CN112391103A - 一种表面耐磨抗穿刺涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种表面耐磨抗穿刺涂层及其制备方法和应用，所述涂层是在真空绝热板阻隔膜表面制备TPU涂层来提高其整体耐磨、抗穿刺性能。依据复合辊的温度、压力和涂层厚度三个主要工艺参数设计TPU涂层干法复合工艺，测试发现TPU复合膜的耐磨、抗穿刺等性能均在AF阻隔膜的基础上有明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及绝热材料领域，具体涉及一种表面耐磨抗穿刺涂层及其制备方法和应用。
背景技术
真空绝热板是一种热导率极低的超级绝热材料，但是由于其阻隔膜的耐磨、抗穿刺性能差，难以被大范围应用。
发明内容
本发明提出了一种表面耐磨抗穿刺涂层及其制备方法和应用，所述涂层是在真空绝热板阻隔膜表面制备 TPU 涂层来提高其整体耐磨、抗穿刺性能。依据复合辊的温度、压力和涂层厚度三个主要工艺参数设计TPU 涂层干法复合工艺，测试发现 TPU 复合膜的耐磨、抗穿刺等性能均在 AF 阻隔膜的基础上有明显提高。
本发明所述的表面耐磨抗穿刺涂层是热塑性聚氨酯弹性体橡胶材料Thermoplastic polyurethanes，简称 TPU；是由二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的线性高分子材料。
可加热塑化，其合成方法可以采用本体聚合或者溶液聚合的方式，其基本反应式如下：
其分子结构较为复杂，含有醚基和酯基又含有许多重复的氨基甲酸酯基团。从分子结构上看，聚氨酯是一种软段和硬段交替连接的嵌段共聚物。一般由多元醇构成的软段，在常温下呈无规卷曲状，聚集在一起形成软段微区，其玻璃化温度低于室温。而由二异氰酸酯和扩链剂得到的含氨基甲酸酯基和芳基构成的硬段，在常温下伸展成棒状，由于分子键氢键的作用，刚性链段缔合在一起形成硬段微区。室温下这些微区呈玻璃态次晶或微晶，硬相不溶于软相中，而是分布在其中，常温下起到物理交联点的作用。
TPU 之所以有橡胶的弹性正是由于硬段中分子间氢键的物理交联形成的硬段凝聚和结晶，从而对材料起到补强的作用。
TPU 兼具橡胶和塑料的优良特性，其颗粒呈白色无规则球状或柱状，相对密度为1.10～1.25g/cm2，分为聚酯型和聚醚型两类，后者的相对密度更小却有着更为优异的耐低温性能。TPU 薄膜则是由 TPU 的颗粒料经过特殊工艺制成的，它很好地继承了 TPU 材料的理化性能，在很多场合都有广泛地应用。
TPU 材料因其众多优异的特性已经在薄膜、薄片、管材、棒材、鞋材、胶粘剂、合成革、滚轮、电缆和汽车用品等众多领域实现了广泛的应用，然而不同的应用领域的
TPU 制品对应着不同的加工工艺，主要分为
TPU 管材制品的生产工艺、TPU 电线电缆挤出工艺以及TPU 挤出涂覆工艺三大类，通常采用挤出涂覆工艺进行 TPU 涂层的干法复合。
TPU 的挤出涂覆是将熔融的 TPU 贴合在基材上的一种生产工艺。首选采用金属加热鼓为基材进行预热来改善涂层粘接效果，后将 TPU 粒料在挤出机料筒中熔融塑化并通过口模挤出并与预热的基材在复合辊间隙中进行贴合，通常将模唇制成 V 形，以尽量减少口模与复合辊之间的缝隙，保证熔料良好的熔涂流动性；复合辊由气压或液压驱动，其内部通有高速循环水冷却，复合辊的背面装有水冷却的铝辊作为散热装置；复合辊的转速决定着涂层厚度和综合的涂层成型效率，而复合辊的压力及其表面光洁度则决定着涂层的表面质量。
TPU 薄膜的成型工艺需要重点把握以下五点“调整”：①确定挤出条件，调整挤出机的位置：②调整模唇，确保规定产量下能够恒定供给熔料，设置唇口及熔料温度；③调整挤出线，确保熔涂线迅速达到预定的线速度和熔涂质量；④根据涂层性能的需要来调整预热条件、口模至复合辊的间隙以及复合辊的温度、压力和转速。
较为成熟的 TPU 挤出涂覆工艺为应用在鞋、成衣、医疗用品、国防用品、运动用品、工业用品以及民生用品中的高质量 TPU 产品提供了技术保障，也为本文所要研究的真空绝热板表面耐磨、抗穿刺 TPU 涂层制备指明了方向。
Claims (5)
1.一种表面耐磨抗穿刺涂层，其特征在于，是热塑性聚氨酯弹性体橡胶材料，由二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的线性高分子材料。
2.权利要求1所述表面耐磨抗穿刺涂层的制备方法，其特征在于，采用挤出涂覆工艺进行 TPU 涂层的干法复合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，首选采用金属加热鼓为基材进行预热来改善涂层粘接效果，后将 TPU 粒料在挤出机料筒中熔融塑化并通过口模挤出并与预热的基材在复合辊间隙中进行贴合，通常将模唇制成 V 形，以尽量减少口模与复合辊之间的缝隙，保证熔料良好的熔涂流动性；复合辊由气压或液压驱动，其内部通有高速循环水冷却，复合辊的背面装有水冷却的铝辊作为散热装置；复合辊的转速决定着涂层厚度和综合的涂层成型效率，而复合辊的压力及其表面光洁度则决定着涂层的表面质量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，TPU 薄膜的成型工艺需要重点把握以下五点“调整”：①确定挤出条件，调整挤出机的位置：②调整模唇，确保规定产量下能够恒定供给熔料，设置唇口及熔料温度；③调整挤出线，确保熔涂线迅速达到预定的线速度和熔涂质量；④根据涂层性能的需要来调整预热条件、口模至复合辊的间隙以及复合辊的温度、压力和转速。
5.权利要求1所述表面耐磨抗穿刺涂层的应用，其特征在于，应用在鞋、成衣、医疗用品、国防用品、运动用品、工业用品以及民生用品。
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| CN201910765093.XA CN112391103A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种表面耐磨抗穿刺涂层及其制备方法和应用 |
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| CN112391103A true CN112391103A (zh) | 2021-02-23 |
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| CN (1) | CN112391103A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114321521A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-12 | 中裕软管科技股份有限公司 | 一种自紊流呼吸式浆体输送软管及其制备方法 |
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2019
- 2019-08-19 CN CN201910765093.XA patent/CN112391103A/zh active Pending
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| CN114321521A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-12 | 中裕软管科技股份有限公司 | 一种自紊流呼吸式浆体输送软管及其制备方法 |
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