本发明高分子材料领域，涉及一种tpu薄膜及其制备方法，尤其涉及一种画板用易擦拭tpu薄膜及其制备方法。
背景技术：
热塑性聚氨酯(thermoplasticpolyurethane，tpu)是一种加热可熔融并且溶剂可溶解的高分子材料。tpu分子呈线性，分子间很少有交联，玻璃化温度低，因此具有高强度、高弹性和优良的耐磨、耐油以及耐低温特性。
tpu薄膜具有韧性好、强度高、无味、无毒和可热合加工等特性，广泛应用于汽车工业、医疗卫生和生活用品等领域。tpu薄膜传统的生产工艺主要是流延，该工艺产能低，薄膜厚度不均匀，各功能改性助剂都需要先造粒再添加使用，使得生产成本极高，限制了tpu薄膜的推广应用。现有的tpu材料普遍存耐磨性、弹性和韧性较低的问题，不能满足一些特定技术领域的应用需求。
现有技术中tpu薄膜对油墨具有一定的吸附性，油墨会渗透到tpu薄膜中，且油墨在tpu薄膜上的附着力较强，不好清理，需助剂辅助才可清理。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种画板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜对油墨的附着力小，可以容易的去处薄膜上附着的油墨，同时具有良好的耐磨性能，反复擦拭后对性能不造成影响。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种画板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜的原料包括异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙烯醇、淀粉以及烷基糖苷。
作为本发明优选的技术方案，按质量份计所述tpu薄膜的原料包括：
其中，所述异佛尔酮二异氰酸酯的质量份可以是40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份等；聚乙烯醇的质量份可以是60份、62份、65份、68份、70份、72份、75份、78份或80份等；淀粉的质量份可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份或30份等；烷基糖苷的质量份可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，按质量份计所述tpu薄膜的原料包括：
作为本发明优选的技术方案，按质量份计所述tpu薄膜的原料包括：
本发明在tpu薄膜中加入淀粉，以提高薄膜表面的亲水性能，由于常用的书写用油墨的憎水性较强，会减少淀粉在tpu表面的附着力，易擦拭，但是淀粉的加入会使tpu薄膜稳定性降低，因此加入烷基糖苷使得淀粉能与聚氨酯分子具有更强的相容性，而烷基糖苷作为非离子型表面活性剂，对油墨由有一定的吸附作用，少量添加可以降低油墨在tpu薄膜表面的流动性，使油墨可以稳定存在于tpu薄膜表面而不发生变形，同时淀粉和烷基糖苷的加入还加强了tpu薄膜的耐磨性能和力学性能。
作为本发明优选的技术方案，所述聚乙烯醇的数均分子量为2000～4000，如2000、2200、2500、2800、3000、3200、3500、3800或4000等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述淀粉包括玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉或小麦淀粉中任意一种或至少两种的组合所述组合典型但非限制性实例有：玉米淀粉和红薯淀粉的组合、红薯淀粉和小麦淀粉的组合、小麦淀粉和马铃薯淀粉的组合、玉米淀粉和马铃薯淀粉的组合或玉米淀粉、红薯淀粉和小麦淀粉的组合等。
优选地，所述烷基糖苷包括括apg081、apg1214、apg10或apg06中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：apg081和apg1214的组合、apg1214和apg10的组合、apg10和apg06的组合、apg081和apg06的组合或apg081、apg1214和apg10的组合等。
作为本发明优选的技术方案，所述tpu薄膜的原料包括扩链剂和催化剂。
优选地，所述扩链剂包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：乙二醇和1,3-丙二醇的组合、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇的组合、1,4-丁二醇和1,5-戊二醇的组合、乙二醇和1,5-戊二醇的组合或乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇的组合等。
优选地，所述扩链剂的质量份为5～10份，如5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述催化剂包括辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或二月桂酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：辛酸亚锡和二辛酸二丁锡的组合、二辛酸二丁锡和二月桂酸二丁锡的组合、二月桂酸二丁锡和辛酸亚锡的组合或辛酸亚锡、二辛酸二丁锡和二月桂酸二丁锡的组合等。
优选地，所述催化剂的质量分为0.1～2份，如0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明目的之二在于提供一种上述画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将配方量的聚乙烯醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在搅拌条件下于40～60℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入配方量的扩链剂和催化剂，于60～80℃继续反应2～5h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的淀粉和烷基糖苷，搅拌1～2h，然后加入双螺杆挤出机中挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
其中，步骤(1)所述抽真空的温度可以是40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃或60℃等；步骤(2)所述反应温度可以是60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等；步骤(2)所述反应的时间可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等；步骤(3)所述搅拌的时间可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等；但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述的搅拌速率为1200～1500r/min，如1200r/min、1250r/min、1300r/min、1350r/min、1400r/min、1450r/min或1500r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述的真空的真空度为-0.4～-0.2kpa，如-0.4kpa、-0.38kpa、-0.35kpa、-0.32kpa、-0.30kpa、-0.28kpa、-0.25kpa、-0.22kpa或-0.20kpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述的搅拌速率为1200～1500r/min如1200r/min、1250r/min、1300r/min、1350r/min、1400r/min、1450r/min或1500r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述步骤(3)中设置双螺杆挤出机的喂料段温度为150～160℃，如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中设置双螺杆挤出机的混合段温度为160～180℃，如160℃、162℃、165℃、168℃、170℃、172℃、175℃、178℃或180℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中设置双螺杆挤出机的挤出段温度为180～200℃，如180℃、182℃、185℃、188℃、190℃、192℃、195℃、198℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中设置双螺杆挤出机的机头温度为200～220℃，如200℃、202℃、205℃、208℃、210℃、212℃、215℃、218℃或220℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种画板用易擦拭tpu薄膜，油墨在所述tpu薄膜上的附着力为0b级别，易于擦拭；
(2)本发明提供一种画板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜的din磨耗为8.5mm3左右，耐磨性能优异；
(3)本发明提供一种画板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜拉伸强度大于115mpa，具有良好的力学性能；
(3)本发明提供一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法工艺简单，适用于工业化生产。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将60份聚乙烯醇(分子量4000)和40份异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在1200r/min搅拌条件下于40℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入5份乙二醇和0.1份辛酸亚锡，于60℃继续反应5h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的10份玉米淀粉和1份apg081，1200r/min搅拌1h，然后加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的喂料段温度为150℃，混合段温度为160℃，挤出段温度为180℃，机头段温度为200℃，挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
实施例2
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将80份聚乙烯醇(分子量2000)和60份异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在1500r/min搅拌条件下于60℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入10份1,3-丙二醇和2份二辛酸二丁锡，于80℃继续反应2h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的30份红薯淀粉和10份apg1214，1500r/min搅拌1h，然后加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的喂料段温度为160℃，混合段温度为180℃，挤出段温度为200℃，机头段温度为220℃，挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
实施例3
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将65份聚乙烯醇(分子量3500)和45份异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在1300r/min搅拌条件下于45℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入6份1,4-丁二醇和0.5份二月桂酸二丁锡，于65℃继续反应4h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的15份马铃薯淀粉和3份apg10，1300r/min搅拌1.8h，然后加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的喂料段温度为155℃，混合段温度为170℃，挤出段温度为190℃，机头段温度为210℃，挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
实施例4
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将85份聚乙烯醇(分子量2500)和55份异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在1400r/min搅拌条件下于55℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入9份1,5-戊二醇和1.5份辛酸亚锡，于75℃继续反应3h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的25份玉米淀粉和8份apg06，1400r/min搅拌1.2h，然后加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的喂料段温度为160℃，混合段温度为170℃，挤出段温度为190℃，机头段温度为210℃，挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
实施例5
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将70份聚乙烯醇(分子量300)和40份异佛尔酮二异氰酸酯加入容器中，在1500r/min搅拌条件下于50℃抽真空，得到预聚体；
(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入8份乙二醇和1份辛酸亚锡，于70℃继续反应3.5h；
(3)向步骤(2)中反应后的物料中加入配方量的18份红薯淀粉和6份apg1214，1500r/min搅拌1.5h，然后加入双螺杆挤出机中，设置双螺杆挤出机的喂料段温度为160℃，混合段温度为170℃，挤出段温度为190℃，机头段温度为210℃，挤出成型得到画板用易擦拭tpu薄膜。
实施例6
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法除了步骤(3)所述红薯淀粉的添加量为5份外，其他条件均与实施例5相同。
实施例7
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法除了步骤(3)所述红薯淀粉的添加量为50份外，其他条件均与实施例5相同。
实施例8
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法除了步骤(3)所述apg1214的添加量为20份外，其他条件均与实施例5相同。
对比例1
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法除了步骤(3)不加入所述红薯淀粉外，其他条件均与实施例5相同。
对比例2
一种画板用易擦拭tpu薄膜的制备方法，所述制备方法除了步骤(3)不加入所述apg1214外，其他条件均与实施例5相同。
对实施例1-8以及对比例1和2制备得到的画板用易擦拭tpu薄膜的油墨附着力、耐磨性能以及力学性能进行测试，结果如表1所示。
附着力：将油墨丝印在本发明提供的tpu薄膜上，在薄膜面划1x1mm百格，用刀片或钳子测试油墨与tpu薄膜上之间的附着力(5b-切口的边缘光滑，格子边缘没有任何剥落；4b-切口相交处有小片剥落，划格区内实际破损不超过5％；3b-切口的边缘和/或相交处有剥落，其面积大于5％，但不到15％；2b-沿切口边缘有部分剥落或整大片剥落，和/或部分格子被整片剥落，被剥落的面积超过15％，但不到35％；1b-沿切口边缘有部分剥落或整大片剥落，和/或部分格子被整片剥落，被剥落的面积超过35％，但不到65％；0b-沿切口边缘有部分剥落或整大片剥落，和/或部分格子被整片剥落，被剥落的面积超过65％)。
从表1可以看出，实施例1-5制备得到tpu薄膜，在涂覆上油墨后，油墨的附着力为0b，容易擦拭，且din磨耗小于9mm3，耐磨性能良好，拉伸强度大于110mpa，力学性能良好。而实施例6-8中淀粉和烷基糖苷的加入量均在限定范围外，导致油墨在tpu表面的附着力增强，擦拭性能下降。而对比例1和2分别没有加入淀粉和烷基糖苷，同样导致油墨在tpu表面的附着力增强，擦拭性能下降，且与实施例5相比耐磨性能也有所下降。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。