水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法、电子纸与流程

本技术属于电子纸材料，尤其涉及一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法、电子纸。

背景技术：

1、电子纸也叫数码纸。它是一种超薄、超轻的显示屏。现有的电子纸通常包括一对相对设置的在相向面带有导电层的第一基板和第二基板，在第一基板和第二基板之间设有电泳显示层和胶水层，其中胶水层用于将第二基板与电泳显示层粘结在一起，并且将施加于第二基板的电压传递到电泳显示层上。因此，位于中间的胶水层，其导电性能对显示装置的光电性质具有关键性作用，胶水层的导电性能自然也显得至关重要。

2、然而目前市面上的胶水层的导电性能较弱，导致电泳显示层显示模糊甚至无法显示。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法、电子纸，旨在解决现有的电子纸的胶水层导电性能弱的问题。

2、为实现上述申请目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供一种水性聚氨酯胶黏剂，包括以下质量份数的组分：

4、聚醚多元醇10～70份；

5、聚酯多元醇1～5份；

6、脂肪族异氰酸酯10～30份；

7、亲水扩链剂2～10份；

8、小分子扩链剂1～5份；

9、后扩链剂1～5份；

10、成盐剂1～5份。

11、在一些实施例中，所述后扩链剂包括小分子二元醇、二元胺中的至少一种。

12、在一些实施例中，所述亲水扩链剂包括阴离子型亲水扩链剂或阳离子型亲水扩链剂，其中所述阴离子型亲水扩链剂包括2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸、氨基酸中的至少一种，所述阳离子型亲水扩链剂包括n-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、n，n-二甲基-2，2-二羟甲基丁胺、二乙烯三胺、环氧氯丙烷中的至少一种

13、在一些实施例中，所述小分子扩链剂包括小分子二元醇、小分子三元醇，小分子二元胺、含亲水基团的二元醇中的至少一种。

14、在一些实施例中，所述聚醚二元醇的分子量为400～3000，包括聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇中的至少一种。

15、在一些实施例中，所述聚酯多元醇的分子量为300～3000，包括聚己内酯、聚碳酸酯、聚己二酸二元醇、磺酸盐聚酯、羧酸盐聚酯中的至少一种。

16、在一些实施例中，所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

17、在一些实施例中，所述成盐剂包括与羧基、磺酸基团、叔胺基、脲基中至少一种反应生成盐或者离子基团的试剂。

18、在一些实施例中，所述成盐剂包括氢氧化钠、氨水、三乙胺中的至少一种；或

19、所述成盐剂包括盐酸、乙酸、碘甲烷、硫酸二甲酯、环氧氯丙烷中的至少一种。

20、本技术第一方面提供的水性聚氨酯胶黏剂，采用聚醚多元醇、聚酯多元醇以及脂肪族异氰酸酯，可有效降低所得水性聚氨酯乳液的玻璃化温度，有助于提高水性聚氨酯胶黏剂的导电性能的稳定性；小分子扩链剂能够提升水性聚氨酯胶黏剂的拉伸强度、硬度、抗撕裂强度；亲水性扩链剂能在水性聚氨酯大分子主链上引入亲水基团，作为水性化功能单体，使得水性聚氨酯体系整体呈现水溶性；后扩链剂的加入，在聚氨酯水分散体中-nco与h2o反应生成不稳定的氨基甲酸，-nhcooh迅速分解为-nh2和co2，所生成的-nh2与另一个-nco反应形成脲键从而实现扩链，有效解决了水性聚氨酯的预聚体黏度高、溶剂用量大和分散困难的问题，同时可以合成出更稳定，力学性能更好的水性聚氨酯胶粘剂。

21、第二方面，本技术提供一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

22、提供以上所述的水性聚氨酯胶黏剂中各质量份数的组分；

23、将所述脂肪族异氰酸酯、所述聚酯多元醇、所述聚醚多元醇、所述亲水扩链剂以及所述小分子扩链剂混合，进行聚合反应得到聚合物；

24、将所述聚合物与第一溶剂混合得到混合溶液；

25、将所述成盐剂与第二溶剂加入至所述混合溶液中，进行分散乳化得到第一乳液；

26、将所述后扩链剂加入所述第一乳液中，反应得到第二乳液；

27、将所述第二乳液进行去溶剂处理，得到所述水性聚氨酯胶黏剂。

28、在一些实施例中，将所述脂肪族异氰酸酯、所述聚酯多元醇、所述聚醚多元醇、所述亲水扩链剂以及所述小分子扩链剂混合，进行聚合反应得到聚合物包括以下步骤：

29、将所述脂肪族异氰酸酯、所述聚酯多元醇以及所述聚醚多元醇混合后，进行第一聚合反应得第一反应物；

30、将所述亲水扩链剂加入所述第一反应物中，进行第二聚合反应得第二反应物；

31、将所述小分子扩链剂加入所述第二反应物中，进行第三聚合反应得所述聚合物。

32、在一些实施例中，在将所述亲水扩链剂加入所述第一反应物中之前，测量所述第一反应物中的nco/oh的摩尔比值，当nco/oh摩尔比值达到2.5～4时向所述第一反应物加入所述亲水扩链剂。

33、在一些实施例中，所述第一聚合反应的条件包括：反应温度为60℃～70℃，搅拌时间为3h～9h。

34、在一些实施例中，所述第二聚合反应的条件包括：反应温度为70℃～90℃，搅拌时间为2h～5h。

35、在一些实施例中，所述第三聚合反应的条件包括：反应温度为70℃～90℃，搅拌时间为2h～5h，反应至体系中nco/oh摩尔比值达到1.1～1.9后停止反应。

36、在一些实施例中，所述聚醚多元醇、所述聚酯多元醇以及所述脂肪族异氰酸酯的总质量与所述第一溶剂的质量比值为0.5～1：1。

37、在一些实施例中，所述聚醚多元醇、所述聚酯多元醇、所述脂肪族异氰酸酯、所述亲水扩链剂、所述小分子扩链剂、所述成盐剂以及所述第一溶剂的总质量与所述第二溶剂的质量比值为0.5～1：1。

38、在一些实施例中，所述第一溶剂包括丙酮、丁酮、甲乙酮中的一种或两种。

39、在一些实施例中，所述第二溶剂包括水。

40、本技术第二方面提供的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，在合成过程中采用上述原料配方及原料配比制备水性聚氨酯胶黏剂，不仅使反应可以平稳进行，而且制得的水性聚氨酯胶黏剂在内聚强度、柔韧性、水溶性、粘性等方面可以得到良好的平衡。采用合适用量的聚酯多元醇和脂肪族异氰酸酯，可以避免脲键过多，从而导致易脆、粘性不高的缺点。配合一定用量的聚醚多元醇，使反应体系的结晶度和分子柔软性得到调节。另外反应体系中加入适量的聚醚多元醇，使反应获得的产物水溶性得到提高，同时还可减少离子基团，提高体积电阻率。制备水性聚氨酯乳液过程中，采用小分子扩链剂和亲水扩链剂，可以有效提高聚合物的强度。本发明提供独特的水性聚氨酯乳液的反应体系，使制得的水溶性聚氨酯胶黏剂得以兼顾良好的粘性和胶膜强度。制备过程中，在前期混合物的合成中，视反应程度逐步加入第二溶剂，保证了预聚物的溶解性，使反应平稳进行，也使后期乳化能够平稳进行。

41、第三方面，本技术提供一种电子纸，包括相对设置的第一基板和第二基板，在所述第一基板和所述第二基板之间设有电泳显示层和胶水层，所述胶水层包括以上所述的水性聚氨酯胶黏剂和/或以上所述的制备方法制得的水性聚氨酯胶黏剂。

42、本技术第三方面提供的电子纸，由于包含上述的水性聚氨酯胶黏剂或者采用上述方法制得的水性聚氨酯胶黏剂所形成的胶水层，使得电子纸的导电性能稳定，受温度的影响的变化率低，具有良好的导电性能。