一種阻隔抗靜電tpu薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種阻隔抗靜電TPU薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 阻隔性聚合物在食品包裝、藥品包裝、工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)變得越來越重要，甚至在電 子設(shè)備方面也被廣泛應(yīng)用，比如有機(jī)發(fā)光顯示器（0LED)封裝材料方面的應(yīng)用。這種先進(jìn)的 有機(jī)發(fā)光顯示器基底材料以及表面封裝材料需要高的阻隔性與透明性以保證延長氧氣與 水蒸氣的滲透，從而大大延長0LED的使用壽命。
[0003] 熱塑性聚氨酯（TPU)是一種由硬段和軟段組成的具有塑性和彈性為一體的嵌段 型聚合物。TPU已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)和日常生活中，例如膠粘劑、涂料、復(fù)合材料和生物醫(yī) 學(xué)材料等。雖然TPU具有如此多的優(yōu)良性能，但是其阻隔性能不佳，從而限制了它在阻隔領(lǐng) 域的應(yīng)用。另外，對于薄膜類產(chǎn)品在應(yīng)用過程中常常會產(chǎn)生靜電，從而影響使用，甚至是發(fā) 生危險(xiǎn)，因此增強(qiáng)TPU薄膜的抗靜電性對于擴(kuò)大TPU的應(yīng)用十分重要。
[0004] CN104004342A公開了一種阻隔TPU/功能氧化石墨烯復(fù)合薄膜及其制備方法，首 先采用改進(jìn)的hummers法制備氧化石墨烯，然后用異氟爾酮二異氰酸酯對氧化石墨烯進(jìn)行 有機(jī)改性得到功能氧化石墨烯，最后將功能氧化石墨烯與TPU在涂膜機(jī)上復(fù)合成膜。雖然 該發(fā)明制備得到的復(fù)合薄膜一定程度上降低了TPU薄膜的氧氣透過率和透油率，但是其氧 氣透過率仍然較高，其力學(xué)性能也有待進(jìn)一步提高，而且該發(fā)明并未介紹復(fù)合薄膜的抗靜 電性能，并且該發(fā)明需要對氧化石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性，方法復(fù)雜。
[0005] CN103834051A公開了一種阻隔抗靜電TPU復(fù)合薄膜及其制備方法，首先將多壁 碳納米管（MWNTs)氨基化以及將蒙脫土（MMT)有機(jī)改性，然后將氨基化MWNTs、有機(jī)改性 MMT(OMMT)與TPU在涂膜機(jī)上復(fù)合成膜。該發(fā)明制備得到的TPU復(fù)合薄膜的氧氣透過率為 167. 43-203. 23cc/m2. 24h. 0? IMPa，表面電阻率為 4. 12 X 10s-5. 78 X 109Q，其氧氣透過率和 表面電阻率仍然較高，并且制備方法復(fù)雜。
[0006] 因此，在本領(lǐng)域中，期望得到一種具有更好的阻隔性能能和抗靜電性能的TPU薄 膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種阻隔抗靜電TPU薄膜及其制備 方法。
[0008] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明提供一種阻隔抗靜電TPU薄膜，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制 備得到：
[0010] TPU顆粒 80-90重量份 環(huán)氧樹脂 25-45重量份 聚碳化二亞胺 10-15重量份 Barex樹脂 30-40重量份 導(dǎo)電碳纖維 20-30重量份 抗氧劑 5-10重量份。
[0011] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述TPU顆粒的用量為80-90重 量份，例如80重量份、81重量份、82重量份、83重量份、84重量份、85重量份、86重量份、87 重量份、88重量份、89重量份或90重量份。
[0012] 優(yōu)選地，所述TPU顆粒為聚酯型TPU顆粒和/或聚醚型TPU顆粒。
[0013] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述環(huán)氧樹脂的用量為25-45重 量份，例如25重量份、27重量份、30重量份、32重量份、35重量份、38重量份、40重量份、41 重量份、42重量份、43重量份、44重量份或45重量份。
[0014] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、溴化雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧 樹脂中的一種或至少兩種的混合物。
[0015] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述聚碳化二亞胺的用量為 10-15重量份，例如10重量份、10. 5重量份、11重量份、11. 5重量份、12重量份、12. 5重量 份、13重量份、13. 5重量份、14重量份、14. 5重量份或15重量份。
[0016] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述Barex樹脂的用量為30-40 重量份，例如30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、 37重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
[0017] 本發(fā)明所述Barex樹脂是由丙烯腈和甲基丙烯酸酯以75:25的比例聚合到丁腈橡 膠的主鏈上形成的，主要成分是丙烯腈、甲基丙烯酸酯和丁二烯，具有氣體阻隔性，透氧率 低等性能。
[0018] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述導(dǎo)電碳纖維的用量為20-30 重量份，例如20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、 27重量份、28重量份、29重量份或30重量份。
[0019] 本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂以及導(dǎo)電碳纖維對于材料的抗靜電性能具有貢獻(xiàn)，二者協(xié)同 作用，增強(qiáng)TPU薄膜的抗靜電性能。
[0020] 在本發(fā)明所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的原料中，所述抗氧劑的用量為5-10重量 份，例如5重量份、5. 3重量份、5. 5重量份、5. 8重量份、6重量份、6. 5重量份、6. 8重量份、 7重量份、7. 3重量份、7. 5重量份、7. 8重量份、8重量份、8. 5重量份、8. 8重量份、9重量份、 9. 3重量份、9. 5重量份、9. 8重量份或10重量份。
[0021] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑TPP或抗氧劑 TNP中的任意一種或至少兩種的混合物。
[0022] 另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的阻隔抗靜電TPU薄膜的制備方法，所 述方法包括以下步驟：
[0023] (1)將TPU顆粒、環(huán)氧樹脂、聚碳化二亞胺、Barex樹脂、導(dǎo)電碳纖維以及抗氧劑混 合均勻；
[0024] (2)將步驟⑴得到的混合物擠出得到所述阻隔抗靜電TPU薄膜。
[0025] 在本發(fā)明所述阻隔抗靜電TPU薄膜的制備方法中，在步驟（1)所述混合前將PU顆 粒、環(huán)氧樹脂、聚碳化二亞胺、Barex樹脂、導(dǎo)電碳纖維以及抗氧劑進(jìn)行預(yù)先干燥，所述干燥 溫度為 80-90°(：，例如80°(：、81°(：、82°(：、83°(：、84°(：、85°(：、86°(：、87°(：、88°(：、89°(：或90°(：，干 燥時(shí)間為 2-4h，例如 2h、2. 2h、2. 4h、2. 6h、2. 8h、3h、3. 2h、3. 4h、3. 6h、3. 8h或 4h。
[0026] 在本發(fā)明所述阻隔抗靜電TPU薄膜的制備方法中，步驟（2)所述擠出利用流延機(jī) 擠出。
[0027] 優(yōu)選地，所述流延機(jī)的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為160_230°C;濾網(wǎng)溫度為 150-200°C;彎頭溫度為170-190°C;連接溫度為170-190°C;模頭溫度為190-220°C。
[0028] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述阻隔抗靜電TPU薄膜的制備方法包括以 下步驟：
[0029] (1)將TPU顆粒、環(huán)氧樹脂、聚碳化二亞胺、Barex樹脂、導(dǎo)電碳纖維以及抗氧劑預(yù) 先在70-80°C下干燥2-4h，混合均勻；
[0030] (2)將步驟（1)得到的混合物經(jīng)流延機(jī)擠出，流延機(jī)的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫 度為160-230°C;濾網(wǎng)溫度為150-200°C;彎頭溫度為170-190°C;連接溫度為170-190°C; 模頭溫度為190-220°C，得到所述阻隔抗靜電TPU薄膜。
[0031] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0032] 本發(fā)明利用80-90重量份TPU顆粒、25-45重量份環(huán)氧樹脂、10-15重量份聚碳 化二亞胺、30-40重量份Barex樹脂、20-30重量份導(dǎo)電碳纖維和5-10重量份抗氧劑制 備得到阻隔抗靜電TPU薄膜，該TPU薄膜的透氧率為61. 243-65. 625cc/m2. 24h. 0.IMPa， 透油率為〇. 0003-0. 0018 %，阻隔性能優(yōu)良，表面電阻率為5. 1X105-6. 5X105Q，抗靜電 性能良好。此外，本發(fā)明制備的TPU薄膜的彈性模量為39. 89-42. 26MPa，斷裂伸長率為 598. 67-635. 25%，拉伸斷裂應(yīng)力為60. 58-68. 54MPa，力學(xué)性能良好，并且制備方法簡單，具 有很好應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明 了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 在本實(shí)施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
[0036] TPU顆粒 80重量份 環(huán)氧樹脂 30重量份 聚碳化二亞胺 12重量份 Barex樹脂 30重量份 導(dǎo)電碳纖維 25重量份 抗氧劑 5重量份。
[0037] 制備方法如下：
[0038] 將上述各原料成分預(yù)先在80°C下干燥4h，混合均勻，經(jīng)流延機(jī)擠出，流延機(jī)的各 段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為160°C;濾網(wǎng)溫度為150°C;彎頭溫度為170°C;連接溫度為 180°C;模頭溫度為220°C，得到TPU薄膜。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 在本實(shí)施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
[0041 ] TPU顆粒 90重量份 環(huán)氧樹脂 40重量份 聚碳化二亞胺 10重量份 Barex樹脂 35重量份 導(dǎo)電碳纖維 20重量份 抗氧劑 7重量份。
[0042] 制備方法如下：
[0043] 將上述各原料成分預(yù)先在90°C下干燥2h，混合均勻，經(jīng)流延機(jī)擠出，流延機(jī)的各 段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為230°C;濾網(wǎng)溫度為200°C;彎頭溫度為190°C;連接溫度為 190°C;模頭溫度為200°C，得到TPU薄膜。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 在本實(shí)施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
[0046] TPU顆粒 85重量份 環(huán)氧樹脂 25重量份 聚碳化二亞胺 13重量份 Barex樹脂 40重量份 導(dǎo)電碳纖維 30重量份
[0047] 抗氧劑 5重量份。
[0048] 制備方法如下：
[0049] 將上述各原料成分預(yù)先在85°C下干燥3h，混合均勻，經(jīng)流延機(jī)擠出，流延機(jī)的各 段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為190°C;濾網(wǎng)溫度為200°C;彎頭溫度為180°C;連接溫度為 170°C;模頭溫度為190°C，得到TPU薄膜。
[0050] 實(shí)施例4
[0051] 在本實(shí)施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
[0052] TPU顆粒 83重量份 環(huán)氧樹脂 45重量份 聚碳化二亞胺 15重量份 Barex樹脂 38重量份 導(dǎo)電碳