CN102942669A - 用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供应用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，由如下重量百分比的原料制备而成：分子量2000的聚酯多元醇50%-75%；小分子扩链剂4%-10%；二异氰酸酯18%-35%；催化剂0.01%～0.2%；抗氧剂0.2%～1%；复配型紫外光吸收剂1.5%～2.5%。该种用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜制备方法包括：将聚酯多元醇、小分子扩链剂真空脱水至其水分含量小于0.05%；将所有原料加入到双螺杆挤出机中进行混合、反应、挤出造粒，冷却后即得透明的聚氨酯粒料；将透明的聚氨酯粒料加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序得本发明所述高强度聚氨酯薄膜。本发明与玻璃粘结后不容易被外界强烈冲击力而击碎，具有高强度，抗紫外能力强。

Description

用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于热塑性高分子材料技术领域，具体地说涉及用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜。同时，本发明还涉及该种高强度聚氨酯薄膜的制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯(TPU)为半透明的薄膜不仅具有交联性聚氨酯的高强度、高耐磨等橡胶特性，而且具备线性高分子材料的热塑性能，从而使其应用得以扩展到塑料领域。尤其是近几十年，TPU已经成为发展最快的高分子材料之一。TPU薄膜是TPU材料的一种重要应用形式，近年来随着高科技的发展和进步也得到了越来越广泛的应用。
TPU为半透明的薄膜，无杂质、柔软性好，膜表面平整，有一定粗糙度和较好的抗拉伸强度、撕裂强度和断裂延伸率，此外TPU还拥有优良的光学性能，防紫外线，隔音、耐高温、低温、机械性能和对玻璃的良好粘结性。在受到猛烈冲击时TPU能吸收冲击能量，不产生破碎片，强度高、蠕变性能好。
热塑性聚氨酯胶片是一种新型的中间粘结材料，与玻璃有很好的粘结性能，可以广泛应用于建筑、汽车、航空、金融等行业。
专利号CN98110958.6公开了一种用于安全玻璃的胶片，其主要方法是将聚氨酯、亚克力、环氧树脂加热融化后在特定的混合设备中制成，改善了强化玻璃与PC/PET的粘结；中国专利CN200580035278.1描述了用于制备具有良好透明性的聚氨酯的一些方法，但里边所述的加工方法都采用浇注形式得到透明性的聚氨酯弹性体，不能作为胶黏剂使用；中国专利CN101760143A提及一种可用于夹层玻璃的高透明性聚氨酯热熔胶片及其制备方法，但其所述的聚氨酯胶片强度低。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术存在的缺点，提供一种用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，该高强度聚氨酯薄膜是与玻璃粘结后不容易被外界强烈冲击力而击碎的高强度夹层安全玻璃。本发明还提供了该种用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法。
为了实现上述发明的目的，本发明提供用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，所述的聚氨酯薄膜是由如下重量百分比的原料组成：
Figure BDA00002381919000021
进一步地，所述的聚酯多元醇为由己二酸与1,4-丁二醇缩合制得的聚己二酸丁二醇酯二醇。所述的小分子扩链剂选自：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、甲基丙二醇或一缩二乙二醇（二甘醇）中的一种；优选：1,4-丁二醇。所述的二异氰酸酯选自：1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）或二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）中的一种；优选：二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）。所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡与三亚乙基三胺的混合物。所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯按3:1配比的混合物。所述的复配型紫外光吸收剂选自：以二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯为必选，再选自2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种的混合物；优选：二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑的混合物。
本发明的另一目的是提供一种用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、将聚酯多元醇、小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水至少2小时，使其水分含量小于0.05%；
步骤二、将步骤一中真空脱水完毕的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及异氰酸酯、催化剂、抗氧剂、复配型紫外光吸收剂加入到双螺杆挤出机中进行混合、反应；其中：所述双螺杆挤出机的加料段温度为100-140℃，反应区温度为150-200℃，挤出区温度为160-210℃，反应时间为5～10分钟，螺杆转速为70-90rpm，最后由挤出机机头挤出的胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后即得透明的聚氨酯粒料；
步骤三、将步骤二中所得透明的聚氨酯粒料加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机温度为150℃～180℃，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，即得所述的高强度聚氨酯薄膜。
进一步地，在用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法中所述原料的重量百分比为：
Figure BDA00002381919000031
Figure BDA00002381919000041
更近一步地，所述的聚酯多元醇为由己二酸与1,4-丁二醇缩合制得的聚己二酸丁二醇酯二醇。所述的小分子扩链剂选自：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、甲基丙二醇或一缩二乙二醇（二甘醇）中的一种；优选：1,4-丁二醇。所述的二异氰酸酯选自：1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）或二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）中的一种；优选：二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）。所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡与三亚乙基三胺的混合物。所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯按3:1配比的混合物。所述的复配型紫外光吸收剂选自：以二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯为必选，再选自2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种的混合物；优选：二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑的混合物。
本发明与现有技术相比，具备如下有益效果：
通过本发明得到的高强度聚氨酯薄膜具备高分子量、高强度。抗氧剂的加入阻滞聚氨酯热氧化作用，阻止由氧诱发的聚合物的断链反应并分解产生过氧化氢，复配型紫外光吸收剂的加入使得本发明的聚氨酯具有良好的抗紫外能力。
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
具体实施方式
实施例1
步骤一、将140kg聚酯多元醇（分子量2000）、9kg小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水2h左右，使其水分含量小于0.05%。
其中：聚酯多元醇为由己二酸与1,4-丁二醇缩合制得的聚己二酸丁二醇酯二醇；其反应化学方程式如下：
Figure BDA00002381919000051
其中nHOOC-R-COOH对应为HOOC-(CH2)4-COOH（己二酸）
HO-R′-OH对应为HO-CH2CH2CH2CH2-OH（1,4-丁二醇）
步骤二、将步骤一中所述的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及40kg二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）、0.02kg催化剂（0.01kg二月桂酸二丁基锡和0.01kg三亚乙基三胺）、1.0kg抗氧剂、4kg复配型紫外光吸收剂（1.5kg二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2.5kg 2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑）按重量份加入到双螺杆挤出机中（螺杆转速在70-90rpm之间）混合、反应。挤出机的加料段温度控制为100-140℃，反应区温度控制为150-200℃，挤出区温度控制在160-210℃，反应时间为5-10分钟，最后有机头挤出胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后即得到所需聚氨酯粒料。
步骤三、将步骤二中所得到的透明粒子加入到双螺杆挤出机中进行挤出，温度控制在150℃～180℃左右，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，既得上述所需高强度聚氨酯薄膜。
实施例2
步骤一、将134kg聚酯多元醇（分子量2000）、15kg小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水2h左右，使其水分含量小于0.05%。
步骤二、将步骤1中所述的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及51.5kg二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）、0.02kg催化剂（0.01kg二月桂酸二丁基锡和0.01kg三亚乙基三胺）、1.0kg抗氧剂、4kg复配型紫外光吸收剂（1.5kg二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2.5kg 2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑）按重量份加入到双螺杆挤出机中（螺杆转速在70-90rpm之间）混合、反应。挤出机的加料段温度控制为100-140℃，反应区温度控制为150-200℃，挤出区温度控制在160-210℃，反应时间为5-10分钟，最后有机头挤出胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后即得到所需聚氨酯粒料。
步骤三、将步骤二中所得到的透明粒子加入到双螺杆挤出机中进行挤出，温度控制在150℃～180℃左右，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，既得上述所需高强度聚氨酯薄膜。
实施例3
步骤一、将132kg聚酯多元醇（分子量2000）、14kg小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水2h左右，使其水分含量小于0.05%。
步骤二、将步骤1中所述的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及36kg1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、0.02kg催化剂（0.01kg二月桂酸二丁基锡和0.01kg三亚乙基三胺）、1.0kg抗氧剂、4.0kg复配型紫外光吸收剂（1.5kg二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2.5kg 2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑）按重量份加入到双螺杆挤出机中（螺杆转速在70-90rpm之间）混合、反应。挤出机的加料段温度控制为100-140℃，反应区温度控制为150-200℃，挤出区温度控制在160-210℃，反应时间为5-10分钟，最后有机头挤出胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后即得到所需聚氨酯粒料。
步骤三、将步骤二中所得到的透明粒子加入到双螺杆挤出机中进行挤出，温度控制在150℃～180℃左右，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，既得上述所需高强度聚氨酯薄膜。
实施例4
步骤一、将107kg聚酯多元醇（分子量2000）、19kg小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水2h左右，使其水分含量小于0.05%。
步骤二、将步骤1中所述的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及65kg二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）、0.02kg催化剂（0.01kg二月桂酸二丁基锡和0.01kg三亚乙基三胺）、1.0kg抗氧剂、4kg复配型紫外光吸收剂（1.5kg二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2.5kg 2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑）按重量份加入到双螺杆挤出机中（螺杆转速在70-90rpm之间）混合、反应。挤出机的加料段温度控制为100-140℃，反应区温度控制为150-200℃，挤出区温度控制在160-210℃，反应时间为5-10分钟，最后有机头挤出胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后即得到所需聚氨酯粒料。
步骤三、将步骤二中所得到的透明粒子加入到双螺杆挤出机中进行挤出，温度控制在150℃～180℃左右，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，即得上述所需高强度聚氨酯薄膜。
上述所得产品的物理性能数据表如表1所示
表1产品物理性能对比表
 项目   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   PVB
 拉伸强度(Mpa)   46.2   44.1   40.8   42.7   20.9
从表中可以看出，以上四个实施例得到的高强度聚氨酯薄膜强度都比PVB大，可应用于汽车、建筑、航空等领域。

Claims (7)

1.用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，其特征在于，所述的聚氨酯薄膜是由如下重量百分比的原料组成： 
Figure FDA00002381918900011
。
2.根据权利要求1所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，其特征在于： 
所述的聚酯多元醇为由己二酸与1,4-丁二醇缩合制得的聚己二酸丁二醇酯二醇； 
所述的小分子扩链剂选自：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、甲基丙二醇或一缩二乙二醇（二甘醇）中的一种； 
所述的二异氰酸酯选自：1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）或二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）中的一种； 
所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡与三亚乙基三胺的混合物； 
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯按3:1配比的混合物； 
所述的复配型紫外光吸收剂选自：以二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯为必选，再选自2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种的混合物。 
3.根据权利要求2所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜，其特征在于： 
所述的小分子扩链剂为1,4-丁二醇； 
所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）； 
所述的复配型紫外光吸收剂为：二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑的混合物。 
4.如权利要求1所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 
步骤一、将聚酯多元醇、小分子扩链剂分别在100-120℃条件下真空脱水至少2小时，使其水分含量小于0.05%； 
步骤二、将步骤一中真空脱水完毕的聚酯多元醇、小分子扩链剂以及异氰酸酯、催化剂、抗氧剂、复配型紫外光吸收剂加入到双螺杆挤出机中进行混合、反应；其中：所述双螺杆挤出机的加料段温度为100-140℃，反应区温度为150-200℃，挤出区温度为160-210℃，反应时间为5～10分钟，螺杆转速为70-90rpm，最后由挤出机机头挤出的胶条经造粒机切粒，在100-110℃的烘箱中干燥，冷却后得透明的聚氨酯粒料； 
步骤三、将步骤二中所得透明的聚氨酯粒料加入到双螺杆挤出机中进行挤出，挤出机温度为150℃～180℃，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，即得所述的高强度聚氨酯薄膜。 
5.根据权利要求4所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于：所述原料的重量百分比为： 
Figure FDA00002381918900021
Figure FDA00002381918900031
。
6.根据权利要求5所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于： 
所述的聚酯多元醇为由己二酸与1,4-丁二醇缩合制得的聚己二酸丁二醇酯二醇； 
所述的小分子扩链剂选自：乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、甲基丙二醇或一缩二乙二醇（二甘醇）中的一种； 
所述的二异氰酸酯选自：1,6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）或二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）中的一种； 
所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡与三亚乙基三胺的混合物； 
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯按3:1配比的混合物； 
所述的复配型紫外光吸收剂选自：以二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯为必选，再选自2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种的混合物。 
7.根据权利要求6所述的用于夹层玻璃的高强度聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于： 
所述的小分子扩链剂为1,4-丁二醇； 
所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（MDI）； 
所述的复配型紫外光吸收剂为：二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵二 酸酯和2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑的混合物。 
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