一种家具密封胶用TPU复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及tpu复合材料，具体涉及一种家具密封胶用tpu复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、冰箱或冰柜等家电背后贴有密封胶条，传统密封胶条的密封主体是无纺布，使用时间长之后，无纺布会变薄、老化且密封性严重降低。为此，通过在密封主体的外表面包覆tpu复合材料以克服上述缺陷。但普通的tpu材料在长时间的外力作用下容易产生不可逆的压缩形变，同时存在易黄变、不耐水解和使用寿命短的问题。对此，不少研究对tpu材料进行改性以改善tpu材料的上述缺陷。例如，申请号为201910211347.3的中国专利公开了在tpu分子量上引入双官能度的反应型紫外吸收剂，能够保证tpu产品在长时间具有优异的耐黄变性能，但该tpu产品的耐水解性能仍然较差。又如，申请号为201310661706.8的中国专利中，通过添加水解稳定剂来解决聚酯型tpu在湿热环境下的自降解行为，进而提高其耐水解性能，但随着此类水解稳定剂的加入容易造成tpu材料的机械性能大幅降低，导致应用受限。

2、再者，聚烯烃类热熔胶的现有制备技术中，不少是通过增加各类增粘树脂进行改性以提高该热熔胶的粘接性能，如常见的松香类树脂或石油类增粘树脂，但此类增粘树脂的改性还是难以满足粘力要求高的工艺要求，尤其是极性基材表面，或者需要配合底涂剂使用。并且，聚丙烯热熔胶还存在耐热性较差和固化速率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种家具密封胶用tpu复合材料及其制备方法。

2、本发明的目的通过下述技术方案予以实现：一种家具密封胶用tpu复合材料，包括耐高低温薄膜，所述耐高低温薄膜的一面设置有tpu层，所述耐高低温薄膜的另一面设置有热熔胶层。

3、进一步的，所述tpu层的厚度为50～500μm，所述热熔胶层的厚度为25～100μm。

4、进一步的，所述耐高低温薄膜为tpu薄膜、ptfe薄膜、pvc薄膜或pet薄膜中的至少一种。

5、进一步的，所述tpu层是由tpu胶料涂布后干燥固化而成，所述tpu胶料的制备步骤为：将聚酯多元醇和耐黄变剂于90～110℃、-0.08～-0.15mpa条件下进行脱水1～2h后，降低温度至80～90℃，加入脂肪族异氰酸酯和少量催化剂进行搅拌，然后加入小分子二元醇、阻燃剂和扩链剂反应1～3h，再加入剩余催化剂继续反应1～2h，加入少量溶剂调节固含量，即得到所述tpu胶料。

6、在上述制备步骤中，异氰酸酯指数为0.98～1.0，硬段含量为28％～32％，所述tpu浆料的固含量为60～80％。

7、进一步的，所述聚酯多元醇为聚己内酯二醇、苯酐聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇或聚碳酸亚丙酯二醇中的至少一种。作为优选的，所述聚酯多元醇是由质量比为2:1：1的聚碳酸亚丙酯二醇、聚己内酯二醇和苯酐聚酯多元醇混合而成)。所述聚碳酸亚丙酯二醇的mn为3000，所述聚己内酯二醇的mn为2000，所述苯酐聚酯多元醇的mn为1000。

8、进一步的，所述脂肪族异氰酸酯为二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。作为优选的，所述脂肪族异氰酸酯是由质量比为3～4:1的六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯混合而成。

9、在本发明中，通过上述聚碳酸亚丙酯二醇、聚己内酯二醇和苯酐聚酯多元醇共同组合得到的聚酯多元醇用于与脂肪族异氰酸酯反应，得到的tpu材料具有优良的力学性能、耐水解、耐温和耐黄变性能。其中，由于所述聚碳酸亚丙酯二醇分子内同时含有大量的醚键和碳酸酯键，能够提供较好的韧性、耐水解性和粘接强度；苯酐聚酯多元醇的分子结构中含有苯环，能够提供一定的刚性；而聚己内酯二醇能够提供良好的相容性、耐温性和耐磨性，进而得到的tpu材料具有力学性能好、耐水解和耐温耐磨的特点，并且与耐高低温薄膜复合展现出良好的粘接强度。

10、进一步的，所述耐黄变剂为受阻酚类抗氧剂(ga80)、纳米氧化钛、uv1130或uv292中的至少一种，所述耐黄变剂的用量为聚酯多元醇和脂肪族异氰酸酯总用量的0.5％～2％。作为优选的，所述耐黄变剂是由质量比为2～3：1：1的uv292、受阻酚类抗氧剂和纳米氧化钛混合而成。

11、进一步的，所述阻燃剂是由质量比为1.5-2:1的[双(2-羟乙基)氨基甲基]-磷酸二乙酯和2-羟乙基苯基次磷酸复配而成；所述扩链剂为三羟甲基丙烷、对苯二酚二羟乙基醚、乙氧基封端聚合物二醇中的至少一种；所述小分子二元醇为1～4丁二醇和/或1,6～己二醇。其中，所述扩链剂和小分子二元醇的质量比为1：0.8-1.5：0.5-1.2。本发明通过上述阻燃剂的加入能够有效避免传统物理阻燃剂在tpu体系中的分散问题，进而改善该tpu材料的阻燃稳定性，并且对tpu材料的综合性能影响极小。

12、进一步的，所述催化剂为辛酸亚锡，所述催化剂的用量为聚酯多元醇和脂肪族异氰酸酯总用量的0.01％～0.05％。

13、所述热熔胶层是由热熔胶液涂布后干燥固化而成，所述热熔胶液的制备如下步骤：

14、(3)将40～100份丙烯酸树脂、20～30份氢化萜烯、2～5份2-丙烯酰氧乙基硬脂酸甘油酯、0.1～0.2份引发剂、1～3份氧化剂和80～100份溶剂投入反应器中，通氮气升温至50～70℃进行搅拌1-2h；

15、(4)升高温度至70～80℃，向反应器中加入10～40份tpu预聚体、5～10份偶联剂和0.1～0.2份引发剂继续反应1～2h；

16、(5)继续升高温度至90～110℃搅拌1～2h，即得到所述热熔胶液。

17、进一步的，所述丙烯酸树脂为丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。作为优选的，所述丙烯酸树脂是由质量比为5:1:2:3的丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯混合而成。

18、进一步的，所述引发剂为过氧化二异丙苯，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述溶剂为甲苯。

19、在本发明中，一方面，通过在丙烯酸聚合物上接枝氢化萜烯能够显著增加提高该热熔胶层的粘接性能，同时避免了石油基增粘树脂的使用；另一方面，通过tpu预聚体的加入，能够提高该热熔层的强度、耐热性和耐老化性，同时固化速度有所提高。

20、本发明还提供了上述家具密封胶条用tpu复合材料的制备方法，包括如下步骤：

21、(1)将tpu胶料涂布在耐高低温薄膜的一表面上，在100～130℃条件下烘干固化形成tpu层；

22、(2)将热熔胶液涂布在耐高低温薄膜的另一面上，在110～140℃烘干固化形成热熔胶层。

23、本发明的有益效果在于：

24、(1)本发明通过以聚碳酸亚丙酯二醇、聚己内酯二醇和苯酐聚酯多元醇共同组合得到的聚酯多元醇用于与脂肪族异氰酸酯反应，得到的tpu层具有较好的拉伸强度、耐水解和耐温性能；并且通过特定耐黄变剂和阻燃剂的加入赋予该tpu层优异的耐黄变和阻燃性能；

25、(2)本发明通过在丙烯酸聚合物上接枝氢化萜烯能够显著提高该热熔胶层的粘接强度，并且通过tpu预聚体的加入能够有效提高该热熔胶层的耐热性和耐老化性，同时加快固化程度。