[发明专利]一种防水透湿复合型TPU薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种防水透湿复合型TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)是一种加热可熔融并且溶剂可溶解的高分子材料。TPU分子呈线性，分子间很少有交联，玻璃化温度低，因此具有高强度、高弹性和优良的耐磨、耐油以及耐低温特性。

TPU薄膜具有韧性好、强度高、无味、无毒和可热合加工等特性，广泛应用于汽车工业、医疗卫生和生活用品等领域。TPU薄膜传统的生产工艺主要是流延，该工艺产能低，薄膜厚度不均匀，各功能改性助剂都需要先造粒再添加使用，使得生产成本极高，限制了TPU薄膜的推广应用。现有的TPU材料普遍存耐磨性、弹性和韧性较低的问题，不能满足一些特定技术领域的应用需求。

CN 101372535A提供了一种防水透湿膜，以亲水性聚氨酯为主要成分，亲水性聚氨酯成分中添加有粒径为10nm～25μm的无机化合物粒子，防水性可耐8000mmH₂O，透湿度可达60000g/m³·24h。但是所防水透湿膜的防水透湿性能只能满足一般生活需求，在极端条件下其防水透湿性能仍不能满足需求，还需进一步提高防水透湿膜的性能。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种防水透湿复合型TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜具有优异的防水透湿性，以及优异的拉伸性能，所述制备方法，工艺简单，适合于工业化生产。

为达到上述技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种防水透湿复合型TPU薄膜，所述TPU薄膜包括第一TPU膜层和第二TPU膜层；

其中，按照质量份计，所述第一TPU膜层的原料包括：

其中，按照质量份计，所述第二TPU膜层的原料包括：

其中，第一TPU膜层中异佛尔酮二异氰酸酯的质量份可以是40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份等；聚乙烯醇的质量份可以是60份、62份、65份、68份、70份、72份、75份、78份或80份等；聚吡咯的质量份可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份或30份等；扩链剂的质量份可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

其中，第二TPU膜层中异佛尔酮二异氰酸酯的质量份可以是40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份或60份等；聚乙烯醇的质量份可以是60份、62份、65份、68份、70份、72份、75份、78份或80份等；聚吡咯的质量份可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等；扩链剂的质量份可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述第一TPU膜和第二TPU膜中聚吡咯的质量比为(2～4):1，如2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.8:1或4:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明将防水透湿TPU薄膜设置为双层结构，且在两层TPU薄膜中均添加聚吡咯，由于聚吡咯有良好的亲水性，可以有效疏导水汽向外扩散，且异氟尔酮二异氰酸酯中异氟尔酮结构疏水性强，在聚吡咯可以自发聚集形成亲水通道，进一步提高水汽的扩散。而第一TPU膜层中聚吡咯的质量大于第二TPU膜层中聚吡咯的质量，且将二者的质量比限定为(2～4):1，当将第一TPU膜层设置为外层，第二TPU膜层设置为外层，带外层中聚吡咯的质量更多时，第一TPU膜层对水汽的吸附性能更强于第二TPU膜层，更有利于水汽的快速扩散，进一步增加了透湿度。

如果第一TPU膜和第二TPU膜中聚吡咯的质量比大于4:1，由于第一TPU膜层中聚吡咯的质量过高，会留存一些水汽在TPU薄膜中，这样阻碍了里层水汽向外层的扩散，反而降低了复合型TPU透湿性能。