[发明专利]一种透明TPU薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯(TPU)及其制备方法，尤其涉及一种具有高透明度的TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)作为聚氨酯产业中不可或缺的一部分，具有良好的耐磨、耐刮性能，同时具有拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度高等优异性能，广泛应用于汽车、机械、医用设备和安全防护等领域，

如本领域已知的，通过使二异氰酸酯化合物、聚二醇和双官能团增链剂反应来制备热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。

CN101402719A公开了一种透明高弹性热塑性聚氨酯及其制备方法，其公开的透明高弹性热塑性聚氨酯主要包含聚醚多元醇70-90份、小分子扩链剂3-20份、二异氰酸酯10-30份、催化剂0.1-0.5份、抗氧化剂0-1.0份、耐黄变剂0-1.0份和填料0-20份。本发明所得到的透明高弹性热塑性聚氨酯产品透光率为81.1-85.2份，仍存在透明度较低的缺陷。

CN102558830A公开了一种透明薄膜级热塑性聚氨酯弹性体的制备，并具体公开了将20％～40％的二异氰酸酯、45％～75％的分子量在1000～4000的聚合物多元醇、4％～10％的1，4-丁二醇、0.2％～1％的抗氧化剂、0.2％～1.5％的润滑剂、0.001％～0.02％的环保催化剂、0.2％～1.0％的紫外线吸收剂、0～0.8％的耐水解剂、0.1％～1％的光稳定剂和0～2％的其他助剂经过预混、反应、切粒脱水、干燥熟化等步骤得到热塑性聚氨酯弹性体，透明度为4-5mm，其得到的热塑性聚氨酯弹性体透明度仍不够，而且综合性能较差。

在美国专利(USP)4,124,572中，使用含25至60重量％聚(环氧乙烷)的聚酯多元醇和聚醚多醇制备TPU弹性体以改善抗拉性能和注射成型性。然而，并没有公开有关改善这些TPU's的防潮性和光学/光透射性能的内容，并且总希望改善TPU's的物理和光学透明性能的组合，包括最小化吸水性和湿态强度。

但由于常规TPU的光学透明性与成型效率成反比例关系，所以在许多大型透明注塑件上的应用受到了一定的限制。因此高透明性的TPU合成工艺研发成为近几年来国内外很多生产厂家进行研究的热点课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯薄膜及其制备方法，特别是一种具有高透明度的TPU薄膜及其制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种透明的TPU薄膜，所述薄膜按重量份包括如下组分：20-30份的聚醚多元醇、25-40份的聚酯多元醇、30-40份的多异氰酸酯化合物和5～7份的扩链剂混合物；所述聚醚多元醇包含60-70摩尔的1,3-丙二醇单元；所述扩链剂混合物包括多胺化合物和1,4-环己烷二甲醇。

由于聚酯多元醇中的酯基极性高，易产生结晶，影响其透明性，而聚醚多元醇分子链间的相互作用力较聚酯多元醇弱，易无规随机排列，结晶度低，因此透明性好，但聚醚型透明聚氨酯由于分子间作用力小、内聚强度低，其机械强度较差、耐紫外和耐溶剂性能不理想。本发明将上述两种聚合物多元醇组合使用，两种产生明显的增效协同作用，使所制备得到的热塑性弹性体聚氨酯在具有高透明度的同时，保持了优异的力学性能。

本发明采用多胺化合物和1，4-环己烷二甲醇的组合作为扩链剂，可以明显提高热塑性聚氨酯的透明度和综合性能。

作为优选技术方案，所述薄膜按重量份包括如下组分：25份的聚醚多元醇、30份的聚酯多元醇、38份的多异氰酸酯化合物和7份的扩链剂混合物。

作为优选技术方案，所述聚醚多元醇的数均分子量为2500-4500。

优选地，所述聚醚多元醇为聚三亚甲基醚二醇。

作为优选技术方案，所述聚酯多元醇的数均分子量为600-10000。

优选地，所述聚酯多元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇。

作为优选技术方案，所述多异氰酸酯化合物为芳香族多异氰酸酯。

优选地，所述芳香族多异氰酸酯为二苯甲基烷异氰酸酯。

作为优选技术方案，所述扩链剂包括30-40％的多胺化合物和60-70％的1,4-环己烷二甲醇。

优选地，所述多胺化合物为脂肪族二胺。

第二方面，本发明还提供了如本发明第一方面所述的薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用间歇式工艺两步法制得热塑性聚氨酯颗粒；

(2)用长径比为30的吹膜机进行吹膜，得到透明TPU薄膜。