航空用聚氨酯保护胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜技术领域，具体涉及一种航空用聚氨酯保护胶带及其制备方法。
背景技术
航空用聚氨酯保护胶带是贴附于民航及军用飞机的机舱内地面、护板缝隙等需要防护阻隔的部位的特种胶带，其目的是为了建立良好的流体屏障，起到阻隔、防护、防水、防腐的作用，保护机舱。由于民航及军用飞机的机身内材料具有严格的阻燃要求，并且在飞行过程中会产生频繁的振动，因此对于航空用聚氨酯保护胶带，不仅需要具有优异的阻燃性能，而且需要具有良好的粘结力，以防止松动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种航空用聚氨酯保护胶带，该聚氨酯保护胶带具有良好的阻燃性能和粘结力，能够起到保护机舱内地板、面板的作用，防止其进水腐蚀。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种航空用聚氨酯保护胶带，所述聚氨酯保护胶带由改性聚氨酯基材，涂布于改性聚氨酯基材上的阻燃压敏胶层，以及贴合于阻燃压敏胶层上的离型膜组成；
所述改性聚氨酯基材是由按重量份计的如下原料经挤出工艺而得到：65-80份聚氨酯弹性体、15-30份PEI、0.5-2份阻燃剂；
所述阻燃压敏胶层是由按重量份计的如下原料制成的：丙烯酸胶水100份、有机溶剂20-80份、三聚氰胺树脂5-10份、固化剂5-10份、阻燃剂1-3份；
所述丙烯酸胶水是由按质量分数计的如下成分经聚合反应得到的：丙烯酸异辛酯50%~80%、丙烯酸丁酯5~10%、醋酸乙烯酯10~25%、丙烯酸5~10%、甘油磷酸双甲基丙烯酸酯5~10%、偶氮二异丁腈0.1~0.5%；
所述丙烯酸胶水的重均分子量（Mw）为130W~150W；所述阻燃剂为有机硅改性或脂肪酸改性的氢氧化铝/氢氧化镁，其颗粒尺寸为5-100nm。
聚醚酰亚胺材料（PEI）是一种新型的工程塑料，其具有优异的机械性能，具有高强度、高模量的特性，且具备耐辐射、耐腐蚀性、耐高低温性能、介电性能、绝缘性能及耐磨性能。本发明采用PEI对聚氨酯进行改性，得到的改性聚氨酯基材十分坚韧、耐磨，可以抗穿刺、撕裂、磨损和侵蚀，能够满足航空用聚氨酯保护胶带的要求，达到了3M 8657L聚氨酯保护胶带相似的性能。同时，PEI还是一种优异的阻燃材料，不添加任何添加剂就有固有的阻燃性和低烟度，燃烧等级为UL94-V-0级，采用PEI对聚氨酯进行改性，配合少量阻燃剂进行协同阻燃，能够大大提升改性聚氨酯基材的阻燃性能，达到UL94-V-0的阻燃等级。
本发明中，为了提高压敏胶的阻燃性能，发明人在丙烯酸胶水的合成中引入了反应性阻燃单体——甘油磷酸双甲基丙烯酸酯，即在丙烯酸胶水中引入了阻燃的磷酸基团，从而赋予了压敏胶以阻燃性能；此外，这种单体还能够增加压敏胶对金属、玻璃等基材的附着力，提高粘结强度。本发明合成的丙烯酸胶水的重均分子量较高，达到了130W-150W，既满足了胶带对于初粘力的要求，又具有不错的内聚力，从而保证了胶层的耐高温性能。
其次，为进一步地提高压敏胶的阻燃性能，本发明在压敏胶的配方中引入了1-3份阻燃剂，该阻燃剂优选为有机硅改性或脂肪酸改性的氢氧化铝/氢氧化镁，其颗粒尺寸为5-100nm。其中，所采用的改性剂脂肪酸可为油酸、硬脂酸、硬脂酸甘油酯等，改性剂的添加量优选为2%-3%。通过有机硅改性或脂肪酸改性，极大地提高了阻燃剂在基体中的分散性，提升了阻燃效果；并且其颗粒尺寸较小，仅为5-100nm，从而降低了阻燃剂的加入对压敏胶自身理化性能的影响，尤其是对粘结力的影响。因此，本发明通过反应性阻燃和填充阻燃两种手段的结合，在达到阻燃要求的同时，降低了阻燃剂的用量，同时进一步减小了阻燃剂对压敏胶性能的影响。
此外，本发明在压敏胶的配方中还引入5-10份三聚氰胺树脂，三聚氰胺树脂在压敏胶的制备过程中不仅起到了交联剂的作用，可以替代部分树脂，减少胶粘剂用量；同时三聚氰胺树脂还具有一定的阻燃性，可以降低阻燃剂的用量，从而能够降低由于阻燃剂的使用对压敏胶性能的影响。
进一步地，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丙酮、丁酮、异丙醇中的一种或多种。
进一步地，所述固化剂为3-6份异氰酸酯类固化剂与2-4份环氧类固化剂组成的双组分复合固化剂。
进一步地，所述异氰酸酯类固化剂选自六亚甲基聚异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种或多种；所述环氧类固化剂选自间苯二甲胺型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂的一种或多种。
进一步地，所述改性聚氨酯基材的厚度为0.3-0.5mm，所述阻燃压敏胶层的厚度为50-200μm。
本发明第二方面提供了第一方面所述的一种航空用聚氨酯保护胶带的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、甘油磷酸双甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈进行聚合反应，得到丙烯酸胶水；
将100份丙烯酸胶水、5-10份三聚氰胺树脂、1-3份阻燃剂加入到20-80份有机溶剂中，混合均匀后，加入5-10份固化剂，得到涂布液；
在改性聚氨酯基材上涂布所述涂布液，经过烘道烘烤后，形成压敏胶层；
在所述压敏胶层上贴合离型膜，得聚氨酯保护胶带成品。
进一步地，所述改性聚氨酯基材的制备方法为：
取配方量的聚氨酯弹性体胶粒、PEI颗粒和阻燃剂，混合均匀后加入到开炼机中，于180-220℃下反复混炼直至均匀；再将混炼好的物料取出置于压延机中，于150-160℃下牵引挤压成带材，得到改性聚氨酯基材。
进一步地，在改性聚氨酯基材上涂布所述涂布液之前，还包括对改性聚氨酯基材表面进行电晕处理和/或涂布底涂液的步骤。其中，通过电晕处理或底涂处理，能够提高压敏胶与改性聚氨酯基材之间的结合力。
进一步地，所述涂布的方法为微凹涂布和/或刮刀涂布。
本发明的有益效果在于：
本发明的航空用聚氨酯保护胶带，具有良好的阻燃性能和粘结力，将其应用于飞机地板、面板上时，能够建立良好的流体屏障，防止液体引起地板系统的腐蚀，从而起到了保护机舱内地板面板的作用。
附图说明
图1是本发明的航空用聚氨酯保护胶带的示意性结构图；
其中：1、改性聚氨酯基材；2、阻燃压敏胶层；3、离型膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1-6
1、制备丙烯酸胶水
按照丙烯酸异辛酯60wt%、丙烯酸丁酯8wt%、醋酸乙烯酯16wt%、丙烯酸7.5wt%、甘油磷酸双甲基丙烯酸酯8.2wt%和偶氮二异丁腈0.3wt%的比例，称取各组分并将各组分加入反应釜中，加入乙酸乙酯，50-60℃下聚合反应5小时，得到固含量为30%，Mw约为150万的丙烯酸胶水。
2、制备压敏胶涂布液
按照表1的配方，将丙烯酸胶水、三聚氰胺树脂和阻燃剂加入到乙酸乙酯中，混合均匀后，加入固化剂进行固化反应，得到压敏胶涂布液。
表1 实施例1-6中的压敏胶涂布液的配方
3、制备改性聚氨酯基材
取75份聚氨酯弹性体胶粒、23份PEI颗粒、2份2wt%油酸改性的氢氧化铝阻燃剂，混合均匀后加入到开炼机中，于180-220℃下反复混炼直至均匀；再将混炼好的物料取出置于压延机中，于150-160℃下牵引挤压成带材，将带材裁切成大小一致的长条，即得到厚度为0.4mm的改性聚氨酯基材。
4、制备聚氨酯保护胶带
首先采用橡胶底涂液（Chemlok CH205）在改性聚氨酯基材的表面进行底涂处理，然后使用逗号刮刀工艺将压敏胶涂布液涂布在改性聚氨酯基材的底涂面上，涂布厚度为200μm；于烘道中烘干后，使用离型膜贴合胶层表面，即得到聚氨酯保护胶带。
实施例1-6制备的聚氨酯保护胶带的性能测试结果如下表所示，其中邵氏A硬度参照GB/T531.1-2008的规定进行，拉伸强度及延伸率参照GB/T528-2009的规定进行，试样为哑铃形，撕裂强度参照GB/T529-2008的规定进行，试样为新月形，凹陷深度为0.50±0.08mm，耐磨损性能参照GB/T1689-2014的规定进行，粘着力参照GB/T2792-2014的规定进行，被粘物为SUS303不锈钢板；燃烧等级参照UL94垂直燃烧试验标准进行，氧指数参照GB/T10707-2008的规定进行。
表2 实施例1-6制备的聚氨酯保护胶带的性能测试结果
表2的结果表明，实施例1-6制备的聚氨酯保护胶带，具有优异的强度、韧性和耐磨性，同时粘结性和阻燃效果好，可用于民航及军用飞机的机身内地板或护板的保护。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
