CN103144323A - 热塑性聚氨酯复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，属于压延制品技术领域。其特征是，将热塑性聚氨酯颗粒脱水干燥后在开炼机上开炼包辊，将其打成坯块后放入行星挤出机中塑化并抽真空脱泡，再放入四辊压延机中压延成膜，将织物与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，制得热塑性聚氨酯复合材料。本发明提供了一种热塑性聚氨酯与织物层压的方法，通过对热塑性聚氨酯开炼塑化、热熔压延成膜直接复合在织物上，改善了常规热塑性聚氨酯的加工手法，使热塑性聚氨酯的规格、风格多样化。
Description
技术领域
本发明涉及一种热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，尤其是一种聚醚型热塑性聚氨酯在倒L型四辊压延机上成膜与织物的复合制备方法，属于压延制品技术领域。
背景技术
压延成型主要用于生产塑料和片材，根据使用工艺不同而得到不同的压延制品，其在国民经济中被广泛用于工业、农业、国防、医疗卫生和日常用品等方面。在工业方面，压延制品主要用于防水覆盖、汽车装饰及大型设备包装覆盖等；在农业方面，压延制品用于育秧、大棚覆盖、保温遮阳、防止水土流失等；在日常生活中，压延制品用于大量制作雨衣、箱包、服装、玩具包装等。压延制品使用范围非常广泛，与人民生活息息相关。压延成型制品优点很多，主要体现如下：加工制品的长度、宽度、厚度可以根据使用要求进行调整控制，方便快速，可控性强；制品质量好，厚度均匀，误差小，可根据要求制备各种花型；同样材料的加工，其力学强度高于吹膜塑料；连续生产能力强，加工能力大，自动化程度高。
在国内，压延成型的主要加工材料是聚氯乙烯树脂，聚氯乙烯薄膜虽然使用范围非常广泛，但由于其材料特性限制导致聚氯乙烯产品存在许多缺点，如单纯的聚氯乙烯无法加工，因此为了让其具有各种特性，在加工时会添加一些添加剂和增塑剂，这些添加剂和增塑剂一般都具有一定的毒性，加工和使用时有浓浓的塑料味道、不利于健康，且聚氯乙烯塑料使用寿命短，耐磨和耐候型较差，在气温较低时会变硬且容易破裂，严重时会发生龟裂，导致无法使用，限制了压延制品在很多方面的使用范围。
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）材料是一种无味环保材质，TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时还具有高防水、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。国外最先将该材料应用于航空和医疗领域，随着对环保和安全的愈加重视，近年国内也逐步出现并应用于游乐设备、生活用品等行业。TPU按分子结构可分为聚酯型和聚醚型两种，按加工方式可分为注塑级、挤出级、吹塑级等。而聚醚TPU材料相比较聚酯TPU而言耐水解，在使用一定时间后其内部物质不会溶解于水、不易发黄、较聚酯型柔软、适用于水上产品为行业材料首选、性能优越，目前无其它材料可取代。
因此，需要提供一种由TPU制成的新型压延制品。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，本发明制备出的压延制品具有高防水、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线、环保、使用寿命长、耐磨的特性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1）将热塑性聚氨酯颗粒放入温度为90-100℃的干燥箱内进行低速搅拌1-2小时，使其充分脱水干燥；
2）将步骤1）中干燥好的占总重量80%的热塑性聚氨酯颗粒在开炼机上开炼包辊，初始辊温为175℃，待热塑性聚氨酯颗粒包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，并在物料内添加剩余的干燥好的热塑性聚氨酯颗粒继续包辊，利用颗粒本身旋转自摩擦产生的温度将物料塑化，得到胶状热塑性聚氨酯；所述开炼机上双辊速度比为1:1.25；
3）待步骤2）中的胶状热塑性聚氨酯温度达到180℃后将其打坯成块，并利用其自身热量继续塑化5分钟；
4）将步骤3）中塑化后的热塑性聚氨酯放入另一个开炼机中继续包辊，当热塑性聚氨酯温度为180℃时，将其打成圆柱形坯块后放入行星挤出机中塑化并抽真空脱泡，挤出半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯；所述行星挤出机的温度为160-185℃；
5）按需要设定好四辊压延机的四辊间距，并用石蜡对辊面进行清洁和润滑；将步骤4）中塑化好的半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯放入四辊压延机中压延成膜，得到热塑性聚氨酯薄膜，膜厚为0.10-0.20mm；所述四辊压延机的温度为165-185℃；
6）在织物表面涂上粘合剂，调整热塑性聚氨酯薄膜的膜厚与宽度，并采用红外加热预热织物，通过贴合胶辊、压花辊将织物的一面与步骤5）中热塑性聚氨酯薄膜进行复合，得到半成品；所述贴合胶辊压力为50KG，压花辊压力为45KG；
7）将步骤6）中的半成品利用水冷降温、冷却定型，成型后重复步骤6）将织物的另一面与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，最终制得热塑性聚氨酯复合材料。
所述行星挤出机加料口温度为165℃，螺杆温度为170℃，出口温度为185℃，转速为12-36 r/min，螺杆真空度为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h。
所述织物为涤纶长丝基布，厚度为0.2mm。
所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯。
所述四辊压延机为倒L四辊压延机，四辊温度分别为：1号辊170℃、2号辊175℃、3号辊180℃、4号辊182℃，四辊速度比为1:1.1:1.25:1.4。
所述热塑性聚氨酯薄膜门幅为2m。
所述步骤6）中物料牵引速度为12m/min，红外加热设定为90KW，织物温度为195℃，热塑性聚氨酯薄膜温度为190℃，加工速度为10m/min。
本发明提供了一种热塑性聚氨酯与织物层压的方法，首先利用专业烘干机械（旋转干燥机）将热塑性聚氨酯颗粒脱水除湿，将烘干后的颗粒通过开炼机开炼塑化打成坯料，再投入至行星挤出机塑化真空脱泡后挤出，经物料传送带供料至倒L四辊压延机压延成0.1-0.2mm厚度的薄膜，再与涂过粘合剂的织物进行层压，制成热塑性聚氨酯复合材料。本发明通过对热塑性聚氨酯开炼塑化、热熔压延成膜直接复合在织物上，改善了常规热塑性聚氨酯的加工手法，使热塑性聚氨酯的规格、风格多样化。
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）材料是一种无味环保材质，具有高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时还具有高防水、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。TPU按分子结构可分为聚酯型和聚醚型两种，而聚醚TPU材料相比较聚酯TPU而言耐水解，在使用一定时间后其内部物质不会溶解于水、不易发黄、较聚酯型柔软、适用于水上产品为行业材料首选、性能优越。
本发明制得的热塑性聚氨酯复合材料，其长度、宽度、厚度可根据实际需求进行调整控制，方便快速，可控性强；其厚度均匀，误差小，制品质量好；无毒性，无味道、环保健康，使用寿命长，耐磨和耐候性好。
具体实施方式
实施例一
热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将热塑性聚氨酯颗粒放入温度为90-100℃的干燥箱内进行低速搅拌1-2小时，使其充分脱水干燥；所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯；
2）将步骤1）中干燥好的占总重量80%的热塑性聚氨酯颗粒在开炼机上开炼包辊，初始辊温为175℃，待热塑性聚氨酯颗粒包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，并在物料内添加剩余的干燥好的热塑性聚氨酯颗粒继续包辊，利用颗粒本身旋转自摩擦产生的温度将物料塑化，得到胶状热塑性聚氨酯；所述开炼机上双辊速度比为1:1.25；
3）待步骤2）中的胶状热塑性聚氨酯温度达到180℃后将其打坯成块，并利用其自身热量继续塑化5分钟；
4）将步骤3）中塑化后的热塑性聚氨酯放入另一个开炼机中继续包辊，当热塑性聚氨酯温度为180℃时，将其打成圆柱形坯块后放入行星挤出机中塑化并抽真空脱泡，挤出半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯；所述行星挤出机的温度为160-185℃；
5）按需要设定好四辊压延机的四辊间距，并用石蜡对辊面进行清洁和润滑；将步骤4）中塑化好的半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯放入四辊压延机中压延成膜，得到热塑性聚氨酯薄膜，膜厚为0.10-0.20mm；所述四辊压延机的温度为165-185℃；
6）在织物表面涂上粘合剂，调整热塑性聚氨酯薄膜的膜厚与宽度，并采用红外加热预热织物，通过贴合胶辊、压花辊将织物的一面与步骤5）中热塑性聚氨酯薄膜进行复合，得到半成品；所述贴合胶辊压力为50KG，压花辊压力为45KG，物料牵引速度为12m/min，红外加热设定为90KW，织物温度为195℃，热塑性聚氨酯薄膜温度为190℃，加工速度为10m/min；所述热塑性聚氨酯薄膜门幅为2m；
7）将步骤6）中的半成品利用水冷降温、冷却定型，成型后重复步骤6）将织物的另一面与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，最终制得热塑性聚氨酯复合材料。
所述行星挤出机加料口温度为165℃，螺杆温度为170℃，出口温度为185℃，转速为12-36 r/min，螺杆真空度为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h。
所述四辊压延机为倒L四辊压延机，四辊温度分别为：1号辊170℃、2号辊175℃、3号辊180℃、4号辊182℃，四辊速度比为1:1.1:1.25:1.4。
所述织物为涤纶长丝基布，厚度为0.2mm。
实施例二
热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1）将200KG的热塑性聚氨酯颗粒放入温度为100℃的旋转干燥机内进行低速搅拌2小时，使其充分脱水干燥；所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，物料比重1.12，硬度85shoreA；
2）将步骤1）中干燥好的占总重量80%的热塑性聚氨酯颗粒在开炼机上开炼包辊，初始辊温为175℃，待热塑性聚氨酯颗粒包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，并在物料内添加剩余的干燥好的热塑性聚氨酯颗粒继续包辊，利用颗粒本身旋转自摩擦产生的温度将物料塑化，得到胶状热塑性聚氨酯；所述开炼机上双辊速度比为1:1.25；
3）待步骤2）中的胶状热塑性聚氨酯温度达到180℃后将其打坯成块，并利用其自身热量继续塑化5分钟；
4）将步骤3）中塑化后的热塑性聚氨酯放入另一个开炼机中继续包辊，当热塑性聚氨酯温度为180℃时，将其打成圆柱形坯块后放入行星挤出机中塑化并抽真空脱泡，挤出半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯；所述行星挤出机加料口温度为165℃，螺杆温度为170℃，出口温度为185℃，转速为12-36 r/min，螺杆真空度为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h；挤出料成半透明无气泡圆柱体，否则要调整真空度和挤出速比达到最佳状态；
5）按需要设定好倒L四辊压延机的四辊间距，并用石蜡对辊面进行清洁和润滑；将步骤4）中塑化好的半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯放入倒L四辊压延机中压延成膜，得到热塑性聚氨酯薄膜，膜厚为0.10-0.20mm；所述倒L四辊压延机四辊温度分别为：1号辊170℃、2号辊175℃、3号辊180℃、4号辊182℃，四辊速度比为1:1.1:1.25:1.4；
6）在涤纶长丝基布的表面涂上粘合剂，调整热塑性聚氨酯薄膜的膜厚与宽度，并采用红外加热预热织物，通过贴合胶辊、压花辊将涤纶长丝基布的一面与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，得到半成品；所述贴合胶辊压力为50KG，压花辊压力为45KG，物料牵引速度为12m/min，红外加热设定为90KW，织物温度为195℃，热塑性聚氨酯薄膜温度为190℃，加工速度为10m/min；涤纶长丝基布的厚度为0.2mm，热塑性聚氨酯薄膜门幅为2m；
7）将步骤6）中的半成品利用水冷降温、冷却定型，成型后重复步骤6）将涤纶长丝基布的另一面与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，最终制得热塑性聚氨酯复合材料。
本发明制得的聚醚TPU薄膜厚度在0.15±0.01mm，热塑性聚氨酯复合材料总厚度为0.50mm，加工厚度调整迅速，误差小。与原基布相比，热塑性聚氨酯复合材料拉伸强力增加25%，撕裂强度增加27%。热塑性聚氨酯复合材料采用四辊压延法生产，品种风格多样化，厚度门幅可以任意调节，成品具有常规热塑性聚氨酯的高防水、耐磨，耐老化，耐腐蚀性等各种优越性能，使热塑性聚氨酯的使用领域和加工要求范围大大增加，达到更加符合市场的需求。
Claims (7)
1.一种热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1）将热塑性聚氨酯颗粒放入温度为90-100℃的干燥箱内进行低速搅拌1-2小时，使其充分脱水干燥；
2）将步骤1）中干燥好的占总重量80%的热塑性聚氨酯颗粒在开炼机上开炼包辊，初始辊温为175℃，待热塑性聚氨酯颗粒包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，并在物料内添加剩余的干燥好的热塑性聚氨酯颗粒继续包辊，利用颗粒本身旋转自摩擦产生的温度将物料塑化，得到胶状热塑性聚氨酯；所述开炼机上双辊速度比为1:1.25；
3）待步骤2）中的胶状热塑性聚氨酯温度达到180℃后将其打坯成块，并利用其自身热量继续塑化5分钟；
4）将步骤3）中塑化后的热塑性聚氨酯放入另一个开炼机中继续包辊，当热塑性聚氨酯温度为180℃时，将其打成圆柱形坯块后放入行星挤出机中塑化并抽真空脱泡，挤出半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯；所述行星挤出机的温度为160-185℃；
5）按需要设定好四辊压延机的四辊间距，并用石蜡对辊面进行清洁和润滑；将步骤4）中塑化好的半透明无气泡圆柱状热塑性聚氨酯放入四辊压延机中压延成膜，得到热塑性聚氨酯薄膜，膜厚为0.10-0.20mm；所述四辊压延机的温度为165-185℃；
6）在织物表面涂上粘合剂，调整热塑性聚氨酯薄膜的膜厚与宽度，并采用红外加热预热织物，通过贴合胶辊、压花辊将织物的一面与步骤5）中热塑性聚氨酯薄膜进行复合，得到半成品；所述贴合胶辊压力为50KG，压花辊压力为45KG；
7）将步骤6）中的半成品利用水冷降温、冷却定型，成型后重复步骤6）将织物的另一面与热塑性聚氨酯薄膜进行复合，最终制得热塑性聚氨酯复合材料。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述行星挤出机加料口温度为165℃，螺杆温度为170℃，出口温度为185℃，转速为12-36 r/min，螺杆真空度为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述织物为涤纶长丝基布，厚度为0.2mm。
4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述四辊压延机为倒L四辊压延机，四辊温度分别为：1号辊170℃、2号辊175℃、3号辊180℃、4号辊182℃，四辊速度比为1:1.1:1.25:1.4。
6.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述热塑性聚氨酯薄膜门幅为2m。
7.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是，所述步骤6）中物料牵引速度为12m/min，红外加热设定为90KW，织物温度为195℃，热塑性聚氨酯薄膜温度为190℃，加工速度为10m/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation method of thermoplastic polyurethane composite material Effective date of registration: 20181207 Granted publication date: 20150603 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Yizheng branch Pledgor: Yizheng Longxing Plastic Co., Ltd. Registration number: 2018320000349 |