CN109096677A - 一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法 - Google Patents

一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，包括：提取原料、混合搅拌、除湿干燥、加热挤出、成膜、冷却入库；所述原料包括聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，将所属原料按比例倒入搅拌桶混合搅拌均匀，获得混合液，随后将所述混合液倒入分子筛进行除湿干燥，获得混合料，将所述混合料通过双螺杆空压机挤出，获得半成品，随后将所述半成品通过吹膜机吹膜成型，获得成品，等所述成品冷却至常温后包装入库。通过上述方式，本发明在提高产品高耐水压性能的条件下同时获得高透湿性性能，从而提高产品性能，可以应用到医疗卫生、高强度户外服饰等高端产品领域，实现技术突破，推动聚氨酯薄膜的突破性发展。

Description

一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜制备领域领域，特别是涉及一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法。
背景技术
聚氨酯的配方和性能可进行非常多种类的排列组合。但是在现实设计配方和工业化生产时，却会因为原材料（多元醇和多异氰酸酯以及扩链剂）相互的限制，从而使真正可用于很高端的应用的研发还是非常的困难。
众所周知，在聚氨酯薄膜领域，薄膜的高耐水压性能和高透湿性能是很难兼顾的，追求高耐水压性能的条件下，薄膜的透湿性能就很难保证，同样，追求高透湿性能的条件下，薄膜的耐水压性能也会变得很差。通过研究如何改变产品材料结构、改良产品配方及工艺，从而达到高耐水压性能和高透湿性能兼顾的效果，是目前正在探索的内容。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，通过加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，本发明在提高产品高耐水压性能的条件下同时获得高透湿性性能，从而提高产品性能，可以应用到医疗卫生、高强度户外服饰等高端产品领域，实现技术突破，推动聚氨酯薄膜的突破性发展。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，包括：提取原料、混合搅拌、除湿干燥、加热挤出、成膜、冷却入库；所述原料包括聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，将所属原料按比例倒入搅拌桶混合搅拌均匀，获得混合液，随后将所述混合液倒入分子筛进行除湿干燥，获得混合料，将所述混合料通过双螺杆空压机挤出，获得半成品，随后将所述半成品通过吹膜机吹膜成型，获得成品，等所述成品冷却至常温后包装入库。
在本发明一个较佳实施例中，所述聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚的配比为100:2:1:3。
在本发明一个较佳实施例中，所述混合搅拌阶段，搅拌温度为80℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述混合搅拌阶段，搅拌时间为35min。
在本发明一个较佳实施例中，所述分子筛除湿干燥温度为120℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述分子筛除湿干燥时间为5h。
在本发明一个较佳实施例中，所述双螺杆空压机挤出温度为198℃。
本发明的有益效果是：本发明通过加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，本发明在提高产品高耐水压性能的条件下同时获得高透湿性性能，从而提高产品性能，可以应用到医疗卫生、高强度户外服饰等高端产品领域，实现技术突破，推动聚氨酯薄膜的突破性发展。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，包括：提取原料、混合搅拌、除湿干燥、加热挤出、成膜、冷却入库；所述原料包括聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，将所属原料按比例倒入搅拌桶混合搅拌均匀，获得混合液，随后将所述混合液倒入分子筛进行除湿干燥，获得混合料，将所述混合料通过双螺杆空压机挤出，获得半成品，随后将所述半成品通过吹膜机吹膜成型，获得成品，等所述成品冷却至常温后包装入库。
进一步说明，所述聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚的配比为100:2:1:3。
通过加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸八氟戊酯，提高产品的耐水压性能。产品的高耐水压性能是由产品材料的连续性和表面张力决定的，通过加入了甲基丙烯酸甲酯，材料的平均粒径增大，是因为形成以甲基丙烯酸甲酯为核，聚氨酯为壳的核-壳结构，从而增大了颗粒度。并且随着甲基丙烯酸甲酯的加入，膜的吸水率逐渐降低，因为甲基丙烯酸甲酯具有较强的疏水性，从而能提高产品的耐水压性能。随后与丙烯酸八氟戊酯自由共聚，因为氟碳链聚合物表面结构与体相结构间存在有巨大的差异，从而会降低膜的表面能，产品表面氟化聚氨酯的表面能较之前降低了65.2%，表面能越低，其耐水性能就越高，从而提高产品的耐水压性能。
通过加入全氟聚醚，提高产品的透湿性能。产品的高透湿性，是由材料分子链上的亲水基团决定的，加入全氟聚醚，使得氟元素在聚氨酯分子链两端，通过分子设计使得含氟离子基团出现在分子链中的软链部分，增加了亲水基团，从而大大增加了产品的亲水性能，产品中亲水基团与环境中的水蒸气作用产生氢键、借助氢键亲水基团能够抓住水蒸气分子，此外，由于大分子链段一直处于运动状态，分子链间会形成一定的空隙、同时膜材料内外的湿度存在一定的压力差，这样水蒸气分子会在氢键的作用下由高湿度侧运动到低湿度侧，从而达到产品的透湿性。氟元素的加入提高了氢键的运动性能，加速水蒸气分子的运送，从而提高了透湿性能。
随着甲基丙烯酸甲酯的加入，乳液的平均粒径增大，但是当甲基丙烯酸甲酯加入过多时，成膜出现裂纹，成膜性受到破坏，因为甲基丙烯酸甲酯是硬单体，具有较高的冷脆性，含量过高不利于乳液成膜。
随着丙烯酸八氟戊酯的加入，会使成膜的表面能较之未使用前有所下降，但是随着丙烯酸八氟戊酯用量的不断加大，乳液粒径增加的同时，会使得乳液愈发的不稳定，成膜率大幅降低。
经试验研究得出，当聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚的配比为100:2:1:3时，乳液的平均粒径大，且不会破坏产品成膜性能，成膜后表面能较低，且乳液性能稳定，成膜率高。
再进一步说明，混合搅拌阶段，搅拌温度为80℃，搅拌时间为35min。分子筛除湿干燥温度为120℃，除湿干燥时间为5h，双螺杆空压机挤出温度为198℃。在上述指定温度及时间范围内，聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚的反应效果最佳，反应速率较快，能够提高生产效率。
本发明通过加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，本发明在提高产品高耐水压性能的条件下同时获得高透湿性性能，从而提高产品性能，可以应用到医疗卫生、高强度户外服饰等高端产品领域，实现技术突破，推动聚氨酯薄膜的突破性发展。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，包括：提取原料、混合搅拌、除湿干燥、加热挤出、成膜、冷却入库；所述原料包括聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚，将所属原料按比例倒入搅拌桶混合搅拌均匀，获得混合液，随后将所述混合液倒入分子筛进行除湿干燥，获得混合料，将所述混合料通过双螺杆空压机挤出，获得半成品，随后将所述半成品通过吹膜机吹膜成型，获得成品，等所述成品冷却至常温后包装入库。
2.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯溶液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸八氟戊酯和全氟聚醚的配比为100:2:1:3。
3.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌阶段，搅拌温度为70℃-80℃。
4.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌阶段，搅拌时间为30min-40min。
5.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述分子筛除湿干燥温度为120℃。
6.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述分子筛除湿干燥时间为4h-6h。
7.根据权利要求1所述的高耐水压、高透湿性聚氨酯薄膜的制备方法，其特征在于，所述双螺杆空压机挤出温度为195℃-200℃。
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