一种强耐候性水性聚氨酯胶膜及其制作方法与流程

1.本发明涉及聚氨酯复合膜领域，特别是涉及一种强耐候性水性聚氨酯胶膜及其制作方法。

背景技术：

2.聚氨酯，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。他们可制成聚氨酯塑料、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及弹性体等。聚氨酯塑料分为软质聚氨酯塑料和硬质聚氨酯塑料。软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，比pvc发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性。另外，软质聚氨酯的隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。因此软质聚氨酯用作包装、隔音、过滤材料。硬质聚氨酯塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品，电性能好，易加工，吸水率低。硬质聚氨酯塑料主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，聚氨酯弹性体耐油，耐磨，耐低温，耐老化，硬度高，有弹性，主要用于制鞋工业和医疗业。此外，聚氨酯还可以制作粘合剂、涂料、合成革等。
3.然而，水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。传统的包装用水性聚氨酯塑料膜的抗氧化性能较差，耐候性较差，满足不了市场上对水性聚氨酯塑料膜的高耐候性需求。

技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的包装用水性聚氨酯塑料膜的抗氧化性能较差，耐候性较差，满足不了市场上对水性聚氨酯塑料膜的高耐候性需求的技术问题，提供一种强耐候性水性聚氨酯胶膜。
5.一种强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，包括如下步骤：预聚体制作步骤：将质量份为8份至12份的多元醇进行脱水干燥处理；将干燥处理后的多元醇中加入质量份为4份至6份的异氰酸酯加热搅拌处理，搅拌过程中加入质量份为0.004份的催化剂；多元醇和异氰酸酯充分反应后加入质量份为0.08份至0.12份的二甲基酮，充分反应后得到预聚体；扩链步骤：向预聚体中添加质量份为4份至6份的扩链剂，充分搅拌反应生成扩链体；乳化步骤；向扩链体中加入质量份为60份至80份的去离子水和质量份为1份至1.5份的成盐剂以及质量份为1份至1.5份的丙烯酸甲酯混合搅拌均匀成为水性聚氨酯乳液；填料添加步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为2份至3份的填料，并充分搅拌均匀；增稠步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为0.8份至1.2份的增稠剂；耐候化步骤：将质量份为0.1份至0.2份的抗氧化剂、质量份为0.2份至0.3份的抗
紫外线剂以及质量份为0.1份至0.2份的防腐剂添加到水性聚氨酯乳液中，充分搅拌均匀制成水性聚氨酯料液；胶膜制作步骤：将水性聚氨酯料液加入成膜模具中，胶膜干燥步骤：对模具中的水性聚氨酯料液进行干燥处理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。
6.在其中一个实施例中，所述多元醇包括如下质量份的各组分：聚酯二醇12份至18份、聚乙二醇14份至12份、聚己二酸新戊二醇酯14份至20份、聚碳酸酯二元醇20份至26份、聚酯二元醇22份至28份。
7.在其中一个实施例中，所述扩链步骤中，扩链剂包括亲水性扩链剂和小分子扩链剂，先向预聚体中添加质量份为2份至3份的亲水性扩链剂充分反应后，再添加质量份为2份至3份的小分子扩链剂。
8.在其中一个实施例中，所述催化剂包括如下质量份的各组分：二月桂酸二丁基锡40份至60份、辛酸亚锡40份至60份。
9.在其中一个实施例中，在所述增稠步骤之前还包括：消泡步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅改性消泡剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。
10.在其中一个实施例中，所述填料包括如下质量份的各组分：碳酸钙粉末20份至30份、滑石粉10份至20份、高岭土20份至40份以及蛭石粉20份至30份。
11.在其中一个实施例中，所述异氰酸酯包括如下质量份的各组分：赖氨酸二异氰酸酯20份至24份、六亚甲基二异氰酸酯15份至20份、甲基环己基二异氰酸酯14份至18份、二环己基甲烷二异氰酸酯16份至22份、环己烷二亚甲基二异氰酸酯18份至22份。
12.在其中一个实施例中，在所述消泡步骤之后还包括：偶联步骤：将质量份为0.6份至0.8份的聚合改性有机硅氧烷添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。
13.在其中一个实施例中，在所述偶联步骤之后还包括：润湿步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅润湿剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。
14.在其中一个实施例中，由上述任一实施例中的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法制成。
15.上述强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法简练精妙、容易操作、生产效率高，强耐候性水性聚氨酯胶膜无污染，机械性能优良，化学稳定性高，具有优异的抗氧化、防紫外线以及耐腐蚀的性能，使用寿命长。
附图说明
16.图1为一个实施例中强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法的流程图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.请参阅图1，本发明提供了一种强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，包括如下步骤：
步骤101：预聚体制作步骤：将质量份为8份至12份的多元醇进行脱水干燥处理。将干燥处理后的多元醇中加入质量份为4份至6份的异氰酸酯加热搅拌处理，搅拌过程中加入质量份为0.004份的催化剂。多元醇和异氰酸酯充分反应后加入质量份为0.08份至0.12份的二甲基酮，充分反应后得到预聚体。
19.其中，在本实施例中，所述多元醇包括如下质量份的各组分：聚酯二醇12份至18份、聚乙二醇14份至12份、聚己二酸新戊二醇酯14份至20份、聚碳酸酯二元醇20份至26份、聚酯二元醇22份至28份。在其中一个实施例中，所述异氰酸酯包括如下质量份的各组分：赖氨酸二异氰酸酯20份至24份、六亚甲基二异氰酸酯15份至20份、甲基环己基二异氰酸酯14份至18份、二环己基甲烷二异氰酸酯16份至22份、环己烷二亚甲基二异氰酸酯18份至22份。在其中一个实施例中，所述催化剂包括如下质量份的各组分：二月桂酸二丁基锡40份至60份、辛酸亚锡40份至60份。
20.具体的，将质量份为8份至12份的多元醇在真空干燥箱中进行脱水干燥处理。将干燥处理后的多元醇中加入质量份为4份至6份的异氰酸酯加热至88摄氏度至92摄氏度搅拌处理，搅拌过程中加入质量份为0.004份的催化剂。多元醇和异氰酸酯充分反应后加入质量份为0.08份至0.12份的二甲基酮，充分反应后得到预聚体。
21.步骤102：扩链步骤：向预聚体中添加质量份为4份至6份的扩链剂，充分搅拌反应生成扩链体。
22.具体的，在其中一个实施例中，所述扩链步骤中，扩链剂包括亲水性扩链剂和小分子扩链剂，先向预聚体中添加质量份为2份至3份的亲水性扩链剂，加热至76摄氏度至80摄氏度充分反应后，再添加质量份为2份至3份的小分子扩链剂加热至42摄氏度至44摄氏度充分反应。亲水性扩链剂包括如下质量份的各组分：二羟甲基丙酸24份至28份、二羟甲基丁酸26份至30份、二羟甲基戊酸22份至26份、二羟甲基辛酸24份至28份。小分子扩链剂包括如下质量份的各组分：乙二醇16份至24份、新戊二醇14份至23份、二甘醇12份至26份、甘油15份至22份、乙二胺16份至24份。
23.步骤103：乳化步骤。向扩链体中加入质量份为60份至80份的去离子水和质量份为1份至1.5份的成盐剂以及质量份为1份至1.5份的丙烯酸甲酯混合搅拌均匀成为水性聚氨酯乳液。
24.其中，成盐剂为三乙胺。
25.具体的，向扩链体中加入质量份为60份至80份的去离子水和质量份为1份至1.5份的三乙胺以及质量份为1份至1.5份的丙烯酸甲酯，在42摄氏度至44摄氏度的温度条件下混合搅拌均匀成为水性聚氨酯乳液。
26.步骤104：填料添加步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为2份至3份的填料，并充分搅拌均匀。
27.其中，在本实施例中，所述填料包括如下质量份的各组分：碳酸钙粉末20份至30份、滑石粉10份至20份、高岭土20份至40份以及蛭石粉20份至30份。
28.具体的，向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为2份至3份的填料，并充分搅拌均匀。碳酸钙粉末、滑石粉、高岭土以及蛭石粉具有良好的化学稳定性和耐候性，碳酸钙粉末、滑石粉、高岭土以及蛭石粉组成的填料增加了强耐候性水性聚氨酯胶膜的表面光洁度、平滑性，降低了强耐候性水性聚氨酯胶膜的收缩率，提高了强耐候性水性聚氨酯胶膜的耐磨
性能和耐化学腐蚀性。
29.步骤105：增稠步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为0.8份至1.2份的增稠剂。
30.其中，增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
31.具体的，向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为0.8份至1.2份的缔合型聚氨酯增稠剂，以增加水性聚氨酯乳液的粘度，保证水性聚氨酯乳液具有良好的流变性能。
32.步骤106：耐候化步骤：将质量份为0.1份至0.2份的抗氧化剂、质量份为0.2份至0.3份的抗紫外线剂以及质量份为0.1份至0.2份的防腐剂添加到水性聚氨酯乳液中，充分搅拌均匀制成水性聚氨酯料液。
33.其中，抗氧化剂为二亚磷酸硬脂醇酯、抗紫外线剂为苯并三唑、防腐剂为水性防腐剂。
34.具体的，将质量份为0.1份至0.2份的抗氧化剂、质量份为0.2份至0.3份的抗紫外线剂以及质量份为0.1份至0.2份的防腐剂添加到水性聚氨酯乳液中，充分搅拌均匀制成水性聚氨酯料液，从而极大地改善了强耐候性水性聚氨酯胶膜的抗氧化性能、抗紫外线性能以及防腐性能。
35.步骤107：胶膜制作步骤：将水性聚氨酯料液加入成膜模具中。
36.具体的，将水性聚氨酯料液加入专用的成膜模具中，以便于水性聚氨酯料液固化成型。
37.步骤108：胶膜干燥步骤：对模具中的水性聚氨酯料液进行干燥处理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。
38.具体的，对模具中的水性聚氨酯料液在真空干燥箱中进行干燥处理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。
39.为了避免在制作过程中产生大量气泡，在其中一个实施例中，在所述增稠步骤之前还包括消泡步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅改性消泡剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。有机硅改性消泡剂具有优良的消泡效果，可以有效地避免强耐候性水性聚氨酯胶膜在制作过程中产生大量气泡，从而增加强耐候性水性聚氨酯胶膜的制造效率和稳定性。
40.为了使得强耐候性水性聚氨酯胶膜中的各组分均匀稳定地结合在一起，在其中一个实施例中，在所述消泡步骤之后还包括偶联步骤：将质量份为0.6份至0.8份的聚合改性有机硅氧烷添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。聚合改性有机硅氧烷可以增加强耐候性水性聚氨酯胶膜中各组分的粘合力和分散性。改善强耐候性水性聚氨酯胶膜中各组分的相容性和结合了。如此，使得强耐候性水性聚氨酯胶膜中的各组分均匀稳定地结合在一起为了使得强耐候性水性聚氨酯胶膜中的固体组分能够与其他液体组分良好地结合在一起，在其中一个实施例中，在所述偶联步骤之后还包括润湿步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅润湿剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。如此，可以将使得强耐候性水性聚氨酯胶膜中的固体组分能够与其他液体组分良好地结合在一起。
41.在本实施例中，本发明提成了一种强耐候性水性聚氨酯胶膜，该强耐候性水性聚氨酯胶膜由上述任一实施例中的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法制成。
42.上述强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法简练精妙、容易操作、生产效率高，强耐候性水性聚氨酯胶膜无污染，机械性能优良，化学稳定性高，具有优异的抗氧化、防紫外线以及耐腐蚀的性能，使用寿命长。
43.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
44.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，包括如下步骤：预聚体制作步骤：将质量份为8份至12份的多元醇进行脱水干燥处理；将干燥处理后的多元醇中加入质量份为4份至6份的异氰酸酯加热搅拌处理，搅拌过程中加入质量份为0.004份的催化剂；多元醇和异氰酸酯充分反应后加入质量份为0.08份至0.12份的二甲基酮，充分反应后得到预聚体；扩链步骤：向预聚体中添加质量份为4份至6份的扩链剂，充分搅拌反应生成扩链体；乳化步骤；向扩链体中加入质量份为60份至80份的去离子水和质量份为1份至1.5份的成盐剂以及质量份为1份至1.5份的丙烯酸甲酯混合搅拌均匀成为水性聚氨酯乳液；填料添加步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为2份至3份的填料，并充分搅拌均匀；增稠步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为0.8份至1.2份的增稠剂；耐候化步骤：将质量份为0.1份至0.2份的抗氧化剂、质量份为0.2份至0.3份的抗紫外线剂以及质量份为0.1份至0.2份的防腐剂添加到水性聚氨酯乳液中，充分搅拌均匀制成水性聚氨酯料液；胶膜制作步骤：将水性聚氨酯料液加入成膜模具中，胶膜干燥步骤：对模具中的水性聚氨酯料液进行干燥处理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。2.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，所述多元醇包括如下质量份的各组分：聚酯二醇12份至18份、聚乙二醇14份至12份、聚己二酸新戊二醇酯14份至20份、聚碳酸酯二元醇20份至26份、聚酯二元醇22份至28份。3.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，所述扩链步骤中，扩链剂包括亲水性扩链剂和小分子扩链剂，先向预聚体中添加质量份为2份至3份的亲水性扩链剂充分反应后，再添加质量份为2份至3份的小分子扩链剂。4.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，所述催化剂包括如下质量份的各组分：二月桂酸二丁基锡40份至60份、辛酸亚锡40份至60份。5.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，在所述增稠步骤之前还包括：消泡步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅改性消泡剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。6.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，所述填料包括如下质量份的各组分：碳酸钙粉末20份至30份、滑石粉10份至20份、高岭土20份至40份以及蛭石粉20份至30份。7.根据权利要求1所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，所述异氰酸酯包括如下质量份的各组分：赖氨酸二异氰酸酯20份至24份、六亚甲基二异氰酸酯15份至20份、甲基环己基二异氰酸酯14份至18份、二环己基甲烷二异氰酸酯16份至22份、环己烷二亚甲基二异氰酸酯18份至22份。8.根据权利要求5所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，在所述消泡步骤之后还包括：偶联步骤：将质量份为0.6份至0.8份的聚合改性有机硅氧烷添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。9.根据权利要求8所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，其特征在于，在所述偶联
步骤之后还包括：润湿步骤：将质量份为0.4份至0.6份的有机硅润湿剂添加到所述水性聚氨酯乳液中混合搅拌均匀。10.一种强耐候性水性聚氨酯胶膜，其特征在于，由权利要求1至9所述的强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法制成。

技术总结

本发明涉及一种强耐候性水性聚氨酯胶膜，本发明一种强耐候性水性聚氨酯胶膜制作方法，包括如下步骤：预聚体制作步骤、扩链步骤、乳化步骤、填料添加步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为2份至3份的填料，并充分搅拌均匀；增稠步骤：向所述水性聚氨酯乳液中添加质量份为0.8份至1.2份的增稠剂；耐候化步骤：将质量份为0.1份至0.2份的抗氧化剂、质量份为0.2份至0.3份的抗紫外线剂以及质量份为0.1份至0.2份的防腐剂添加到水性聚氨酯乳液中，充分搅拌均匀制成水性聚氨酯料液；胶膜制作步骤：将水性聚氨酯料液加入成膜模具中，胶膜干燥步骤：对模具中的水性聚氨酯料液进行干燥处理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。理得到强耐候性水性聚氨酯胶膜。