一种透明高耐磨TPU薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种透明高耐磨TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：聚环氧丙烷醚多元醇30～35份、六亚甲基二异氰酸酯20～25份、1,2‑丙二醇15～20份、N,N‑二甲基甲酰胺5～10份、三乙基和乙烯基硅烷10～15份；所述原料还包括聚氧四亚甲基二醇。本发明专利技术以聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇作为聚合多元醇，利用二者的协同作用，同时结合N,N‑二甲基甲酰胺和三乙基乙烯基硅烷，使得制备得到的TPU薄膜不仅具有良好的耐磨性能，而且还具有良好的抗黄变性能和透明度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子
，涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种透明高耐磨TPU薄膜及其制备方法。
技术介绍
热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)是一种加热可熔融并且溶剂可溶解的高分子材料。TPU分子呈线性，分子间很少有交联，玻璃化温度低，因此具有高强度、高弹性和优良的耐磨、耐油以及耐低温特性。热塑性聚氨酯弹性体有聚酯型和聚醚型两类，白色无规则球状或柱状颗粒，相对密度1.10～1.25，聚醚型相对密度比聚酯型小。热塑性聚氨酯弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。TPU薄膜具有韧性好、强度高、无味、无毒和可热合加工等特性，广泛应用于汽车工业、医疗卫生和生活用品等领域。TPU薄膜传统的生产工艺主要是流延，该工艺产能低，薄膜厚度不均匀，各功能改性助剂都需要先造粒再添加使用，使得生产成本极高，限制了TPU薄膜的推广应用。现有的TPU材料普遍存耐磨性、弹性和韧性较低的问题，不能满足一些特定
的应用需求。CN 101747618A公开了一种高耐磨三组份聚氨酯弹性体主料，为三组分体系，一是预聚物组份：二异氰酸酯与多元醇反应，得到NCO％＝6～10％的预聚物，二异氰酸酯优选TDI-80，多元醇采用分子量在400～3000范围内，官能度为2的聚环氧丙烷醚多元醇；二是聚合物组份：采用分子量为1000～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇、增强剂、催化剂和抗老化剂制成。虽然该聚氨酯弹性体主料具有良好的耐磨性能，但其抗黄变性能和透明度较差，无法满足一些特定
的应用要求。
技术实现思路
针对现有热塑性聚氨酯弹性体材料存在的问题，本专利技术提供了一种透明高耐磨TPU薄膜及其制备方法。本专利技术以聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇作为聚合多元醇，利用二者的协同作用，同时结合N,N-二甲基甲酰胺和三乙基乙烯基硅烷，使得制备得到的TPU薄膜不仅具有良好的耐磨性能，而且还具有良好的抗黄变性能和透明度。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种TPU薄膜，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：所述原料包括聚氧四亚甲基二醇，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比为(3～4):1。其中，聚环氧丙烷醚多元醇的重量份可为30份、31份、32份、33份、34份或35份等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；六亚甲基二异氰酸酯的重量份可为20份、21份、22份、23份、24份或25份等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；1,2-丙二醇的重量份可为15份、16份、17份、18份、19份或20份等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；N,N-二甲基甲酰胺的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份或10份等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；三乙基乙烯基硅烷的重量份可为10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比可为3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1或4:1等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。本专利技术中，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比需控制在(3～4):1内，若质量比小于3:1时，材料的抗黄变性能和透明度均会有所降低；若质量比大于4:1时，材料的耐磨性能又会大幅度降低。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：所述原料包括聚氧四亚甲基二醇，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比为3.5:1。本专利技术制备得到的TPU薄膜以上述配比制得的性能最为优异，其耐磨性能以及抗黄变性能和透明度能最优。作为本专利技术优选的技术方案，所述制备TPU薄膜的原料还包括抗氧化剂、催化剂、光稳定剂、抗水解剂或交联助剂中的任意一种或至少两种的混合物，所述组合典型但非限制性实例有：抗氧化剂和催化剂的组合，光稳定剂和抗水解剂的组合，抗水解剂和交联助剂的组合，抗氧化剂、催化剂和光稳定剂的组合，光稳定剂、抗水解剂和交联助剂的组合，抗氧化剂、催化剂、光稳定剂、抗水解剂和交联助剂的组合等。作为本专利技术优选的技术方案，所述抗氧化剂为抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。优选地，所述催化剂为辛酸亚锡和/或二月桂酸二丁基锡。优选地，所述光稳定剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三氮唑。优选地，所述抗水解剂为炭化二亚胺。优选地，所述交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯和/或三烯丙基异氰脲酸酯。第二方面，本专利技术提供了上述TPU薄膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将配方量的聚环氧丙烷醚多元醇、聚氧四亚甲基二醇、1,2-丙二醇和N,N-二甲基甲酰胺依次加入容器中，在搅拌条件下于90～100℃抽真空，得到混合料A；(2)将配方量的六亚甲基二异氰酸酯加热至40～45℃后，滴入步骤(1)中得到的混合料A混合中，再依次滴加配方量的N,N-二甲基甲酰胺和三乙基乙烯基硅烷于160～180℃下搅拌1～3h，然后在75～80℃下熟化8～10h，得到物料B；(3)将物料B加入双螺杆挤出机中挤出得到TPU颗粒，再将得到TPU颗粒送入单螺杆挤出机中挤出得到TPU薄膜。其中，步骤(1)中的温度可为90℃、93℃、95℃、97℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；步骤(2)中六亚甲基二异氰酸酯的加热温度可为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；滴加配方量的N,N-二甲基甲酰胺和三乙基乙烯基硅烷后的搅拌温度可为160℃、163℃、165℃、167℃、170℃、173℃、175℃、177℃或180℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；搅拌时间可为1h、1.5h、2h、2.5h或3h等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；熟化温度可为75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行；熟化时间可为8h、8.5h、9h、9.5h或10h等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中真空条件为压力-0.4～-0.2kPa，例如-0.4kPa、-0.35kPa、-0.3kPa、-0.25kPa或-0.2kPa等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中搅拌速率为1000～1200r/min，例如1000r/min、1050r/min、1100r/min、1150r/min或1200r/min等，但并不仅限于所列举的数值，所列范围内其他数值均可行。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)中搅拌速率为1000～1200r/min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：所述原料包括聚氧四亚甲基二醇，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比为(3～4):1。

【技术特征摘要】
1.一种TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：所述原料包括聚氧四亚甲基二醇，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比为(3～4):1。2.根据权利要求1所述的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份计主要由以下原料制备得到：所述原料包括聚氧四亚甲基二醇，聚环氧丙烷醚多元醇和聚氧四亚甲基二醇的质量比为3.5:1。3.根据权利要求1或2所述的TPU薄膜，其特征在于，所述制备TPU薄膜的原料还包括抗氧化剂、催化剂、光稳定剂、抗水解剂或交联助剂中的任意一种或至少两种的混合物。4.根据权利要求3所述的TPU薄膜，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；优选地，所述催化剂为辛酸亚锡和/或二月桂酸二丁基锡；优选地，所述光稳定剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三氮唑；优选地，所述抗水解剂为炭化二亚胺；优选地，所述交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯和/或三烯丙基异氰脲酸酯。5.根据权利要求1-4任一项所述的TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将配方量的聚环氧丙烷醚多元醇、聚氧四亚甲基二醇、1,2-丙二醇和N,N-二甲基甲酰胺依次加入容器中，在搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，王一良，
申请(专利权)人：苏州市雄林新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32