一种抗老化TPU膜及其制备工艺的制作方法

一种抗老化tpu膜及其制备工艺
技术领域
1.本技术涉及tpu膜制备技术领域，尤其是涉及一种抗老化tpu膜及其制备工艺。


背景技术：

2.热塑性聚氨酯弹性体(tpu)是由硬段和软段材料组成的共聚物，其具有较高的拉伸性能和耐磨性能、以及具有优异的弹性和生物相同性。tpu薄膜是在tpu颗粒料的基础上，通过压延、流延、吹膜、涂覆等工艺制程的薄膜，被广泛地应用于服饰面料以及其他领域所用到的布料行业。
3.随着人们生活品质的提升，越来越多的人会间隔性的进行户外活动，其中帐篷是比较常见的一种户外活动设施；帐篷起到防晒、遮风挡雨、防护等作用，因此帐篷表面的布料需要具备耐高温、抗紫外线性能。热塑性聚氨酯弹性体(tpu)制成的tpu膜是一种重要的布料，经常用在帐篷的表面；在帐篷中，军用帐篷因为对性能要求更高，广泛受到人们的青睐；但是由于热塑性聚氨酯弹性体(tpu)的耐高温性、耐紫外线性较差，因此时间久了会出现发黄的情况。因此需要一种耐高温、抗紫外线的tpu薄膜，应用在户外用品技术领域，尤其是用作帐篷表面布料。


技术实现要素：

4.为了解决上述至少一种技术问题，开发一种耐高温、抗紫外线、不易发黄的tpu薄膜，本技术提供一种抗老化tpu膜及其制备工艺。
5.一方面，本技术提供的一种抗老化tpu膜，包括基层、面层以及粘合层，所述粘合层设置在所述基层与面层之间；所述面层包括以下按重量份数计的组份：热塑性聚氨酯78-92份、紫外线吸收剂1.5-2.5份、受阻胺光稳定剂3-8份、tpu抗黄变剂1-3份、耐热剂2-5份以及抗氧化添加剂3-8。
6.通过上述技术方案，调节配方中紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂、抗氧化添加剂以及耐热剂的重量组分区间，使得制备得到的抗老化tpu膜的初始机械性能与抗老化性能得到提升。
7.可选的，所述抗氧化添加剂包括：主抗氧化剂与辅助抗氧化剂，且所述主抗氧化剂与辅助抗氧化剂的重量比设置在(3-6):2。
8.可选的，所述主抗氧化剂采用抗氧化剂1135与抗氧化剂1010中的一种或两种组合；所述辅助抗氧化剂采用抗氧化剂168。
9.可选的，所述主抗氧化剂包括抗氧化剂1135以及抗氧化剂1010，且抗氧化剂1135与抗氧化剂1010的重量比设置在1：(1-1.5)。
10.可选的，所述紫外线吸收剂采用uv234、uv326以及uv328中的一种或多种组合。
11.可选的，所述耐热剂采用氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝中的一种或多种组合。
12.可选的，所述耐热剂包括氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝，且氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的重量比设置在(1-2)：(1-2)：1。
13.通过上述技术方案，在调整耐热剂中氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的组分重量比例，对制备得到的抗老化tpu膜性能有影响；在氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的重量比设置在(1-2)：(1-2)：1区间时，抗老化tpu膜的初始机械性能以及抗老化性能较优。
14.第二方面，本技术提供了上述抗老化tpu膜的制备工艺，包括以下步骤：s1、制备基层以tpu颗粒为原材料，制备基层；并将制备得到的基层收卷备用；s2、制备面层s2.1分别配制紫外线吸收剂、耐热剂以及抗氧化添加剂；s2.2将上述配置好的紫外线吸收剂、耐热剂、抗氧化添加剂与热塑性聚氨酯、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂搅拌混合均匀，得到混合物料；s2.3将上述混合物料倒入造粒机中进行造粒，得到改性后的热塑性聚氨酯颗粒；s2.4以上述热塑性聚氨酯颗粒为原料制备面层；将制备得到的面层收卷备用；s3、膜复合制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，收卷得到抗老化tpu膜。
15.可选的，所述s3、膜复合中，基层与面层的复合压力设置在3-5mpa。
16.第三方面，本技术提供了上述抗老化tpu膜在服饰面料领域的应用。
17.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：本技术通过添加紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂、抗氧化添加剂以及耐热剂对热水型聚氨酯进行改性，并通过调节配方中各成分的重量组分区间，使得制备得到的抗老化tpu膜的初始机械性能与抗老化性能得到提升；以适应户外用品在户外所经受的高温与紫外线。
具体实施方式
18.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
19.本技术设计了一种抗老化tpu膜，包括基层、面层以及粘合层，所述粘合层设置在所述基层与面层之间；所述面层包括以下按重量份数计的组份：热塑性聚氨酯78-92份、紫外线吸收剂1.5-2.5份、受阻胺光稳定剂3-8份、tpu抗黄变剂1-3份、耐热剂2-5份以及抗氧化添加剂3-8。
20.本技术通过添加紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂、抗氧化添加剂以及耐热剂对热水型聚氨酯进行改性，并通过调节配方中各成分的重量组分区间，使得制备得到的抗老化tpu膜的初始机械性能以及抗老化性能得到提升。
21.在调整耐热剂中氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的组分重量比例时，对制备得到的抗老化tpu膜性能有影响；在氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的重量比设置在(1-2)：(1-2)：1区间时，抗老化tpu膜的初始机械性能以及抗老化性能较优。
22.本技术的抗老化tpu膜采用以下制备工艺，包括以下步骤：s1、制备基层以tpu颗粒为原材料，制备基层；并将制备得到的基层收卷备用；s2、制备面层
s2.1分别配制紫外线吸收剂、耐热剂以及抗氧化添加剂；s2.2将上述配置好的紫外线吸收剂、耐热剂、抗氧化添加剂与热塑性聚氨酯、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂搅拌混合均匀，得到混合物料；s2.3将上述混合物料倒入造粒机中进行造粒，得到改性后的热塑性聚氨酯颗粒；s2.4以上述热塑性聚氨酯颗粒为原料制备面层；将制备得到的面层收卷备用；s3、膜复合制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，收卷得到抗老化tpu膜。
23.本技术的抗老化tpu膜可以在服饰面料领域应用。
24.本技术中，若无特殊说明，所用原料均购自国药试剂。
25.本技术采用的受阻胺光稳定剂为受阻胺光稳定剂hs-944；cas号：71878-19-8；购自国药试剂；品牌：沃凯；国药编码：xw7062418901。
26.本技术采用的tpu抗黄变剂，购自东莞市广思远聚氨酯材料有限公司。具体实施例
27.实施例1以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
28.取7.8kg聚氨酯、0.15kguv234、0.3kg受阻胺光稳定剂、0.1kg抗黄变剂、0.1kg抗氧剂1010、0.1kg抗氧剂1135、0.1kg抗氧剂168以及0.4kg氧化钙；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
29.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
30.实施例2以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
31.取8kg聚氨酯、0.2kguv326、0.4kg受阻胺光稳定剂、0.3kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂1135、0.3kg抗氧剂168以及0.3kg氧化镁；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
32.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3.5mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
33.实施例3以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
34.取8.2kg聚氨酯、0.25kguv328、0.5kg受阻胺光稳定剂、0.15kg抗黄变剂、0.2kg抗氧剂1010、0.1kg抗氧剂1135、0.2kg抗氧剂168以及0.2kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
35.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为4mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
36.实施例4以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
37.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化
钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
38.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
39.实施例5以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
40.取8.6kg聚氨酯、0.1kguv234、0.05kguv326、0.05kguv328、0.7kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.4kg抗氧剂1010、0.1kg抗氧剂1135、0.2kg抗氧剂168、0.15kg氧化钙、0.15kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
41.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
42.实施例6以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
43.取8.8kg聚氨酯、0.1kguv326、0.1kguv328、0.8kg受阻胺光稳定剂、0.15kg抗黄变剂、0.4kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂168、0.2kg氧化钙以及0.1kg氧化镁；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
44.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
45.实施例7以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
46.取9kg聚氨酯、0.15kguv234、0.05kguv326、0.05kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.25kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1135、0.2kg抗氧剂168、0.3kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
47.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
48.实施例8以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
49.取9.2kg聚氨酯、0.1kguv234、0.1kguv326、0.7kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂1135、0.3kg氧化钙以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
50.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
51.将实施例1-8得到的抗老化tpu膜，按照gb/t528-2009(iso37:2005)的方法进行机械性能测试；按照hg/t3689-2014的方法测试耐黄变等级；按照astm d1148-2013的方法进行老化性能测试，测试结果见表1。
52.表1实施例1-8制备的抗老化tpu膜性能参数
通过实施例1-8以及表1可知，本技术通过添加紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、tpu抗黄变剂、抗氧化添加剂以及耐热剂对热水型聚氨酯进行改性，并通过调节配方中各成分的重量组分区间，使得制备得到的抗老化tpu膜的耐黄变等级达到4.5级以上，拉伸强度达到97mpa以上，撕裂强度达到192kg/cm以上，伸长率达到930％以上，并且拉升强度保持率能够达到90.8％以上，从而在提升抗老化tpu膜的抗老化性能的同时，还能够保证抗老化tpu膜的性能不下降，甚至伸长率性能得到较大幅度的提升。
53.通过实施例1-8以及表1可知，实施例4-5的各项参数均不比其他实施例差，并且在某些性能方面更强。可以得到，在紫外线吸收剂采用uv234、uv326以及uv328三种组合，抗氧化添加剂采用抗氧化剂1135、抗氧化剂1010以及抗氧化剂168三种组合，耐热剂采用氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝三种组合时，制备得到的抗老化tpu膜的基础性能以及抗老化性能均得到提升。
54.实施例9以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
55.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.1kg抗氧剂1010、0.05kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
56.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
57.实施例10以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
58.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.2kg抗氧剂1010、0.1kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
59.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设
置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
60.实施例11以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
61.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.1kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
62.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
63.实施例12以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
64.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.27kg抗氧剂1010、0.18kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
65.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
66.实施例13以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
67.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.25kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
68.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
69.实施例14以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
70.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.22kg抗氧剂1010、0.22kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.1kg氧化钙、0.1kg氧化镁以及0.1kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
71.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
72.将实施例9-14得到的抗老化tpu膜，按照gb/t528-2009(iso37:2005)的方法进行机械性能测试；按照hg/t3689-2014的方法测试耐黄变等级；按照astm d1148-2013的方法进行老化性能测试，测试结果见表2。
73.表2实施例9-14制备的抗老化tpu膜性能参数
通过实施例4、实施例9-11以及表2可知，在将主抗氧化剂与辅助抗氧化剂的重量比设置在(3-6):2区间内，制备得到的抗老化tpu膜的初始机械性能以及抗老化性能较优，随着主抗氧化剂的增加，抗老化性能增强，但是增强的幅度逐渐降低，并且初始机械性能会有所降低；因此实施例4综合性能较优。
74.通过实施例4、实施例12-14以及表2可知，在所添加的抗氧化剂1135与抗氧化剂1010的重量比设置在1：(1-1.5)区间时，制备得到的抗老化tpu膜的初始机械性能与抗老化性能有较小的提升，但在老化试验后的抗老化tpu膜的机械性能相差较大，实施例12-14所制备得到的抗老化tpu膜的综合性能优于实施例4。
75.实施例15以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
76.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.12kg氧化钙、0.09kg氧化镁以及0.09kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
77.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
78.实施例16以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
79.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.11kg氧化钙、0.11kg氧化镁以及0.08kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
80.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
81.实施例17以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
82.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.09kg氧化钙、0.14kg氧化镁以及0.07kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
83.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
84.实施例18以tpu颗粒为原材料，制备得到基层。
85.取8.4kg聚氨酯、0.06kguv234、0.06kguv326、0.06kguv328、0.6kg受阻胺光稳定剂、0.2kg抗黄变剂、0.3kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂1135、0.15kg抗氧剂168、0.12kg氧化钙、0.12kg氧化镁以及0.06kg三氧化二铝；混合搅拌，通过造粒机造粒，得到改性热塑性聚氨酯颗粒；并以此为原料制备得到面层。
86.制备tpu热熔胶，并流延至基层表面，将面层铺在基层上，与基层复合，复合压力设置为3mpa，收卷得到抗老化tpu膜。
87.将实施例15-18得到的抗老化tpu膜，按照gb/t528-2009(iso37:2005)的方法进行机械性能测试；按照hg/t3689-2014的方法测试耐黄变等级；按照astm d1148-2013的方法进行老化性能测试，测试结果见表3。
88.表3实施例15-18制备的抗老化tpu膜性能参数通过实施例4、实施例15-18以及表3可知，在调整耐热剂中氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的组分重量比例时，对制备得到的抗老化tpu膜性能有影响；在氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的重量比设置在(1-2)：(1-2)：1区间时，抗老化tpu膜的初始机械性能以及抗老化性能较优，实施例16所制备得到的抗老化tpu膜的综合性能更优，说明在本技术中，将
耐热剂中氧化钙、氧化镁以及三氧化二铝的组分重量比例设置在1.5：1.5：1时，所制备得到的抗老化tpu膜的综合性能更优。
89.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。