CN105924933A - 一种隔热保温及吸音降噪tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种隔热保温及吸音降噪TPU薄膜及其制备方法，本发明利用60‑70重量份TPU颗粒、15‑20重量份聚碳化二亚胺、10‑30重量份环氧树脂、10‑15重量份珍珠岩、10‑20重量份陶瓷颗粒和5‑10重量份抗氧剂制备得到的TPU薄膜，具有良好的隔热保温和吸音降噪性能，以及良好的力学性能，应用前景十分广阔。

Description

一种隔热保温及吸音降噪TPU薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种隔热保温及吸音降噪TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。噪声不仅会影响听力，而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响。因此，对于吸音降噪、隔热保温材料的需求大大增加。
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)因其特有的优良特性，已被广泛用于各行业中，随着技术的发展，许多行业要求TPU薄膜具有吸音和保温功能。
CN 104262945A公开了一种阻燃吸音TPU薄膜及其制备方法，所述TPU薄膜按重量份包括如下组分：TPU颗粒60-80份、三聚氰胺20-30份、滑石1-10份、硫酸钡1-10份和助剂1-3份，该发明制得的TPU薄膜具有优异的阻燃性，吸音系数达到0.90-0.93，但该TPU薄膜并不具有突出的保温效果。
CN 204169125U公开了一种具有良好保温效果的发泡TPU薄膜，其特征是包括TPU膜(1)、发泡TPU薄膜(2)和纺织面料(3)，所述TPU膜(1)和纺织面料(3)分别设置在发泡TPU薄膜(2)的上下表面。本实用新型虽然得到了良好保温效果的发泡TPU薄膜，但是该薄膜并不具有突出的吸音降噪性能。
因此，在本领域，期望开发一种既具有隔热保温性能，又具有吸音降噪性能的TPU薄膜。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种隔热保温及吸音降噪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：
本发明提供了一种隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到：
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述TPU颗粒的用量为60-70重量份，例如60重量份、61重量份、62重量份、63重量份、64重量份、65重量份、66重量份、67重量份、68重量份、69重量份或70重量份。
优选地，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述聚碳化二亚胺的用量为15-20重量份，例如15重量份、15.5重量份、16重量份、16.5重量份、17重量份、17.5重量份、18重量份、18.5重量份、19重量份、19.5重量份或20重量份。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述环氧树脂的用量为15-30重量份，例如15重量份、17重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份或30重量份。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂中的一种或至少两种的混合物。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述珍珠岩的用量为10-15重量份，例如10重量份、10.5重量份、11重量份、11.5重量份、12重量份、12.5重量份、13重量份、13.5重量份、14重量份、14.5重量份或15重量份。
在本发明中，所述陶瓷颗粒为氮化铝、氧化铝或钛酸钡中的任意一种或至少两种的组合，优选钛酸钡。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述陶瓷颗粒的用量为10-20重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
在本发明中陶粒和珍珠岩协同作用可以增强TPU薄膜的隔热保温以及吸音降噪功能。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述抗氧剂的用量为5-10重量份，例如5重量份、5.3重量份、5.5重量份、5.8重量份、6重量份、6.3重量份、6.5重量份、6.8重量份、7重量份、7.4重量份、7.8重量份、8重量份、8.3重量份、8.5重量份、8.8重量份、9重量份、9.3重量份、9.5重量份、9.8重量份或10重量份。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP。
另一方面，本发明提供了如第一方面所述的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法，所述方法为：将珍珠岩粉碎，各原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法中，将珍珠岩粉碎至150-200目，例如150目、155目、160目、165目、170目、175目、180目、185目、190目、195目或200目。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法中，所述干燥温度为100-110℃，例如100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃，干燥时间为1-3h，例如1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h。
在本发明所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法中，所述挤出利用流延机挤出。
优选地，所述流延机的各段温度设置如下：料筒温度为150-210℃；滤网温度为150-190℃；弯头温度为180-220℃；连接温度为180-210℃；模头温度为190-230℃。
作为本发明的优选技术方案，所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法包括以下步骤：
将将珍珠岩粉碎至150-200目，各原料成分预先在100-110℃下干燥1-3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为150-210℃；滤网温度为150-190℃；弯头温度为180-220℃；连接温度为180-210℃；模头温度为190-230℃，得到所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明利用60-70重量份TPU颗粒、15-20重量份聚碳化二亚胺、10-30重量份环氧树脂、10-15重量份珍珠岩、10-20重量份陶瓷颗粒和5-10重量份抗氧剂制备得到TPU薄膜，该TPU薄膜的吸音系数为0.94-0.97，具有良好的吸音降噪性能，导热系数为0.02-0.05W/m·k，具有很好的隔热保温性能，此外，本发明制备的TPU薄膜的拉伸强度为60-67MPa，断裂伸长率为596.87-625.31％，撕裂强度为138-145MPa，具有良好的力学性能。因此，本发明制备得到的TPU薄膜是一种综合性能良好的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，具有广阔的应用前景。
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
在本实施例中，由以下原料制备TPU薄膜：
制备方法如下：
将将珍珠岩粉碎至150目，各原料成分预先在100℃下干燥3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为150℃；滤网温度为160℃；弯头温度为180℃；连接温度为190℃；模头温度为190℃，得到TPU薄膜。
实施例2
在本实施例中，由以下原料制备TPU薄膜：
制备方法如下：
将将珍珠岩粉碎至200目，各原料成分预先在110℃下干燥1h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为210℃；滤网温度为190℃；弯头温度为220℃；连接温度为210℃；模头温度为230℃，得到TPU薄膜。
实施例3
在本实施例中，由以下原料制备TPU薄膜：
制备方法如下：
将将珍珠岩粉碎至180目，各原料成分预先在105℃下干燥2h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为190℃；滤网温度为150℃；弯头温度为200℃；连接温度为180℃；模头温度为220℃，得到TPU薄膜。
实施例4
在本实施例中，由以下原料制备TPU薄膜：
制备方法如下：
将将珍珠岩粉碎至200目，各原料成分预先在100℃下干燥1h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为200℃；滤网温度为180℃；弯头温度为210℃；连接温度为210℃；模头温度为230℃，得到TPU薄膜。
实施例5
在本实施例中，由以下原料制备TPU薄膜：
制备方法如下：
将将珍珠岩粉碎至150目，各原料成分预先在110℃下干燥3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为180℃；滤网温度为190℃；弯头温度为220℃；连接温度为180℃；模头温度为230℃，得到TPU薄膜。
对比例1
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中不包含陶瓷颗粒和珍珠岩，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例2
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中不包含珍珠岩，陶瓷颗粒的用量为30重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例3
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中不包含陶瓷颗粒，珍珠岩的用量为30重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例4
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中TPU颗粒的用量为58重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例5
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中TPU颗粒的用量为72重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例6
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中聚碳化二亚胺的用量为14重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例7
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中聚碳化二亚胺的用量为22重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例8
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中环氧树脂的用量为13重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例9
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中环氧树脂的用量为32重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例10
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中珍珠岩的用量为16重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对比例11
本对比例与实施例2的不同之处仅在于制备TPU薄膜的原料中珍珠岩的用量为14重量份，其余原料与原料用量以及制备方法和条件均与实施例2相同。
对实施例1-5以及对比例1-11制备的TPU薄膜进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制备的TPU薄膜(实施例1-5)的吸音系数为0.94-0.97，具有良好的吸音降噪性能，导热系数为0.02-0.05W/m·k，具有很好的隔热保温性，此外，本发明制备的TPU薄膜的拉伸强度为60-66MPa，断裂伸长率为596.87-625.31％，撕裂强度为139-145MPa，具有良好的力学性能。
当制备TPU薄膜原料中不包含陶瓷颗粒和珍珠岩时(对比例1)，得到的TPU薄膜的吸音系数仅为0.28，导热系数为0.09W/m·k；当制备TPU薄膜的原料中不包含珍珠岩时(对比例2)，由于陶粒的加入使得TPU薄膜的吸音系数有所增加，但也仅为0.52，由于陶瓷颗粒的加入导热系数降低至0.081W/m·k；当制备TPU薄膜的原料中不包含陶瓷颗粒时(对比例3)，由于珍珠岩的加入使得TPU薄膜的吸音系数有所增加，但也仅为0.55，由于珍珠岩的加入导热系数降低至0.079W/m·k；而同时加入陶粒和珍珠岩，并将各原料用量限制在本发明范围内时(实施例1)，却可以使得TPU薄膜的吸音系数提高至0.95，导热系数降低至0.02W/m·k，因此，陶粒和珍珠岩在提高TPU薄膜的隔热保温以及吸音降噪性能方面具有协同作用。此外，本发明的各原料组分之间相互配合取得了综合性能良好的TPU薄膜，当将制备TPU薄膜的原料中某种组分的用量限定在本发明限定的用量范围之外时(对比例4-11)，制备的TPU薄膜的隔热保温性能、吸音降噪性能，以及力学性能均远远比不上本发明制备的TPU薄膜的性能。
因此，本发明利用75-85重量份TPU颗粒、15-20重量份聚碳化二亚胺、10-25重量份环氧树脂、30-40重量份陶粒、20-40重量份珍珠岩和5-10重量份抗氧剂制备得到的TPU薄膜，具有良好的隔热保温和吸音降噪性能，以及良好的力学性能，应用前景十分广阔。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜及其制备方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各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 (9)

1.一种隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，其特征在于，所述TPU颗粒为聚酯型TPU颗粒和/或聚醚型TPU颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂中的一种或至少两种的混合物；
优选地，所述陶瓷颗粒为氮化铝、氧化铝或钛酸钡中的任意一种或至少两种的组合，优选钛酸钡。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法为：将珍珠岩粉碎，各原料成分预先干燥，混合均匀，挤出得到所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将珍珠岩粉碎至150-200目。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为100-110℃，干燥时间为1-3h。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述挤出利用流延机挤出；
优选地，所述流延机的各段温度设置如下：料筒温度为150-210℃；滤网温度为150-190℃；弯头温度为180-220℃；连接温度为180-210℃；模头温度为190-230℃。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜的制备方法包括以下步骤：
将将珍珠岩粉碎至150-200目，各原料成分预先在100-110℃，干燥1-3h，混合均匀，经流延机挤出，流延机的各段温度设置如下：料筒温度为料筒温度为150-210℃；滤网温度为150-190℃；弯头温度为180-220℃；连接温度为180-210℃；模头温度为190-230℃，得到所述隔热保温及吸音降噪TPU薄膜。
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