CN101446041B - 环保型复合充气材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保型复合充气材料及其制备方法，包括基布、涂覆在所述基布背面的背面底涂层、涂覆在所述背面底涂层上的背面面涂层、涂覆在所述基布正面的正面底涂层和涂覆在所述正面底涂层上的正面面涂层。本发明的环保型复合充气材料，可以用于制备充气泳池、充气船舶、充气玩具、充气建筑等。所述环保型复合充气材料，不仅具有强度高、蠕变低、永久变形小的特点，同时还满足了环保PVC充气材料所需的气密性、耐寒性、焊接性、耐海水、耐化学性以及耐油、耐溶剂和耐摩擦等众多功能，具有极大的社会和经济效益。

Description

环保型复合充气材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合充气材料。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是世界上通用的五大合成树脂之一，因其具有优越的综合性能而广泛应用于国民经济的各个领域。PVC也是充气材料的主要原材料，由于PVC加工热稳定性差，所以在其成型加工时必须加入热稳定剂，常用的热稳定剂主要有铅盐类、金属皂类、有机锡类、稀土类、和钙/锌类等热稳定剂，铅镉热稳定剂虽好，但毒性大，严重危害人体健康并污染环境，从20世纪90年代起，世界各国已经充分认识到铅、镉引起的环境问题，各国和地区纷纷出台了相应的政策法规。最近，欧盟制定了WEEE和RoHS两个“姊妹”环保法律。充气船布需要柔而韧，且有弹性的材料，而目前的材料大多使用邻苯二甲酸盐，但自从在人体组织内和尸检时检出有邻苯二甲酸二辛酯的存在和美国国家癌症研究所发现大剂量的邻苯二甲酸二辛酯会导致老鼠致癌以后，人们又开始对邻苯二甲酸二辛酯的毒性及致癌开展日益激烈的争论，至今仍没有统一的结论。虽然没有直接证据，但由于对环境有污染及对人体具有潜在的危害，欧盟经过了较长时间的磋商，并综合了各个欧盟成员国的意见，欧盟议会和欧盟理事会2003年1月23日第2002/95/EC号关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令。欧盟新颁布的有关邻苯二甲酸盐的新指导标准(第2005/84/EC)其中DEHP、DIDP、DNOP、DBP、BBP、DINP的含量不超过0.1％，
在船舶新材料方面，以往的PVC充气材料尚有如下缺点：
(1)传统上，基于含铅和含镉热稳定剂诱人的加工性能优势，在PVC加工中大量使用，但RoHS禁止含铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚。
(2)充气船布需要柔性材料，而目前的材料大多使用邻苯二甲酸盐，欧盟理事会又决定禁止使用DOP、DBP、BBP、DINP、、DIDP、DNOP。
(3)船舶材料一般都经过焊接，目前的材料焊接性差；IVK焊接＜100N/5cm；
(3)船用材料一般在江、河、湖、海中应用，海水对PVC树脂材料有侵蚀，在海水中失光、变色、起泡，国外用TPU材料，但成本大大增加；
(4)用PVC制造的船布难以长时间的承受船与其他物体的摩擦，由于在江、河、湖、海中经常不同程度的碰到漂浮的油污，而油能抽提PVC中的增塑剂，使材料性能变劣。(20#机油中拉伸残率为80％)。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型复合充气材料及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的环保型复合充气材料，包括基布、涂覆在所述基布背面的背面底涂层、涂覆在所述背面底涂层上的背面面涂层、涂覆在所述基布正面的正面底涂层和涂覆在所述正面底涂层上的正面面涂层；
所说的基布正面指的是使用的一面；
背面底涂层的涂覆量为50-80g/m2；
正面底涂层的涂覆量为50-80g/m2；
背面面涂层的涂覆量为180-280g/m2；
正面面涂层的涂覆量为180-300g/m2；
所说的背面底涂层和正面底涂层的材料的组分和重量份数包括：
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)     100份
稳定剂                     2-5份
增塑剂                     70-80份
填充剂                     10-20份
润滑剂                     0.5-1.5份
所说的背面面涂层和正面面涂层的材料的组分和重量份数包括：
粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)    100份
稳定剂                    2-5份
加工助剂                  1-2份
增塑剂                    50-70份
填充剂                    10-20份
润滑剂                    0.5-1.5
改性剂                    5-20份
抗氧化剂                  0.2～1.5份
着色剂                    0.3～8份
所述的糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)的粘度为1000～3500mpa.s，可采用沈阳化工公司的产品；
所述的粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)的平均聚合度为1000～2500；
所说的稳定剂选自钙/锌复合稳定剂，可采用德国熊牌公司的产品MC8763；
所说的加工助剂选自丙烯酸类共聚物，可采用罗门哈司公司的K-125或K-175产品；
所说的增塑剂选自对苯二甲酸二辛脂，可采用伊士曼公司的增塑剂Eastman168产品；
所说的填充剂为碳酸钙；
润滑剂选自硬脂酸或硬脂酸钡；
改性剂为羧基丁腈橡胶粉，可采用南京盛东化工公司的产品；
抗氧化剂为2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮；
着色剂为钛白粉；
所说的基布为机织涤纶布，这是复合充气材料的骨架，是支撑新材料强度的主要因素；
优选的，机织布的组织构造如下：
密度：经向  200D-2000D    纬向  200D-2000D；
组织结构：经向6-20根/cm  纬向6-20根/cm；
织造方法：二上二下；一上一下；
本发明的环保型复合充气材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将背面面涂层和正面面涂层的各个组分分别按照比例混合，然后通过螺杆挤出机挤出，再通过双辊热融压延机压延成膜，获得背面面涂层和正面面涂层，压延成膜温度为160～190℃；
(2)背面底涂层和正面底涂层的各个组分分别按照比例混合，获得背面底涂层料浆和正面底涂层料浆；
(3)将步骤(2)的背面底涂层料浆和正面底涂层料浆涂覆在所述的基布的两侧，然后再将步骤(1)获得的背面面涂层和正面面涂层分别贴合在背面底涂层料浆和正面底涂层料浆上，然后通过压光辊压合，压合温度为30～60℃，冷却，获得产品；
上述的制备方法中所采用的设备均为本领域公知的通用设备。
采用本发明的环保型复合充气材料，可以用于制备充气泳池、充气船舶、充气玩具、充气建筑等。
采用上述方法制备的环保型复合充气材料，不仅具有强度高、蠕变低、永久变形小的特点，同时还满足了环保PVC充气材料所需的气密性、耐寒性、焊接性、耐海水、耐化学性以及耐油、耐溶剂和耐摩擦等众多功能，具有极大的社会和经济效益。
附图说明
图1为环保型复合充气材料结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的环保型复合充气材料，包括基布1、涂覆在所述基布背面的背面底涂层2、涂覆在所述背面底涂层2上的背面面涂层3、涂覆在所述基布1正面的正面底涂层4和涂覆在所述正面底涂层4上的正面面涂层5。
实施例1
制备如图1所示的环保型复合充气材料。
背面底涂层的涂覆量为80g/m2；
正面底涂层的涂覆量为80g/m2；
背面面涂层的涂覆量为280g/m2；
正面面涂层的涂覆量为300g/m2；
配方：
所说的背面底涂层和正面底涂层的材料的组分和重量份数为：
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)      100份
稳定剂    5份
增塑剂    70份
填充剂    20份
润滑剂    0.5份
所说的背面面涂层和正面面涂层的材料的组分和重量份数包括：
粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)    100份
稳定剂                    2份
加工助剂                  2份
增塑剂                    50份
填充剂                    20份
润滑剂                    0.5份
改性剂                    20份
抗氧化剂                  0.5份
着色剂                    8份
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)的粘度为2000；
所述的粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)的平均聚合度为1000～2500；
所说的稳定剂为钙/锌复合稳定剂，采用德国熊牌公司的产品；
所说的加工助剂为丙烯酸类共聚物，采用罗门哈司公司的K-125产品；
所说的增塑剂为对苯二甲酸二辛脂；
所说的填充剂为碳酸钙；
润滑剂为硬脂酸；
改性剂为羧基丁腈橡胶粉，采用南京盛东化工公司的产品；
抗氧化剂为2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮，采用汽巴公司的产品；
着色剂为钛白粉；
基布为机织涤纶布，机织布的组织构造如下：
密度：经向2000D    纬向2000D；
组织结构：经向20根/cm  纬向20根/cm；
织造方法：二上二下
制备方法：
(1)将背面面涂层和正面面涂层的各个组分分别按照比例混合，然后通过螺杆挤出机挤出，再通过双辊热融压延机压延成膜，获得背面面涂层和正面面涂层，压延成膜温度为170℃；
(2)背面底涂层和正面底涂层的各个组分分别按照比例混合，获得背面底涂层料浆和正面底涂层料浆；
(3)将步骤(2)的背面底涂层料浆和正面底涂层料浆涂覆在所述的基布的两侧，然后再将步骤(1)获得的背面面涂层和正面面涂层分别贴合在背面底涂层料浆和正面底涂层料浆上，然后通过压光辊压合，压合温度为30℃，冷却，获得产品。
产品物理性能指标如下表：
产品物理特性表
  序号     项目     单位     结果
    1     粘接强度(IVK)≥     N/5cm     150
    2     耐低温     ℃     -30
    3     耐静水压≥     MPa     5
    4     耐油性拉伸强度残留率     ％     90
    5     铅含量≤     ppm     ND
    6     镉含量≤     ppm     ND
    7     邻苯二甲酸盐≤     ％     0.76
实施例2
制备如图1所示的环保型复合充气材料。
背面底涂层的涂覆量为50g/m2；
正面底涂层的涂覆量为50g/m2；
背面面涂层的涂覆量为180g/m2；
正面面涂层的涂覆量为180g/m2；
配方：
所说的背面底涂层和正面底涂层的材料的组分和重量份数为：
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)    100份
稳定剂                    2份
增塑剂                    80份
填充剂                    10份
润滑剂                    1.5份
所说的背面面涂层和正面面涂层的材料的组分和重量份数包括：
粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)    100份
稳定剂                    5份
加工助剂                  1份
增塑剂        70份
填充剂        10份
润滑剂        1.5份
改性剂        5份
抗氧化剂      1份
着色剂        0.5份
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)的粘度为2300；
所述的粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)的平均聚合度为1300；
所说的稳定剂选自钙/锌复合稳定剂。采用德国熊牌公司的MC8763产品；
所说的加工助剂为K-125，丙烯酸类共聚物，采用罗门哈司公司的产品；
所说的增塑剂为对苯二甲酸二辛脂；
所说的填充剂为碳酸钙；
润滑剂为硬脂酸钡
改性剂为羧基丁腈橡胶粉；
抗氧化剂为2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮；
着色剂为钛白粉；
基布为机织涤纶布，机织布的组织构造如下：
密度：经向200D    纬向200D；
组织结构：经向6根/cm  纬向6根/cm；
织造方法：一上一下
制备方法：
(1)将背面面涂层和正面面涂层的各个组分分别按照比例混合，然后通过螺杆挤出机挤出，再通过双辊热融压延机压延成膜，获得背面面涂层和正面面涂层，压延成膜温度为170℃；
(2)背面底涂层和正面底涂层的各个组分分别按照比例混合，获得背面底涂层料浆和正面底涂层料浆；
(3)将步骤(2)的背面底涂层料浆和正面底涂层料浆涂覆在所述的基布的两侧，然后再将步骤(1)获得的背面面涂层和正面面涂层分别贴合在背面底涂层料浆和正面底涂层料浆上，然后通过压光辊压合，压合温度为30℃，冷却，获得产品。
产品物理性能指标如下表：
产品物理特性表
  序号     项目     单位     结果
    1     粘接强度(IVK)≥     N/5cm     100
    2     耐低温     ℃     -20
    3     耐静水压≥     MPa     1.5
    4     耐油性拉伸强度残留率     ％     90
    5     铅含量≤     ppm     5
    6     镉含量≤     ppm     5
    7     邻苯二甲酸盐≤     ppm     0.1

Claims (8)

1.环保型复合充气材料，其特征在于，包括基布、涂覆在所述基布背面的背面底涂层、涂覆在所述背面底涂层上的背面面涂层、涂覆在所述基布正面的正面底涂层和涂覆在所述正面底涂层上的正面面涂层。
2.根据权利要求1所述的环保型复合充气材料，其特征在于，背面底涂层的涂覆量为50-80g/m2；正面底涂层的涂覆量为50-80g/m2；背面面涂层的涂覆量为180-280g/m2；面面涂层的涂覆量为180-300g/m2。
3.根据权利要求1或2所述的环保型复合充气材料，其特征在于，所说的背面底涂层和正面底涂层的材料的组分和重量份数包括：
糊状聚氯乙烯树脂(EPVC)    100份
稳定剂                    2-5份
增塑剂                    70-80份
填充剂                    10-20份
润滑剂                    0.5-1.5份
所说的背面面涂层和正面面涂层的材料的组分和重量份数包括：
粉状聚氯乙烯树脂(SPVC)    100份
稳定剂                    2-5份
加工助剂                  1-2份
增塑剂                    50-70份
填充剂                    10-20份
润滑剂                    0.5-1.5
改性剂                    5-20份
抗氧化剂                  0.2～1.5份
着色剂        0.3～8份。
4.根据权利要求3所述的环保型复合充气材料，其特征在于，所述的糊状聚氯乙烯树脂的粘度为1000～3500，所述的粉状聚氯乙烯树脂的平均聚合度1000～2500。
5.根据权利要求3所述的环保型复合充气材料，其特征在于，所说的稳定剂选自钙/锌复合稳定剂；
所说的加工助剂选自丙烯酸类共聚物；
所说的增塑剂选自对苯二甲酸二辛脂；
所说的填充剂选自碳酸钙；
润滑剂选自硬脂酸或硬脂酸钡；
改性剂选自羧基丁腈橡胶粉；
抗氧化剂选自2-羟基-4正辛氧基二苯甲酮
着色剂选自钛白粉。
6.根据权利要求3所述的环保型复合充气材料，其特征在于，所说的基布为机织涤纶布。
7.根据权利要求6所述的环保型复合充气材料，其特征在于，机织布的组织构造如下：
密度：经向  200D-2000D    纬向  200D-2000D；
组织结构：经向6-20根/cm  纬向6-20根/cm；
织造方法：二上二下；一上一下。
8.制备权利要求1～7任一项所述的环保型复合充气材料的方法，包括如下步骤：
(1)将背面面涂层和正面面涂层的各个组分分别按照比例混合，然后通过螺杆挤出机挤出，再通过双辊热融压延机压延成膜，获得背面面涂层和正面面涂层，压延成膜温度为160～190℃；
(2)背面底涂层和正面底涂层的各个组分分别按照比例混合，获得背面底涂层料浆和正面底涂层料浆；
(3)将步骤(2)的背面底涂层料浆和正面底涂层料浆涂覆在所述的基布的两侧，然后再将步骤(1)获得的背面面涂层和正面面涂层分别贴合在背面底涂层料浆和正面底涂层料浆上，然后通过压光辊压合，压合温度为30～60℃，冷却，获得产品。
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