断裂与愈合，赋予材料具有良好的自修复能力，赋予材料可重复加工、可主动自修复等特殊性能，从而降低了在线修复操作的繁琐性，而且降低了修复成本，提升了产品的使用寿命及效率。
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。
一种自修复TPU热熔胶膜，包括如下重量份的原料：TPU颗粒80-100份；丁腈橡胶20-43份；自修复超分子化合物5-8份；交联剂2-4份；紫外光稳定剂1-2份；增粘剂0.5-2份。
进一步地，所述TPU颗粒的熔融流动指数为0.5-40g/10min。
进一步地，所述丁腈橡胶为未经特殊处理的丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶中的一种或多种的混合物。
进一步地，所述自修复超分子化合物为含烯烃酰胺的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷单体的自聚物。
自修复超分子化合物的制备方法包括如下步骤：室温搅拌条件下，将带有活性氨基结构的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷溶于二氯甲烷溶液中，依次加入烯烃酰氯基类化合物、活化剂，室温下合成反应10-20h，其中氨基结构的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷与烯烃酰氯基类化合物的摩尔比为10:11-15，活化剂与烯烃酰氯基类化合物的质量比为1:5-10，合成反应结束后，将物料加入0.1-1mol/L氢氧化钠溶液中碱洗，再加入0.5-1mol/L稀盐酸溶液中酸洗及0.5-1mol/L氯化镁溶液中盐洗，然后分层、有机相经干燥、去除溶剂后得到自修复超分子化合物。
进一步地，所述交联剂为苯甲酸叔戊酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、正丁基-4，4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3，3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述紫外光稳定剂为2-羟基-5-氯二苯甲酮、2，2′-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述增粘剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将配方量的原料加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
进一步地，在所述S1步骤中，熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟。
进一步地，在所述S2步骤中，挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min。
实施例1
一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将：TPU颗粒80份，丁腈橡胶20份，自修复超分子化合物5份，交联剂2份，紫外光稳定剂1份，增粘剂0.5份加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
实施例2
一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将：TPU颗粒90份，丁腈橡胶25份，自修复超分子化合物6份，交联剂2份，紫外光稳定剂1.5份，增粘剂1份加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
实施例3
一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将：TPU颗粒100份，丁腈橡胶43份，自修复超分子化合物8份，交联剂4份，紫外光稳定剂2份，增粘剂2份加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
对比例1
按照指定的各组分份数重复实施例1的制备方法，但不添加使用自修复超分子化合物。
对比例2
按照指定的各组分份数重复实施例2的制备方法，但不添加使用自修复超分子化合物。
对比例3
按照指定的各组分份数重复实施例3的制备方法，但不添加使用自修复超分子化合物。
实施例中热熔胶膜的性能如表1所示，其中自修复能力采用刀割划伤后自愈合能力和弯折后变形的恢复能力，自修复能力为划伤或变形后的胶膜经光照或加热自修复后的拉伸强度/胶膜初始拉伸强度×100％。
表1
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：TPU颗粒80-100份；丁腈橡胶20-43份；自修复超分子化合物5-8份；交联剂2-4份；紫外光稳定剂1-2份；增粘剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述TPU颗粒的熔融流动指数为0.5-40g/10min。
3.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述丁腈橡胶为未经特殊处理的丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述自修复超分子化合物为含烯烃酰胺的聚硅氧烷或聚倍半硅氧烷单体的自聚物。
5.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述交联剂为苯甲酸叔戊酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、正丁基-4，4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3，3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述紫外光稳定剂为2-羟基-5-氯二苯甲酮、2，2′-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮的一种或者两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的自修复TPU热熔胶膜，其特征在于，所述增粘剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、4-氨基丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。
8.一种自修复TPU热熔胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将配方量的原料加入到高速混合机中预混合，得到熔融料；
S2、将S1步骤得到的熔融料加入到双螺杆挤出机中挤出，得到热熔胶粒；
S3、将S2步骤所得的热熔胶粒加入到流延机中流延得到热熔胶膜，流延温度为120-140℃。
9.根据权利要求8所述的自修复TPU热熔胶膜的制备方法，其特征在于，在所述S1步骤中，熔融温度为135-150℃，搅拌速度为150-200r/min，搅拌时间为5-8分钟。
10.根据权利要求8所述的自修复TPU热熔胶膜的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中，挤出温度为150-170℃，搅拌速度为660-850r/min。
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