CN114082622B - 一种tpu复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TPU复合材料及其制备方法和应用，TPU复合材料，由内至外依次为TPU基材、水性粘接层、水性中间层、水性干法面层和水性防污层；其制备方法为：在离型纸上涂覆水性干法面层浆料，控制梯度温度烘干固化；在水性干法面层内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度烘干固化；在水性中间层内侧面涂覆水性粘接层浆料，低温烘干固化后形成水性粘接层；将预热后的TPU基材高温贴合在水性粘接层内侧面，经常温熟化后剥离离型纸，再在TPU复合材料半成品的水性干法面层外侧面添加水性防污层浆料进行防污处理，得到覆有水性防污层的TPU复合材料，制备工艺简单、安全且环境友好；复合材料的复合强度高，耐磨、耐折，适用于水性环保产品外包装。

Description

一种TPU复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电子产品外包装材料技术领域，具体涉及一种TPU复合材料及其制备方法 和应用。
背景技术
由于粗放的经济发展模式，传统聚氨酯(PU)合成革行业不断地蓬勃发展， 但也带来了发展中导致的环境污染等方面问题。合成革制造过程中需要应用大量 的有机溶剂，这些原料在配料、运输、存放和生产使用过程中产生挥发性有机化 合物(VOCs)，使得合成革行业成为国内VOCs污染物产生的主要行业之一。安 全、环保、节能、绿色的低碳型聚氨酯复合材料将逐渐成为我国聚氨酯市场主流。
电子产品逐渐成为人们日常生活中不可或缺的一部分，对人们的生活产生了深远的影 响。如今，快速消费类电子产品发展迅速，快速消费类电子产品配套产业规模巨大，高性 能的水性聚氨酯作为新一代环保人造合成革材料，具有卓越的强度、耐刮、耐磨等优点，已成为电子产品外包装必不可少的材料，尤其热塑性聚氨酯橡胶(TPU)薄膜具有其它塑 料和橡胶无法比拟的高强度、高韧性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、环保无毒、可降解等 优良特性，还具有防水透湿、抗菌、抗紫外线等优异性能。
专利号为ZL201410756873.5的中国专利公开了一种TPU复合材料及其制备方法，该 TPU复合材料首先采用挤出机挤出TPU材料，然后通过包覆技术，将TPU包覆在丝线或 棉线上成为另一种线，从而得到TPU复合材料，该材料透气性更好、机械强度更高，还具 有耐磨、阻燃、耐黄变、防霉抗菌等优点，可缠绕成线卷或直接制成纺织品。
专利号为CN202110414878.X的中国专利公开了一种耐超低温的热塑性聚氨酯弹性体 及其制备方法，该热塑性聚氨酯弹性体由以下原料组分：聚合物多元醇(官能度为2)、二异 氰酸酯(官能度为2)、扩链剂(官能度为2)、催化剂、溶剂，采用溶液法聚合，通过两步法 制得，制备的热塑性聚氨酯弹性体具有很好的耐超低温性能和较好的力学性能。
但以上两种TPU材料均存在防水透湿性差的问题，不适用于作为水性环保电子产品的 外包装材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TPU复合材料及其制备方法和应用，该TPU复合材料采用镜面TPU薄膜结合水性树脂在线低温全干贴工艺制备，制备工艺绿色、环保、无污染、 耐高温加工性能卓越，制备的TPU复合材料绿色、环保、高物性，在用作电子产品时包覆 性能优良、耐折性能优异、触感柔和，不仅仅将时尚、美观、耐用融于一体，更是将绿色、 环保、健康的理念带入电子产品市场。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种TPU复合材料，其特征在于，由内至外依次为TPU基材、水性粘接层、水性中 间层、水性干法面层和水性防污层。
进一步地，所述TPU基材为背面附PET的高熔点镜面TPU薄膜，所述镜面TPU薄膜 的厚度为0.10±0.05mm，所述镜面TPU薄膜与背面PET结合剥离强度＜2.5N，所述PET 的熔融点＞180℃，所述镜面TPU薄膜的拉伸载荷10～25kgf/inch，镜面TPU薄膜的撕裂载 荷1～2.7kgf/inch。
进一步地，所述水性粘接层的原料为高熔点低温交联聚醚型粘接用聚氨酯树脂，包含 如下重量份数的原料组分：
聚醚型聚氨酯树脂 100份；
水性交联剂 3～5份；
水性增稠剂 1.0～2.0份。
进一步地，所述水性中间层和水性干法面层的原料相同，各原料组分的含量为：
水性中间层包含如下重量份数的原料组分：
Figure BDA0003196290370000021
Figure BDA0003196290370000031
水性干法面层包含如下重量份数的原料组分：
Figure BDA0003196290370000032
进一步地，所述水性防污层的原料为耐黄变型水性聚丙烯酸树脂防污处理剂，包含如 下重量份数的原料组分：
水性聚丙烯酸树脂 100份；
水性交联剂 3～5份；
水性增稠剂 1.0～2.0份。
本发明还提供了一种TPU复合材料的制备方法，包括如下步骤：
采用全水性低温干贴工艺将水性干法面层、水性中间层、水性粘接层由外至内依次涂 覆、固化于一体；
采用热贴合工艺将TPU基材进一步固接于水性粘接层内侧面，得到TPU复合材料半成品；
在TPU复合材料半成品的水性干法面层外侧面涂覆水性防污层，得到TPU复合材料成品。
进一步地，所述TPU复合材料半成品的具体制备步骤为：
在离型纸上涂覆水性干法面层浆料，控制梯度温度烘干固化，形成水性干法面层；
在水性干法面层内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度烘干固化，形成水性中间 层；
所述水性干法面层浆料和水性中间层浆料的原料组分相同，均包含如下重量份数的原 料组分：
Figure BDA0003196290370000033
Figure BDA0003196290370000041
在水性中间层内侧面涂覆水性粘接层浆料，通过低温烘干固化后形成水性粘接层；
所述水性粘接层浆料包含如下重量份数的原料组分：
聚醚型聚氨酯树脂 100份；
水性交联剂 3～5份；
水性增稠剂 1.0～2.0份；
将TPU基材高温贴合在水性粘接层内侧面，经常温熟化后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
所述TPU基材为镜面TPU薄膜。
进一步地，所述镜面TPU薄膜由耐高低温、耐化学品TPU粒子流延构成。
进一步地，所述水性干法面层浆料控制梯度温度70～120℃烘干固化，形成的水性干法 面层厚度为0.02～0.03mm；
所述水性中间层浆料控制梯度温度70～120℃烘干固化，形成的水性中间层厚度为 0.01～0.015mm，；
所述水性粘接层浆料的烘干固化温度为50～80℃，形成的水性粘接层厚度为0.40～0.45mm；
所述镜面TPU薄膜在与水性粘接层高温贴合前进行预热处理，所述镜面TPU薄膜与水性粘接层的高温贴合温度为100～110℃，常温熟化时间为48h。
进一步地，所述TPU复合材料成品的具体制备步骤为：在TPU复合材料半成品的水性干法面层外侧面添加水性防污层浆料进行防污处理，得到覆有水性防污层的TPU复合材料成品；
所述水性防污层浆料为耐黄变型水性聚丙烯酸树脂防污处理剂，包含如下重量份数的 原料组分：
水性聚丙烯酸树脂 100份；
水性交联剂 3～5份；
水性增稠剂 1.0～2.0份；
所述水性防污层浆料进行130℃～140℃防污处理；
所述水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃。
本发明还提供了上述TPU复合材料或采用上述TPU复合材料制备方法制得的TPU复合材料在制备水性环保产品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明的TPU复合材料在制备中采用全水性低温干贴工艺，绿色、环保、无污染，TPU复合材料成品中N，N-二甲基甲酰胺(DMF)能够低于在20ppm(5-7ppm)，对比传统 合成革中DMF含量，保证了对环境和人体的化学品安全。
2)本发明的TPU复合材料在制备中水性粘接层低温复合，减少加工中TPU的收缩率， 复合强度高，耐磨、耐折，满足了TPU复合材料在电子产品外包装加工中不出现溢胶。
3)本发明的TPU复合材料根据电子产品日常接触环境，设计表面水性防污层，并对该层材料进行配方的优化设计，使产品具有卓越的防污性能，同时改善产品表面触感；
4)本发明的TPU复合材料对贴面前的镜面TPU薄膜进行预加热，使镜面TPU薄膜 表面铺展开，使TPU贴面更加平整、减少气泡，解决了水性在线全干贴TPU的表面贴皱、 不平及存在气泡的技术问题；此外，采用热贴合工艺，提高粘接层树脂与镜面TPU薄膜间 复合强度，有利于提高产品生产效率和生产品质。
附图说明
图1是本发明的TPU复合材料制备工艺图；
图2是本发明的TPU复合材料纵剖图。
其中的附图标记为：TPU基材1、水性粘接层2、水性中间层3、水性干法面层4、水 性防污层5。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本 发明而不用于限制本发明的范围。下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为 常规方法；所用的试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明提供了一种TPU复合材料，由内至外依次为TPU基材1、水性粘接层2、水性中间层3、水性干法面层4和水性防污层5，其中，TPU基材1为背面附PET的高熔点镜 面TPU薄膜，所述镜面TPU薄膜的厚度为0.10±0.05mm，所述镜面TPU薄膜与背面PET 结合剥离强度＜2.5N，所述PET的熔融点＞180℃，所述镜面TPU薄膜的拉伸载荷 10～25kgf/inch，镜面TPU薄膜的撕裂载荷1～2.7kgf/inch，水性干法面层4可以提高耐磨、 耐折性能，提高表面色牢度，表面水性防污层5使产品的表面触感更加柔顺，防污性能方 面更加优异，从而使得成品既有良好的表面触感又能够对电子产品日常污染源(口红、女 士化妆品、牛仔布等)有良好的防护作用。
本发明还提供了上述TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：
称取以下重量份数的原料组分：聚碳型水性聚氨酯树脂80～120份；水性色浆5～15份； 水性交联剂5～15份；水性消泡剂0.3～0.5份；水性流平剂 0.1～0.5份；水性增稠剂1.0～2.0份；将以上原料组分充分搅拌分散好色浆，调配好黏度后 混合制成水性干法面层浆料；
在离型纸上涂覆水性干法面层浆料，控制梯度温度70～120℃烘干固化，形成水性干法 面层4，厚度为0.02～0.03mm；
称取以下重量份数的原料组分：聚碳型水性聚氨酯树脂80～120份；水性色浆 5～15份；水性交联剂5～8份；水性消泡剂0.3～0.5份；水性流平剂 0.1～0.5份；水性增稠剂1.0～2.0份；将以上原料组分充分搅拌后混合制成水性中间层浆料；
在水性干法面层4内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度70～120℃烘干固化，形 成水性中间层3，厚度为0.01～0.015mm；
称取以下重量份数的原料组分：聚醚型聚氨酯树脂100份；水性交联剂 3～5份；水性增稠剂1.0～2.0份；将以上原料组分充分搅拌后混合制成水性粘接层浆料；
在水性中间层3内侧面涂覆水性粘接层浆料，在50～80℃下低温烘干固化后形成水性 粘接层2，厚度为0.40～0.45mm；
将TPU基材1(可选用镜面TPU薄膜)进行预热处理，使镜面TPU薄膜表面铺展开，TPU贴面更加平整、减少气泡，预热后的TPU基材1于100～110℃高温贴合在水性粘接层 2内侧面，经常温熟化48h后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
其中，镜面TPU薄膜由耐高低温、耐化学品(如酒精、汗液、香水)TPU粒子流延 构成。
水性防污层浆料为耐黄变型水性聚丙烯酸树脂防污处理剂，包括以下重量份数的原料 组分：水性聚丙烯酸树脂100份；水性交联剂3～5份；水性增稠剂 1.0～2.0份；将以上原料组分充分搅拌后混合制成水性防污层浆料；
在TPU复合材料半成品的水性干法面层4外侧面添加水性防污层浆料进行 130℃～140℃防污处理，其中水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃，得到覆有水性防污 层5的TPU复合材料成品；
以上各固化步骤中添加的固化剂均为开放型异氰酸酯固化剂，各浆料加入固化剂后均 需在12h内使用。
以下实施例中所使用的部分产品名称，用途和规格说明如下表1；
表1产品名称、用途和规格说明
Figure BDA0003196290370000071
Figure BDA0003196290370000081
以上仅是本发明涉及的原料组分的可选产品规格和购买厂家，本发明的原料组分不限 于以上获得途径。
实施例1
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000082
3920 80份、水性色浆TSE LR01 5份、水性交联剂Impraifx 3025 5份、水性消泡剂DF-2459 0.3份、水性流平剂LA-91-120 0.10份、水性增稠剂L75N 1.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成 水性干法面层浆料；
在离型纸上涂覆上述水性干法面层浆料，控制梯度温度70℃/80℃/100℃下烘干固化， 各温度下分别固化1分钟，形成水性干法面层4，厚度为0.02mm；
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000083
3920 80份、水性色浆TSE LR01 5份、水性交联剂UN-557 6份、水性消泡剂DF-2459 0.3份、水性流平剂LA-91-1200.1份、水性增稠剂L75N 1.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性中间层浆料；
在上述水性干法面层4内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度70℃/80℃/100℃烘 干固化，各温度下分别固化1分钟，形成水性中间层3，厚度为0.010mm；
将以下重量份数的原料组分：聚醚型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000084
1258 100份、水性交联剂 Aquolin 166 3份、水性增稠剂L75N 1.0份混合制成水性粘接层浆料；
在水性中间层3内侧面上涂覆上述水性粘接层浆料，于50℃下低温烘干固化，形成水 性粘接层2，厚度为0.40mm；
水性粘接层2内侧面进一步与预热处理后的透明镜面TPU薄膜高温100℃贴合，经常 温熟化48h后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
将以下重量份数的原料组分：水性聚丙烯酸树脂100份、水性交联剂3份、水性增稠剂L75N 1.0份混合制成水性防污层浆料；
将TPU复合材料半成品冷却至常温后，在水性干法面层4外侧面添加水性防污层浆料 (耐黄变型聚丙烯酸树脂防污处理剂)进行140℃防污处理，其中水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃，进而制得覆有水性防污层5的TPU复合材料成品。
实施例2
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000091
3920 100份、水性色浆TSE LR01 15份、水性交联剂Impraifx 3025 10份、水性消泡剂DF-2459 0.4份、水性流平剂LA-91-120 0.3份、水性增稠剂L75N 2.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性干法面层浆料；
在离型纸上涂覆上述水性干法面层浆料，控制梯度温度90℃/100℃/110℃下烘干固化， 各温度下均/分别固化1分钟，形成水性干法面层4，厚度为0.03mm；
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000092
3920 100份、水性色浆TSE LR01 10份、水性交联剂UN-557 5份、水性消泡剂DF-2459 0.3份、水性流平剂LA-91-120 0.10份、水性增稠剂L75N 1.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性中间层 浆料；
在上述水性干法面层4内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度90℃/100℃/110℃ 烘干固化，各温度下分别固化1分钟，形成水性中间层3，厚度为0.015mm；
将以下重量份数的原料组分：聚醚型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000093
1258 100份、水性交联剂 Aquolin 166 5份、水性增稠剂L75N 2.0份混合制成水性粘接层浆料；
在水性中间层3内侧面上涂覆上述水性粘接层浆料，于70℃下低温烘干固化，形成水 性粘接层2，厚度为0.45mm；
水性粘接层2内侧面进一步与热处理后的透明镜面TPU薄膜高温110℃贴合，经常温 熟化48h后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
将以下重量份数的原料组分：水性聚丙烯酸树脂100份、水性交联剂5份、水性增稠剂L75N 2.0份混合制成水性防污层浆料(耐黄变型聚丙烯酸树脂防污处理剂)；
将TPU复合材料半成品冷却至常温后，在水性干法面层4外侧面添加耐黄变型聚丙烯 酸树脂防污处理剂进行130℃防污处理，其中水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃，， 进而制得覆有水性防污层5的TPU复合材料成品。
实施例3
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000094
3920 120份、水性色浆TSE LR01 5份、水性交联剂Impraifx 3025 15份、水性消泡剂DF-2459 0.5份、水性流平剂LA-91-120 0.5份、水性增稠剂L75N 1.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性干法面层浆料；
在离型纸上涂覆上述水性干法面层浆料，控制梯度温度100℃/110℃/120℃下烘干固 化，各温度下均/分别固化1分钟，形成水性干法面层4，厚度为0.025mm；
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000101
3920 120份、水性色浆TSE LR01 15份、水性交联剂UN-557 8份、水性消泡剂DF-2459 0.5份、水性流平剂LA-91-120 0.50份、水性增稠剂L75N 2.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性中间层 浆料；
在上述水性干法面层4内侧面涂覆上述水性中间层浆料，控制梯度温度 100℃/110℃/120℃烘干固化，各温度下均/分别固化1分钟，形成水性中间层3，厚度为 0.015mm；
将以下重量份数的原料组分：聚醚型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000102
1258 100份、水性交联剂 Aquolin 166 4份、水性增稠剂L75N 1.0份混合制成水性粘接层浆料；
在水性中间层3内侧面上涂覆上述水性粘接层浆料，于80℃下低温烘干固化，形成水 性粘接层2，厚度为0.45mm；
水性粘接层2内侧面进一步与预热处理后的透明镜面TPU薄膜高温110℃贴合，经常 温熟化48h后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
将以下重量份数的原料组分：水性聚丙烯酸树脂100份、水性交联剂5份、水性增稠剂L75N 2.0份混合制成水性防污层浆料(耐黄变型聚丙烯酸树脂防污处理剂)；
将TPU复合材料半成品冷却至常温后，在水性干法面层4外侧面添加耐黄变型聚丙烯 酸树脂防污处理剂进行140℃防污处理，其中水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃，进而制备得到覆有水性防污层5的TPU复合材料成品。
对比例
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000103
3920 120份、水性色浆TSE LR01 10份、水性交联剂Impraifx 3025 15份、水性消泡剂DF-2459 0.3份、水性流平剂LA-91-120 0.1份、水性增稠剂L75N 1.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成水性干法面层浆料；
在离型纸上涂覆上述水性干法面层浆料，控制温度110℃下烘干固化，固化时间3分 钟，形成水性干法面层4，厚度为0.04mm；
将以下质量份数的原料组分：聚碳型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000104
3920 100120份、水性色浆 TSE LR01 15份、水性交联剂UN-557 8份、水性消泡剂DF-2459 0.35份、水性流平剂LA-91-120 0.50份、水性增稠剂L75N 2.0份，在搅拌设备中充分搅拌20分钟后混合制成 水性中间层浆料；
在上述水性干法面层4内侧面涂覆上述水性中间层浆料，控制温度110℃下烘干固化， 固化时间3分钟，形成水性中间层3，厚度为0.03mm；
将以下重量份数的原料组分：聚醚型聚氨酯树脂
Figure BDA0003196290370000111
1258 100份、水性交联剂 Aquolin 166 4份、水性增稠剂L75N 1.0份混合制成水性粘接层浆料；
在水性中间层3内侧面上涂覆上述水性粘接层浆料，于80℃下低温烘干固化，形成水 性粘接层2；
水性粘接层2内侧面进一步与透明镜面TPU薄膜高温130℃贴合，TPU表面不进行预热，经常温熟化24h后剥离离型纸，不进行表面防污处理，得到TPU复合材料成品。
经大量研究，用于水性环保电子产品的TPU复合材料基本需具备表2所述产品特性；
表2水性环保电子产品用TPU复合材料产品基本特性
Figure BDA0003196290370000112
Figure BDA0003196290370000121
性能测试：
将上述实施例1-3制备的TPU复合材料和对比例制备的TPU复合材料进行性能测试， 相关性能测试方法如下：
(1)收缩率：收缩率按照ASTMD2732-2008进行检验；
(2)拉伸强度：拉伸强度按ISO 13934-2,ASTM D5034进行检验；
(3)撕裂强度：撕裂强度按照ASTM D2261方法/标准进行检验：
(4)软硬度：软硬度按照ISO 17235:2002方法/标准进行检验：
(5)弹性刚度：弹性刚度按照ASTM D 1388方法/标准进行检验：
(6)剥离强度：剥离刚度按照DIN 53357-A and DIN 53273方法/标准进行检验：
实施例1-3和对比例制备的TPU复合材料的测定结果如表3所示。
表3实施例1-3和对比例制备的TPU复合材料的性能测试结果
Figure BDA0003196290370000122
Figure BDA0003196290370000131
由表3所示性能测试结果可见，本发明采用水性树脂在线低温全干贴工艺制备TPU复 合材料：离型纸涂覆水性干法面层浆料→固化后涂覆水性中间层浆料→固化后涂覆水性粘 接浆料→低温固化后热贴合高熔点镜面TPU薄膜→常温熟化48h后防污处理→制得环保且 高物性TPU复合材料，制备技术使用全水性低温干贴工艺，绿色、环保、无污染，成品中DMF能够低于在20ppm；水性粘接层低温复合，减少了加工中TPU的收缩率，又保证了 复合强度高，耐磨、耐折，满足了TPU复合材料在电子产品外包装高温加工中不出现溢胶； 根据电子产品日常接触环境，设计表面水性防污配方，使产品具有卓越的防污性能，同时 改善产品表面触感；在对贴面前的镜面TPU薄膜进行预加热，使薄膜表面铺展开，可使 TPU贴面更加平整、减少气泡，解决了水性在线全干贴TPU的表面贴皱、不平及存在气 泡的问题。此外，该项目采用热贴合工艺，提高粘接层树脂与TPU基材1间复合强度，有 利于提高产品生产效率和生产品质。本发明制备的TPU复合材料在用于电子产品如水性环 保产品外包装时包覆性能优良、耐折性能优异、耐高温，加工性能卓越，触感柔和，不仅 仅将时尚、美观、耐用特性融于一体，更是将绿色、环保、健康的理念带入电子产品市场。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属 于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种TPU复合材料，其特征在于，由内至外依次为TPU基材（1）、水性粘接层（2）、水性中间层（3）、水性干法面层（4）和水性防污层（5）；
所述TPU基材（1）为背面附PET的高熔点镜面TPU薄膜；
所述水性粘接层（2）由如下重量份数的原料组分组成：
聚醚型聚氨酯树脂100份；
水性交联剂3~5份；
水性增稠剂1.0~2.0份；
所述聚醚型聚氨酯树脂为聚醚型聚氨酯树脂LEASYS®1258；
所述水性中间层（3）由如下重量份数的原料组分组成：
聚碳型水性聚氨酯树脂80~120份；
水性色浆5~15份；
水性交联剂5~8份；
水性消泡剂0.3~0.5份；
水性流平剂0.10~0.50份；
水性增稠剂1.0~2.0份；
所述聚碳型水性聚氨酯树脂为聚碳型聚氨酯树脂LEASYS®3920；
所述水性干法面层（4）由如下重量份数的原料组分组成：
聚碳型水性聚氨酯树脂80~120份；
水性色浆5~15份；
水性交联剂5~15份；
水性消泡剂0.3~0.5份；
水性流平剂0.10~0.50份；
水性增稠剂1.0~2.0份；
所述聚碳型水性聚氨酯树脂为聚碳型聚氨酯树脂LEASYS®3920；
所述水性防污层（5）由如下重量份数的原料组分组成：
水性聚丙烯酸树脂100份；
水性交联剂3~5份；
水性增稠剂1.0~2.0份。
2.根据权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于：所述镜面TPU薄膜的厚度为0.10±0.05mm，所述镜面TPU薄膜与背面PET结合剥离强度＜2.5N，所述PET的熔融点＞180℃，所述镜面TPU薄膜的拉伸载荷10~25kgf/inch，镜面TPU薄膜的撕裂载荷1~2.7kgf/inch。
3.一种如权利要求1-2任意一项所述的TPU复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用全水性低温干贴工艺将水性干法面层（4）、水性中间层（3）、水性粘接层（2）由外至内依次涂覆、固化于一体；
采用热贴合工艺将TPU基材（1）进一步固接于水性粘接层（2）内侧面，得到TPU复合材料半成品；所述TPU复合材料半成品的具体制备步骤为：在离型纸上涂覆水性干法面层浆料，控制梯度温度烘干固化，形成水性干法面层（4）；在水性干法面层（4）内侧面涂覆水性中间层浆料，控制梯度温度烘干固化，形成水性中间层（3）；在水性中间层（3）内侧面涂覆水性粘接层浆料，通过低温烘干固化后形成水性粘接层（2）；将TPU基材（1）高温贴合在水性粘接层（2）内侧面，经常温熟化后剥离离型纸，得到TPU复合材料半成品；
在TPU复合材料半成品的水性干法面层（4）外侧面涂覆水性防污层（5），得到TPU复合材料成品；所述TPU复合材料成品的具体制备步骤为：在TPU复合材料半成品的水性干法面层（4）外侧面添加水性防污层浆料进行防污处理，得到覆有水性防污层（5）的TPU复合材料成品。
4.根据权利要求3所述的TPU复合材料的制备方法，其特征在于：所述镜面TPU薄膜由耐高低温、耐化学品TPU粒子流延构成。
5.根据权利要求3所述的TPU复合材料的制备方法，其特征在于：
所述水性干法面层浆料控制梯度温度70~120℃烘干固化，形成的水性干法面层（4）厚度为0.02~0.03mm；
所述水性中间层浆料控制梯度温度70~120℃烘干固化，形成的水性中间层（3）厚度为0.01~0.015mm；
所述水性粘接层浆料的烘干固化温度为50~80℃，形成的水性粘接层（2）厚度为0.40~0.45mm；
所述镜面TPU薄膜在与水性粘接层（2）高温贴合前进行预热处理，所述镜面TPU薄膜与水性粘接层（2）的高温贴合温度为100~110℃，常温熟化时间为48h。
6.根据权利要求3所述的TPU复合材料的制备方法，其特征在于：
所述水性防污层浆料进行130℃~140℃防污处理；
所述水性防污层浆料的烘干固化温度为140℃。
7.权利要求1-2任一项所述TPU复合材料或采用权利要求3-6任一项所述制备方法制得的TPU复合材料在制备水性环保产品中的应用。
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CN105133372B (zh) * 2015-09-29 2017-04-19 安徽安利材料科技股份有限公司 一种tpu电子包装和文具证件用聚氨酯合成革的制备方法
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CN109624422B (zh) * 2018-11-05 2021-04-20 安徽安利材料科技股份有限公司 一种tpu高低温膜复合网布及其制备方法
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