一种环保型可降解tpu薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及TPU薄膜技术领域，尤其涉及一种环保型可降解TPU薄膜及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] TPU为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，主要分为聚酯型和聚醚型两类，它具有良好的 耐油性、耐臭氧性以及优异的低温性能，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广 泛应用。但是，由于其强度不高，耐热性差，易燃，并且在高温下容易发生软化、分解，使机 械性能急剧下降，一般情况下，它的长期使用温度不能超过80°C，短期使用温度不能超过 120°C，这大大限制了它的应用范围。如何在提高TPU耐热性能的同时，保证其综合性能不 下降或不发生改变，是多年来人们对TPU研宄的一个重点。无机材料普遍具有高熔点、高硬 度、耐磨损、耐腐蚀和良好的抗氧化性能等特点。此外，无机纳米粒子具有独特的光、电、磁 和化学特性，这为制备高性能、多功能复合材料指明了新的方向。近年来，无机粒子改性成 为TPU改性的手段之一。然而，现有采用无机粒子改性TPU的方法，为达到材料的综合性能 较佳，无机粒子的使用量较少，无法降低TPU薄膜的制作成本，也难以达到环保、可降解的 目标，应用效果还不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种环保型可降解TPU薄膜， 该TPU薄膜由于大量使用了无机材料而降低了成本，同时具有较佳的耐热性和综合力学性 能，具有环保、可降解的优点。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种环保型可降解TPU薄膜，其按重量份计包括以下组分：
[0006] TPU 颗粒 80 ~90 份
[0007] 改性纳米碳酸钙10~15份
[0008] EVA 5 ~15 份
[0009] 紫外线吸收剂0. 5~1份 [0010] 光降解剂0.5~1份。
[0011] 优选地，所述改性纳米碳酸钙为硼酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙。
[0012] 优选地，所述改性纳米碳酸钙是采用机械共混的方法在高速混合机中加入纳米碳 酸隹?和硼酸醋偶联剂，搅拌速度为1000~1500r/min，搅拌时间为5~lOmin，纳米碳酸隹$ 与硼酸酯偶联剂的质量比为100 : (1~2)。
[0013] 优选地，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂NP3与紫外线吸收剂UV531或紫外线 吸收剂UV328混合。
[0014] 优选地，所述光降解剂为硬脂酸铁。
[0015] 本发明的另一目的在于提供上述环保型可降解TPU薄膜的制备方法，其包括以下 步骤：
[0016] (1)制备改性纳米碳酸钙：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的纳米碳酸钙 和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min ;
[0017] (2)将配方量的TPU颗粒、改性纳米碳酸钙、EVA、紫外线吸收剂、光降解剂加入混 合机中高速混均；
[0018] (3)将混均的材料干燥后送至流延机中挤出成型，流延机各区温度为：料筒温度 180~200°C，滤网温度190~205°C，弯头温度190~205°C，连接温度190~205°C，模头 温度190~200 °C。
[0019] 优选地，步骤（2)高速混均的转速为800~1000r/min。
[0020] 优选地，步骤⑶干燥温度为70~80°C，干燥时间为2~4h。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有成本低、耐热性能及综合力学性能优异、降解周期短 的优点：
[0022] 1、无机材料纳米碳酸钙的含量高，一方面降低了薄膜成品的成本，另一方向，采用 硼酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙后，纳米碳酸钙与TPU颗粒的相溶性好，再加上EVA材料的引 入进一步提升了无机材料与有机材料的相溶性，形成稳定相溶体系，高含量的纳米碳酸钙 能够改善TPU颗粒在耐热性能上及综合力学性能上的不足，大大提高了成薄的耐热性及综 合力学性能，拓宽了 TPU薄膜的应用范围。
[0023] 2、由于本发明的TPU薄膜中无机材料含量高，降低了降解的难度，纳米碳酸钙的 加入可调节薄膜的降解时间，另一方面薄膜中含有紫外线吸收剂及光降解剂，进一步降低 了薄膜的降解难度，达到环保目标。
【具体实施方式】
[0024] 下面通过具体实施例子对本发明做进一步详细介绍。
[0025] 实施例1
[0026] -种环保型可降解TPU薄膜，其原料配方如下：TPU颗粒80份、改性纳米碳酸钙10 份、EVA 9份、紫外线吸收剂0. 5份、光降解剂0. 5份。
[0027] 上述改性纳米碳酸钙的制备方法如下：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的 纳米碳酸妈和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min。
[0028] 上述高密度聚乙烯的密度为0.950。
[0029] 上述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂NP3与紫外线吸收剂UV531的混合物。
[0030] 上述光降解剂为硬脂酸铁。
[0031] 上述环保型可降解TPU薄膜的制备方法如下：
[0032] (1)制备改性纳米碳酸钙：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的纳米碳酸钙 和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~10min，搅拌速度为1000~1500r/min ;
[0033] (2)将配方量的TPU颗粒、改性纳米碳酸钙、高密度聚乙烯、EVA、紫外线吸收剂、光 降解剂加入混合机中高速混均，转速为800~1000r/min，时间为10~20min ;
[0034] (3)将混均的材料干燥后送至流延机中挤出成型，干燥温度为70~80°C，干燥时 间为2~4h，流延机各区温度为：料筒温度180~200°C，滤网温度190~205°C，弯头温 度190~205°C，连接温度190~205°C，模头温度190~200°C。
[0035] 实施例2
[0036] -种环保型可降解TPU薄膜，其原料配方如下：TPU颗粒85份、改性纳米碳酸钙15 份、EVA 8份、紫外线吸收剂0. 8份、光降解剂1份。
[0037] 上述改性纳米碳酸钙的制备方法如下：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的 纳米碳酸妈和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min。
[0038] 上述高密度聚乙烯的密度为0.960。
[0039] 上述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂NP3与紫外线吸收剂UV328的混合物。
[0040] 上述光降解剂为硬脂酸铁。
[0041] 上述环保型可降解TPU薄膜的制备方法如下：
[0042] (1)制备改性纳米碳酸钙：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的纳米碳酸钙 和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min ;
[0043] (2)将配方量的TPU颗粒、改性纳米碳酸钙、高密度聚乙烯、EVA、紫外线吸收剂、光 降解剂加入混合机中高速混均，转速为800~1000r/min，时间为10~20min ;
[0044] (3)将混均的材料干燥后送至流延机中挤出成型，干燥温度为70~80°C，干燥时 间为2~4h，流延机各区温度为：料筒温度180~200°C，滤网温度190~205°C，弯头温 度190~205°C，连接温度190~205°C，模头温度190~200°C。
[0045] 实施例3
[0046] -种环保型可降解TPU薄膜，其原料配方如下：TPU颗粒90份、改性纳米碳酸钙15 份、EVA 13份、紫外线吸收剂1份、光降解剂0. 5份。
[0047] 上述改性纳米碳酸钙的制备方法如下：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的 纳米碳酸妈和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~10min，搅拌速度为1000~1500r/min。
[0048] 上述高密度聚乙烯的密度为0.960。
[0049] 上述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂NP3与紫外线吸收剂UV328的混合物。
[0050] 上述光降解剂为硬脂酸铁。
[0051] 上述环保型可降解TPU薄膜的制备方法如下：
[0052] (1)制备改性纳米碳酸钙：在混合机中投入质量比为100 : (1~2)的纳米碳酸钙 和硼酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min ;
[0053] (2)将配方量的TPU颗粒、改性纳米碳酸钙、高密度聚乙烯、EVA、紫外线吸收剂、光 降解剂加入混合机中高速混均，转速为800~1000r/min，时间为10~20min ;
[0054] (3)将混均的材料干燥后送至流延机中挤出成型，干燥温度为70~80°C，干燥时 间为2~4h，流延机各区温度为：料筒温度180~200°C，滤网温度190~205°C，弯头温 度190~205°C，连接温度190~205°C，模头温度190~200°C。实施例4综合力学性能测 试
[0055] 取厚度为0. 005mm的实施例1至3所制得的TPU薄膜进行力学性能测试，测试结 果如表一所不。
[0056] 表一：力学性能测试结果
[0057]
【主权项】
1. 一种环保型可降解TPU薄膜，其特征在于按重量份计包括以下组分： TPU颗粒80~90份 改性纳米碳酸1? 10~15份EVA5~15份 紫外线吸收剂〇. 5~1份 光降解剂0. 5~1份。
2. 如权利要求1所述的环保型可降解TPU薄膜，其特征在于：所述改性纳米碳酸钙为 硼酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙。
3. 如权利要求2所述的环保型可降解TPU薄膜，其特征在于：所述改性纳米碳酸钙 是采用机械共混的方法在高速混合机中加入纳米碳酸钙和硼酸酯偶联剂，搅拌速度为 1000~1500r/min，搅拌时间为5~lOmin，纳米碳酸钙与硼酸酯偶联剂的质量比为100 : (1 ~2)〇
4. 如权利要求1所述的环保型可降解TPU薄膜，其特征在于：所述紫外线吸收剂为紫 外线吸收剂NP3与紫外线吸收剂UV531或紫外线吸收剂UV328混合。
5. 如权利要求1所述的环保型可降解TPU薄膜，其特征在于：所述光降解剂为硬脂酸 铁。
6. 权利要求1至5任意一项所述的环保型可降解TPU薄膜的制备方法，包括以下步骤： (1) 制备改性纳米碳酸钙：在混合机中投入质量比为100 :(1~2)的纳米碳酸钙和硼 酸醋偶联剂，然后高速搅拌5~lOmin，搅拌速度为1000~1500r/min; (2) 将配方量的TPU颗粒、改性纳米碳酸钙、EVA、紫外线吸收剂、光降解剂加入混合机 中尚速混均； (3) 将混均的材料干燥后送至流延机中挤出成型，流延机各区温度为：料筒温度180~ 200°C，滤网温度190~205°C，弯头温度190~205°C，连接温度190~205°C，模头温度 190 ~200。。。
7. 如权利要求6所述的环保型可降解TPU薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（2)高 速混均的转速为800~1000r/min。
8. 如权利要求6所述的环保型可降解TPU薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（3)干 燥温度为70~80°C，干燥时间为2~4h。
【专利摘要】本发明公开了一种环保型可降解TPU薄膜，其按重量份计包括以下组分：TPU颗粒80～90份、改性纳米碳酸钙10～15份、EVA 5～15份、紫外线吸收剂0.5～1份、光降解剂0.5～1份。与现有技术相比，本发明的环保型可降解TPU薄膜具有成本低、耐热性能及综合力学性能优异、降解周期短的优点。
【IPC分类】C08K9-04, C08L75-04, C08K3-26, C08K5-098, C08K13-06, C08L23-08
【公开号】CN104788941
【申请号】CN201510184839
【发明人】徐咏春, 陈小健
【申请人】广州钰琪璐塑胶科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月17日