一种透明tpu薄膜及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明提供了透明TPU薄膜及其制备方法，本发明利用60?70重量份TPU颗粒、25?40重量份环氧树脂、45?60重量份聚碳酸酯颗粒、5?10重量份K胶和5?20重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜。TPU薄膜的各原料组分之间相互配合，协同作用，使得TPU薄膜的透明度为6?8mm，拉伸强度为70?77MPa，断裂伸长率为300?397％，获得了较高的透明度以及良好的机械性能。
【专利说明】
一种透明TPU薄膜及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于高分子材料领域，涉及一种透明TPU薄膜及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] TPU(Thermoplastic polyyrethane，热塑性聚氨脂）是一种新型的有机高分子合 成材料，各项性能优异，可以代替橡胶，软性聚氯乙烯材料PVGTPU具有优异的物理性能，例 如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯PU、PVC，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PVC和PU的 最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。
[0003] 基于TPU的各种优异性能，其用途十分广泛，然而，在导光板材料中的应用，常常因 为其透明度而受到一定限制，目前一些学者致力于提高THJ薄膜的透明度。
[0004] CN104193957A公开了一种透明TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜按重量份包括 如下组分:20-30份的聚醚多元醇、25-40份的聚酯多元醇、30-40份的多异氰酸酯化合物和5 ~7份的扩链剂混合物;采用间歇式工艺两步法和吹膜工艺制得热塑性聚氨酯弹性体薄膜。 虽然该发明得到的THJ薄膜具有95%以上的透光率，但是该薄膜的硬度过高。
[0005] 因此，在本领域，期望得到一种具有高透明度以及良好综合性能的TPU薄膜。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种透明TPU薄膜及其制备方法和 应用。
[0007] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 一方面，本发明提供一种透明TPU薄膜，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制 备得到： TPU颗粒 60-70重量份 环氧树脂 20-30重量份 聚碳酸酯颗粒 知-50重量份
[0009] K胶 5-10重量份 碳纳米管 5-10重景份 抗氧剂 5-20重帚份。
[0010]在本发明的透明tpu薄膜的原料中，所述ιτυ颗粒为聚酯型tpu颗粒和/或聚醚型 TPU颗粒。
[0011]在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述TPU颗粒的用量为60-70重量份，例如60重 量份、60.5重量份、61重量份、61.5重量份、62重量份、62.5重量份、63重量份、63.5重量份、 64重量份、64.5重量份、65重量份、65.5重量份、66重量份、66.5重量份、67重量份、67.5重量 份、68重量份、68.5重量份、69重量份、69.5重量份或70重量份。
[0012]在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述环氧树脂的用量为20-30重量份，例如20 重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量 份、29重量份或30重量份。
[0013]在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述聚碳酸酯颗粒为聚亚乙基碳酸酯颗粒和/ 或聚三亚甲基碳酸酯颗粒。
[0014] 在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述聚碳酸酯颗粒的用量为30-50重量份，例 如30重量份、32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份、45重量份、48 重量份或50重量份。
[0015] 在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述K胶的用量为5-10重量份，例如5重量份、 5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重 量份或10重量份。
[0016] 在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述碳纳米管的用量为5-10重量份，例如5重 量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、 9.5重量份或10重量份。
[0017] 在本发明的透明TPU薄膜的原料中，所述抗氧剂的用量为5-20重量份，例如5重量 份、7重量份、9重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、19重量份或20 重量份。
[0018] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述的透明TPU薄膜的制备方法，所述方法为 将各原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述透明TPU薄膜。
[0019] 在本发明所述透明了?1]薄膜的制备方法中，所述干燥温度为60-70°(：，例如60°(：、61 °(：、62°(：、63°(：、64°(：、65°(：、66°(：、67°(：、68°(：、69°(：或70°(：、干燥时间为2-411，例如211、2.211、 2 · 4h、2 · 6h、2 · 8h、3h、3 · 3h、3 · 5h、3 · 8h、3 · 9h 或 4h。
[0020] 在本发明所述透明TPU薄膜的制备方法中，所述挤出利用流延机挤出。
[0021] 优选地，所述流延机的各段温度设置如下：料筒温度为120-125Γ;滤网温度为 130-150 °C ;弯头温度为140-160 °C ;连接温度为140-150 °C ;模头温度为170-180 °C。
[0022]作为本发明的优选技术方案，本发明所述透明TPU薄膜的制备方法包括以下步骤： [0023]将各原料成分预先在60_70°C下干燥2_4h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各 段温度设置如下:料筒温度为120-125°(：;滤网温度为130-150°(：;弯头温度为140-160°(：;连 接温度为140_150°C ;模头温度为170-180°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0024]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0025] 本发明利用60-70重量份TPU颗粒、20-30重量份环氧树脂、30-50重量份聚碳酸酯 颗粒、5-10重量份K胶、5-10重量份碳纳米管和5-20重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜。TPU薄 膜的各原料组分之间相互配合，协同作用，使得THJ薄膜的透明度为6-8mm，拉伸强度为70-77MPa，断裂伸长率为300-397%，获得了较高的透明度以及良好的机械性能。
【具体实施方式】
[0026]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。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。
[0027] 实施例1
[0028] 在本实施例中，TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 60艰量份 环氧树脂 30:重最份 聚碳酸酯颗粒 40重量份
[0029] K胶 5重量份 碳纳米管 10重量份 抗氧剂 20重量份"
[0030] 将各原料成分预先在60°C下干燥4h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为120°C ;滤网温度为130°C ;弯头温度为150°C ;连接温度为140°C ;模头 温度为170°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0031] 实施例2
[0032]在本实施例中，TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 70重量份 环氧树脂 25重量份 聚碳酸酯颗粒 50:重S份
[0033] K胶 7重暈份 碳纳米管 5甫量份 抗氧剂 5 Η量份。
[0034]将各原料成分预先在70°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为125°C ;滤网温度为150°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为150°C ;模头 温度为180°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0035] 实施例3
[0036]在本实施例中，TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 65重量份 环氧树脂 20軍量份 聚碳酸酯颗粒 50重茕份
[0037] K胺 8童量份 碳纳米管 8重量份 抗氧剂 15重量份。
[0038]将各原料成分预先在65°C下干燥3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为125°C ;滤网温度为140°C ;弯头温度为140°C ;连接温度为140°C ;模头 温度为175°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0039] 实施例4
[0040] 在本实施例中，TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 63重量份 环氧树脂 25重量份 聚碳酸酯颗粒 40重量份
[0041] KJ交 9重量份 碳纳米管 8童量份 抗氧剂 10重量份。
[0042]将各原料成分预先在70°C下干燥3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为125°C ;滤网温度为130°C ;弯头温度为160°C ;连接温度为150°C ;模头 温度为180°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0043] 实施例5
[0044] 在本实施例中，TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 68重量份 环氧树脂 28重量份 聚碳酸酯颗粒 38重量份
[0045] K胶 10重量份 碳纳米管 7重量份 抗氧剂 18重量份β
[0046] 将各原料成分预先在60°C下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度 设置如下:料筒温度为120°C ;滤网温度为140°C ;弯头温度为150°C ;连接温度为150°C ;模头 温度为170°C，得到所述透明TPU薄膜。
[0047] 对比例1
[0048] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含环氧树脂，其余原料与原 料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0049] 对比例2
[0050] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含聚碳酸酯颗粒，其余原料 与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0051 ] 对比例3
[0052]该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不包含K胶，其余原料与原料用 量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0053] 对比例4
[0054] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中TPU颗粒的用量为58重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0055] 对比例5
[0056]该对比例与实施例2不同之处仅在于所用原料中TPU颗粒的用量为72重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例2相同。
[0057] 对比例6
[0058] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中环氧树脂的用量为42重量份，其 余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0059] 对比例7
[0060] 该对比例与实施例2不同之处仅在于所用原料中环氧树脂的用量为24重量份，其 余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例2相同。
[0061 ] 对比例8
[0062] 该对比例与实施例3不同之处仅在于所用原料中聚碳酸酯颗粒的用量为44重量 份，其余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例3相同。
[0063] 对比例9
[0064] 该对比例与实施例5不同之处仅在于所用原料中聚碳酸酯颗粒的用量为62重量 份，其余原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例5相同。
[0065] 对比例10
[0066] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中K胶的用量为4重量份，其余原料 与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0067] 对比例11
[0068] 该对比例与实施例5不同之处仅在于所用原料中K胶的用量为11重量份，其余原料 与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例5相同。
[0069] 对比例12
[0070] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中不使用碳纳米管，其余原料与原 料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0071] 对比例13
[0072] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中碳纳米管用量为12重量份，其余 原料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0073] 对比例14
[0074] 该对比例与实施例1不同之处仅在于所用原料中碳纳米管用量为4重量份，其余原 料与原料用量，以及制备方法和条件均与实施例1相同。
[0075] 表 1
[0078]由表1可以看出，本发明制备的TPU薄膜的透明度为6-8mm，拉伸强度为72-77MPa， 断裂伸长率为310-395%，具有良好的透明度以及良好的机械性能。而当原料中不包含环氧 树脂(对比例1)或不包含聚碳酸酯颗粒(对比例2)或不包含K胶(对比例3)或不包含碳纳米 管（对比例12)或者将原料中某种组分的用量限定在本发明的范围之外时（对比例4-11和 13-14)，制备得到的TPU薄膜的透明度仅为3-4mm，机械性能也远不如本发明实施例制备得 到的TPU薄膜的机械性能。因此，本发明中TPU薄膜的各原料组分之间相互配合，协同作用， 使得TPU薄膜获得了较高的透明度以及良好的机械性能。
[0079]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的透明TPU薄膜及其制备方法， 但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。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。
【主权项】
1. 一种透明ITU薄膜，其特征在于，所述ITU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到： TPU颗粒 60-70重量份 环氧树脂 20-30重量份 聚碳酸酯颗粒 30-50重量份 胶 5-10重量份 碳纳米管 5-10重量份 抗氧剂 5-20重量份。2. 根据权利要求1所述的透明TPU薄膜，其特征在于，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/ 或聚醚型TPU颗粒。3. 根据权利要求1或2所述的透明TPU薄膜，其特征在于，所述聚碳酸酯颗粒为聚亚乙基 碳酸酯颗粒和/或聚三亚甲基碳酸酯颗粒。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的透明ITU薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法 为将各原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述透明TPU薄膜。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60-70°C，干燥时间为 2-4h〇6. 根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述挤出利用流延机挤出； 优选地，所述流延机的各段温度设置如下:料筒温度为130-140°C;滤网温度为140-150 °C ;弯头温度为150-160°C ;连接温度为135-150°C ;模头温度为150-165°C。7. 根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述透明TPU薄膜的制备 方法包括以下步骤:将各原料成分预先在60-70 °C下干燥2-4h，混合均勾，经流延机挤出，流 延机的各段温度设置如下:料筒温度为120-125Γ ;滤网温度为130-150°C ;弯头温度为140-160°C ;连接温度为140-150°C ;模头温度为170-180°C，得到所述透明TPU薄膜。
【文档编号】C08K7/24GK105949745SQ201610347443
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】缪建良
【申请人】无锡市长安曙光手套厂