CN105038193A - 一种用于汽车贴膜的隔热tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜及其制备方法。所述TPU薄膜主要包括:25-45重量份TPU颗粒、2.8-3.6重量份氧化铟锑和/或氧化锡锑、1.2-1.4重量份氧化锌铝和/或氧化锌镓、3.4-5.8重量份苯酚和0.3-0.7重量份消泡剂。所述制备方法为:(1)将各组分原料进行抽真空脱水;(2)将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。本发明的TPU薄膜透光率、紫外线阻隔率和红外线阻隔率高,具有持久的隔热性和防眩光效果;表面张力大,耐刮耐磨;厚度适中,既安全又节能。
Description
技术领域
本发明涉及合成材料技术领域,具体涉及一种TPU薄膜及其制备方法,尤其涉及一种用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
目前,市面上的汽车隔热隔膜主要有三种,分别是金属隔热、陶瓷隔热和光学隔热。其中,金属隔热主要是通过金属层将阳光中的红外线、紫外线和可见光反射回去;陶瓷隔热主要是通过纳米级的陶瓷吸收太阳能以延缓太阳能传入车内;光学膜则采取折射的方式阻隔红外线和紫外线。一般金属隔热的贴膜透明度较差,持久性也较差,金属层很容易脱落;而陶瓷和光学隔热膜对于材料的要求较高,导致其成本高,价格昂贵。
CN103820044A公开了一种耐光照汽车贴膜,其重量组成包括:PVC,100份;增塑剂DOP,20-30份;钡锌复合稳定剂,2.5-3.5份;纳米填充剂,5-25份;抗UV531,0.5-1.0份;促进剂ACR,1.0-2.0份;抗氧化剂CB,0.1-1份;金红石型钛白粉,8-15份和色料,0.01-0.05份。CN104312465A公开了一种耐用型汽车贴膜,由以下重量份的成份组成:聚磺化苯乙烯5-9份,钼酸钠3-7份,磷酸二氢钾2-4份,乙基纤维素6-10份,氧化漂白剂2-6份,钡锌复合稳定剂8-14份,增塑剂DOP7-11份,抗氧化剂5-8份,三聚氰胺树脂2-5份,二硫化钼4-6份和纳米氧化铝3-8份。
TPU是一种新型有机高分子合成材料,具有各项优异性能,用途广泛,因此,将TPU作为汽车贴膜材料是一种理想的选择,但目前还没有使用TPU作为汽车贴膜的先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TPU薄膜及其制备方法,特别提供了一种用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜及其制备方法。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,所述TPU薄膜按重量份主要由以下原料制备而成:
氧化铟锑和/或氧化锡锑、氧化锌铝和/或氧化锌镓是良好的隔热剂,本发明的隔热剂的组合能使红外线的阻隔率达99%以上,防眩光指数<10。本发明将其混在原料中而不同于传统的溅射方法形成隔热层,是为了提高TPU薄膜的透明度,透光度在85%以上。本发明中隔热剂的原料配比还能提高其他原料的分散性,使隔热剂能更好地与其他原料相容;另外还能提高TPU薄膜的耐刮性,用于汽车贴膜时耐磨耐刮,使用寿命延长。在本发明中,特定含量的苯酚和消泡剂能够防止上述隔热剂的氧化,使TPU薄膜的隔热性持久;苯酚还能作为TPU的封端剂保持TPU薄膜性质的稳定;消泡剂还可以进一步提高薄膜的透明度和表面张力,提高其印刷性能,易于在薄膜上印刷各种花纹。
其中,TPU颗粒可以是25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份或45重量份;氧化铟锑和/或氧化锡锑可以是2.8重量份、2.9重量份、3重量份、3.1重量份、3.2重量份、3.3重量份、3.4重量份、3.5重量份或3.6重量份;氧化锌铝和/或氧化锌镓可以是1.2重量份、1.21重量份、1.22重量份、1.23重量份、1.24重量份、1.25重量份、1.26重量份、1.27重量份、1.28重量份、1.29重量份、1.3重量份、1.31重量份、1.32重量份、1.33重量份、1.34重量份、1.35重量份、1.36重量份、1.37重量份、1.38重量份、1.39重量份或1.4重量份;苯酚可以是3.4重量份、3.5重量份、3.6重量份、3.7重量份、3.8重量份、3.9重量份、4重量份、4.1重量份、4.2重量份、4.3重量份、4.4重量份、4.5重量份、4.6重量份、4.7重量份、4.8重量份、4.9重量份、5重量份、5.1重量份、5.2重量份、5.3重量份、5.4重量份、5.5重量份、5.6重量份、5.7重量份或5.8重量份;消泡剂可以是0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份、0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份或0.7重量份。
优选地,所述消泡剂为有机硅类消泡剂和/或丙烯酸类消泡剂。
优选地,所述原料还包括催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合,例如可以是催化剂,马来酸酐接枝PP,催化剂和环氧树脂的组合,或催化剂、马来酸酐接枝PP和环氧树脂的组合。催化剂可以提高反应速度;马来酸酐接枝PP和/或环氧树脂能够增加TPU薄膜的极性,从而提高其可粘接性,易于敷涂粘合剂。
优选地,所述催化剂为有机锡、有机铋或有机锌中的任意一种或至少两种的组合,例如可以是有机锡,有机铋,有机锡和有机锌的组合,或有机锡、有机铋和有机锌的组合。
优选地,所述TPU颗粒的原料包括以下组分:二异氰酸酯、扩链剂、聚合物多元醇、环烷基咪唑啉和四氢邻苯二甲酰亚胺。
优选地,所述二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯和/或脂环族二异氰酸酯。
优选地,所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚多元醇和/或聚氧化丙烯多元醇。
优选地,所述扩链剂为1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇或1,5-戊二醇中的一种或至少两种的混合物,例如可以是1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,丁二醇和1,3-丙二醇的混合物,1,4-丁二醇和2,3-丁二醇的混合物,或1,4-丁二醇、2,3-丁二醇和1,5-戊二醇的混合物,优选为1,4-丁二醇。
优选地,所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜的厚度为0.038-0.052mm,例如可以是0.038mm、0.04mm、0.042mm、0.044mm、0.046mm、0.048mm、0.05mm或0.052mm,优选为0.04-0.05mm。选择此厚度范围能使本发明的TPU薄膜在节能的同时还能提高安全性能。
第二方面,本发明提供如第一方面所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将TPU颗粒、氧化铟锑和/或氧化锡锑、氧化锌铝和/或氧化锌镓、苯酚和消泡剂,
以及任选地,催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合进行抽真空脱水;
(2)将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
优选地,步骤(1)所述真空脱水的温度为90-120℃,例如可以是90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃、112℃、114℃、116℃、118℃或120℃,优选为100-110℃。
优选地,所述抽真空脱水的时间为1.5-4.5h,例如可以是1.5h、1.75h、2h、2.25h、2.5h、2.75h、3h、3.25h、3.5h、3.75h、4h、4.25h或4.5h,优选为3-4h。
优选地,步骤(2)所述流延挤出机的料筒温度为160-250℃,例如可以是160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃或250℃,优选为180-220℃。
优选地,所述流延挤出机的滤网温度为180-240℃,例如可以是180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃或240℃,优选为200-220℃。
优选地,所述流延挤出机的弯头温度为180-240℃,例如可以是180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃或240℃,优选为200-220℃。
优选地,所述流延挤出机的模头温度为190-210℃,例如可以是190℃、192℃、194℃、196℃、198℃、200℃、202℃、204℃、206℃、208℃或210℃,优选为200-205℃。
作为优选技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将TPU颗粒、氧化铟锑和/或氧化锡锑、氧化锌铝和/或氧化锌镓、苯酚和消泡剂,
以及任选地,催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合在90-120℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为1.5-4.5h;
(2)将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为160-250℃,滤网温度为180-240℃,弯头温度为180-240℃,模头温度为190-210℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的用于汽车贴膜的TPU薄膜原料分散性和相容性良好,薄膜本身的透明度好,透光率达到85%以上,紫外线阻隔率达到98%以上;隔热性持久而良好,红外线阻隔率达99%以上,还具有防眩光的效果;表面张力大,易于印刷和敷涂粘合剂,耐刮耐磨性良好;薄膜厚度适中,既节能又安全,可以降低汽车空调油耗达20%以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例采用以下方法制备TPU薄膜:
(1)原料组成:
在TPU颗粒中,其原料组分按质量百分比包括45%二异氰酸酯、1%扩链剂、35%聚合物多元醇、5%环烷基咪唑啉和4%四氢邻苯二甲酰亚胺。
(2)制备方法:
①将(1)中的各组分原料在90℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为1.5h;
②将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为160℃,滤网温度为180℃,弯头温度为180℃,模头温度为190℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
实施例2
本实施例采用以下方法制备TPU薄膜:
(1)原料组成:
在TPU颗粒中,其原料组分按质量百分比包括45%二异氰酸酯、1%扩链剂、35%聚合物多元醇、5%环烷基咪唑啉和4%四氢邻苯二甲酰亚胺。
(2)制备方法:
①将(1)中的各组分原料在120℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为4.5h;
②将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为250℃,滤网温度为240℃,弯头温度为240℃,模头温度为210℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
实施例3
本实施例采用以下方法制备TPU薄膜:
(1)原料组成:
在TPU颗粒中,其原料组分按质量百分比包括45%二异氰酸酯、1%扩链剂、35%聚合物多元醇、5%环烷基咪唑啉和4%四氢邻苯二甲酰亚胺。
(2)制备方法:
①将(1)中的各组分原料在105℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为3h;
②将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为205℃,滤网温度为210℃,弯头温度为210℃,模头温度为200℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
实施例4
本实施例采用以下方法制备TPU薄膜:
(1)原料组成:
在TPU颗粒中,其原料组分按质量百分比包括45%二异氰酸酯、1%扩链剂、35%聚合物多元醇、5%环烷基咪唑啉和4%四氢邻苯二甲酰亚胺。
(2)制备方法:
①将(1)中的各组分原料在100℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为3h;
②将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为200℃,滤网温度为200℃,弯头温度为200℃,模头温度为200℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
实施例5
本实施例采用以下方法制备TPU薄膜:
(1)原料组成:
在TPU颗粒中,其原料组分按质量百分比包括45%二异氰酸酯、1%扩链剂、35%聚合物多元醇、5%环烷基咪唑啉和4%四氢邻苯二甲酰亚胺。
(2)制备方法:
①将(1)中的各组分原料在110℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为4h;
②将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为180℃,滤网温度为230℃,弯头温度为220℃,模头温度为195℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
对比例1
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于TPU颗粒为22重量份。
对比例2
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于氧化铟锑为2.3重量份。
对比例3
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于氧化锌铝为1重量份。
对比例4
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于苯酚为3重量份。
对比例5
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于消泡剂为0.2重量份。
对比例6
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于TPU颗粒为50重量份。
对比例7
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于氧化铟锑为4重量份。
对比例8
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于氧化锌铝为1.8重量份。
对比例9
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于苯酚为6.1重量份。
对比例10
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于消泡剂为1重量份。
对比例11
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于不含有氧化铟锑。
对比例12
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于不含有氧化锌铝。
对比例13
本对比例与实施例1的方法相同,不同之处仅在于不含有苯酚。
对实施例1-5和对比例1-13制备的TPU薄膜进行性能测试评价,结果如表1所示。从测试结果可以看出,本发明的TPU薄膜具有持久的隔热性,初始红外线阻隔率达99%,在汽车贴膜200天后其红外线阻隔率仍为95%以上;此外,本发明的TPU薄膜的透光率达到85%以上,紫外线阻隔率98%以上,眩光指数低于10(眩光指数10为勉强感到有眩光;16为可以接受的眩光;19为眩光临界值),油耗降低率达到20%以上。另外,本发明的TPU薄膜表面张力大,易于印刷和敷涂粘合剂,耐刮耐磨性良好;薄膜厚度适中,既节能又安全。
表1
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述TPU薄膜按重量份主要由以下原料制备而成:
2.根据权利要求1所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述消泡剂为有机硅类消泡剂和/或丙烯酸类消泡剂。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述原料还包括催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述催化剂为有机锡、有机铋或有机锌中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3之一所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述TPU颗粒的原料包括以下组分:二异氰酸酯、扩链剂、聚合物多元醇、环烷基咪唑啉和四氢邻苯二甲酰亚胺。
5.根据权利要求4所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述二异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯和/或脂环族二异氰酸酯;
优选地,所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚多元醇和/或聚氧化丙烯多元醇;
优选地,所述扩链剂为1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇或1,5-戊二醇中的一种或至少两种的混合物,优选为1,4-丁二醇。
6.根据权利要求1-5之一所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜,其特征在于,所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜的厚度为0.038-0.052mm,优选为0.04-0.05mm。
7.根据权利要求1-6之一所述的用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将TPU颗粒、氧化铟锑和/或氧化锡锑、氧化锌铝和/或氧化锌镓、苯酚和消泡剂,
以及任选地,催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合进行抽真空脱水;
(2)将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述真空脱水的温度为90-120℃,优选为100-110℃;
优选地,所述抽真空脱水的时间为1.5-4.5h,优选为3-4h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述流延挤出机的料筒温度为160-250℃,优选为180-220℃;
优选地,所述流延挤出机的滤网温度为180-240℃,优选为200-220℃;
优选地,所述流延挤出机的弯头温度为180-240℃,优选为200-220℃;
优选地,所述流延挤出机的模头温度为190-210℃,优选为200-205℃。
10.根据权利要求7-9之一所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将TPU颗粒、氧化铟锑和/或氧化锡锑、氧化锌铝和/或氧化锌镓、苯酚和消泡剂,
以及任选地,催化剂、马来酸酐接枝PP或环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合在90-120℃下进行抽真空脱水,所述真空脱水的时间为1.5-4.5h;
(2)将真空脱水后的原料搅拌混合,然后用流延挤出机挤出成型,所述流延挤出机的料筒温度为160-250℃,滤网温度为180-240℃,弯头温度为180-240℃,模头温度为190-210℃,得到所述用于汽车贴膜的隔热TPU薄膜。
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