CN115491039A - 一种硅胶膜基材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅胶膜基材及制备方法，所述硅胶膜基材通过硅胶料液涂布烘干形成，包括的组分如下：端乙烯基硅油、MQ树脂、含氢硅油、乙炔环己醇和铂金催化剂；制成的高透硅胶膜所包含的组分环保无溶剂，可回收处理；制得的高透硅胶膜膜体柔软，高透光率，有一定的拉伸回弹性能，耐候性好，耐高低温；制得的高透硅胶膜可作为电子行业基材使用；制得的高透硅胶膜可进行后段热加工、印刷处理等，可作为印刷行业基材使用；制得的高透硅胶膜无致敏性，有一定水汽透过率，可作为用于医用基材使用。

Description

一种硅胶膜基材及制备方法
技术领域
本发明涉及膜材技术领域，尤其涉及的是一种硅胶膜基材及制备方法。
背景技术
折叠屏手机以及柔性穿戴式电子产品的到来让原有的薄膜基材无所适从：其中PET((Polyethylene terephthalate)即聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂)膜太硬，弹性太差，无法耐受反复折弯的考验，而且PET膜的塑料感太强，导致穿戴不适；而PU(一般指聚氨酯，全名为聚氨基甲酸酯)以及TPU(一般指热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶)材料的耐温性差，无法适合大多数热处理工艺；还有，PVC(聚氯乙烯(Polyvinyl chloride))膜的耐温以及耐候性能太差，不能满足使用要求；即使是具有较好柔性的PI(聚酰亚胺(Polyimide，简写为PI)指主链上含有酰亚胺环(-CO-NR-CO-)[2]的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一)材料，也扛不住反复折叠20万次的考验。因此，亟待一种柔软度可调节，环保无溶剂，高透光率，亲肤无致敏性的薄膜基材满足使用要求。
因此，现有的技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅胶膜基材及制备方法，旨在解决现有技术中存在的一个或多个问题。
本发明的技术方案如下：
本技术方案提供一种硅胶膜基材，通过硅胶料液涂布烘干形成，所述硅胶料液层包括的组分及其质量百分比如下：
端乙烯基硅油：5～60wt％；
MQ树脂：5～70wt％；
含氢硅油：0.1～15wt％；
乙炔环己醇：0.00001～5wt％；
铂金催化剂：0.001～15wt％。
进一步地，所述端乙烯基硅油的粘度为5000～10万cps。
进一步地，所述铂金催化剂采用的型号为铂金催化剂2500～5000ppm。
本技术方案还提供一种如上述任一所述的硅胶膜基材的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：硅胶料液的配置；
步骤S2：将制得的硅胶料液进行涂布并烘干，得到硅胶膜基材；
其中，所述步骤S1具体包括以下过程：
步骤s11：将乙炔环己醇搅拌到部分的乙烯基硅油中,搅拌均匀制成预制料1；
步骤s12：将剩余的乙烯基硅油、MQ树脂、含氢硅油投入搅拌釜中，开启搅拌釜，进行预搅拌，得到预搅拌液2；
步骤s13：将所述预制料1加入到所述预搅拌液2中，并开启冷却循环设备，配合冷却循环持续搅拌，得到混合液3；
步骤s14：往所述混合液3中加入铂金催化剂并搅拌，得到涂布料液；
步骤s15：将得到的涂布料液进行真空脱泡处理，最后得到硅胶料液。
进一步地，所述步骤s12中，所述搅拌釜的搅拌速度为100r/min,预搅拌时间为20min。
进一步地，所述步骤s13中，搅拌速度为180r/min，同时将搅拌釜冷却循环开启，搅拌时间为3小时。
进一步地，所述步骤s14中，搅拌时间为2小时。
进一步地，所述搅拌釜为带真空系统的搅拌釜。
进一步地，所述步骤S2中，具有包括以下过程：调节各个烘箱的温度和烘箱中物料的输送机速，将制得的所述硅胶料液通过涂布机进行涂布后依次通过烘箱烘干，得到硅胶膜基材。
进一步地，所述烘箱设置7个，每个烘箱的烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃；烘箱中物料的输送机速为2～10m/min。
通过上述可知，本技术方案的硅胶膜基材通过硅胶料液涂布烘干形成，包括的组分如下：端乙烯基硅油、MQ树脂、含氢硅油、乙炔环己醇和铂金催化剂；制得的硅胶膜基材具有以下优点：
(1)制成的高透硅胶膜，环保无溶剂，可回收处理；
(2)制得的高透硅胶膜膜体柔软，高透光率，有一定的拉伸回弹性能，耐候性好，耐高低温；可作为电子行业基材使用；
(3)可进行后段热加工、印刷处理等，可作为印刷行业基材使用；
(4)无致敏性，有一定水汽透过率，可作为用于医用基材使用。
附图说明
图1是本发明中硅胶膜基材的制备方法的步骤流程图。
图2是本发明中使用了硅胶膜基材的折叠屏保护膜的结构示意图。
图3是本发明中使用了硅胶膜基材的柔性电子皮肤的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本技术方案保护一种硅胶膜基材，通过硅胶料液涂布烘干形成，所述硅胶料液层包括的组分及其质量百分比如下：
端乙烯基硅油：5～60wt％；
MQ树脂：5～70wt％；
含氢硅油：0.1～15wt％；
乙炔环己醇：0.00001～5wt％；
铂金催化剂：0.001～15wt％；
其中，所述端乙烯基硅油是指分子链端有乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷，端乙烯基硅油由于固化不完全，可以降低硬度，具有良好的耐候、耐老化、抗紫外线、增强韧性等优点，端乙烯基硅油是透明液体，无机械杂质。
在某些具体实施例中，所述端乙烯基硅油的粘度为5000～10万cps(cps，是一种粘度单位(布氏粘度单位)，常用于流体粘度，单位是厘泊·秒。)。不同的端乙烯基硅油的粘度对成型膜材的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度存在影响；端乙烯基硅油可以改善成型膜材的低温性能，提高热稳定性。
其中，所述MQ树脂，即MQ硅树脂，是由单官能团Si-O单元(M单元"mono")与四官能团Si-O单元(SiQZ简称Q单元"quad")组成的一种有机硅树脂，无色透明。MQ硅树脂是一类非常优秀的有机硅高分子聚硅氧烷化合物，具有双层结构的紧密球状物；具有优良的耐热性、成膜性、粘附性、拒水性，耐老化，抗紫外线辐照；分子结构中引入乙烯基、含氢基团可用于硅氢加成改性；MQ树脂可用于有机硅压敏胶、建筑密封胶、有机树脂涂料等作增粘剂、手机按键、环氧类粘接剂粘接表面等。
其中，所述含氢硅油由于分子中含有活泼的Si-H键，故能参与多种化学反应，具有良好的成膜性能，具有良好的憎水防潮和防粘等性能，添加后能防水又可保持产品的透气性并能提高产品的撕裂强度、磨擦强度和防污性，改善产品的手感。
其中，所述乙炔环己醇作为加成型硅橡胶储存稳定剂，硅氢加成反应抑制剂，可以提高膜材的可操作时间，使膜材的由涂布料液制成成型膜材提供可操作时间。
其中，所述铂金催化剂也称铂金水，该产品具有活性高、添加量少、性能稳定、性价比高、节能环保、等特点，铂金催化剂能在低温下工作，产生催化作用。铂金催化剂催化效率高，可以抑制Si-Vi和Si-H反应过程中伴随发生的副反应，避免了黑色物质的生成，克服了催化过程中出现发黄或变黑现象，因此可以制备高透明制品。
在某些具体实施例中，所述铂金催化剂采用的型号为铂金催化剂2500～5000ppm(ppm是百万分之一，这里计算的Pt(铂金，Platinum，简称Pt)的纯含量，不管其他配合物分子的)。
如图1所示，本技术方案还提供一种如上述所述的硅胶膜基材的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：硅胶料液的配置；
步骤S2：将制得的硅胶料液进行涂布并烘干，得到硅胶膜基材；
其中，所述步骤S1具体包括以下过程：
步骤s11：将乙炔环己醇搅拌到部分的乙烯基硅油中,搅拌均匀制成预制料1；
步骤s12：将剩余的乙烯基硅油、MQ树脂、含氢硅油投入搅拌釜中，开启搅拌釜，进行预搅拌，得到预搅拌液2；
步骤s13：将所述预制料1加入到所述预搅拌液2中，并开启冷却循环设备，配合冷却循环持续搅拌，得到混合液3；
步骤s14：往所述混合液3中加入铂金催化剂并搅拌，得到涂布料液；
步骤s15：将得到的涂布料液进行真空脱泡处理，最后得到硅胶料液。
在某些具体实施例中，所述步骤s12中，所述搅拌釜的搅拌速度为100r/min,预搅拌时间为20min。
在某些具体实施例中，所述步骤s13中，搅拌速度为180r/min，同时将搅拌釜冷却循环开启，搅拌时间为3小时。
在某些具体实施例中，所述步骤s14中，搅拌时间为2小时。
在某些具体实施例中，得到的所述硅胶料液的可涂布操作时间为≥8h。
其中，所述搅拌釜为带真空系统的搅拌釜，使物料可在搅拌桶内实现真空下的操作，带真空系统的搅拌釜具有良好的混合、剪切作用，特别适合膏体、高黏度、高密度的物料溶解、混合、混炼、聚合等。
在某些具体实施例中，所述步骤S2中，具有包括以下过程：调节各个烘箱的温度和烘箱中物料的输送机速，将制得的所述硅胶料液通过涂布机进行涂布后依次通过烘箱烘干，得到硅胶膜基材。
其中，在涂布机涂布前，将涂布机刮刀涂头清理干净，避免残留有其他杂质。根据实际烘干需要，所述烘箱设置7个，每个烘箱的烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃；烘箱中物料的输送机速为2～10m/min。
在实际生产操作中，一般将所述硅胶料液涂布在氟素离型膜上(在涂布前，将氟素离型膜在涂布机上穿好，其中氟素离型膜的厚度一般为50-200um，离型力为1—20g)。在所述硅胶膜基材成型后，一般会将硅胶膜基材进行收卷，为了对收卷膜材尾部进行保护，一般会在膜材尾部贴合氟素离型膜(其中氟素离型膜的厚度为15—75um，离型力为1—20g)进行保护。
根据上述所述的硅胶膜基材及其制备方法，将制得的硅胶膜基材进行柔软度(硬度)测试(测试方法根据GB/T5311-200标准)和拉伸度测试(测试方法根据GB/T528标准)，测得硅胶膜基材的柔软度和拉伸度等功能参数如下表1所示：
Figure BDA0003856473790000051
Figure BDA0003856473790000061
表1制得的不同硬度的硅胶膜基材的各项功能参数
根据上述所述的硅胶膜基材及其制备方法，通过调节含氢硅油、MQ树脂、以及端乙烯基硅油间的不同配比，可以制得不同硬度(硬度在10～70度)的硅胶膜基材，不同硬度的硅胶膜基材其柔软度等其他功能参数也会有所不同(如上表1所示)；其中，由于含氢硅油、端乙烯基硅油的添加量不同，导致反应得到的交联结构的精密性不同，从而使得硅胶膜基材的拉伸度可调节。
根据上述所述的硅胶膜基材及其制备方法，将制得的硅胶膜基材应用在不同的产品中：
实施例1
如图2所示，将制得的硅胶膜基材应用在折叠屏保护膜中，其中折叠屏保护膜由上到下依次包括的层结结构如下：25um厚的氟素离型膜(5～10g离型力)、15um厚的水性有机硅耐刮涂层、130um厚的硅胶膜基材、30um厚的有机硅压敏胶(剥离力500g以上)和75um厚的氟素离型膜(1～10g离型力)。
其中，制备方法如下：调节各烘箱设置烘干温度分别为100℃、120℃、150℃，155℃、150℃、130℃、100℃，烘箱中物料的输送机速为15～20m/min，将有机硅压敏胶涂布在75um厚的氟素离型膜(1～10g离型力)上并烘干，并在有机硅压敏胶上贴合25um厚的氟素膜(5～10g离型力)保护，得到30um厚的干胶有机硅压敏胶层。然后调节各烘箱设置烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃，烘箱中物料的输送机速为2-10m/min，将有机硅压敏胶层进行放卷涂布硅胶料液，烘干后得到带有机硅压敏胶的高透硅胶膜。然后调节各烘箱设置烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃，烘箱中物料的输送机速为15～20m/min在高透硅胶膜上涂布15um厚的水性有机硅耐刮涂层，烘干后在水性有机硅耐刮涂层上贴合25um厚的氟素离型膜(5～8g离型力)，从而得到折叠屏保护膜。这样做出来的折叠屏保护膜耐弯折，耐候性好，具有高透光率。
实施例2
如图3所示，将制得的硅胶膜基材应用在柔性电子皮肤中，其中柔性电子皮肤由上到下依次包括的层结结构如下：75um厚的氟素离型膜(1～10g离型力)、硅胶膜基材、印刷电路层、硅凝胶和PE离型膜。
其中，制备方法如下：调节各烘箱设置烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃，烘箱中物料的输送机速为2～10m/min，将硅胶料液涂布在氟素膜上烘干固化得到硅胶膜基材，然后在硅胶膜基材上面进行电路印刷，再在上面涂布硅凝胶层，最后贴合PE离型膜进行保护。使用时将PE离型膜揭开，将带胶的印刷电路贴身上，然后将传感器以及电源接入印刷电路，即可以得到带监测功能的柔性电子皮肤。
根据上述所述的硅胶膜基材及其制备方法制得的硅胶膜基材具有以下优点：
(1)制成的高透硅胶膜，环保无溶剂，可回收处理。
(2)制得的高透硅胶膜膜体柔软，高透光率，有一定的拉伸回弹性能，耐候性好，耐高低温；可作为电子行业基材使用。
(3)可进行后段热加工、印刷处理等，可作为印刷行业基材使用。
(4)无致敏性，有一定水汽透过率，可作为用于医用基材使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种硅胶膜基材，其特征在于，通过硅胶料液涂布烘干形成，所述硅胶料液层包括的组分及其质量百分比如下：
端乙烯基硅油：5～60wt％；
MQ树脂：5～70wt％；
含氢硅油：0.1～15wt％；
乙炔环己醇：0.00001～5wt％；
铂金催化剂：0.001～15wt％。
2.根据权利要求1所述的硅胶膜基材，其特征在于，所述端乙烯基硅油的粘度为5000～10万cps。
3.根据权利要求1所述的硅胶膜基材，其特征在于，所述铂金催化剂采用的型号为铂金催化剂2500～5000ppm。
4.一种如权利要求1至3任一所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1：硅胶料液的配置；
步骤S2：将制得的硅胶料液进行涂布并烘干，得到硅胶膜基材；
其中，所述步骤S1具体包括以下过程：
步骤s11：将乙炔环己醇搅拌到部分的乙烯基硅油中,搅拌均匀制成预制料1；
步骤s12：将剩余的乙烯基硅油、MQ树脂、含氢硅油投入搅拌釜中，开启搅拌釜，进行预搅拌，得到预搅拌液2；
步骤s13：将所述预制料1加入到所述预搅拌液2中，并开启冷却循环设备，配合冷却循环持续搅拌，得到混合液3；
步骤s14：往所述混合液3中加入铂金催化剂并搅拌，得到涂布料液；
步骤s15：将得到的涂布料液进行真空脱泡处理，最后得到硅胶料液。
5.根据权利要求4所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述步骤s12中，所述搅拌釜的搅拌速度为100r/min,预搅拌时间为20min。
6.根据权利要求4所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述步骤s13中，搅拌速度为180r/min，同时将搅拌釜冷却循环开启，搅拌时间为3小时。
7.根据权利要求4所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述步骤s14中，搅拌时间为2小时。
8.根据权利要求4所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述搅拌釜为带真空系统的搅拌釜。
9.根据权利要求4所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，具有包括以下过程：调节各个烘箱的温度和烘箱中物料的输送机速，将制得的所述硅胶料液通过涂布机进行涂布后依次通过烘箱烘干，得到硅胶膜基材。
10.根据权利要求9所述的硅胶膜基材的制备方法，其特征在于，所述烘箱设置7个，每个烘箱的烘干温度分别为100℃、130℃、135℃、135℃、135℃、130℃、100℃；烘箱中物料的输送机速为2～10m/min。
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