一种TPU车衣背胶易定位结构及其制备方法与流程

本发明涉及汽车漆面加工，具体为一种tpu车衣背胶易定位结构及其制备方法。

背景技术：

1、汽车漆面保护膜又称tpu车衣，可对原厂车漆起到防刮、抗腐蚀、耐紫外线防护作用，已经成为汽车后市场主流防护产品。tpu车衣的背胶体系直接决定施工性能、长期粘接可靠性以及后期撕除的可移性能，现有tpu车衣主要分为水贴型与普通干贴型两大类，二者在实际施工使用过程中均存在明显短板。

2、cn118956300a公开了一种tpu车衣用压敏胶及其制备方法，该方案通过调整软单体、硬单体、功能单体配比并搭配交联助剂，优化丙烯酸压敏胶的内聚力、耐温性以及与tpu基材的结合力，实现车衣撕除过程不易残胶脱胶的效果。但是该专利仅针对压敏胶本体配方进行改进，胶层属于常规恒定初粘的压敏胶，不存在压力激活切换粘力的结构。采用该压敏胶制备的车衣进行干贴施工时，胶面初始粘力高，膜片贴附至车漆表面后几乎无法滑动对位；如果采用水贴施工，则必须依赖安装液润滑，存在施工耗时长、受技师操作水平影响大的缺陷，无法实现干贴状态下低粘滑动定位、施压后快速建立高粘结强度的功能。

3、cn110183985a公开了一种tpu基材的隐形车衣保护膜的制作工艺，该工艺制备的保护膜包含tpu基材层、脂肪族压敏粘合剂下粘合层、uv固化上涂层以及pet离型层，通过基材预处理提升压敏胶与tpu基材之间的结合力，兼顾初粘力、持粘力以及可移除胶性能。该专利重点优化tpu基材成型工艺、表面预处理工艺以及表面抗刮涂层，背胶依旧为普通脂肪族压敏胶，离型膜采用常规pet平膜结构。保护膜贴覆时，胶层的粘结强度是固定不变的，贴覆瞬间即表现出较高粘性，一旦贴合错位，很难再次挪动调整，对贴膜师傅操作熟练度要求高，返工率高；同时普通平离型膜仅起到隔离保护胶水的作用，不具备对特殊微球胶层的承载防护功能，不能适配压力-触发式可变粘性背胶体系。

4、现有行业常规水贴施工工艺，依靠喷涂安装液实现膜与漆面之间的润滑滑动，施工时需要喷水、反复刮水除水，单台车施工周期长，而且水分挥发过程中容易产生气泡、水印缺陷；普通干贴车衣虽然省去安装液，但背胶初粘力不可调，贴合瞬间粘力大，几乎没有对位调整窗口，对位失误极易造成膜材报废。上述两类现有技术，均无法兼顾干贴条件下可滑动定位调整和刮板施压后快速获得高粘接强度两项性能，难以降低门店施工门槛、提升贴膜效率。因此，开发一种可实现低粘滑动对位、压力触发激活粘结的tpu车衣背胶易定位结构及其制备方法，具备现实应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种tpu车衣背胶易定位结构及其制备方法，以解决上述背景技术中提出现有 tpu 车衣背胶粘结强度恒定，干贴施工初粘过高无法滑动对位调整，水贴施工流程繁琐、效率低且易产生气泡与水印缺陷，难以兼顾低粘定位性与高粘粘结可靠性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种tpu车衣背胶易定位结构，其特征在于，由上至下依次层叠设置压敏胶层、压力激活胶层和网格离型膜；所述压力激活胶层由若干可降解高分子外壳包覆丙烯酸压敏胶内核的微球均匀分布构成；未施加施工压力时，微球外壳保持完整，胶面呈低粘状态，可在被贴面上滑动对位；受到15mpa～45mpa的施工压力时，微球外壳破裂，内部丙烯酸压敏胶内核释放并与上方压敏胶层发生界面互穿融合，实现粘结强度提升；所述网格离型膜为连续正方形格子结构，格子腔体用于容纳并承载所述微球，保障微球在收卷及复合过程中的结构完整性。

4、作为优选，所述压敏胶层为丙烯酸单组分压敏胶，干膜厚度为15～30μm，胶层配制过程中添加有质量占比1～3%的nco固化剂，成膜后的内聚力满足如下关系式：

5、；

6、式中：为压敏胶层成膜后的内聚力，单位为n/in，取值范围为20～30n/in；为未添加nco固化剂时丙烯酸压敏胶的基础内聚力，单位为n/in，通过无固化剂对照组的剥离测试测得，取值为12～13n/in；为固化剂增粘系数，单位为n/(in·wt%)，通过不同添加量梯度测试拟合得到，取值范围为6.5～8.0；为nco固化剂相对于压敏胶基体的质量添加占比，单位为wt%。

7、作为优选，未施压状态下，胶层整体与被贴面的初始剥离强度满足如下关系式：

8、；

9、式中：为初始剥离强度，单位为n/in，取值范围为8～16n/in；为胶面与被贴面的界面接触系数，由微球外壳占胶面的面积比决定，通过接触角测试结合形貌观测计算得到，取值范围为0.6～0.8；为压敏胶层的干膜厚度，单位为μm；为基准胶层厚度，取值为20μm；为丙烯酸压敏胶的本体剥离强度，单位为n/in，通过标准剥离试验测得，取值为20～25n/in。

10、作为优选，所述微球的可降解高分子外壳为聚己内酯材质，微球整体粒径为10～30μm，微球外壳发生破裂的临界激活压力满足如下薄壁球壳力学关系式：

11、；

12、式中：为微球外壳破裂的临界激活压力，单位为mpa，取值范围为15～45mpa；为聚己内酯外壳材料的拉伸强度，单位为mpa，通过材料拉伸试验测得；为微球外壳的壁厚，单位为μm，通过透射电镜观测测得；为微球内部丙烯酸压敏胶内核的半径，单位为μm，通过粒径仪结合切片观测测得。

13、作为优选，所述微球内部包覆的丙烯酸压敏胶内核与压敏胶层的基体胶组分一致且不添加nco固化剂，微球破裂后内核胶与压敏胶层的界面融合程度满足如下动力学关系式：

14、；

15、式中：为施压时间对应的界面融合程度，取值范围为0～1，通过不同施压时间后的剥离强度比值计算得到；为施工刮板的持续施压时间，单位为s；为胶层界面融合的特征时间常数，单位为s，通过时间梯度剥离试验拟合得到，取值为8～15s。

16、作为优选，所述网格离型膜的正方形格子边长为25～35μm，格子深度为30～40μm，格子尺寸与微球粒径的匹配关系满足如下关系式：

17、；

18、式中：为格子匹配系数，取值范围为0.2～0.5；为正方形格子的边长，单位为μm，通过显微镜观测测得；为微球的半径，单位为μm，通过激光粒径分析仪测得；格子深度大于微球粒径，以完全容纳微球并避免复合过程中微球被提前挤压破裂。

19、另一方面，本发明还提供一种制备上述tpu车衣背胶易定位结构的方法，包括如下步骤：

20、s1：制备tpu车衣基材，在基材表面涂布丙烯酸压敏胶，经干燥完成初步固化，得到带压敏胶层的基材半成品；

21、s2：采用网纹辊辊涂工艺，将包覆型微球分散液均匀涂布于网格离型膜的格子面，经低温固化定型，得到带压力激活胶层的离型膜半成品；

22、s3：待压力激活胶层完全固化后，采用转移复合工艺将压力激活胶层与压敏胶层对位贴合，复合完成后收卷得到半成品卷；

23、s4：将收卷后的半成品卷进行恒温熟化处理，熟化完成后按目标幅宽分切，得到tpu车衣背胶易定位结构成品。

24、作为优选，步骤s1具体包括：

25、s11：将丙烯酸酯主单体、羟基功能单体与引发剂按质量比100:2～5:0.1～0.3混合，通过溶液聚合法合成固含量为30～40%的丙烯酸压敏胶基体；

26、s12：向丙烯酸压敏胶基体中加入质量占比1～3%的nco固化剂，以200～300r/min的转速低速搅拌15～30min，经过滤、真空脱泡处理得到涂布胶液；

27、s13：采用逗号刮刀涂布工艺将涂布胶液涂布于tpu基材表面，控制干膜厚度为15～30μm，经80～120℃梯度热风干燥后完成初步固化，得到带压敏胶层的基材半成品。

28、作为优选，步骤s2具体包括：

29、s21：将聚己内酯材料与丙烯酸压敏胶按质量比1:4～1:6混合，通过原位乳液包覆工艺制备包覆型微球分散液，控制微球粒径分布在10～30μm；

30、s22：采用网纹辊涂布工艺将微球分散液均匀涂布于网格离型膜的格子面，控制涂布量使微球呈单层填充状态分布于格子腔体中；

31、s23：在40～60℃温度下进行低温固化定型，固化过程保持微球外壳完整，得到带压力激活胶层的离型膜半成品。

32、作为优选，步骤s3中转移复合的复合压力控制为0.2～0.5mpa，复合速度为5～10m/min，复合辊表面包覆邵氏硬度40～50度的硅胶层以保证面压均匀，复合过程中微球不发生提前破裂；步骤s4中熟化温度为40～50℃，熟化时间为48～72h，熟化环境相对湿度控制在40～60%，熟化完成后按目标幅宽分切得到成品。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1、本发明通过在压敏胶层下设置压力激活微球胶层，构建了粘力可触发切换的背胶体系，突破了传统压敏胶粘结强度恒定的技术局限。未施压状态下，微球外壳隔离压敏胶与被贴面，使胶面整体呈现低初粘特性，支持膜片滑动对位调整；施压后微球外壳破裂，内核压敏胶释放并与上层压敏胶发生界面互穿融合，粘结强度快速跃升，实现了低粘定位与高粘固定的性能切换。同时配合网格离型膜的格子承载结构，可在制备、收卷及转运过程中对微球形成物理保护，避免微球提前破裂失效，提升了产品结构稳定性与性能一致性。

35、2、本发明的背胶结构支持干贴施工模式，无需依赖安装液进行润滑对位，省去了传统水贴工艺中的喷水、刮水、除水等工序，有效简化施工流程。低初粘特性延长了膜片贴合后的可调整时间窗口，降低了对贴膜技师操作经验与手法熟练度的要求，减少了对位偏差导致的膜材报废与返工；同时避免了水分残留引发的气泡、水印、褶皱等施工缺陷，提升了贴膜成品质量，缩短了单台车施工周期，有利于门店实现标准化施工与高效交付。

36、3、本发明通过nco固化剂定量调控压敏胶层的内聚力，匹配微球内核胶的组分设计，既保证了施压后胶层界面的融合效率与最终粘结强度，又使胶层具备足够的内聚强度，长期使用后移除时不易发生内聚破坏，避免残胶残留。同时微球粒径、外壳壁厚、网格参数均可通过配方与工艺进行量化调控，可适配不同施工压力场景与性能需求，拓展了tpu车衣背胶的适用范围，为车衣干贴施工提供了稳定可靠的胶层解决方案。