CN114536898B - 一种热塑性弹性体篷布及其应用 - Google Patents

一种热塑性弹性体篷布及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及IPC D06N3/00领域，尤其涉及一种热塑性弹性体篷布及其应用。据热塑性弹性体篷布包括淋膜层和基布层；所述淋膜层的材质为热塑性弹性体；所述淋膜层和基布层通过热压结合。本发明提供的热塑性弹性体篷布具有轻质、使用寿命长、可回收性、耐低温、耐老化、防水、防霉变、环保可再生等多种特点，断裂伸长率、撕裂强度高，弹性和耐穿刺性能好，并且幅宽超大，可采用热合拼接。本发明篷布的淋膜层以聚烯烃材料为主，与丙纶基布(聚丙烯)的熔融再造粒情况较好；配方中还添加了相容剂等材料，保证熔融再造粒时，淋膜层材料和丙纶基布材料的相容性；可以提供可油墨印刷/UV喷墨打印的性能，能够广泛应用于篷布领域。

Description

一种热塑性弹性体篷布及其应用
技术领域
本发明涉及IPC D06N3/00领域，尤其涉及一种热塑性弹性体篷布及其应用。
背景技术
现有篷布通常为PVC篷布和TPU篷布，其或多或少存在着克重高，使用不方便，耐候性差，力学性能差，难以回收利用等缺陷，难以满足市场日益提升的需求。例如PVC篷布在用于水产蓬帆布、水囊袋等产品时，受限于其原料体系中添加的增塑剂、光/热稳定剂等影响，在长期使用过程中均存在向PVC基布表面迁移的问题。TPE(Thermo-plastic elastomer，热塑性弹性体)材料具有弹性强，耐温性、耐候性好等优点，本发明将其应用于篷布产品中能够赋予产品优异的使用特性；同时与质轻、环保的丙纶基布结合，所设计得到的篷布产品能够取代传统的PVC、TPU篷布，应用前景广阔。
传统丙纶基布具有表面张力低，与淋膜层粘结牢度差的问题，在户外严苛环境下使用十分容易出现分层、剥离，导致篷布的寿命较短，效能难以完全发挥；同时传统篷布仅能做到单一颜色，难以满足新兴的篷布油墨印刷/UV印刷需求。在这样的背景下，探究一种质轻环保、耐候性强、可满足油墨/UV印刷的篷布成为本领域亟待解决的问题。
本发明研究的产品是继“防水油布”、“塑料彩条布”、“PVC篷布”和“TPU篷布”之后开发的第五代产品，解决了传统PVC篷布等产品的不环保、不稳定问题，能够摆脱增塑剂等助剂的限制，有效应用于水产蓬帆布、水囊袋等产品。
发明内容
本发明通过提供一种热塑性弹性体篷布，解决了现有技术中篷布克重高，不环保，耐候性差，无法满足油墨/UV印刷等问题，实现了一种质轻环保、耐候性强、可满足油墨/UV印刷的篷布。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种热塑性弹性体篷布，包括淋膜层和基布层；所述淋膜层的材质为热塑性弹性体；所述淋膜层和基布层通过热压结合。
在一些优选的实施方式中，所述基布层为丙纶基布；所述丙纶基布包括但不限于丙纶机织布，丙纶无纺布，丙纶经编布中的任意一种。
在一些优选的实施方式中，按照重量份计，所述热塑性弹性体的原料包括：聚烯烃组合物70-148份，相容剂5-20份，颜料5-24份，抗氧剂0.1-3份。
进一步优选，按照重量份计，所述热塑性弹性体的原料包括：聚烯烃组合物100-120份，相容剂7-14份，颜料10-18份，抗氧剂0.5-1.5份。
在一些优选的实施方式中，所述聚烯烃组合物为PE，PP，POE，SIS，SEBS，SEPS，EVA，EEA，EMA，EAA，EBA中的至少2种。
在一些优选的实施方式中，所述聚烯烃组合物为POE，PE，SEPS，PP和EMA。
在一些优选的实施方式中，所述POE，PE，SEPS，PP和EMA的重量比为(7-12)：(2-5)：(1-4)：(1-5)：(3-6)。
进一步优选，所述POE，PE，SEPS，PP，EMA的重量比为10：3：2：3：4。
篷布作为一种强度高，柔韧性强，防水耐用的高强度织物，已被广泛应用于野外帐篷、汽车运输、露天仓库遮盖、户外大型充气玩具等场合；随着应用范围的逐渐扩大，对于篷布的性能需求也在逐步提升。目前市场上主流的篷布产品为PVC篷布、TPU篷布等，其存在着难以回收，克重高，耐候性差等问题。本发明通过热塑性弹性体为基础材料，结合POE材料本身的优异韧性和良好加工性，将淋膜层和基布层结合，制得可回收、质轻、低温弹性好、耐候性强的篷布。
丙纶基布能够提升篷布的可回收性和轻质化，但丙纶基布的极性小，导致其表面张力较低，大部分淋膜层无法与之紧密粘结，极易出现分层、剥离等问题，本发明进一步发现，当聚烯烃组合物选择POE，PE，SEPS，PP和EMA共同作用，能够显著提升淋膜层和基布层、尤其是丙纶基布的附着牢度，制得的篷布具备轻质、可回收特性的同时分层、剥离趋势大幅降低，使用寿命延长。
在一些优选的实施方式中，所述聚烯烃组合物的熔融指数为2-60g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
进一步优选，所述POE的熔融指数为3-15g/10min；作为熔融指数为3-15g/10min的POE的实例，包括但不限于陶氏化学的8130,8137，8999；三井化学的DF640,740；EXXONMboil的Vistamaxx系列6202，6202FL，7020BF等。
所述陶氏化学8130的熔融指数为13g/10min，190℃，2.16kg。
所述陶氏化学8137的熔融指数为13g/10min，190℃，2.16kg。
所述陶氏化学8999的熔融指数为8g/10min，190℃，2.16kg。
所述三井化学DF740的熔融指数为3.6g/10min，190℃，2.16kg。
所述三井化学DF740的熔融指数为3.6g/10min，190℃，2.16kg。
所述EXXONMboil的Vistamaxx 6202的熔融指数为9.1g/10min，190℃，2.16kg。
所述EXXONMboil的Vistamaxx 6202FL的熔融指数为9.1g/10min，190℃，2.16kg。
所述EXXONMboil的VistamaxxVistamaxx7020BF的熔融指数为9g/10min，190℃，2.16kg。
进一步优选，所述PE为HDPE，所述HDPE的熔融指数为5-24g/10min；作为熔融指数为5-24g/10min的HDPE的实例，包括但不限于中国神华集团的8007，中国石油抚顺石化公司的2911。
所述中国神华集团8007的熔融指数为8.2g/10min，190℃，2.16kg。
所述中国石油抚顺石化公司2911的熔融指数为20g/10min，190℃，2.16kg。
进一步优选，所述PP的熔融指数为10-50g/10min；作为熔融指数为10-50g/10min的PP的实例，包括但不限于中国石化扬子石油化工有限公司YPJ-630，浙江鸿基石化股份有限公司R500TF，陕西聚能塑胶有限公司H3500。
所述中国石化扬子石油化工有限公司YPJ-630的熔融指数为13g/10min，190℃，2.16kg。
所述浙江鸿基石化股份有限公司R500TF的熔融指数为49g/10min，190℃，2.16kg。
所述陕西聚能塑胶有限公司H3500的熔融指数为40±3.5g/10min，190℃，2.16kg。
现有产品中篷布的颜色往往通过添加颜料母粒进行调控，而添加颜料母粒的技术方案只能生产单一颜色(如白、红、蓝、绿等)的篷布成品。而随着市场需求的变化，纯色的篷布已经不能继续满足新兴市场要求，例如原有集装箱拖挂车上都印有运输企业名称/品牌的喷漆，而现在集装箱外覆盖的篷布会遮盖原集装箱上的喷漆；基于此，现有篷布需可以提供可油墨印刷/UV喷墨打印的性能。本发明人在研究中发现，实际产品研发过程中POE篷布产品中大部分原料为非极性材料，耐溶剂性好，篷布淋膜层的表面张力很小，电晕后也只有38达因以下；经过油墨印刷/UV喷墨打印后，墨水都附着不牢，容易脱落。本发明通过大量试验探究，选择特定熔融指数的POE，PE，SEPS，PP和EMA，且控制其配比，得到能够被印刷油墨、UV墨水中的溶剂部分溶解/溶胀的极性-非极性复合材料，达到粘结油墨的作用。
本发明发现重量比为(7-12)：(2-5)：(1-4)：(1-5)：(3-6)的POE，PE，SEPS，PP，EMA可以增加熔体的流动性，为淋膜层提供较好的力学性能和化学稳定性等。当聚烯烃的配比超过该范围时，淋膜流延时熔融薄膜缩边严重，严重影响产品规格和成品率。例如常规产品宽幅要求3.2米，当PE加入量较少时，淋膜流延膜将会缩边至3米左右。
在一些优选的实施方式中，所述聚烯烃组合物，相容剂和颜料的重量比为(8-12)：1：(1.2-2)。
在一些优选的实施方式中，所述相容剂的结构中包含单元。
在一些优选的实施方式中，所述相容剂的熔融指数为4-10g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
作为相容剂的实例，包括但不限于PP-g-MAH(马来酸酐接枝聚丙烯)。
作为抗氧剂的实例，包括但不限于双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯
本发明进一步发现，当采用特定组成、特定熔融指数的聚烯烃组合物，同时复配特定结构的相容剂以及特定熔融指数的颜料，能够赋予淋膜层高表面张力值，淋膜层经过高强度电晕，表面张力值达到48达因以上；进一步发现当聚烯烃组合物，相容剂和颜料的重量比为(8-12)：1：(1.2-2)时，6个月后淋膜层的表面张力仍可达到42达因；高表面张力的淋膜层与丙纶基布稳固结合，既满足篷布的机械耐候需求，同时有效取得粘结油墨效果，满足下游油墨印刷/UV喷墨打印需求。
在一些优选的实施方式中，所述SEPS(聚苯乙烯-聚乙烯-聚丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物)的熔融指数为50-90g/10min，测试条件为230℃，2.16kg。
在一些优选的实施方式中，所述EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)的熔融指数为5-20g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
在一些优选的实施方式中，所述颜料的熔融指数为6-10g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
在一些优选的实施方式中，所述热塑性弹性体篷布的制备步骤包括：
S1.制备淋膜层：按照配方量，将热塑性弹性体的原料混合，脱水，投入挤出机的料斗中，在260～290℃、挤出转速为50-150r/min条件下由挤出机旋转螺杆传输，通过T型流延模头挤出，冷却定型，得到淋膜层。
S2.制备热塑性弹性体篷布：将S1步骤制得的淋膜层转移至辊面上，通过热压方式使淋膜层与基布层结合，冷却定型，得到热塑性弹性体篷布。
本发明第二方面提供了一种热塑性弹性体篷布的应用，所述热塑性弹性体篷布应用于户外高强度织物领域。
有益效果：
本发明提供的热塑性弹性体篷布具有轻质、使用寿命长、可回收性、耐低温、耐老化、防水、防霉变、环保可再生等多种特点，断裂强度、断裂伸长率、撕裂强度高，弹性和耐穿刺性能好，并且幅宽超大(可达到5米宽)，可采用热合拼接。本发明篷布的淋膜层采用聚烯烃组合物为基料，与丙纶基布(聚丙烯)的熔融再造粒情况较好；同时，配方中还添加了相容剂等材料，保证熔融再造粒时，淋膜层材料和丙纶基布材料的相容性；可以提供可油墨印刷/UV喷墨打印的性能，能够广泛应用于篷布领域。
具体实施方式
实施例1.
本实施例提供了一种热塑性弹性体篷布，包括淋膜层和基布层；所述淋膜层的材质为热塑性弹性体；所述淋膜层和基布层通过热压结合。
所述基布层为丙纶机织布。
按照重量份计，所述热塑性弹性体的原料包括：聚烯烃组合物110份，相容剂10份，颜料14份，抗氧剂1份。
所述聚烯烃组合物为POE，PE，SEPS，PP和EMA；所述POE，PE，SEPS，PP，EMA的重量比为10：3：2：3：4。
所述POE(乙烯辛烯共聚物)的熔融指数为13g/10min，测试条件为190℃，2.16kg；购买自陶氏化学，型号为8130/8137。
所述PE为HDPE(高密度聚乙烯)，其熔融指数为8.2g/10min，测试条件为190℃，2.16kg；购买自中国神华集团，型号为8007。
所述SEPS(聚苯乙烯-聚乙烯-聚丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物)的熔融指数为70g/10min，测试条件为230℃，2.16kg；购买自美国Shell公司，型号为SEPS2002。
所述PP(聚丙烯)的熔融指数为13g/10min，测试条件为190℃，2.16kg；购买自中国石化扬子石油化工有限公司，型号为YPJ-630。
所述EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)的熔融指数为8g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。购买自阿科玛ARKEMA公司，型号为20MA08。
所述相容剂为PP-g-MAH(马来酸酐接枝聚丙烯)，熔融指数为5.5g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。购买自宁波能之光新材料有限公司，型号为GPM200B。
所述颜料为白色颜料，其熔融指数为8g/10min，测试条件为190℃，2.16kg。
所述抗氧剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯，CAS号为3806-34-6。
所述热塑性弹性体篷布的制备步骤包括：
S1.制备淋膜层：按照配方量，将热塑性弹性体的原料混合，脱水，投入挤出机的料斗中，在270℃、挤出转速为100r/min条件下由挤出机旋转螺杆传输，通过T型流延模头挤出，冷却定型，得到淋膜层。
S2.制备热塑性弹性体篷布：将S1步骤制得的淋膜层转移至辊面上，通过热压方式使淋膜层与基布层结合，结合顺序为从上至下依次为淋膜层-基布层-淋膜层，冷却定型，得到热塑性弹性体篷布。
对比例1.
本对比例提供了一种热塑性弹性体篷布，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述相容剂PP-g-MAH的加入量为2份。
对比例1制得的热塑性弹性体篷布的热帖剥离负荷为横向39N/5cm，纵向47N/5cm；测试方法同实施例1。
对比例2.
本对比例提供了一种热塑性弹性体篷布，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述POE，PE，SEPS，PP，EMA的重量比为10：3：2：3：1。
对比例2制得的热塑性弹性体篷布的淋膜层电晕后表面张力为40达因；测试方法同实施例1。
性能测试方法
1.机械性能：
对实施例1制得的热塑性弹性体篷布和市售PVC篷布进行检测，对比结果见表1。所述市售PVC篷布来源于浙江华生经编新材料有限公司。
2.淋膜层电晕后表面张力：
对实施例1制得的淋膜层进行高强度电晕，然后采用德国dataphysics公司DCAT15表面张力测试仪测试电晕后的淋膜层的表面张力，结果为48达因；放置6个月后再次测试，表面张力为42达因；放置条件为避光，23℃，RH 60-65％。
性能测试数据
表1.

Claims (3)

1.一种热塑性弹性体篷布，其特征在于，包括淋膜层和基布层；所述淋膜层的材质为热塑性弹性体；所述淋膜层和基布层通过热压结合；
按照重量份计，所述热塑性弹性体的原料包括：聚烯烃组合物70-148份，相容剂5-20份，颜料5-24份，抗氧剂0.1-3份；
所述聚烯烃组合物为POE，PE，SEPS，PP和EMA；所述POE，PE，SEPS，PP和EMA的重量比为(7-12)：(2-5)：(1-4)：(1-5)：(3-6)；
所述聚烯烃组合物的熔融指数为2-60g/10min，测试条件为190℃，2.16kg；
所述POE的熔融指数为3-15g/10min；
所述PE为HDPE，所述HDPE的熔融指数为5-24g/10min；
所述PP的熔融指数为10-50g/10min；
所述聚烯烃组合物，相容剂和颜料的重量比为(8-12)：1：(1.2-2)。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性弹性体篷布，其特征在于，所述相容剂的结构中包含单元。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的热塑性弹性体篷布的应用，其特征在于，所述热塑性弹性体篷布应用于户外高强度织物领域。
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