CN104194321A - 一种耐高温tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温TPU薄膜及其制备方法。所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇55～70份；二异氰酸酯40～60份；扩链剂10～30份；链终止剂8～16份；SBS 5-8份；抗氧剂0.2～0.8份；催化剂0.05～0.4份。本发明得到的TPU薄膜可耐高温性能达到80％以上，并具有优异的综合性能。

Description

一种耐高温TPU薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种耐高温TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是由线性多元醇(通常为聚酯或聚醚多元醇)、有机二异氰酸酯和小分子扩链剂构成。其整体性能取决于多元醇的类型、异氰酸酯和扩链剂的结构以及软段和硬段的比例等。可以通过选择TPU各组成成分并调节它们的比例使得材料的性能在很宽的范围内变化，从而使得它既有橡胶的柔性，又有塑料的刚性，具有高强度、高伸长和高弹性等特性。

TPU还具有优良的耐撕裂、耐磨、耐低温等性能，但是TPU的耐高温性能较差，一旦其工作温度超过80℃，它的许多优良性能将丧失，材料甚至被破坏，这大大限制了它的应用，所以开发耐高温特种TPU日益成为研究中的前沿问题。

CN 103498209A公开了一种具有耐高温和耐碱聚氨酯弹性纤维的制备方法，属于高分子材料制备技术领域，包括如下步骤：(1)在预聚反应阶段，以二异氰酸酯和低聚物二元醇为基本原料，得到异氰酸酯基封端的预聚物；(2)用非质子性极性溶剂溶解步骤1制备的预聚物，获得预聚物溶液；(3)向步骤2获得的预聚物溶液中加入扩链剂和链终止剂，经聚合反应后得到聚氨酯脲溶液，所述的扩链剂为含氟芳香族二元胺，或者为含氟芳香族二元胺与脂肪族二元胺的混合物；(4)将步骤3制备的氨纶纺丝液熟化后，采用干法纺丝制备耐高温和耐碱氨纶纤维。但其耐高温性存在不足。

CN101838456 A公开了一种耐热型热塑性聚氨酯及其生产工艺，该耐热性塑性聚氨酯由PCL-1000、PCL-2000、MDI、HQEE、TMP、DK2制备而成，最高可耐100℃高温，然而其拉伸强度和断裂伸长率以及耐户外UV辐射老化能力较差。

CN103360718 A公开了本发明公开了一种抗老化ABS-TPU塑料合金，该合金由下述组分按重量份组成：100份ABS、15-25份TPU、0.5-1.5份抗老化剂组成。尽管该合金抗老化能力比较强，然而其弹性和耐高温能力较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TPU薄膜及其制备方法，特别是一种耐高温TPU薄膜及其制备方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种耐高温TPU薄膜，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇55～70份；二异氰酸酯40～60份；扩链剂10～30份；链终止剂8～16份；SBS 5-8份；抗氧剂0.2～0.8份；催化剂0.05～0.4份。

作为优选技术方案，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇58～70份；二异氰酸酯40～50份；扩链剂10～25份；链终止剂10～16份；SBS 5-7份；抗氧剂0.2～0.6份；催化剂0.05～0.3份。

作为优选技术方案，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇61份；二异氰酸酯42份；扩链剂15份；链终止剂12份；SBS 5份；抗氧剂0.4份；催化剂0.3份。

优选地，所述多元醇为低聚物二元醇。

优选地，所述低聚物二元醇为数均分子量1500～3000的聚四氢呋喃醚二醇和/或数均分子量1500～3000的聚丙二醇。

优选地，所述二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种或至少两种的混合物，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯。

优选地，所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇或1,5-戊二醇中的一种或至少两种的混合物。

优选地，所述链终止剂为二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺中的一种或至少两种的混合物。

第二方面，本发明还提供了一种如本发明第一方面所述的TPU薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将低聚物二元醇和二异氰酸酯进行预聚得到预聚体；

2)将扩链剂、链终止剂加入预聚体中进行扩链反应和链终止反应；

3)向步骤2)得到的物料中加入SBS、抗氧剂和催化剂混合均匀后熟化得到耐高温TPU薄膜。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过合理选择组分及含量，通过组分间的配合、协同作用，得到优于现有技术的耐高温TPU薄膜，本发明的薄膜能耐高温性能达到80％以上，而且具有综合的优异性能。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

按重量份数配制如下组分：

数均分子量3000的聚四氢呋喃醚二醇68；苯二亚甲基二异氰酸酯42；乙二醇13；正己胺16；SBS 5份；抗氧剂0.8；催化剂0.4；

制备方法具体为以下步骤：

1)将低聚物二元醇和二异氰酸酯进行预聚得到预聚体；

2)将扩链剂、链终止剂加入预聚体中进行扩链反应和链终止反应；

3)向步骤2)得到的物料中加入SBS、抗氧剂和催化剂，混合均匀后熟化得到耐高温TPU薄膜。

实施例2

数均分子量1500的聚四氢呋喃醚二醇59；苯二亚甲基二异氰酸酯62；乙二醇13；二丙胺16；SBS 5份；抗氧剂0.8；催化剂0.4；

其制备方法同实施例1。

实施例3

数均分子量1500的聚丙二醇58；2,4-甲苯二异氰酸酯50；2,3-丁二醇13；二丙胺16；SBS 6份；抗氧剂0.6；催化剂0.3；

其制备方法同实施例1。

实施例4

数均分子量3000的聚丙二醇61；2,4-甲苯二异氰酸酯42；2,3-丁二醇15；乙醇胺12；SBS 5份；抗氧剂0.4；催化剂0.3；

其制备方法同实施例1。

实施例5

数均分子量1800的聚丙二醇55；2,4-甲苯二异氰酸酯58；2,3-丁二醇13；乙醇胺16；SBS 5份；抗氧剂0.8；催化剂0.4；

其制备方法同实施例1。

对比例

CN 103498209A中公开的实施例1作为本发明的对比例。

按照以下方法测定实施例1-5的耐高温TPU薄膜和对比例的聚氨酯弹性纤维的耐高温性能：

将样品牵伸100％，用190℃热空气处理1分钟，然后在高温高压条件下使用分散染料进行染色。从室温开始染色，以1.5℃/min温度上升到130℃后，保持此温度下染色60min。染色结束后，使用拉力试验机测试纤维染色处理后断裂强力(DS₁)和处理前的断裂强力(DS₂)，并以二者的比率作为断裂强力保持率，保持率越高，耐高温性能也就越优异。

耐高温性能(％)＝100*(DS₁)/(DS₂)

测得的性能结果如表1。

表1 各实施例和对比例的耐高温性能测试结果

通过实施例1-5与对比例进行比较后可以看出，实施例1-5的耐高温性能达到80％以上，明显高于对比例。

从实施例1-5可以得出，本发明制备得到的TPU薄膜具有优异的耐高性能，具有重要的生产意义。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种耐高温TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇55～70份；二异氰酸酯40～60份；扩链剂10～30份；链终止剂8～16份；SBS 5-8份；抗氧剂0.2～0.8份；催化剂0.05～0.4份。

2.如权利要求1所述的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇58～70份；二异氰酸酯40～50份；扩链剂10～25份；链终止剂10～16份；SBS 5-7份；抗氧剂0.2～0.6份；催化剂0.05～0.3份。

3.如权利要求1或2所述的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜按重量份数包括以下成分：多元醇61份；二异氰酸酯42份；扩链剂15份；链终止剂12份；SBS 5份；抗氧剂0.4份；催化剂0.3份。

4.如权利要求1-3之一所述的TPU薄膜，其特征在于，所述多元醇为低聚物二元醇；

优选地，所述低聚物二元醇为数均分子量1500～3000的聚四氢呋喃醚二醇和/或数均分子量1500～3000的聚丙二醇。

5.如权利要求1-4之一所述的TPU薄膜，其特征在于，所述二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种或至少两种的混合物，优选为二苯基甲烷二异氰酸酯。

6.如权利要求1-5之一所述的TPU薄膜，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇或1,5-戊二醇中的一种或至少两种的混合物。

7.如权利要求1-6之一所述的TPU薄膜，其特征在于，所述链终止剂为二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺中的一种或至少两种的混合物。

8.一种如权利要求1-7之一所述的TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将低聚物二元醇和二异氰酸酯进行预聚得到预聚体；

2)将扩链剂、链终止剂加入预聚体中进行扩链反应和链终止反应；

3)向步骤2)得到的物料中加入SBS、抗氧剂和催化剂混合均匀后熟化得到耐高温TPU薄膜。