[发明专利]一种TPU输送带用自清洁涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种TPU输送带用自清洁涂层的制备方法。

背景技术

TPU(热塑性聚氨酯)轻型输送带质轻低毒，节能环保效果突出，代表了输送带轻量化、 减层化、合成化的发展方向，在烟草、食品、医药等行业尤其受到欢迎。但由于其基材为 热塑性弹性体，其表面的抗油污性能较差，低分子量脂类极易附着在表面并渗入带体，使 输送带的维护成本大大提升，甚至导致输送带的功能性破坏。所以开发具有自清洁性能的 轻型输送带成为了输送带发展的重要方向之一。

锐钛矿型二氧化钛受到波长小于387.5nm的紫外光照射时，价带上的电子跃迁到导 带，激发电离出点子同时产生正电性的空穴，形成电子-空穴对，与吸附溶解在其表面的氧 气和水反应。分布在表面的空穴将OH^-和H₂O氧化成HO·自由基。HO·自由基的氧化能力 很强，能氧化大部分的有机污染物和无机污染物，而且对反应物几乎无选择性，在光催化 氧化中起着决定性的作用。超细的纳米TiO₂粉末在应用时存在易团聚、难分离等问题，而 且传统的高温负载技术会使TiO₂晶型转变而失去光催化性能，所以将TiO₂粉体常温或低 温负载于固体材料中制得分散性较好的TiO₂薄膜后涂覆在各种基材表面上的制备工艺成 为目前研究的热点之一。

聚氨酯具有良好的物理力学性能，优异的耐寒性、弹性和耐有机溶剂等，被广泛应用 于胶粘剂、涂料、弹性体、泡沫塑料等领域。但一般水性聚氨酯往往存在耐水性、耐溶剂 性、耐化学品性及机械强度等性能较差的缺点，而聚丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、物 理机械性能和耐候性能，但存在热黏冷脆、不耐溶剂等缺点。聚氨酯和聚丙烯酸酯二者有 机结合，可大大提高其耐水性、耐化学品性及力学强度等性能，同时可降低成本，扩大其 应用领域。

综上所述，利用与TPU结构相似的聚氨酯丙烯酸酯负载锐钛矿型纳米二氧化钛粉末 制成薄膜，后用特定工艺涂覆在TPU输送带上，使其具有自清洁的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种TPU输送带用自清洁涂层的制备方法。

本发明提供的TPU输送带用自清洁涂层的制备方法，是通过二异氰酸酯类物质与二 元醇类物质反应，二异氰酸酯类过量得到异氰酸酯基封端的聚氨酯，后与丙烯酸羟酯类反 应制得聚氨酯丙烯酸酯，再加入经过特殊处理的二氧化钛粉末制成涂膜液，这样制成的涂 膜液因其中存在聚氨酯基团使得薄膜与TPU具有较好的结合力，并且丙烯酸酯基团的加入 使得涂膜液可以在较低温度下紫外光固化，不会改变二氧化钛晶型，使其具备光催化活性。 具体步骤如下：

(1)将二元醇类物质与二异氰酸酯类物质按摩尔比为1∶1.5～1∶5比例混合，以二月桂 酸二丁基锡为催化剂，在极性溶剂体系中于70℃～100℃温度水浴中加热回流，搅拌，反 应时间为3～6小时，得到产物A。

(2)将产物A与丙烯酸羟酯类物质按摩尔比为2∶1～2∶5比例混合，以4-甲氧基酚为催 化剂，在60℃～90℃水浴中加热回流，搅拌，反应时间为2～4小时，得到产物B。

(3)将产物B与锐钛矿型纳米二氧化钛粉末按质量比为500∶1～100∶1比例混合，加入 交联剂和光固化剂，制成涂膜液，将其涂覆在TPU上并在300～2000W紫外灯下光照10～ 300s，即得到具有光催化自清洁性能的薄膜。

本发明中，步骤(1)中所述二异氰酸酯类物质包括二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲 苯二异氰酸(TDI)、己二异氰酸酯(HDI)、异福乐酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷 二异氰酸酯(HMDI)或苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)等中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述二元醇类物质包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚己内酯 二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃、聚丙二醇、聚六亚甲基碳酸酯二醇或聚硫醚二醇 等中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述极性溶剂包括甲乙酮、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、醋 酸丁酯或1、4-二恶烷等中任一种。