一种柔软高弹性TPU薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔软高弹性TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜的制备原料按照重量份数包括如下组分：二异氰酸酯20‑40份，多元醇60‑80份，扩链剂5‑10份，催化剂0.01‑0.05份和其他助剂5‑10份；所述多元醇包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组合。本发明专利技术所述TPU薄膜柔韧性和弹性较好，且工艺简单，综合性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种柔软高弹性TPU薄膜及其制备方法
本专利技术高分子材料
，尤其涉及一种柔软高弹性TPU薄膜及其制备方法。
技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)，是一种由低聚物多元醇软段和二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物，TPU在现代生产生活中发挥着越来越重要的作用。CN104975521A公开了一种尼龙面料用水性聚氨酯胶浆乳液及制备方法，其公开的水性聚氨酯胶浆乳液中的原料按重量配比包括：氢化二苯基甲烷二异氰酸酯20-50、六亚甲基二异氰酸酯5-35、聚四亚甲基二醇50-70、聚碳酸酯二醇40-70、聚乙二醇10-25、丙酮25-35、扩链剂5-15、小分子扩链剂5-20、去离子水100-300，经预聚反应、扩链反应、乳化反应制成。其公开的水性聚氨酯胶浆乳液用于尼龙面料印制，手感柔软、干爽、高弹，耐洗牢度、耐寒性优，并与色浆有良好的相容性。CN106752829A公开了一种真皮用非离子水性聚氨酯涂饰剂及制备方法，其公开的非离子水性聚氨酯涂饰剂由异佛尔酮二异氰酸酯20-50份、六亚甲基二异氰酸酯5-35份、聚四亚甲基二醇10-30份、聚碳酸酯二醇40-70份、聚乙二醇单甲醚3-10份、丙酮25-35份、扩链剂10-20份、小分子扩链剂5-20份，去离子水150-500份，其公开的非离子水性聚氨酯涂饰剂经预聚反应、扩链反应、乳化反应、扩链反应制成，用于真皮涂饰，具有成膜蓬松、干爽、高弹、柔软、高牢度、无塑感的特点。在现有技术中，研究者致力于研究柔软高弹的聚氨酯材料，以满足不同的需求，但是许多研究改性方法复杂，或者工序复杂。综上所述，开发一种柔软高弹且工艺简单的聚氨酯材料至关重要。
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柔软高弹性TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜柔韧性和弹性较好，且工艺简单，综合性能优异。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种柔软高弹性TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料按照重量份数包括如下组分：二异氰酸酯20-40份，多元醇60-80份，扩链剂5-10份、催化剂0.01-0.05份和其他助剂5-10份；所述多元醇包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组合。本专利技术中所述“柔软和高弹性”是指聚氨酯的柔韧性较好，通过断裂伸长率加以表征说明。本专利技术所述TPU薄膜中多元醇的制备原料包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组合，端羟基聚烯烃与小分子二元醇配合使用，端羟基聚烯烃中的不饱和键增加聚合物链的柔顺性，小分子二元醇降低聚聚氨酯的结晶性能，二者发挥协同作用，使聚氨酯链柔顺性更高，可以得到柔软高弹性的聚氨酯薄膜。所述二异氰酸酯的重量份数为20-40份，例如22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份等。所述多元醇的重量份数为60-80份，例如62份、64份、66份、68份、70份、72份、74份、76份、78份等。所述扩链剂的重量份数为5-10份，例如6份、7份、8份、9份等。所述催化剂的重量份数为0.01-0.05份，例如0.002份、0.003份、0.004份等。所述其他助剂的重量份数为5-10份，例如6份、7份、8份、9份等。优选地，所述端羟基聚烯烃的数均分子量为1000-3000g/mol，例如1200g/mol、1400g/mol、1600g/mol、1800g/mol、2000g/mol、2200g/mol、2400g/mol、2600g/mol、2800g/mol等。本专利技术所述端羟基聚烯烃的数均分子量在1000-3000g/mol范围内，该分子量范围内的端羟基聚烯烃所得聚氨酯薄膜综合性能更好，数均分子量较低时，分子链不饱和键占比较小，聚氨酯弹性较差；数均分子量较高时，形成的聚氨酯强度较大，断裂伸长率较低，柔韧性较差。优选地，所述端羟基聚烯烃和小分子二元醇的质量比为(4-6):1，例如4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1、5:1、5.2:1、5.4:1、5.6:1、5.8:1等。本专利技术所述端羟基聚烯烃和小分子二元醇的质量比为(4-6):1，该范围内的聚氨酯兼具良好的弹性和柔韧性。优选地，所述端羟基聚烯烃包括端羟基聚丁二烯和/或端羟基聚丁二烯丙烯腈。优选地，所述小分子二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇或己二醇中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙二醇和丙二醇的组合，丙二醇和丁二醇的组合，乙二醇、丙二醇和丁二醇的组合，乙二醇、丙二醇、丁二醇和己二醇的组合等。优选地，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：TDI和IPDI的组合，HDI、MDI和HMDI的组合，MDI、HMDI、HDI和LDI的组合等。优选地，所述扩链剂包括胺类扩链剂和醇类扩链剂的组合。胺类扩链剂和醇类扩链剂的配合使用使体系二异氰酸酯和多元醇的酯化率更高，利于聚氨酯性能的提升，节省原料。优选地，所述胺类扩链剂和醇类扩链剂的质量比为(2-3):1，例如2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1等。特定配比的胺类扩链剂和醇类扩链剂能对聚氨酯的性能最大程度的得以提升。优选地，所述胺类扩链剂包括乙二胺。优选地，所述醇类扩链剂包括一缩二乙二醇二甘醇和/或二乙氨基乙醇。优选地，所述其他助剂包括防老剂和/或柔软剂，优选防老剂和柔软剂的组合。优选地，所述防老剂包括对苯胺类防老剂。对苯胺类防老剂性能稳定，污染性低，防老化性能好。优选地，所述柔软剂包括有机硅油柔软剂。有机硅油柔软剂相对于现有技术中其他常用柔软剂对聚氨酯性能的提升最明显。优选地，所述对苯胺类防老剂和有机硅油柔软剂的质量比为(2-3):1的质量比为(2-3):1，例如2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1等。本专利技术将对苯胺类防老剂和有机硅油柔软剂再特定比例下配合使用，有机硅油柔软剂较多量的使用时会造成聚氨酯断裂伸长率的下降，但是有机硅油柔软剂含量较少时，对聚氨酯的断裂伸长率提升有限，对苯胺类防老剂的加入能弥补这种缺陷，使相对较多的有机硅油柔软剂充分发挥对聚氨酯柔韧性的提升，使聚氨酯薄膜的综合性能得以提升。第二方面，本专利技术一种第一方面所述的柔软高弹性TPU薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将多元醇和二异氰酸酯混合，反应生成聚氨酯预聚物；(2)将步骤(1)所得的聚氨酯预聚物和扩链剂混合，反应，加入其他助剂进行加工，得到所述柔软高弹性TPU薄膜；步骤(1)中所述多元醇包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜的制备原料按照重量份数包括如下组分：二异氰酸酯20-40份，多元醇60-80份，扩链剂5-10份，催化剂0.01-0.05份和其他助剂5-10份；/n所述多元醇包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜的制备原料按照重量份数包括如下组分：二异氰酸酯20-40份，多元醇60-80份，扩链剂5-10份，催化剂0.01-0.05份和其他助剂5-10份；
所述多元醇包括端羟基聚烯烃和小分子二元醇的组合。


2.根据权利要求1所述的柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述端羟基聚烯烃的数均分子量为1000-3000g/mol；
优选地，所述端羟基聚烯烃和小分子二元醇的质量比为(4-6):1。


3.根据权利要求1或2所述的柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述端羟基聚烯烃包括端羟基聚丁二烯和/或端羟基聚丁二烯丙烯腈；
优选地，所述小分子二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇或己二醇中的任意一种或至少两种的组合。


4.根据权利要求1-3任一项所述的柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。


5.根据权利要求1-4任一项所述的柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述扩链剂包括胺类扩链剂和醇类扩链剂的组合；
优选地，所述胺类扩链剂和醇类扩链剂的质量比为(2-3):1；
优选地，所述胺类扩链剂包括乙二胺；
优选地，所述醇类扩链剂包括一缩二乙二醇二甘醇和/或二乙氨基乙醇。


6.根据权利要求1-5任一项所述的柔软高弹性TPU薄膜，其特征在于，所述其他助剂包括防老剂和/或柔软剂；
优...

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