本發(fā)明涉及一種聚氨酯膜的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種無溶劑型聚氨酯納米tio2復(fù)合膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯膜生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)過程中使用的大量有機溶劑的揮發(fā)造成嚴重的生態(tài)環(huán)境污染，且具有聚氨酯自增稠性差、固含量低、耐高溫性能不佳、耐水性差且成本較高等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種無溶劑型聚氨酯納米tio2復(fù)合膜及其制備方法，克服現(xiàn)有聚氨酯/納米復(fù)合膜制備技術(shù)缺陷，并更大程度地提高成膜的透水汽和透氣性能。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
無溶劑型聚氨酯納米tio2復(fù)合膜的制備方法，其特征在于：
由單體聚合法制備無溶劑納米tio2復(fù)合聚氨酯膜，具體包括以下步驟：
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇和4~8質(zhì)量份的tio2納米粒子加入到裝有攪拌裝置和回流冷凝裝置的三口燒瓶中，40℃~65℃下加熱攪拌1h~1.5h，用超聲波細胞粉碎機超聲分散或乳化機乳化分散5min~15min，使納米粒子均勻分散；
待復(fù)合乳液冷卻至室溫，加入3質(zhì)量份的甲苯二異氰酸酯，高速攪拌均勻；
將復(fù)合乳液涂布于固定在水平板的離型紙上；
取下離型紙，在100℃~110℃的烘箱中烘干成膜。
tio2納米粒子為中空介孔結(jié)構(gòu)的銳鈦礦型納米tio2。
如所述的制備方法制得的無溶劑型聚氨酯納米tio2復(fù)合膜。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
本發(fā)明代替了傳統(tǒng)有機溶劑生產(chǎn)工藝和水性生產(chǎn)工藝，杜絕生產(chǎn)過程中使用的大量有機溶劑的揮發(fā)造成嚴重的生態(tài)環(huán)境污染問題，解決合成革工業(yè)的環(huán)境污染和產(chǎn)品安全問題，杜絕污染源的產(chǎn)生，實現(xiàn)從生產(chǎn)到使用整個流程綠色環(huán)保，克服了生產(chǎn)效率低、成本高等缺陷。
在此基礎(chǔ)上，通過對納米tio2進行改性使其具有中空結(jié)構(gòu)，高的反應(yīng)活性以及納米效應(yīng)，然后將其引入聚氨酯（pu）中，制備出一種環(huán)保無溶劑聚氨酯納米tio2復(fù)合膜，與傳統(tǒng)聚氨酯合成工藝比較復(fù)合膜的透水汽和透氣性能顯著提升，聚氨酯/納米tio2復(fù)合膜透水汽性提升20.27%，透氣性提升56.46%。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細的說明。
無溶劑聚氨酯合成革制造技術(shù)依據(jù)的基本原理為快速反應(yīng)注射成型（rm），這種工藝采用的原料不是聚合物，而是將2種或2種以上的液態(tài)聚氨酯預(yù)聚物，以一定的比例分別輸送到混合頭，在加壓下混合均勻，并立即注射在基材上，通過刮涂的方式涂布成膜，然后進入烘道，此時液態(tài)預(yù)聚物之間的反應(yīng)迅速進行，聚合物分子質(zhì)量急劇增加，以極快的速度生成含有新的特性基團結(jié)構(gòu)的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。
納米tio2具有良好的光學(xué)性質(zhì)，在汽車工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前景。納米tio2具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無毒性、超親水性、非遷移性，所以被廣泛應(yīng)用于抗紫外材料、紡織、光催化觸媒、自潔玻璃、防曬霜、涂料、油墨、食品包裝材料、造紙工業(yè)、航天工業(yè)中、鋰電池中。近年來納米tio2材料已被廣泛的研究，并將其與有機物結(jié)合形成有機無機納米復(fù)合膜，其兼具了無機物與有機聚合物的優(yōu)點，充分發(fā)揮無機物分子優(yōu)異的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定等特性。
目前有很多科研人員研究合成具有高比表面積和均一孔徑的中空納米tio2微球，并將它們用于很多領(lǐng)域，它們的優(yōu)異性能得到更好的體現(xiàn)。在聚氨酯的改性中，將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑aps表面改性的tio2納米粒子作為一種添加劑分散到在聚氨酯清漆層中，實驗發(fā)現(xiàn)表面處理過的tio2納米粒子在樹脂中的分散性大大提高，而且摻雜了改性后tio2納米粒子的聚氨酯，其力學(xué)性能和防紫外線性能都得到很大改善。我們在此基礎(chǔ)上通過對tio2形貌的研究發(fā)現(xiàn)，制備中空結(jié)構(gòu)的tio2，由于其有較大的空隙與更大的比表面積，很大程度上為聚氨酯提供了水汽傳輸?shù)耐ǖ?，大大的改善了聚氨酯膜的透水汽性能?/p>
本發(fā)明涉及的無溶劑型聚氨酯納米tio2復(fù)合膜，由單體聚合法制備，具體包括以下步驟：
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和4~8質(zhì)量份的tio2納米粒子加入到裝有攪拌裝置和回流冷凝裝置的三口燒瓶中，40℃~65℃下加熱攪拌1h~1.5h，用超聲波細胞粉碎機超聲分散或乳化機乳化分散5min~15min，使納米粒子均勻分散；
待復(fù)合乳液冷卻至室溫，加入3質(zhì)量份的甲苯二異氰酸酯（tdi），高速攪拌均勻；
將復(fù)合乳液涂布于固定在水平板的離型紙上；
取下離型紙，在100℃~110℃的烘箱中烘干成膜。
tio2納米粒子為中空介孔結(jié)構(gòu)的銳鈦礦型納米tio2。
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和5質(zhì)量份的tio2加入到裝有攪拌裝置和回流冷凝裝置的三口燒瓶中，45℃下加熱攪拌65min，用超聲波細胞粉碎機超聲分散或乳化機乳化分散10min，使tio2納米粒子均勻分散。待復(fù)合乳液冷卻至室溫，加入3質(zhì)量份的甲苯二異氰酸酯（tdi），高速攪拌均勻。將復(fù)合乳液涂布于固定在水平板的離型紙上。取下離型紙，在105℃的烘箱中烘干成膜。
實例2
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和6質(zhì)量份的tio2加入到裝有攪拌裝置和回流冷凝裝置的三口燒瓶中，50℃下加熱攪拌70min，用超聲波細胞粉碎機超聲分散或乳化機乳化分散15min，使tio2納米粒子均勻分散。待復(fù)合乳液冷卻至室溫，加入3質(zhì)量份的甲苯二異氰酸酯（tdi），高速攪拌均勻。將復(fù)合乳液涂布于固定在水平板的離型紙上。取下離型紙，在110℃的烘箱中烘干成膜。
實例3
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和7質(zhì)量份的tio2分別加入到裝有攪拌裝置和回流冷凝裝置的三口燒瓶中，55℃下加熱攪拌75min，用超聲波細胞粉碎機超聲分散或乳化機乳化分散15min，使tio2納米粒子均勻分散。待復(fù)合乳液冷卻至室溫，加入3質(zhì)量份的甲苯二異氰酸酯（tdi），高速攪拌均勻。將復(fù)合乳液涂布于固定在水平板的離型紙上。取下離型紙，在110℃的烘箱中烘干成膜。
本發(fā)明涉及的技術(shù)發(fā)難與傳統(tǒng)聚氨酯合成工藝比較，透水汽和透氣性能顯著提升，聚氨酯/納米tio2復(fù)合膜透水汽性提升20.27%，透氣性提升56.46%。
本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。