[发明专利]一种抗划痕聚氨酯膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯膜及其制备方法，尤其涉及一种抗划痕聚氨酯膜及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种软硬段结构交替构成的嵌段聚合物，其中软段在室温下处于高弹态，可以产生很大的拉伸变形，而硬段为软段的伸长和变形提供节点。聚氨酯独特的化学结构使其具有高弹、高强、耐磨、耐热、耐化学品等特性，因此广泛用于医疗卫生，专用服装，以及工业邻域如飞机零部件，安全防弹玻璃等等。

聚氨酯膜具有众多优异的性能，但是其质地一般较软，存在易划伤，不耐磨损等缺点，在某些应用方面，上述缺点会导致其外观不佳、保护性能减弱、使用寿命缩短等众多问题。虽然通过改变过其交联程度等方式也可以对其软硬度方面进行影响，但是在此过程中对聚氨酯膜的总体的性能的影响较大，而对其表面进行改性的方法仅是对表面进行改性，对聚氨酯膜的其他性能相对影响不大，同时也能起到很好的改性作用，通过对聚氨酯膜的表面改性可以使得聚氨酯膜的表面的硬度、抗划痕性能和拒水拒油等性能大幅度增强，这就对聚氨酯膜的使用寿命、保护性能等起到了促进的作用，有利于扩大聚氨酯的应用范围。由于汽车与高铁的发展，对其保护膜提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗划痕聚氨酯膜及其制备方法，主要是通过对聚氨酯膜进行表面改性制备得到的，所采用聚氨酯膜的表面改性剂为含氟硅的二醇与光引发剂的水溶液，在适当条件下醛基与聚氨酯膜表面的未反应完全的基团进行反应，增加了聚氨酯膜表面的固化交联度，同时将含氟硅的链牢牢地固定在表面，因而不仅增加了聚氨酯膜表面的硬度，而且减少其表面张力从而减小摩擦，起到抗划痕的作用，同时对拒水拒油耐酸耐碱等性能也有着一定程度的提升，大大减少了使用过程中的水解老化等现象，提高了其总体性能，延长其使用寿命，有利于扩大聚氨酯膜的应用范围。

本发明的一种抗划痕聚氨酯膜，是表面含有如下分子结构的聚氨酯膜，

按国标GB/T 9279-2007，在规定条件下，采用钢珠针头进行测试，划透所述抗划痕聚氨酯膜的最小负荷为3kg。

表面含有该氟硅链结构，有利于提高聚氨酯膜的表面强度，减少摩擦力，降低其表面张力，因而可以起到抗划痕、拒水拒油等作用。

如上所述的一种抗划痕聚氨酯膜，所述聚氨酯膜为流延膜，软硬度范围为85～95A。选取合适的聚氨酯，有利于表面改性反应的进行，聚氨酯的软硬度与其固化交联程度有一定关联，在该软硬度范围内残留的反应基团比较多，有利于表面改性反应的进行。

一种抗划痕聚氨酯膜的制备方法，包括以下步骤：

1)3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛的合成；

将3,3,3-三氟丙醛和NaOH溶液混合，反应，分离提纯，得到3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛，结构式为：

2)含氟硅的二醛的合成；

然后将所述3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛与1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基-1,7-四硅氧烷二醇加入丙酮中，反应，分离提纯，得到含氟硅的二醛，其结构式为：

3)聚氨酯膜的表面改性剂的制备；

将含氟硅的二醛、光引发剂和水共混配成均匀溶液，制备得到聚氨酯膜的表面改性剂；

4)抗划痕聚氨酯膜的制备；

将所述聚氨酯膜的表面改性剂均匀的涂覆在所述聚氨酯膜表面，然后经紫外光照射引发交联固化反应，烘干，得到所述抗划痕聚氨酯膜。

如上所述的一种抗划痕聚氨酯膜的制备方法，步骤1)中，所述NaOH溶液的浓度为2～4mol/L，在该浓度范围内，NaOH可以很好的引发反应，并且为反应的进行提供良好的碱性环境；所述3,3,3-三氟丙醛和NaOH溶液按质量比为1:5～7，反应温度为40～50℃，反应时间为2～3h，在该原料比、反应温度和反应时间的条件下，所得到的3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛的转化率较高。

如上所述的一种抗划痕聚氨酯膜的制备方法，步骤2)中，所述3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛和1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基-1,7-四硅氧烷二醇按摩尔比为3～4:1，所述丙酮和1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基-1,7-四硅氧烷二醇按质量比为5～10:1，反应温度为50～60℃，反应时间为3～5h，控制3-羟基-2,4-二(三氟甲基)-丁醛过量，适当的反应条件，增加反应的转化率，确保最终产物为含氟硅的二醛。