一種可溫控變色的tpu薄膜及其制備方法
【專利摘要】一種可溫控變色的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有TPU顆粒50-95％、無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯2-20％、含氫硅油2-25％、抗氧劑1-5％，其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔?？刹捎萌缦路椒ㄖ苽洌?1)將所有組分預(yù)先干燥；(2)將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜。本發(fā)明制得的TPU薄膜可通過(guò)溫度變化控制色彩的變化，并且變色時(shí)間迅速，如可在1秒內(nèi)變色。
【專利說(shuō)明】-種可溫控變色的TPU薄膜及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種TPU薄膜及其制備方法，尤其涉及一種可溫控變色的TPU薄膜及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]TPU(Thermoplasticpolyyrethane,熱塑性聚氨脂）是一種新型的有機(jī)高分子合 成材料，屬于化合物，英文商品名：Flexiblepolyurethane，是一種各項(xiàng)性能優(yōu)異，可以代 替橡膠rubber,軟性聚氯乙烯材料PVC。例如其具有優(yōu)異的物理性能，例如耐磨性，回彈力 都好過(guò)普通聚氨酯、PVC，耐老化性好過(guò)橡膠，可以說(shuō)是替代PVC和PU的最理想的材料，被國(guó) 際上稱為新型聚合物材料。
[0003] 熱塑性聚氨脂用途很廣泛，例如可用于鞋類如運(yùn)動(dòng)鞋Logo、運(yùn)動(dòng)鞋氣墊、登山鞋、 雪鞋、高爾夫球鞋、溜冰鞋、之面料及內(nèi)里貼合材料，成衣類如雪衣、雨衣、風(fēng)衣、防寒夾克、 野戰(zhàn)服、紙尿褲、生理褲、等面料復(fù)合材料（防水透濕），醫(yī)藥類如手術(shù)衣、帽、鞋、醫(yī)院用褥 墊、冰袋、繃帶、血漿袋、外科用包扎布條、口罩、等面料及內(nèi)里材料，手術(shù)床氣囊，國(guó)防用品 如飛機(jī)油箱，武器封存覆膜、帳棚窗口、軍用水袋、救生衣，充汽艇等之面料及內(nèi)里面料，氣 囊，運(yùn)動(dòng)用品如足球表面及內(nèi)膽、充氣床、飲水袋、滑雪手套（防水袋）、潛水衣、雪衣、泳裝、 滑雪板、商標(biāo)、氣囊、運(yùn)動(dòng)衫、瘦身衣等面料及內(nèi)里材料，工業(yè)用品如喇叭鼓紙橡膠邊、防水 條，隔音材、防火材、防火衣、消防服、防火布等面料及內(nèi)里復(fù)合材料、電線電纜外護(hù)套材料， 其他用途如手機(jī)按鍵、塑料充氣玩具、床單、桌巾、浴簾、家具用布、圍裙、鋼琴、電腦鍵盤(pán)、覆 膜等面料及內(nèi)里材料。
[0004] 聚氨酯熱塑性彈性體有聚酯型和聚醚型兩類，白色無(wú)規(guī)則球狀或柱狀顆粒，相對(duì) 密度1. 10-1. 25,聚醚型相對(duì)密度比聚酯型小。聚氨酯熱塑性彈性體突出的特點(diǎn)是耐磨性優(yōu) 異、耐臭氧性極好、硬度大、強(qiáng)度高、彈性好、耐低溫，有良好的耐油、耐化學(xué)藥品和耐環(huán)境性 能，在潮濕環(huán)境中聚醚型酯水解穩(wěn)定性遠(yuǎn)超過(guò)聚酯型。
[0005] 如CN103193950A公開(kāi)一種聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法，所述聚醚 型熱塑性聚氨酯彈性體由40?55%低聚物二元醇、30?45%異氰酸酯、5?20%擴(kuò)鏈劑 和0. 05?0. 2 %抗氧劑組成，其制備方法即在低聚物二元醇中加入抗氧劑，抽真空脫水得 含有抗氧劑的低聚物二元醇；將擴(kuò)鏈劑真空脫水處理；將異氰酸酯恒溫油浴溶化；將含有 抗氧劑的低聚物二元醇和真空脫水處理的擴(kuò)鏈劑混合均勻并加熱調(diào)節(jié)至90-KKTC與油浴 溶化好的異氰酸酯混合、攪拌至150°C時(shí)得到塊狀制品于80°C烘箱熟化、粉碎、置于雙螺桿 擠出機(jī)組擠出、切拉、吹干后用注塑機(jī)注塑成型，即得具有低伸模量，較長(zhǎng)的斷裂伸長(zhǎng)率，拉 伸強(qiáng)度范圍可調(diào)的聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體。
[0006] 此外，TPU薄膜的應(yīng)用現(xiàn)在越來(lái)越廣泛。TPU薄膜可應(yīng)用于高檔建筑覆膜、汽車和 火車車窗的貼膜、鞋材等。然而，可溫控變色的TPU薄膜的研究還很少見(jiàn)，可溫控變色的TPU 薄膜通過(guò)溫控變色可調(diào)節(jié)光照或熱交換，同時(shí)增加美感和多樣性。
[0007]目前，有研究人員已開(kāi)發(fā)出變色聚合物，又被稱為熱變色聚合物，但其變色速度很 慢，而且只在很小的溫度范圍內(nèi)才會(huì)變色。邵正中和中國(guó)、荷蘭及英國(guó)的研究人員共同尋找 更好的熱變色聚合物，并發(fā)現(xiàn)了甚至在高達(dá)390°F的高溫下也能快速變色的新類型。這種 聚合物可在生物傳感器和智能窗戶等領(lǐng)域得到應(yīng)用，可用于調(diào)節(jié)光照或熱交換。但是，還未 有報(bào)道顯示將其成功用于可溫控變色的TPU薄膜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可溫控變色的TPU薄膜。本發(fā)明提供 的可溫控變色的TPU薄膜是通過(guò)分子結(jié)構(gòu)的改性，通過(guò)一定的方法，將肽側(cè)鏈聚丁二炔接 枝到TPU分子鏈中，獲得新的TPU材料，可實(shí)現(xiàn)溫控變色。
[0009] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：
[0010] 一種可溫控變色的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有
[0011] TPU顆粒 50-95%，例如為 55%、67%、88%、94%等 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 2-20%，例如為5%、9%丨4% 19%等 含氫硅油 2-25%，例如為 5%、9°/。、14%、19%、24% 等 抗氧劑 1-5%，例如為 1.5%、2.4、3.8%、4.5%等
[0012] 其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔。
[0013] 肽是由氨基酸組成的鏈狀分子，也是生命物體蛋白質(zhì)中不可或缺的成分。這種TPU 顆粒是一種可加工成各種形狀的納米纖維?？赏ㄟ^(guò)擠出生產(chǎn)纖維；通過(guò)涂覆形成膜；也可 模塑成型水凝膠。
[0014] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有
[0015] TPU顆粒 60-80% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 10-15% 含氫硅油 5-15% 抗氧劑 2-5%。
[0016] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的TPU薄膜，所述肽的分子量為1000-3000。
[0017] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的TPU薄膜，所述TPU顆粒中側(cè)鏈聚丁二炔的質(zhì)量 百分含量為5-35%，優(yōu)選為10-25%。
[0018] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的TPU薄膜，所述接枝的方法為：將丁二炔、TPU及 交聯(lián)劑在225-25CTC下反應(yīng)0. 5-5h。
[0019] 優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為2-乙基-4甲基咪唑、2-異丙基咪唑、六氫鄰苯二甲酸酐、三 亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的一種或兩種以上的混合。
[0020] 優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量百分含量為TPU顆粒的0. 5-3%。
[0021] 優(yōu)選地，所述TPU顆粒為聚醚型TPU顆粒和聚酯型TPU顆粒中的一種或兩種混合
[0022] 本發(fā)明的目的之一還在于提供本發(fā)明所述的可溫控變色的TPU薄膜的制備方法， 包括如下步驟：
[0023] (1)將所有組分預(yù)先干燥；
[0024] (2)將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（1)所述干燥的溫度為85?105°C，例如為 88°C、96°C、102°C等，干燥的時(shí)間為2?3h，例如為2.lh、2. 5h、2. 8h等。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，步驟（2)所述流延機(jī)的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫 度為150-230°C;濾網(wǎng)溫度為170-2KTC;彎頭溫度為170-2KTC;模頭溫度為180-220°C。
[0027] 本發(fā)明制得的TPU薄膜可通過(guò)溫度變化控制色彩的變化，并且變色時(shí)間迅速，如 可在1秒內(nèi)變色。本發(fā)明制得的TPU薄膜可應(yīng)用于高檔建筑覆膜、汽車和火車車窗的貼膜、 鞋材等。溫控變色可調(diào)節(jié)光照或熱交換，同時(shí)增加美感和多樣性。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的 實(shí)施例如下：
[0029] 實(shí)施例1 :
[0030] 一種可溫控變色的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有
[0031] TPU顆粒 95% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 2% 含氫硅油 2% 抗氧劑 1%
[0032] 其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔；
[0033] 將占TPU顆粒質(zhì)量百分含量10 %的丁二炔、TPU顆粒及占TPU顆粒質(zhì)量百分含量 1 %的交聯(lián)劑六氫鄰苯二甲酸酐在250°C下反應(yīng)2. 5h將肽側(cè)鏈聚丁二炔接枝到TPU分子鏈 上；
[0034] 所述肽的分子量為1000 ;
[0035] 所述可溫控變色的TPU薄膜采用以下方法制備：
[0036] (1)將所有組分在85°C預(yù)先干燥3h;
[0037] (2)將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜，所述流延機(jī) 的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為145°C;濾網(wǎng)溫度為170°C;彎頭溫度為210°C;連接溫度 為210°C;模頭溫度為230°C。
[0038] 實(shí)施例2 :
[0039] -種可溫控變色的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有
[0040] TPU顆粒 50% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 20%
[0041] 含氫硅油 25% 抗氧劑 5%
[0042] 其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔；
[0043] 將占TPU顆粒質(zhì)量百分含量35 %的丁二炔、TPU顆粒及占TPU顆粒質(zhì)量百分含量 3%的交聯(lián)劑二乙胺基丙胺在225°C下反應(yīng)5h將肽側(cè)鏈聚丁二炔接枝到TPU分子鏈上；
[0044] 所述肽的分子量為3000 ;
[0045] 所述可溫控變色的TPU薄膜采用以下方法制備：
[0046] (1)將所有組分在105°C預(yù)先干燥2. 5h;
[0047] (2)將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜；
[0048] 所述流延機(jī)的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為125°C;濾網(wǎng)溫度為160°C;彎頭溫 度為230°C;連接溫度為230°C;模頭溫度為210°C。
[0049] 實(shí)施例3 :
[0050] -種可溫控變色的TPU薄膜，按質(zhì)量百分含量含有
[0051] TPU顆粒 50-95% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸醋 2-20% 含氫硅油 2-25% 抗氧劑 1-5%
[0052] 其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔；
[0053] 將占TPU顆粒質(zhì)量百分含量5 %的丁二炔、TPU顆粒及占TPU顆粒質(zhì)量百分含量 〇. 5%的交聯(lián)劑2-乙基-4甲基咪唑在235°C下反應(yīng)0. 5h將肽側(cè)鏈聚丁二炔接枝到TPU分 子鏈上；
[0054] 所述肽的分子量為2000 ;
[0055] 所述可溫控變色的TPU薄膜采用以下方法制備：
[0056] (1)將所有組分在90°C預(yù)先干燥2h;
[0057] (2)將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜；
[0058] 所述流延機(jī)的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為130°C;濾網(wǎng)溫度為165°C;彎頭溫 度為220°C;連接溫度為220°C;模頭溫度為210°C。
[0059] 實(shí)施例1-3制得的TPU薄膜環(huán)保無(wú)毒。對(duì)實(shí)施例1-3制得的TPU薄膜進(jìn)行性能評(píng) 價(jià)，結(jié)果如下表1:
[0060] 表 1
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種可溫控變色的TPU薄膜，其特征在于，按質(zhì)量百分含量含有 TPU顆粒 50-95% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 2-20% 含氫硅油 2-25% 抗氧劑 1-5% 其中TPU顆粒包括TPU分子鏈和接枝到TPU分子鏈上的肽側(cè)鏈聚丁二炔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU薄膜，其特征在于，按質(zhì)量百分含量含有 TPU顆粒 60-80% 無(wú)苯環(huán)的亞磷酸酯 10-15% 含氫硅油 5-15% 抗氧劑 2-5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TPU薄膜，其特征在于，所述肽的分子量為1000-3000。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU顆粒中側(cè)鏈聚丁二 炔的質(zhì)量百分含量為5-35%，優(yōu)選為10-25%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的TPU薄膜，其特征在于，所述接枝的方法為：將丁二 炔、TPU及交聯(lián)劑在225-250°C下反應(yīng)0. 5-5h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的TPU薄膜，其特征在于，所述交聯(lián)劑為2-乙基-4甲基咪唑、 2_異丙基咪唑、六氫鄰苯二甲酸酐、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的一種 或兩種以上的混合； 優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量百分含量為TPU顆粒的0. 5-3%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU顆粒為聚醚型TPU 顆粒和聚酯型TPU顆粒中的一種或兩種混合。
8. -種權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的可溫控變色的TPU薄膜的制備方法，包括如下步 驟： (1) 將所有組分預(yù)先干燥； (2) 將所有干燥后的組分混合，經(jīng)流延機(jī)擠出成型即得所述TPU薄膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)所述干燥的溫度為85? 105°C，干燥的時(shí)間為2?3h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，步驟（2)所述流延機(jī)的各段溫 度設(shè)置如下：料筒溫度為150_230°C;濾網(wǎng)溫度為170-2KTC;彎頭溫度為170-2KTC;模頭 溫度為 180_220°C。
【文檔編號(hào)】C08L83/05GK104448789SQ201410776435
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】何健雄, 王一良 申請(qǐng)人:東莞市雄林新材料科技股份有限公司, 蘇州市雄林新材料科技有限公司