一种车窗玻璃PET防爆膜用压敏胶及其制备方法与流程

文档序号:37937737发布日期:2024-05-11 00:16阅读:23来源:国知局

本发明涉及防爆膜领域,具体涉及车窗玻璃pet防爆膜领域,特别涉及一种车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶及其制备方法。


背景技术:

1、随着人们安全意识的逐步提高,人们对汽车车窗膜不再只是追求高透光的性能,各种功能性薄膜被广泛地开发和应用,其中pet防爆膜成为人们消费需求的一个基本选项,而车窗膜的防爆性主要是其中的压敏胶层起的作用,压敏胶层是一层施加外力后可粘固于玻璃上的胶水,对玻璃产生很强的粘附作用,起到将车窗膜粘固于玻璃表面的作用,同时,玻璃破碎时,压敏胶层还能起到防止玻璃碎片分散对周边人员造成伤害的作用。

2、丙烯酸压敏胶由于其低成本、易粘结、施工方便以及外观无色透明等优点被广泛应用于车窗膜中,其中丙烯酸压敏胶主要分为水性和油性压敏胶,但相较于油性丙烯酸压敏胶,水性丙烯酸压敏胶在使用过程中会与水接触,从而影响其粘贴性能,并且其透明度和耐候性均不如油性丙烯酸压敏胶,因此油性丙烯酸压敏胶成为近些年车窗膜用压敏胶的首选材料。但是目前市面上使用的油性丙烯酸压敏胶仍存在一些未解决的问题,比如油性丙烯酸压敏胶存在耐温性差的问题,尤其是耐高温性较差,这大大影响了其使用范围;丙烯酸材料本身不具有良好的隔热和耐紫外线的作用,无法满足高端消费者对于车窗膜的使用需求。

3、专利cn117126631a公开了一种丙烯酸压敏胶及其制备方法和防爆膜,该申请所制备的防爆膜由丙烯酸酯聚合物、固化剂和第一溶剂组成,具有高光学级透光率、物性稳定、后期变化小以及防爆的优点,但并未提及丙烯酸压敏胶的隔热性能,且未解决丙烯酸酯耐高温性较差的问题;专利cn115806787b公开了一种车衣膜用丙烯酸酯压敏胶及其制备方法,该丙烯酸压敏胶的制备原料包括压敏胶基料、交联剂和溶剂,并通过控制三者之间的质量配比,解决了市面上车衣膜用压敏胶普遍高初粘、低剥离、残胶多的问题,但并未使丙烯酸压敏胶具有良好的隔热、耐紫外线以及耐高温的性能。

4、因此,市面上亟需一种具有隔热、耐紫外线以及耐高温性能的车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明选用软单体、硬单体以及改性功能单体为丙烯酸压敏胶的主体成分,再加入复合引发剂、改性填料和混合溶剂在固化剂的作用下中制备合成了一种车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶,具有隔热、耐紫外线以及耐高温的优点。

2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:

3、本发明一方面提供了一种车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶,按照重量份数计,所述压敏胶包括以下原料:软单体65-75份,硬单体25-35份,改性功能单体5-10份,复合引发剂0.5-2份,改性填料2-6份,固化剂1-2份,混合溶剂60-70份。

4、在本发明的一些实施方案中,所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的混合物,质量比为1:(1.2-1.6)。

5、优选地,所述丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的质量比为1:1.4。

6、在本发明的一些实施方案中,所述硬单体为丙烯酸乙酯和2-乙基己基丙烯酸酯的混合物,质量比为1:(2-4)。

7、优选地,所述丙烯酸乙酯和2-乙基己基丙烯酸酯的质量比为1:3。

8、申请人通过控制丙烯酸压敏胶中软单体和硬单体的种类和配比,使压敏胶兼具良好的柔韧性、初粘性和成膜性以及良好的弹性、抗剪切性和耐高温性。

9、在本发明的一些实施方案中,所述改性功能单体的制备方法包括以下步骤:

10、①将全氟辛烷磺酸、二氯亚砜和n,n-二甲基甲酰胺混合,加热至35-45℃,搅拌至体系中无气体产生,静置分层,减压蒸馏得到混合物备用;

11、②将丙烯酸-2-羟乙酯和乙酰丙酮锆加入反应容器中,在-5~2℃条件下逐滴加入步骤①的混合物,滴加完毕后升温至60-65℃,反应6.5-7.5h,洗涤,干燥,即得到改性功能单体。

12、优选地,所述改性功能单体的制备方法包括以下步骤:

13、①将全氟辛烷磺酸、二氯亚砜和n,n-二甲基甲酰胺混合,加热至40℃,搅拌至体系中无气体产生,置于分液漏斗中静置分层,减压蒸馏得到混合物备用;

14、②将丙烯酸-2-羟乙酯和乙酰丙酮锆加入反应容器中,在0℃条件下逐滴加入步骤①的混合物,滴加完毕后升温至65℃,反应7h,分别经5wt%的nahco3溶液和去离子水各洗涤三次,用无水硫酸镁干燥,即得到改性功能单体。

15、在本发明的一些实施方案中,所述全氟辛烷磺酸和丙烯酸-2-羟乙酯的摩尔比为(2-2.3):1;丙烯酸-2-羟乙酯和乙酰丙酮锆的质量比为1:(2.2-2.8)。

16、优选地,所述全氟辛烷磺酸和丙烯酸-2-羟乙酯的摩尔比为2:1;丙烯酸-2-羟乙酯和乙酰丙酮锆的质量比为1:2.5。

17、丙烯酸-2-羟乙酯是一种丙烯酸压敏胶的常用功能单体,羟基的引入为丙烯酸压敏胶提供良好的交联作用,但其结构中的-cooh和-oh使丙烯酸压敏胶的疏水性不足,申请人一方面将具有长链氟结构的全氟辛烷磺酸在二氯亚砜的作用下与丙烯酸-2-羟乙酯进行反应,合成了一种具有双键以及氟结构的改性丙烯酸-2-羟乙酯,使功能单体具有良好的疏水以及热稳定性;另一方面,申请人向改性丙烯酸-2-羟乙酯中引入金属螯合物乙酰丙酮锆,乙酰丙酮锆中的锆离子可以和丙烯酸-2-羟乙酯中的双键配位,形成活性中心,活性中心对单体进行进一步的插入反应,形成新的活性中心,从而有利于促进丙烯酸压敏胶单体之间的聚合;进一步地,锆离子对红外线有一定的反射和吸收作用,对紫外线也具有一定的屏蔽作用,从而有利于压敏胶的隔热和耐紫外线性的提高;更进一步地,乙酰丙酮锆中的酮基和丙烯酸-2-羟乙酯中的羟基之间可以形成氢键,在改性功能单体内部形成一个螯合环,该螯合环在吸收紫外线后分子发生热振动,使氢键被破坏,形成高能状态下不稳定的离子型化合物,该化合物可以将紫外线能量以其他形式释放,从而可以不断地吸收紫外线,从而达到压敏胶对紫外线的长效阻隔作用。

18、在本发明的一些实施方案中,所述复合引发剂为偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯的混合物,质量比为1:(0.5-1.5)。

19、优选地,所述偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯的质量比为1:1。

20、偶氮化合物分子结构中含有偶氮基-n=n-,可以分解产生氮气同时生成自由基,常用的油性丙烯酸压敏胶的引发剂为偶氮二异丁腈,但其分解速度慢,从而导致丙烯酸压敏胶的合成过程较慢,申请人选用活性较大、引发效率高的偶氮二异庚腈和引发活性适中、产品转化率高的偶氮二异丁酸二甲酯作为复合引发剂,使其发生最佳的引发反应。

21、在本发明的一些实施方案中,所述改性填料的制备方法包括以下步骤:

22、(1)将二水醋酸锌、三异丙醇胺和无水乙醇混合,搅拌20-40min,得到混合溶液1备用;

23、(2)将六水氯化铝、六水氯化镧和无水乙醇混合,搅拌20-40min,得到混合溶液2备用;

24、(3)将混合溶液2加入混合溶液1中,加入氰尿酸,加热至75-85℃,回流,旋蒸后煅烧,研磨即得改性填料。

25、优选地,所述改性填料的制备方法包括以下步骤:

26、(1)将二水醋酸锌、三异丙醇胺和无水乙醇混合,搅拌30min,得到混合溶液1备用;

27、(2)将六水氯化铝、六水氯化镧和无水乙醇混合,搅拌30min,得到混合溶液2备用;

28、(3)将混合溶液2加入混合溶液1中,加入氰尿酸,加热至80℃,回流2h,旋蒸除去溶剂后置于800℃马弗炉中煅烧4h,研磨即得改性填料。

29、在本发明的一些实施方案中,所述步骤(3)中,混合溶液1、混合溶液2和氰尿酸的质量比为1:(1.2-2):(1.3-1.5)。

30、优选地,所述步骤(3)中,混合溶液1、混合溶液2和氰尿酸的质量比为1:1.6:1.4。

31、氧化锌是一种透明且具有良好隔热性能的无机材料,但是氧化锌存在空隙大的晶体结构特征,使其在太阳光下不活跃,从而降低其对太阳光的吸收效率,近些年,人们对于氧化锌的掺杂改性已得到广泛的应用,但仍然存在粒子易内聚和回收性差的缺点,申请人通过简单的煅烧技术实现了铝元素和稀土元素镧对氧化锌的共掺杂改性,一方面,申请人采用二水醋酸锌、六水氯化铝和六水氯化镧进行反应,使具有高活性的金属离子化合物之间发生离子交换,并且铝和镧以替位原子或间隙原子的形式存在于氧化锌晶格中,修复了氧化锌的晶格缺陷,提高氧化锌对太阳光的吸收效率,从而提高压敏胶的隔热和耐紫外线的性能,进一步地,在混合溶液1的合成过程中,申请人选用三异丙醇胺对二水醋酸锌进行活化反应,三异丙醇胺分子中既含有氨基又含有羟基,使其具备胺和醇的综合性能,有利于二水醋酸锌和六水氯化铝、六水氯化镧之间发生掺杂反应,并且三异丙醇胺中的烷链和羟基异构的空间立体结构,有利于促进改性填料在丙烯酸压敏胶中的分散性,使丙烯酸压敏胶的流动性和胶黏性有所提高;另一方面,申请人引入氰尿酸对铝、镧掺杂的氧化铝填料进行改性,氰尿酸和镧离子之间形成配合物,有利于改性填料热稳定性的提高,并且氰尿酸还可以与功能单体中乙酰丙酮锆中的锆离子形成配合物,有利于压敏胶内部的交联性提高,从而提高防爆膜的防爆性。

32、在本发明的一些实施方案中,所述固化剂为异氰酸酯固化剂或环氧固化剂;所述混合溶剂为乙酸乙酯和乙醇的混合物,质量比为1:(0.8-1.1)。

33、优选地,所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯;所述乙酸乙酯和乙醇的质量比为1:0.9。

34、本发明另一方面还提供了上述技术方案所述的车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶的制备方法,包括以下步骤:

35、s1、将软单体、硬单体、改性功能单体、复合引发剂、填料和混合溶剂加入反应釜中,搅拌,在70-85℃反应4-6h,保温2-5h,得到丙烯酸聚合物备用;

36、s2、将步骤s1得到的丙烯酸聚合物降温至40-50℃,加入固化剂,搅拌30-60min,即得到车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶。

37、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

38、(1)本发明选用软单体、硬单体以及改性功能单体为丙烯酸压敏胶的主体成分,再加入复合引发剂、改性填料和混合溶剂在固化剂的作用下合成了车窗玻璃pet防爆膜用压敏胶,具有隔热、耐紫外线以及耐高温的特点。

39、(2)本发明以具有交联作用的功能单体丙烯酸-2-羟乙酯为主体成分,引入具有长链氟结构的全氟辛烷磺酸和金属螯合物乙酰丙酮锆,促进丙烯酸压敏胶单体之间的聚合,并提高了压敏胶的隔热和耐紫外线性。

40、(3)本发明合成了一种铝、镧掺杂氧化锌的改性填料,解决了氧化锌因存在晶格缺陷导致太阳光吸收效率较低的缺陷,提高了压敏胶的耐高温、隔热以及耐紫外线的性能。

41、(4)本发明所制备的压敏胶具有良好的耐高温、隔热以及耐紫外线性能,可广泛应用于车窗玻璃pet防爆膜领域,具有较好的商业应用价值。

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