层状材料及其制造方法和应用与流程

本申请涉及层状材料，具体涉及一种层状材料及其制造方法和应用。

背景技术：

1、层状材料是基材表面平坦化处理中需要用到的一种重要辅料，通常由层叠设置的基底层和多孔的发泡层组成。层状材料具有良好的柔软性、弹性、耐磨性等，并可储存和运输平坦化处理用工作液，配合工作液可实现对待处理基材的平坦化处理。

2、现有层状材料的防水效果较差，使用寿命较短，当达到其使用寿命的末期时，基底层中常渗有工作液，这会大大降低其平坦化处理效果。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供一种具有良好防水性的长寿命的层状材料，以解决现有层状材料防水性差、使用寿命短的问题。

2、本申请实施例第一方面提供了一种层状材料，包括依次层叠设置的基底层、防水层和具有多孔结构的发泡层，其中，所述防水层含有聚氨酯弹性体，所述防水层的孔隙率在8％以下，所述防水层靠近所述发泡层的表面对水的接触角为90°-110°。

3、该层状材料中引入了上述疏水性好、孔隙率低的高致密度高疏水性防水层，这能保证层状材料的研磨效果不受影响的情况下，很好地防止工作液及加工产生的废液渗入，具有良好的防水防污效果，进而提高层状材料的使用寿命。

4、本申请实施方式中，所述防水层的表观密度为1.0-1.25g/cm3。这可在一定程度上反映防水层的孔隙率低、致密度高，其能更好地阻止工作液渗入基底层中。

5、本申请实施方式中，所述防水层的吸水率在5％以下，和/或，所述防水层的吸水量小于1mg/cm2。吸水率/吸水量较低的防水层更有利于阻挡平坦化处理用工作液渗入到其下方的基底层中，保证层状材料的使用寿命较长。

6、本申请实施方式中，所述防水层的厚度为0.05mm-0.095mm。这既能保证防水层能有效发挥防水/阻水效果，又不会因厚度过大而影响其缓冲效果的发挥，及影响发泡层23的微小变形的释放。

7、本申请实施方式中，所述聚氨酯弹性体包括含硅型聚氨酯树脂、含氟型聚氨酯树脂、含氟硅型聚氨酯树脂中的一种或多种。这几种聚氨酯材料的疏水性较强，能够阻止含水工作液渗透到基底层内部、减少污物沉积和细菌滋生等，提高层状材料的使用寿命。

8、本申请实施方式中，所述含硅型聚氨酯树脂中硅元素的质量含量、所述含氟型聚氨酯树脂中氟元素的质量含量、所述含氟硅型聚氨酯树脂中氟及硅元素的总质量含量在1.5wt％-15wt％的范围内。控制聚氨酯树脂中疏水性元素的质量占比在上述范围，既能保证防水层具有良好的疏水、抗吸水性能，又不会明显降低防水层与基底层、发泡层的粘附效果。

9、本申请实施方式中，所述聚氨酯弹性体的硬度在45a-95a的范围内。该聚氨酯弹性体在具有良好疏水性能的同时，又可具有适当的硬度，不影响防水层发挥良好的缓冲回弹作用。

10、本申请实施方式中，所述基底层包括无纺布和分布在所述无纺布的内部及表面的第一聚氨酯材料；所述基底层与所述防水层之间通过所述第一聚氨酯材料接合。防水层具有与基底层相同类型的材料，两层之间的结合力更高。

11、本申请实施方式中，所述发泡层含有第二聚氨酯材料，所述第二聚氨酯材料的邵氏硬度介于50d-70d之间。

12、本申请实施方式中，所述聚氨酯弹性体的硬度小于所述第一聚氨酯材料的硬度。所述聚氨酯弹性体的硬度小于所述第二聚氨酯材料的硬度。这样可便于防水层发挥缓冲回弹作用，及保证发泡层的良好耐磨性、基底层的良好支撑作用。

13、本申请实施方式中，所述发泡层的断面孔隙率在30％-55％的范围内。

14、本申请实施方式中，所述发泡层背离所述防水层表面的表面孔隙率在30％-80％的范围内。

15、本申请实施方式中，所述发泡层背离所述防水层表面上孔的平均孔径大于40μm。

16、本申请实施方式中，所述发泡层背离所述防水层的表面上任一大小为2mm×2mm的矩形区域内，开孔的数量大于100个。

17、本申请实施例第二方面提供了一种层状材料的制造方法，包括以下步骤：

18、将无纺布浸入含第一聚氨酯材料的浸渍液中，之后去除所述无纺布上多余的浸渍液，并烘至半干，得到半干的基底层；

19、在所述半干的基底层的一侧表面涂布含聚氨酯弹性体及有机溶剂的防水层溶液，经烘干形成防水层，并实现所述防水层与基底层的接合；其中，所述防水层的孔隙率在8％以下，所述防水层靠近所述发泡层的表面对水的接触角为90°-110°；

20、在所述防水层上涂布含第二聚氨酯材料及有机溶剂的发泡浆料，之后置于含所述有机溶剂的凝固浴中进行发泡，以形成具有多孔结构的发泡层，得到层状材料。

21、该层状材料的制造方法操作简便，制造成本低、时间短，适合工业化批量生产，制得的层状材料在保证良好的加工性能的同时，其防水性能和使用寿命得到大幅提高，具有广阔的市场应用前景。

22、本申请实施例第三方面提供了本申请实施例第一方面所述的层状材料，采用本申请实施例第二方面所述的制造方法制得的层状材料在基材平坦化处理中的应用。

23、本申请实施例第四方面提供了一种平坦化处理装置，其包括本申请实施例第一方面所述的层状材料，或者包括采用本申请实施例第二方面所述的制造方法制得的层状材料。

24、本申请一些实施方式中，所述平坦化处理装置包括工作平台及悬设于所述工作平台上方的研磨头，所述工作平台的表面设有所述层状材料，或所述研磨头上安装有所述层状材料。

25、使用带上述层状材料的平坦化处理装置，对待处理基材的表面平坦化效果好，并能长久地工作。

技术特征：

1.一种层状材料，其特征在于，所述层状材料包括依次层叠设置的基底层、防水层和发泡层，其中，所述防水层含有聚氨酯弹性体，所述防水层的孔隙率在8％以下，所述防水层靠近所述发泡层的表面对水的接触角为90°-110°。

2.如权利要求1所述的层状材料，其特征在于，所述防水层的表观密度为1.0-1.25g/cm3。

3.如权利要求1或2所述的层状材料，其特征在于，所述防水层的吸水率在5％以下，和/或，所述防水层的吸水量小于1mg/cm2。

4.如权利要求1-3任一项所述的层状材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体包括含硅型聚氨酯树脂、含氟型聚氨酯树脂、含氟硅型聚氨酯树脂中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的层状材料，其特征在于，所述含硅型聚氨酯树脂中硅元素的质量含量、所述含氟型聚氨酯树脂中氟元素的质量含量、所述含氟硅型聚氨酯树脂中氟及硅元素的总质量含量在1.5wt％-15wt％的范围内。

6.如权利要求1-5任一项所述的层状材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体的硬度在45a-95a的范围内。

7.如权利要求1-6任一项所述的层状材料，其特征在于，所述防水层的厚度为0.05mm-0.095mm。

8.如权利要求1-7任一项所述的层状材料，其特征在于，所述基底层包括无纺布和分布在所述无纺布的内部及表面的第一聚氨酯材料；所述基底层与所述防水层之间通过所述第一聚氨酯材料接合。

9.如权利要求8所述的层状材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体的硬度小于所述第一聚氨酯材料的硬度。

10.如权利要求8或9所述的层状材料，其特征在于，所述基底层的邵氏硬度为10d-50d。

11.如权利要求1-10任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层含有第二聚氨酯材料；所述第二聚氨酯材料的邵氏硬度介于50d-70d之间。

12.如权利要求11所述的层状材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体的硬度小于所述第二聚氨酯材料的硬度。

13.如权利要求1-12任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层的断面孔隙率在30％-55％的范围内。

14.如权利要求1-13任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层背离所述防水层表面的表面孔隙率在30％-80％的范围内。

15.如权利要求1-14任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层背离所述防水层表面上孔的平均孔径大于40μm。

16.如权利要求1-15任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层背离所述防水层的表面上任一大小为2mm×2mm的矩形区域内，开孔的数量大于100个。

17.如权利要求1-16任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层的厚度为0.3mm-0.8mm，压缩比在20％-30％的范围内，压缩回弹率在85％-100％的范围内。

18.如权利要求1-17任一项所述的层状材料，其特征在于，所述基底层的厚度为0.7mm-1.5mm，压缩比在20％-60％的范围内，压缩回弹率在80％-100％的范围内。

19.如权利要求1-18任一项所述的层状材料，其特征在于，所述发泡层与所述防水层之间还通过无溶剂胶粘合。

20.一种层状材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

21.如权利要求20所述的制造方法，其特征在于，所述防水层溶液包括以下质量百分含量的各组分：聚氨酯弹性体20-35wt％，有机溶剂65-80wt％；其中，所述聚氨酯弹性体包括含硅型聚氨酯树脂、含氟型聚氨酯树脂、含氟硅型聚氨酯树脂中的一种或多种。

22.如权利要求1-19任一项所述的层状材料，或采用如权利要求20-21任一项所述的制备方法制得的层状材料在基材平坦化处理中的应用。

23.一种平坦化处理装置，其特征在于，所述平坦化处理装置带有如权利要求1-19任一项所述的层状材料，或者包括采用如权利要求20-21任一项所述的制备方法制得的层状材料。

技术总结本申请实施例提供了一种层状材料，包括依次层叠设置的基底层、防水层和发泡层，其中，所述防水层含有聚氨酯弹性体，所述防水层的孔隙率在8％以下，所述防水层靠近所述发泡层的表面对水的接触角为90°‑110°。引入上述防水层可保证层状材料的研磨效果不受影响的情况下，很好地防止基材表面处理用工作液及产生的工作废液渗入，具有良好的防水防污效果，进而提高层状材料的使用寿命。本申请实施例还提供了该层状材料的制造方法及相关应用。技术研发人员：李加海,范怡平,张历,李敏受保护的技术使用者：华为技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30