[發明專利]一種具有交聯結構的TPU薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810448915.7
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108641345B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 劉建文;張生;王仁鴻;陳自安;王黑龍
• 申請（專利權）人: 美瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L23/06;C08K5/134;C08K5/13;C08G18/42;C08G18/76;C08G18/32;C08G18/66;B32B27/06;B32B27/18;B32B27/40;B29B9/06;B29C48/21;B29C48/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;曾濤

本發明屬于熱塑性聚氨酯彈性體薄膜技術領域，特別涉及一種具有交聯結構的TPU薄膜及其制備方法，所述TPU薄膜由90?110重量份的TPU和0.02?0.7重量份的交聯劑制得；所述TPU為以異氰酸酯基封端的TPU和以羥基封端的TPU，所述交聯劑為多官能度醇類化合物。本發明規避了直接使用具有化學交聯結構的TPU難以進行擠出流延加工薄膜的問題，為制備具有化學交聯結構的TPU薄膜提供了新思路，且制備出的薄膜模量和彈性得到了有效提高。

技術領域

本發明屬于熱塑性聚氨酯彈性體薄膜技術領域，特別涉及一種具有交聯結構的TPU薄膜及其制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一種嵌段式線性聚合物，其具有力學性能優異、高耐磨、耐酸堿、環保及加工工藝簡便等優點，在薄膜領域有著廣泛的應用，而TPU薄膜也廣泛應用于服裝、鞋材、輸送帶、箱包及水上用品等等。

TPU的生產工藝主要兩種，即一步法和兩步法。一步法是將二異氰酸酯、多醇和擴鏈劑混合后進行反應，其工藝上又分為連續線和間歇線。連續線是將原料經混合后注入雙螺桿反應擠出機反應后造粒，具有生產效率高，產品穩定等特點。間歇線是將原料混合物澆鑄在輸送帶上，經過烘箱道反應后粉碎，粉碎料再經過雙螺桿造粒或者直接使用粉碎料，特點是物性優異，但生產效率較低。兩步法為先將二異氰酸酯和多醇進行反應制備預聚體，再與擴鏈劑反應進行擴鏈從而制備TPU，該工藝已逐漸被淘汰。目前除了特殊應用，連續一步法為主流工藝。

TPU的結構特殊，其分子基本為線性結構，但存在一定量的物理交聯，使得其具有彈性。TPU的彈性模量取決于其硬段的含量和結晶等因素。因而想要提高彈性模量則需要提高硬段含量，但這會使硬度增加。因而若想要在保證硬度的同時增加彈性模量需要適當增加交聯點。若在TPU中引入部分化學交聯點可有效提高其彈性模量。但若直接在TPU中引入化學交聯會嚴重影響其加工性能。

TPU薄膜的生產工藝主要有流延、吹塑和壓延等工藝，其中流延和吹塑為使用最多的兩種工藝。對于流延薄膜而言，其是將TPU通過擠出機塑化后經模頭流出至冷卻輥或對壓輥，再經過一系列冷卻后收卷制得。而傳統的TPU薄膜加工工藝依賴于TPU的熱塑性，在保持一定硬度的情況下提高模量和彈性較為困難。若在TPU薄膜引入部分化學交聯結構則可在保持硬度的情況下有效提高其模量和彈性。

本發明結合TPU的反應特點及薄膜的加工工藝可制備出具有一定化學交聯結構的TPU薄膜，可有效提高TPU薄膜的模量和彈性。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種具有交聯結構的TPU薄膜及其制備方法，可有效提高TPU薄膜的模量和彈性。

本發明中TPU的R值是指異氰酸酯基與羥基的摩爾比值，硬段含量是指原料中二異氰酸酯和小分子擴鏈劑的質量之和占異氰酸酯、擴鏈劑和低聚物多元醇的質量之和的比例。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種具有交聯結構的TPU薄膜，按重量份數計，所述TPU薄膜由90-110份的TPU和0.02-0.7份的交聯劑制得；所述TPU為以異氰酸酯基封端的TPU和以羥基封端的TPU，所述交聯劑為多官能度醇類化合物。

在上述方案的基礎上，本發明還可以做以下改進。

優選的，一種具有交聯結構的TPU薄膜，按重量份數計，所述以羥基封端的TPU由以下組分組成：二異氰酸酯20-40份、低聚物多元醇50-70份、小分子擴鏈劑1-15份和助劑0.2-3份，R值控制在0.85～1，硬段含量控制在30-50％。

優選的，一種具有交聯結構的TPU薄膜，按重量份數計，所述以異氰酸酯基封端的TPU由以下組分組成：二異氰酸酯20-40份、低聚物多元醇50-70份、小分子擴鏈劑1-15份和助劑0.2-3份，R值控制在1～1.15，硬段含量控制在30-50％。