一种弹性体叠层膜及其制备方法与流程

本技术涉及叠层膜领域，更具体地说，它涉及一种弹性体叠层膜及其制备方法。

背景技术：

1、热塑性树脂，特别是经双向拉伸的聚酯薄膜具有优异的力学机械性能、电学性能、尺寸稳定性、光学透明性和耐化学性能，因而在汽车窗膜、光学显示领域、建筑玻璃贴膜、包装薄膜等众多领域得到广泛应用。近年来，功能化、薄型化和低成本化的潮流快速发展，对各种聚酯薄膜的性能提出了更高要求。

2、目前，市面上设计的叠层膜，都是通过两种或三种热塑性树脂混合制成，利用不同树脂之间的折射率的不同，实现对特定波长范围内的光线进行反射或吸收，但这类叠层膜弹性小，撕裂强度低，在曲率较大的弯曲界面无法使用。

技术实现思路

1、本技术提供一种弹性体叠层膜及其制备方法，制得的叠层膜具有优异的弹性模量和撕裂强度，能有效阻隔紫外线并且可见光透过率高，能够应用于曲率较大的弯曲界面，适用范围广。

2、第一方面，本技术提供的一种弹性体叠层膜采用如下的技术方案：

3、一种弹性体叠层膜，所述叠层膜包括质量比为1:(1-2)的膜层ⅰ和膜层ⅱ；所述膜层ⅰ、膜层ⅱ由聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体、聚酯树脂中的至少两种交替叠加而成；

4、所述聚氨酯弹性体包括以下重量份的原料：聚醚多元醇10-25份，异氰酸酯15-30份，催化剂1-2.5份，丙烯酸酯共聚物3-7份；

5、所述聚烯烃弹性体包括以下重量份的原料：烯烃单体20-35份，乳液4-9份，引发剂1-4份，稳定剂0.5-1份，填料1-3份。

6、选用聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体以及聚酯树脂中的至少两种进行交替叠加，其具有良好的结合力和相容性，且得到膜层ⅰ和膜层ⅱ含有相同结构单元的互相叠层，使得叠层膜的精度更高，相邻膜层界面之间结合力也更高，以使得产品使用时不易发生层间剥离(层离)的问题，撕裂强度佳。

7、采用膜层ⅰ和膜层ⅱ得到的叠层膜为有效阻隔紫外线并且可见光透过率较高的多层光学弹性体，其弹性模量佳，撕裂强度优异，可用于曲率较大的弯曲界面，在汽车制造领域，车窗功能膜的使用中，叠层膜与车窗贴合度佳，且能有效地阻隔紫外线，降低太阳光的透射，降低车内温度，从而提供一种舒适安全的乘车环境，减少紫外线对车内人员和物品造成的损伤。还可用于大型建筑玻璃膜，产品与玻璃贴合度优异，可有效阻隔紫外线，延长室内物品的使用期，减少刺眼强光，提升舒适度。

8、其中聚氨酯弹性体以聚醚多元醇和异氰酸酯为原料，在催化剂的作用下发生缩合反应，形成带有封端异氰酸酯基的预聚体，该预聚体具有异氰酸酯基团和聚醚链段，能够与丙烯酸酯共聚物进一步反应形成更长的聚合物链，有利于得到的聚氨酯弹性体与其他组分之间的相容性。丙烯酸酯共聚物不仅具有良好的弹性，还可以调节材料的流动性和黏度，以使得得到的聚氨酯弹性体材料的弹性佳，力学性能优异，赋予叠层膜优异的弹性模量，并改善其撕裂强度，使得叠层膜能够应用于曲率较大的弯曲界面，适用范围广。

9、聚烯烃弹性体以烯烃单体为原料，聚合反应进行时，聚烯烃单体会逐渐聚合形成高分子聚合物，配合乳液和稳定剂，能够降低界面张力，并使得烯烃单体更容易形成乳状胶体，控制聚合反应过程中聚合物颗粒的大小和分布，得到的聚烯烃弹性体具有优异弹性和柔软性，填料不仅能够增加材料的密实度和均匀性，改善材料的撕裂强度，还可以通过吸收、散射紫外线来减少紫外线的穿透，有效阻隔紫外线。

10、优选的，所述烯烃单体包括醋酸-乙烯，氯乙烯中的一种。

11、进一步的，烯烃单体优选醋酸-乙烯。

12、通过采用上述技术方案，选用合适的烯烃单体，有利于形成具有优异弹性模量和柔性的聚烯烃弹性体。

13、优选的，所述稳定剂包括辛醇聚氧乙烯醚，十六烷基酚聚氧乙烯醚，辛醇硫酸酯中的一种。

14、通过采用上述技术方案，辛醇聚氧乙烯醚，十六烷基酚聚氧乙烯醚，辛醇硫酸酯为表面活性剂，能够有效降低界面张力，有助于稳定的分散烯烃单体，更容易形成乳状胶体，有利于聚合物颗粒的大小和分布，从而调控聚烯烃弹性体的产品性能，并辅助改善聚烯烃弹性体与其他组分之间的相容性。

15、优选的，所述乳液包括氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，丁苯橡胶乳液，丙烯酸乳液中的一种。

16、通过采用上述技术方案，乳液的存在可使得不同的聚合物之间具有良好的粘接力，同时乳液中的高分子物质可以进一步参与烯烃单体的聚合反应，增强材料的力学性能以及与不同材料之间的相容性，乳液还能在一定程度上调节体系的黏度和流动性，改善材料的加工性能。

17、优选的，所述填料包括二氧化钛，乙基纤维素，纳米二氧化硅中的至少一种。

18、进一步的，填料优选质量比为2:(0.5-1)的二氧化钛和乙基纤维素。

19、通过采用上述技术方案，二氧化钛，乙基纤维素，纳米二氧化硅均可作为填料填充至薄膜产品中，以增强薄膜的力学性能，二氧化钛具有更优的紫外线阻隔性能，能够辅助叠层膜具有优异的紫外线阻隔性能并且可见光透过率高，乙烯基纤维素有利于改善聚烯烃弹性体与其他组分之间的相容性。

20、优选的，所述聚酯树脂包括经过硅烷偶联剂改性的聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚碳酸酯中的一种。

21、进一步的，硅烷偶联剂为kh550或kh560。

22、采用硅烷偶联剂对聚甲基丙烯酸甲酯或聚醋酸乙烯酯进行改性，能够有效改善其表面性能，改善不同材料之间的相容性。

23、优选的，所述聚氨酯弹性体在200-210℃的熔融指数为10-20g/10min；所述聚烯烃弹性体在200-210℃的熔融指数为15-25g/10min。

24、通过采用上述技术方案，进一步优化聚氨酯弹性体和聚烯烃弹性体的熔融指数，保证材料的加工性能。

25、优选的，所述膜层ⅰ由聚氨酯弹性体60-75wt％和聚酯树脂25-40wt％组成。

26、优选的，所述膜层ⅱ由聚氨酯弹性体30-40wt％和聚烯烃弹性体70-60wt％组成。

27、进一步的，所述膜层ⅰ和膜层ⅱ的折射率差值大于0.09。

28、通过采用上述技术方案，优化膜层ⅰ和膜层ⅱ的组成，以使得叠层膜不仅具有优异的弹性模量和撕裂强度，还能够有效阻隔紫外线且可见光透过率高。

29、第二方面，本技术提供一种弹性体叠层膜的制备方法，采用如下的技术方案：

30、一种弹性体叠层膜的制备方法，包括以下步骤：

31、制备聚氨酯弹性体：将聚醚多元醇与40-65％总重量的异氰酸酯混合，加入催化剂升温反应生成聚氨酯预聚体；将丙烯酸酯共聚物和剩余异氰酸酯溶于有机溶剂中，加入聚氨酯预聚体中继续反应，得到聚氨酯弹性体；

32、制备聚烯烃弹性体：将烯烃单体与稳定剂混合均匀得到混合料，将乳液和填料在水相溶剂中均匀分散后加入混合料中，在引发剂的作用下，升温反应得到聚烯烃弹性体；

33、将膜层ⅰ和膜层ⅱ交替叠层，挤出成膜，并进行双向拉伸，得到弹性体叠层膜。

34、进一步的，双向拉伸的倍数在5-15倍之间，优选5-8倍；使得聚合物分子在拉伸过程中定向，并获得相应的机械和力学性能。

35、进一步的，制备聚氨酯弹性体步骤中，聚醚多元醇包括聚乙二醇peg-600，聚丙二醇，聚四氢呋喃中的一种。催化剂为有机锡化合物，有机溶剂为二甲基亚砜或二甲基甲酰胺。反应温度为50-70℃，反应时间为30-55min。

36、进一步的，制备聚烯烃弹性体步骤中，引发剂为过氧化苯甲酰、二巯基二异丙醇中的一种；水相溶剂为丙二醇或乙二醇。反应温度为60-80℃，反应时间为1-2h。

37、通过采用上述技术方案，在制备聚氨酯弹性体的过程中，先将聚醚多元醇与部分异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚体，然后在与异氰酸酯进行反应，形成更长的聚合物链和三维网络结构，在反应过程中，异氰酸酯中的异氰基与聚氨酯预聚体中的氨基可发生反应，形成脲键结构，形成具有高度交联的网络结构，且脲键的存在增强了聚氨酯弹性提的弹性模量，实现对聚氨酯弹性体的强度和弹性的双重调节。

38、制备聚烯烃弹性体的步骤中，将乳液和填料在水相溶剂中均匀分散后再与烯烃单体反应，有助于聚合反应的进行并加快反应速率，同时利于烯烃单体具有优异的分散性，保持反应的均匀性，减小聚合过程中的不均匀性，把控聚烯烃弹性体的综合性能。

39、综上所述，本技术具有以下有益效果：

40、1.选用聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体以及聚酯树脂中的至少两种进行交替叠加，其具有良好的结合力和相容性，且得到膜层ⅰ和膜层ⅱ含有相同结构单元的互相叠层，使得叠层膜的精度更高，相邻膜层界面之间结合力也更高，以使得产品使用时不易发生层间剥离(层离)的问题，撕裂强度佳。

41、2.采用膜层ⅰ和膜层ⅱ得到的叠层膜为有效阻隔紫外线并且可见光透过率较高的多层光学弹性体，其弹性模量佳，撕裂强度优异，可用于曲率较大的弯曲界面，在汽车制造领域，车窗功能膜的使用中，叠层膜与车窗贴合度佳，且能有效地阻隔紫外线，降低太阳光的透射，降低车内温度，从而提供一种舒适安全的乘车环境，减少紫外线对车内人员和物品造成的损伤。还可用于大型建筑玻璃膜，产品与玻璃贴合度优异，可有效阻隔紫外线，延长室内物品的使用期，减少刺眼强光，提升舒适度。