[發明專利]一種新型高性能TPU復合材料的生產工藝

在審

• 申請號: 201410756851.9
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104448787A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 何健雄;王一良
• 申請（專利權）人: 東莞市雄林新材料科技股份有限公司;蘇州市雄林新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L75/06;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;B29C47/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;楊晞

技術領域

本發明屬于復合材料制備領域，尤其涉及一種TPU復合材料的生產工藝。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一類由熱動力學上不相容的硬段和軟段交替形成的線性多嵌段聚合物，具有獨特的微相分離結構，因此，其物理機械性能相當優異。TPU具有的突出特點是硬度范圍大、強度高、彈性好、耐低溫、耐磨性優異、耐臭氧性極好，有良好的耐油、耐化學藥品和耐環境性能等特點，因此，廣泛應用于注塑、擠出、壓延及溶解成溶液型樹脂等加工方式，其制品涵蓋了工業應用和民用必需品的范圍。

熱塑性聚氨酯(TPU)具有突出的是耐磨性性能，使其在做一些表觀外層制品上具有很大的優勢，鞋層和鞋幫等材料，電線電纜光纜護套，拉鏈片和高檔塑料表帶、表殼以及潛水表、禮品表等系列，機械制品(如汽車部件、機械軸承、滾輪等)，皮包皮革等方面。

目前，在TPU復合材料方面的研究不多，尤其是關于TPU復合布的研究較少，其中，CN101748611A公開了一種TPU布及其制備方法，提供了一種耐磨、耐曲折耐寒的TPU布，但其采用的是將TPU與織物進行粘結，通過油性膠水或水性膠水粘結TPU層和織布層，這樣一方面增加了膠水的使用成本，且采用膠水降低了復合布的環保性能。

CN104015444A公開了一種熱塑性聚氨酯/纖維復合軟布及其制備方法，其公開的復合軟布采用TPU與不同種類顏色的纖維織物為原料，將TPU與織物以熱貼合的形式粘結在一起，實現了零污染、工序簡單、成本低廉的效果，然而，采用熱貼合的形式制成的復合布仍然存在透氣性差、機械強度不夠等缺陷。

CN103483801A公開了一種熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法，其采用了在熱塑性聚氨酯復合材料中，加入玄武巖纖維作為增強材料，采用熔融擠出工藝制備得到熱塑性聚氨酯復合材料，使得該熱塑性聚氨酯復合材料與使用普通玻璃纖維的聚氨酯復合材料相比，機械性能和耐熱性能得到了明顯提高，然而，采用將纖維材料與熱塑性聚氨酯共同熔融擠出的方法制成的復合材料，在透氣性能方面會比較差，因而，在透氣性要求較高的領域，比如鞋材、服飾輔料等方法無法廣泛應用。

因此，尋找一種透氣性好、機械強度高的熱塑性聚氨酯復合材料以應用于鞋材、服飾等領域是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種TPU復合材料的生產工藝，特別是一種新型高性能TPU復合材料的制備方法。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種TPU復合材料的制備方法，所述的方法采用擠出機擠出TPU材料，然后通過包覆，將TPU包覆在絲線或棉線上，從而得到所述的TPU復合材料。

本發明中，所述的采用擠出機擠出TPU材料的具體步驟為：

(1)、將65-80重量份的聚合物多元醇置于反應釜中，并加熱至80-90℃，然后加入0.3-0.6重量份的抗氧劑、0.2-0.5重量份的光穩定劑、0.4-0.8重量份的潤滑劑和2-5重量份耐水解劑，充分攪拌后得到聚合物多元醇混合溶液；

(2)向所述聚合物多元醇混合溶液中加入25-35重量份的、溫度在55-65℃的1,4-環己烷二異氰酸酯，攪拌混合后得到初步反應混合物；

(3)向上述反應混合物中加入4-9重量份的1,4-丁二醇擴鏈劑和0.05-0.2重量份的鈦系或鉍系催化劑，并控制溫度在150-210℃、壓力4-8MPa反應1-2h；

(4)當反應熔體溫度達到180-210℃時，加入1-3重量份的阻燃劑，反應一定時間后進行脫水、干燥和熟化，得到TPU原料。

本發明中，所述的聚合物多元醇為分子量1000的聚四氫呋喃醚二醇和/或分子量為3000的聚己二酸乙二醇丁二醇酯多元醇。

優選地，所述的抗氧劑為β-(4-羥基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和二[(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸]季戊四醇酯中的任意一種或至少兩種的混合。

優選地，所述的光穩定劑為二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯受阻胺類光穩定劑。

優選地，所述的潤滑劑為蒙旦蠟和/或芥酸酰胺蠟類潤滑劑。

優選地，所述的耐水解劑為碳化二亞胺類耐水解劑。

優選地，所述的擴鏈劑為1,4-丁二醇和鈦系或鉍系催化劑。

優選地，所述阻燃劑為十溴二苯基乙烷混合微量煅制二氧化硅。

本發明中，所述的包覆方法具體采用以下步驟：

(1)將絲線或棉線作為線芯；