CN111607116A - 一种吸塑工艺用tpu膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及TPU膜领域，更具体地说，它涉及一种吸塑工艺用TPU膜及其制备方法。本申请提供的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒50‑60%；华峰集团生产型号为HF‑3390AI‑2的TPU颗粒30‑40%；扩链剂0.5‑1.5%；其他助剂0‑10%。本申请提供的一种吸塑工艺用TPU膜的制备方法，包括混料、干燥、熔融挤出、流延成型和收卷包装这些步骤。本申请生产成本低，原料廉价易得，得到的流延膜耐黄变性能好，耐磨性能高，且具有较好的韧性，在吸塑加工过程中不易破裂，制作得到鞋底的良品率高。
Description
技术领域
本申请涉及TPU膜领域，更具体地说，它涉及一种吸塑工艺用TPU膜及其制备方法。
背景技术
吸塑是一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却成型后，广泛应用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。人们常用的吸塑工艺加工片材有PET、PVC、PS等，不同的片材用于制造不同的产品。
现有技术中有一种制作鞋底的方法，采用吸塑工艺使TPU膜成型，然后在成型的TPU膜中加入发泡材料，发泡结束后即得鞋底，这样一种工艺解决了传统发泡鞋底吸水、气泡等问题，这种方法提高了产品质量，降低了生产成本，固被鞋厂大规模的采用，并且产生了大量专利申请。专利授权公告号为CN104552674B的中国发明专利公开了一种鞋底成型方法，首先对模具进行加热至45℃-55℃；其次将底片放置于底模上，TPU薄膜放在底模上，并将中框盖住底模，并通过密封圈密封，通过固定扣件固定；再次将模具通过加热通道加热，使TPU薄膜温度达到180℃-200℃；将模具吸真空，使TPU薄膜与模腔和底片吸附；最后向模腔内灌注聚氨酯使其在模腔内发泡定性，通过发泡时产生的热量和压力对底片与TPU薄膜进一步粘合。专利申请公告号为CN104325589A的中国发明专利公开了一种外包有热塑性聚氨酯薄膜的聚氨酯鞋底与大底一次性贴合的制作方法，其技术要点在于：所述外包有热塑性聚氨酯薄膜的聚氨酯鞋底的制作方法为把热塑性聚氨酯薄膜固定在聚氨酯发泡中底模具上的中间模架上，吸塑定型后注入聚氨酯发泡料，在吸塑前对热塑性聚氨酯薄膜进行加热，然后再吸塑定型。专利申请公布号为CN1091301149A的中国发明专利公开了一种制备鞋底的方法，其技术要点在于包括以下步骤：(A)根据鞋底模具大小将预制的TPU膜裁剪成鞋底膜片，并将所述裁剪好的TPU鞋底膜片铺设于鞋底模具中；(B)对所述铺设有TPU鞋底膜片的鞋底模具进行加热处理，使所述TUP鞋底膜片软化；(C)对所述加热处理过的鞋底模具抽真空，使软化后的TPU鞋底膜片均匀整齐地贴紧鞋底模具，并形成一个鞋底状容器；(D)在所述成为鞋底状容器的TPU鞋底膜片上面注入预设好注入参数的鞋中底材料，所述鞋中底材料为PU或EVA发泡材料；再闭合鞋底模具10-30分钟，完成鞋底制备。
上述这些专利申请采用了相近似的吸塑工艺制作鞋底，这些工艺不可避免地会用到TPU膜，但是现有技术中，TPU膜的质量好坏不一，质量较差的TPU膜在吸塑过程中容易破裂，并且成型得到的鞋底存在不耐脏、不耐黄变、容易老化以及止滑性不足等缺陷。专利申请公告为CN108081630A的中国发明专利公开了一种鞋大底辊筒热压成型制造方法，该种方法包括TPU流延成膜步骤、辊筒热压步骤以及模切成型步骤，并在其说明书中公开了选用TPU材料的可以选用路博润(Lubrizol)公司生产型号为Estane TRX70的TPU材料。该种TPU材料经过其专利方法成型之后，能够很好地解决鞋底止滑性问题，但是其依旧存在耐黄变等级不足等问题。
针对现有技术中，用于吸塑制作鞋底的TPU膜质量好坏不一的情况，申请人对关于TPU膜材料配方改进的专利申请进行了检索，但并没有发现相关的专利申请，本申请的目的在于，提供一种吸塑工艺用TPU膜及其制备方法，该种TPU膜各方面性能良好，能够满足鞋底制作的要求。
发明内容
为了更好地满足吸塑工艺用TPU膜的要求，本申请提供一种吸塑工艺用TPU膜及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒50-60％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒30-40％；
扩链剂0.5-1.5％；
其他助剂0-10％。
通过采用上述技术方案，选用市面上两种较为廉价的TPU颗粒进行混合，得到的TPU膜能够满足吸塑工艺的要求，拥有较好的耐黄变性能、耐磨性，并且具有较好的韧性，在吸塑加工过程中不易破裂，制作得到鞋底的良品率高。在混炼中加入其它助剂能够提升TPU流延膜的相应的性能。
优选的，所述扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂或者选用巴斯夫生产的扩链剂母粒ZN7025T。
通过采用上述技术方案，扩链剂能够提高两种不同TPU颗粒的之间的相容性，并且能够一定程度改善TPU颗粒的机械性能。余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂适用于TPU材质中，能够更好地提升本申请TPU流延膜。
优选的，所述其他助剂包括抗UV剂、色母、抗氧化剂中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，抗UV剂能够给TPU膜带来抗紫外线的效果，色母能够使得TPU膜带有颜色，抗氧化剂可以提高TPU膜的抗氧化性能。
优选的，当TPU膜中添加有抗UV剂时，所述抗UV剂占TPU膜总质量的3-5％。
优选的，所述抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂或者选用巴斯夫光稳定剂Tinuvin770。
优选的，当TPU膜中添加有色母时，所述色母占TPU膜重质量的3-5％。
优选的，所述色母可以为白、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，可以获得不同颜色TPU流延膜。
优选的，所述抗氧化剂占TPU膜重质量的0.3-0.7％。
优选的，所述抗氧化剂选用抗氧化剂B125、BHT501、168、1010、1076中的一种或者多种。
通过采用上述技术方案，上述种类的抗氧化剂均能实现较好的抗氧化效果。
第二方面，本申请提供一种吸塑工艺用TPU膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤一、混料：使用搅拌机将各个物料搅拌均匀；
步骤二、干燥：将搅拌均匀的物料投入干燥机进行干燥；
步骤三、熔融挤出：将干燥后的物料投入熔融挤出机中，控制熔融挤出温区的温度为180℃-200℃；
步骤四、流延成型：待挤出头处初步成型的TPU膜流出后经过成型辊、冷却辊等，并切除废边，使得TPU膜最终成型；
步骤五、收卷包装。
通过采用上述技术方案，能够较好地制备得到TPU流延膜，得到的TPU能够满足吸塑工艺的要求，拥有较好的耐黄变性能、耐磨性，并且具有较好的韧性，在吸塑加工过程中不易破裂，制作得到鞋底的良品率高。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
其一、生产成本低，原料廉价易得；
其二、得到的流延膜耐黄变性能好，耐磨性能高；
其三、得到的流延膜具有较好的韧性，在吸塑加工过程中不易破裂，制作得到鞋底的良品率高。
具体实施方式
实施例1
一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒50％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒40％；
扩链剂1.5％；
色母4％；
抗UV剂4％
抗氧化剂0.5％
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂。
其中，本实施例色母选用红色母。
其中，本实施例抗氧化剂选用抗氧化剂B125。
本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一、混料：使用搅拌机将各个物料搅拌均匀；
步骤二、干燥：将搅拌均匀的物料投入干燥机进行干燥；
步骤三、熔融挤出：将干燥后的物料投入熔融挤出机中，控制熔融挤出温区的温度为180℃-200℃；
步骤四、流延成型：待挤出头处初步成型的TPU膜流出后，经过成型辊及冷却辊，并切除废边，使得TPU膜最终成型；
步骤五、收卷包装。
具体的，本申请TPU膜制备方法中的熔融挤出段共包含七个温区，各个温区的温度如下表：
表1
| 第一区 | 第二区 | 第三区 | 第四区 | 第五区 | 第六区 | 第七区 | |
| 温度(℃) | 185±5 | 187±5 | 190±5 | 195±5 | 192±5 | 188±5 | 185±5 |
上表中，如果某一个温区的温度超出预设值的范围，则需要停机调试。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒60％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒30％；
扩链剂1％；
色母4％；
抗UV剂4.5％；
抗氧化剂0.5％。
其中，本实施例扩链剂选用巴斯夫扩链剂Joncryl ADR4400。
其中，本实施例抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂。
其中，本实施例色母为红色母、橙色母二者按照质量比1:1复配而得。
其中，本实施例抗氧化剂选用抗氧化剂BHT501。
实施例3
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒55％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒35％；
扩链剂1.2％；
色母4.5％；
抗UV剂4％；
抗氧化剂0.3％。
其中，本实施例扩链剂选用巴斯夫生产的扩链剂母粒ZN7025T。
其中，本实施例抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂。
其中，本实施例色母由绿色母、青色母按照质量比2:1共混而得。
其中，本实施例抗氧化剂选用抗氧化剂168。
实施例4
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒55％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒35.8％；
扩链剂0.5％；
色母3％；
抗UV剂5％；
抗氧化剂0.7％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例抗UV剂选用河北佰亿联化工科技有限公司生产的UV-326紫外线吸收剂。
其中，本实施例色母为蓝色母、紫色母按照质量比1:3复配得到的共混物。
其中，本实施例抗氧化剂为抗氧化剂1010与抗氧化剂1076二者按照1:1复配得到的共混物。
实施例5
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒54％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒36.5％；
扩链剂1％；
色母5％；
抗UV剂3％；
抗氧化剂0.5％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
本实施例抗UV剂选用巴斯夫光稳定剂Tinuvin770。
其中，本实施例色母为黄色母。
其中，本实施例中的抗氧化剂选用抗氧化剂1076。
实施例6
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒58％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒35.8％；
扩链剂0.5％；
抗UV剂5％；
抗氧化剂0.7％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂。
其中，本实施例抗氧化剂选用抗氧化剂B125。
实施例7
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒55.5％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒40％；
扩链剂1.5％；
抗UV剂3％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389TPU用抗UV剂。
实施例8
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒60％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒35％；
扩链剂0.6％；
色母4％；
抗氧化剂0.4％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例色母为黑色母。
其中，本实施例抗氧化剂选用抗氧化剂168和抗氧化剂1010按照质量比2:1的混合物。
实施例9
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒56.5％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒37％；
扩链剂0.9％；
色母5％；
抗氧化剂0.6％；
其中，本实施例扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂。
其中，本实施例色母为白色母。
其中，本实施例的抗氧化剂选用抗氧化剂BHT501。
实施例10
本实施例与实施例1的制备方法相同，区别在于本实施例的配料表与实施例1不相同，本实施例的一种吸塑工艺用TPU膜，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒59％；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒40％；
扩链剂1％。
对比例1
使用路博润(Lubrizol)公司生产型号为Estane TRX70的TPU材料作为对比例1。
对比例2
使用德国科思创生产的型号为UT7-70AU10DPS202的TPU材料作为对比例2。
对比例3
使用德国科思创生产的型号为UT7-80AU10DPS201的TPU材料作为对比例3。
将上述实施例和对比例送检，得到的检测结果如下表：
表2
| 硬度 | 拉伸强度 | 断裂延伸率 | 耐黄变等级 | 耐磨性 | |
| 实施例1 | 75A | 36MPa | 820％ | 5级 | 297 |
| 实施例2 | 77A | 37MPa | 830％ | 5级 | 303 |
| 实施例3 | 76A | 38MPa | 810％ | 5级 | 310 |
| 实施例4 | 75A | 36MPa | 830％ | 5级 | 295 |
| 实施例5 | 76A | 36MPa | 820％ | 5级 | 302 |
| 实施例6 | 77A | 37MPa | 830％ | 5级 | 305 |
| 实施例7 | 75A | 36MPa | 810％ | 4级 | 306 |
| 实施例8 | 75A | 38MPa | 830％ | 5级 | 304 |
| 实施例9 | 76A | 37MPa | 840％ | 5级 | 298 |
| 实施例10 | 75A | 37MPa | 870％ | 4级 | 311 |
| 对比例1 | 73A | 38MPa | 630％ | 3级 | 240 |
| 对比例2 | 65A | 10MPa | 450％ | 3级 | 320 |
| 对比例3 | 77A | 24MPa | 700％ | 3级 | 150 |
从表2中可以看出，本申请的抗黄变等级高，断裂延展性好，且具有较高的硬度和耐磨性，用于吸塑工艺制作鞋底过程中不易破裂。
表2中，各项性能的测试标准如下：
1.采用邵尔硬度测试标准进行硬度测试，测试数值越高，说明材料的硬度越高；
2.采用GB1040_92测试标准进行拉伸强度和断裂延伸率测试；
3.采用ASTM D1148AATCC16-1998测试标准进行耐黄变等级测试；
4.采用ISO 9352-2012测试标准进行耐磨性测定。
另外，对比例材料的价格如下：
路博润(Lubrizol)公司生产型号为Estane TRX70的TPU材料市售一般在55-60元/kg；
德国科思创生产的型号为UT7-70AU10DPS202的TPU材料市售价格一般在35-40元/kg；
德国科思创生产的型号为UT7-80AU10DPS201的TPU材料市售价格一般在45-50元/kg。
本申请用到的主原料价格如下：
亨斯迈生产型号为95C4959的TPU颗粒市售价格一般在30-35元/kg；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒市售价格一般在20-25元/kg。
从上述价格对比可以看出，本申请的原料成本较低，制作得到的流延膜在市场上具有较大的价格优势。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于，由以下质量百分数的各物料组成：
亨斯迈生产型号为95C4959 的TPU颗粒50-60%；
华峰集团生产型号为HF-3390AI-2的TPU颗粒30-40%；
扩链剂0.5-1.5%；
其他助剂0-10%。
2.根据权利要求1所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述扩链剂选用余姚市汇鸿塑料厂生产的聚酯扩链剂或者选用巴斯夫生产的扩链剂母粒ZN7025T。
3.根据权利要求1所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述其他助剂包括抗UV剂、色母、抗氧化剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：当TPU膜中添加有抗UV剂时，所述抗UV剂占TPU膜总质量的3-5%。
5.根据权利要求4所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述抗UV剂选用博纳新材料科技有限公司生产的Tisorb 389 TPU用抗UV剂或者选用巴斯夫光稳定剂Tinuvin770。
6.根据权利要求3所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：当TPU膜中添加有色母时，所述色母占TPU膜重质量的3-5%。
7.根据权利要求6所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述色母可以为白、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述抗氧化剂占TPU膜重质量的0.3-0.7%。
9.根据权利要求8所述的一种吸塑工艺用TPU膜，其特征在于：所述抗氧化剂选用抗氧化剂B125、BHT501、168、1010、1076中的一种或者多种。
10.权利要求1-9任意一项所述的一种吸塑工艺用TPU膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤一、混料：使用搅拌机将各个物料搅拌均匀；
步骤二、干燥：将搅拌均匀的物料投入干燥机进行干燥；
步骤三、熔融挤出：将干燥后的物料投入熔融挤出机中，控制熔融挤出温区的温度为180℃-200℃；
步骤四、流延成型：待挤出头处初步成型的TPU膜流出后，经过成型辊及冷却辊，并切除废边，使得TPU膜最终成型；
步骤五、收卷包装。
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