本发明涉及一种聚氨酯膜的生产工艺，具体涉及一种无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜及其制备方法。
背景技术：
传统的溶剂型聚氨酯膜生产工艺，其生产过程中使用的大量有机溶剂的挥发造成严重的生态环境污染，且具有聚氨酯自增稠性差、固含量低、耐高温性能不佳、耐水性差且成本较高等缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜及其制备方法，克服现有聚氨酯/纳米复合膜制备技术缺陷，并更大程度地提高成膜的机械性能。
本发明所采用的技术方案为：
无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
称取5质量份的聚乙二醇和4~8质量份的水滑石纳米粒子加入到装有搅拌装置和回流冷凝装置的三口烧瓶中，40℃~65℃下加热搅拌1h~1.5h，用超声波细胞粉碎机超声分散或乳化机乳化分散5min~15min，使纳米粒子均匀分散；
待复合乳液冷却至室温，加入质量分数为3质量份的甲苯二异氰酸酯，高速搅拌均匀；
将复合乳液涂布于固定在水平板的离型纸上；
取下离型纸，在100℃~110℃的烘箱中烘干成膜。
水滑石纳米粒子为层间距在0.79nm的阴离子型层状化合物。
如所述的制备方法制得的无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜。
本发明具有以下优点：
本发明制备的无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜，代替了传统有机溶剂生产工艺和水性生产工艺，杜绝生产过程中使用的大量有机溶剂的挥发造成严重的生态环境污染问题；同时水性聚氨酯生产工艺中，聚氨酯自增稠性差、固含量低、耐高温性能不佳、耐水性差且成本较高。本发明旨在解决合成革工业的环境污染和产品安全问题，杜绝污染源的产生，实现从生产到使用整个流程绿色环保，改善复合膜的机械性能，且杜绝了生产效率，低成本下降等缺陷。在此基础上，通过对纳米水滑石进行改性使其的具有更大的比表面积，高的反应活性以及较大的层间距，然后引入聚氨酯（pu）中，制备出一种环保无溶剂聚氨酯纳米水滑石复合膜，与传统聚氨酯合成工艺比较复合膜的物理机械性能显著提升，抗张强度提高140%，断裂伸长率提高30%。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
无溶剂聚氨酯合成革制造技术依据的基本原理为快速反应注射成型（rm），这种工艺采用的原料不是聚合物，而是将2种或2种以上的液态聚氨酯预聚物，以一定的比例分别输送到混合头，在加压下混合均匀，并立即注射在基材上，通过刮涂的方式涂布成膜，然后进入烘道，此时液态预聚物之间的反应迅速进行，聚合物分子质量急剧增加，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。
水滑石(ldhs)由金属离子与六个羟基构成的八面体共边组成，是一类具有双羟基层状结构的新型无机材料，其八面体层状结构中部分m2+被m3+同晶取代而使层板带正电荷，层间充填的阴离子起平衡电荷作用。此结构决定了水滑石可广泛的应用于吸附、离子交换、合成材料、日用化工、催化、超导以及环境保护等方面，为实现纳米水滑石的产业化低成本生产及应用奠定基础。
近年来纳米水滑石材料已被广泛的研究，并将其与有机物结合形成有机无机纳米复合膜，其兼具了无机物与有机聚合物的优点，充分发挥无机物分子优异的力学性能、耐热性、抗腐蚀等特性。
目前许多研究者采用水滑石对pvc和pu进行改性结果表明，采用表面改性水滑石进行pvc原位悬浮聚合，合成了pvc/水滑石纳米复合树脂并进一步加工得到纳米复合材料，其复合材料的拉伸和抗冲强度大大提高。
本发明涉及的无溶剂型聚氨酯纳米水滑石复合膜的制备方法，由以下步骤实现：
称取5质量份的聚乙二醇和4~8质量份的水滑石纳米粒子加入到装有搅拌装置和回流冷凝装置的三口烧瓶中，40℃~65℃下加热搅拌1h~1.5h，用超声波细胞粉碎机超声分散或乳化机乳化分散5min~15min，使纳米粒子均匀分散；
待复合乳液冷却至室温，加入质量分数为3质量份的甲苯二异氰酸酯，高速搅拌均匀；
将复合乳液涂布于固定在水平板的离型纸上；
取下离型纸，在100℃~110℃的烘箱中烘干成膜。
水滑石纳米粒子为层间距在0.79nm的阴离子型层状化合物。
实例1
称取5质量份的聚乙二醇（peg）和5质量份的水滑石加入到装有搅拌装置和回流冷凝装置的三口烧瓶中，45℃下加热搅拌65min，用超声波细胞粉碎机超声分散或乳化机乳化分散10min，使水滑石纳米粒子均匀分散。待复合乳液冷却至室温，加入3质量份的甲苯二异氰酸酯（tdi），高速搅拌均匀。将复合乳液涂布于固定在水平板的离型纸上。取下离型纸，在105℃的烘箱中烘干成膜。
实例2
称取5质量份的聚乙二醇（peg）和6质量份的水滑石加入到装有搅拌装置和回流冷凝装置的三口烧瓶中，50℃下加热搅拌70min，用超声波细胞粉碎机超声分散或乳化机乳化分散15min，使水滑石纳米粒子均匀分散。待复合乳液冷却至室温，加入3质量份的甲苯二异氰酸酯（tdi），高速搅拌均匀。将复合乳液涂布于固定在水平板的离型纸上。取下离型纸，在110℃的烘箱中烘干成膜。
实例3
称取5质量份的聚乙二醇（peg）和7质量份的水滑石分别加入到装有搅拌装置和回流冷凝装置的三口烧瓶中，55℃下加热搅拌75min，用超声波细胞粉碎机超声分散或乳化机乳化分散15min，使水滑石纳米粒子均匀分散。待复合乳液冷却至室温，加入3质量份的甲苯二异氰酸酯（tdi），高速搅拌均匀。将复合乳液涂布于固定在水平板的离型纸上。取下离型纸，在110℃的烘箱中烘干成膜。
本发明制备的环保无溶剂聚氨酯纳米水滑石复合膜，与传统聚氨酯合成工艺比较复合膜的物理机械性能显著提升，抗张强度提高140%，断裂伸长率提高30%。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。