灯具用高性能覆膜板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种灯具用高性能覆膜板及其制备方法。

背景技术

随着科技的不断发展，灯具在现代生活中的使用范围已经大大扩展，从室内到室外、从商业场所到家庭生活，灯具的需求也在日益增加。对于灯具材料而言，由于其常年处于高温、湿润和其他多种恶劣环境中，所以对其性能有着非常高的要求。其中，覆膜板作为灯具的一个重要组成部分，它的性能直接影响到灯具的使用寿命、安全性以及效果。

传统的灯具覆膜板大多使用单一或简单的复合材料制作，这样的材料虽然能够满足基本的使用需求，但在耐热、耐候、抗氧化等性能上还存在很大的缺陷。尤其是在高温环境下，传统的覆膜板很容易出现老化、变形、脱落等问题，这不仅影响了灯具的外观，还可能影响其正常工作和安全性。

此外，传统覆膜板在制备过程中大多使用有机溶剂作为胶粘剂，这不仅增加了生产成本，而且对环境产生了污染。与此同时，传统的胶粘剂在使用过程中很容易产生黄变、失效等问题，进一步影响了覆膜板的使用寿命和性能。

为了解决上述问题，近年来，研究者们开始探索新型的覆膜板材料和制备方法。其中，多元醇作为胶粘剂的一种重要原料，由于其结构多样、功能性强，被广泛应用于多种领域，如聚氨酯、聚酯等。然而，针对灯具用的高性能覆膜板，如何优选并复配多元醇，以提高其耐热、耐候、抗氧化等性能，仍是一个亟待解决的问题。

综上所述，针对灯具用的高性能覆膜板，如何通过科学的材料选择和制备工艺，提高其在高温、湿润、强光等恶劣环境中的稳定性、耐久性和安全性，成为了当前研究的热点和难点。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的发明构思是：通过优选覆膜板中胶粘剂层的多元醇，提高其耐候性能，特别是耐热性能。

下面具体介绍本发明的技术方案：

一种灯具用高性能覆膜板，依次包括反射膜层、胶粘剂层、基材、胶粘剂层和背膜层，所述胶粘剂层材质为耐候性聚氨酯胶粘剂，所述耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：所述A组分包括双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇，所述B组分为有机异氰酸酯。

优选地，所述耐候性聚氨酯胶粘剂中所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇28-52重量份；

聚碳酸酯二醇28-52重量份；

聚丙烯酸酯多元醇8-32重量份；

催化剂0.1-0.9重量份；

抗氧化剂0.5-1.5重量份。

优选地，所述耐候性聚氨酯胶粘剂中所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇32-48重量份；

聚碳酸酯二醇32-48重量份；

聚丙烯酸酯多元醇12-28重量份；

催化剂0.2-0.8重量份；

抗氧化剂0.6-1.2重量份。

优选地，所述有机异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。

优选地，所述耐候性聚氨酯胶粘剂中所述B组分包括下述原料：

甲苯二异氰酸酯40-60份；

异佛尔酮二异氰酸酯40-60份。

优选地，所述耐候性聚氨酯胶粘剂中，所述A组分和B组分重量比为0.75:1-0.95:1。

优选地，所述反射膜层材质为PET反射膜。

优选地，所述基材为金属板材。

优选地，所述背膜层为PP膜、PET膜、PE膜、PVC膜、PTFE膜或ETFE膜。

一种灯具用高性能覆膜板的制备方法，包括下述步骤：

在所述基材的正面和反面分别涂覆所述耐候性聚氨酯胶粘剂；

再在基材的正面和反面进行覆膜，一面覆反射膜，另一面覆背膜；

干燥。

本发明的灯具用高性能覆膜板，通过优选覆膜板中胶粘剂层采用双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇三种不同类型多元醇配合，进而提高其耐候性能，特别是耐热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明灯具用高性能覆膜板中耐候性聚氨酯胶粘剂高温剪切强度试验数据图。

具体实施方式：

一种灯具用高性能覆膜板，依次包括反射膜层、胶粘剂层、基材、胶粘剂层和背膜层，所述胶粘剂层材质为耐候性聚氨酯胶粘剂，所述耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇32-48重量份；

聚碳酸酯二醇32-48重量份；

聚丙烯酸酯多元醇12-28重量份；

催化剂0.2-0.8重量份；

抗氧化剂0.6-1.2重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯40-60份；

异佛尔酮二异氰酸酯40-60份；

所述A组分和B组分重量比为0.75:1-0.95:1。

胶粘剂层主要负责将反射膜层、基材和背膜层固定紧密，确保各组件间的坚固连接和覆膜板的整体稳健。同时，这一层也有助于增强产品的耐候能力。

本发明的灯具用高性能覆膜板，通过优选覆膜板中胶粘剂层采用双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇三种不同类型多元醇配合，进而提高其耐候性能，特别是耐热性能。具体分析如下：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇中，双酚A是一种双酚，具有两个酚羟基。氧化乙烯聚醚二醇是一种通过氧化乙烯单体聚合得到的聚醚型多元醇，其主链是由-CH2-CH2-O-重复单元组成的。由于其主链主要是由柔性的醚键组成的，因此可以为聚氨酯胶粘剂提供良好的柔韧性和弹性。双酚A增强了分子间的氢键作用，有助于增强材料的强度和热稳定性。

聚碳酸酯二醇，由小分子二醇与二酸酐(通常是碳酸酐)反应得到的多元醇。其主链中含有碳酸酯键(-OCO-)。碳酸酯键具有相对较高的刚性，因此聚碳酸酯二醇可以为聚氨酯胶粘剂提供硬度和结构强度。这种硬段可以与双酚A/氧化乙烯聚醚二醇的柔性段相平衡，从而得到理想的机械性能。

聚丙烯酸酯多元醇由丙烯酸或其酯与多元醇反应得到，含酯键(-COO-)。酯键的结构较醚键稳定，尤其在高温下，赋予其优良耐热性。其显著的极性带来强范德华力和氢键，增强了耐水性和耐化学性。相比聚醚型多元醇，聚酯型因酯键极性有更好的稳定性和机械性能。

在这种聚氨酯胶粘剂的配方中，三种多元醇共同工作，形成了硬段和柔性段的结构。硬段由聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇提供，这些硬段能够形成强度较高的物理交联点，提供耐热性。双酚A/氧化乙烯聚醚二醇作为柔性段，可以确保材料不会过于脆硬，同时双酚A也增强了分子间的氢键作用，提供了额外的热稳定性。通过这种结构上的设计，胶粘剂在受到热应力时，硬段可以承受和分散热应力，而柔性段则提供了必要的柔韧性，使材料不会因为热应力而破裂，从而整体提高了耐热性能。

所述反射膜层材质为PET反射膜。优选地所述PET反射膜的反射率(550nm)≥93.5％。这一PET反射层的核心作用是反射光线，其高反射率确保了光的最大利用，从而增强了灯具的光亮度和效率。同时，PET的稳定性和耐用性也确保了反射层的长久使用。

所述基材为金属板材。优选钢板。基材在本发明中起到了支撑作用，确保覆膜板具有所需的稳固性和强度。

所述背膜层为PP膜、PET膜、PE膜、PVC膜、PTFE膜或ETFE膜。背膜层具有防护功能，为内部其他各层结构提供了对外界条件如湿气和灰尘的屏障，确保反射膜层、基材和胶粘剂层不受损害。

一种灯具用高性能覆膜板的制备方法，包括下述步骤：

在所述基材的正面和反面分别涂覆所述耐候性聚氨酯胶粘剂；

再在基材的正面和反面进行覆膜，一面覆反射膜，另一面覆背膜；

干燥。

优选地，耐候性聚氨酯胶粘剂的涂覆量为4-16g/m

本发明的灯具用高性能覆膜板，通过优选覆膜板中胶粘剂层采用双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇三种不同类型多元醇配合，进而提高其耐候性能，特别是耐热性能。

实施例和比较例的部分原材料介绍如下：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇，又名双酚-A聚氧乙烯醚，CAS号：32492-61-8,采用SEPPIC公司牌号Dianol265双酚A/氧化乙烯聚醚二醇。

聚碳酸酯二醇，采用日本宇部ETERNACOLL牌号PH-200聚碳酸酯二醇。

聚丙烯酸酯多元醇，采用Bayer公司

催化剂，选用二月桂酸二丁基锡。

抗氧化剂，选用抗氧化剂1010。

甲苯二异氰酸酯，CAS号：471-62-5。

异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号：4098-71-9。

反射膜层，选用宁波长阳科技股份有限公司提供的型号DJY100的PET反射膜，550nm反射率93.6％，厚度100μm，。

基材，选用江门市华津金属制品有限公司提供的牌号SPCE冷轧钢板，厚度0.60mm。

背膜，材质PP，选用厚度40um的通用PP背膜。

实施例1：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇40重量份；

聚碳酸酯二醇40重量份；

聚丙烯酸酯多元醇20重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

实施例2：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇32重量份；

聚碳酸酯二醇48重量份；

聚丙烯酸酯多元醇20重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

实施例3：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇48重量份；

聚碳酸酯二醇32重量份；

聚丙烯酸酯多元醇20重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

实施例4：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇44重量份；

聚碳酸酯二醇44重量份；

聚丙烯酸酯多元醇12重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

实施例5：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇36重量份；

聚碳酸酯二醇36重量份；

聚丙烯酸酯多元醇28重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例1：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇100重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例2：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

聚碳酸酯二醇100重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)聚碳酸酯二醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例3：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

聚丙烯酸酯多元醇100重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例4：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇50重量份；

聚碳酸酯二醇50重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例5：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

双酚A/氧化乙烯聚醚二醇65重量份；

聚丙烯酸酯多元醇35重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

对比例6：

耐候性聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分：

所述A组分包括下述原料：

聚碳酸酯二醇65重量份；

聚丙烯酸酯多元醇35重量份；

催化剂0.5重量份；

抗氧化剂0.8重量份。

所述B组分包括如下重量份的原料：

甲苯二异氰酸酯50份；

异佛尔酮二异氰酸酯50份；

所述A组分和B组分重量比为0.85:1。

上述耐候性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括下述步骤：(1)聚碳酸酯二醇、聚丙烯酸酯多元醇、催化剂和抗氧化剂搅拌混合均匀，得到A组分；(2)甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀，得到B组分；(3)A、B组分混合。

测试例1：

高温剪切强度试验：参照GB/T7124标准，在3系铝基材(100mm×25mm)上展开剪切强度试验。制样时，环境温度和相对湿度分别为23℃和50％。剪切试验样本宽度是12.5mm，胶层的厚度为0.2mm。

样本在120℃的烘箱中放置10天后，在120℃的条件下，利用拉力机以5mm/min的速度进行剪切强度。具体数据见下表，也可直观参见图1。

表1高温剪切强度测试结果

本发明胶粘剂采用了三种特定的多元醇进行复配：双酚A/氧化乙烯聚醚二醇、聚碳酸酯二醇和聚丙烯酸酯多元醇，其中每一种都为材料贡献独特的性质。

当胶粘剂在高温下承受剪切力时，其内部结构的稳定性和相互作用变得尤为重要。在这种情境下，三种多元醇的复配策略表现得尤为出色。首先，双酚A/氧化乙烯聚醚二醇提供了良好的柔韧性，确保了材料在高温下仍然可以保持一定的弹性，从而有助于分散部分剪切应力。而双酚A的氢键作用也提高了材料的热稳定性，这在高温下是非常关键的。其次，聚碳酸酯二醇的碳酸酯键带来了硬段，这为胶粘剂提供了必要的强度，使其能够在高温下抵抗剪切力而不断裂。同时，聚丙烯酸酯多元醇的酯键提供了额外的稳定性和强度，特别是在高温下。对于单一多元醇(对比例1-3)或双多元醇复配(对比例4-6)，它们在高温剪切强度上可能表现不佳。特别是单一多元醇可能无法平衡强度和柔韧性，导致在高温下易于断裂。而双多元醇复配虽然比单一的更好，但仍然无法与三种复配策略相匹敌。综上所述，对于高温剪切强度这一耐热性能，采用三种多元醇的复配策略确保了最佳的性能平衡，充分展现了各种性能的协同增效。

实施例6：

灯具用高性能覆膜板的制备方法，包括下述步骤：

首先，将冷轧钢板基材进行彻底的清洗与干燥处理。

在基材的两面，即正面和反面，均匀涂布实施例1制备的耐候性聚氨酯胶粘剂。控制每一面的胶粘剂的用量为8g/m

接下来，将基材两侧进行覆膜操作。在正面贴上PET反射膜，而反面则覆上PP背膜。

将覆膜后的基材送入恒温隧道炉中进行干燥处理，制成覆膜板。

将制得的覆膜板进行卷取处理。

最后，为了确保其性能，将覆膜板放入设置为70℃的熟化炉中，进行72小时的固化处理。完成后，即得到了本流程制成的灯具用高性能覆膜板。

实施例7：

与实施例6区别是：采用对比例4的耐候性聚氨酯胶粘剂。

实施例8：

与实施例6区别是：采用对比例5的耐候性聚氨酯胶粘剂。

实施例9：

与实施例6区别是：采用对比例6的耐候性聚氨酯胶粘剂。

测试例2：

采用GB/T 3979-2008标准进行550nm反射率测试，数据见下表。

表2反射率测试结果

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。