本發(fā)明高分子材料領(lǐng)域，涉及一種tpu薄膜及其制備方法，尤其涉及一種畫板用易擦拭tpu薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱塑性聚氨酯(thermoplasticpolyurethane，tpu)是一種加熱可熔融并且溶劑可溶解的高分子材料。tpu分子呈線性，分子間很少有交聯(lián)，玻璃化溫度低，因此具有高強(qiáng)度、高彈性和優(yōu)良的耐磨、耐油以及耐低溫特性。
tpu薄膜具有韌性好、強(qiáng)度高、無味、無毒和可熱合加工等特性，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和生活用品等領(lǐng)域。tpu薄膜傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝主要是流延，該工藝產(chǎn)能低，薄膜厚度不均勻，各功能改性助劑都需要先造粒再添加使用，使得生產(chǎn)成本極高，限制了tpu薄膜的推廣應(yīng)用。現(xiàn)有的tpu材料普遍存耐磨性、彈性和韌性較低的問題，不能滿足一些特定技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
現(xiàn)有技術(shù)中tpu薄膜對油墨具有一定的吸附性，油墨會(huì)滲透到tpu薄膜中，且油墨在tpu薄膜上的附著力較強(qiáng)，不好清理，需助劑輔助才可清理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜對油墨的附著力小，可以容易的去處薄膜上附著的油墨，同時(shí)具有良好的耐磨性能，反復(fù)擦拭后對性能不造成影響。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
本發(fā)明目的之一在于提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜的原料包括異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙烯醇、淀粉以及烷基糖苷。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，按質(zhì)量份計(jì)所述tpu薄膜的原料包括：
其中，所述異佛爾酮二異氰酸酯的質(zhì)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；聚乙烯醇的質(zhì)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；淀粉的質(zhì)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；烷基糖苷的質(zhì)量份可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，按質(zhì)量份計(jì)所述tpu薄膜的原料包括：
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，按質(zhì)量份計(jì)所述tpu薄膜的原料包括：
本發(fā)明在tpu薄膜中加入淀粉，以提高薄膜表面的親水性能，由于常用的書寫用油墨的憎水性較強(qiáng)，會(huì)減少淀粉在tpu表面的附著力，易擦拭，但是淀粉的加入會(huì)使tpu薄膜穩(wěn)定性降低，因此加入烷基糖苷使得淀粉能與聚氨酯分子具有更強(qiáng)的相容性，而烷基糖苷作為非離子型表面活性劑，對油墨由有一定的吸附作用，少量添加可以降低油墨在tpu薄膜表面的流動(dòng)性，使油墨可以穩(wěn)定存在于tpu薄膜表面而不發(fā)生變形，同時(shí)淀粉和烷基糖苷的加入還加強(qiáng)了tpu薄膜的耐磨性能和力學(xué)性能。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚乙烯醇的數(shù)均分子量為2000～4000，如2000、2200、2500、2800、3000、3200、3500、3800或4000等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述淀粉包括玉米淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉或小麥淀粉中任意一種或至少兩種的組合所述組合典型但非限制性實(shí)例有：玉米淀粉和紅薯淀粉的組合、紅薯淀粉和小麥淀粉的組合、小麥淀粉和馬鈴薯淀粉的組合、玉米淀粉和馬鈴薯淀粉的組合或玉米淀粉、紅薯淀粉和小麥淀粉的組合等。
優(yōu)選地，所述烷基糖苷包括括apg081、apg1214、apg10或apg06中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：apg081和apg1214的組合、apg1214和apg10的組合、apg10和apg06的組合、apg081和apg06的組合或apg081、apg1214和apg10的組合等。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述tpu薄膜的原料包括擴(kuò)鏈劑和催化劑。
優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：乙二醇和1,3-丙二醇的組合、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇的組合、1,4-丁二醇和1,5-戊二醇的組合、乙二醇和1,5-戊二醇的組合或乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇的組合等。
優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量份為5～10份，如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，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述催化劑包括辛酸亞錫、二辛酸二丁錫或二月桂酸二丁錫中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：辛酸亞錫和二辛酸二丁錫的組合、二辛酸二丁錫和二月桂酸二丁錫的組合、二月桂酸二丁錫和辛酸亞錫的組合或辛酸亞錫、二辛酸二丁錫和二月桂酸二丁錫的組合等。
優(yōu)選地，所述催化劑的質(zhì)量分為0.1～2份，如0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
本發(fā)明目的之二在于提供一種上述畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將配方量的聚乙烯醇和異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在攪拌條件下于40～60℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入配方量的擴(kuò)鏈劑和催化劑，于60～80℃繼續(xù)反應(yīng)2～5h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的淀粉和烷基糖苷，攪拌1～2h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
其中，步驟(1)所述抽真空的溫度可以是40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、58℃或60℃等；步驟(2)所述反應(yīng)溫度可以是60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等；步驟(2)所述反應(yīng)的時(shí)間可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等；步驟(3)所述攪拌的時(shí)間可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等；但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述的攪拌速率為1200～1500r/min，如1200r/min、1250r/min、1300r/min、1350r/min、1400r/min、1450r/min或1500r/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(1)所述的真空的真空度為-0.4～-0.2kpa，如-0.4kpa、-0.38kpa、-0.35kpa、-0.32kpa、-0.30kpa、-0.28kpa、-0.25kpa、-0.22kpa或-0.20kpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述的攪拌速率為1200～1500r/min如1200r/min、1250r/min、1300r/min、1350r/min、1400r/min、1450r/min或1500r/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟(3)中設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為150～160℃，如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(3)中設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的混合段溫度為160～180℃，如160℃、162℃、165℃、168℃、170℃、172℃、175℃、178℃或180℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(3)中設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的擠出段溫度為180～200℃，如180℃、182℃、185℃、188℃、190℃、192℃、195℃、198℃或200℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(3)中設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為200～220℃，如200℃、202℃、205℃、208℃、210℃、212℃、215℃、218℃或220℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜，油墨在所述tpu薄膜上的附著力為0b級別，易于擦拭；
(2)本發(fā)明提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜的din磨耗為8.5mm3左右，耐磨性能優(yōu)異；
(3)本發(fā)明提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜，所述tpu薄膜拉伸強(qiáng)度大于115mpa，具有良好的力學(xué)性能；
(3)本發(fā)明提供一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法工藝簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將60份聚乙烯醇(分子量4000)和40份異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在1200r/min攪拌條件下于40℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入5份乙二醇和0.1份辛酸亞錫，于60℃繼續(xù)反應(yīng)5h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的10份玉米淀粉和1份apg081，1200r/min攪拌1h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為150℃，混合段溫度為160℃，擠出段溫度為180℃，機(jī)頭段溫度為200℃，擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
實(shí)施例2
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將80份聚乙烯醇(分子量2000)和60份異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在1500r/min攪拌條件下于60℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入10份1,3-丙二醇和2份二辛酸二丁錫，于80℃繼續(xù)反應(yīng)2h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的30份紅薯淀粉和10份apg1214，1500r/min攪拌1h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為160℃，混合段溫度為180℃，擠出段溫度為200℃，機(jī)頭段溫度為220℃，擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
實(shí)施例3
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將65份聚乙烯醇(分子量3500)和45份異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在1300r/min攪拌條件下于45℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入6份1,4-丁二醇和0.5份二月桂酸二丁錫，于65℃繼續(xù)反應(yīng)4h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的15份馬鈴薯淀粉和3份apg10，1300r/min攪拌1.8h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為155℃，混合段溫度為170℃，擠出段溫度為190℃，機(jī)頭段溫度為210℃，擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
實(shí)施例4
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將85份聚乙烯醇(分子量2500)和55份異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在1400r/min攪拌條件下于55℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入9份1,5-戊二醇和1.5份辛酸亞錫，于75℃繼續(xù)反應(yīng)3h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的25份玉米淀粉和8份apg06，1400r/min攪拌1.2h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為160℃，混合段溫度為170℃，擠出段溫度為190℃，機(jī)頭段溫度為210℃，擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
實(shí)施例5
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將70份聚乙烯醇(分子量300)和40份異佛爾酮二異氰酸酯加入容器中，在1500r/min攪拌條件下于50℃抽真空，得到預(yù)聚體；
(2)向步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入8份乙二醇和1份辛酸亞錫，于70℃繼續(xù)反應(yīng)3.5h；
(3)向步驟(2)中反應(yīng)后的物料中加入配方量的18份紅薯淀粉和6份apg1214，1500r/min攪拌1.5h，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為160℃，混合段溫度為170℃，擠出段溫度為190℃，機(jī)頭段溫度為210℃，擠出成型得到畫板用易擦拭tpu薄膜。
實(shí)施例6
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法除了步驟(3)所述紅薯淀粉的添加量為5份外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
實(shí)施例7
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法除了步驟(3)所述紅薯淀粉的添加量為50份外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
實(shí)施例8
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法除了步驟(3)所述apg1214的添加量為20份外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
對比例1
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法除了步驟(3)不加入所述紅薯淀粉外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
對比例2
一種畫板用易擦拭tpu薄膜的制備方法，所述制備方法除了步驟(3)不加入所述apg1214外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
對實(shí)施例1-8以及對比例1和2制備得到的畫板用易擦拭tpu薄膜的油墨附著力、耐磨性能以及力學(xué)性能進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。
附著力：將油墨絲印在本發(fā)明提供的tpu薄膜上，在薄膜面劃1x1mm百格，用刀片或鉗子測試油墨與tpu薄膜上之間的附著力(5b-切口的邊緣光滑，格子邊緣沒有任何剝落；4b-切口相交處有小片剝落，劃格區(qū)內(nèi)實(shí)際破損不超過5％；3b-切口的邊緣和/或相交處有剝落，其面積大于5％，但不到15％；2b-沿切口邊緣有部分剝落或整大片剝落，和/或部分格子被整片剝落，被剝落的面積超過15％，但不到35％；1b-沿切口邊緣有部分剝落或整大片剝落，和/或部分格子被整片剝落，被剝落的面積超過35％，但不到65％；0b-沿切口邊緣有部分剝落或整大片剝落，和/或部分格子被整片剝落，被剝落的面積超過65％)。
從表1可以看出，實(shí)施例1-5制備得到tpu薄膜，在涂覆上油墨后，油墨的附著力為0b，容易擦拭，且din磨耗小于9mm3，耐磨性能良好，拉伸強(qiáng)度大于110mpa，力學(xué)性能良好。而實(shí)施例6-8中淀粉和烷基糖苷的加入量均在限定范圍外，導(dǎo)致油墨在tpu表面的附著力增強(qiáng)，擦拭性能下降。而對比例1和2分別沒有加入淀粉和烷基糖苷，同樣導(dǎo)致油墨在tpu表面的附著力增強(qiáng)，擦拭性能下降，且與實(shí)施例5相比耐磨性能也有所下降。
申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。