用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜及其制备方法。所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，由以下质量百分比的原料制成：TPU母粒75‑90％，聚碳酸酯5‑20％，改性纳米碳纤维0.1‑0.5％，改性纳米氧化钴1‑5％，抗氧剂0.1‑0.5％。本发明专利技术的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，具有紫外线吸收率高、优异的韧性和透光率性能，其低温脆化温度可达‑50℃，并具有良好的力学、抗静电以及回弹性，在生产过程中稳定性极佳，能够广泛应用于玻璃夹层薄膜领域；本发明专利技术还提供一种高效、稳定的制备方法。

High performance TPU film for glass interlayer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯弹性体
，具体涉及一种用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜及其制备方法。
技术介绍
TPU是一种性能优良的环保型高分子聚合物，兼具了橡胶的弹性和塑料的硬度，并具有优异的热力学性能、透光率、耐磨性、回弹和易加工等特点，被广泛应用于食品、医疗、电子、鞋材、服装等领域。随着现代玻璃装配行业的市场需求日益增多，TPU薄膜在玻璃夹层的应用也日益增多，目前建筑玻璃和汽车夹层主要为PVB、EVA、SGP材料，其中EVA膜层抗紫外线较弱，SGP成本较高，因此限制了其应用。而相较于PVB材料，TPU高性能膜可以有效的与PC板(有机玻璃)结合，做防弹玻璃、防砸玻璃。同时TPU薄膜具有极高的强度和抗穿透性，是PVB胶片的5-10倍，能够有效的应用于银行的防弹玻璃及别墅的防砸玻璃。而TPU本身的结构赋予了材料极高的韧性，区别于PVB胶片脆性大的特点。TPU薄膜耐寒、耐老化、耐气候性能优异，且不会与其他材料起反应，抗紫外线TPU膜能最大限度的降低紫外线，遮挡99％以上的紫外短波光线照射，这样有利于避免因紫外线辐射而受到伤害，是一种高科技环保材料。随着人们要求的提升，用于玻璃夹层用的TPU薄膜在铁路、航天、大楼、电子屏幕、军工等领域的应用日益增多，因此开发可用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜至关重要。专利CN2016103439679中公开了一种抗静电TPU薄膜及其制备方法和应用，利用70-90重量份TPU颗粒、20-40重量份环氧树脂、30-40重量份导电碳纤维和5-10重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜，通过各组分间的协同作用，使得TPU薄膜的表面电阻率为8×105-5×l06Ω，抗静电性能良好。专利CN2018106030352中公开了一种高性能TPU改性薄膜及制备方法，所述改性薄膜包含以下重量份原科：TPU颗粒75份、橡胶10份、硅酸钾钠2份、阻燃剂3份、天然多酚6份、环氧树脂15份、聚酯短纤维12份、流平剂6份、耐磨擦剂10份、环保增塑剂2份、光降解剂7份、淀粉12份。该改性TPU薄膜具有产能高、表面光泽度高等优点，同时还具有高防水性、耐磨性、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线等优异的功能，制备过程中添加的天然多酚能有效的增强薄膜的耐黄性，且配方中含有淀粉材料，不仅可以降低制造成本，且加速了降解时间。以上TPU薄膜虽然在某些性能方面有改进，但是其低温韧性较差，不能适用于玻璃夹层薄膜领域。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，具有紫外线吸收率高、优异的韧性和透光率性能，其低温脆化温度可达-50℃，并具有良好的力学、抗静电以及回弹性，在生产过程中稳定性极佳，能够广泛应用于玻璃夹层薄膜领域；本专利技术还提供一种高效、稳定的制备方法。本专利技术所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，由以下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯的数均分子量为6000-9000。改性纳米碳纤维为纳米碳纤维先经浓酸进行氧化处理，再经硅烷偶联剂进行硅烷化改性制得的改性碳纤维，具体制备方法如下：(1)氧化处理：将碳纳米碳纤维超声分散，加热，依次加入浓硫酸和浓硝酸，进行氧化反应，反应完成后，经后处理得到氧化处理的纳米碳纤维；纳米碳纤维、浓硫酸和浓硝酸的投料比为3-5：75-85：35-45，碳纳米管以g计，浓硫酸和浓硝酸以mL计；氧化反应的温度为50-60℃，反应时间为90-110min；(2)硅烷化改性：氧化处理的碳纳米纤维和硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水混合超声分散15min，随后加热进行硅烷化反应，全程通入N2，最后无水乙醇洗涤、抽滤处理得到改性纳米碳纤维；其中氧化处理的碳纳米纤维、硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水的投料比为3：0.4-0.5：42-48：14-16，氧化处理的碳纳米管以g计，硅烷偶联剂(KH570)、无水乙醇和去离子水以mL计；硅烷化反应的温度为65-75℃，反应时间为120-140min；改性纳米氧化钴为纳米氧化钴经硅烷偶联剂进行硅烷化改性制得的改性纳米氧化钴，其粒径为300-400nm，制备方法如下：将纳米氧化钴、硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水混合超声分散15min，随后加热进行硅烷化反应，全程通入N2，最后冷冻干燥得到改性纳米氧化钴；纳米氧化钴、KH-570、无水乙醇和去离子水的投料比为3：0.5-1：40-45：10-15，纳米氧化钴以g计，硅烷偶联剂(KH570)、无水乙醇和去离子水以mL计；硅烷化反应的温度为65-75℃，反应时间为120-140min。抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。TPU母粒由以下质量百分比的原料外加催化剂制成：催化剂用量为以上原料总质量的0.005-0.03％。低聚二元醇为聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇、聚己内酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇中的一种或多种，数均分子量800-2000。二异氰酸酯为HMDI或HDI。扩链剂为1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1，6-己二醇中的一种或多种。增塑剂为二丙二醇二苯甲酸酯或二乙二醇二苯甲酸酯。紫外线吸收剂、光稳定剂为乙酰苯胺、苯酮类、苯并三唑类、受阻胺类中的一种或多种。抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。润滑剂为硬脂酸类、端羟基有机改性硅油、蒙旦蜡的一种或多种。催化剂辛酸亚锡或新癸酸铋催化剂。催化剂在使用时先由聚氧化丙烯二元醇(分子量1000)稀释，催化剂和聚氧化丙烯二元醇的质量比为(1-4):50。TPU母粒的制备方法如下：将低聚二元醇、紫外线吸收剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧剂加入到反应釜A中，料温控制在95-120℃；将二异氰酸酯加入到反应釜中B，料温控制在95-120℃；将扩链剂加入到反应釜C中，料温控制在95-120℃；然后将A、B、C三个反应釜中的物料按比例注入到小螺杆中预聚，同时将催化剂通过计量泵加入小螺杆挤出机第一区浇注口，将润滑剂通过计量泵加入大螺杆第二区浇注口，将增塑剂通过计量泵在排气口加入；物料通过双螺杆挤出机反应挤出，再经水下造粒，得到TPU母粒。制备的TPU母粒，颗粒尺寸为3～6mm，邵氏硬度为85A-98A。本专利技术所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜的制备方法，步骤如下：将TPU母粒、聚碳酸酯、改性纳米碳纤维、纳米氧化钴、抗氧剂置于高速混炼机中，充分混合后，加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，真空干燥后，通过流延机的进料口流延到流延辊辊面上，薄膜随流延辊及牵引设备移动冷却，进而成膜定型，得到用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜。双螺杆挤出机挤出压力为10-12MPa，转速为80-100r/min。真空干燥温度为80-100℃，时间为2-6h。本专利技术制备的TPU薄膜材料永不黄变、柔韧性强、透明度高，具有优异的耐冲击性、耐穿透性和紫外线阻隔性能，同时对于蓝光有明显的吸收隔离作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：/n

【技术特征摘要】
1.一种用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：





2.根据权利要求1所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：TPU母粒由以下质量百分比的原料外加催化剂制成：



催化剂用量为以上原料总质量的0.005-0.03％。


3.根据权利要求1所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：聚碳酸酯的数均分子量为6000-9000；抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯抗氧剂中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：改性纳米碳纤维为纳米碳纤维先经浓酸进行氧化处理，再经硅烷偶联剂进行硅烷化改性制得的改性碳纤维。


5.根据权利要求1所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：改性纳米氧化钴为纳米氧化钴经硅烷偶联剂进行硅烷化改性制得的改性纳米氧化钴，其粒径为300-400nm。


6.根据权利要求2所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：低聚二元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚己内酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇中的一种或两种，数均分子量800-2000。


7.根据权利要求2所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：二异氰酸酯为HMDI或HDI。


8.根据权利要求2所述的用于玻璃夹层的高性能TPU薄膜，其特征在于：扩链剂为1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1，6-己二醇中的一种或多种；
增塑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑海，李龙飞，陈海良，王真，罗杰，
申请(专利权)人：山东一诺威聚氨酯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37