CN109438968A - 一种汽车头枕用高阻隔tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车头枕用高阻隔TPU薄膜及其制备方法。所述TPU薄膜包括如下重量份数的原料组分：二异氰酸酯40‑50份、低聚物多元醇60‑70份、乙烯‑乙烯醇共聚物20‑40份、扩链剂5‑10份、氧化石墨烯纳米带2‑5份、环氧基硅烷偶联剂1‑3份、催化剂1‑3份和成核剂0.5‑1份。所述TPU薄膜是通过先将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂反应，对低聚物多元醇进行改性，然后依次与二异氰酸酯和乙烯‑乙烯醇共聚物进行两步预聚反应，最后与扩链剂、成核剂在挤出机中边反应边挤出并流延成膜的方法制备得到。本发明提供的TPU薄膜具有高阻隔性能和机械强度，可用于汽车头枕面套。

Description

一种汽车头枕用高阻隔TPU薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种汽车头枕用TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种汽车头枕用高阻隔TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的高速发展，安全性与舒适性已成为购车者首要的选车条件。坐椅头枕属于国家汽车整车强制认证检测项目之一，在车辆发生追尾或碰撞时，不仅可以有效地缓冲事故发生时巨大的瞬间冲击力，保护人体头部脆弱的颈骨，降低颈部受到伤害的几率，提高驾驶者的安全性，还可以美化和装饰乘坐环境。因而如何提高头枕的安全性与舒适度，是目前汽车坐椅设计与制造过程中所关注的焦点之一。
传统的汽车头枕主要采用包覆式设计，即先发泡成型后再包面套，装配效率低，并且头靠套和头靠体是脱离的表里两层，长时间使用后，头靠套在头靠体外发生松动、脱落等现象，进而影响座椅头枕的美观、舒适度、安全性和使用寿命。目前，坐椅头枕的设计与生产正在流行使用一种PIP(pour-in-place)灌泡技术或FIF(foam-in-fabric)技术，即向缝制好的面套内直接灌注发泡材料，一次性完成成型。使用该工艺生产的头枕，不仅装配效率高，而且外形饱满、美观。但该工艺因发泡材料初始粘度较低，易从缝隙处溢出，从而导致制品合格率较低，严重影响了该工艺的推广使用。
通常人们在表皮材料内部复合上一层聚氨酯泡沫，但效果不理想。CN105774165A公开了一种应用于PIP灌泡工艺的汽车头枕织物面料，包括至上而下依次粘合的织物层及3D材料层，在3D材料层的下侧粘合一TPU膜层，所述TPU膜层的厚度为0.08～0.12mm。通过复合TPU膜层，减少了漏液的情况。但是，普通的TPU薄膜的阻隔性较差，不能满足实际使用的要求，且作为汽车头枕面料的成分，还需要能够承受较高的冲击而不破裂。
因此，针对汽车头枕用途，需要研发一种兼具高阻隔性能和高机械性能的TPU薄膜。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种汽车头枕用TPU薄膜及其制备方法，尤其是提供一种汽车头枕用高阻隔TPU薄膜及其制备方法。该TPU薄膜具有良好的机械性能和阻隔性能，可用于汽车头枕面套。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
二异氰酸酯40-50份、低聚物多元醇60-70份、乙烯-乙烯醇共聚物20-40份、扩链剂5-10份、氧化石墨烯纳米带2-5份、环氧基硅烷偶联剂1-3份、催化剂1-3份和成核剂0.5-1份。
本发明通过采用氧化石墨烯纳米带对低聚物多元醇进行改性，使制得的TPU薄膜中形成迂回路；乙烯-乙烯醇共聚物本身具有良好的阻隔性能，本发明将其作为聚合单体之一，与聚氨酯分子结合，形成了复杂的网络结构；成核剂结合流延成膜的制备工艺，可使乙烯-乙烯醇共聚物形成片晶结构，进一步增加小分子通过的障碍。通过上述各组分，并结合制备方法，从而使得到的TPU薄膜具有高阻隔性能和高机械强度。
本发明中，所述二异氰酸酯的重量份数可以是40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份或50份等。
所述低聚物多元醇的重量份数可以是60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份或70份等。
所述乙烯-乙烯醇共聚物的重量份数可以是20份、22份、23份、25份、26份、28份、30份、32份、33份、35份、36份、38份或40份等。
所述扩链剂的重量份数可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等。
所述氧化石墨烯纳米带的重量份数可以是2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
所述环氧基硅烷偶联剂的重量份数可以是1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份或3份等。
所述催化剂的重量份数可以是1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份或3份等。
所述成核剂的重量份数可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
作为本发明的优选技术方案，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：TDI与XDI的组合、TDI与MDI的组合、XDI与MDI的组合等。
优选地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
作为本发明的优选技术方案，所述低聚物多元醇的数均分子量为2000-4000；例如可以是2000、2200、2300、2500、2600、2800、3000、3200、3300、3500、3600、3800或4000等。
所述低聚物多元醇选自聚丙二醇、聚丁二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：聚丙二醇与聚丁二醇的组合、聚丙二醇与聚己内酯二醇的组合、聚丙二醇与聚己二酸丁二醇酯二醇的组合、聚丁二醇与聚己内酯二醇的组合、聚丁二醇与聚己二酸丁二醇酯二醇的组合、聚己内酯二醇与聚己二酸丁二醇酯二醇的组合等。
优选地，所述低聚物多元醇由80-90wt％(例如80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％或90wt％等)的聚丙二醇和10-20wt％(例如10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％等)的聚己二酸丁二醇酯二醇组成。
通过聚丙二醇和聚己二酸丁二醇酯二醇的复配使用，能够进一步提高TPU薄膜的机械性能。
作为本发明的优选技术方案，所述乙烯-乙烯醇共聚物中，乙烯醇单元的摩尔含量为55-80％；例如可以是55％、58％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、78％或80％等。
优选地，所述乙烯-乙烯醇共聚物的数均分子量为10000-20000，例如可以是10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000或20000等。
作为本发明的优选技术方案，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二乙氨基乙醇、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、乙二胺或3,3'-二氯-4,4'二氨基-二苯基甲烷中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：1,4-丁二醇与1,6-己二醇的组合、1,4-丁二醇与二甘醇的组合、1,4-丁二醇与二乙氨基乙醇的组合、1,4-丁二醇与N,N-二羟基(二异丙基)苯胺的组合、二甘醇与二乙氨基乙醇组合、二甘醇与N,N-二羟基(二异丙基)苯胺的组合、二甘醇与3,3'-二氯-4,4'二氨基-二苯基甲烷的组合、二乙氨基乙醇与乙二胺的组合等。
作为本发明的优选技术方案，所述环氧基硅烷偶联剂选自环氧基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有环氧基三甲氧基硅烷与2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷的组合、环氧基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的组合、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的组合等。
作为本发明的优选技术方案，所述催化剂选自三乙醇胺、N,N'-双吗琳基二乙基醚、四正丁基锡、氯化亚锡、辛酸亚锡、羟基三甲基锡或二丁基二月桂酸锡中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：三乙醇胺与N,N'-双吗琳基二乙基醚的组合、三乙醇胺与四正丁基锡的组合、三乙醇胺与辛酸亚锡的组合、N,N'-双吗琳基二乙基醚与羟基三甲基锡等。
优选地，所述成核剂选自滑石粉、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或至少两种的组合；所述组合典型但非限制性实例有：滑石粉与碳酸钠的组合、滑石粉与碳酸氢钠的组合、碳酸钠与碳酸氢钠的组合等。
另一方面，本发明提供一种上述TPU薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂混合反应，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境下反应，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，反应，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，反应，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，边反应边挤出，然后流延成膜，得到所述汽车头枕用TPU薄膜。
作为本发明的优选技术方案，步骤(1)中所述混合是在高速混合机中进行。
优选地，所述高速混合机的转速为300-500r/min，例如可以是300r/min、320r/min、330r/min、350r/min、360r/min、380r/min、400r/min、420r/min、430r/min、450r/min、460r/min、480r/min或500r/min等；混合时间为5-10min，例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min等；混合温度为80-100℃，例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃等。
优选地，步骤(2)中所述反应的温度为30-50℃，例如可以是30℃、32℃、33℃、35℃、36℃、38℃、40℃、42℃、43℃、45℃、46℃、48℃或50℃等；时间为20-40min，例如可以是20min、22min、23min、25min、26min、28min、30min、32min、33min、35min、36min、38min或40min等。
优选地，步骤(3)中所述反应的温度为70-80℃，例如可以是70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等；时间为1-2h，例如可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等。
优选地，步骤(4)中所述反应的温度为50-60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等；时间为30-60min，例如可以是30min、32min、35min、38min、40min、42min、45min、48min、50min、52min、55min、58min或60min等。
优选地，步骤(5)中所述双螺杆挤出机的混合段温度为130-150℃，例如可以是130℃、132℃、133℃、135℃、136℃、138℃、140℃、142℃、143℃、145℃、146℃、148℃或150℃等；挤出段温度为180-190℃，例如可以是180℃、181℃、182℃、183℃、184℃、185℃、186℃、187℃、188℃、189℃或190℃等；螺杆转速为300-500r/min，例如可以是300r/min、320r/min、330r/min、350r/min、360r/min、380r/min、400r/min、420r/min、430r/min、450r/min、460r/min、480r/min或500r/min等。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至80-100℃，在300-500r/min的转速下混合反应5-10min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、30-50℃条件下反应20-40min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在70-80℃下反应1-2h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在50-60℃下反应30-60min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为130-150℃，挤出段温度为180-190℃，螺杆转速为300-500r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到所述汽车头枕用TPU薄膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过各原料和制备方法的配合，从而使得到的TPU薄膜具有较高的阻隔性能和机械强度。其氧透过系数为9-13cm3·mm/m2·d·Pa，水蒸气透过系数为17-20g·mm/m2·d·Pa，拉伸强度为35-40MPa，断裂伸长率为400-480％，可用于汽车头枕面套。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 40份、聚丙二醇(数均分子量2500)60份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)10份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量10000)20份、1,4-丁二醇10份、氧化石墨烯纳米带2份、环氧基三甲氧基硅烷3份、四正丁基锡1份和滑石粉1份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为55％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至80℃，在500r/min的转速下混合反应5min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、30℃条件下反应40min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在70℃下反应2h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在50℃下反应60min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为130℃，挤出段温度为190℃，螺杆转速为300r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例2
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 50份、聚丙二醇(数均分子量2500)48份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)12份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量20000)40份、二甘醇5份、氧化石墨烯纳米带5份、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷1份、辛酸亚锡3份和碳酸钠0.5份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为80％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至100℃，在300r/min的转速下混合反应10min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、50℃条件下反应20min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在80℃下反应1h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在60℃下反应30min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为150℃，挤出段温度为180℃，螺杆转速为500r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例3
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 42份、聚丙二醇(数均分子量2500)60份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)8份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量15000)23份、二乙氨基乙醇8份、氧化石墨烯纳米带2.5份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2.5份、N,N'-双吗琳基二乙基醚1.5份和碳酸氢钠0.8份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为60％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至90℃，在400r/min的转速下混合反应8min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、40℃条件下反应30min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在75℃下反应1.5h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在55℃下反应40min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为140℃，挤出段温度为185℃，螺杆转速为400r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例4
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 45份、聚丙二醇(数均分子量2500)55份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)10份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量10000)28份、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺6份、氧化石墨烯纳米带3份、环氧基三甲氧基硅烷2份、二丁基二月桂酸锡2份和滑石粉0.6份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为65％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至85℃，在450r/min的转速下混合反应7min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、35℃条件下反应35min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在72℃下反应1.6h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在52℃下反应50min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为135℃，挤出段温度为180℃，螺杆转速为350r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例5
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 48份、聚丙二醇(数均分子量2500)50份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)12份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量10000)30份、1,6-己二醇7份、氧化石墨烯纳米带4份、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷2.5份、羟基三甲基锡1份和滑石粉0.7份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为70％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至95℃，在450r/min的转速下混合反应8min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、45℃条件下反应40min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在75℃下反应2h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在50℃下反应30min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为145℃，挤出段温度为190℃，螺杆转速为500r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例6
本实施例提供一种汽车头枕用TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：
MDI 45份、聚丙二醇(数均分子量2500)57份、聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量4000)8份、乙烯-乙烯醇共聚物(数均分子量10000)35份、二甘醇6份、氧化石墨烯纳米带3份、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2份、四正丁基锡2份和碳酸钠0.5份；
其中，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇单元的摩尔含量为75％。
上述汽车头枕用TPU薄膜的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至100℃，在300r/min的转速下混合反应10min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、40℃条件下反应30min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在80℃下反应2h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在50℃下反应30min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为140℃，挤出段温度为190℃，螺杆转速为400r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到汽车头枕用TPU薄膜。
实施例7
与实施例1的区别在于，低聚物多元醇仅为聚己二酸丁二醇酯二醇；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
实施例8
与实施例1的区别在于，低聚物多元醇仅为聚丙二醇；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的区别在于，不含有氧化石墨烯纳米带；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别在于，不含有环氧基硅烷偶联剂；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别在于，不含有乙烯-乙烯醇共聚物；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
对比例4
与实施例1的区别在于，不含有成核剂；其他原料、用量及制备方法与实施例1相同。
对上述实施例和对比例提供的TPU薄膜的性能进行测试，结果如下表1所示：
表1
由表1的结果可知，本发明通过各原料和制备方法的配合，得到了一种具有高阻隔性能和机械强度的TPU薄膜。当不添加氧化石墨烯纳米带、乙烯-乙烯醇共聚物或成核剂时，得到的TPU薄膜的阻隔性能明显下降。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车头枕用TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜包括如下重量份数的原料组分：
二异氰酸酯40-50份、低聚物多元醇60-70份、乙烯-乙烯醇共聚物20-40份、扩链剂5-10份、氧化石墨烯纳米带2-5份、环氧基硅烷偶联剂1-3份、催化剂1-3份和成核剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的TPU薄膜，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求1或2所述的TPU薄膜，其特征在于，所述低聚物多元醇的数均分子量为2000-4000；
所述低聚物多元醇选自聚丙二醇、聚丁二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述低聚物多元醇由80-90wt％的聚丙二醇和10-20wt％的聚己二酸丁二醇酯二醇组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的TPU薄膜，其特征在于，所述乙烯-乙烯醇共聚物中，乙烯醇单元的摩尔含量为55-80％；
优选地，所述乙烯-乙烯醇共聚物的数均分子量为10000-20000。
5.根据权利要求1-4任一项所述的TPU薄膜，其特征在于，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二乙氨基乙醇、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、乙二胺或3,3'-二氯-4,4'二氨基-二苯基甲烷中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的TPU薄膜，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂选自环氧基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的TPU薄膜，其特征在于，所述催化剂选自三乙醇胺、N,N'-双吗琳基二乙基醚、四正丁基锡、氯化亚锡、辛酸亚锡、羟基三甲基锡或二丁基二月桂酸锡中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述成核剂选自滑石粉、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或至少两种的组合。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂混合反应，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境下反应，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，反应，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，反应，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，边反应边挤出，然后流延成膜，得到所述汽车头枕用TPU薄膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合是在高速混合机中进行；
优选地，所述高速混合机的转速为300-500r/min，混合时间为5-10min，混合温度为80-100℃；
优选地，步骤(2)中所述反应的温度为30-50℃，时间为20-40min；
优选地，步骤(3)中所述反应的温度为70-80℃，时间为1-2h；
优选地，步骤(4)中所述反应的温度为50-60℃，时间为30-60min；
优选地，步骤(5)中所述双螺杆挤出机的混合段温度为130-150℃，挤出段温度为180-190℃，螺杆转速为300-500r/min。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯纳米带和环氧基硅烷偶联剂加入高速混合机中，升温至80-100℃，在300-500r/min的转速下混合反应5-10min，得到改性氧化石墨烯纳米带；
(2)将步骤(1)得到的改性氧化石墨烯纳米带与低聚物多元醇在碱性环境、30-50℃条件下反应20-40min，得到改性低聚物多元醇；
(3)将步骤(2)得到的改性低聚物多元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在70-80℃下反应1-2h，得到聚氨酯预聚物I；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯预聚物I与乙烯-乙烯醇共聚物混合，在50-60℃下反应30-60min，得到聚氨酯预聚物II；
(5)将步骤(4)得到的聚氨酯预聚物II与扩链剂、成核剂加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的混合段温度为130-150℃，挤出段温度为180-190℃，螺杆转速为300-500r/min，边反应边挤出，然后流延成膜，得到所述汽车头枕用TPU薄膜。
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