一种抗静电聚氨酯保护膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及压敏胶保护膜领域，尤其涉及一种抗静电聚氨酯压敏胶保护膜及其制备方法。


背景技术：

2.电子产品玻璃盖板、精密塑型件以及精密电子元器件等在制程或运输过程中需要贴覆保护膜以保护表面不受污染和损伤，所以要求保护膜易贴易撕、具有光学级外观和洁净度，同时为了避免因撕膜产生静电击穿造成元器件产品损害，还要求保护膜具有抗静电功能；在屏幕保护时还要求保护膜具有优异的润湿型和自排气功能等。
3.目前市场上pet保护膜所用到的压敏胶主要有三种：丙烯酸酯型、有机硅型以及聚氨酯型。有机硅压敏胶在电子产品领域使用时存在硅转移和硅残留的风险，会影响到被保护产品外观和使用性能，而且价格比较高，所以电子产品中很少使用；丙烯酸酯类压敏胶的自润湿性能较差，而且抗静电效果不稳定；聚氨酯压敏胶由于具有良好的自润湿性能、无硅转移风险以及优异的耐老化性能，所以适用于电子产品保护膜领域。
4.现有技术中，目前虽然对pu压敏胶及其制备的保护膜已有很多报道，但多数存在剥离力不稳定、排气性不够理想、抗静电效果不佳等缺陷，严重影响了pu压敏胶的使用性能，达不到高排气性、耐老化、抗静电等要求。且在实际生产过程中常会因为聚氨酯压敏胶本体粘度经时变化较大导致胶水工艺稳定性差，严重影响生产效率，导致抗静电聚氨酯压敏胶保护膜难以广泛推广。
5.专利公开号为cn109762487的专利申请中，公开了一种用于保护膜的pu压敏胶及其制备方法，其中pu压敏胶包括有预聚物与固化剂,预聚物与固化剂的质量份比为100:2-20,预聚物包括有以下质量份数的组分：聚醚多元醇30-150份；异氰酸酯化合物2-60份；溶剂5-400份；催化剂0.05-1.5份。该发明中，保护膜的180
°
剥离强度低于3g/25mm，对被保护基材有很好的润湿性和排气性，但上述公开的压敏胶保护膜不能制备出持久稳定的抗静电、低撕膜电压的优质保护膜产品。
6.专利公开号为us07862888的专利申请中，公开了一种用于光学膜的压敏粘合剂组合物，压敏粘合剂光学膜和图像显示器，该组合物可以形成压敏粘合剂层，该压敏粘合剂层可以防止由与光学膜等组件的尺寸变化相关的应力引起的光泄漏，其具有可再加工性，使得其可以容易地从组件上剥离，并且具有令人满意的可加工性。在光学薄膜上形成之后，可以在没有压敏粘合剂污渍或脱落的情况下进行处理。还提供了使用该组合物生产的压敏粘合剂光学膜。制备压敏粘合剂组合物以包含(甲基)丙烯酸类聚合物，其包含(a)34至94重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，(b)5至50重量％的芳环-含有(甲基)丙烯酸酯单体单元，和(c)0至0.01％(重量)氨基的(甲基)丙烯酸酯单体单元；0.01至2重量份的过氧化物作为交联剂；基于100重量份的(甲基)丙烯酸类聚合物，0.01至2重量份的硅烷偶联剂。但是上述公开的压敏粘合剂组合物也不能制备出用于保护膜的低粘性高排气性无雾化的优质产品。
7.专利申请号为cn201611096421.4的专利申请中，公开了一种聚氨酯改性耐高温压敏胶及其制备方法，其包括以下组分且各组分的重量配比为：天然橡胶：10-20重量份、聚氨酯预聚体：10-20重量份、石油树脂：10-17重量份、氧化锌：1-5重量份、填料：0.1-5重量份、抗氧剂：0.1-5重量份、橡胶促进剂：0-1重量份、吸水剂：0-2重量份、环烷油：4-5重量份。但是上述公开的聚氨酯改性耐高温压敏胶及其制备方法，存在剥离力偏高，排气性不够理想，严重影响了pu压敏胶的使用性能，达不到低粘性高排气性无白雾的性能，导致难以广泛推广。
8.因此，市场急需一种排气性能优异、抗静电性能持久、工艺稳定性好、剥离力稳定、耐老化性能优异的聚氨酯压敏胶保护膜产品。


技术实现要素：

9.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种抗静电聚氨酯压敏胶保护膜，避免了有机硅压敏胶的硅转移现象，也具有优于丙烯酸酯类压敏胶的剥离力稳定性以及耐老化性能，同时拥有稳定优异的抗静电效果。
10.本发明的目的还在于提供了上述抗静电聚氨酯保护膜的制备方法，该制备工艺简单，易于工业化生产和控制。
11.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：抗静电聚氨酯压敏胶保护膜是由聚氨酯压敏胶均匀涂布于塑料薄膜基材上，经过高温烘烤而成；所述的聚氨酯压敏胶由以下质量份组分制备而成：聚氨酯树脂浆料100份，溶解剂50-300份，固化剂3-15份，延迟催化剂0.02-1.2份，抗静电剂0.1-1.5份；所述的延迟催化剂为热活化型胺类延迟催化剂；所述的抗静电剂为离子型液体抗静电剂。
12.本发明所述的聚氨酯树脂浆料粘度2000-20000cps，重均分子量50000-200000，固含量：50%-75%。
13.本发明所述的溶解剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、丙酮、丁酮的一种或组合。
14.本发明所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂，是tdi、hdi、ipdi中的一种或组合。
15.本发明所述的延迟催化剂为三乙烯二胺（teda）的衍生物或者二氮杂二环（dbu）的衍生物。
16.本发明所述的延迟催化剂为金属离子为钾、钠、锂类的三乙烯二胺-2-乙基己酸盐（teda-eh）、三乙烯二胺-邻二氰基-二醋酸盐（teda-dcn-ac）、三乙烯二胺-邻二氰基-二硝酸盐（teda-dcn-nit）、二氮杂二环-2-乙基己酸盐（dbu-eh）的一种或组合。在室温条件下压敏胶不发生反应，而在高温活化条件下催化剂发生不可逆的分解，产生叔胺，有效地催化异氰酸酯和多元醇的反应，故可以有效延迟聚氨酯初期反应，催化加速后期反应。
17.本发明所述的抗静电剂是三丁基甲基铵双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐（cas：405514-94-5）、2-（11-甲基十二碳氧基）乙醇磷酸盐（cas:73038-25-2）、十八烷基二甲基羟乙基季
铵硝酸盐（cas：86443-82-5）的一种。可以直接与压敏胶混合使用，克服了防静电颗粒助剂的弊端，避免了防静电及从胶层中析出的问题。
18.本发明的抗静电聚氨酯保护膜的制备方法包括以下步骤：s1：聚氨酯压敏胶的制备：常温条件下，在容器中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以200-500rpm的转速对容器中的物质进行充分搅拌5-10min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，每加入一种助剂后，均需要开启搅拌桨以200-500rpm转速混合5-10min至均匀；s2：抗静电聚氨酯保护膜的制备:将s1所制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于塑料薄膜基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在80-140℃；控制涂布干胶厚度在3-20μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层离型膜，以便对胶面进行保护,离型膜的厚度在20-80μm。
19.优选地，所述的塑料薄膜基材为：pe、pet、pp、pc、pvc、pi薄膜中的任意一种。
20.优选地，所述的薄膜基材厚度为10-100μm。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明所提供的抗静电聚氨酯保护膜所用的聚氨酯压敏胶具有工艺稳定性和持久性，在常温状态下静置4-6h其粘度状态不会发生明显的变化，流平性能良好，交联固化速率先慢后快，满足生产工艺要求和产品质量要求；高透光率、低雾度，可以达到光学级保护膜的要求。
22.2、由于添加的抗静电剂可以直接与压敏胶混合使用，保护膜具有持久的抗静电效果，在极端环境下仍然稳定，无析出、无污染，克服了防静电颗粒助剂的弊端，避免了防静电及从胶层中析出等问题。
23.3、由于聚氨酯压敏胶的自润湿性能，该保护膜具有良好的自排气性能，贴附性能良好，撕膜柔软无残留，剥离力稳定，老化性能优异。
24.4、本发明的聚氨酯压敏胶保护膜还具有无硅转移、无白雾、持久的抗静电效果等优点。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.实施例1s1，聚氨酯压敏胶的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-1（粘度12000，重均分子量90000，固含66%），100份，ea：150份，tdi：6份，三乙烯二胺-2-乙基己酸钠（teda-eh）延迟催化剂:0.02份；三丁基甲基铵双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐抗静电剂：0.5份。常温条件下，在清洁的不锈钢桶中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以400rpm的转速对不锈钢桶中的物质进行充分搅拌5min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以400rpm的转速混合5min，保证配方的精确性和混合均匀性。
27.s2，抗静电聚氨酯保护膜的制备：将上述制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpet基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在
90-130℃；控制涂布干胶厚度在10μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层50μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
28.实施例2s1，聚氨酯压敏胶的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-1（粘度12000，重均分子量90000，固含66%），100份，ea：250份，tdi：7份，三乙烯二胺-邻二氰基-二醋酸钠（teda-dcn-ac）延迟催化剂:0.023份；2-（11-甲基十二碳氧基）乙醇磷酸盐抗静电剂：0.7份。常温条件下，在清洁的不锈钢桶中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以300rpm的转速对不锈钢桶中的物质进行充分搅拌8min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以300rpm的转速混合8min，保证配方的精确性和混合均匀性。
29.s2，抗静电聚氨酯保护膜的制备：将上述制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpet基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在90-130℃；控制涂布干胶厚度在10μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层50μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
30.实施例3s1，聚氨酯压敏胶的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-2（粘度5000，重均分子量80000，固含70%），100份，ea：90份，tdi：10份，三乙烯二胺-邻二氰基-二硝酸钠（teda-dcn-nit）延迟催化剂:0.05；三丁基甲基铵双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐抗静电剂：0.7份。常温条件下，在清洁的不锈钢桶中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以200rpm的转速对不锈钢桶中的物质进行充分搅拌10min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以200rpm的转速混合10min，保证配方的精确性和混合均匀性。
31.s2，抗静电聚氨酯保护膜的制备：将上述制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpe基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在80-100℃；控制涂布干胶厚度在3μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层25μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
32.实施例4s1，聚氨酯压敏胶的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-2（粘度5000，重均分子量80000，固含70%），100份，ea：80份，hdi：7份，二氮杂二环-2-乙基己酸钾（dbu-eh）延迟催化剂:0.03；十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐抗静电剂）：0.8份。常温条件下，在清洁的不锈钢桶中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以500rpm的转速对不锈钢桶中的物质进行充分搅拌5min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以500rpm的转速混合5min，保证配方的精确性和混合均匀性。
33.s2，抗静电聚氨酯保护膜的制备：将上述制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpet基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在90-130℃；控制涂布干胶厚度在10μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层50μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
34.实施例5
s1，聚氨酯压敏胶的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-2（粘度5000，重均分子量80000，固含70%），100份，ea：200份，tdi：14份，三乙烯二胺-2-乙基己酸钠（teda-eh）延迟催化剂:1.0；2-（11-甲基十二碳氧基）乙醇磷酸盐抗静电剂）：1.0份。常温条件下，在清洁的不锈钢桶中加入配方量的聚氨酯树脂浆料和溶解剂，开启高速搅拌机，以420rpm的转速对不锈钢桶中的物质进行充分搅拌6min，继而依序加入配方量的固化剂、抗静电剂、延迟催化剂，按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以420rpm的转速混合6min，保证配方的精确性和混合均匀性。
35.s2，抗静电聚氨酯保护膜的制备：将上述制备的聚氨酯压敏胶通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpet基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在100-130℃；控制涂布干胶厚度在10μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层50μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
36.对比例s1，抗静电剂压敏胶溶液的配制：按照质量比，聚氨酯树脂浆料pu-2（粘度5000，重均分子量80000，固含70%），100份，ea：80份，hdi：7份，有机锡催化剂:0.02；噻吩类类抗静电剂：0.8份。按照上述配方量以及添加顺序混合均匀，每添加一种物质，以400rpm的转速混合5min，保证配方的精确性和混合均匀性。
37.s2，抗静电聚氨酯压敏胶保护膜的制备：将上述制备的抗静电压敏胶溶液通过保护膜涂布设备均匀涂布于50μmpet基材表面；经过烘箱的高温烘烤使压敏胶溶液干燥，烘箱温度控制在90-130℃；控制涂布干胶厚度在10μm；压敏胶层干燥后在干胶层表面复合一层50μmpet离型膜，以便对胶面进行保护。
38.对实施例1至5以及对比例进行相关性能测试。
39.测试方法：本体粘度：180
°
剥离强度：按照gb/t2792，使用拉力机测试；透光率和雾度：按照gb/t 2410，使用透光率雾度仪测试；撕膜电压：将保护膜样品的胶面完整贴附于清洁的玻璃盖板表面，常温环境下静置24h后快速撕膜测试玻璃盖板表面处的电压值。
40.表面电阻：使用表面电阻仪测试胶面电阻；排气性测试：取保护膜样品规格：50mm*100mm，剥掉离型膜，将带胶面轻轻放在清洁的玻璃盖板上，在保护膜样品中间位置用手指点一下，计算贴覆完全所需的时间，不超过3s说明排气性能优异。
41.耐老化性能测试：将保护膜样品贴合于清洁的玻璃盖板表面，在60℃、90%rh环境下放置240h，取出样品冷却至常温，撕膜观察盖板表面是否有白雾等污染。无白雾等污染表示合格。
42.表1：性能测试结果
从表1的测试结果对比可以看出：本发明的保护膜具有良好的排气性、耐老化性能，延迟催化剂可以较好地稳定压敏胶溶液的本体粘度，减缓胶水的反应速度，保证工艺稳定性和涂布均匀性；添加的离子掺入型液体抗静电剂可以有效地保持保护膜的胶面电阻持久性。拓宽了保护膜产品的应用领域、提高了产品的质量稳定性。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。