[发明专利]一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法

说明书

本申请涉及合成革技术领域，具体公开了一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。其中改性TPU的原料包括以下组分：聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、改性剂、反应助剂，其中改性剂包括四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂；即以扩链的方式在TPU链段中引入氟硅基团。而改性TPU合成革包括基布层、粘结层和改性TPU层，且改性TPU层包括以下原料：硅树脂、改性TPU颗粒、其他助剂；在改性TPU颗粒的基础上融合硅树脂，两者均具有较为优异的表面肤感、耐水解性能和耐污性能，最终制得的合成革具有较为优异的表面肤感、耐水解性能和耐污性能。

技术领域

本申请涉及合成革技术领域，更具体地说，它涉及一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。

背景技术

TPU是热塑性聚氨酯弹性体橡胶的简称，其具有高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，同时由于其可回收再利用的特性，可以有效减少化学制品对环境污染，属于较为成熟的环保型材料。

TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等领域，并且其特性理论上是比较符合应用在合成革领域的。但是在实际应用过程中，由于合成革制品对材料表面肤感、耐水解、耐污性能有较高的要求，TPU材料在此类性能方面有明显的缺陷，使得TPU材料在合成革领域的应用受到较大的限制。

发明内容

为了克服TPU材料应用在合成革中表面肤感、耐水解和耐污性能不佳的缺陷，本申请提供一种改性TPU、改性TPU合成革及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种改性TPU，采用如下的技术方案：

一种改性TPU，包括以下质量份的原料：聚四氢呋喃醚二醇80～110份、异佛尔酮二异氰酸酯35～60份、改性剂10～25份、反应助剂10～20份，其中改性剂为四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂按照质量比(2～4)：(3～5)：1组成的混合物。

通过采用上述技术方案，以聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯作为合成TPU的原料，在反应助剂的作用下可以得到TPU预聚体，并且通过改性剂对TPU预聚体进行改性，使得其在表面肤感和耐水解性能上得到一定改善，同时抗污性能得到较为明显的改善。

具体是通过扩链的方式在TPU预聚体中引入含氟硅的基团，由于氟原子的电负性较强且原子半径小，使得氟原子核对电子的束缚性较强，可以有效降低分子间的相互作用力，从而使得改性TPU具有较低的表面能。同时硅烷偶联剂的表面能也较低，且硅元素的迁移能力强于氟元素，可以使得改性TPU具有良好的疏水性和憎油性；且硅烷偶联剂使得体系所形成的交联结构使得改性TPU的稳定性更佳，进而制得的改性TPU的表面肤感、耐水解和耐污性能均有较大改善。

另外选用四氟丙醇和八氟戊醇作为扩链所用的氟源，不仅含氟基团的引入效果较好，同时对制得的改性TPU无负面影响，且按照上述比例复配使用四氟丙醇、八氟戊醇和硅烷偶联剂效果较好。

作为优选，原料还包括磷酸二氢铵溶液。

通过采用上述技术方案，以磷酸二氢铵辅助初步改性后的TPU乳液固化，在保障固化效果的同时还可以起到增强TPU力学性能和阻燃性能的作用。另外，改性后的TPU颗粒中含有较多的两性离子，两性离子在TPU表面富集，由于两性离子可以有效降低TPU的表面能、弹性模量和接触角，从而使得改性后的TPU材料具有较为优异的抗污性能。

第二方面，本申请提供一种改性TPU的制备方法，采用如下的技术方案：

一种改性TPU的制备方法，包括以下步骤：

改性处理：在氮气保护下，混合聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和反应助剂，在70℃～80℃的温度下反应至NCO达到理论值，加入改性剂继续反应1～2h，然后降温至40℃～50℃继续反应，高速剪切后制得改性TPU乳液；

后处理：对改性TPU乳液进行固化、烘干和破碎制粒处理，得到成品改性TPU颗粒。