聚氨酯類低粘壓敏膠用于手機(jī)保護(hù)膜

NEWS聚氨酯在智能手機(jī)中的應(yīng)用PART/1近年來(lái)，智能手機(jī)產(chǎn)品迅速普及到廣大人民的生活中，徹底地改變了人們的生活、工作和娛樂方式。而在智能手機(jī)制造環(huán)節(jié)中，蓋板玻璃及下游的觸控屏是非常重要的一環(huán)，對(duì)手機(jī)產(chǎn)品的外觀和使用體驗(yàn)有非常重要的作用。由于顯示屏幕具有很高的光學(xué)級(jí)要求，因此在制造過程和運(yùn)輸過程中，都需要全程貼合保護(hù)膜，以防止外界的劃傷和落塵。尤其是在制造過程中諸如加工一些油墨和其他特殊鍍層（如防指紋、防霧防反射）的制程，可能會(huì)出現(xiàn)各種高溫的制造工藝，這對(duì)于保護(hù)膜的配方和工藝設(shè)計(jì)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的保護(hù)膜用的低粘壓敏膠包括亞克力和硅膠，但其各自有一些缺點(diǎn)[1]。低粘亞克力膠比較脆，在模切的時(shí)候邊緣容易產(chǎn)生膠粉，從而產(chǎn)生顆粒狀的污染物，對(duì)蓋板玻璃的光學(xué)性能有很大的負(fù)面影響；而硅膠中存在易轉(zhuǎn)移的小分子，且硅類小分子的表面能低，在后續(xù)貼合光學(xué)透明膠時(shí)容易產(chǎn)生貼合不牢并產(chǎn)生彩虹紋的風(fēng)險(xiǎn)。自從2010年來(lái)，聚氨酯類低粘壓敏膠開始興起，在解決亞克力和硅膠的傳統(tǒng)問題上表現(xiàn)優(yōu)異。聚氨酯的發(fā)展PART02聚氨酯樹脂作為一種具有高強(qiáng)度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[2]。德國(guó)化學(xué)家拜爾于1937年發(fā)現(xiàn)了異氰酸酯與活潑氫的反應(yīng)，開始了聚氨酯(PU)樹脂的研究和應(yīng)用。二戰(zhàn)期間,德國(guó)已經(jīng)建立起了具有一定生產(chǎn)能力的聚氨酯實(shí)驗(yàn)廠。戰(zhàn)后，美英等國(guó)從德國(guó)引進(jìn)了制造方法。日本于1955年從德國(guó)的拜爾公司和美國(guó)的杜邦公司引進(jìn)技術(shù)開始了聚氨酯的生產(chǎn)與開發(fā)。自此聚氨酯樹脂的研究與應(yīng)用在世界范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái)，相繼發(fā)明了聚氨酯混煉膠、澆注膠、泡沫塑料等品種，聚氨酯樹脂的應(yīng)用日漸廣泛，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。我國(guó)自60年代開始獨(dú)立研制和發(fā)展聚氨酯樹脂，到目前為止，工業(yè)化生產(chǎn)已初具規(guī)模，但生產(chǎn)工藝和技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。進(jìn)入90年代以來(lái)，聚氨酯樹脂對(duì)人們的生產(chǎn)、生活更加重要。技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)使新型聚氨酯不斷出現(xiàn)，未來(lái)的聚氨酯材料將向應(yīng)用和環(huán)保方向發(fā)展。Part.3/

水性聚氨酯材料普通的溶劑型聚氨酯材料采用了大量有機(jī)溶劑，其揮發(fā)后易污染環(huán)境，且成本較高，不符合可持續(xù)發(fā)展原則。水性聚氨酯（WPU）是以水作為分散劑的聚氨酯產(chǎn)品[3]。相較于溶劑型聚氨酯，水性聚氨酯在兼顧柔韌性、耐候性、耐磨性、耐化學(xué)藥品等特性外，常溫下即可成膜，而且對(duì)多種材料具有較好的附著力，易于改性，同時(shí)其黏度更低，操作方便。此外，水性聚氨酯幾乎不使用有機(jī)溶劑，具有綠色環(huán)保，低VOCs排放等特點(diǎn)。根據(jù)原料的性質(zhì)，聚氨酯的結(jié)構(gòu)可分為聚合物多元醇軟段和異氰酸酯與小分子多元醇硬段。軟段與硬段之間交替排列存在多種組合，進(jìn)而造成材料性能的差異，可應(yīng)用在不同的使用場(chǎng)景。軟段一般由聚酯或聚醚組成，主鏈上以C—C鍵或C—O鍵為主，玻璃轉(zhuǎn)化溫度遠(yuǎn)低于使用溫度或環(huán)境溫度，常溫下分子鏈體自由旋轉(zhuǎn)度較高，軟段鏈段具有很好的柔韌性。硬段的氨基甲酸酯基團(tuán)極性較強(qiáng)，易形成分子間與分子內(nèi)的氫鍵，限制分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)為剛性，硬段區(qū)間在常溫下呈玻璃態(tài)，對(duì)機(jī)械性能有重要的影響。軟段與硬段之間存在一定的相容性，但軟硬段區(qū)間的極性差異大，不是一個(gè)完整的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。因此其宏觀上均勻，但微觀上不相容，造成了聚氨酯分子的微相分離。聚氨酯分子中硬段區(qū)間的眾多氫鍵使其出現(xiàn)類似交聯(lián)的作用，使硬段在常溫下非常穩(wěn)定，作為物理交聯(lián)點(diǎn)分散在軟段中，使聚氨酯有一定的黏彈性，其特殊的結(jié)構(gòu)使聚氨酯材料在兼具柔韌性與彈性的同時(shí)，還具有較高的力學(xué)強(qiáng)度。WPU合成的原料主要包括多異氰酸酯、低聚物多元醇、小分子擴(kuò)鏈劑、親水?dāng)U鏈劑和成鹽劑。WPU的合成主要分為兩步，首先是異氰酸酯與多元醇逐步聚合，體系中的單體會(huì)迅速消失形成預(yù)聚體，再經(jīng)擴(kuò)鏈劑增大分子量，親水?dāng)U鏈劑改善體系的親水性得到高分子聚合物，成鹽劑中和親水?dāng)U鏈劑的離子基團(tuán)，然后在高速剪切力的作用下完成相轉(zhuǎn)變的過程分散于水中。丙烯酸酯改性水溶性聚氨酯單一成分的WPU存在耐水性差、固體含量低、固化時(shí)間長(zhǎng)、高溫穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，很難滿足人們對(duì)于材料功能多樣性的要求[4]。針對(duì)WPU的缺點(diǎn)，目前常見的改性方法有：丙烯酸酯、有機(jī)硅、環(huán)氧樹脂、納米、生物質(zhì)改性等。制得的低粘壓敏膠可以用于手機(jī)保護(hù)膜。以下僅介紹丙烯酸酯改性水溶性聚氨酯。丙烯酸酯（PA）是丙烯酸及其同系物脂類的總稱，PA單體種類眾多。聚丙烯酸酯類材料具有優(yōu)秀的耐水性與熱穩(wěn)定性，且機(jī)械強(qiáng)度較好。然而PA有熱黏冷脆的缺點(diǎn)，將其與聚氨酯結(jié)合可彌補(bǔ)兩種樹脂的缺點(diǎn)，使WPU優(yōu)秀的柔韌性與PA較好的機(jī)械強(qiáng)度相結(jié)合，同時(shí)還能降低成本。將水性聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液以不同的配比物理共混，得到不同配比的丙烯酸酯聚氨酯乳液，發(fā)現(xiàn)PU與PA存在某種相互作用，兩者部分互溶，存在一定的相分離。當(dāng)PA添加量不超過20%時(shí)，膜的力學(xué)性能得到改善，且熱穩(wěn)定性得到提