[发明专利]一种具有干燥功能的TPU防水透湿薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种具有干燥功能的TPU防水透湿薄膜及其制备方法。

背景技术

聚氨酯作为高弹性的橡胶，后来也用来做防水材料，如涂布在服装面料上可防风防雨，但一般这种聚氨酯都不透湿气，穿起来很闷，且湿热很不舒服。既防水又透湿气的聚氨酯材料的创始，要追溯于美国戈尔公司在80年代首推的防水透湿薄膜服装面料，1984年美国戈尔公司的专利US4532316首先提出防水透湿聚氨酯的制作概念，从此开启了对防水透湿聚氨酯的研发工作。

美国专利US4532316A公开的防水透湿聚氨酯的制作方法是将含双功能团的异氰酸酯单体与聚乙二醇反应，摩尔比约为2:1至6:1之间，然后再加少量的二羟基扩链剂，链增长，最后靠湿气反应成型，此类聚氨酯可以在无溶剂的条件下进行涂布加工，但不耐水洗，需要依附在聚四氟乙烯微孔薄膜上才行，这类聚氨酯单膜达不到耐高水压高透湿膜的要求。

美国专利US5208313A公开了改进的防水透湿聚氨酯的制造方法，其是将含双功能团的异氰酸酯单体不仅与聚乙二醇反应，还加入含二羟基的不亲水中间体如有机硅或聚四甲基醚二醇(PTMEG)或聚酯反应，这样耐水洗性及耐水压可以提高，但牺牲了透湿性，这类聚氨酯单膜也达不到耐高水压高透湿膜的要求。

美国专利US5461122A公开了改进的防水透湿聚氨酯的制造方法，其是将含双功能团的异氰酸酯单体不仅与聚乙二醇反应，还加入含二羟基的不亲水中间体混合物如有机硅及聚四甲基醚二醇及聚环氧丙烯及或一些特殊的聚酯类及聚丁二烯或聚异丁烯反应，这样耐水洗性，粘着性及耐水压可以提高，但还是牺牲了透湿性，这类聚氨酯单膜仍然达不到耐高水压高透湿膜的要求。

CN101358020A公开了一种无孔透湿防水改性聚醚酯功能薄膜材料及其制备方法，采用聚醚酯、聚酰胺、亲水性聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和加工助剂制成，所制得的薄膜熔点低(120℃左右)，湿阻抗大，低温性能不好，复合后的泼水加工性不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TPU薄膜及其制备方法，特别是一种具有干燥功能的TPU防水透湿薄膜及其制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种具有干燥功能的TPU防水透湿薄膜，所述薄膜按重量百分比包括如下组分：30-50％防水透湿聚氨酯、30-40％聚醚型聚氨酯、10-15％聚酰胺6、5-15％改性剂和5-10％稀释剂。

本发明添加的聚酰胺6可以增加TPU薄膜的分散度，使其内部结构变松散，微隙增大，解决了聚氨酯与PA6共混引起的透湿防水、相容问题，所形成的TPU薄膜具有优异的透湿防水性能。

作为优选技术方案，所述防水透湿聚氨酯包含通过使至少一种多元醇中间体与至少一种多异氰酸酯和至少一种扩链剂反应而制备的热塑性聚氨酯。

优选地，所述多元醇为聚酯二醇和/或聚乙二醇；所述聚酯二醇和聚乙二醇的质量比为1：(1.2-1.5)，优选为1:1.2。

本发明采用上述特定比例的聚酯二醇和聚乙二醇进行组合作为多元醇，可以显著增强本发明TPU薄膜的防水透湿性。

优选地，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。

优选地，所述扩链剂为二羟甲基丙酸和乙二胺。

作为优选技术方案，所述聚醚型聚氨酯是由对苯二甲酸二甲酯、丁二醇以及聚环氧乙烷二元醇和/或环氧丙烷二元醇通过熔融共缩聚而得到的嵌段共聚物聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷热塑性弹性体，其中，聚环氧乙烷和/或聚环氧丙烷相对分子质量为700-2500，质量百分比为20-50％。

本发明采用了上述组成的聚醚型聚氨酯，能够显著增强TPU薄膜的耐高水压性能，且使其具有高透湿气性能。

作为优选技术方案，所述改性剂为由改性纤维素粉末的乙酸乙酯溶液和改性二氧化硅的乙酸乙酯溶液组成，其质量百分比为50-60％。

本发明利用上述改性剂对防水透湿聚氨酯进行改性，有效提高了薄膜的防水和透湿能力，尤其在提高透湿能力的同时，还不降低其防水性，解决了薄膜在防水和透湿能力之间的矛盾。

作为优选技术方案，所述稀释剂为甲苯、丁酮或二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的混合物。

第二方面，本发明提供了一种如本发明第一方面所述的TPU防水透湿薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)首先对防水透湿聚氨酯进行改性；