專(zhuān)利名稱(chēng)：一種tpu輸送帶用自清潔涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
TPU(熱塑性聚氨酯)輕型輸送帶質(zhì)輕低毒，節(jié)能環(huán)保效果突出，代表了輸送帶輕 量化、減層化、合成化的發(fā)展方向，在煙草、食品、醫(yī)藥等行業(yè)尤其受到歡迎。但由于其基材 為熱塑性彈性體，其表面的抗油污性能較差，低分子量脂類(lèi)極易附著在表面并滲入帶體，使 輸送帶的維護(hù)成本大大提升，甚至導(dǎo)致輸送帶的功能性破壞。所以開(kāi)發(fā)具有自清潔性能的 輕型輸送帶成為了輸送帶發(fā)展的重要方向之一。 銳鈦礦型二氧化鈦受到波長(zhǎng)小于387. 5nm的紫外光照射時(shí)，價(jià)帶上的電子躍遷到 導(dǎo)帶，激發(fā)電離出點(diǎn)子同時(shí)產(chǎn)生正電性的空穴，形成電子-空穴對(duì)，與吸附溶解在其表面的 氧氣和水反應(yīng)。分布在表面的空穴將0H—和H^氧化成H0，自由基。H0*自由基的氧化能 力很強(qiáng)，能氧化大部分的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，而且對(duì)反應(yīng)物幾乎無(wú)選擇性，在光催化 氧化中起著決定性的作用。超細(xì)的納米1102粉末在應(yīng)用時(shí)存在易團(tuán)聚、難分離等問(wèn)題，而 且傳統(tǒng)的高溫負(fù)載技術(shù)會(huì)使Ti02晶型轉(zhuǎn)變而失去光催化性能，所以將Ti02粉體常溫或低溫 負(fù)載于固體材料中制得分散性較好的Ti02薄膜后涂覆在各種基材表面上的制備工藝成為 目前研究的熱點(diǎn)之一。 聚氨酯具有良好的物理力學(xué)性能，優(yōu)異的耐寒性、彈性和耐有機(jī)溶劑等，被廣泛應(yīng) 用于膠粘劑、涂料、彈性體、泡沫塑料等領(lǐng)域。但一般水性聚氨酯往往存在耐水性、耐溶劑 性、耐化學(xué)品性及機(jī)械強(qiáng)度等性能較差的缺點(diǎn)，而聚丙烯酸酯乳液具有較好的耐水性、物理 機(jī)械性能和耐候性能，但存在熱黏冷脆、不耐溶劑等缺點(diǎn)。聚氨酯和聚丙烯酸酯二者有機(jī)結(jié) 合，可大大提高其耐水性、耐化學(xué)品性及力學(xué)強(qiáng)度等性能，同時(shí)可降低成本，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng) 域。 綜上所述，利用與TPU結(jié)構(gòu)相似的聚氨酯丙烯酸酯負(fù)載銳鈦礦型納米二氧化鈦粉 末制成薄膜，后用特定工藝涂覆在TPU輸送帶上，使其具有自清潔的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法。 本發(fā)明提供的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，是通過(guò)二異氰酸酯類(lèi)物質(zhì)與
二元醇類(lèi)物質(zhì)反應(yīng)，二異氰酸酯類(lèi)過(guò)量得到異氰酸酯基封端的聚氨酯，后與丙烯酸羥酯類(lèi)
反應(yīng)制得聚氨酯丙烯酸酯，再加入經(jīng)過(guò)特殊處理的二氧化鈦粉末制成涂膜液，這樣制成的
涂膜液因其中存在聚氨酯基團(tuán)使得薄膜與TPU具有較好的結(jié)合力，并且丙烯酸酯基團(tuán)的加
入使得涂膜液可以在較低溫度下紫外光固化，不會(huì)改變二氧化鈦晶型，使其具備光催化活
性。具體步驟如下(i)將二元醇類(lèi)物質(zhì)與二異氰酸酯類(lèi)物質(zhì)按摩爾比為i : i.5 i : 5比例混合，
以二月桂酸二丁基錫為催化劑，在極性溶劑體系中于7(TC IO(TC溫度水浴中加熱回流，攪拌，反應(yīng)時(shí)間為3 6小時(shí)，得到產(chǎn)物A。 (2)將產(chǎn)物A與丙烯酸羥酯類(lèi)物質(zhì)按摩爾比為2 : 1 2 : 5比例混合，以4-甲 氧基酚為催化劑，在60°C 9(TC水浴中加熱回流，攪拌，反應(yīng)時(shí)間為2 4小時(shí)，得到產(chǎn)物 B。
(3)將產(chǎn)物B與銳鈦礦型納米二氧化鈦粉末按質(zhì)量比為500 : i ioo : i比例
混合，加入交聯(lián)劑和光固化劑，制成涂膜液，將其涂覆在TPU上并在300 2000W紫外燈下 光照10 300s，即得到具有光催化自清潔性能的薄膜。 本發(fā)明中，步驟(1)中所述二異氰酸酯類(lèi)物質(zhì)包括二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲 苯二異氰酸(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、異福樂(lè)酮二異氰酸酯(IPDI)、二環(huán)己基甲烷二異 氰酸酯(HMDI)或苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)等中任一種。 本發(fā)明中，步驟(1)中所述二元醇類(lèi)物質(zhì)包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚己內(nèi)酯 二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氫呋喃、聚丙二醇、聚六亞甲基碳酸酯二醇或聚硫醚二醇等 中任一種。 本發(fā)明中，步驟(1)中所述極性溶劑包括甲乙酮、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸 丁酯或1、4_ 二惡烷等中任一種。 本發(fā)明中，步驟(2)中所述丙烯酸酯類(lèi)物質(zhì)包括甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙 酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸_2-羥基丙酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、 丙烯酸羥丁酯、丙烯酸_2-羥基丙酯、丙烯酸_2-羥基乙酯或甲基丙烯酸-2-羥基乙酯等中 任一種。 本發(fā)明中，步驟(3)中所述交聯(lián)劑為聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、己二醇二 丙烯酸酯、N， N-亞甲基雙丙烯酰胺、三丙烯酸-(丙基)三甲酯、正丁氧基聚乙二醇甲基丙 烯酸酯、聚乙二醇雙馬來(lái)酸酯、三縮四乙二醇雙馬來(lái)酸酯、癸二醇雙馬來(lái)酸酯或四亞乙基五 胺雙馬來(lái)酰胺等中任一種。 本發(fā)明中，步驟(3)中所述光固化劑為安息香、安息香甲醚、安息香二甲醚、硫雜 蒽酮、2，4-烷基硫雜蒽酮、2-羥基-2-甲基-l-苯基-l-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲?；?基氧化膦、苯偶酰縮酮、二苯甲酮或芳基重氮硼氟酸鹽等中一種。 本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)單高效的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，僅在較低溫 度下即可合成一種使二氧化鈦較好分散的涂層。該涂層穩(wěn)定、均勻且與基材附著力較好、具 有較高的硬度、韌性。利用本發(fā)明方法制備的輸送帶可用于食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、煙草等行業(yè)。


圖1是實(shí)施例1合成的異氰酸酯基封端的聚氨酯紅外譜圖，出現(xiàn)了 3400cm-l、 1700cm-l、1100cm—1的-NH、 -C = 0、 C-0特殊吸收峰。 圖2是實(shí)施例1合成的丙烯酸酯類(lèi)封端的聚氨酯紅外譜圖，出現(xiàn)了 1650cm—^ = C 的特殊吸收峰。 圖3是實(shí)施例1合成的聚氨酯丙烯酸酯的紅外譜圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1 :聚氨酯丙烯酸酯的制備，其工藝路線如下
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紫夕卜光一 固化交聯(lián)一 步驟1 :將異福樂(lè)酮二異氰酸酯13. 875g、聚四氫呋喃25g、二月桂酸二丁基錫 0. 0625g、甲乙酮25g放入250ml反應(yīng)瓶在85。C溫度水浴中加熱攪拌回流5小時(shí)，得到異氰 酸酯基封端的聚氨酯。 步驟2 :向上述產(chǎn)物中加入3. 71g丙烯酸羥丙酯、0. 0375g 4_甲氧基酚在6(TC溫 度水浴中加熱攪拌回流3小時(shí)，得到丙烯酸酯基封端的聚氨酯。 步驟3 :取步驟2所得聚氨酯，加入0. 05g經(jīng)特殊處理的納米二氧化鈦粉末、14. 2g 己二醇二丙烯酸酯、1. 42g 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮制成涂膜液涂覆在TPU表面 上，在1000W紫外燈下光照90s，即得到具有光催化自清潔性能的薄膜。
實(shí)施例2 : 步驟1 :將二苯甲烷二異氰酸酯12. 5g、乙二醇0. 775酸二丁基錫0. 05g、丙酮23g 放入250ml反應(yīng)瓶在85t:溫度水浴中加熱攪拌回流5小時(shí)，得到異氰酸酯基封端的聚氨酯。
步驟2 :向上述產(chǎn)物中加入3g三丙烯酸三羥甲基丙酯、0.03g 4_甲氧基酚在60°C 溫度水浴中加熱攪拌回流3小時(shí)，得到丙烯酸酯基封端的聚氨酯。 步驟3 :取步驟2所得聚氨酯，加入0. 046g經(jīng)特殊處理的納米二氧化鈦粉末、 13. 2g三丙烯酸-(丙基)三甲酯、1. 32g 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮制成涂膜液涂 覆在TPU表面上，在1000W紫外燈下光照90s，即得到具有光催化自清潔性能的薄膜。
實(shí)施例3: 步驟1 :將二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯9. 84g、聚碳酸酯二元醇25g、二月桂酸二丁基 錫0. 0625g、二甲苯25g放入250ml反應(yīng)瓶在85。C溫度水浴中加熱攪拌回流5小時(shí)，得到異 步驟2 :向上述產(chǎn)物中加入3. 31g丙烯酸羥乙酯、0.0375g 4_甲氧基酚在6(TC溫 度水浴中加熱攪拌回流3小時(shí)，得到丙烯酸酯基封端的聚氨酯。 步驟3 :取步驟2所得聚氨酯，加入0. 05g經(jīng)特殊處理的納米二氧化鈦粉末、14. 2g 己二醇二丙烯酸酯、1. 42g 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮制成涂膜液涂覆在TPU表面 上，在1000W紫外燈下光照90s，即得到具有光催化自清潔性能的薄膜。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的 一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)將二元醇類(lèi)物質(zhì)與二異氰酸酯類(lèi)物質(zhì)按摩爾比為1∶1.5～1∶5比例混合，以二月桂酸二丁基錫為催化劑，在極性溶劑體系中于70-100℃溫度水浴中加熱回流，攪拌，反應(yīng)時(shí)間為3-6小時(shí)，得到產(chǎn)物A；(2)將產(chǎn)物A與丙烯酸羥酯類(lèi)物質(zhì)按摩爾比為2∶1～2∶5比例混合，以4-甲氧基酚為催化劑，在60-90℃水浴中加熱回流，攪拌，反應(yīng)時(shí)間為2-4小時(shí)，得到產(chǎn)物B；(3)將產(chǎn)物B與納米二氧化鈦粉末按質(zhì)量比為500∶1～100∶1比例混合，加入交聯(lián)劑和光固化劑，制成涂膜液，將其涂覆在TPU上并在300-2000W紫外燈下光照10-30s，即得到具有光催化自清潔性能的薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(1) 中所述二異氰酸酯類(lèi)物質(zhì)采用二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸、己二異氰酸酯、異佛爾 酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯中任一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(1) 中所述二元醇類(lèi)物質(zhì)采用乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚己內(nèi)酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四 氫呋喃、聚丙二醇、聚六亞甲基碳酸酯二醇或聚硫醚二醇中任一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(1) 中所述極性溶劑采用甲乙酮、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯或l、4-二惡烷中任一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(2) 中所述丙烯酸酯類(lèi)物質(zhì)采用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸 羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥基丙酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸-2-羥基 丙酯、丙烯酸-2-羥基乙酯或甲基丙烯酸-2-羥基乙酯中任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(3) 中所述交聯(lián)劑采用聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、己二醇二丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙 烯酰胺、三丙烯酸-(丙基)三甲酯、正丁氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇雙馬來(lái)酸 酯、三縮四乙二醇雙馬來(lái)酸酯、癸二醇雙馬來(lái)酸酯或四亞乙基五胺雙馬來(lái)酰胺中任一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法，其特征在于步驟(3) 中所述光固化劑采用安息香、安息香甲醚、安息香二甲醚、硫雜蒽酮、2，4-烷基硫雜蒽酮、 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2， 4， 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯偶?？s酮、二 苯甲酮或芳基重氮硼氟酸鹽中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TPU輸送帶用自清潔涂層的制備方法。具體步驟為首先通過(guò)異氰酸酯與聚醚二醇反應(yīng)制備異氰酸酯基封端的聚氨酯，再通過(guò)丙烯酸羥脂類(lèi)與上述聚氨酯反應(yīng)制備丙烯酸酯封端的聚氨酯，最后加入銳鈦礦型納米二氧化鈦粉末紫外固化，得到具有自清潔性能的涂層材料。
文檔編號(hào)C09D175/16GK101747521SQ20101002279
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者劉琳, 符春陽(yáng) 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)