CN116375970A - 一种超高吸水率tpu材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高吸水TPU材料及其制备方法，其中超高吸水TPU材料按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯2%‑20%、两官能度多元醇50‑90%、扩链剂0.5‑10%。本发明超高吸水TPU材料组分简单，配比合理，拉伸强度高，吸水能力强，水分保持时间长。
Description
技术领域
本发明涉及吸水材料领域，具体涉及一种超高吸水TPU材料及其制备方法。
背景技术
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇（扩链剂）共同反应聚合而成的高分子材料。
它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）等二异氰酸酯分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。
常规的TPU材料由于其配方及制备工艺上的缺陷，其吸水率只能达到70%就饱和了，不能再继续吸收更多水分。水分保持时间也很短，5-30分钟就自然挥发掉。
故此，现有的吸水TPU材料及其制备方法均有待于进一步完善。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种组分简单，配比合理，拉伸强度高，吸水能力强，水分保持时间长的超高吸水TPU材料。
本发明另一个目的，提供一种制备上述超高吸水TPU材料的方法。
就超高吸水TPU材料而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：一种超高吸水TPU材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯2%-20%、两官能度多元醇50-90%、扩链剂0.5-10%。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯2%-10%、两官能度多元醇80-90%、扩链剂0.5-5%。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯11%-20%、两官能度多元醇50-79%、扩链剂6-10%。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯6%-12%、两官能度多元醇60-85%、扩链剂3-9%。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，所述二异氰酸酯为MDI、HDI、HMDI或IPDI中的一种。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，所述两官能度多元醇为分子量为2000-10000的聚乙二醇，或者分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇。
作为本发明超高吸水TPU材料的另一种改进，所述扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、1,3丙二醇、1,6己二醇、二甘醇中的一种。
制备如上任一项所述超高吸水TPU材料的方法，其特征在于包括以下步骤：将二异氰酸酯、两官能度多元醇、扩链剂混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度80-200℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：
本发明TPU材料组成及配比合理，吸水率达到900-1300%以上，该TPU材料可以使用普通挤出工艺生产成TPU薄膜，TPU薄膜保持原有的吸水率。产品可以应用于医疗行业，美容保湿面膜，药物缓释敷料等行业。本发明TPU材料拉伸强度高，吸水能力强，水分保持时间长。
附图说明
图1为本发明TPU材料吸水保持率与时间之间的关系图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
取聚乙二醇（PEG），分子量6000，添加比例89.18%；1,4丁二醇（1,4 BDO），添加比例1.89%，MDI，添加比例8.93%。三者混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度80℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例2
取聚乙二醇（PEG），分子量5000，添加比例87.78%；1,4丁二醇（1,4 BDO），添加比例1.87%，MDI，添加比例10.35%。三者混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度200℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例3
取DEG/AA多元醇，分子量6000，添加比例82.99%；1,4丁二醇（1,4 BDO），添加比例3.24%；HDI，添加比例13.77%。三者混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度140℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例4
一种超高吸水TPU材料，按重量百分比包括以下组分：MDI中的一种2%、分子量为2000-10000的聚乙二醇90%、1,4丁二醇8%。
将MDI、分子量为2000-10000的聚乙二醇、1,4丁二醇混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度80℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例5
一种超高吸水TPU材料，按重量百分比包括以下组分：HDI 10%、分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇85%、乙二醇5%。
将HDI、分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇、乙二醇5%混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度200℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例6
一种超高吸水TPU材料，按重量百分比包括以下组分： HMDI 8%、分子量为2000-10000的聚乙二醇87%、1,3丙二醇5%。
将二异氰酸酯、两官能度多元醇、扩链剂混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度140℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
实施例7
一种超高吸水TPU材料，按重量百分比包括以下组分：IPDI 20%、分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇70%、二甘醇10%。
将IPDI、分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇、二甘醇混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度100℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
使用本发明TPU材料挤出0.5MM片材，常温下蒸馏水侵泡8小时充分吸水后,吸水率900%-1300%，在180℃温度，50%相对湿度环境下放置，所吸收水分的保持率和时间的关系见图1。
从图1可见使用本发明超高吸水率TPU材料生产的薄片，其水分保持率非常理想。一般条件下放置2小时，保持率高达94%左右，放置5小时，保持率在87%左右，放置8小时，保持率83%左右，放置18个小时，水分保持率尚有67%。
这种薄片在干燥状态下，其拉伸强度高达20Mpa以上，断裂伸长率大于200%。吸水10倍于自身重量后，材料溶胀，变成透明而又非常柔软的凝胶，同时可以被拉伸超过100%而不破裂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种超高吸水TPU材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯2%-20%、两官能度多元醇50-90%、扩链剂0.5-10%。
2.根据权利要求1所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯2%-10%、两官能度多元醇80-90%、扩链剂0.5-5%。
3.根据权利要求1所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯11%-20%、两官能度多元醇50-79%、扩链剂6-10%。
4.根据权利要求1所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分：二异氰酸酯6%-12%、两官能度多元醇60-85%、扩链剂3-9%。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于：所述二异氰酸酯为MDI、HDI、HMDI或IPDI中的一种。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于：所述两官能度多元醇为分子量为2000-10000的聚乙二醇，或者分子量为2000-10000的二甘醇与乙二酸合成的多元醇。
7.根据权利要求1至4任一项所述的一种超高吸水TPU材料，其特征在于：所述扩链剂为1,4丁二醇、乙二醇、1,3丙二醇、1,6己二醇、二甘醇中的一种。
8.制备如权利要求1-7任一项所述超高吸水TPU材料的方法，其特征在于包括以下步骤：将二异氰酸酯、两官能度多元醇、扩链剂混合均匀后浇注在不锈钢盘中，放入烘箱反应熟化，烘箱温度80-200℃反应得到超高吸水TPU块状材料，粉碎过筛后得到可加工的颗粒材料。
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