[发明专利]一种高疏水TPU薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高疏水TPU薄膜及其制备方法，所述高疏水TPU薄膜的成分包括聚氨酯纳米纤维和聚氨酯多孔微球，所述聚氨酯多孔微球分散于聚氨酯纳米纤维中。该TPU薄膜包括聚氨酯纳米纤维和聚氨酯多孔微球两种结构，其中，纳米纤维相互交织形成一个稳定的多层3D网络结构，网络结构中嵌入了微球，且微球表面存在许多纳米级的突起和空腔，滞留其中的空气能够显著提高薄膜材料的疏水性，而纳米纤维相互交织形成的网络结构可以作为增强TPU薄膜稳定性的支架，使得这种疏水性能稳定长久。

技术领域

本发明属于合成材料技术领域，具体涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其涉及一种高疏水TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，广泛应用于工农业生产、国防建设和我们的日常生活中。但是，TPU也存在很多缺陷，比如TPU的耐水性较差，限制了TPU应用于更广的范围。

超疏水材料是一种新型材料，它可以自行清洁需要干净的地方，还可以放在金属表面防治水的腐蚀生锈。超疏水材料用途非常广泛，室外天线上，可以防积雪；远洋轮船，可以达到防污、防腐的效果；石油管道的输送；用于微量注射器针尖，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染；防水和防污处理等。浸润性和粘附性都是固体表面的重要性质。一般来说，固体表面的浸润性和粘附性是由固体表面的化学组成和表面形貌结构共同决定的，因此通过改变固体表面化学成分和表面微观结构可以实现对润湿性和粘附性的调控。从技术方法上，很多用于制备超疏水材料的方法仍然存在设备原材料昂贵、步骤繁杂、重复性差、只适合用于实验室研究却无法用于制备大面积超疏水表面等；从稳定性方面来看，目前大多数制备的超疏水表面化学稳定性差和对机械作用力很敏感，主要表现在恶劣的环境和一定的机械作用力容易使超疏水性能丧失，这些都极大的阻碍了超疏水表面的实际应用和工业生产。

CN105399917A公开了一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，其弹性体由以下各组份组成，各组份的重量份为：大分子二元醇20-60份，端羟烷基封端聚二甲基硅氧烷2-10份，二异氰酸酯10-20份，小分子扩链剂2-8份，催化剂0.1-0.5份，抗氧化剂0.1-0.5份，紫外线吸收剂0.1-0.5份；此TPU材料解决了耐高低温性、疏水性等问题，但是实际上，其疏水性能仍然有待提高。

CN108300353A公开了一种TPU保护膜，包括：剥离层；设置在所述剥离层表面的使用层；设置在所述使用层表面的护膜层；所述使用层包括：设置在所述剥离层表面的粘胶层；设置在所述粘胶层表面的TPU层；设置在所述TPU层表面的自修复功能层；设置在所述自修复功能层表面的疏水疏油功能层；所述疏水疏油层的成分以重量份计，包括：100-200份的聚甲基硅氧烷；1-2份的交联剂；2-5份的固化剂；300-1000份的乙酸乙酯；500-1500份的乙酸正丁酯；所述护膜层设置在所述疏水疏油功能层表面。本发明提供的TPU保护膜在无翘曲的情况下具有良好的疏水疏油功能和耐磨性。

CN109369943A公开了一种疏水结构及其制备方法，疏水结构包括褶皱层和基底层，所述褶皱层铺设于所述基底层上形成一双层结构。所述褶皱层的制作材料的热缩率小于所述基底层的制作材料的热缩率；所述褶皱层由疏水材料制得。褶皱层的制作材料选自：聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚四乙烯吡啶；所述基底层的制作材料选自：聚乙烯、聚丙烯、TPU塑料。本发明中的疏水结构其不仅具有良好的疏水能力，还兼具良好的抗剪切性能，疏水涂层的有效使用寿命也得到了显著提升，疏水结构的制备方法简单易操作，成本低。

但以上现有技术公开的关于提高材料疏水性的方法还不能显著地提高材料的疏水性，其疏水的稳定性也有待提高。因此，开发出一种性能稳定的高疏水TPU薄膜是非常有意义的。

发明内容