CN103710971A - 改性尼龙基布和尼龙tpu复合材料及其两者的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种改性尼龙基布的制备方法，其包括：1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；2）尼龙基布涂层处理；3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，得到所述的改性尼龙基布。然后再将改性尼龙基布与TPU薄膜贴合得到尼龙TPU复合材料。本发明的改性尼龙基布通过调整阻燃剂与溶剂的配比，可调整改性尼龙基布的阻燃级别，可根据要求调整配方，生产方便，生产成本易控制，还可提高尼龙基布后期与TPU薄膜的剥离强度。本发明应用所述的改性尼龙基布制备的尼龙TPU复合材料不仅成本低，阻燃性和剥离强度好，同时，尼龙TPU复合材料的表面滑爽度和耐污性得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙基布及TPU复合材料，尤其涉及一种改性尼龙基布和尼龙TPU复合材料及其两者的制备方法。
背景技术
TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶）材料具有耐磨、耐油，透明，弹性好等优点，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用。将尼龙布跟TPU膜复合之后得到尼龙TPU材料。普通尼龙TPU材料的阻燃性较差，燃烧过程中易产生熔滴，离火续燃时间长。而目前的高阻燃性的尼龙TPU复合材料，单纯选用阻燃性的TPU树脂，成本高，TPU薄膜透明度很低，阻燃效果并不理想，特别是对于较薄的尼龙TPU复合材料，其阻燃性和剥离强度都不能完全满足客户的要求。另外直接购买阻燃处理后的尼龙基布，成本高，且无法控制尼龙基布的阻燃级别，对尼龙基布与TPU的复合具有一定的影响，制备的尼龙TPU复合材料剥离强度不好。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成本低、阻燃性好，方便调整性能的改性尼龙基布及其制备方法，本发明还提供了一种剥离强度好，成本低的尼龙TPU复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案为：一种改性尼龙基布的制备方法，所述制备方法包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 0.5-2份；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为60-120目，控制涂层湿重为50-150g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干20-30s；第二梯度为：在120-130℃下烘干15-20s；第三梯度为：在160-170℃下烘干5-10s，得到所述的改性尼龙基布。
本发明以环状磷酸酯类化合物为阻燃剂，阻燃效果好；同时，通过调整阻燃剂与溶剂的配比，可调整改性尼龙基布的阻燃级别，可根据改性尼龙基布的性能要求调整配方，生产方便，生产成本易控制。
所述溶剂为甲苯或丁酮中的一种或两种的混合。采用甲苯或丁酮为溶剂，可以对尼龙基布上上浆（尼龙基布自身制备过程中的上浆过程）后退浆不彻底的一些残留进行清除，提高尼龙基布后期与TPU薄膜的剥离强度。
本发明还公开所述的改性尼龙基布的制备方法制备得到的改性尼龙基布。
应用所述的改性尼龙基布的尼龙TPU复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为60-150g/m2；
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在130-140℃下充分预热后，在160-170℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为35-45Kgf，贴合辊速度4-6m/min；
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
采用以上方法，将改性尼龙基布与TPU薄膜复合，得到尼龙TPU复合材料，尼龙基布经过改性处理后，尼龙基布的表面纤维被激活，在改性尼龙基布表面涂覆粘合层后，其粘附力得到提高，同时增加了改性尼龙基布的阻燃性。最终赋予尼龙TPU复合材料良好的阻燃性和剥离强度。经过表面处理后，尼龙TPU复合材料的表面滑爽度和耐污性得到提高。
进一步，所述步骤1）中的粘合层包括以下重量份数的组分：
PU胶 100份；
架桥剂 5-10份；
溶剂 20-50份；
所述架桥剂为多异氰酸酯类；其为市售产品。
所述溶剂为丁酮与甲苯任意比例的混合溶液。
改性尼龙基布表面涂覆上述粘合层后，更易与TPU薄膜贴合，提高制备的尼龙TPU复合材料的剥离强度。
更进一步，所述步骤2）的TPU薄膜包括以下重量份数的组分：
TPU树脂 100份；
TPU爽滑剂母粒 0-5份；
TPU色母粒 0-10份；
抗静电母粒 0-5份；
阻燃母粒 10-30份。
所述TPU树脂为市售产品。其中，阻燃母粒不会影响TPU薄膜的透明度，阻燃效果好。
本发明还公开了由上述方法制备得到的尼龙TPU复合材料，所述尼龙TPU复合材料从上到下依次包括表面处理层、TPU薄膜层、PU粘合层和改性尼龙基布层。
总之，本发明的改性尼龙基布通过调整阻燃剂与溶剂的配比，可调整改性尼龙基布的阻燃级别，可根据改性尼龙基布的性能要求调整配方，生产方便，生产成本易控制，还可提高尼龙基布后期与TPU薄膜的剥离强度。
本发明应用所述的改性尼龙基布制备的尼龙TPU复合材料不仅成本低，阻燃性和剥离强度好，同时，尼龙TPU复合材料的表面滑爽度和耐污性得到提高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明公开一种改性尼龙基布的制备方法，所述制备方法包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 0.5-2份；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为60-120目，控制涂层湿重为50-150g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干20-30s；第二梯度为：在120-130℃下烘干15-20s；第三梯度为：在160-170℃下烘干5-10s，得到所述的改性尼龙基布。
应用所述的改性尼龙基布的尼龙TPU复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为60-150g/m2；
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在130-140℃下充分预热后，在160-170℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为35-45Kgf，贴合辊速度4-6m/min；
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
一、改性尼龙基布的制备
实施例1
一种改性尼龙基布的制备方法，其包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 0.5份；
所述溶剂为甲苯或丁酮按质量比2:1的混合；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为120目，控制涂层湿重为50g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干20s；第二梯度为：在120-130℃下烘干15s；第三梯度为：在160-170℃下烘干5s，得到所述的改性尼龙基布。
实施例2
一种改性尼龙基布的制备方法，其包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 2份；
所述溶剂为甲苯或丁酮按质量比1:1的混合；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为80目，控制涂层湿重为100g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干25s；第二梯度为：在120-130℃下烘干18s；第三梯度为：在160-170℃下烘干7s，得到所述的改性尼龙基布。
实施例3
一种改性尼龙基布的制备方法，其包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 1份；
所述溶剂为甲苯或丁酮按质量比1:2的混合；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为60目，控制涂层湿重为150g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干30s；第二梯度为：在120-130℃下烘干20s；第三梯度为：在160-170℃下烘干10s，得到所述的改性尼龙基布。
二、尼龙TPU复合材料的制备
实施例1
尼龙TPU复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为60g/m2；
所述粘合层包括以下重量份数的组分：
PU胶 100份；
架桥剂 5份；
溶剂 50份；
所述架桥剂为多异氰酸酯类；
所述溶剂为丁酮与甲苯按质量比1:1的混合。
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在130℃下充分预热后，在170℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为35Kgf，贴合辊速度5m/min；
其中，所述TPU薄膜包括以下重量份数的组分：
TPU树脂 100份；
TPU爽滑剂母粒 5份；
抗静电母粒 5份；
阻燃母粒 10份。
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
实施例2
尼龙TPU复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为100g/m2；
所述粘合层包括以下重量份数的组分：
PU胶 100份；
架桥剂 10份；
溶剂 20份；
所述架桥剂为多异氰酸酯类；
所述溶剂为丁酮与甲苯按质量比2:1的混合。
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在140℃下充分预热后，在160℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为45Kgf，贴合辊速度6m/min；
其中，所述TPU薄膜包括以下重量份数的组分：
TPU树脂 100份；
TPU色母粒 10份；
阻燃母粒 30份。
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
实施例3
尼龙TPU复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为150g/m2；
所述粘合层包括以下重量份数的组分：
PU胶 100份；
架桥剂 8份；
溶剂 35份；
所述架桥剂为多异氰酸酯类；
所述溶剂为丁酮与甲苯按质量比1:2的混合。
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在135℃下充分预热后，在165℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为40Kgf，贴合辊速度4m/min；
其中，所述TPU薄膜包括以下重量份数的组分：
TPU树脂 100份；
TPU爽滑剂母粒 2份；
TPU色母粒 5份；
抗静电母粒 3份；
阻燃母粒 20份。
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
实施例4
以普通尼龙基布为原料，采用实施例3的工艺条件，制备得到尼龙TPU复合材料。
实施例1至实施例4制备的尼龙TPU复合材料性能检测如表1所示。
表1 实施例1至实施例4制备的尼龙TPU复合材料性能检测数据
| 检测性能 | 剥离强度 | 阻燃级别 |
| 实施例1 | 61N/3cm | 离火2秒内灭，无融滴 |
| 实施例2 | 58N/3cm | 离火2秒内灭，无融滴 |
| 实施例3 | 60N/3cm | 离火2秒内灭，无融滴 |
| 实施例4 | 30N/3cm | 一直燃烧，融滴严重 |
从表1可以看出，采用本发明的改性尼龙基布制备的尼龙TPU复合材料在剥离强度及阻燃性方面，具有明显的提高。
Claims (7)
1. 一种改性尼龙基布的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
1）配制涂层溶液：先在溶剂中加入阻燃剂，并搅拌均匀，所述阻燃剂为环状磷酸酯类化合物；所述加入的溶剂与阻燃剂的重量份数分别为：
溶剂 100份；
阻燃剂 0.5-2份；
2）尼龙基布涂层处理：采用辊涂工艺，在尼龙基布上涂覆步骤1）配制的涂层溶液，卷目轮的目数为60-120目，控制涂层湿重为50-150g/m2；
3）烘干：采用梯度升温烘干步骤2）得到的带涂层的尼龙基布，第一梯度为：在100-105℃下烘干20-30s；第二梯度为：在120-130℃下烘干15-20s；第三梯度为：在160-170℃下烘干5-10s，得到所述的改性尼龙基布。
2.根据权利要求1所述的改性尼龙基布的制备方法，其特征在于：所述溶剂为甲苯或丁酮中的一种或两种的混合。
3.一种如权利要求1或2之一所述的改性尼龙基布的制备方法制备得到的改性尼龙基布。
4.应用如权利要求3所述的改性尼龙基布的尼龙TPU复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
1）改性尼龙基布涂覆粘合层：先在改性尼龙基布上涂覆粘合层，采用刮刀进行涂覆，控制上糊湿重为60-150g/m2；
2）贴合工艺：将步骤1）涂覆粘合层的改性尼龙基布与TPU薄膜依次由薄膜发送架发送至贴合机中，在130-140℃下充分预热后，在160-170℃的贴合温度下，将近熔融态的改性尼龙基布与TPU薄膜贴合在一起；贴合压力为35-45Kgf，贴合辊速度4-6m/min；
3）表面处理：采用丙烯酸酯类表面处理剂，涂布采用辊涂刮法工艺，在步骤2）得到的TPU薄膜表面形成表面处理层。
5.根据权利要求4所述的尼龙TPU复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中的粘合层包括以下重量份数的组分：
PU胶 100份；
架桥剂 5-10份；
溶剂 20-50份；
所述架桥剂为多异氰酸酯类；
所述溶剂为丁酮与甲苯任意比例的混合溶液。
6.根据权利要求4所述的尼龙TPU复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2）的TPU薄膜包括以下重量份数的组分：
TPU树脂 100份；
TPU爽滑剂母粒 0-5份；
TPU色母粒 0-10份；
抗静电母粒 0-5份；
阻燃母粒 10-30份。
7.一种如权利要求4得到的尼龙TPU复合材料，其特征在于：所述尼龙TPU复合材料从上到下依次包括表面处理层、TPU薄膜层、PU粘合层和改性尼龙基布层。
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