一种聚氨酯压敏胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及压敏胶，尤其是涉及一种聚氨酯压敏胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着手机、电视等数码产品的普及，保护膜已经逐渐成为屏幕保护膜的一种统称，人们对保护膜的功能需求也与日俱增。

2、保护膜胶带作为保护膜领域的主要产品也得到较为深入的研究；目前，保护膜胶带按胶系主要分为丙烯酸类、硅胶类和聚氨酯类三种。其中，丙烯酸类压敏胶价格便宜、粘接性能好，但其排气性能差，在模切过程中易掉粉；硅胶类压敏胶具有优异的耐高低温性能和排气性能，但其在使用过程中容易出现“硅转移”现象，从而导致背粘物被污染，并且其价格较贵，应用成本较高；聚氨酯类压敏胶虽然具有价格适中、排气性好、无模切掉粉、耐温性优异的优点，但其合成工艺较为复杂，剥离力稳定性较难控制。目前，市场上使用的聚氨酯压敏胶主要被日本、韩国的公司垄断。

3、随着我国电子相关行业的迅速发展，国内相关胶带产家对聚氨酯压敏胶的国产化的呼声也越来越高，在此期间，国内许多公司也对其进行了一系列的研究。但是目前的研究不能兼顾聚氨酯压敏胶排气性能、初粘性能、剥离稳定性能、耐高温高湿性能的优点。

4、因此，亟待研究一种兼具生产工艺简单、生产成本低且排气性、初粘性能、剥离稳定性和耐高温高湿性能好的聚氨酯类压敏胶，能够满足压敏胶在手机、平板、穿戴式手表等数码行业中的应用。

技术实现思路

1、为了提高聚氨酯压敏胶的排气性、初粘性、剥离稳定性和耐高温高湿性能，本技术提供一种聚氨酯压敏胶及其制备方法和应用。

2、第一方面，本技术提供一种聚氨酯压敏胶，采用如下的技术方案：

3、一种聚氨酯压敏胶，包括主剂和占主剂总重量1wt％-3wt％的固化剂；以所述主剂为基准，所述主剂包括如下重量份数的原料：

4、聚醚二元醇40-50份，

5、聚醚三元醇1-3份，

6、催化剂0.04份，

7、二异氰酸酯6-12份，

8、对甲苯磺酸0.02-0.04份，

9、有机溶剂38-42份；

10、其中，所述聚醚二元醇包括数均分子量为2000-3000g/mol的聚氧化丙烯二元醇；所述聚醚三元醇的数均分子量为400-700g/mol的聚氧化丙烯三元醇。

11、第一，本技术中通过选用合适分子量的聚醚二元醇和小分子量的聚醚三元醇，聚醚二元醇和小分子量聚醚三元醇作用能够显著提高聚氨酯压敏胶的内聚强度，并且小分子量聚醚三元醇能够向反应体系中引入适度交联的结构，且交联分子间的距离小，具有较高的交联密度，不仅能提高聚氨酯压敏胶的耐高温、高湿性能，保证聚氨酯压敏胶在高温高湿环境中使用后不发雾、不鼓泡，而且有助于制备低克数、高初粘性能的聚氨酯压敏；与此同时，聚醚三元醇的表面张力低，作为合成主剂的原料，能够缓解因聚醚二元醇的加入而引起的聚氨酯压敏胶排气性能降低的情况出现，从而使聚氨酯压敏胶具有优异的综合性能；第二，本技术中通过使用二异氰酸酯，聚醚中的羟基能够与二异氰酸酯中的异氰酸酯基作用，生成-nhcoo-，从而进一步与小分子聚醚三元醇的交联结构共同作用，显著降低聚氨酯压敏胶的克数并提高聚氨酯压敏胶的初粘性能和耐高温高湿性能，从而提高聚氨酯压敏胶的排气性；第三，本技术通过选用上述原料合成的聚氨酯压敏胶能够分子链较为柔软，在保持良好排气性能的同时，仍然能够保持优良的剥离强度和耐高温性能。

12、优选地，所述聚醚二元醇包括氧化丙烯二元醇；所述三元醇包括聚氧化丙烯三元醇。

13、优选地，所述脂肪族类二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种组合。

14、通过选用上述脂肪族类二异氰酸酯，能够显著提高聚氨酯压敏胶的耐黄变性能，并且与体系中的小分子聚醚三元醇作用，提高聚氨酯压敏胶的初粘性能，为其在数码产品等屏幕上的应用提供基础。

15、优选地，以所述主剂为基准，所述主剂中还包括0.15-2.15份补强型扩链剂，所述补强型扩链剂包括胺类扩链剂。

16、优选地，所述胺基类扩链剂包括异佛尔酮二胺。

17、通过在反应体系中引入异佛尔酮二胺，能够与脂肪类二异氰酸酯反应生成适量的-nhconh-(取代脲)，其耐热性和内聚强度均优异于异氰酸酯和羟基反应生产的-nhcoo-，进而进一步提高聚氨酯压敏胶的耐高温性能和剥离强度；并且异佛尔酮二胺也具有综合反应速率快、耐黄变性能高、性价比高、使用方便等优点。

18、优选地，以所述主剂为基准，所述主剂中还包括0.15-1.15份功能型扩链剂，所述功能型扩链剂包括含有羧基的二元醇扩链剂，所述含有羧基的二元醇扩链剂包括2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸中的任意一种。

19、优选地，所述固化剂包括醚化胺基树脂。

20、优选地，所述固化剂包括丁醚化胺基树脂正丁醚化三聚氰胺树脂或异丁醚化三聚氰胺树脂中的一种或两种组合。

21、本技术通选用醚化胺基树脂作为固化剂与功能型二元醇的羧基快速反应，实现聚氨酯压敏胶的快速固化，能够避免采用异氰酸酯固化时因胶带所需固化时间过长而出现的剥离力下降的情况，避免聚氨酯压敏胶在应用过程中出现降粘的情况出现，从而拓宽聚氨酯压敏的应用范围。

22、优选地，所述有机溶剂包括二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮、醋酸乙酯中的任意一种。

23、优选地，所述有机溶剂包括醋酸乙酯。

24、优选地，所述主剂中的硬段含量为14wt％-21wt％。

25、其中，硬段含量＝(异氰酸酯质量+扩链剂质量)/(异氰酸酯质量+扩链剂质量+聚醚二元醇的质量+聚醚三元醇的质量)×100％；其中，扩链剂质量指的是补强型扩链剂和功能型扩链剂质量的总和。

26、通过控制主剂中的硬段含量在上述范围内，在使压敏胶获得优异的耐热性能和初粘性能的同时，避免出现压敏胶极性上升的情况而导致在涂覆应用过程中在有机溶剂中的溶解度降低，从而避免压敏胶出现“泛白现象”，并且不至于降低压敏胶的排气性能，使压敏胶能够兼具优异的综合性能。

27、第二方面，本技术提供一种聚氨酯压敏胶的制备方法，采用如下的技术方案：

28、一种聚氨酯压敏胶的制备方法，包括如下步骤：

29、s1：将所述聚醚二元醇、所述聚醚三元醇和功能型扩链剂混合、升温并置于真空环境中，得到第一反应体系；

30、s2：向所述第一反应体系中引入氮气，降温，继续向其中加入所述二异氰酸酯、所述催化剂和第一部分所述有机溶剂，升温，得到第二反应体系；

31、s3：待所述第二反应体系中的异氰酸酯基的含量等于或小于0.5-2.0％时，降温，向其中滴加补强型扩链剂和第二部分所述有机溶剂的混合液，反应得到第三反应体系；

32、s4：待所述第三反应体系中的异氰酸酯基被消耗完全后，向其中加入所述对甲苯磺酸和第三部分所述有机溶剂，搅拌、降温得到所述主剂；

33、s5：将上述主剂与所述固化剂在溶剂中稀释得到所述聚氨酯压敏胶。

34、优选地，所述s1中，升温至120-130℃，真空度≤-0.095mpa，真空除水时间为2-3h；

35、所述s2中，降温至50℃；升温至80-85℃，反应时间为2-3h；

36、所述s3中，降温至45-50℃；滴加所述混合液的过程中保持滴加过程持续0.5-1.5h，反应温度保持在45-50℃，滴加过程结束后继续反应1-2h；

37、所述s4中，搅拌时间为10-15min；

38、所述s5中制备得到的所述聚氨酯压敏胶的质量分数为30wt％-40wt％；所述聚氨酯压敏胶的固化温度为120-140℃。

39、通过在120-140℃下的环境中操作，能够使聚氨酯压敏胶能够快速固化，并且提高固化强度，避免聚氨酯压敏胶随着放置时间的延长而导致降粘的情况出现，从而彻底解决了用异氰酸酯固化聚氨酯压敏胶时出现剥离力不稳定的问题。

40、第三方面，本技术提供一种聚氨酯压敏胶在手机、平板、穿戴式手表等数码行业中的应用，采用如下的技术方案：

41、一种聚氨酯压敏胶在手机、平板、穿戴式手表等数码行业中的应用。