[發明專利]一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011571694.6
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112724917B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 金亞東;李冠毅;裘旭挺;王亮;王海龍;朱正平
• 申請（專利權）人: 寧波長陽科技股份有限公司
• 主分類號: C09J175/16
• 分類號: C09J175/16;C09J7/30;C09J7/10;C08G18/75;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/34;C08G18/12
• 代理公司: 杭州程隆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33385
• 代理人: 曹康華

本發明涉及聚氨酯薄膜制備技術領域，尤其涉及一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜及其制備方法和應用。一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜，該聚氨酯薄膜聚氨酯組合物制膜得到，所述的聚氨酯組合物包括聚氨酯材料以及熱固化劑和光引發劑，所述的聚氨酯材料使用單體在催化劑作用下合成，單體包括異氰酸酯、聚酯多元醇、擴鏈劑和交聯劑，所述的聚酯多元醇在聚氨酯分子內部引入用以熱固化的羧基，所述的交聯劑在聚氨酯分子鏈末端引入丙烯酸羥乙酯單元提供雙鍵交聯點，在聚氨酯單體合成中加入用于防止合成中聚合的阻聚劑。該薄膜實現了熱固化和光固化可分步進行，所述的聚氨酯薄膜低成本、成型快，具有高斷裂強度，高拉伸率和高速回彈等特性。

技術領域

本申請涉及聚氨酯薄膜制備技術領域，尤其涉及一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著聚合物薄膜應用領域日益廣泛，市場對于高性能薄膜材料的需求越來越高，常用的聚酰亞胺、聚烯烴薄膜等已經不能完全滿足市場需求。在這種情況下，高透、高延伸、耐久易加工的聚氨酯薄膜得到關注。由于聚氨酯分子結構的特點，人們可以通過調節聚氨酯嵌段成分比例改變其彈性、硬度，因而廣泛應用于醫療衛生、高檔紡織面料、工業等多個領域，深受用戶的歡迎和青睞。

然而，傳統聚氨酯薄膜制備工藝主要采用擠出、壓延和吹塑等方式，盡管具有良好的性能，但是存在成本高、成型慢等缺點。相比之下，采用紫外光(UV)固化具有很多優點，如經濟、高效，不含溶劑等。然而，傳統UV固化工藝用于三維復雜形狀的物件以及制備較厚膜時，存在涂膜紫外光照射不全的缺點，一定程度上限制了紫外光固化聚氨酯樹脂的應用；而由熱引發的異氰酸酯與羥基加聚或雙鍵交聯反應不存在這個困擾。通過雙重固化手段，既實現了快速、經濟成膜，又保證了聚合的完全性，具有優異的力學性能。

公開號為CN110845838A的專利報道了一種由聚碳酸酯二元醇，六亞甲基二異氰酸酯，1,6-已二醇等原料合成的聚氨酯，通過流延成膜。雖然拉伸強度比普通聚醚型聚氨酯薄膜有極大提高，但是成膜時間長達12h，增加了成本；公開號為CN104558499A的明報道了一種可紫外光固化的彈性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其合成方法，該乳液是由丙烯酸酯封端的聚氨酯，其分子鏈上帶有親水陰離子和雙鍵，具有自乳化性和光固化活性，加入光引發劑在紫外光下可迅速成膜，成品拉伸強度達21MPa，伸長率為350％，不能滿足更高的使用需求。

發明內容

為了解決背景技術中提到的現有技術存在的缺陷和不足，本發明提供一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜，該薄膜采用在聚合單體中加入聚酯多元醇在聚氨酯分子內部引入用以熱固化的羧基，并通過交聯劑在聚氨酯分子鏈末端引入丙烯酸羥乙酯單元提供雙鍵交聯點，聚合后在組合物體系中加入熱固化劑和光引發劑，實現了熱固化和光固化可分步進行，所述的聚氨酯薄膜低成本、成型快，具有高斷裂強度，高拉伸率和高速回彈等特性。

為了實現上述的目的，本申請采用了以下的技術方案：

一種雙固化無色透明聚氨酯薄膜，該聚氨酯薄膜聚氨酯組合物制膜得到，所述的聚氨酯組合物包括聚氨酯材料以及熱固化劑和光引發劑，所述的聚氨酯材料使用單體在催化劑作用下合成，單體包括異氰酸酯、聚酯多元醇、擴鏈劑和交聯劑，所述的聚酯多元醇在聚氨酯分子內部引入用以熱固化的羧基，所述的交聯劑在聚氨酯分子鏈末端引入丙烯酸羥乙酯單元提供雙鍵交聯點，在聚氨酯單體合成中加入用于防止合成中聚合的阻聚劑；

以聚氨酯材料的質量為100％計，所述異氰酸酯含量為10％-20％，所述聚酯多元醇含量為60％-75％，羧基含量為5％-10％，所述擴鏈劑20％-25％，所述交聯劑含量在10％以下，所述阻聚劑加入量為0.03％至0.05％；所述的熱固化劑為5-30％，光引發劑為0.5-5％。

作為優選，本申請聚氨酯材料具有(—異氰酸酯—聚酯多元醇—異氰酸酯—擴鏈劑—異氰酸酯-交聯劑-)的分子結構。作為一種典型的結構，本申請聚氨酯材料的結構式如下：