一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法，其属于薄膜材料的技术领域，本发明专利技术采用共沉淀法制备了高效的Mg

【技术实现步骤摘要】
一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法


[0001]本专利技术涉及薄膜材料的
，特别是涉及一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是由低聚物二元醇、二异氰酸酯和低分子二醇或二胺聚合而成的线性或有少量支化、交联的高分子材料。目前，对热塑性聚氨酯复合材料的研究正在不断深入以及其应用范围不断的拓展，包括光学、防护以及水上玩具等领域，因而对其阻燃的要求也越来越高。截止目前，国内外对聚氨酯复合材料的阻燃研究相对较少，主要集中在阻燃剂的选择上。含卤阻燃剂由于其具有优良的阻燃性能，曾被广泛用于阻燃热塑性聚氨酯材料；但是一旦发生火灾时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。基于此，中国专利CN103342889A一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法，该复合材料主要成分按重量百分比构成为：热塑性聚氨酯聚合物：60～90%；无卤阻燃剂：10～30%；无机填料：0.5～3%；所述热塑性聚氨酯聚合物可选用聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚己内酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯或其混合物；无卤阻燃剂可选用有机磷酸酯阻燃材料；无机填料可选用滑石粉、碳酸钙、粘土、蒙脱土或其混合物。该种聚氨酯产品符合环保要求，力学性能良好，阻燃性能好，制作工艺简单，可用于高环保要求的阻燃材料，如电线电缆、薄膜以及注塑品等。
[0003]然而，上述所公开的一种无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料还存在透光性差的技术问题。具体的，透明聚氨酯材料兼具传统聚氨酯优异的力学性能和较好的光学性能，是高性能聚氨酯领域的重要研究方向。随着水上玩具结构对透明聚氨酯薄膜材料的需求提升，开发高性能透明聚氨酯材料至关重要。目前，国外已经有相关研究报道将透明聚氨酯薄膜材料用于水上玩具的太阳能电池封装、水上玩具高强度防护材料以及水上玩具的光学部件等领域，而我国的高性能透明聚氨酯薄膜材料研究与应用尚处于起步阶段。根据现有技术可知，聚氨酯的分子链段由硬段，即异氰酸酯和扩链剂与软段，即多元醇组成。因软、硬段的热力学不相容，聚氨酯会产生微相分离，使得照射在聚氨酯表面的光线散射，从而导致其透明度差。而影响聚氨酯微相分离的因素包含化学组成、软段的类型和分子量、结晶、分子间氢键等。聚酯型聚氨酯的酯基极性很高、易结晶，透明度低；聚醚型聚氨酯的透明度较好，因分子链中含有醚键，在紫外线照射下易被氧化成过氧化物，使分子链断裂，耐候性能差。聚碳酸酯型聚氨酯，其英文简称为PCU，其具有优异的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性及耐光性，兼具聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯的优点。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术中的聚氨酯复合材料所存在透光性差的技术问题，提供一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法。
[0005]一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法，其包括如下步骤：
S1：在120℃至130℃以及
‑
0.1 MPa至
‑
0.05 MPa条件下，将预先制备的脂肪族PCDLs真空脱水2至3小时；S2：再按预设的化学计量比称取脱水后的脂肪族PCDLs、IPDI、二月桂酸二丁基锡以及DMF溶剂加入到装有机械搅拌器与温度计量装置的四口器皿之中，然后，充入氮气保护，再升温至70℃后，持续反应4至5小时；S3：待预聚体中的
‑
NCO基团的质量分数稳定后，再逐渐升温至80℃，按预设的化学计量比加入扩链剂BDO或/和PG，同时加入溶剂DMF调节不同的固含量，以降低体系的粘度；S4：体系反应3小时后，真空脱气泡，将粘稠的聚合物倒入玻璃器皿中，并置于60℃的烘箱中静置8h，以彻底去除气泡；S5：接着，将玻璃器皿中的粘稠聚合物倒在表面平整、光滑的耐高温PET膜上，并使用辊压棒一次性滚压出无气泡的液态膜，然后，再将PET膜上的液态膜置于真空烘箱中，设置其真空度为
‑
0.1MPa至
‑
0.05MPa，接着，于80℃的温度下，放置7天后成膜；S6：最后，本成品薄膜于常温下放置24小时后，从PET膜上分离得到透明PCU薄膜成品。
[0006]进一步的，所述脂肪族PCDLs制备前需要先合成Mg
‑
Fe/TiLDHs酸碱双功能催化剂，其合成方法如下：S21：首先，配制含有浓度为2mol/L的NaOH和1.5mol/L的Na2CO3的水溶液作为沉淀剂；按预设的化学计量比，分别称取Mg(NO3)2·
6H2O、Fe(NO3)3·
9H2O以及Ti(SO4)2，并同时加入到装有搅拌磁子及温度测量装置的三口器皿中，再加入预设量的去离子水，不断搅拌，确保Mg
2+
离子、Fe
3+
及Ti
4+
离子的摩尔浓度比为3:1，Fe
3+
离子及Ti
4+
离子的摩尔浓度比从1:0到2:3；S22：随后，利用碱式滴定管逐滴滴加沉淀剂至烧瓶中，同时采用pH值测试计持续检测溶液的酸碱度，待达到设定的pH值后，停止滴定，密封三口烧瓶后升温至80℃，晶化24h；由此得到的沉淀物经过滤、反复用去离子水洗涤掉多余的Na
+
,NO3‑
,SO
42
‑
及CO
32
‑
离子；S23：最后，将洗涤好的沉淀物置于真空烘箱中，设置
‑
0.1MPa，60℃干燥12小时，用玛瑙研钵研磨，并用200目的筛网进行分离，以获得一系列粒度为200目以上的Mg
‑
Fe/TiLDHs酸碱双功能催化剂。
[0007]进一步，采用二步酯交换法合成脂肪族PCDLs，其合成方法如下：S24：在装有搅拌转子、温度测量装置、冷凝管及氮气吹扫管的三口器皿中分别加入DMC、1,5
‑
PDO及Mg
‑
Fe/TiLDH酸碱双功能催化剂，于干燥的N2保护下，油浴加热至90
‑
100℃，体系反应5个小时后，抽滤除去Mg
‑
Fe/TiLDH催化剂；接着，在100
‑
110℃，
‑
0.05MPa至
‑
0.1MPa的条件下，蒸出未反应的DMC及甲醇，直到没有挥发性物质蒸出，以获得二甲基
‑
1,5
‑
亚戊基双碳酸酯单体，即BMCA的产物；S25：按预设的化学计量比称取步骤S24中合成的BMCA及1,6
‑
HDO，再加入反应物总质量1%的Mg
‑
Fe/TiLDH催化剂，然后，通入N2以排出体系内的空气，于100℃反应1h；随后，温度逐渐升至180℃常压反应4h，保持180℃减压至真空度
‑
0.05MPa反应2h，再次减压至
‑
0.1MPa，直到没有挥发物质蒸出为止；最后，抽滤除去Mg
‑
Fe/TiLDH催化剂，以获得系列不同分子量的脂肪族PCDLs。
[0008]进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在120℃至130℃以及
‑
0.1 MPa至
‑
0.05 MPa条件下，将预先制备的脂肪族PCDLs真空脱水2至3小时；S2：再按预设的化学计量比称取脱水后的脂肪族PCDLs、IPDI、二月桂酸二丁基锡以及DMF溶剂加入到装有机械搅拌器与温度计量装置的四口器皿之中，然后，充入氮气保护，再升温至70℃后，持续反应4至5小时；S3：待预聚体中的
‑
NCO基团的质量分数稳定后，再逐渐升温至80℃，按预设的化学计量比加入扩链剂BDO或/和PG，同时加入溶剂DMF调节不同的固含量，以降低体系的粘度；S4：体系反应3小时后，真空脱气泡，将粘稠的聚合物倒入玻璃器皿中，并置于60℃的烘箱中静置8h，以彻底去除气泡；S5：接着，将玻璃器皿中的粘稠聚合物倒在表面平整、光滑的耐高温PET膜上，并使用辊压棒一次性滚压出无气泡的液态膜，然后，再将PET膜上的液态膜置于真空烘箱中，设置其真空度为
‑
0.1MPa至
‑
0.05MPa，接着，于80℃的温度下，放置7天后成膜；S6：最后，本成品薄膜于常温下放置24小时后，从PET膜上分离得到透明PCU薄膜成品。2.根据权利要求1所述的一种制备应用于水上玩具的薄膜材料的方法，其特征在于：所述脂肪族PCDLs制备前需要先合成Mg
‑
Fe/TiLDHs酸碱双功能催化剂，其合成方法如下：S21：首先，配制含有浓度为2mol/L的NaOH和1.5mol/L的Na2CO3的水溶液作为沉淀剂；按预设的化学计量比，分别称取Mg(NO3)2·
6H2O、Fe(NO3)3·
9H2O以及Ti(SO4)2，并同时加入到装有搅拌磁子及温度测量装置的三口器皿中，再加入预设量的去离子水，不断搅拌，确保Mg
2+
离子、Fe
3+
及Ti
4+
离子的摩尔浓度比为3:1，Fe
3+
离子及Ti
4+
离子的摩尔浓度比从1:0到2:3；S22：随后，利用碱式滴定管逐滴滴加沉淀剂至烧瓶中，同时采用pH值测试计持续检测溶液的酸碱度，待达到设定的pH值后，停止滴定，密封三口烧瓶后升温至80℃，晶化24h；由此得到的沉淀物经过滤、反复用去离子水洗涤掉多余的Na
+
,NO3‑
,SO
42
‑
及CO
32
‑
离子；S23：最后，将洗涤好的沉淀物置于真空烘箱中，设置
‑
0.1MPa，60℃干燥12小时，用玛瑙研钵研磨，并用200目的筛网进行分离，以获得一系列粒度为200目以上的Mg
‑
Fe/TiLDHs酸碱双功能催化剂。3.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王麒豪，罗清萍，
申请(专利权)人：博罗县福田富贸塑胶五金制品有限公司，
类型：发明
国别省市：