Tpu功能性發(fā)泡薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于發(fā)泡薄膜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成：水40-80%；1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯10-20%；聚己二酸乙二醇酯二醇5-35%；擴(kuò)鏈劑1,4-丁二醇2-5%；無鹵阻燃劑1-5%；催化劑0.001-0.1%；泡沫穩(wěn)定劑0.1-1%；抗氧劑0.2-0.8%。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用水作為發(fā)泡劑，有效地避免了使用HCFC-141b等含氟發(fā)泡劑所帶來的對環(huán)境造成的危害；本發(fā)明通過加入無鹵阻燃劑，提高了TPU發(fā)泡塑料的阻燃性能，并且由于使用的阻燃劑不含鹵素，也不含鉛、鎘、汞和鉻等重金屬元素，符合歐盟VDE要求，是一種綠色環(huán)保的材料。
【專利說明】TPU功能性發(fā)泡薄膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)泡薄膜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種TPU功能性發(fā)泡薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002]TPU(熱塑性聚氨酯)是環(huán)保高分子聚合物，它克服了 PVC和PU皮的諸多缺陷，不但擁有橡膠及普通塑料的大部分特性，而且還擁有優(yōu)良的綜合物理及化學(xué)性能，所以又被稱為未來素材。它是一種成熟的環(huán)保材料，其具有其它塑料和天然材料所無法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化和耐氣候等特性，同時它還具有很高的防水性、透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。
[0003]而TPU發(fā)泡后，可以用于制作鞋底、住宅保溫隔熱材料以及冷庫等家電制品方面。但是，目前用于制作發(fā)泡TPU的發(fā)泡劑一般為HCFC-141b，由于其含有鹵素，因此會對大氣臭氧層造成損害，與現(xiàn)在的環(huán)保理念背道而馳。并且當(dāng)將發(fā)泡TPU應(yīng)用于住宅保溫隔熱材料以及冷庫等家電制品時，發(fā)泡TPU應(yīng)當(dāng)具有阻燃特性，以確保其使用安全。但目前的發(fā)泡TPU塑料均不具備阻燃特性。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，其采用水作為發(fā)泡劑，并加入了不含鹵素的阻燃劑，使得制得的聚氨酯發(fā)泡塑料不僅具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化和耐氣候等特性，而且具有很好的阻燃特性及保溫隔熱特性，并且節(jié)能環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn) 有技術(shù)的不足，而提供一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，其采用水作為發(fā)泡劑，并加入了不含鹵素的阻燃劑，使得制得的聚氨酯發(fā)泡塑料不僅具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化和耐氣候等特性，而且具有很好的阻燃特性及保溫隔熱特性，并且節(jié)能環(huán)保。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成:
水40-80% ；
1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯 10-20%;
聚己二酸乙二醇酯二醇5-35%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇2-5% ；
無鹵阻燃劑1-5%;
催化劑 0.001-0.1% ；
泡沫穩(wěn)定劑 0.1-1% ；
抗氧劑 0.2-0.8% ；
所述物理發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀和碳酸氫銨中的至少一種，所述無鹵阻燃劑為磷酸銨、聚磷酸銨、三聚氰胺、硼酸鋅、蒙脫土、粘土、氫氧化鋁和三氧化銻中的至少一種。[0007]其中，在聚氨酯發(fā)泡過程中會發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，其中異氰酸酯和羥基的反應(yīng)、異氰酸酯和水的反應(yīng)是其中的兩個重要的反應(yīng)。前一個反應(yīng)是“凝膠反應(yīng)”，多元醇與多異氰酸酯反應(yīng)生成高相對分子質(zhì)量的聚合物；后一個反應(yīng)屬“發(fā)泡反應(yīng)”，異氰酸酯與水反應(yīng)生成取代脲和二氧化碳。在制備過程中，需要控制以上兩個反應(yīng)的相對速度，因此需要用到催化劑。
[0008]生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料時，泡沫穩(wěn)定劑是一個不可或缺的組分，其作用在于乳化泡沫物料、穩(wěn)定泡沫和調(diào)節(jié)泡孔，其能夠增加各組分的互溶性，有助于氣泡的形成，控制泡孔的大小及均勻性，促使泡沫泡孔凝膠張力的平衡，使泡孔壁具有彈性，以留住氣體，防止泡沫崩塌。
[0009]作為本發(fā)明TPU功能性發(fā)泡薄膜的一種改進(jìn)，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成:
水50-70% ；
1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 12-18%;
聚己二酸乙二醇酯二醇10-30%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3-4% ；
無鹵阻燃劑2-4%;
催化劑 0.005-0.1% ；
泡沫穩(wěn)定劑 0.2-0.8% ；
抗氧劑 0.3-0.7%。
[0010]作為本發(fā)明TPU功能性發(fā)泡薄膜的一種改進(jìn)，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成:
水62.45% ；
1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 15%;
聚己二酸乙二醇酯二醇15%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3.5% ；
無鹵阻燃劑3%;
催化劑0.05% ；
泡沫穩(wěn)定劑 0.5% ；
抗氧劑 0.5%。
[0011]作為本發(fā)明TPU功能性發(fā)泡薄膜的一種改進(jìn)，所述催化劑為雙(二甲基乙基)醚或
四甲基亞乙基二胺。
[0012]作為本發(fā)明TPU功能性發(fā)泡薄膜的一種改進(jìn)，所述泡沫穩(wěn)定劑為有機(jī)硅表面活性劑。
[0013]作為本發(fā)明TPU功能性發(fā)泡薄膜的一種改進(jìn)，所述抗氧劑為四[亞甲基-3，3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N，N’-雙[[3-(3，5)-二叔丁基-4羥基苯基]丙酰基]己二胺、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和二亞磷酸季戊四醇硬脂醇酯中的至少一種。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不僅保持率TPU的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化和耐氣候等特性，而且采用水作為發(fā)泡劑，由其產(chǎn)生的CO2起到發(fā)泡的作用，有效地避免了使用HCFC-141b等含氟發(fā)泡劑所帶來的對環(huán)境造成的危害；本發(fā)明通過加入無鹵阻燃劑，提高了 TPU發(fā)泡塑料的阻燃性能，并且由于使用的阻燃劑不含鹵素，也不含鉛、鎘、汞和鉻等重金屬元素，符合歐盟VDE要求，是一種綠色環(huán)保的材料。此外，將本發(fā)明用于住宅的保溫隔熱及冷庫等家電制品時，由于聚氨酯發(fā)泡塑料的導(dǎo)熱系數(shù)很低，因此能將物料的熱損失降到最低，因此其保溫隔熱特性要比通用的玻璃棉優(yōu)異。而且由于聚氨酯泡沫的閉孔率高，因此能夠有效地防止水、濕氣及其它腐蝕性液體和氣體的浸透，并防止微生物的滋生和發(fā)展，從而大大延長住宅及冷庫等的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅局限于實(shí)施例所描述的內(nèi)容。
[0016]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了 一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而
成:
水62.45% ；
1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 15%;
聚己二酸乙二醇酯二醇15%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3.5% ；
無鹵阻燃劑氫氧化鋁3%;
催化劑雙(二甲基乙基)醚0.05%;
泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅表面活性劑0.5% ；
抗氧劑四[亞甲基_3，3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.5%。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而
成:
水70% ；
I, 4-環(huán)己烷二異氰酸酯 12.4% ；
聚己二酸乙二醇酯二醇10%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇4% ；
無鹵阻燃劑三氧化銻2%;
催化劑四甲基亞乙基二胺0.1%;
泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅表面活性劑 0.8% ；
抗氧劑N，N’ -雙[[3- (3，5) - 二叔丁基-4羥基苯基]丙?；鵠己二胺 0.7%。
[0018]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而
成:
水49.995% ；
I, 4-環(huán)己烷二異氰酸酯 18% ；
聚己二酸乙二醇酯二醇24.5%;擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3% ；
無鹵阻燃劑磷酸銨4%;
催化劑四甲基亞乙基二胺0.005% ；
泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅表面活性劑 0.2% ；
抗氧劑三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和二亞磷酸季戊四醇硬脂醇酯0.3%。
[0019]實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而
成:
水40.1% ；
I,4-環(huán)己烷二異氰酸酯 20% ；
聚己二酸乙二醇酯二醇35%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇2% ；
無鹵阻燃劑蒙脫土 1%;
催化劑雙(二甲基乙基)醚0.1% ；
泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅表面活性劑 1% ；
抗氧劑四[亞甲基_3，3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.8%。
[0020]實(shí)施例5
本實(shí)施例提供了一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而
成:
水74.699% ；
1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 10%;
聚己二酸乙二醇酯二醇5%;
擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇5% ；
無鹵阻燃劑硼酸鋅2.5%;
無鹵阻燃劑粘土 2.5%;
催化劑四甲基亞乙基二胺0.001% ；
泡沫穩(wěn)定劑有機(jī)硅表面活性劑 0.1% ；
抗氧劑三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和二亞磷酸季戊四醇硬脂醇酯0.2%。
[0021]本發(fā)明采用預(yù)聚體法來制備，具體的，先將1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯和聚己二酸乙二醇酯二醇制成預(yù)聚體，然后在預(yù)聚體中加入水、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、抗氧劑、擴(kuò)鏈劑和阻燃劑，并在高速攪拌機(jī)中高速攪拌混合進(jìn)行發(fā)泡，固化后熟化即可。
[0022]對實(shí)施例1至5的TPU功能性發(fā)泡薄膜分別進(jìn)行Shore A硬度測試、拉伸強(qiáng)度測試、延伸率測試和阻燃等級測試，所得結(jié)果見表1。
[0023]表1:實(shí)施例1至5的發(fā)泡塑料的各項(xiàng)物理性能的測試結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成: 水40-80% ； 1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯 10-20%; 聚己二酸乙二醇酯二醇5-35%; 擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇2-5% ； 無鹵阻燃劑1-5%; 催化劑 0.001-0.1% ； 泡沫穩(wěn)定劑 0.1-1% ； 抗氧劑 0.2-0.8% ； 所述無齒阻燃劑為磷酸銨、聚磷酸銨、三聚氰胺、硼酸鋅、蒙脫土、粘土、氫氧化鋁和三氧化銻中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成: 水50-70% ； 1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 12-18%; 聚己二酸乙二醇酯二醇10-30%; 擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3-4% ； 無鹵阻燃劑2-4%; 催化劑 0.005-0.1% ； 泡沫穩(wěn)定劑 0.2-0.8% ； 抗氧劑 0.3-0.7%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，它是由以下原料制備而成: 水62.45% ； 1，4_環(huán)己烷二異氰酸酯 15%; 聚己二酸乙二醇酯二醇15%; 擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇3.5% ； 無鹵阻燃劑3%; 催化劑0.05% ； 泡沫穩(wěn)定劑 0.5% ； 抗氧劑 0.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于:所述催化劑為雙(二甲基乙基)醚或四甲基亞乙基二胺。
5.根 據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于:所述泡沫穩(wěn)定劑為有機(jī)硅表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的TPU功能性發(fā)泡薄膜，其特征在于:所述抗氧劑為四[亞甲基_3，3’，5- (二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N，N’ -雙[[3-(3，5)-二叔丁基-4羥基苯基]丙?；鵠己二胺、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和二亞磷酸季戊四醇硬脂醇酯中的至少一種 。
【文檔編號】C08K3/22GK103570913SQ201310463540
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】何建雄 申請人:東莞市雄林新材料科技有限公司