一种可生物降解的TPU薄膜及其制备方法技术

一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：聚醚型TPU颗粒100份、耐水解稳定剂5‑20份、抗氧剂0.1‑5份、光分解剂0.1‑5份、五氧化二磷0.1‑5份，其中，耐水解稳定剂为N,N’‑二(2,6‑二异丙基苯基)碳二亚胺与单2‑噁唑啉以1:0.3‑2摩尔比的混合物。本发明专利技术提供的TPU薄膜在可降解的情况下依然保持较好的力学性能和耐水解性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种可生物降解的TPU薄膜及其制备方法。
技术介绍
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，主要分为有聚酯型和聚醚型之分。它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用。TPU薄膜是在TPU颗粒料基础上，经压延、流延、吹膜、涂覆等特殊工艺制成的薄膜。TPU(热可塑性聚氨酯)因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。目前，凡是使用PVC的地方，TPU均能成为PVC之替代品。但TPU所拥有的优点，PVC则望尘莫及。TPU不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，而且是种成熟的环保材料。目前，TPU已被广泛应用于：鞋材、成衣、充气玩具、水上及水下之运动器材、医疗器材、健身器材、汽车椅座材料、雨伞、皮箱、皮包等。另外，聚氨酯是在主键的重负单元中具有氨基钾酸酯键(-NHCOO)的高分子化合物的统称，不仅耐磨性、耐药性及耐溶剂型好，而且耐久性好，且对氧的稳定性好，因此，广泛用作聚氨酯泡沫、聚氨酯橡胶、胶粘剂、合成纤维、涂料等，而且，还可用于塑料的制造。一般而言，聚氨酯本身具有水解性和降解性等分解特性。但是，因其分解特性非常微弱，因此，在使用完聚氨酯产品废弃之后，难以完全分解而部分分解，半永久性地存在或需要很长的分解时间，从而成为环境污染的原因。因此，采取聚氨酯产品的循环利用方法或焚烧的方法，但焚烧时会产生有害物质，而循环利用方法不仅难以回收，而且，回收之后还需去除掺杂进来的杂质的过程。因此，需要废弃之后快速分解的同时，不改变聚氨酯特性的聚氨酯合成物，从而带动对具有良好的分解性的聚氨酯的各种研究。如CN 102675855A利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料，其包含浸渗含磷的添加剂的可降解聚氨酯，因此，不仅产品的物性好，而且，可在短时间内分解薄膜及塑料。另外，该专利技术在合成聚氨酯时添加具有强氧化作用的五氧化二磷，以引起活跃的降解，而且，用天然油涂布添加剂，从而可直接将添加剂添加至聚氨酯的合成，且通过阻断与空气的接触抑制水分引起的反应，防止颜色的变化。上述技术虽然可降解聚氨酯，但是，常温状态下及水解试验后的物性却不令人满意。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种力学性能好的可生物降解TPU薄膜及其制备方法。本专利技术提供的TPU薄膜在可降解的情况下依然保持较好的力学性能和耐水解性能。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：其中，所述耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:0.3-2，例如为1:0.4、1:0.6、1:0.8、1:1.1、1:1.3、1:1.5、1:1.7、1:1.9等摩尔比的混合物；所述生物降解促进剂为油酸二乙醇酰胺磷酸酯和/或月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯。所述耐水解稳定剂例如可为6份、8份、9份、11份、13份、15份、17份、19份等。所述抗氧剂例如可为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.1份、3.6份、4.0份、4.4份、4.8份等。所述光分解剂例如可为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.1份、3.6份、4.0份、4.4份、4.8份等。所述五氧化二磷例如可为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.1份、3.6份、4.0份、4.4份、4.8份等。采用上述组分配比及聚醚型TPU颗粒与特定的耐水解稳定剂、光分解剂及五氧化二磷的结合不仅使得制得薄膜较易降解，而且还可较大地提高制得薄膜的耐水解性能，力学性能保持率明显改善。作为优选，本专利技术的可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：其中，所述耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:0.5-1摩尔比的混合物。作为优选，本专利技术的可生物降解的TPU薄膜，所述抗氧剂为多酚抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的组合。优选地，所述多酚抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂1076。优选地，所述亚磷酸酯抗氧剂为抗氧剂168和/或618。优选地，所述多酚抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的摩尔比为1:0.2-5，例如为1:0.4、1:0.7、1:1.1、1:1.5、1:2、1:2.6、1:3.3、1:3.8、1:4.2、1:4.7等，该比例下的多酚抗氧剂与亚磷酸酯组合可以取得优异的抗氧化效果，优选为1:1-3。优选地，所述光分解剂为二硫化氨基甲酸酯、十二烷基丁二酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚中任一种或两者以上的结合。光分解剂和五氧化二磷的配合使用使得制得薄膜的降解速度大大增加。本专利技术所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述TPU薄膜不同的特性。除此之外，本专利技术所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。本专利技术的目的之一还在于提供一种本专利技术所述的TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将原料干燥后混合；(2)将混合后的料熔融共混得复合母料；(3)将母料进行吹膜、压延或流延成膜加工，得所述TPU薄膜。作为优选，本专利技术的制备方法中，步骤(1)中所述干燥在真空下在50-70℃，例如为53℃、57℃、60℃、64℃、68℃等下进行2h以上，例如为2.2h、2.6h、3.3h、3.9h、4.5h、5.7h、7.5h等，优选3-6h。优选地，所述混合在高速混合机中进行。优选地，所述混合的时间为1min以上，例如为2min、2.5min、3.4min、4min、4.5min等，优选3-5min。优选地，所述混合时混合机转速为20000r/min以上，优选为30000-50000r/min。作为优选，本专利技术的制备方法中，步骤(2)中所述熔融共混的温度为150-230℃，例如为155℃、160℃、163℃、168℃、172℃、177℃、185℃、190℃、195℃、203℃、210℃、218℃、222℃、228℃等，时间为0.5-5h，例如为0.8h、1.5h、3h、3.6h、4.5h等，优选为1-2h。本专利技术在TPU颗粒中加入N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉组合的耐水解稳定剂以及光分解剂和五氧化二磷的配合使用使得制得的TPU薄膜产品的降解性能优异，耐热水解稳定提高，力学性能保持率。本专利技术制得的聚氨酯弹性体薄膜6周后抗张强度保持95％以上，6周后断裂伸长率为初始的1.15倍以上，均远远优于对比例的。具体实施方式为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的实施例如下：实施例1一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：其中，耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:0.3摩尔比的混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂618摩尔比为1:5的组合；所述光分解剂为十二烷基丁二酸酯；所述生物降解促进剂为油酸二乙醇酰胺磷酸酯和月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯；并通过以下方法制备：(1)将原料在真空下在60℃下干燥3h以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：其中，耐水解稳定剂为N,N’‑二(2,6‑二异丙基苯基)碳二亚胺与单2‑噁唑啉以1:0.3‑2摩尔比的混合物；所述生物降解促进剂为油酸二乙醇酰胺磷酸酯和/或月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的TPU薄膜，按重量份数包括以下成分：其中，耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:0.3-2摩尔比的混合物；所述生物降解促进剂为油酸二乙醇酰胺磷酸酯和/或月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯。2.根据权利要求1所述的TPU薄膜，其特征在于，按重量份数包括以下成分：其中，耐水解稳定剂为N,N’-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺与单2-噁唑啉以1:0.5-1摩尔比的混合物。3.根据权利要求1或2所述的TPU薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为多酚抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的组合。4.根据权利要求3所述的TPU薄膜，其特征在于，所述多酚抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂1076；优选地，所述亚磷酸酯抗氧剂为抗氧剂168和/或618。5.根据权利要求3或4所述的TPU薄膜，其特征在于，所述多酚抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂的摩尔比为1:0.2-5，优选为1:1-3。6.根据权利要求1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，王一良，
申请(专利权)人：东莞市雄林新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44