PL235247B1

PL235247B1 - Sposób wytwarzania folii polimerowej na bazie fotoreaktywnych polimerów

Info

Publication number: PL235247B1
Application number: PL422043A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Czech; Zbign Iew Czech; Paulina Bednarczyk; Rczyk Paulina Bedna; Agnieszka Kowalczyk; Czyk Agn Ies Zka Kowal
Original assignee: Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2020-06-15
Also published as: PL422043A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii polimerowej na bazie fotoreaktywnych polimerów, polegający na fotopolimeryzacji oraz fotosieciowaniu mieszaniny zawierającej uretanoakrylan, nienasycony kwas karboksylowy oraz fotoinicjator rodnikowy. Wynalazek dotyczy folii polimerowych, mogących znaleźć zastosowanie podobne do tych, jakie znalazły na rynku folie polietylenowe, folie propylenowe bądź folie poliuretanowe. Ze względu na dobre powinowactwo do typowych klejów samoprzylepnych na bazie poliakrylanów, kauczuków, silikonów, poliuretanów, poliestrów, polieterów oraz kopolimerów na bazie polietylenu oraz octanu winylu mogą one znaleźć również zastosowanie jako nośnik polimerowy w procesie wytwarzania dwustronnych taśm samoprzylepnych, jako nośnik do produkcji jednostronnych samoprzylepnych folii ochronnych oraz jako nośnik do plastrów samoprzylepnych.

Z opisu wynalazku EP0030285 znane są powłoki polimerowe na bazie sieciowanych promieniowaniem powłok polimerowych zawierających w strukturze wiązania podwójne, a wśród nich na bazie uretanoakrylanów sieciowanych najpierw promieniowaniem UV lub wiązką elektronów, a następnie promieniowaniem cieplnym lub gorącym powietrzem. Opis w rozwiązaniu EP1085065 opisuje powłoki polimerowe sieciowane UV na bazie uretano(met)akrylanów zawierających grupy (met)akrylanowe. Z opisu wynalazku KR100815383 znane są utwardzalne UV kompozycje klejowe oparte na uretanoakrylanach, fotoreaktywnych akrylanach, zawierających termicznie reagujące związki sieciujące. Opis wynalazku CN103740261 donosi o foliach polimerowych otrzymanych na drodze sieciowania UV kompozycji zwierających heksafunkcjonalne uretanoakrylany, difunkcjonalne uretanoakrylany, monomery, ditlenek tytanu oraz fotoinicjator. Z polskiego zgłoszenia patentowego P.410495 znane są folie na bazie kompozycji składającej się z uretanoakrylanów, wielofunkcyjnych (met)akrylanów, nienasyconych kwasów karboksylowych oraz rodnikowych fotoinicjatorów.

Sposób wytwarzania folii polimerowej na bazie fotoreaktywnych polimerów, według wynalazku, polega na fotopolimeryzacji kompozycji zawierającej uretanoakrylan, nienasycony kwas karboksylowy, fotoinicjator rodnikowy, powleczeniu na nośnik dehezyjny i usieciowaniu promieniowaniem UV w obszarze 200-400 nm tworząc folię polimerową. Istota wynalazku polega na tym, że stosuje się kompozycję zawierającą od 40 do 60% wagowych difunkcyjnego poliestroakrylanu, od 30 do 50% wagowych uretanoakrylanu, od 15 do 30% wagowych wielofunkcyjnego etoksylowanego monomeru (met)akrylanowego, od 10 do 20% nienasyconego kwasu karboksylowego oraz od 0,1% wagowych do 10% wagowych fotoinicjatora rodnikowego, przy czym stężenie wszystkich komponentów stosowanych w fotopolimeryzacji wynosi 100% wagowych.

Jako uretanoakrylan stosuje się mono-, di- lub trifunkcyjny uretanoakrylan.

Jako etoksylowany wielofunkcyjny (met)akrylan stosuje się di-, tri- lub tetrafunkcyjny (met)akrylan.

Jako nienasycony kwas karboksylowy stosuje się kwas (met)akrylowy, winylooctowy, β-akryloilooksypropionowy, trichloroakrylanowy, winylofosfoniowy, fumarowy lub itakonowy.

Jako fotoinicjator rodnikowy stosuje się fotoinicjator I lub II rodzaju.

Jako nośnik dehezyjny stosuje się dehezyjny papier silikonowany oraz dehezyjne folie silikonowane.

Otrzymana według wynalazku folia charakteryzuje się doskonałą przezroczystością, doskonałą elastycznością oraz bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi na rozrywanie. Zaletą otrzymanej folii jest duże wydłużenie względne rzędu kilkudziesięciu procent, dobra adhezja do klejów samoprzylepnych na bazie poliakrylanów, kauczuków, silikonów, poliuretanów, poliestrów, polieterów oraz kopolimerów etylenu i octanu winylu (EVA) bez konieczności aktywowania ich powierzchni przed procesem powlekania kleju, odporność na zmienne warunki atmosferyczne oraz wysoka odporność termiczna dochodząc do 160-180°C. Folia ta nadaje się jako nośnik polimerowy do obustronnego powlekania kleju metodą transferową i tym samym do wytwarzania dwustronnych taśm samoprzylepnych. Może być również stosowana jako zamiennik folii polietylenowej oraz polipropylenowej w technologii wytwarzania samoprzylepnych folii ochronnych.

Szczególnie istotną właściwością folii polimerowych na bazie poliestroakrylanów jest ich duża elastyczność, umożliwiająca otrzymanie produktów samoprzylepnych w postaci dwustronnych taśm klejących, stosowanych do łączenia oraz montażu różnorodnych materiałów różniących się współczynnikiem rozszerzalności termicznej oraz chropowatością powierzchni. Elastyczny nośnik w postaci folii polimerowej zbudowanej z poliestroakrylanów ułatwia, wraz z naniesionym na nią klejem samoprzylepnym, lepsze dopasowanie się do łączonych powierzchni materiałów, a tym samym do zwiększenia powierzchni kontaktu kleju samoprzylepnego z łączonym podłożem.

PL 235 247 B1

Wynalazek opisują bliżej poniższe przykłady wykonania. Podane procenty wagowe odnoszą się do całkowitej masy fotoreaktywnej kompozycji.

Przykład 1

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 30 g (30% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 770, 40 g (40% wag.) monofunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 1122, 15 g (15% wag.) etoksylowanego difunkcyjnego akrylanu Ebecryl 11, 10 g (10% wag.) kwasu akrylowego oraz 5 g (5% wag.) fotoinicjatora rodnikowego II rodzaju benzofenonu powleczono o gramaturze 45 g/m² za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 90 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 900 mJ/cm²w czasie 5 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 40 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 2

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 50 g (50% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 810, 20 g (20% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Ebecryl 230, 16 g (16% wag.) etoksylowanego diakrylanu tripropylenoglikolu (TPGDA), 13,9 g (13,9% wag.) kwasu metakrylowego oraz 0,1 g (0,1% wag.) fotoinicjatora rodnikowego II rodzaju fluorenonu powleczono o gramaturze 60 g/m²za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 90 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 850 mJ/cm² w czasie 7 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 60 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 3

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 30 g (30% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 853, 30 g (30% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Genomer 4230, 20 g (20% wag.) etoksylowanego diakrylanu dipropylenoglikolu (DPGDA), 10 g (10% wag.) kwasu β-akryloilooksypropionowego oraz 10 g (10% wag.) fotoinicjatora rodnikowego I rodzaju Irgacure 184 powleczono o gramaturze 75 g/m² za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 90 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 940 mJ/cm² w czasie 7 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 75 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 4

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 30 g (30% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 892, 24 g (24% wag.) trifunkcyjnego uretanoakrylanu Photomer 6892, 30 g (30% wag.) etoksytrimetakrylanu trimetylopropanu (TMP3OTMA), 15 g (10% wag.) kwasu itakonowego oraz 1 g (1% wag.) fotoinicjatora rodnikowego I rodzaju Irgacure 651 powleczono o gramaturze 90 g/m² za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 105 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 1050 mJ/cm² w czasie 10 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 90 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie po liestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 5

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 40 g (40% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 894, 20 g (20% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Ebecryl 4201, 18 g (18% wag.) etoksytriakrylanu trimetylopropanu (TMPETA), 20 g (20% wag.) kwasu winylooctowego oraz 2 g (2% wag.) fotoinicjatora rodnikowego I rodzaju Irgacure 819 powleczono o gramaturze 100 g/m² za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 100 g/m². Na4

PL 235 247 Β1 stępnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 1050 mJ/cm² w czasie 10s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 100 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 6

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 40 g (40% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 4266, 30 g (30% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Laromer 9023, 16 g (16% wag.) tetraakrylanu pentaerytrytu alkoksylowanego (Photomer4172 F), 11 g (11% wag.) kwasu trichloroakrylowego oraz 3 g (3% wag.) fotoinicjatora rodnikowego I rodzaju benzoiny powleczono o gramaturze 120 g/m² za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 90 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 800 mJ/cm² w czasie 15 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 120 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Przykład 7

Kompozycję otrzymaną na drodze homogenizacji 35 g (35% wag.) difunkcyjnego poliestroakrylanu Ebecryl 4744, 32 g (32% wag.) difunkcyjnego uretanoakrylanu Ebecryl 220, 21 g (21% wag.) dimetakrylanu glikolu trietylenowego (T3EGDMA), 11,5 g (11,5% wag.) kwasu winylofosfoniowego oraz 0,5 g (0,5% wag.) fotoinicjatora rodnikowego I rodzaju Lucirin TPO powleczono o gramaturze 80 g/m²za pomocą rakla na dehezyjnym papierze silikonowanym firmy Laufenberg o gramaturze 90 g/m². Następnie tak otrzymaną warstwę kompozycji poddano ekspozycji promieniowania ultrafioletowego o natężeniu 650 mJ/cm² w czasie 20 s pod lampą UV-Aktiprint mini firmy Technigraf. Tak otrzymaną folię polimerową o gramaturze 80 g/m² bada się na wydłużenie względne wg międzynarodowej normy AFERA 4014, a na właściwości mechaniczne na zrywanie wg międzynarodowej normy AFERA 5004. Wyniki badań wydłużenia względnego w 20°C oraz właściwości mechanicznych folii na bazie poliestroakrylanu przedstawiono w tabeli.

Tabela

Folia polimerowa według przykładu	Wydłużenie względne [%]	Wytrzymałość mechaniczna na zrywanie [MPa]
1	56	1,9
2	38	3,1
3	60	4,2
4	43	2,5
5	49	4,3
6	71	5,0
7	33	3,3

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Sposób wytwarzania folii polimerowej na bazie fotoreaktywnych polimerów, polegający na fotopolimeryzacji kompozycji zawierającej uretanoakrylan, nienasycony kwas karboksylowy, fotoinicjator rodnikowy, powleczeniu na nośnik dehezyjny i usieciowaniu promieniowaniem UV w obszarze 200-400 nm tworząc folię polimerową, znamienny tym, że stosuje się kompozycję zawierającą od 40 do 60% wagowych difunkcyjnego poliestroakrylanu, od 30 do 50% Wagowych uretanoakrylanu, od 15 do 30% wagowych wielofunkcyjnego etoksylowanego monomeru

PL 235 247 B1 (met)akrylanowego, od 10 do 20% nienasyconego kwasu karboksylowego oraz od 0,1% wagowych do 10% wagowych fotoinicjatora rodnikowego, przy czym stężenie wszystkich komponentów stosowanych w fotopolimeryzacji wynosi 100% wagowych.

2. Sposób wytwarzania folii polimerowej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako uretanoakrylan stosuje się mono-, di- lub trifunkcyjny uretanoakrylan.

3. Sposób wytwarzania folii polimerowej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako etoksylowany wielofunkcyjny (met)akrylan stosuje się di-, tri- lub tetrafunkcyjny (met)akrylan.

4. Sposób wytwarzania folii polimerowej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nienasycony kwas karboksylowy stosuje się kwas (met)akrylowy, winylooctowy, β-akryloilooksypropionowy, trichloroakrylanowy, winylofosfoniowy, fumarowy lub itakonowy.

5. Sposób wytwarzania folii polimerowej według zastrz. 1, znamienny tym, że jako fotoinicjator rodnikowy stosuje się fotoinicjator I lub II rodzaju.