本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体而言，涉及一种聚氨酯组合物、聚氨酯膜、蒙皮及浮空器。
背景技术：
：充气膜材料(如冲锋舟、皮划艇等)、软质蒙皮材料、浮空器材料因其特殊的结构和应用领域，对材料的隔气、隔水性能要求很高。聚氨酯膜材料通常被作为提高隔气、隔水性能的材料使用，且其性能的好坏直接影响了产品的使用寿命。现有市场上的聚氨酯膜材料，其隔气效果有限，150μm的薄膜透氦率通常在3000ml/m2·d·atm左右，透氦率过高，隔气性不好，造成膜产品的寿命不长，比如皮划艇、气球等产品漏气快。基于上述原因，有必要提供一种具有较高阻隔性能的聚氨酯膜材料。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种聚氨酯组合物、聚氨酯膜、蒙皮及浮空器，以解决现有技术中聚氨酯膜材料阻隔性能较差的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯组合物，按重量份计，聚氨酯组合物包括：60～80份的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，0.1～5份的石墨烯以及10～40份的热塑性聚酯弹性体。进一步地，按重量份计，聚氨酯组合物包括：60～70份的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，3～5份的石墨烯以及20～40份的热塑性聚酯弹性体。进一步地，芳香族聚酯类聚氨酯弹性体的硬度为80～95a。进一步地，热塑性聚酯弹性体的硬度为40～60d。进一步地，石墨烯为单层石墨烯。进一步地，按重量份计，聚氨酯组合物还包括1～10份的相容剂。进一步地，按重量份计，聚氨酯组合物包括5～10份的相容剂。进一步地，相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝poe和马来酸酐接枝苯乙烯中的一种或多种。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯膜，其中，聚氨酯膜由上述聚氨酯组合物经挤出造粒、流延成膜而制成。进一步地，利用双螺杆进行挤出造粒，造粒温度140～180℃，螺杆转速10～40rpm。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种蒙皮，包括阻隔层，其中，阻隔层为上述的聚氨酯膜。根据本发明的一个方面，还提供了一种浮空器，包括蒙皮，其中，蒙皮为上述的蒙皮。本发明所提供的上述聚氨酯组合物中，同时包括了芳香族聚酯类聚氨酯弹性体、石墨烯以及热塑性聚酯弹性体几种组分。其中芳香族聚酯类聚氨酯弹性体是组合物的主体成分，能够为使用该组合物制备的膜材料提供良好的力学性能和耐低温性能。而在芳香族聚酯类聚氨酯弹性体中添加热塑性聚酯弹性体(tpee)和石墨烯，能够通过共混改性来改变芳香族聚酯类聚氨酯弹性体内部均匀的海岛结构。其中tpee的加入能够使芳香族聚酯类聚氨酯弹性体分子链中穿插柔性长链，从而延长了气体分子的扩散路径。而在海岛结构中引入石墨烯则能够改善非结晶区结构的阻隔性。以上两方面的原因增加了气体在聚氨酯膜材料中穿透的难度。总之，利用本发明上述的聚氨酯组合物制备的聚氨酯膜，除了良好的力学性能、耐低温性能外，更具有优异的阻隔性能。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。正如
背景技术：
所描述的，现有技术中聚氨酯膜材料存在阻隔性能较差的问题。为了解决这一问题，本发明发明人提供了一种聚氨酯组合物，按重量份计，该聚氨酯组合物包括：60～80份的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，0.1～5份的石墨烯以及10～40份的热塑性聚酯弹性体。本发明所提供的上述聚氨酯组合物中，同时包括了芳香族聚酯类聚氨酯弹性体、石墨烯以及热塑性聚酯弹性体几种组分。其中芳香族聚酯类聚氨酯弹性体是组合物的主体成分，能够为使用该组合物制备的膜材料提供良好的力学性能和耐低温性能。而在芳香族聚酯类聚氨酯弹性体中添加热塑性聚酯弹性体(tpee)和石墨烯，能够通过共混改性来改变芳香族聚酯类聚氨酯弹性体内部均匀的海岛结构。其中tpee的加入能够使芳香族聚酯类聚氨酯弹性体分子链中穿插柔性长链，从而延长了气体分子的扩散路径。而在海岛结构中引入石墨烯则能够改善非结晶区结构的阻隔性。以上两方面的原因增加了气体在聚氨酯膜材料中穿透的难度。总之，利用本发明上述的聚氨酯组合物制备的聚氨酯膜，除了良好的力学性能、耐低温性能外，更具有优异的阻隔性能。在一种优选的实施方式中，按重量份计，聚氨酯组合物包括：60～70份的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，3～5份的石墨烯以及20～40份的热塑性聚酯弹性体。将各组分的用量关系控制在上述范围内，有利于充分发挥各组分的作用性能，使聚氨酯膜具有更有益的综合性能。在一种优选的实施方式中，芳香族聚酯类聚氨酯弹性体的硬度为80～95a。硬度为80～95a的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，其具有较高的硬段比例，结构规整区比例更高，从而有利于进一步改善聚氨酯膜的隔气效果。在一种优选的实施方式中，热塑性聚酯弹性体的硬度为40～60d。这类热塑性聚酯弹性体，具有极高的柔度，且结晶度高，能进一步提高材料的耐低温性能，还能进一步提升聚氨酯膜的隔气效果。在一种优选的实施方式中，石墨烯为单层石墨烯。采用单层石墨烯，能够在相对少量的添加量下更充分地发挥其片状填料的阻隔优势。在一种优选的实施方式中，按重量份计，聚氨酯组合物还包括1～10份的相容剂。使用相容剂能够使组合物中的组分具有良好的共混性能，使极性的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体聚氨酯和非极性的热塑性聚酯弹性体能更好地相容，从而改善材料的加工性能。更优选地，聚氨酯组合物包括5～10份的相容剂。在一种优选的实施方式中，相容剂包括但不限于马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝poe和马来酸酐接枝苯乙烯中的一种或多种。根据本发明的另一方面，还提供了一种聚氨酯膜，该聚氨酯膜由上述的聚氨酯组合物经挤出造粒、流延成膜而制成。上述种聚氨酯组合物中，同时包括了芳香族聚酯类聚氨酯弹性体、石墨烯以及热塑性聚酯弹性体几种组分。使用该组合物经挤出造粒流延成膜形成的聚氨酯膜中，芳香族聚酯类聚氨酯弹性体能够提供良好的力学性能和耐低温性能。而tpee和石墨烯的加入能够改变芳香族聚酯类聚氨酯弹性体内部均匀的海岛结构。其中tpee的加入能够使芳香族聚酯类聚氨酯弹性体分子链中穿插柔性长链，从而延长了气体分子的扩散路径。而在海岛结构中引入石墨烯则能够改善非结晶区结构的阻隔性。以上两方面的原因增加了气体在聚氨酯膜材料中穿透的难度。总之，利用本发明上述的聚氨酯组合物制备的聚氨酯膜，除了良好的力学性能、耐低温性能外，更具有优异的阻隔性能。关于具体的聚氨酯膜的制备工艺，本领域技术人员可以进行具体调整。在一种优选的饿实施方式中，利用双螺杆进行挤出造粒，造粒温度140～180℃，螺杆转速10～40rpm。根据本发明的另一方面，还提供了一种蒙皮，包括阻隔层，其中，阻隔层为上述的聚氨酯膜。基于上述聚氨酯膜优异的阻隔性能，使得本发明中的蒙皮同样具有较高的阻隔性能。当然，除了蒙皮以外，本发明上述的聚氨酯组合物还能够用在多个领域，如航空航天复合材料，民用薄膜材料。不仅在功能薄膜制造方面发挥作用，也可应用于板材、片材、异型材方面，凡是对隔水、隔气有要求的产品都可使用本发明的聚氨酯组合物。根据本发明的一个方面，还提供了一种浮空器，包括蒙皮，其中，蒙皮为上述的蒙皮。基于该蒙皮的高阻隔性能，本发明中的浮空器亦具有较高的阻隔性能。以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：实施例1：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体60份(硬度80a)，单层石墨烯5份，tpee40份(硬度为60d)，马来酸酐接枝聚乙烯10份；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度180度，螺杆转速40rpm。实施例2：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体70份(硬度95a)，单层石墨烯3份，tpee20份(硬度为40d)，马来酸酐接枝poe5份；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度140度，螺杆转速40rpm。实施例3：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体80份(硬度80a)，单层石墨烯3份，tpee20份(硬度为40d)，马来酸酐接枝poe5份；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度170度，螺杆转速20rpm。实施例4：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体80份(硬度95a)，单层石墨烯0.1份，tpee10份(硬度为50d)，马来酸酐接枝poe1份；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度160度，螺杆转速10rpm。实施例5：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体80份(硬度75a)，单层石墨烯0.1份，tpee10份(硬度为30d)，马来酸酐接枝poe1份；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度160度，螺杆转速10rpm。实施例6：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体80份(硬度75a)，单层石墨烯0.1份，tpee10份(硬度为30d)；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度160度，螺杆转速10rpm。对比例1：组合物：芳香族聚酯类聚氨酯弹性体50份(硬度75a)，单层石墨烯0.05份，tpee45份(硬度为30d)；挤出造粒：双螺杆共混加工，双螺杆最高温度160度，螺杆转速10rpm。对实施例1至6和对比例1中的粒料进行流延成膜，膜厚度均为150μm，并对其阻隔性能进行表征：表征结果如表1所示：表1透氦率(ml/m2·d·atm)实施例1820实施例2930实施例31050实施例41500实施例51720实施例61780对比例11900由以上数据可知，利用本发明实施例1至6中的粒料流延成膜，得到的聚氨酯膜具有较高的阻隔性能。特别地，当聚氨酯组合物中按重量份计包括60～70份的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体，3～5份的石墨烯、20～40份的热塑性聚酯弹性体以及5～10份的相容剂时，其制备的聚氨酯膜的阻隔性能更佳。特别地，当选用硬度为80～95a的芳香族聚酯类聚氨酯弹性体时，其阻隔性能更佳。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12