一种TPU布材制造技术

本发明专利技术提供一种TPU布材。所述TPU布材包括依次叠加设置的基布层、胶水层和TPU层；所述TPU层的制备原料包括非阻燃型多元醇、阻燃型多元醇、二异氰酸酯、含氟扩链剂和阻燃剂。本发明专利技术中提供的TPU布材具有较好的阻燃性、较好的疏水性和较好的力学性能。疏水性和较好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种TPU布材


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料
，具体涉及一种TPU布材。

技术介绍

[0002]聚氨酯作为一种具有广阔发展前景的新兴高分子材料，具有优异的综合性能和广泛用途，被誉为“第五大塑料”。作为聚氨酯大家族成员之一的聚氨酯弹性体，按照其制品加工方法不同又可分为：热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)，因其合成原料均为两官能度，所以其分子链之间基本不存在化学交联，因此其加工性能、力学性能及低温性能的表现均非常突出；浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)，与热塑性聚氨酯不同，其分子链发生了交联，分子量很大，不可重复加工，是聚氨酯弹性体家族中用途最广泛，产量最大成员之一，另有“液体橡胶”之称；聚氨酯混炼胶(简称MPU)，其生胶原料为聚氨酯弹性体，通过密炼、开炼、模压等工艺加工成型，聚氨酯混炼胶，作为一种比橡胶性能更加优异的新型高分子材料，其应用前景非常广阔。
[0003]聚氨酯弹性体是一种主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的高分子嵌段聚合物，具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构，聚氨酯弹性体的合成方法灵活多变，应按需选择。其合成方法主要分为相对简单的一步法和相对复杂的两步法。而相对复杂的两步法又可被分为相对简单的预聚体法和相对复杂的半预聚体法。一步法相对简单，就是将所有原料一次性投入反应容器，经手动或机械搅拌昆混合均匀后固化成型热塑性聚氨酯弹性体材料的合成，一步法生产所需时间短、产量高、能够节约大量时间与成本，但是其反应过程难以控制，制备得到的聚氨酯弹性体的分子结构不规整，硬段和软段分布不均匀；两步法是指先将多元醇与固化剂发生反应的大预聚体，然后将预聚体与扩链剂再次反应，最终得到聚氨酯弹性体，两步法制备得到的弹性体的分子结构相对而言较为规整，硬段和软段分布较均匀，但是工艺相对复杂，较为耗时。
[0004]聚氨酯弹性体具有优良的综合力学性能尤其是耐磨性能，因此聚氨酯弹性体具有广阔的应用、发展前景。聚氨酯弹性体材料因其优异的性能，使得其在交通运输、农业生产、建筑建材，医疗设备等领域得到了广泛应用。但是由于聚氨酯弹性体的阻燃性、耐水性较差，因此，如何改善聚氨酯材料的阻燃性和耐水性成为目前研究的热点。
[0005]CN112226068A公开了一种超疏水耐磨TPU薄膜及其制备方法。所述超疏水耐磨TPU薄膜的制备原料包括以下质量份的原料：超疏水纳米二氧化硅6～10份、阻燃剂0.1～0.2份、交联剂0.4～0.6份、抗氧化剂0.5～1.6份、热塑性聚氨酯TPU粒子70～82份和聚醚多元醇12～18份。所述制备方法包括如下步骤：(1)聚多巴胺
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纳米二氧化硅制备；(2)超疏水纳米二氧化硅制备；(3)超疏水性TPU熔融共混。该技术方案利用多巴胺自聚成膜，以纳米二氧化硅为基体，引入疏水性有机物，制备出具有超疏水性能TPU材料，但是其制备方法较为繁琐，超疏水纳米二氧化硅制备过程较为复杂，且制备得到的TPU薄膜的阻燃性较差。
[0006]CN112724656A公开了一种无卤阻燃TPU线缆材料及其制备方法和应用。所述无卤阻燃TPU线缆材料的制备原料包括如下重量份的组分：热塑性聚氨酯弹性体54～79份、A阻
燃剂7～11份、B阻燃剂7～18份、相容剂5～10份和抑烟剂1～5份；所述A阻燃剂为磷系阻燃剂，所述B阻燃剂为改性磷氮复合阻燃剂。该技术方案提供的TPU材料虽然具有较好的阻燃性，但是其耐水性较差。
[0007]现有技术中，通常是通过阻燃剂或者疏水性助剂的使用，改善聚氨酯材料的阻燃性和耐水性，但是，助剂的使用量过多会影响聚氨酯材料的力学性能，且可能会发生迁移，造成其性能较差；而加入量过少有不能取得较好的效果。因此，如何在助剂加入量较少甚至不使用额外助剂的情况下，提供一种具有较好阻燃性、耐水性的TPU布材成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种TPU布材。本专利技术中通过对TPU层制备原料的设计，进一步通过阻燃型多元醇、含氟扩链剂和阻燃剂的使用，使得制备得到的TPU布材具有较好的阻燃性和疏水性以及较好的力学性能。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种TPU布材，所述TPU布材包括依次叠加设置的基布层、胶水层和TPU层；
[0011]所述TPU层的制备原料包括非阻燃型多元醇、阻燃型多元醇、二异氰酸酯、含氟扩链剂和阻燃剂。
[0012]本专利技术中，通过阻燃型多元醇、含氟扩链剂与非阻燃型多元醇和固化剂的反应，将阻燃性物质和氟原子引入到聚氨酯弹性体分子链中，在加入少量助剂甚至不加入助剂的情况下，即可制备得到的具有较好阻燃性、较好疏水性和较好力学性能的TPU布材，避免了过多阻燃剂和疏水剂的使用，导致TPU层力学性能下降问题的发生，同时避免了过多阻燃剂和疏水剂的使用时易析出，导致TPU层的阻燃性和疏水性下降问题的发生。
[0013]以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
[0014]作为本专利技术的优选技术方案，所述TPU层的制备原料包括如下重量份数的组分：
[0015]非阻燃型多元醇20～50份、阻燃型多元醇10～20份、二异氰酸酯25～40份、含氟扩链剂15～20份和阻燃剂1～3份。
[0016]本专利技术中，通过含氟扩链剂的使用，将氟原子引入至聚氨酯弹性体分子链中，形成具有较低的自由能表面的TPU层，使TPU布材具有较好的疏水性。同时本专利技术中，通过含氟扩链剂、阻燃型多元醇与阻燃剂的协同增效作用，在加入少量阻燃剂的情况下，即可制备得到具有较好阻燃效果的TPU布，避免了阻燃剂的加入量过高，导致TPU力学性能下降问题的发生，又达到较好的阻燃效果。
[0017]本专利技术中，通过控制阻燃型多元醇的含量在特定的范围内，制备得到的TPU布材既具有较好的阻燃性，又具有生产成本较低，适宜工业化生产的优点。若阻燃型多元醇的含量过少，则制备得到的TPU布材的阻燃性较差；若阻燃型多元醇的含量过多，则制备TPU布材的生产成本过高，且过高阻燃型多元醇的使用，也不会进一步提高TPU布材的阻燃性，不利于工业化生产。
[0018]本专利技术中，所述非阻燃型多元醇的重量份数可以是20份、22份、25份、27份、30份、
33份、36份、39份、42份、45份、47份或50份等。
[0019]所述阻燃型多元醇的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0020]所述二异氰酸酯的重量份数可以是25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
[0021]所述含氟扩链剂的重量份数可以是15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0022]所述阻燃剂的重量份数可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TPU布材，其特征在于，所述TPU布材包括依次叠加设置的基布层、胶水层和TPU层；所述TPU层的制备原料包括非阻燃型多元醇、阻燃型多元醇、二异氰酸酯、含氟扩链剂和阻燃剂。2.根据权利要求1所述的TPU布材，其特征在于，所述TPU层的制备原料包括如下重量份数的组分：非阻燃型多元醇20～50份、阻燃型多元醇10～20份、二异氰酸酯25～40份、含氟扩链剂15～20份和阻燃剂1～3份。3.根据权利要求1或2所述的TPU布材，其特征在于，所述非阻燃性多元醇选自聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；优选地，所述聚醚多元醇的数均分子量为1000～6000；优选地，所述聚醚多元醇选自聚四氢呋喃醚二醇和/或聚四亚甲基醚二醇；优选地，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000～4000；优选地，所述聚酯多元醇选自聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己内酯二元醇中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
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3任一项所述的TPU布材，其特征在于，所述阻燃型多元醇选自阻燃型聚醚多元醇POP
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290E和/或阻燃型聚酯多元醇PF
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2011。5.根据权利要求1
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4任一项所述的TPU布材，其特征在于，所述二异氰酸酯选自二异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或环己基二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1
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5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，
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：