刘 伟
（广东鼎立森新材料有限公司，广东中山 528400）
来源：涂层与防护
2023 年 9 月第 44 卷第 9 期
摘要
以异佛尔二异氰酸酯（IPDI）、聚醚改性有机硅二元醇（AFCONA-3285）、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇 （相对分子质量 2000）、聚己内酯三元醇（相对分子质量 2000）为单体，以辛酸亚锡为催化剂，合成了一种羟基 封端的聚氨酯预聚体 RG-6（A 组分）；以异氰酸酯多聚体为固化剂（B 组分），JL-WT1 为抗静电剂，制成了一种 耐高温型双组分聚氨酯压敏胶。通过凝胶渗透色谱仪（GPC）测定 RG-6 的相对分子质量，FT-IR 对 RG-6 进行 了结构表征。主要讨论了聚氨酯预聚体中不同的 AFCONA-3285 的用量、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇和聚己 内酯三元醇不同的物质的量比、胶黏剂的不同的固化温度、二月桂酸二丁基锡用量和抗静电剂的用量等对耐 高温型双组分聚氨酯胶黏剂的影响。结果表明，当 AFCONA-3285 的用量为 1.2%、聚己二酸-1,6-己二醇酯二 醇和聚己内酯三元醇的物质的量比为 0.7∶1、固化温度为 125 ℃、二月桂酸二丁基锡（T-12）用量为 0.09%、抗静 电剂用量为 1.1%时，耐高温型聚氨酯胶黏剂的综合性能最优。
关键词
耐高温；双组分聚氨酯压敏胶；保护膜
引言
表面保护膜就是一类用来保护材料的表面不被 损坏的粘贴薄膜，其构成包括基材与压敏胶，需要有一定的惰性、粘接性、稳定性和实用性等特点[1-3] 。表 面保护膜的市场需求量巨大，发展前景良好[4] ，为了防止显示器的触控面板、照相机的透镜部分和电子装 置等在加工、组装、检查、输送等时在其表面上产生缺 陷，需要在其表面附一层保护膜，特别是在高温烘烤这一环节，对压敏胶提出了更高的要求。
近些年，国内的专家学者对保护膜用压敏胶进行了大量的研究。何敏[5] 等以丙烯酸酯为原料，通过改进的溶液聚合工艺，研制出的表面保护膜用丙烯酸酯压敏胶能通过 100 ℃、24 h 耐热性测试。张少云[6] 等 以丙烯酸丁酯为软单体，甲基丙烯酸甲酯为硬单体， 丙烯酸和丙烯酸-2-羟乙酯为交联单体，V-20S 为阴 离子乳化剂和 A-6830 为非离子乳化剂，合成了表面保护膜用丙烯酸酯 PSA 压敏胶。文中未提及保护膜的耐高温性。乔冠龙[7] 等以丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和醋酸乙烯酯为共聚单体，采用预乳化半连续乳液聚合法制备用于保护膜的压敏胶乳液，文中并未对保护膜的耐高温性作研究。在我国，保护膜普遍存在着耐温性差、有残胶、有暗影等问题。所以，目前亟需一款耐温性能好、不残胶、无暗影的保护膜。
本研究制备的耐高温型双组分聚氨酯压敏胶能够克服以上的问题，具有优异的耐高温性、不残胶、不转移 、抗静电性等优点。文中主要通过调控 AFCONA-3285 的用量、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇和聚己内酯三元醇的物质的量比、固化温度、催化剂用量和抗静电剂的用量等对耐高温型双组分聚氨酯压敏胶的性能进行研究。利用 FT-IR 对 RG-6 进行表征，并且将本文制备的聚氨酯压敏胶与市售胶的性能 进行了对比。
1 实验部分
1.1 主要原料与仪器
异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）：工业级，万华化学集团股份有限公司；
AFCONA-3285：工业级，荷兰埃夫科纳助剂公司；
聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇（相对分子质量 2000）：工业级，长兴化学材料有限公司；
聚己内酯三元醇（相对分子质量 2000）：工业级，日本大赛璐化学株式会社；
辛酸亚锡（T-9）：工业级，山东多聚化学有限公司；
二月桂酸二丁基锡（T-12）：工业级，湖北新蓝天新材料股份有限公司；
甲苯：工业级，深圳市海成威科技有限公司；
抗静电剂 JL-WT1：山东聚力防静电科技有限公司；
固化剂 N3390：科思创聚合物有限公司。
旋转黏度计：NDJ-8S，上海昌吉地质仪器有限公司；
KJ-1065A 电脑式拉压力试验机：东莞市科建检测仪器有限公司；
表面电阻系数/接地电阻测试仪 ：QUICK499D，常州快克锡焊股份有限公司；
Spectrum Two 型傅里叶变换红外光谱仪 ：美国珀金埃尔默；
Waters 1515 凝胶渗透色谱仪：美国沃特世。
1.2 测试与表征
用 Spectrum Two 型傅里叶变换红外光谱仪测试 样品在 4000~650 cm-1 波数范围内的红外光谱。
参照标准 GB/T2794—1995，用旋转黏度计在恒温 (25±0.1) ℃下，测定聚氨酯预聚体的黏度。
用 Waters 1515 来测定相对分子质量。
按照 GB/T 2792—2014《胶粘带剥离强度的试验 方法》标准，采用剥离测试机测定 180°剥离强度。
用 QUICK499D 表面电阻系数/接地电阻测试仪来 测定表面电阻值。
1.3 双组分聚氨酯压敏胶的制备
（1）聚氨酯预聚体 RG-6 的合成
先将聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇（相对分子质 量 2000）和聚己内酯三元醇（相对分子质量 2000）在 120 ℃下真空除水 2 h 后，冷却备用。将装有机械搅 拌器、回流冷凝管、温度计、恒压漏斗的四口烧瓶放入 油浴锅中，分别加入 IPDI、AFCONA-3285、T-9 和甲 苯，升温至 80 ℃反应 1 h。降温至 55~60 ℃，加入聚己 二酸-1,6-己二醇酯二醇（相对分子质量 2000）和 T12，升至 80 ℃反应 2.5 h。再降温至 55~60 ℃，加入聚 己内酯三元醇（相对分子质量 2000），升至 80 ℃反应 3 h（用二正丁胺法滴定），得到聚氨酯预聚体 RG-6。
（2）耐高温型双组分聚氨酯压敏胶的配置
将聚氨酯预聚体 RG-6、固化剂 N3390、抗静电剂 JL-WT1、催化剂 T-12 混合均匀，制得耐高温型双组 分聚氨酯压敏胶。
1.4 耐高温型双组份聚氨酯压敏胶固化膜的制备
将配置好的双组分聚氨酯压敏胶涂在 PET 膜上， 干胶 25 μm，将膜放入 125 ℃烘箱烘烤 60 s，固化完 全，附上离型膜，再放入 60 ℃烘箱熟化 24 h 后取出制 得固化膜。
2 结果与讨论
2.1 红外光谱分析
图 1 为聚氨酯预聚体 RG-6 的傅里叶红外光谱。从图 1 可以看出，没有出现 2 270 cm-1 处的特征吸收峰，说明聚氨酯预聚体中的-NCO 已经反应完全；在 2 952~2 869 cm-1 处的吸收是聚合物中-CH3和-CH2基 团的吸收峰；在 1 730.7 cm- 1 处的吸收峰是氨基甲酸 酯中 C=O 的特征吸收峰；在 1 107 cm-1 处是聚醚中 CO-C 的伸缩振动和 Si-O-Si 伸缩振动吸收峰的重叠 峰；在805 cm-1 处是Si-CH3中Si-C的伸缩振动吸收峰。
2.2 不同的 AFCONA-3285 用量对压敏胶性能影响
调节RG-6 中不同的 AFCONA-3285 用量 ，固定 RG-6 为 10 g，B 组分固化剂 N3390 为 0.6 g，催化剂 T12 为 0.01 g，抗静电剂 JL-WT1 为 0.05 g，搅拌均匀，涂 在 PET 膜上，干胶 15 μm，在 125 ℃下烘烤 60 s，熟化 后得到耐高温型双组分聚氨酯压敏胶的固化膜，测得 固化膜的性能如表 1 所示。
由表 1 可以看出，随着 AFCONA-3285 在 RG-6 中 的含量不断增大，树脂黏度和数均相对分子质量不断 增大，表面电阻值变化不大，熟化后剥离力和 200 ℃ 烘烤后剥离力不断降低。当 AFCONA-3285 含量为 1.5%时，高温烘烤后胶膜出现少量转移。AFCONA3285 是一款聚醚改性的有机硅二元醇，而有机硅链 段具有疏水性，聚氨酯树脂在固化成膜过程中，降低 表面能的有机硅链段向表面迁移，并富集于膜表面， 形成一层疏水性膜。当有机硅的含量过高时，在高温 烘烤时有析出表面风险。综合考虑，选择 AFCONA3285 含量为 1.2%为佳。
2.3 二元醇/三元醇不同的物质的量比对压敏胶性能影响
调节聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇和聚己内酯三 元醇不同的物质的量比，其他原料的用量保持不变， 得到耐高温型双组分聚氨酯压敏胶的固化膜，测得固 化膜的性能如表 2 所示。
由表 2 可以看出，随着 RG-6 中二元醇/三元醇的物质的量比不断增大，树脂黏度、数均相对分子质量、 剥离力（常温下）、剥离力（200 ℃，2 h 烘烤后）都不断 增大；表面电阻值变化不大。随着聚己内酯三元醇含 量的不断增加，聚氨酯预聚体 RG-6 形成网状的分子 结构，在胶黏剂固化后形成三维网状结构，固化后胶 膜的硬度和脆性增大，会导致剥离力不断减小；随着 聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇的比例不断增加，聚氨 酯预聚物的线型分子结构比例增大，分子链会相对更 长，树脂的黏度则更大。综合考虑，选择 RG-6 中二 元醇和三元醇不同的物质的量比为 0.7∶1 为佳。
2.4 不同的固化温度对压敏胶性能影响
调节不同的固化温度，其他原料的用量保持不变，得到耐高温型双组分聚氨酯压敏胶的固化膜，测 得固化膜的性能如表 3 所示。
由表 3 可以看出，随着固化温度的不断增加，剥离力呈降低的趋势；表面电阻值变化不大；当温度为 105 ℃，胶膜在 200 ℃烘烤 2 h 后，出现有残胶、有转移 的现象；在 115 ℃时出现有转移的现象。分析其主要 原因是在低温时，聚氨酯胶黏剂没有固化完全，导致 剥离力偏高，在 200 ℃烘烤时出现有残胶和有转移的 情况。综合考虑，选择固化温度 125 ℃为佳。
2.5 催化剂用量对压敏胶性能影响
调整不同的催化剂（T-12）用量，其他原料用量保持不变，测得胶膜的性能如表 4 所示。
由表 4 可以看出，随着催化剂用量的不断增加， 剥离力（常温测）和剥离力（200 ℃烘烤 2 h）呈不断下 降的趋势；电阻值变化不大；当催化剂用量为 0.03%时，剥离力（常温测）为 12.3 g，剥离力（200 ℃烘烤 2 h）为 98.2 g，胶膜在玻璃板上有残胶和转移；当催化 剂用量为 0.06%时，剥离力（常温测）为 8.6 g，剥离力 （200 ℃烘烤 2 h）为 26.8 g，烘烤后出现转移的现象；主要原因是催化剂用量偏少，导致胶膜固化不完全， 影响了胶膜的性能。综合考虑，选择催化剂用量为 0.09%为佳。
2.6 抗静电剂用量对压敏胶性能影响
调整不同的抗静电剂用量，其他原料用量保持不变，测得胶膜的性能如表 5 所示。
由表5可以看出 ，随着抗静电剂用量的不断增加，室温测剥离力和 200 ℃烘烤后剥离力变化不大， 但当抗静电剂含量为 1.4%时，烘烤后玻璃板表面有 少量转移；表面电阻值则不断下降。由于抗静电剂不 参与化学反应，将双组分聚氨酯胶黏剂的膜贴在玻璃 板上，在 200℃烘烤后会有转移出来的风险，所以综合 考虑，选择抗静电剂用量为 1.1%为佳。
2.7 性能比较
将合成的热固型聚氨酯压敏胶与市售的同类型压敏胶进行性能对比，结果如表 6 所示。
由表 6 可以看出，最佳配比的热固型聚氨酯压敏胶比市售压敏胶性能更优 ，主要表现在 ：市售胶在 200 ℃烘烤后，剥离力上升更大，而且胶膜撕开后有 少量转移，会影响产品的使用，表面电阻值相差不大。
3 结语
（1）本研究合成一种羟基封端的聚氨酯预聚体 RG-6（A 组 分），以 异 氰 酸 酯 多 聚 体 为 固 化 剂（B 组 分），JL-WT1 为抗静电剂，制成了一种耐高温型双组分聚氨酯压敏胶。当 AFCONA-3285 的用量为 1.2%、 聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇和聚己内酯三元醇的物 质的量比为 0.7∶1、固化温度为 125 ℃、二月桂酸二丁 基锡用量为 0.09%、抗静电剂用量为 1.1%时，耐高温 型聚氨酯压敏胶的综合性能最优。
（2）耐高温型聚氨酯压敏胶在高温烘烤后，如何 保证剥离力爬升幅度小和降低撕膜电压的是今后努 力的方向。
为方便阅读，本文移除了脚注。如有需要，请参阅《涂层与防护》2023年9月第 44卷第9期 END
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