CN102199882A - Tpu改性高性能pvc球革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TPU改性高性能PVC球革，该球革利用加入TPU改性高性能PVC剂浆料采用压延法制备而成，所述TPU改性高性能PVC浆料由以下重量份的组分配成：SG-3PVC树脂粉100份，TPU树脂20～30份，纳米复合材料8～20份，环氧大豆油10～40份，偶联剂1～2份，抗紫外线剂0.2～0.3份，色饼2～20份，稳定剂和发泡剂3～7份，重质碳酸钙120～140份。本发明的球革不仅具有较好的机械性能，还具有超特性其表面耐磨耗型转数≥6000次。
Description
技术领域
本发明属于PVC球革制造领域，具体涉及一种TPU改性高性能PVC球革以及这种TPU改性高性能PVC球革制备方法。
背景技术
现在越来越多的体育用品开始使用合成革作为原材料，尤其是足球、排球、篮球、手球等球类对合成革的需求较大。根据国家体育总局发布的公告，2008年全国体育及相关产业从业人员达到了317.09万人，实现增加值1554.97亿元，占当年GDP的0.52％，2006年至2008年，体育产业每年的增长幅度均超过16％。2010年3月24日国务院办公厅发布了《关于加快发展体育产业的指导意见》。这是中国首份在国家层面上对中国体育产业进行规划梳理并提出目标任务的政策性指导意见，它将唤醒体育产业2万亿市场。在未来十年乃至二十年内，体育用品产业将是中国发展前景最好的产业之一。如篮球已成为中国最受欢迎的大球运动，并据NBA中国人造革合成革网预计，中国约有3亿人打篮球，这对于国内篮球市场及其上游市场而言，发展空间值得期待。球革做为橡胶的替代材料，目前还主要应用于礼品球、训练用球上，虽然比赛用篮球较少涉足，但人造革合成革在足球、排球上已广泛应用。2009年球革销量0.57亿米，预计到2013年其需求量将达0.98亿米。它是用S-3加增塑剂和其他的助剂压延复合在布上制成。但是普通PVC球革弹性、耐磨性、剥离强度、色牢度性能较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备高物化性能PVC球革。
本发明的另一目的是提供一种上述高性能PVC球革的制备方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种TPU改性高性能PVC球革，该球革利用加入TPU树脂改性得到高性能PVC剂浆料采用压延法制备而成，所述TPU高性能PVC浆料由以下重量份的组分(原料)配成：
其中SG-3PVC树脂为电石法聚氯乙烯树脂，该树脂为粉末状态，用于制备TPU高性能PVC浆料。
其中所述TPU热塑性聚氨酯(TPU)弹性体，是无毒环保的高分子聚合物，具有强度高，物理机械性能，拉伸强度、伸长率好等特点。浆料中TPU树脂的用量优选为20～30份。
环氧大豆油在本TPU改性高性能PVC球革中作为主要增塑剂，除提升制品性质外还可以避免对环境的污染。
色饼为球革制造常用色饼，根据不同颜色要求，进行选用。
偶联剂为钛酸酯偶联剂。
抗紫外线剂为有机类紫外线屏蔽剂。
稳定剂、发泡剂为常用球革生产用的助剂，其中稳定剂优选为钾锌稳定剂、钡锌稳定剂或S-3复合稳定剂，发泡剂优选为偶氮二甲酰胺(即发泡剂AC)或含偶氮二甲酰胺的混合物。
其中纳米复合材料是纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合材料，复合材料中氧化铝与二氧化硅的质量比为2∶1～1∶2。该复合材料为白色蓬松粉末状态，平均粒径为10～30nm，优选平均粒径是20nm；比表面积≥50m/g。该材料粒度分布均匀、纯度高、高分散、其比表面低，具有耐高温的惰性，耐热性强，成型性好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，在本发明中，与其他组分(如TPU树脂、环氧大豆油、重钙等)合用，相互协同作用，可以大幅提高PVC制品的耐磨作用。在配方中优选采用8～20份。实验发现，如果仅采用其中一种纳米材料，则会大幅降低PVC球革的耐磨和机械性能。
本发明中的填料采用重钙(重质碳酸钙)。
上述压延法为传统压延法，即将TPU改性高性能PVC型S-3浆料的各原料在100～150℃下高速搅拌后于145～155℃下首次密炼，得到TPU高性能PVC型浆料；基材于140～160℃下上PU(聚氨酯)浆料，然后与所述TPU高性能PVC型浆料结合于155～165℃下再次密炼，密炼后进入四滚压延机于160～190℃下压延平整，最后于160～180℃下进行发泡压花处理。
TPU改性高性能PVC型球革的制备方法具体为：先将TPU改性高性能PVC型浆料的各原料在高速搅拌机中高速搅拌后进入密炼机进行首次密炼，得到TPU改性高性能PVC型浆料；基材上PU浆料，然后与所述TPU改性高性能PVC型浆料结合在密炼机中再次密炼，密炼后进入四滚压延机压延平整，最后进入发泡印花机进行发泡压花处理；其中所述TPU改性高性能PVC型的各原料及其重量份配比如上所述。
制备方法中，高速搅拌时的温度为100～150℃；首次密炼温度为145～155℃；基材于140～160℃下上PU浆料；再次密炼时的温度为155～165℃；压延温度为160～190℃；发泡压花处理温度为160～180℃。
另经过反复研究，本配方中采取添加部分TPU热塑性聚氨酯树脂，在各组分配合下，充分发挥了TPU和SG-3两者优良特性，既可以作为对SG-3增塑剂使用，消除部分聚氯乙烯存在的增塑剂迁移、挥发的问题，又可以增加制品的硬度、刚韧性能。本发明中还采用钠米复合材料为耐磨耗型剂，不仅克服了单一钠米材料难以实现较TPU高性能PVC的缺陷，更与TPU以及其他组分协同作用，极大地提高了球革的耐磨耗型性能。本发明的球革不仅具有较好的机械性能，还具有超耐磨特性，其表面耐磨耗型转数≥6000次。
具体实施方式
实施例1
TPU改性高性能PVC浆料的各原料及其重量份配比为：SG-3PVC树脂粉100份，TPU树脂25份，纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合材料(质量比1∶1，平均粒径20nm；比表面积≥50m/g)14份，环氧大豆油30份，色饼7份，钾锌稳定剂2份，发泡剂2份，重钙130份，钛酸酯偶联剂1份，抗紫外线剂0.2份。
按配料将计量后的上述各物料经脉冲上料机输入高速搅拌机中，温度控制在100-150℃充分搅拌后，进入密炼机，温度控制在(160℃)密炼数分钟；另外，将基材(各种布料)开幅后，上PU浆料(150℃)，将密炼充分的物料与上PU浆料的基材结合，进入二滚开炼机(160℃)开炼，再进入四滚压延机(温度160-190℃)压延平整后，冷却至常温卷曲，再进入发泡印花机(160-180℃)发泡压成各种花纹，然后进行分卷检验，包装入库。
这种球革物化性能如表1。
实施例2
TPU改性高性能PVC浆料的各原料及其重量份配比为：SG-3PVC树脂粉100份，TPU树脂15份，纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合材料(质量比1∶2，平均粒径20nm；比表面积≥50m/g)8份，环氧大豆油20份，色饼15份，钡锌稳定剂1份，偶氮二甲酰胺3份，重钙120份，钛酸酯偶联剂2份，抗紫外线剂0.3份。
按配料将计量后的上述各物料经脉冲上料机输入高速搅拌机中，温度控制在100-150℃充分搅拌后，进入密炼机，温度控制在(160℃)密炼数分钟；另外，将基材(各种布料)开幅后，上PU浆料(150℃)，将密炼充分的物料与上PU浆料的基材结合，进入二滚开炼机(160℃)开炼，再进入四滚压延机(温度160-190℃)压延平整后，冷却至常温卷曲，再进入发泡印花机(160-180℃)发泡压成各种花纹，然后进行分卷检验，包装入库。
这种球革性能如下：撕裂强度72N，耐磨性17mg，表面耐磨耗型转数≥6000次，机械性能优异。(耐磨发能根据GB/T18102-2000检测，下同)
对比例1
除不含TPU树脂外，其他同实施例1。
对比例2
除不含纳米复合材料外，其他同实施例1。
表1、各皮革性能指标对比
| 性能指标 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
| 撕裂强度≥50N | 72 | 25 | 51 |
| 剥离强度≥16Kg | 18 | 13 | 17 |
| 顶破强度≥60N | 120 | 61 | 85 |
| 缝合性 | 一般 | 良好 | 良好 |
| 耐磨性≤50mg | 17 | 60 | 30 |
| 可裁剪性 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 表面耐磨耗型转数 | ≥6000次 | ≤3000次 | ≤2000次 |
Claims (9)
1.一种TPU改性高性能PVC球革，其特征在于：该球革利用TPU改性高性能PVC浆料采用压延法制备而成，所述TPU改性高性能PVC浆料由以下重量份的组分配成：
2.根据权利要求1所述的TPU改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述SG-3PVC树脂为S-3型电石法聚氯乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的TPU改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述纳米复合材料为纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合材料。
4.根据权利要求3所述的TPU改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合材料中，氧化铝与二氧化硅的质量比为2∶1～1∶2。
5.根据权利要求3所述的TPU改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述纳米复合材料的平均粒径10～30nm，比表面积≥50m/g。
6.根据权利要求1所述的TPU改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述稳定剂为钾锌稳定剂、钡锌稳定剂或S-3复合稳定剂，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或含偶氮二甲酰胺的混合物。
7.根据权利要求1所述的TPU改性改性高性能PVC型球革，其特征在于：所述的压延法为将TPU改性高性能PVC浆料的各原料在100～150℃下高速搅拌后于145～155℃下首次密炼，得到高性能PVC浆料；基材于140～160℃下上PU浆料，然后与所述高性能PVC浆料结合于155～165℃下再次密炼，密炼后进入四滚压延机于160～190℃下压延平整，最后于160～180℃下进行发泡压花处理。
8.一种权利要求1所述的TPU改性高性能PVC型球革的制备方法，其特征在于：先将TPU高性能PVC浆料的各原料在高速搅拌机中高速搅拌后进入密炼机进行首次密炼，得到TPU改性高性能PVC浆料；基材上PU浆料，然后与所述TPU改性高性能PVC浆料结合在密炼机中再次密炼，密炼后进入四滚压延机压延平整，最后进入发泡印花机进行发泡压花处理；其中所述TPU高性能PVC浆料的各原料及其重量份配比如下：
9.根据权利要求8所述的TPU高性能PVC型球革的制备方法，其特征在于：高速搅拌时的温度为100～150℃；首次密炼温度为145～155℃；基材于140～160℃下上PU浆料；再次密炼时的温度为155～165℃；压延温度为160～190℃；发泡压花处理温度为160～180℃。
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