CN110790889A - 一种极性可控tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述极性可控TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：聚酯二元醇60‑70重量份，二异氰酸酯20‑30重量份，扩链剂1‑10重量份，木质素5‑18重量份，润滑剂0.1‑0.5重量份，催化剂0.01‑0.05重量份。本发明所述木质素与其他原料相互配合协同增效，使本发明所述的极性可控TPU薄膜同时满足较宽的极性可控制范围，以及优异的防水性能、透湿透气性能、机械强度和耐老化性能。

Description

一种极性可控TPU薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种极性可控TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
TPU薄膜是由二异氰酸酯、大分子多元醇和扩链剂共同反应生成的高分子材料，从分子结构上看，它由刚性链段和柔性链段交替构成，这种特殊的分子结构使TPU具有其他热塑性弹性材料不可比拟的优良性能，例如高耐磨性、耐冲击性、耐油性及耐化学品性等。TPU薄膜在使用时表面多是光滑，在一些条件下不便于使用，TPU薄膜缺乏很好的抗高温和抗氧化性给TPU薄膜的使用不便，TPU薄膜的透气性较差，在使用时会造成TPU薄膜内部的闷热，缺乏很好的透气透湿性；而且由于TPU薄膜的极性一般由选定的原料二异氰酸酯和多元醇的官能团的种类以及多少决定，在选择确定合适的原料后，一般只能通过扩链剂来改变TPU材料的极性，其能够改变的TPU极性范围很窄，这就造成了使TPU薄膜在原料选择上的局限性，使之合成的TPU薄膜防水性能较弱、透湿透气较差、机械强度低、应用范围窄。
CN109401282A提供了一种服饰用高柔软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25-35份、低聚物多元醇60-70份、有机硅10-20份、含酸性基团的扩链剂3-5份、脂肪族二胺3-5份、羟基磷酸酯2-5份和催化剂1-3份，该发明通过异氰酸酯、多元醇以及酸性扩链剂的选择可以控制极性在一定范围内，但是可控极性范围较窄，合成的TPU薄膜应用的范围很小。
因此，如何获得一种兼具极性可控、高机械强度和防水透湿性好的TPU薄膜，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种同时满足极性可控范围宽、防水性能好、透湿透气性能佳、机械强度高以及耐老化性能强的TPU薄膜。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种极性可控TPU薄膜，所述极性可控TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002280761190000021
在本发明中，聚酯二元醇的重量份数为60-70重量份，例如可以是60重量份、61重量份、62重量份、63重量份、64重量份、65重量份、66重量份、67重量份、68重量份、69重量份或70重量份。
在本发明中，二异氰酸酯的重量份数为20-30重量份，例如可以是20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或30重量份。
在本发明中，扩链剂的重量份数为1-10重量份，例如可以是1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。
在本发明中，木质素的重量份数为5-18重量份，例如可以是5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份或18重量份。
在本发明中，润滑剂的重量份数为0.1-0.5重量份，例如可以是0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份或0.5重量份。
在本发明中，催化剂的重量份数为0.01-0.05重量份，例如可以是0.01重量份、0.02重量份、0.03重量份、0.04重量份或0.05重量份。
木质素作为第二大天然高分子，在TPU材料中中能以物理或化学的方式粘结和加固，增加TPU薄膜的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力。木质素基TPU薄膜中由于木质素三维网络结构的存在，具有极性可控的优点，又由于其的反应活性相比异氰酸酯单体弱，所以同时具有反应可控的优点。
同时，木质素作为一种活性填料添加到TPU体系中，起到交联剂和填充剂的作用，与TPU具有良好的相容性，容易制成均相的材料。在TPU合成中引入木质素，以减少原料消耗，由于木质素的酚经基结构单元可以终止自由基，减少由于紫外光老化造成的材料失效。同时木素的刚性链段，可以增强TPU的力学强度、扩大TPU薄膜极性可控范围，提高TPU薄膜的使用温度范围。
优选地，所述聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己内酯二醇或聚碳酸己二醇酯二醇中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述聚酯二元醇的分子量为500-5000，例如可以是500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000，优选为1000-3000。
优选地，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或1,5-萘二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的混合物，优选为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯。
优选地，所述扩链剂为小分子二元醇。
优选地，所述小分子二元醇为1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丁二醇中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述木质素为酸沉木质素、羟甲基化木质素或乙酰化羟甲基化木质素中的任意一种或至少两种的混合物。
在本发明中，在选择确定合适的原料后，本发明不仅通过添加官能团不同的木质素，控制TPU极性改动范围，消除了TPU薄膜在原料选择上的局限性，而且木质素的添加极大提升了一定原料下合成的TPU薄膜的防水性能、透湿透气性能、机械强度以及耐老化性能。
优选地，所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、E蜡或油酸酰胺中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述催化剂为有机锡、有机铋或有机锌中的任意一种或至少两种的混合物，优选为二丁基二月硅酸锡。
第二方面，本发明提供了一种极性可控TPU薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按配方量称取木质素和聚酯二元醇，混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的二异氰酸酯、扩链剂、催化剂和润滑剂，混合均匀，干燥后再挤出得到TPU薄膜。
优选地，步骤(1)所述混合温度均为20-40℃，例如可以是20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃或40℃。
优选地，步骤(1)所述混合时间0.5-2h，例如可以是0.5h、0.7h、0.9h、1.0h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h。
优选地，步骤(2)所述混合温度均为15-30℃，例如可以是15℃、17℃、19℃、21℃、23℃、25℃、27℃、29℃或30℃。
优选地，步骤(2)所述混合时间1-3h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.3h、2.5h、2.7h、2.9h或3h。
优选地，步骤(2)所述干燥温度为80-100℃，例如可以是80℃、81℃、83℃、85℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃、98℃或100℃。
优选地，步骤(2)所述干燥时间为2-3h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h。
优选地，所述方法包括以下步骤：
(1)按配方量称取木质素和聚酯二元醇，在20-40℃下搅拌0.5-2h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的二异氰酸酯、扩链剂、催化剂和润滑剂，15-30℃下搅拌1-3h混合均匀，在80-100℃下干燥2-3h后，再挤出得到TPU薄膜。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述木质素与其他原料相互配合协同增效，使本发明所述极性可控TPU薄膜具有较宽极性变化范围，其极性可以通过调节木质素的官能团来进行控制。
(2)本发明通过木质素与其他原料相互配合协同增效，使得到的TPU薄膜具有较高的强度和防水透湿性能，其样品的水蒸气透过率范围在9000-9900g/m2·24h之间，拉伸强度范围在125-160N/mm，撕裂强度范围在69-78MPa，断裂伸长率范围在680-765％，紫外光辐照下老化黄变指数ΔYi范围为0.7-1.6之间，基本不变色，耐老化能力极强。
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。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
本实施例提供一种极性可控TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：聚己二酸乙二醇酯二醇(分子量为2000)66重量份、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯20重量份、1,3-丙二醇2重量份、酸沉木质素11.75重量份、单硬脂酸甘油酯0.2重量份、二丁基二月硅酸锡0.05重量份。
上述极性可控TPU薄膜的制备方法如下：
(1)按配方量称取酸沉木质素和聚己二酸乙二醇酯二醇，在20℃下搅拌2h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-丙二醇、二丁基二月硅酸锡和单硬脂酸甘油酯，20℃下搅拌3h混合均匀，100℃干燥3h后，再挤出得到TPU薄膜。
实施例2
与实施例1相同，区别仅在于木质素为羟甲基化木质素，其他组分含量和制备方法不变。
实施例3
与实施例1相同，区别仅在于木质素为乙酰化羟甲基化木质素，其他组分含量和制备方法不变。
实施例4
本实施例提供一种极性可控TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：聚己内酯二醇(分子量为1500)60重量份、异佛尔酮二异氰酸酯20重量份、1,4-丁二醇1.85重量份、酸沉木质素18重量份、单硬脂酸甘油酯0.1重量份、二丁基二月硅酸锡0.05重量份。
上述极性可控TPU薄膜的制备方法如下：
(1)按配方量称取酸沉木质素和聚己内酯二醇，在40℃下搅拌0.5h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-丁二醇、二丁基二月硅酸锡和单硬脂酸甘油酯，30℃下搅拌1h混合均匀，80℃干燥2h后，再挤出得到TPU薄膜。
实施例5
本实施例提供一种极性可控TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：聚碳酸己二醇酯二醇(分子量为2000)70重量份、异佛尔酮二异氰酸酯20重量份、2-甲基-1,3-丙二醇4.49重量份、酸沉木质素5重量份、硬脂酸酰胺0.5重量份、二丁基二月硅酸锡0.01重量份。
上述极性可控TPU薄膜的制备方法如下：
(1)按配方量称取酸沉木质素和聚碳酸己二醇酯二醇，在40℃下搅拌0.5h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的异佛尔酮二异氰酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇、二丁基二月硅酸锡和硬脂酸酰胺，30℃下搅拌1h混合均匀，80℃干燥2h后，再挤出得到TPU薄膜。
实施例6
与实施例5相同，区别仅在于木质素为脂肪族硫醇木质素。
实施例7
本实施例提供一种极性可控TPU薄膜，包括如下重量份数的原料组分：聚四亚甲基醚二醇(分子量为3000)60重量份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯30重量份、1,3-丙二醇2重量份、脂肪族硫醇木质素7.49重量份、硬脂酸酰胺0.5重量份、羧酸铋0.01重量份。
上述极性可控TPU薄膜的制备方法如下：
(1)按配方量称取脂肪族硫醇木质素和聚四亚甲基醚二醇，在40℃下搅拌0.5h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3-丙二醇、羧酸铋和硬脂酸酰胺，30℃下搅拌1h混合均匀，80℃干燥2h后，再挤出得到TPU薄膜。
对比例1
同实施例1，区别仅在于扩链剂为13.75重量份，不含木质素，其他组分含量及制备方法不变。
对比例2
同实施例1，区别仅在于木质素含量为13.75重量份，不含扩链剂，其他组分含量及制备方法不变。
对比例3
同实施例1，区别仅在于4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯31.75重量份，不含木质素，其他组分含量及制备方法不变。
对比例4
同实施例1，区别仅在于聚己二酸乙二醇酯二醇为77.75重量份，不含木质素，其他组分含量及制备方法不变。
对比例5
同实施例1，区别仅在于聚己二酸乙二醇酯二醇为72重量份，4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯25.75重量份，不含木质素，其他组分含量及制备方法不变。
对比例6
同实施例1，区别仅在于聚酯二元醇为聚碳酸己二醇酯二醇，77.75重量份，不含木质素，其他组分含量及制备方法不变。
对比例7
同实施例1，区别仅在于聚己二酸乙二醇酯二醇50重量份、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯10重量份、1,3-丙二醇9.75重量份、酸沉木质素30重量份，其他组分含量及制备方法不变。
将上述实施例1-7与对比例1-6制备得到的TPU薄膜材料进行吸水性测试接触角测试(接触角测量仪HARKE-SPCAX2)、耐静水压(测定方法GB/74744-1997)、水蒸气透过率(测试方法为GB/T 1037-2000)、柔韧性(即拉伸强度，测定方法：GB/T 528-2009)测试、撕裂强度(测试方法为GB/T16578.1-2008)、断裂伸长率(测试方法为GB/T 528-2009)、紫外光辐照下老化黄变指数ΔYi(测试方法为GB2409-88)(无变色ΔYi≤1.5，很轻微变色1.6<ΔYi≤3.0，轻微变色3.1<ΔYi≤6.0，明显变色6.1<ΔYi≤9.0，较大变色9.1<ΔYi≤12.0，严重变色12.0<ΔYi)，具体测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002280761190000091
由表1数据可知，实施例1-7样品的水接触角为10°-32°，表明本发明的极性可控范围较大；实施例1-7样品的耐静水压范围在9500-11000mm水柱之间，表明本发明所述极性可控的TPU薄膜具有极强的耐水稳定性；实施例1-7样品的水蒸气透过率范围在9000-9900g/m2·24h之间，表明本发明所述极性可控的TPU薄膜具有极强的透湿透气性；实施例1-7样品的拉伸强度范围在125-160N/mm、撕裂强度范围在69-78MPa、断裂伸长率范围在680-765％，表明本发明所述极性可控的TPU薄膜的各机械强度高；紫外光辐照下老化黄变指数ΔYi范围为0.7-1.6之间，基本不变色，表明本发明所述极性可控的TPU薄膜的耐老化能力强。
从对比例1-2的样品测试数据可以看出，缺少木质素和扩链剂任一种组分，TPU薄膜的极性可调节范围变得很小，各机械强度下降明显，证明木质素虽然起改善TPU薄膜性能的主要作用，但是其与扩链剂相互配合，协同增效才能达到本发明最佳的防水性能、透湿透气性能、机械强度以及耐老化性，是缺一不可的；从对比例3-6的样品测试数据可以看出，不通过木质素来调节TPU薄膜的极性变化范围，仅仅是通过变换原料的含量和极性官能团的种类，其水接触角变化范围仅在20°-25°之间，并不能很好地调节极性范围，而且其耐水性、透湿透气性、机械强度和耐老化性能均较差；最后，从对比例7的样品测试数据可以看出当木质素过量，即木质素含量不在本范围之内时，其耐水性、透湿透气性以及各机械强度最差，且抗老化能力极弱，紫外光辐照下老化黄变指数ΔYi为7.2，TPU薄膜明显变色。
综上所述，本发明所述木质素与其他原料相互配合协同增效，使本发明所述极性可控TPU薄膜具有较宽极性变化范围，其极性可以通过木质素的官能团进行控制；同时极大地提升了本发明所述极性可控TPU薄膜的防水性能、透湿透气性能和各项机械强度，在紫外线照射下的老化程度得到了极大缓解。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的极性可控TPU薄膜，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各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 (10)

1.一种极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述极性可控TPU薄膜的制备原料包括以下重量份的组分：
Figure FDA0002280761180000011
2.根据权利要求1所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己内酯二醇或聚碳酸己二醇酯二醇中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述聚酯二元醇的分子量为500-5000。
3.根据权利要求1或2所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或1,5-萘二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的混合物，优选为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯。
4.根据权利要求1-3中任一项所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述扩链剂为小分子二元醇；
优选地，所述小分子二元醇为1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丁二醇中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述木质素为酸沉木质素、羟甲基化木质素或乙酰化羟甲基化木质素中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、E蜡或油酸酰胺中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述极性可控TPU薄膜，其特征在于，所述催化剂为有机锡、有机铋或有机锌中的任意一种或至少两种的混合物，优选为二丁基二月硅酸锡。
8.根据权利要求1-7中任一项所述极性可控TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按配方量称取木质素和聚酯二元醇，混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的二异氰酸酯、扩链剂、催化剂和润滑剂，混合均匀，干燥后再挤出得到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)所述混合温度均为20-40℃；
优选地，步骤(1)所述混合时间0.5-2h；
优选地，步骤(2)所述混合温度均为15-30℃；
优选地，步骤(2)所述混合时间1-3h；
优选地，步骤(2)所述干燥温度为80-100℃；
优选地，步骤(2)所述干燥时间为2-3h。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按配方量称取木质素和聚酯二元醇，在20-40℃下搅拌0.5-2h混合均匀；
(2)向步骤(1)的混合物中加入配方量的二异氰酸酯、扩链剂、催化剂和润滑剂，15-30℃下搅拌1-3h混合均匀，在80-100℃下干燥2-3h后，再挤出得到TPU薄膜。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778963A (zh) * 2021-02-09 2021-05-11 河南银金达新材料股份有限公司 一种用于petg膜的透明黏合剂及其制备方法
CN114133508A (zh) * 2022-01-14 2022-03-04 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 一种高性能木质素基聚氨酯及其制备方法
WO2023198656A1 (en) 2022-04-11 2023-10-19 Basf Se Lignin based tpu composition, methods of preparing thereof and uses thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2260138A (en) * 1991-09-30 1993-04-07 Agency Ind Science Techn Biodegradable composite material and process of producing same
CN105637036A (zh) * 2013-08-13 2016-06-01 能源实验室2000有限公司 基木质素聚氨酯产品的制造方法
CN107312322A (zh) * 2017-06-30 2017-11-03 苏州奥斯汀新材料科技有限公司 一种可生物降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
CN108473646A (zh) * 2015-10-21 2018-08-31 亨茨曼国际有限公司 在聚氨酯产品中并入木质素
US20190202971A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Industrial Technology Research Institute Biomass thermoplastic polyurethane
CN109970939A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 财团法人工业技术研究院 生物质热可塑性聚氨酯

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2260138A (en) * 1991-09-30 1993-04-07 Agency Ind Science Techn Biodegradable composite material and process of producing same
CN105637036A (zh) * 2013-08-13 2016-06-01 能源实验室2000有限公司 基木质素聚氨酯产品的制造方法
CN108473646A (zh) * 2015-10-21 2018-08-31 亨茨曼国际有限公司 在聚氨酯产品中并入木质素
CN107312322A (zh) * 2017-06-30 2017-11-03 苏州奥斯汀新材料科技有限公司 一种可生物降解热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
US20190202971A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Industrial Technology Research Institute Biomass thermoplastic polyurethane
CN109970939A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 财团法人工业技术研究院 生物质热可塑性聚氨酯

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEONYOUNG JEONG等: "Preparation and Characterization of Thermoplastic Polyurethanes Using Partially Acetylated Kraft Lignin", 《FIBERS AND POLYMERS》 *
山西省化工研究所: "《聚氨酯弹性体手册》", 31 January 2001, 化学工业出版社 *
杨威: "木质素基聚氨酯薄膜的制备及其热处理的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778963A (zh) * 2021-02-09 2021-05-11 河南银金达新材料股份有限公司 一种用于petg膜的透明黏合剂及其制备方法
CN114133508A (zh) * 2022-01-14 2022-03-04 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 一种高性能木质素基聚氨酯及其制备方法
CN114133508B (zh) * 2022-01-14 2023-10-31 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 一种高性能木质素基聚氨酯及其制备方法
WO2023198656A1 (en) 2022-04-11 2023-10-19 Basf Se Lignin based tpu composition, methods of preparing thereof and uses thereof

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