一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法技术

本申请涉及合成革技术领域，具体公开了一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。其中改性TPU的原料包括以下组分：聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、改性剂、反应助剂，其中改性剂包括四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂；即以扩链的方式在TPU链段中引入氟硅基团。而改性TPU合成革包括基布层、粘结层和改性TPU层，且改性TPU层包括以下原料：硅树脂、改性TPU颗粒、其他助剂；在改性TPU颗粒的基础上融合硅树脂，两者均具有较为优异的表面肤感、耐水解性能和耐污性能，最终制得的合成革具有较为优异的表面肤感、耐水解性能和耐污性能。耐水解性能和耐污性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法


[0001]本申请涉及合成革
，更具体地说，它涉及一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。

技术介绍

[0002]TPU是热塑性聚氨酯弹性体橡胶的简称，其具有高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，同时由于其可回收再利用的特性，可以有效减少化学制品对环境污染，属于较为成熟的环保型材料。
[0003]TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等领域，并且其特性理论上是比较符合应用在合成革领域的。但是在实际应用过程中，由于合成革制品对材料表面肤感、耐水解、耐污性能有较高的要求，TPU材料在此类性能方面有明显的缺陷，使得TPU材料在合成革领域的应用受到较大的限制。

技术实现思路

[0004]为了克服TPU材料应用在合成革中表面肤感、耐水解和耐污性能不佳的缺陷，本申请提供一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种改性TPU，采用如下的技术方案：一种改性TPU，包括以下质量份的原料：聚四氢呋喃醚二醇80～110份、异佛尔酮二异氰酸酯35～60份、改性剂10～25份、反应助剂10～20份，其中改性剂为四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂按照质量比(2～4)：(3～5)：1组成的混合物。
[0006]通过采用上述技术方案，以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯作为合成TPU的原料，在反应助剂的作用下可以得到TPU预聚体，并且通过改性剂对TPU预聚体进行改性，使得其在表面肤感和耐水解性能上得到一定改善，同时抗污性能得到较为明显的改善。
[0007]具体是通过扩链的方式在TPU预聚体中引入含氟硅的基团，由于氟原子的电负性较强且原子半径小，使得氟原子核对电子的束缚性较强，可以有效降低分子间的相互作用力，从而使得改性TPU具有较低的表面能。同时硅烷偶联剂的表面能也较低，且硅元素的迁移能力强于氟元素，可以使得改性TPU具有良好的疏水性和憎油性；且硅烷偶联剂使得体系所形成的交联结构使得改性TPU的稳定性更佳，进而制得的改性TPU的表面肤感、耐水解和耐污性能均有较大改善。
[0008]另外选用四氟丙醇和八氟戊醇作为扩链所用的氟源，不仅含氟基团的引入效果较好，同时对制得的改性TPU无负面影响，且按照上述比例复配使用四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂效果较好。
[0009]作为优选，原料还包括磷酸二氢铵溶液。
[0010]通过采用上述技术方案，以磷酸二氢铵辅助初步改性后的TPU乳液固化，在保障固化效果的同时还可以起到增强TPU力学性能和阻燃性能的作用。另外，改性后的TPU颗粒中含有较多的两性离子，两性离子在TPU表面富集，由于两性离子可以有效降低TPU的表面能、
弹性模量和接触角，从而使得改性后的TPU材料具有较为优异的抗污性能。
[0011]第二方面，本申请提供一种改性TPU的制备方法，采用如下的技术方案：一种改性TPU的制备方法，包括以下步骤：改性处理：在氮气保护下，混合聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和反应助剂，在70℃～80℃的温度下反应至NCO达到理论值，加入改性剂继续反应1～2h，然后降温至40℃～50℃继续反应，高速剪切后制得改性TPU乳液；后处理：对改性TPU乳液进行固化、烘干和破碎制粒处理，得到成品改性TPU颗粒。
[0012]通过采用上述技术方案，在合成TPU的过程中加入改性剂对其进行改性，从而在TPU预聚体中引入含氟硅的基团，进而有效提高改性TPU的表面肤感、耐水解和耐污性能。另外，固化和烘干处理后的改性TPU乳液更为稳定易存储，且可直接作为TPU膜使用，而破碎制粒处理后的改性TPU颗粒则更适用于合成革的制备。
[0013]作为优选，所述后处理步骤中，预先混合搅拌极性溶剂和磷酸二氢铵溶液，得到混合溶液备用；然后再将混合溶液加入改性TPU乳液中，待改性TPU乳液固化后再进行烘干及破碎制粒处理，得到成品改性TPU颗粒。
[0014]通过采用上述技术方案，预先混合搅拌极性溶剂和磷酸二氢铵溶液，该混合溶液与改性TPU乳液混合后，有助于提高改性TPU乳液的固化效果。同时可以在改性TPU颗粒中引入较多的两性离子，对提高改性TPU材料的抗污性能具有积极意义。
[0015]作为优选，所述后处理步骤中，混合溶液的温度为40～80℃。
[0016]通过采用上述技术方案，40～80℃的混合溶液有助于提高改性TPU乳液的固化效果。
[0017]第三方面，本申请提供一种改性TPU合成革，采用如下的技术方案：一种改性TPU合成革，包括基布层、粘结层和改性TPU层，所述粘结层位于基布层和改性TPU层之间，所述改性TPU层的原料包括以下质量份的组分：硅树脂20～30份、改性TPU颗粒50～65份、其他助剂2～10份。
[0018]通过采用上述技术方案，改性TPU颗粒具有良好的表面肤感、耐水解性能和抗污性能，以其为原料制得的改性TPU层位于合成革的最外层，从而使得合成革具有良好的表面肤感、耐水解性能和抗污性能。同时由于硅树脂具有爽滑手感、优异的耐水解性能和自抗污性能，硅树脂与改性TPU颗粒共混技术得到的改性TPU层的表面肤感、耐水解性能和抗污性能得到进一步提升。
[0019]作为优选，所述粘结层的原料包括以下质量份的组分：水性树脂90～115份、流平剂0.7～1份、消泡剂0.03～0.05份、增稠剂4～6份、交联剂8～10份。
[0020]通过采用上述技术方案，以上述原料制得的粘结剂可以较好地粘结基布和改性TPU层，且对合成革的综合性能具有积极意义。
[0021]第四方面，本申请提供一种改性TPU合成革的制备方法，采用如下的技术方案：一种改性TPU合成革的制备方法，包括以下步骤：涂布处理：预先混合搅拌粘结层各原料，得到粘结剂；然后将粘结剂转移到基布表面，烘烤后备用；改性TPU层制备：混合搅拌改性TPU层的各原料，得到混合料，然后将混合料经挤出机挤出得到流延膜，并形成改性TPU层备用；
成品制备：将改性TPU层与基布、可分离型纹理纸复合成型，得到成品合成革。
[0022]通过采用上述技术方案，混合改性TPU层的各原料，并在挤出机中挤出，有利于硅树脂和改性TPU颗粒的充分混合，并且可以有效提高硅树脂与改性TPU颗粒的结合力，使得制得的改性TPU层可以有效溶和硅树脂及改性TPU颗粒的优势，即制得的合成革表面肤感、耐水解性能和耐污性能较为优异。
[0023]作为优选，所述改性TPU层制备步骤中，制得的改性TPU层的厚度为0.2～0.4mm。
[0024]通过采用上述技术方案，厚度为0.2～0.4mm的改性TPU层对于提升合成革的手感具有积极意义。
[0025]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请通过在TPU合成过程中加入四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂，从而以扩链的方式在TPU结构中引入氟硅基团，从而降低TPU的表面能，并使得改性后的TPU具有良好的疏水性和憎油性，进而使得改性后的TPU具有良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性TPU，其特征在于：包括以下质量份的原料：聚四氢呋喃醚二醇80～110份、异佛尔酮二异氰酸酯35～60份、改性剂10～25份、反应助剂10～20份，其中改性剂为四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂按照质量比（2～4）：（3～5）：1组成的混合物。2.根据权利要求1所述的一种改性TPU，其特征在于：原料还包括磷酸二氢铵溶液。3.根据权利要求1～2任意一项所述的一种改性TPU的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：改性处理：在氮气保护下，混合聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和反应助剂，在70℃～80℃的温度下反应至NCO达到理论值，加入改性剂继续反应1～2h，然后降温至40℃～50℃继续反应，高速剪切后制得改性TPU乳液；后处理：对改性TPU乳液进行固化、烘干和破碎制粒处理，得到成品改性TPU颗粒。4.根据权利要求3所述的一种改性TPU的制备方法，其特征在于：所述后处理步骤中，预先混合搅拌极性溶剂和磷酸二氢铵溶液，得到混合溶液备用；然后再将混合溶液加入改性TPU乳液中，待改性TPU乳液固化后再进行烘干及破碎制粒处理，得到成品改性TPU颗粒。5.根据权利要求4所述的一种改性TPU的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩梓军，李超，高金岗，张哲，王建伟，李炎，
申请(专利权)人：苏州瑞高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：