[發(fā)明專利]一種改性TPU、改性TPU合成革及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210316729.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN114673013A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓梓軍;李超;高金崗;張哲;王建偉;李炎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州瑞高新材料有限公司
• 主分類號(hào): D06N3/14
• 分類號(hào): D06N3/14;D06N3/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 李鑫偉

本申請(qǐng)涉及合成革技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種改性TPU、改性TPU合成革及其制備方法。其中改性TPU的原料包括以下組分：聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、改性劑、反應(yīng)助劑，其中改性劑包括四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶聯(lián)劑；即以擴(kuò)鏈的方式在TPU鏈段中引入氟硅基團(tuán)。而改性TPU合成革包括基布層、粘結(jié)層和改性TPU層，且改性TPU層包括以下原料：硅樹脂、改性TPU顆粒、其他助劑；在改性TPU顆粒的基礎(chǔ)上融合硅樹脂，兩者均具有較為優(yōu)異的表面膚感、耐水解性能和耐污性能，最終制得的合成革具有較為優(yōu)異的表面膚感、耐水解性能和耐污性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及合成革技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種改性TPU、改性TPU合成革及其制備方法。

背景技術(shù)

TPU是熱塑性聚氨酯彈性體橡膠的簡(jiǎn)稱，其具有高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，同時(shí)由于其可回收再利用的特性，可以有效減少化學(xué)制品對(duì)環(huán)境污染，屬于較為成熟的環(huán)保型材料。

TPU已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、工業(yè)及體育等領(lǐng)域，并且其特性理論上是比較符合應(yīng)用在合成革領(lǐng)域的。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于合成革制品對(duì)材料表面膚感、耐水解、耐污性能有較高的要求，TPU材料在此類性能方面有明顯的缺陷，使得TPU材料在合成革領(lǐng)域的應(yīng)用受到較大的限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服TPU材料應(yīng)用在合成革中表面膚感、耐水解和耐污性能不佳的缺陷，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N改性TPU、改性TPU合成革及其制備方法。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N改性TPU，采用如下的技術(shù)方案：

一種改性TPU，包括以下質(zhì)量份的原料：聚四氫呋喃醚二醇80～110份、異佛爾酮二異氰酸酯35～60份、改性劑10～25份、反應(yīng)助劑10～20份，其中改性劑為四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶聯(lián)劑按照質(zhì)量比(2～4)：(3～5)：1組成的混合物。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，以聚四氫呋喃醚二醇和異佛爾酮二異氰酸酯作為合成TPU的原料，在反應(yīng)助劑的作用下可以得到TPU預(yù)聚體，并且通過(guò)改性劑對(duì)TPU預(yù)聚體進(jìn)行改性，使得其在表面膚感和耐水解性能上得到一定改善，同時(shí)抗污性能得到較為明顯的改善。

具體是通過(guò)擴(kuò)鏈的方式在TPU預(yù)聚體中引入含氟硅的基團(tuán)，由于氟原子的電負(fù)性較強(qiáng)且原子半徑小，使得氟原子核對(duì)電子的束縛性較強(qiáng)，可以有效降低分子間的相互作用力，從而使得改性TPU具有較低的表面能。同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑的表面能也較低，且硅元素的遷移能力強(qiáng)于氟元素，可以使得改性TPU具有良好的疏水性和憎油性；且硅烷偶聯(lián)劑使得體系所形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)使得改性TPU的穩(wěn)定性更佳，進(jìn)而制得的改性TPU的表面膚感、耐水解和耐污性能均有較大改善。

另外選用四氟丙醇和八氟戊醇作為擴(kuò)鏈所用的氟源，不僅含氟基團(tuán)的引入效果較好，同時(shí)對(duì)制得的改性TPU無(wú)負(fù)面影響，且按照上述比例復(fù)配使用四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶聯(lián)劑效果較好。

作為優(yōu)選，原料還包括磷酸二氫銨溶液。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，以磷酸二氫銨輔助初步改性后的TPU乳液固化，在保障固化效果的同時(shí)還可以起到增強(qiáng)TPU力學(xué)性能和阻燃性能的作用。另外，改性后的TPU顆粒中含有較多的兩性離子，兩性離子在TPU表面富集，由于兩性離子可以有效降低TPU的表面能、彈性模量和接觸角，從而使得改性后的TPU材料具有較為優(yōu)異的抗污性能。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N改性TPU的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

一種改性TPU的制備方法，包括以下步驟：

改性處理：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，混合聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯和反應(yīng)助劑，在70℃～80℃的溫度下反應(yīng)至NCO達(dá)到理論值，加入改性劑繼續(xù)反應(yīng)1～2h，然后降溫至40℃～50℃繼續(xù)反應(yīng)，高速剪切后制得改性TPU乳液；

后處理：對(duì)改性TPU乳液進(jìn)行固化、烘干和破碎制粒處理，得到成品改性TPU顆粒。