CN116179108A - 一种用于ffc的阻燃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技术领域，公开了一种用于FFC的阻燃热熔胶膜及其制备方法，包括热熔胶层、基材层和阻燃层；基材层为双向拉伸的聚酯薄膜，阻燃层覆盖于的基材层的一面，热熔胶层覆盖于的基材层的另一面；按照重量百分比计算，热熔胶层的原材料由以下材料组成：带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯‑丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和第一助剂；阻燃层的原材料包括双键改性无机阻燃剂、活性稀释单体、交联剂、光引发剂和第二助剂。热熔胶层形成三维网状交联结构，可有效提高用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接强度、耐湿热性能和耐老化性能。阻燃层在基材层的背离热熔胶层的一面，既可满足阻燃要求，又可避免无机阻燃剂对热熔胶的粘接力的影响。
Description
技术领域
本发明涉及热熔胶膜技术领域，尤其涉及一种用于FFC的阻燃热熔胶膜及其制备方法。
背景技术
柔性扁平线缆，也称作Flexible Flat Cable，是用于电子器件内部信号传输的一种扁平数据线缆，也称作FFC。FFC柔软可弯折、小巧轻便、线束集成度高，电子设备如笔记本电脑、绘图仪、智能汽车和银行终端机中有着广泛的应用。
FFC是由两片绝缘的热熔胶膜片包夹若干相互平行的扁平镀锡铜线而形成。其中的热熔胶膜是FFC的关键组成，一方面热熔胶膜提供用于固定导体良好的粘接力，使FFC可以随意扭动并弯折，而不会造成导体短接；另一方面热熔胶膜为导体提供保护作用，可隔绝外界的灰尘和水汽，延长FFC线缆的使用寿命。此外，作为电子元器件，FFC用的热熔胶膜还需要具备绝缘性和阻燃性，从而满足FFC的安全应用规范。
专利公布号CN108774472的专利申请公开了一种阻燃抗熔滴的FFC线材用热熔胶膜，由热塑性苯乙烯系弹性体共聚物、改性聚苯醚树脂、相容剂、阻燃剂、协效阻燃剂、消烟剂和纳米无机物组成，但使用的溴系阻燃剂，在高温时会释放出溴化氢、溴代苯丙噁英和多溴代二苯并呋喃等有毒气体，对人体健康和环境造成危害。
专利公布号CN108084902的专利申请公开了一种粘金属力高、阻燃性好的无卤热熔胶膜及其制备方法，采用在热熔胶膜的饱和聚酯树脂中添加磷氮系阻燃剂的方法，避免了含卤阻燃剂的使用，可保持热熔胶膜对金属导体的粘接力。但是磷氮阻燃剂易吸潮、对金属导体有腐蚀作用，长期和金属导体接触容易导致金属导体腐蚀破损。另外阻燃剂掺在热熔胶中也会影响热熔胶膜对金属导体的粘接性能，导致热熔胶膜的粘接强度下降。因此，开发一种粘接强度稳定、绿色环保又低成本的FFC用的无卤阻燃热熔胶膜具有重大意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一目的在于提出一种用于FFC的阻燃热熔胶膜，以改善现有技术的缺陷，提高阻燃热熔胶膜的粘接强度、耐湿热性能和耐老化性能，并克服阻燃剂对热熔胶膜的粘接强度的不良影响。
本发明的另一目的在于提出一种制备用于FFC的阻燃热熔胶膜的方法，制备过程更为环保，可有效减少对环境的污染和操作人员的身体伤害。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于FFC的阻燃热熔胶膜，包括热熔胶层、基材层和阻燃层；
所述基材层为双向拉伸的聚酯薄膜，所述阻燃层覆盖于所述基材层的一面，所述热熔胶层覆盖于所述基材层的另一面；
按照重量百分比计算，所述热熔胶层的原材料包括以下材料：带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂55-85wt％、乙烯-丙烯酸共聚物5-25wt％、环氧树脂2-8wt％、固化剂0.1-2wt％和第一助剂0-10wt％；
所述阻燃层的原材料包括双键改性无机阻燃剂、活性稀释单体、交联剂、光引发剂和第二助剂；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚支链为长链聚醚，该聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成。
具体的，按照重量百分比计算，所述阻燃层的原材料由以下材料组成：
双键改性无机阻燃剂50-85wt％、活性稀释单体10-35wt％、交联剂5-15wt％、光引发剂0.1-2wt％和第二助剂0.05-1wt％；
所述活性稀释单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的一种或多种；
所述交联剂为二乙烯基苯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙酸酯、双季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯和双三羟甲基丙烷丙烯酸酯中的一种或多种；
所述光引发剂为二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、1-羟基环已基苯基酮、2-羟基-2-甲基苯基丙酮、安息香、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦中的一种或多种；
所述双键改性无机阻燃剂包括含有双键的硅烷偶联剂改性的氢氧化铝和/或氢氧化镁，其中的含有双键的硅烷偶联剂的用量为所述双键改性无机阻燃剂的总质量的10-30％；
所述第二助剂包括离型剂和/或流平剂。
优选的，聚醚的聚合度为5-20；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的重均分子量为4000-50000，玻璃化温度为-10℃至50℃。
优选的，所述乙烯-丙烯酸共聚物的熔点为70-110℃；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为150-500。
优选的，所述热熔胶层的厚度为10-70μm；
所述基材层3的厚度为10-40μm。
优选的，所述固化剂为咪唑型固化剂；
所述第一助剂包括流平剂、抗氧剂和/或无机填料。
进一步的，本发明提出了一种用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，用于制备以上所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，包括以下步骤：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，以形成阻燃层，并利用UV光照射固化阻燃层,制得表面覆盖有阻燃层的基材层；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将所述水性涂布液均匀涂布在基材层的另一面，以形成热熔胶层，然后在循环热风中干燥，即得到所述用于FFC的阻燃热熔胶膜。
优选的，步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm。
优选的，步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为100-200W/cm2，能量密度400-1500mJ/cm2。
优选的，步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的10-50wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为80-140℃，干燥的时间为30-60min。
本发明的上述技术方案的有益效果为：所述用于FFC的阻燃热熔胶膜，热熔胶层以带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂为主要材料，带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂包括的聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成，使以上带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂具有软段嵌段分子结构和硬段嵌段分子结构；可提高热熔胶层的结晶度，继而提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的密度，可避免因水汽渗透热熔胶层而造成所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接力下降；环氧树脂与聚酯树脂的端基和乙烯-丙烯酸共聚物的羧基发生化学反应，产生桥联效应，使热熔胶层形成三维网状交联结构，可有效提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接强度、耐湿热性能和耐老化性能；其中的阻燃层在基材层的背离热熔胶层的一面，既可满足阻燃要求，又可避免无机阻燃剂对热熔胶的粘接力的影响。
进一步的，本发明提出所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，水性涂布液中的嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚链段不会破坏聚醚支链所含有的嵌段结构，具有较好的水分散性能，配制为水性涂布液并涂布在基材层的另一面，可使所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备过程具有更为环保的特性，可有效减少对环境的污染和操作人员的身体伤害。
附图说明
图1为本发明的用于FFC的阻燃热熔胶膜的结构示意图；
图2为本发明的用于FFC的阻燃热熔胶膜的实施例1的实物照片；
图3为本发明的用于FFC的阻燃热熔胶膜的实施例1的显微镜截面图；
其中：热熔胶层1；基材层2；阻燃层3。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
一种用于FFC的阻燃热熔胶膜，包括热熔胶层1、基材层2和阻燃层3；
所述基材层2为双向拉伸的聚酯薄膜，所述阻燃层3覆盖于所述基材层2的一面，所述热熔胶层1覆盖于所述基材层2的另一面；
按照重量百分比计算，所述热熔胶层1的原材料包括以下材料：带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂55-85wt％、乙烯-丙烯酸共聚物5-25wt％、环氧树脂2-8wt％、固化剂0.1-2wt％和第一助剂0-10wt％；
所述阻燃层3的原材料包括双键改性无机阻燃剂、活性稀释单体、交联剂、光引发剂和第二助剂；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚支链为长链聚醚，该聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成。
本发明的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜，热熔胶层1以带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂为主要材料，带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂包括的聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成，使以上带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂具有软段嵌段分子结构和硬段嵌段分子结构；相比无规共聚结构而言，柔性的软段嵌段分子结构有利于分子折叠，从而可提高热熔胶层1的结晶度，继而提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的密度，可避免因水汽渗透热熔胶层1而造成所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接力下降；刚性的硬段嵌段分子结构作为分子链段中的物理交联点，可提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的机械强度和抗疲劳性能；热熔胶层1中含有的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和环氧树脂，在高温熔化粘接的过程中与固化剂形成促进作用，环氧树脂与聚酯树脂的末端的羟基或羧基和乙烯-丙烯酸共聚物的羧基发生化学反应，产生桥联效应，使热熔胶层1形成三维网状交联结构，可有效提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接强度、耐湿热性能和耐老化性能。
以上的软段嵌段分子结构中的软段嵌段是由二元脂肪酸和二元脂肪醇缩聚而成，主要由饱和碳直链组成，具有柔性，易于弯曲和折叠，可为聚酯树脂提供更高的结晶密度抵抗水汽渗透。以上的硬段嵌段分子结构中的硬段嵌段是由二元芳香酸和二元芳香醇缩聚而成，主要由苯环碳链组成，具有分子刚性，不易折叠和变形，在聚酯树脂中起力学固定点的作用，可提高聚酯树脂的机械强度和抗疲劳性能。
所述用于FFC的阻燃热熔胶膜采用三层结构，其中的阻燃层3在基材层2的背离热熔胶层1的一面，既可满足阻燃要求，又可避免无机阻燃剂对热熔胶的粘接力的影响。
本发明采用的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂为广东天原施莱特新材料有限公司的PS3000聚酯树脂，乙烯-丙烯酸共聚物为Dupont公司的Nucrel3990、Exxon公司的Escor5200或Keim-Additec公司的E532；基材层2为双向拉伸的聚酯薄膜，即BOPET。
具体的，按照重量百分比计算，所述阻燃层3的原材料由以下材料组成：
双键改性无机阻燃剂50-85wt％、活性稀释单体10-35wt％、交联剂5-15wt％、光引发剂0.1-2wt％和第二助剂0.05-1wt％；
所述活性稀释单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的一种或多种；
所述交联剂为二乙烯基苯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙酸酯、双季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯和双三羟甲基丙烷丙烯酸酯中的一种或多种；
所述光引发剂为二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、1-羟基环已基苯基酮、2-羟基-2-甲基苯基丙酮、安息香、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦中的一种或多种；
所述双键改性无机阻燃剂包括含有双键的硅烷偶联剂改性的氢氧化铝和/或氢氧化镁，其中的含有双键的硅烷偶联剂的用量为所述双键改性无机阻燃剂的总质量的10-30％；
所述第二助剂包括离型剂和/或流平剂。
阻燃层3采用无机阻燃材料，不仅具有成本低的优点，并且不含有害卤素，即可满足阻燃要求，又不会产生污染和有毒气体。
将阻燃层3中的双键改性无机阻燃剂、活性单体和交联剂经由光照固化形成高强度的致密阻燃层，具有防水耐刮的功能，能为所述用于FFC的阻燃热熔胶膜覆盖的FFC中的导体提供更好的保护作用。
活性稀释单体在固化前作为双键改性无机阻燃剂的分散载体，在引发剂和交联剂作用下，可与自身或双键改性无机阻燃剂反应固化，形成致密的阻燃层3并固定在基材层2上；采用的双键改性无机阻燃剂是由含有双键的硅烷偶联剂改性的氢氧化铝和/或氢氧化镁组成。双键改性可减少无机阻燃剂的亲水性，提高在活性稀释单体中的分散度；并且可利用硅烷偶联剂的双键官能团参与活性单体的交联固化反应，从而提高阻燃层3的致密性和附着力。
含有双键的硅烷偶联剂的用量为双键改性无机阻燃剂的质量的10-30％，含有双键的硅烷偶联剂的用量在该用量范围内，可获得接枝均匀、改性度较高的改性产物。含有双键的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
交联剂用于活性稀释单体的交联固化。
光引发剂是指在特定波长和强度的紫外光照射下可产生活性自由基并引发聚合物发生链反应的物质。
第二助剂用于改善阻燃剂涂覆时的流动性，以提高阻燃剂分布均匀性。
优选的，所述支链聚醚的聚合度为5-20；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的重均分子量为4000-50000，玻璃化温度为-10℃至50℃。
支链聚醚的聚合度过低，会导致带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的水分散性能较差；聚合度过高，则导致带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的粘度太大，导致制成的热熔胶的粘合效果也不好。
以上带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂可以是单一聚酯树脂，或者是不同分子量、不同玻璃化温度的聚酯树脂的组合物。
优选的，所述乙烯-丙烯酸共聚物的熔点为70-110℃；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为150-500。
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)的熔点为70-110℃，能兼顾热熔胶层1的耐低温和耐高温性能，并且具有较为适宜的热熔粘接温度。
以上环氧树脂在热熔胶层1中起交联作用，环氧当量过低会造成交联密度过大，导致交联后的热熔胶层1缺乏韧性，容易发脆；环氧当量过高，则环氧树脂的粘度过大，容易导致环氧树脂再分散和交联中出现不均匀的现象。
优选的，所述热熔胶层1的厚度为10-70μm；
所述基材层3的厚度为10-40μm。
热熔胶层1用于固定FFC中的金属导线，其厚度为10-70μm，优选20-60μm。热熔胶层1的厚度太小，无法提供有效的粘接强度；厚度过大，在热熔粘接过程易造成固化不充分，容易出现局部粘接效果不佳的现象。
基材层3的厚度为10-40μm，优选15-35μm。基材层3的厚度太薄，不能提供足够的绝缘和保护作用；厚度太厚，会导致制成的FFC线材的弯折性能不佳。
优选的，所述固化剂为咪唑型固化剂；
所述第一助剂包括流平剂、抗氧剂和/或无机填料。
以上固化剂为咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种；第一助剂用于改善热熔胶涂覆时的流动性以提高热熔胶分布均匀性。
进一步的，本发明提出了一种用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，用于制备以上所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，包括以下步骤：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，以形成阻燃层3，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层3的基材层2；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将所述水性涂布液均匀涂布在基材层2的另一面，以形成热熔胶层1，然后在循环热风中干燥，即得到所述用于FFC的阻燃热熔胶膜。
所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚链段不会破坏聚醚支链所含有的嵌段结构，具有较好的水分散性能，配制为水性涂布液并涂布在基材层2的另一面，可使所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备过程具有更为环保的特性。
优选的，步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm。
通过提高搅拌速度，以提高双键改性无机阻燃剂在阻燃层涂布液中的溶解和分布的均匀性。
双键改性无机阻燃剂的粒径范围为0.5-5μm，优选1-3μm。粒径过小，粒子易团聚、难分散且成本过高；粒子过大，堆积密度小，阻燃效果不佳。
优选的，步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为100-200W/cm2，能量密度400-1500mJ/cm2。
采用的光引发剂在以上强度的紫外光照射下可产生活性自由基，并引发活性稀释单体发生链反应。经过表面改性的无机阻燃剂、活性单体和交联剂经由光照固化形成致密的、高强度的阻燃层3，使所述用于FFC的阻燃热熔胶膜具有防水耐刮功能。
优选的，步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的10-50wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为80-140℃，干燥的时间为30-60min。
通过循环热风使热熔胶层1干燥并固化。
实施例1-4和对比例1-5
一、分别按照表1-6所列的原材料组成和配比，并按照对应所列的步骤制备实施例1-4和对比例1-2的用于FFC的阻燃热熔胶膜。
1、实施例1
实施例1的阻燃热熔胶膜的各层分别由以下原料组成：
表1实施例1的原材料组成和配比
实施例1的具体制备步骤如下：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，形成阻燃层3，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层3的基材层2；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将水性涂布液均匀涂布在基材层2的另一面，以形成热熔胶层1，然后在循环热风中干燥，即得到实施例1的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜；
步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm；
步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为150W/cm2，能量密度1000mJ/cm2。
步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的20wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为120℃，干燥的时间为30min；
经测试，制得的实施例1的热熔胶层1的厚度为49μm，基材层2的厚度为25μm、阻燃层3的厚度为58μm。
实施例1的阻燃热熔胶膜的实物照片如图2所示；实施例1的阻燃热熔胶膜的显微镜截面如图3所示。
2、实施例2
实施例2的阻燃热熔胶膜的各层分别由以下原料组成：
表2实施例2的原材料组成和配比
实施例2的具体制备步骤如下：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，形成阻燃层3，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层3的基材层2；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将水性涂布液均匀涂布在基材层2的另一面，以形成热熔胶层1，然后在循环热风中干燥，即得到实施例2的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜；
步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm；
步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为200W/cm2，能量密度1200mJ/cm2。
步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的30wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为100℃，干燥的时间为45min；
经测试，制得的实施例2的热熔胶层1的厚度为25μm，基材层2的厚度为20μm、阻燃层3的厚度为70μm。
3、实施例3
实施例3的阻燃热熔胶膜的各层分别由以下原料组成：
表3实施例3的原材料组成和配比
实施例3的具体制备步骤如下：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，形成阻燃层3，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层3的基材层2；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将水性涂布液均匀涂布在基材层2的另一面，以形成热熔胶层1，然后在循环热风中干燥，即得到实施例3的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜；
步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm；
步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为110W/cm2，能量密度800mJ/cm2。
步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的10wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为80℃，干燥的时间为60min；
经测试，制得的实施例3的热熔胶层1的厚度为20μm，基材层2的厚度为15μm、阻燃层3的厚度为30μm。
4、实施例4
实施例4的阻燃热熔胶膜的各层分别由以下原料组成：
表4实施例4的原材料组成和配比
实施例4的具体制备步骤如下：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，形成阻燃层3，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层3的基材层2；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将水性涂布液均匀涂布在基材层2的另一面，以形成热熔胶层1，然后在循环热风中干燥，即得到实施例4的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜；
步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm；
步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为140W/cm2，能量密度1400mJ/cm2。
步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的50wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为100℃，干燥的时间为40min；
经测试，制得的实施例4的热熔胶层1的厚度为50μm，基材层2的厚度为30μm、阻燃层3的厚度为50μm。
5、对比例1
对比例1为参照现有技术的专利申请号为CN108084902A中的实施例。
以上表5中，饱和聚酯树脂A的玻璃化温度为-10℃，软化点为75℃，分子量为50000，羟值为3.5mgKOH/g；饱和聚酯树脂B的玻璃化温度为40℃，软化点为105℃，分子量为20000，羟值为2mgKOH/g；饱和聚酯树脂C的玻璃化温度为100℃，软化点为150℃，分子量为10000，羟值为2mgKOH/g；无卤阻燃剂A为聚磷酸铵；无卤阻燃剂B为氰尿酸；
S1)根据表5所示的粘金属涂层的配比，将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂B、无卤阻燃剂A、无卤阻燃剂B和填料以2400r/min的速度分散2小时，然后再放入异氰酸酯以1200r/min的速度分散30分钟，最后进行两次研磨，每次研磨30分钟，制得涂液A；
S2)根据表5所示的耐热涂层的配比，将饱和聚酯树脂A、饱和聚酯树脂C、无卤阻燃剂A、无卤阻燃剂B和填料以2400r/min的速度分散2小时，然后再放入异氰酸酯以1200r/min的速度分散30分钟，最后进行两次研磨，每次研磨30分钟，制得涂液B。
S3)在厚度为50μm的聚酯薄膜上涂布涂液B形成耐热涂层，控制耐热涂层的涂布厚度为20μm，并在烘箱温度为160℃下干燥。
S4)在厚度为20μm的耐热涂层上涂布涂液A形成粘金属涂层，控制粘金属涂层的涂布厚度为15μm，并在烘箱温度为140℃下干燥，干燥后制得对比例1的阻燃热熔胶膜。
5、对比例2
表6对比例2的原材料组成和配比
对比例2的具体制备步骤如下：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，形成阻燃层，并利用UV光照射固化阻燃层3,制得表面覆盖有阻燃层的基材层；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将水性涂布液均匀涂布在阻燃层的表面，以形成热熔胶层，然后在循环热风中干燥，即得到对比例1的所述用于FFC的阻燃热熔胶膜；
步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm；
步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为150W/cm2，能量密度1000mJ/cm2。
步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的20wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为120℃，干燥的时间为30min；
经测试，制得的对比例1的热熔胶层的厚度为49μm，阻燃层的厚度为58μm，基材层厚度为25μm。
对比例2的与实施例1的不同在于：阻燃层位于热熔胶层和基材层之间。
对比例3
与实施例1相比，对比例3不同之处在于：对比例3采用主链含有聚醚链段的无规共聚水性饱和聚酯树脂代替了实施例1的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂，即对比例3热熔胶层所用的聚酯树脂不含有软段和硬段嵌段结构，并且其聚醚链段位于聚酯主链而非支链。
对比例4
与实施例1相比，对比例4的不同之处在于：对比例4的热熔胶层中不包含环氧树脂和2-甲基咪唑固化剂，并且对比例4中的EAA的重量百分比为26wt％。
对比例5
与实施例1相比，对比例5的不同之处在于：对比例5的热熔胶层中不包含EAA，添加的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的重量百分比为88wt％。
二、按照以下测试项目及具体测试方法分别检测实施例1-4和对比例1-5的阻燃热熔胶膜，检测结果分别见表7和表8。
(1)外观：目视检测阻燃热熔胶膜的测试样，表面无肉眼可见的气泡、针孔和颗粒物等异常，则视为合格。
(2)基材附着力：将两片阻燃热熔胶膜测试样的热熔胶层相互接触并叠合，放置于平板压合机中，在温度150℃、压力0.1MPa下压合10s，使两片的热熔胶膜相互粘合。冷却至室温后裁剪成长度为20cm，宽度为1英寸的测试片，并在室温下静置24h后测试。测试方法：采用万能力学试验机参考GB/T2791中的T型剥离方式测试两片热熔胶膜的剥离强度，平行测试5个样品并取平均值。剥离速度固定为50mm/min。
(3)金属导线粘接力：将0.3mm镀锡铜线与阻燃热熔胶膜的测试样的热熔胶层接触，放置于平板压合机中，在温度150℃、压力0.1MPa下压合10s使导线粘接在热熔胶膜上，随后在室温下静置24h后测试。测试方法：采用万能力学试验机参考GB/T2791中的T型剥离方式测试该热熔胶膜对导线的剥离强度，平行测试5个样品并取平均值。剥离速度固定为50mm/min。
(4)背粘力：取两片热熔胶膜，裁剪成长20cm、宽5cm的测试片，将其中一片测试片的热熔胶层和另一片测试片的阻燃层相互接触并平整贴合，而后在其上平整放置5kg砝码，置于50℃烘箱静置48h后取出，在室温静置24h后测试。测试方法：采用万能力学试验机参考GB/T2791中的T型剥离方式测试对应的热熔胶层对阻燃层的剥离强度，平行测试5个样品并取平均值。剥离速度固定为50mm/min。
(5)阻燃性：依据UL94可燃性测试标准对阻燃热熔胶膜进行阻燃性测试，阻燃等级由高至低依次分为VTM-0、VTM-1、VTM-2和HB。
(6)表面硬度：根据GB/T6739的方法测试阻燃热熔胶膜的测试样的阻燃层的铅笔硬度，取同一批次样品的不同区域分别测试5次，记录5次测试中最低值为所测样品表面硬度。
表7实施例1-4的检测结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 外观 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
| 基材附着力(kg/inch) | 3.5 | 3.2 | 2.9 | 3.4 |
| 金属导线粘接力(g/0.3mm) | 56.2 | 47.9 | 49.3 | 58.3 |
| 背粘力(g/5cm) | 8.1 | 7.1 | 5.6 | 7.8 |
| 阻燃性 | VTM-0 | VTM-0 | VTM-0 | VTM-0 |
| 表面硬度 | 4H | 5H | 3H | 4H |
表8对比例1-5的检测结果
| 测试项目 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
| 外观 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
| 基材附着力(kg/inch) | 1.8 | 0.2 | 2.5 | 2.2 | 2.8 |
| 金属导线粘接力(g/0.3mm) | 33.4 | 41.5 | 40.2 | 41.8 | 36.7 |
| 背粘力(g/5cm) | 18.0 | 22.1 | 6.6 | 7.5 | 7.0 |
| 阻燃性 | VTM-0 | VTM-0 | VTM-0 | VTM-0 | VTM-0 |
| 表面硬度 | H | H | 4H | 4H | 3H |
从表7和表8的测试数据可以得知，为了满足阻燃要求，对比例1采取了在热熔胶层中直接加入无卤阻燃剂的方法，导致其基材附着力与金属导线的粘接力相比实施例1-4偏低；对比例1基材使用PET膜，热熔胶易在PET膜上返粘，致对比例1阻燃热熔胶膜的背粘力偏高；PET基材的表面硬度相对双面拉伸的BOPET的偏低，因此，对比例1的防刮和抗划伤性能不如实施例1-4的。
对比例2的阻燃层位于热熔胶层和基材层之间，虽然可以满足阻燃要求而不影响的热熔胶层结构，但由于对比例2的阻燃层经光交联形成高致密结构后，导致对比例2的热熔胶层在阻燃层上的附着力偏低；热熔胶层收卷时直接接触基材BOPET，热熔胶易在PBOPET膜上返粘，导致对比例2的热熔胶层的背粘力偏高，并且对比例2的基材外侧缺乏了致密的阻燃层的保护后，导致对比例2的外露的基材的表面硬度不足。
对比例3的热熔胶层使用的是主链含有聚醚链段的无规共聚水性饱和树脂，分子结构中缺乏软、硬段嵌段结构，聚酯树脂的折叠润湿性和机械强度不足，因而和实施例1-4相比，其制成的热熔胶膜的基材附着力和金属导线粘接力偏低。
对比例4的热熔胶层不含有环氧树脂和对应的固化剂，在涂布制成的热熔胶膜中不能形成三维交联结构，因此其基材附着力和金属导线粘接力偏低。
对比例5的热熔胶层不含有EAA，由于EAA参与形成热熔胶层的交联结构，没有EAA会使交联密度下降，影响粘接力。另一方面，EAA中的羧基对金属有较强的亲和作用，不含EAA导致热熔胶对金属导线的粘接力明显下降。
综上所述，所述用于FFC的阻燃热熔胶膜，热熔胶层1以带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂为主要材料，带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂包括的聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成，使以上带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂具有软段嵌段分子结构和硬段嵌段分子结构；可提高热熔胶层1的结晶度，继而提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的密度，可避免因水汽渗透热熔胶层1而造成所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接力下降；环氧树脂与聚酯树脂的端基和乙烯-丙烯酸共聚物的羧基发生化学反应，产生桥联效应，使热熔胶层1形成三维网状交联结构，可有效提高所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的粘接强度、耐湿热性能和耐老化性能；其中的阻燃层3在基材层2的背离热熔胶层1的一面，既可满足阻燃要求，又可避免无机阻燃剂对热熔胶的粘接力的影响。
进一步的，本发明提出所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，水性涂布液中的嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚链段不会破坏聚醚支链所含有的嵌段结构，具有较好的水分散性能，配制为水性涂布液并涂布在基材层2的另一面，可使所述用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备过程具有更为环保的特性。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，包括热熔胶层、基材层和阻燃层；
所述基材层为双向拉伸的聚酯薄膜，所述阻燃层覆盖于所述基材层的一面，所述热熔胶层覆盖于所述基材层的另一面；
按照重量百分比计算，所述热熔胶层的原材料包括以下材料：带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂55-85wt％、乙烯-丙烯酸共聚物5-25wt％、环氧树脂2-8wt％、固化剂0.1-2wt％和第一助剂0-10wt％；
所述阻燃层的原材料包括双键改性无机阻燃剂、活性稀释单体、交联剂、光引发剂和第二助剂；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂中的聚醚支链为长链聚醚，该聚醚支链由二元酸和二元醇缩聚而成。
2.根据权利要求1所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，按照重量百分比计算，所述阻燃层的原材料由以下材料组成：
双键改性无机阻燃剂50-85wt％、活性稀释单体10-35wt％、交联剂5-15wt％、光引发剂0.1-2wt％和第二助剂0.05-1wt％；
所述活性稀释单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰胺中的一种或多种；
所述交联剂为二乙烯基苯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙酸酯、双季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯和双三羟甲基丙烷丙烯酸酯中的一种或多种；
所述光引发剂为二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、1-羟基环已基苯基酮、2-羟基-2-甲基苯基丙酮、安息香、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦中的一种或多种；
所述双键改性无机阻燃剂包括含有双键的硅烷偶联剂改性的氢氧化铝和/或氢氧化镁，其中的含有双键的硅烷偶联剂的用量为所述双键改性无机阻燃剂的总质量的10-30％；
所述第二助剂包括离型剂和/或流平剂。
3.根据权利要求1所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，所述支链聚醚的聚合度为5-20；
所述带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂的重均分子量为4000-50000，玻璃化温度为-10℃至50℃。
4.根据权利要求1所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸共聚物的熔点为70-110℃；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为150-500。
5.根据权利要求1所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，所述热熔胶层的厚度为10-70μm；
所述基材层3的厚度为10-40μm。
6.根据权利要求1所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，其特征在于，所述固化剂为咪唑型固化剂；
所述第一助剂包括流平剂、抗氧剂和/或无机填料。
7.一种用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-6任一项所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜，包括以下步骤：
S1)将配方计量的活性稀释单体、交联剂、光引发剂和助剂混合，边搅拌边缓慢加入计量的双键改性无机阻燃剂，待双键改性无机阻燃剂完全加入后，提高搅拌速度，继续搅拌30-60min，制得阻燃层涂布液；
S2)利用涂布设备将阻燃层涂布液均匀涂布在为聚酯薄膜的基材的一面，以形成阻燃层，并利用UV光照射固化阻燃层,制得表面覆盖有阻燃层的基材层；
S3)将配方计量的带有聚醚支链的嵌段饱和聚酯树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、环氧树脂、固化剂和助剂分别加入去离子水中，配制成水性涂布液；
S4)采用涂布设备将所述水性涂布液均匀涂布在基材层的另一面，以形成热熔胶层，然后在循环热风中干燥，即得到所述用于FFC的阻燃热熔胶膜。
8.根据权利要求7所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，其特征在于，步骤S1)中，起始的搅拌速度为300-500rpm，待双键改性无机阻燃剂完全加入后的搅拌速度为600-800rpm，双键改性无机阻燃剂的粒径为0.5-5μm。
9.根据权利要求7所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，其特征在于，步骤S2)中，UV照射的光源为高压汞灯，光照强度为100-200W/cm2，能量密度400-1500mJ/cm2。
10.根据权利要求7所述的用于FFC的阻燃热熔胶膜的制备方法，其特征在于，步骤S3)中，水性涂布液的固含量为水性涂布液的总质量的10-50wt％；
步骤S4)中，循环热风的温度为80-140℃，干燥的时间为30-60min。
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