[发明专利]一种聚乳酸/热塑性聚氨酯复合膜的制备方法

说明书

本发明涉及热塑性聚氨酯复合膜的制备领域，尤其涉及一种聚乳酸/热塑性聚氨酯(简称PLA/TPU)复合膜的制备方法。其将自制的具备大量亲水基团的超支化聚酯多元醇与二异氰酸酯、小分子扩链剂反应制得亲水性良好的热塑性聚氨酯，再与干燥后的聚乳酸共混熔融后，通过吹膜成型工艺调整膜的厚度、成型温度和相对温度制备出无孔型、透湿透气性良好的PLA/TPU复合膜复合膜。本发明通过聚乳酸与亲水性良好的热塑性聚氨酯共混吹膜，可有效提高复合膜的性能，膜的厚度具有可控性，制备机械强度好、化学性质稳定的无孔型透湿透气复合膜材料，可在医疗用品、服装、家居、食品包装等领域广泛应用。

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯复合膜的制备领域，尤其涉及一种聚乳酸/热塑性聚氨酯（简称PLA/TPU）复合膜的制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯薄膜（简称TPU薄膜），是由柔性的软段区和刚性官能团硬段区一起组成的一种弹性嵌段共聚物，经薄膜成型工艺加工制成。TPU薄膜不仅拥有卓越的高张力、强韧和耐老化的特性，而且是一种成熟的无毒环保材料，被广泛应用在鞋材、医疗品、健身器材、家装、建材等领域。虽然TPU薄膜具备以上优异性能，但是传统的TPU薄膜存在耐磨性差、亲水性不高、透湿透气性不强，导致其在许多领域上的应用受到局限。现在研究多通过改性TPU或者让TPU与其他无机化合物、聚合物共混来提高其综合性能，虽然一定程度上使TPU复合薄膜表现出一定的亲水性，但是存在着亲水性、透湿透气性差及不持久、不适合工业生产等缺点，因此，可以通过改进TPU化学结构，提供更多亲水基团，并与其他聚合物一起采用一定的成型工艺，从而制备出良好透湿透气性、稳定性强、具有优异力学性能的TPU复合膜。

聚乳酸（简称PLA）是线型脂肪族热塑性聚酯，有良好的力学性能，生物相容性良好，降解后对环境无污染，而且适合工业化生产。PLA的应用范围广泛，除了在农业、餐饮及包装等市场应用，还能应用在生物医药、电子领域、汽车领域等等。聚乳酸薄膜近几年成为化工研究和软包装产业等机构和企业最热门的研究方向之一。将PLA与亲水TPU共混改性可以显著提高亲水性、韧性、稳定性以及降低成本，是一个经济又实用的方法，有助于TPU复合膜改性技术的增进，提高TPU复合膜综合性能，扩大其应用领域。

发明内容

本发明正是针对上述问题，提供了一种聚乳酸/热塑性聚氨酯复合膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，具体的制备步骤为，

1、超支化聚酯多元醇的制备

将10～30重量份柠檬酸和5～40重量份二元醇放入三颈圆底烧瓶中，加热到100～150 ℃，通入氮气，搅拌1～2 h；再加入30～100重量份没食子酸，在120～150 ℃下搅拌0.5～2 h，加入0.2～1重量份催化剂，继续搅拌0.5～2 h，期间每间隔0.5 h对反应体系抽真空约5 min，以除去小分子副产物，直至反应体系重量无明显变化后，停止反应，得到所述超支化聚酯多元醇；

2、亲水性TPU的制备

先将30～60重量份二异氰酸酯和15～30重量份小分子扩链剂分别在50～70 ℃下真空除水1～2 h；将30～60重量份步骤1制备所得的超支化聚酯多元醇加入装有搅拌装置的三口烧瓶中，加热至100～130 ℃抽真空脱水0.5～2 h，降温至80～100 ℃，加入熔融且除水后的二异氰酸酯搅拌1～2 h，继续加入除水后的小分子扩链剂，在70～100 ℃搅拌1～2 h后，得到所述的亲水性TPU；

3、PLA/TPU复合膜的制备

将15～30重量份PLA在50～70 ℃下真空干燥1～2 h，将干燥后的PLA与上述步骤2制得的TPU一起倒入高速混合机中，共混5～7 min后倒入吹膜机中，利用吹膜机对其加工,吹胀比设置在2.5，牵引速度设置在30 m/min，再按需设置吹制幅宽、厚度和吹膜机组机头三段温度，最后再利用冷却机对薄膜进行冷却定型，将得到的PLA/TPU复合膜在温度20～45℃下干燥0.2～2.0 h，得到所述PLA/TPU复合膜。