一种表面超疏水的TPU薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种表面超疏水的TPU薄膜及其制备方法，所述表面超疏水的TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：端羟基超支化硅氧烷50‑70重量份，二异氰酸酯30‑40重量份，聚乙二醇5‑10重量份，扩链剂2‑8重量份，催化剂1‑5重量份，抗氧化剂1‑6重量份，通过本发明专利技术制备方法制备得到的表面超疏水的TPU薄膜具有良好的超疏水性能，而且还具有一定的柔韧性，硬度适中，制备方法简单，易于生产，具有良好的应用前景。

A surface super hydrophobic TPU thin film and its preparation method

The present invention provides a surface super hydrophobic TPU film and its preparation method. The preparation material of the surface super hydrophobic TPU film consists of components of the following weight portion: the hydroxy terminated hyperbranched siloxane 50 weight 70, the diisocyanate 30 40 weight, the polyethylene glycol 5 10 weight, the chain extender 2 8 weight, and the catalyst 1 5 weight, antioxidant 1 and 6 weight, the surface super hydrophobic TPU film prepared by this method has good superhydrophobic properties, and has a certain flexibility, moderate hardness, simple preparation method, easy production, and good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种表面超疏水的TPU薄膜及其制备方法
本专利技术属于生物基可降解材料领域，涉及一种表面超疏水的TPU薄膜及其制备方法。
技术介绍
TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是一种新型的有机高分子合成材料，可以替代橡胶或软性聚氯乙烯材料，其良好的耐磨性，回弹性均优于普通聚氨酯，耐老化性能优于橡胶，可以说TPU是替代PVC和PU的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。但是，TPU也存在缺陷，比如TPU的耐水性较差，限制了TPU应用于更广的范围。超疏水材料是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防治水的腐蚀生锈。超疏水材料用途非常广泛，室外天线上，可以防积雪；远洋轮船，可以达到防污、防腐的效果；石油管道的输送；用于微量注射器针尖，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染；防水和防污处理。CN105399917A公开了一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，其弹性体由以下各组份组成，各组份的重量份为：大分子二元醇20-60份，端羟烷基封端聚二甲基硅氧烷2-10份，二异氰酸酯10-20份，小分子扩链剂2-8份，催化剂0.1-0.5份，抗氧化剂0.1-0.5份，紫外线吸收剂0.1-0.5份；此TPU材料解决了耐高低温性、疏水性等问题，但是实际上，其疏水性能仍然需要加强，有待提高；CN103709429A公开了一种对聚合物表面进行疏水改性的方法，首先对经表面清洁处理后的聚合物表面进行紫外光氧化处理，然后采用浸泡法或气相沉积法在经紫外光氧化处理后的聚合物表面进行疏水物质的修饰，但是此方法比较复杂，不适用于生物基材料中应用，不利于工业化生产。目前，TPU虽然用途广泛，但是其在疏水性能方面仍需要加强。因此需要开发出一种新型的疏水性能良好的TPU薄膜。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种表面超疏水的TPU薄膜及其制备方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种表面超疏水的TPU薄膜，所述表面超疏水的TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：在本专利技术中，用端羟基超支化硅氧烷作为多元醇成分与二异氰酸酯反应生成具有超支化结构的TPU薄膜，使得TPU薄膜表面具有超疏水结构，疏水性能优良，并且，向TPU薄膜中加入少量聚乙二醇，调节软段链，使得材料具有合适的硬度以及一定的柔韧性。因此本专利技术提供的TPU薄膜不仅具有良好的超疏水性能，而且还具有一定的柔韧性，硬度适中，具有良好的应用前景。在本专利技术中，所述端羟基超支化硅氧烷的重量份为50-70重量份，例如例如可以是50重量份、52重量份、54重量份、55重量份、58重量份、60重量份、63重量份、65重量份、68重量份或70重量份。优选地，所述端羟基超支化硅氧烷为具有如下结构的聚硅氧烷：其中n为1-5，例如可以是1、2、3、4或5。在本发专利技术中，所述二异氰酸酯的重量份为30-40重量份，例如可以是30重量份、32重量份、34重量份、36重量份、38重量份或40重量份。优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和己二异氰酸酯的混合物。优选地，所述甲苯二异氰酸酯和己二异氰酸酯的质量比为5-8:1，例如可以是5:1、6:1、7:1或8:1。在本专利技术中，所述聚乙二醇的重量份为5-10重量份，例如可以是5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。优选地，所述聚乙二醇的重均分子量为400-5000，例如可以是400、600、1000、1500、2000、2300、3000、3500、4000、4500或5000。在本专利技术中，加入少量聚乙二醇，调节软段链，使得材料具有合适的硬度以及一定的柔韧性，提升TPU薄膜的整体性能。在本专利技术中，所述扩链剂的重量份为2-8重量份，例如可以是2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。优选地，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述催化剂的重量份为1-5重量份，例如可以是1重量份、2重量份、3重量份、4重量份或5重量份。优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或月硅酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述抗氧化剂的重量份为1-6重量份，例如可以是1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份或6重量份。优选地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。另一方面，本专利技术提供一种所述的表面超疏水的TPU薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将端羟基超支化硅氧、二异氰酸酯、聚乙二醇、扩链剂、催化剂和抗氧化剂加入容器中，在搅拌条件下，真空脱水，而后在120-140℃(例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃或140℃)反应3-8h(例如可以是3h、4h、5h、6h、7h或8h)；(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的产物挤出，得到所述表面超疏水的TPU薄膜。优选地，步骤(1)所述真空脱水时的温度为70-90℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃或90℃。优选地，步骤(1)所述搅拌的速率为100-200r/min，例如可以是100r/min、110r/min、130r/min、150r/min、160r/min、180r/min或200r/min。优选地，步骤(1)所述真空脱水时的压力为-0.3～-0.1kPa，例如可以是-0.3kPa、-0.25kPa、-0.2kPa、-0.15kPa或-0.1kPa。在本专利技术中，通过设定上述真空脱水的压力，可以更好的进行脱水，制备出的TPU薄膜性能更加优良。优选地，步骤(2)所述双螺杆挤出机的喂料段温度为110-120℃(例如可以是110℃、112℃、115℃、116℃、118℃或120℃)，混合段温度为140-150℃(例如可以是140℃、142℃、144℃、145℃、148℃或150℃)，挤出段温度为170-180℃(例如可以是170℃、172℃、175℃、177℃、178℃或180℃)，机头温度为150-160℃(例如可以是150℃、151℃、153℃、155℃、158℃或160℃)。本专利技术提供的制备方法工艺简单，操作简便，易于生产。作为优选技术方案，所述制备方法包括以下步骤：(1)将端羟基超支化硅氧、二异氰酸酯、聚乙二醇、扩链剂、催化剂和抗氧化剂加入容器中，在100-200r/min转速搅拌下，于-0.3～-0.1kPa压力下在70-90℃真空脱水，而后在120-140℃反应3-8h；(2)利用双螺杆挤出机将步骤(1)得到的产物挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为110-120℃，混合段温度为140-150℃，挤出段温度为170-180℃，机头温度为150-160℃，挤出后得到所述表面超疏水的TPU薄膜。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的TPU薄膜，用端羟基超支化硅氧烷作为多元醇成分与二异氰酸酯反应生成具有超支化结构的TPU薄膜，使得TPU薄膜表面具有超疏水结构，疏水性能优良，并且，向TPU薄膜中加入少量聚乙二醇，调节软段链，使得材料具有合适的硬度以及一定的柔韧性。因此，制备得到的TP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述表面超疏水的TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：

【技术特征摘要】
1.一种表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述表面超疏水的TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述端羟基超支化硅氧烷为具有如下结构的聚硅氧烷：其中n为1-5。3.根据权利要求1或2所述的表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和己二异氰酸酯的混合物。4.根据权利要求3所述的表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯和己二异氰酸酯的质量比为5-8:1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述聚乙二醇的重均分子量为400-5000。6.根据权利要求1-5中任一项所述的表面超疏水的TPU薄膜，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或月硅酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。7.根据权利要求1-6中任一项所述的表面超疏水的TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将端羟基超支化硅氧、二异氰酸酯、聚乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，王一良，杨博，
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