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(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(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(jī)溶劑的揮發(fā)造成嚴(yán)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(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(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機(jī)械性能。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
無(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜的制備方法，其特征在于：
由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇和4~8質(zhì)量份的水滑石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(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散或乳化機(jī)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，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為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。
水滑石納米粒子為層間距在0.79nm的陰離子型層狀化合物。
如所述的制備方法制得的無(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明制備的無(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜，代替了傳統(tǒng)有機(jī)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(jī)溶劑的揮發(fā)造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染問題；同時(shí)水性聚氨酯生產(chǎn)工藝中，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。本發(fā)明旨在解決合成革工業(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(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到使用整個(gè)流程綠色環(huán)保，改善復(fù)合膜的機(jī)械性能，且杜絕了生產(chǎn)效率，低成本下降等缺陷。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)納米水滑石進(jìn)行改性使其的具有更大的比表面積，高的反應(yīng)活性以及較大的層間距，然后引入聚氨酯（pu）中，制備出一種環(huán)保無(wú)溶劑聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜，與傳統(tǒng)聚氨酯合成工藝比較復(fù)合膜的物理機(jī)械性能顯著提升，抗張強(qiáng)度提高140%，斷裂伸長(zhǎng)率提高30%。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
無(wú)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(jìn)入烘道，此時(shí)液態(tài)預(yù)聚物之間的反應(yīng)迅速進(jìn)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(tuán)結(jié)構(gòu)的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。
水滑石(ldhs)由金屬離子與六個(gè)羥基構(gòu)成的八面體共邊組成，是一類具有雙羥基層狀結(jié)構(gòu)的新型無(wú)機(jī)材料，其八面體層狀結(jié)構(gòu)中部分m2+被m3+同晶取代而使層板帶正電荷，層間充填的陰離子起平衡電荷作用。此結(jié)構(gòu)決定了水滑石可廣泛的應(yīng)用于吸附、離子交換、合成材料、日用化工、催化、超導(dǎo)以及環(huán)境保護(hù)等方面，為實(shí)現(xiàn)納米水滑石的產(chǎn)業(yè)化低成本生產(chǎn)及應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
近年來(lái)納米水滑石材料已被廣泛的研究，并將其與有機(jī)物結(jié)合形成有機(jī)無(wú)機(jī)納米復(fù)合膜，其兼具了無(wú)機(jī)物與有機(jī)聚合物的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮無(wú)機(jī)物分子優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、抗腐蝕等特性。
目前許多研究者采用水滑石對(duì)pvc和pu進(jìn)行改性結(jié)果表明，采用表面改性水滑石進(jìn)行pvc原位懸浮聚合，合成了pvc/水滑石納米復(fù)合樹脂并進(jìn)一步加工得到納米復(fù)合材料，其復(fù)合材料的拉伸和抗沖強(qiáng)度大大提高。
本發(fā)明涉及的無(wú)溶劑型聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜的制備方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇和4~8質(zhì)量份的水滑石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(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散或乳化機(jī)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，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為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。
水滑石納米粒子為層間距在0.79nm的陰離子型層狀化合物。
實(shí)例1
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和5質(zhì)量份的水滑石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(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散或乳化機(jī)乳化分散10min，使水滑石納米粒子均勻分散。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(shí)例2
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和6質(zhì)量份的水滑石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(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散或乳化機(jī)乳化分散15min，使水滑石納米粒子均勻分散。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(shí)例3
稱取5質(zhì)量份的聚乙二醇（peg）和7質(zhì)量份的水滑石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(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散或乳化機(jī)乳化分散15min，使水滑石納米粒子均勻分散。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)明制備的環(huán)保無(wú)溶劑聚氨酯納米水滑石復(fù)合膜，與傳統(tǒng)聚氨酯合成工藝比較復(fù)合膜的物理機(jī)械性能顯著提升，抗張強(qiáng)度提高140%，斷裂伸長(zhǎng)率提高30%。
本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)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(duì)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。