CN111592675A - 一种适用性广的多功能保护膜材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保护膜技术领域，具体涉及一种适用性广的多功能保护膜材料，包括由下而上依次复合的PU层、基材层、阻隔层和保护层，所述保护层包括如下质量份数的原料：第一聚酯树脂100份、改性树脂0‑60份、第一填料25‑65份、助剂0.1‑30份以及溶剂50‑200份，所述保护层还包括按异氰酸酯基与羟基0.5‑1.5比例配置的的异氰酸酯固化剂，所述保护层由各原料混合后在110‑185℃烘烤0.3‑3min形成，厚度为2‑35μm。比现有技术，本发明提供一种适用性广的多功能保护膜材料，在具备高防护性的同时，又兼顾高耐候性、超阻水性、可耐高低温等性能，能有效保护电子器件、光电材料等免受环境损伤侵蚀。

Description

一种适用性广的多功能保护膜材料
技术领域
本发明涉及保护膜技术领域，具体涉及一种适用性广的多功能保护膜材料。
背景技术
保护膜是一种使用广泛的膜材料，由于该膜材料都具备一定的功能性，可以保护物品免受外界侵蚀。目前较为常见的种类有广告喷绘图片保护膜、建筑材料、电器保护膜、电子元件保护膜等。
如申请号201610388267.1提供的一种抗紫外线户外广告保护膜，具有自上而下依次叠置的低表面能涂层、抗紫外线基材层、电晕处理层和抗紫外线胶粘剂层，可以防画面褪色失真，但其仅具备抗紫外光线的功能，户外环境(高低温、高温等)无法保证使用耐久性。
另外，诸如电气柜、电子器件、光电材料等设备由于受到环境水、氧等渗透侵蚀，缩短了设备的使用寿命，为防止外界侵蚀，通常以阻水阻气的阻隔膜来防护。如申请号CN201780053221.7提供的一种电器保护膜，其通过在器材表面沉积含氟阻气膜，以防止器材受到外界溶解、腐蚀、氧化降解、磨料摩擦等物理化学原因的潜在攻击，但由于单一有机涂层的自身局限性，其水汽、空气等透过率仍较高，受保护的器材仍会受到外界环境侵蚀，影响器材的正常使用。申请号CN201710765531提供的以沉积Al2O3、SiO2的阻隔层，以及申请号CN200810241535提供的沉积AlN、Si3N4的无机涂层均有明显的水气阻隔效果，但生产工艺都需要真空沉积，操作工艺要求较高。
因此，综合喷绘图片保护膜、电器件、光电材料等使用环境的差异性，需要保护膜材适应户外高低温、高湿、紫外曝晒的苛刻使用条件，因此即需要保护膜具备超高的性能。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供适用性广的多功能保护膜材料。对比现有技术，本发明提供一种适用性广的多功能保护膜材料，在具备高防护性的同时，又兼顾高耐候性、超阻水性、可耐高低温等性能，能有效保护电子器件、光电材料等免受环境损伤侵蚀。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种适用性广的多功能保护膜材料，包括由下而上依次复合的PU层、基材层、阻隔层和保护层；
所述保护层包括如下质量份数的原料：第一聚酯树脂100份、改性树脂0-60份、第一填料25-65份、助剂0.1-30份以及溶剂50-200份，所述保护层还包括按异氰酸酯基与羟基0.5-1.5比例配置的的异氰酸酯固化剂，所述保护层由各原料混合后在110-185℃烘烤0.3-3min形成，厚度为2-35μm；
所述阻隔层包括如下质量份数的原料：阻水树脂100份、溶剂100-450份、第二填料15-55份和氨基树脂20-40份，所述阻隔层由各原料混合后在80-170℃烘烤0.5-2min形成，厚度为0.5-5μm；
所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种，厚度为45-350μm；
所述PU层包括如下质量份数的原料：第二聚酯树脂100份、改性树脂2.5-150份、助树脂5-180份、第一填料0.1-52份、助剂0.02-20份以及溶剂20-230份，所述保护层还包括按异氰酸酯基与羟基0.5-1.5比例配置的的异氰酸酯固化剂，所述保护层由各原料混合后在110-190℃烘烤0.3-2.5min形成，厚度为0.1-10μmμm。
其中，所述第一聚酯树脂的固含为50％-70％，羟值为30-85mg KOH/g，酸值＜6mgKOH/g；
所述第一填料包括二氧化硅、二氧化钛、铜微球、钴微球、碳酸钙等中的一种或多种，粒径15nm-10μm。
其中，所述改性树脂包括羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、脂环族醇类接枝改性丙烯酸树脂、脂肪族醇类接枝改性丙烯酸树脂、聚酯改性有机硅树脂、丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂等中的一种或多种，其中改性有机硅树脂中硅含量在35％-65％。
其中，每一质量份的所述的助剂包括润湿分散剂0-7份、偶联剂0-20份、有机锡类催化剂0.1-3份；其中润湿分散剂包括羟基羧酸酯型润湿分散剂、多元羧酸聚酯型润湿分散剂、丙烯酸树脂型润湿分散剂、结构化丙烯酸树脂型润湿分散剂、氟化丙烯酸树脂型润湿分散剂等中的一种或多种；偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、含氟偶联剂等中的一种或多种；有机锡类催化剂包括二丁基二月桂酸锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二烷基锡二马来酸酯等中的一种或多种。
其中，所述阻水树脂数均分子量Mn为2000-100000，按结构链段计算，包括0-3％的聚天冬氨酸、0-10％的聚(甲基)丙烯酸羟乙酯、0-7％的(甲基)丙烯酸以及0-10％的(甲基)聚丙烯酰胺等，主要结构式如下：
Figure BDA0002442679310000031
其中：R1：H或CH3；
R2：
Figure BDA0002442679310000032
其中，所述的第二填料包括有机膨润土、高岭土、蒙脱土、泥灰石、沉淀硫酸钡等中的一种或多种；所述氨基树脂包括甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、异丁醚化氨基树脂、混合醚化氨基树脂等中的一种或多种。
其中，所述第二聚酯树脂是一种高支链化饱和聚酯树脂，固含55％-75％，羟值为20-120mg KOH/g，酸值＜25mg KOH/g，数均分子量Mn为2000-50000。
其中，所述第二聚酯树脂的结构单元中，按重复单元分子质量分数计，包括0-25％的聚乙二醇结构单元和0-15％的季戊四醇结构单元
其中，所述助树脂由双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚、氢化双酚A型环氧树脂、聚碳酸酯二醇等中的一种或多种按任意配比混合组成。
其中，所述溶剂为酯类溶剂、酮类溶剂、芳香烃类溶剂中的至少一种，包括但不限定于醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、丙酮、甲苯、二甲苯、100#溶剂油。
特别地，所述的适用性广的多功能保护膜材料具体可应用于喷绘广告、电子器件、光电材料等领域作为保护和支撑材料，可在-25℃～200℃环境下使用
本发明的有益效果在于：对比现有技术，本发明提供一种适用性广的多功能保护膜材料，在具备高防护性的同时，又兼顾高耐候性、超阻水性、可耐高低温等性能，能有效保护电子器件、光电材料等免受环境损伤侵蚀。
附图说明
图1是本发明的局部剖视图；
附图标记为：1-PU层、2-基材层、3-阻隔层、4-保护层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
阻隔层配方：
取按质量份数计的阻水100份、醋酸丁酯100份、有机膨润土BENTONE SD-1(海明斯德谦)15份、以及按第一聚酯树脂质量的20％的氨基树脂CYMEL303LF(氰特)混合，涂覆于75μm厚的PET一侧，在90℃烘烤2min形成，厚度为5μm；
保护层配方：
按质量计的第一聚酯树脂100份、二氧化硅R812S(德固赛)25份、BYK167分散剂(毕克化学)0.1份、醋酸丁酯50份，以及按异氰酸酯基与羟基0.5比例的异氰酸(德固赛)酯固化剂Z4470(拜耳)混合，使用刮刀法将其涂覆于预涂有阻隔层PET的一侧，通过110℃热风干燥3min得到涂层，厚度为35μm；
PU层配方：
按质量计的第二聚酯树脂100份、丙烯酸树脂AC1010C(同德化工)2.5份、环氧树脂NPES-603(南亚环氧)5份、二氧化硅TT600(德固赛)0.1份、BYK 163分散剂(毕克化学)0.02份、二甲苯20份，在高速分散机中以3000r/min分散0.5小时，再按异氰酸酯基与羟基的比例为0.5的比例加入固化剂混合，使用刮刀法将涂料涂覆于75μm厚PET的另一侧，通过110℃热风干燥2.5min得到4μm厚PU层。
实施例2
阻隔层配方：
取按质量份数计的阻水树脂100份、二甲苯450份，有机膨润土BENTONE SD-1(海明斯德谦)55份、以及按第一聚酯树脂质量的40％的氨基树脂CYMEL 243-3(氰特)混合，涂覆于70μm厚的PET一侧，在100℃烘烤0.5min形成，厚度为0.5μm；
保护层配方：
按质量份数计的第一聚酯树脂100份、丙烯酸树脂Setalux 1753SS-70(纽佩斯)60份，二氧化硅R812S(德固赛)65份、EL-1006分散剂(EONLEO)10份、二甲苯200份，以及按异氰酸酯基与羟基1.5比例的异氰酸酯固化剂混合，将其涂覆于预涂有阻隔层PET的一侧，通过185℃热风干燥0.3min得到涂层，厚度为2μm；
PU层配方：
按质量计的第二聚酯树脂100份、丙烯酸树脂Setalux 1753SS-70(纽佩斯)150份、环氧树脂NPES-601(南亚环氧)180份、二氧化硅TT360(德固赛)52份、BYK182分散剂(毕克化学)20份、二甲苯230份，在高速分散机中以3000r/min分散0.5小时，再按异氰酸酯基与羟基的比例为1.5的比例加入固化剂混合，使用刮刀法将涂料涂覆于70μm厚PET的另一侧，通过120℃热风干燥0.3min得到5μm厚PU层，多功能保护膜性能见表1。
实施例3
阻隔层配方：
按质量份数计的第一聚酯树脂100份、醋酸乙酯400份，有机蒙脱土G110(NANOCOR)20份、以及按第一聚酯树脂质量的30％的氨基树脂CYMEL243-3(氰特)混合，涂覆于165μm厚的PET一侧，在150℃烘烤1.5min形成，厚度为1μm；
保护层配方：
按质量计的第一聚酯树脂100份、丙烯酸树脂AC1010C(同德化工)30份、R902钛白粉(杜邦)35份、偶联剂PC9711(西斯博)5份、醋酸乙酯100份，以及按异氰酸酯基与羟基0.9比例的异氰酸酯固化剂混合，使用刮刀法将其涂覆于预涂有阻隔层PET的一侧，通过110℃热风干燥3min得到涂层，厚度为15μm；
PU层配方：
按质量计的第二聚酯树脂100份、ES-1001N有机硅树脂(信越化学)50份、环氧树脂NPES-602(南亚环氧)5份、R902钛白粉0.1份、偶联剂PC9711(西斯博)0.02份、醋酸乙酯20份，在高速分散机中以3000r/min分散0.5小时，再按异氰酸酯基与羟基的比例为0.5的比例加入固化剂混合，使用刮刀法将涂料涂覆于165μm厚PET的另一侧，通过110℃热风干燥2.5min得到2μm厚PU层，多功能保护膜性能见表1。
实施例4
阻隔层配方：
取按质量份数计的阻水树脂100份、200份丁酮，25份有机膨润土BENTONE SD-1(海明斯德谦)、以及按第一聚酯树脂质量的25％的氨基树脂CYMEL 325(氰特)混合，涂覆于165μm厚的PET一侧，在170℃烘烤1.2min形成，厚度为2μm；
保护层配方：
按质量计的第一聚酯100份、ES-1002T有机硅树脂(信越化学)45份、二氧化硅TS100(德固赛)40份、偶联剂PC9711(西斯博)7份、丁酮180份，以及按异氰酸酯基与羟基1.2比例的异氰酸酯固化剂混合，使用刮刀法将其涂覆于预涂有阻隔层PET的一侧，通过150℃热风干燥2min得到涂层，厚度为20μm；
PU层配方：
按质量份计的第二聚酯树脂100份、KR-5235有机硅树脂(信越化学)2.5份、环氧树脂NPES-903(南亚环氧)5份、二氧化硅OK412LC(德固赛)0.1份、BYK191分散剂(毕克化学)0.02份、丁酮20份，在高速分散机中以3000r/min分散0.5小时，再按异氰酸酯基与羟基的比例为0.5的比例加入固化剂混合，使用刮刀法将涂料涂覆于165μm厚PET的另一侧，通过110℃热风干燥2.5min得到3μm厚PU层，多功能保护膜性能见表1。
对比例1
市售某品牌保护膜，结构为保护涂层、基材层、粘结层，总厚度为100微米，保护涂层厚度为15μm，基材层厚度为80微米，粘结层厚度为5μm。
表1为实例1-4和比较例1的涂膜性能结果。
需要说明的是，涂层性能指标的测试项目按以下操作规范：
(1)涂层硬度测试：参照GB/T 6739-2006标准执行；
(2)涂层耐磨落砂测试：参照GB/T 23988标准执行；
(3)水汽透过率测试：参照ASTM F1249标准执行；
(4)耐高低温测试：参照GB/T2423.1标准执行；
Figure BDA0002442679310000081
表1多功能保护膜性能表
从表1的测试结果来看，本发明提供的一种多功能保护膜材料拥有高耐候性、高阻水性、可耐高低温的性能特点，满足保护膜的使用要求，可应用于喷绘广告、电子显示屏、光电材料、光伏组件封装用背板材料、光伏绝缘条材料、光伏胶膜-背板一体化材料等。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：包括由下而上依次复合的PU层、基材层、阻隔层和保护层；
所述保护层包括如下质量份数的原料：第一聚酯树脂100份、改性树脂0-60份、第一填料25-65份、助剂0.1-30份以及溶剂50-200份，所述保护层还包括按异氰酸酯基与羟基0.5-1.5比例配置的的异氰酸酯固化剂，所述保护层由各原料混合后在110-185℃烘烤0.3-3min形成，厚度为2-35μm；
所述阻隔层包括如下质量份数的原料：阻水树脂100份、溶剂100-450份、第二填料15-55份和氨基树脂20-40份，所述阻隔层由各原料混合后在80-170℃烘烤0.5-2min形成，厚度为0.5-5μm；
所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种，厚度为45-350μm；
所述PU层包括如下质量份数的原料：第二聚酯树脂100份、改性树脂2.5-150份、助树脂5-180份、第一填料0.1-52份、助剂0.02-20份以及溶剂20-230份，所述保护层还包括按异氰酸酯基与羟基0.5-1.5比例配置的的异氰酸酯固化剂，所述保护层由各原料混合后在110-190℃烘烤0.3-2.5min形成，厚度为0.1-10μmμm。
2.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述第一聚酯树脂的固含为50％-70％，羟值为30-85mg KOH/g，酸值＜6mg KOH/g；
所述第一填料包括二氧化硅、二氧化钛、铜微球、钴微球、碳酸钙等中的一种或多种，粒径15nm-10μm。
3.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述改性树脂包括羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、脂环族醇类接枝改性丙烯酸树脂、脂肪族醇类接枝改性丙烯酸树脂、聚酯改性有机硅树脂、丙烯酸改性有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂等中的一种或多种，其中改性有机硅树脂中硅含量在35％-65％。
4.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：每一质量份的所述的助剂包括润湿分散剂0-7份、偶联剂0-20份、有机锡类催化剂0.1-3份；其中润湿分散剂包括羟基羧酸酯型润湿分散剂、多元羧酸聚酯型润湿分散剂、丙烯酸树脂型润湿分散剂、结构化丙烯酸树脂型润湿分散剂、氟化丙烯酸树脂型润湿分散剂等中的一种或多种；偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、含氟偶联剂等中的一种或多种；有机锡类催化剂包括二丁基二月桂酸锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二烷基锡二马来酸酯等中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述阻水树脂数均分子量Mn为2000-100000，按结构链段计算，包括0-3％的聚天冬氨酸、0-10％的聚(甲基)丙烯酸羟乙酯、0-7％的(甲基)丙烯酸以及0-10％的(甲基)聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述的第二填料包括有机膨润土、高岭土、蒙脱土、泥灰石、沉淀硫酸钡等中的一种或多种；所述氨基树脂包括甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、异丁醚化氨基树脂、混合醚化氨基树脂等中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述第二聚酯树脂是一种高支链化饱和聚酯树脂，固含55％-75％，羟值为20-120mg KOH/g，酸值＜25mg KOH/g，数均分子量Mn为2000-50000。
8.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述第二聚酯树脂的结构单元中，按重复单元分子质量分数计，包括0-25％的聚乙二醇结构单元和0-15％的季戊四醇结构单元。
9.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述助树脂由双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚、氢化双酚A型环氧树脂、聚碳酸酯二醇等中的一种或多种按任意配比混合组成。
10.根据权利要求1所述的一种适用性广的多功能保护膜材料，其特征在于：所述溶剂为酯类溶剂、酮类溶剂、芳香烃类溶剂中的至少一种。
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