[發明專利]一種聚乳酸/熱塑性聚氨酯復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 202011384285.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112574550B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 賈潤萍;劉寶全;段延捷;吳丹丹;郜峰;楊樸
• 申請（專利權）人: 上海恒安聚氨酯股份有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L67/04;C08J5/18;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/10
• 代理公司: 上海大為知衛知識產權代理事務所(普通合伙) 31390
• 代理人: 尤瑩

本發明涉及熱塑性聚氨酯復合膜的制備領域，尤其涉及一種聚乳酸/熱塑性聚氨酯(簡稱PLA/TPU)復合膜的制備方法。其將自制的具備大量親水基團的超支化聚酯多元醇與二異氰酸酯、小分子擴鏈劑反應制得親水性良好的熱塑性聚氨酯，再與干燥后的聚乳酸共混熔融后，通過吹膜成型工藝調整膜的厚度、成型溫度和相對溫度制備出無孔型、透濕透氣性良好的PLA/TPU復合膜復合膜。本發明通過聚乳酸與親水性良好的熱塑性聚氨酯共混吹膜，可有效提高復合膜的性能，膜的厚度具有可控性，制備機械強度好、化學性質穩定的無孔型透濕透氣復合膜材料，可在醫療用品、服裝、家居、食品包裝等領域廣泛應用。

技術領域

本發明涉及熱塑性聚氨酯復合膜的制備領域，尤其涉及一種聚乳酸/熱塑性聚氨酯（簡稱PLA/TPU）復合膜的制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯薄膜（簡稱TPU薄膜），是由柔性的軟段區和剛性官能團硬段區一起組成的一種彈性嵌段共聚物，經薄膜成型工藝加工制成。TPU薄膜不僅擁有卓越的高張力、強韌和耐老化的特性，而且是一種成熟的無毒環保材料，被廣泛應用在鞋材、醫療品、健身器材、家裝、建材等領域。雖然TPU薄膜具備以上優異性能，但是傳統的TPU薄膜存在耐磨性差、親水性不高、透濕透氣性不強，導致其在許多領域上的應用受到局限。現在研究多通過改性TPU或者讓TPU與其他無機化合物、聚合物共混來提高其綜合性能，雖然一定程度上使TPU復合薄膜表現出一定的親水性，但是存在著親水性、透濕透氣性差及不持久、不適合工業生產等缺點，因此，可以通過改進TPU化學結構，提供更多親水基團，并與其他聚合物一起采用一定的成型工藝，從而制備出良好透濕透氣性、穩定性強、具有優異力學性能的TPU復合膜。

聚乳酸（簡稱PLA）是線型脂肪族熱塑性聚酯，有良好的力學性能，生物相容性良好，降解后對環境無污染，而且適合工業化生產。PLA的應用范圍廣泛，除了在農業、餐飲及包裝等市場應用，還能應用在生物醫藥、電子領域、汽車領域等等。聚乳酸薄膜近幾年成為化工研究和軟包裝產業等機構和企業最熱門的研究方向之一。將PLA與親水TPU共混改性可以顯著提高親水性、韌性、穩定性以及降低成本，是一個經濟又實用的方法，有助于TPU復合膜改性技術的增進，提高TPU復合膜綜合性能，擴大其應用領域。

發明內容

本發明正是針對上述問題，提供了一種聚乳酸/熱塑性聚氨酯復合膜的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，具體的制備步驟為，

1、超支化聚酯多元醇的制備

將10～30重量份檸檬酸和5～40重量份二元醇放入三頸圓底燒瓶中，加熱到100～150 ℃，通入氮氣，攪拌1～2 h；再加入30～100重量份沒食子酸，在120～150 ℃下攪拌0.5～2 h，加入0.2～1重量份催化劑，繼續攪拌0.5～2 h，期間每間隔0.5 h對反應體系抽真空約5 min，以除去小分子副產物，直至反應體系重量無明顯變化后，停止反應，得到所述超支化聚酯多元醇；

2、親水性TPU的制備

先將30～60重量份二異氰酸酯和15～30重量份小分子擴鏈劑分別在50～70 ℃下真空除水1～2 h；將30～60重量份步驟1制備所得的超支化聚酯多元醇加入裝有攪拌裝置的三口燒瓶中，加熱至100～130 ℃抽真空脫水0.5～2 h，降溫至80～100 ℃，加入熔融且除水后的二異氰酸酯攪拌1～2 h，繼續加入除水后的小分子擴鏈劑，在70～100 ℃攪拌1～2 h后，得到所述的親水性TPU；

3、PLA/TPU復合膜的制備

將15～30重量份PLA在50～70 ℃下真空干燥1～2 h，將干燥后的PLA與上述步驟2制得的TPU一起倒入高速混合機中，共混5～7 min后倒入吹膜機中，利用吹膜機對其加工,吹脹比設置在2.5，牽引速度設置在30 m/min，再按需設置吹制幅寬、厚度和吹膜機組機頭三段溫度，最后再利用冷卻機對薄膜進行冷卻定型，將得到的PLA/TPU復合膜在溫度20～45℃下干燥0.2～2.0 h，得到所述PLA/TPU復合膜。