一种防水型TPU薄膜及其制备工艺的制作方法

一种防水型tpu薄膜及其制备工艺
技术领域
1.本技术涉及一种薄膜，尤其是涉及一种防水型tpu薄膜及其制备工艺。


背景技术：

2.tpu薄膜是在tpu颗粒料的基础上，通过压延、流延、吹膜、涂覆等工艺制成的薄膜。tpu不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，而且是一种成熟的环保材料。但是常用的tpu薄膜存在容易被水汽分子渗入的问题，从而使得tpu薄膜在使用中防水性能较差。


技术实现要素：

3.为了提高tpu薄膜的防水性能，本技术提供一种防水型tpu薄膜及其制备工艺。
4.第一方面，本技术提供的一种防水型tpu薄膜，采用如下的技术方案：一种防水型tpu薄膜，包括tpu薄膜，所述tpu薄膜上设置有水汽隔离层，所述水汽隔离层与所述tpu薄膜之间设置有保温层：所述水汽隔离层的原料包括如下重量份的组分：弹性聚氨酯70～90份、疏水性氟化聚氨酯5～15份、填料10～20份；所述填料的原料包括：氮化硼、乙醇、二甲基乙烯基乙氧基硅烷。
5.通过采用上述技术方案，乙醇作溶剂，利用二甲基乙烯基乙氧基硅烷对氮化硼进行改性，使得氮化硼可以均匀分散在水汽隔离层中且形成粗糙结构，此外二甲基乙烯基乙氧基硅烷可以将弹性聚氨酯与疏水性氟化聚氨酯进行偶联，形成筛分结构，筛分结构可以阻隔气体中的水汽分子；疏水性氟化聚氨酯可以提高水汽隔离层的疏水性，再利用粗糙结构从而可以将表面阻挡的水汽排出，从而赋予水汽隔离层耐水渗透性能；保温层的设置，可以减少空气中的水汽因温差而液化的现象，因此利用保温层和水汽隔离层的配合，提高了tpu薄膜的防水性能。
6.在一个具体的可实施方案中，所述填料的制备方法包括以下步骤：将二甲基乙烯基乙氧基硅烷、乙醇、水搅拌混合均匀，得到喷涂液；对氮化硼进行搅拌，在搅拌的过程中，将喷涂液喷洒在氮化硼上，烘干，得到填料。
7.通过采用上述技术方案，先将二甲基乙烯基乙氧基硅烷溶解在乙醇中，然后再喷洒在氮化硼的表面上，烘干，二甲基乙烯基乙氧基硅烷包覆在氮化硼的表面上，完成对氮化硼的改性，得到填料。
8.在一个具体的可实施方案中，所述二甲基乙烯基乙氧基硅烷与所述氮化硼的重量比为1：(65-75)。
9.通过采用上述技术方案，本技术中进一步限定了二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的配比，从而使得二甲基乙烯基乙氧基硅烷可以更好的对氮化硼进行包覆，因此提高了对氮化硼的改性效果。
10.在一个具体的可实施方案中，所述疏水性氟化聚氨酯与所述弹性聚氨酯的重量比为1：(7.5-8.5)。
11.通过采用上述技术方案，本技术中进一步限定了疏水性氟化聚氨酯与弹性聚氨酯的配比，从而可进一步提高形成水汽隔离层的防水性能。
12.在一个具体的可实施方案中，所述保温层的原料包括如下重量份的组分：tpu热熔胶粉40～50份、玻璃微珠10～20份、明胶1～10份。
13.通过采用上述技术方案，tpu热熔胶和明胶具有较高的粘结性能，可以将水汽隔离层和tpu薄膜很好的复合在一起，玻璃微珠的导热系数较低，使得形成的保温层具有较好的保温效果，且玻璃微珠还具有较好的憎水性能，再利用明胶的配合，可使得保温层也具有一定的防水性能。
14.第二方面，本技术提供的一种防水型tpu薄膜的制备工艺，采用如下的技术方案：一种防水型tpu薄膜的制备工艺，包括以下步骤：制膜：将弹性聚氨酯、疏水性氟化聚氨酯、填料加入到乙酰基二甲胺中，得到纺丝液，然后利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜，即为水汽隔离层；复合：将tpu热熔胶粉、玻璃微珠、明胶搅拌混合均匀，得到混合料，将混合料加热熔融，得到热熔胶，将热熔胶流延到tpu薄膜上，然后将水汽隔离膜铺在热熔胶上，与tpu薄膜复合，待热熔胶固化后形成保温层，从而得到防水型tpu薄膜。
15.通过采用上述技术方案，利用以上方法，制得防水性能较好的tpu薄膜。
16.在一个具体的可实施方案中，所述制膜步骤中，将弹性聚氨酯、疏水性氟化聚氨酯、填料加入到乙酰基二甲胺中，得到纺丝液，然后在20-30℃下，利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜。
17.在一个具体的可实施方案中，所述制膜步骤中，所述填料在所述纺丝液中的重量分数为15-20％。
18.通过采用上述技术方案，本技术中进一步限定了静电纺丝温度以及填料的用量，从而进一步提高了制得的水汽隔离膜的耐水渗透性能。
19.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术中乙醇作溶剂，利用二甲基乙烯基乙氧基硅烷对氮化硼进行改性，使得氮化硼可以均匀分散在水汽隔离层中且形成粗糙结构，此外二甲基乙烯基乙氧基硅烷可以将弹性聚氨酯与疏水性氟化聚氨酯进行偶联，形成筛分结构，筛分结构可以阻隔气体中的水汽分子；疏水性氟化聚氨酯可以提高水汽隔离层的疏水性，再利用粗糙结构从而可以将表面阻挡的水汽排出，从而赋予水汽隔离层耐水渗透性能；保温层的设置，可以减少空气中的水汽因温差而液化的现象，因此利用保温层和水汽隔离层的配合，提高了tpu薄膜的防水性能；2.本技术中tpu热熔胶和明胶具有较高的粘结性能，可以将水汽隔离层和tpu薄膜很好的复合在一起，玻璃微珠的导热系数较低，使得形成的保温层具有较好的保温效果，且玻璃微珠还具有较好的憎水性能，再利用明胶的配合，可使得保温层也具有一定的防水性能；3.本技术中的方法，先利用纳米静电纺丝技术制备水汽隔离膜，然后再制备热熔胶，将热熔胶流延到tpu薄膜上，接着将水汽隔离膜铺在热熔胶上，与tpu薄膜复合，得到防水性能较好的tpu薄膜。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
21.实施例中所有原料均可通过市售获得。其中弹性聚氨酯由苏州斯派新材料有限公司提供，型号为3488；疏水性氟化聚氨酯由上海享金化工试剂有限公司提供；tpu热熔胶粉由东莞市樟木头鸿基塑化商行提供，货号为0000；玻璃微珠为纳米级。
22.制备例制备例1制备例1提供了一种填料的制备方法，包括以下步骤：将二甲基乙烯基乙氧基硅烷、乙醇、水搅拌混合均匀，得到喷涂液；将氮化硼加入高速混合机中，在搅拌的过程中，将喷涂液喷洒在氮化硼上，喷洒完后，再搅拌0.5h，然后在50℃下烘干2h，得到填料；其中喷涂液中二甲基乙烯基乙氧基硅烷、乙醇、水的重量比为5：18：2；二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的重量比为1：60。
23.制备例2制备例2与制备例1的区别在于，二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的重量比为1：65；其余步骤与制备例1相一致。
24.制备例3制备例3与制备例1的区别在于，二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的重量比为1：70；其余步骤与制备例1相一致。
25.制备例4制备例4与制备例1的区别在于，二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的重量比为1：75；其余步骤与制备例1相一致。
26.制备例5制备例5与制备例1的区别在于，二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的重量比为1：80；其余步骤与制备例1相一致。实施例
27.实施例1实施例1提供了一种防水型tpu薄膜的制备工艺，包括以下步骤：制膜：将70kg弹性聚氨酯、5kg疏水性氟化聚氨酯、10kg制备例1中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液，然后在20℃下，利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜，即为水汽隔离层；其中填料在纺丝液中的重量分数为15％；复合：将45kg tpu热熔胶粉、15kg玻璃微珠、5kg明胶搅拌混合均匀，得到混合料，将混合料加热熔融，得到热熔胶，将热熔胶流延到tpu薄膜上，然后将水汽隔离膜铺在热熔胶上，与tpu薄膜复合，待热熔胶固化后形成保温层，从而得到防水型tpu薄膜。
28.实施例2-5如表1所示，实施例2-5与实施例1的主要区别在于填料的选用不同。
29.表1实施例2-5中填料的选用样品填料的选用实施例1制备例1实施例2制备例2
实施例3制备例3实施例4制备例4实施例5制备例5实施例6实施例6与实施例3的区别在于，将80kg弹性聚氨酯、10kg疏水性氟化聚氨酯、15kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例3相一致。
30.实施例7实施例7与实施例3的区别在于，将90kg弹性聚氨酯、15kg疏水性氟化聚氨酯、20kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例3相一致。
31.实施例8实施例8与实施例6的区别在于，将70kg弹性聚氨酯、10kg疏水性氟化聚氨酯、15kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例6相一致。
32.实施例9实施例9与实施例6的区别在于，将75kg弹性聚氨酯、10kg疏水性氟化聚氨酯、15kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例6相一致。
33.实施例10实施例10与实施例6的区别在于，将85kg弹性聚氨酯、10kg疏水性氟化聚氨酯、15kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例6相一致。
34.实施例11实施例11与实施例6的区别在于，将90kg弹性聚氨酯、10kg疏水性氟化聚氨酯、15kg制备例3中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例6相一致。
35.实施例12实施例12与实施例6的区别在于，将65kg tpu热熔胶粉加热熔融，得到热熔胶；其余步骤与实施例6相一致。
36.实施例13实施例13与实施例6的区别在于，在25℃下，利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜；其余步骤与实施例6相一致。
37.实施例14实施例14与实施例6的区别在于，在30℃下，利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜；其余步骤与实施例6相一致。
38.实施例15实施例15与实施例13的区别在于，填料在纺丝液中的重量分数为18％；其余步骤与实施例13相一致。
39.实施例6实施例16与实施例13的区别在于，填料在纺丝液中的重量分数为20％；其余步骤与实施例13相一致。
40.对比例对比例1对比例1与实施例1的区别在于，将70kg弹性聚氨酯、15kg疏水性氟化聚氨酯加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例1相一致。
41.对比例2对比例2与实施例1的区别在于，将70kg弹性聚氨酯、15kg制备例1中的填料加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例1相一致。
42.对比例3对比例3与实施例1的区别在于，将70kg弹性聚氨酯、5kg疏水性氟化聚氨酯、10kg氮化硼加入到乙酰基二甲胺中，搅拌分散均匀，得到纺丝液；其余步骤与实施例1相一致。
43.性能检测试验防水性能：将各实施例、对比例中的tpu薄膜送入检测机构进行检测，得出七天后薄膜的抗渗压力，抗渗压力越大，薄膜的防水性能越好。
44.表2薄膜的性能检测结果
结合实施例1和对比例1-3，实施例1中薄膜的防水性能最佳，可见在制备水汽隔离膜时，向原料中同时加入利用二甲基乙烯基乙氧基硅烷改性的氮化硼和疏水性氟化聚氨酯，氮化硼表面负载的二甲基乙烯基乙氧基硅烷使得氮化硼均匀分散在水汽隔离层中且会形成粗糙结构，另外二甲基乙烯基乙氧基硅烷可以将弹性聚氨酯与疏水性氟化聚氨酯进行偶联，形成筛分结构，阻隔气体中的水汽分子，再利用疏水性氟化聚氨酯的疏水性，将粗糙结构阻挡的水汽排出，因此提高了制得薄膜的防水性能。
45.结合实施例1-5，实施例2-4中薄膜的防水性能较好，可见在利用二甲基乙烯基乙氧基硅烷对氮化硼进行改性时，二甲基乙烯基乙氧基硅烷与氮化硼的配比优选为1：(65-75)，二甲基乙烯基乙氧基硅烷对氮化硼的包覆效果较好，从而提高了氮化硼的分散性能，因此提高了制得薄膜的防水性能。
46.结合实施例3、实施例6和实施例7，实施例6中薄膜的防水性能最佳，可见在制备水汽隔离膜时，提高原料的使用量，制得薄膜的防水性能呈现先上升后下降的趋势。
47.结合实施例6和实施例8-11，实施例6、实施例9和实施例10中薄膜的防水性能较好，可见在制备水汽隔离膜时，疏水性氟化聚氨酯与弹性聚氨酯的配比优选为1：(7.5-8.5)，制得水汽隔离膜的防水性能较好。
48.结合实施例6和实施例12，实施例6中薄膜的防水性能较好，可见在制备热熔胶时，向原料中同时加入玻璃微珠和明胶，玻璃微珠在起到保温作用的同时，跟明胶配合，还能进一步提高制得薄膜的防水性能。
49.结合实施例6、实施例13和实施例14，实施例13中薄膜的防水性能最好，可见在制备水汽隔离膜时，提高静电纺丝的温度，制得水汽隔离膜的防水性能呈现先上升后下降的趋势。
50.结合实施例13、实施例15和实施例16，实施例13、实施例15和实施例16中薄膜的防水性能相差不大，可见在配制纺丝液时，提高纺丝液中填料的重量分数，对制得水汽隔离膜的防水性能影响不大。
51.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。

技术特征：
1.一种防水型tpu薄膜，包括tpu薄膜，其特征在于：所述tpu薄膜上设置有水汽隔离层，所述水汽隔离层与所述tpu薄膜之间设置有保温层：所述水汽隔离层的原料包括如下重量份的组分：弹性聚氨酯70~90份、疏水性氟化聚氨酯5~15份、填料10~20份；所述填料的原料包括：氮化硼、乙醇、二甲基乙烯基乙氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的一种防水型tpu薄膜，其特征在于：所述填料的制备方法包括以下步骤：将二甲基乙烯基乙氧基硅烷、乙醇、水搅拌混合均匀，得到喷涂液；对氮化硼进行搅拌，在搅拌的过程中，将喷涂液喷洒在氮化硼上，烘干，得到填料。3.根据权利要求2所述的一种防水型tpu薄膜，其特征在于：所述二甲基乙烯基乙氧基硅烷与所述氮化硼的重量比为1：（65-75）。4.根据权利要求1所述的一种防水型tpu薄膜，其特征在于：所述疏水性氟化聚氨酯与所述弹性聚氨酯的重量比为1：（7.5-8.5）。5.根据权利要求1所述的一种防水型tpu薄膜，其特征在于：所述保温层的原料包括如下重量份的组分：tpu热熔胶粉40~50份、玻璃微珠10~20份、明胶1~10份。6.一种如权利要求1-5任意一项所述的防水型tpu薄膜的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：制膜：将弹性聚氨酯、疏水性氟化聚氨酯、填料加入到乙酰基二甲胺中，得到纺丝液，然后利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜，即为水汽隔离层；复合：将tpu热熔胶粉、玻璃微珠、明胶搅拌混合均匀，得到混合料，将混合料加热熔融，得到热熔胶，将热熔胶流延到tpu薄膜上，然后将水汽隔离膜铺在热熔胶上，与tpu薄膜复合，待热熔胶固化后形成保温层，从而得到防水型tpu薄膜。7.根据权利要求6所述的一种防水型tpu薄膜的制备工艺，其特征在于：所述制膜步骤中，将弹性聚氨酯、疏水性氟化聚氨酯、填料加入到乙酰基二甲胺中，得到纺丝液，然后在20-30℃下，利用纳米静电纺丝技术得到水汽隔离膜。8.根据权利要求6所述的一种防水型tpu薄膜的制备工艺，其特征在于：所述制膜步骤中，所述填料在所述纺丝液中的重量分数为15-20%。

技术总结
本申请涉及一种薄膜，具体公开了一种防水型TPU薄膜及其制备工艺。一种防水型TPU薄膜，包括TPU薄膜，所述TPU薄膜上设置有水汽隔离层，所述水汽隔离层与所述TPU薄膜之间设置有保温层：所述水汽隔离层的原料包括如下重量份的组分：弹性聚氨酯70~90份、疏水性氟化聚氨酯5~15份、填料10~20份；所述填料的原料包括：氮化硼、乙醇、二甲基乙烯基乙氧基硅烷。申请中的TPU薄膜具有较好的防水性能。TPU薄膜具有较好的防水性能。


技术研发人员：杨强 王青海
受保护的技术使用者：昆山红苹果塑胶新材料有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/10/8