CN114701235B - 一种tpu发泡革的连续制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种TPU发泡革的连续制作方法，包括以下步骤：步骤1、准备以下原料：二异氰酸酯、扩链剂、高分子二元醇和聚乙二醇；步骤2、将原料输入反应容器进行混合；步骤3、向反应容器输入发泡剂和碳酸钙，形成熔融体；步骤4、对熔融体进行延展，形成TPU薄膜；步骤5、输入布料，将TPU薄膜与布料贴合，形成发泡基材；步骤6、对发泡基材进行软化；步骤7、对发泡基材进行发泡，形成TPU发泡革。本发明的制作方法所制得的TPU发泡革能够符合日趋严峻的环保要求，并且具备良好的物性，同时能够避免由于剪切力、预发泡和静电所产生的塌陷问题，均匀性良好。
Description
技术领域
本发明涉及TPU发泡革领域，尤其是涉及一种TPU发泡革的连续制作方法。
背景技术
目前，市场对合成革与人造革行业的环保要求日趋严峻：
聚氯乙烯人造革具备各种人造革的综合手感、产品多样性、色彩鲜艳等众多优点，使得其产品风行至今而不衰，其加工通常由压延机制作，压延机是目前高分子塑料加工效率最高的设备，可以达到10~20kg/min的速度来消耗掉塑料。然而聚氯乙烯人造革的物理性能不佳，易老化龟裂，而且其对环境并不友善。此外，人造革所使用的聚氯乙烯含有大量的增塑剂，其主要成分DEHP已经被证实会引起人类的荷尔蒙变异，甚至可能有致癌风险。
由于聚氨酯合成革能够解决物理性能的问题，因此其在20世纪70年代取代了相当比例的人造革市场，使得许多需要高档高物性革类产品均使用聚氨酯合成革。然而，合成革所使用的聚氨酯材料由于含有大量的溶剂，尤其是DMF（二甲基甲酰胺），有许多医学报告直指其明显对皮肤、呼吸道、肝脏等有严重危害，并且也疑似具有致癌风险。
TPU（热塑性聚氨酯弹性体）具备优良的物理性能而且无溶剂问题，可以用来替代合成革和人造革。目前，大多厂商采用压延机制造出TPU膜，然后将TPU膜与布料复合，最后进行发泡，形成TPU发泡革（可参考中国发明申请CN107164972A公开的一种环保型阻燃抗紫外线TPU发泡革的制备方法）。
然而，现有的TPU发泡革制作方法通常采用分段独立式制作流程，具体而言，就是先制作TPU颗粒（或者直接从市面上采购TPU颗粒），然后将TPU颗粒依次投入密炼机和开炼机进行密炼和开练，使得TPU材料与其他材料混合，再投入压延机制作TPU膜。这样的制作方法所得到的TPU发泡革的均匀性较差，常常出现产品凹陷的现象，有的甚至出现物性急剧下降的问题，其根本原因是TPU的分子链内充斥着大量的氢键，因范德瓦尔力而使得产品的剪切应力过大，在熔融状态下与压延机的扎轮机之间产生较大的摩擦力，影响其在压延机中的流速，不稳定的流速导致对于TPU膜的不同位置所施加压力的时间不一，最终影响TPU发泡革的均匀性。
添加适量的滑剂能够解决上述问题，然而，在大批量生产的情况下，滑剂的添加量难以精确控制：添加量稍微不足会导致均匀性的问题无法彻底解决，添加量稍微过多会引起压延机的扎轮机空转。
另外，将设备温度提高也能够降低剪切应力，然而，在加入发泡剂以后，当设备温度到达210℃以上会导致TPU膜发生局部预发泡的现象，同样存在均匀性较差的问题。
发明内容
本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种TPU发泡革的连续制作方法，所述连续制作方法包括以下步骤：
步骤1、准备以下原料：二异氰酸酯、扩链剂、高分子二元醇和聚乙二醇，二异氰酸酯和扩链剂的温度都为65~75℃，高分子二元醇和聚乙二醇的温度都为85~95℃；
步骤2、对原料进行混合，混合温度为170~220℃；
步骤3、加入发泡剂，发泡剂的温度为170~190℃，形成温度为170~190℃熔融体；
步骤4、对熔融体进行延展，延展温度为170~190℃，形成TPU薄膜；
步骤5、输将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为180~200℃，形成发泡基材；
步骤6、对发泡基材进行软化，软化温度为170~190℃；
步骤7、对发泡基材进行发泡，发泡温度为210~240℃，形成TPU发泡革。
进一步，在步骤1中，还准备以下原料：抗氧化剂和耐黄变剂，抗氧化剂和耐黄变剂的温度为85~95℃。
进一步，在步骤1中，所述二异氰酸酯为MDI和TDI中的一种或两种混合；所述扩链剂为1,4BG和EG中的一种或两种混合；所述高分子二元醇为AA/EG、AA/1,4BG、PCL、PC、PTMEG和PPG中的一种或多种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或多种混合；所述耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合；在步骤3中，所述发泡剂为偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、偶氮二甲酰胺、N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰氨基脲和三肼基三嗪中的一种或多种混合。
进一步，在步骤1中，所述高分子二元醇的羟基值为20~200，所述聚乙二醇的羟基值为30~600，电阻值为1×1011~9×1012Ω。
进一步，在步骤2中，输入二异氰酸酯的流速为1~3kg/min，输入扩链剂的流速为0.2~1kg/min，输入高分子二元醇、聚乙二醇、抗氧化剂和耐黄变剂的流速为2~4kg/min。
进一步，在步骤2中，包括以下步骤：
步骤2.1、对原料进行强制聚合，强制聚合温度为200~220℃；
步骤2.2、对原料进行强制冷却，强制冷却温度为170~190℃。
进一步，在步骤3中，包括以下步骤：
步骤3.1、加入发泡剂和碳酸钙，发泡剂和碳酸钙的温度都为170~190℃；
步骤3.2、对原料进行过滤，形成的温度为170~190℃的熔融体。
进一步，在步骤7中，包括以下步骤：
步骤7.1、对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210~220℃；
步骤7.2、对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220~230℃；
步骤7.3、对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230~240℃，形成TPU发泡革。
进一步，所述连续制作方法还包括以下步骤：步骤8、对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150~160℃。
进一步，所述连续制作方法还包括以下步骤：
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：
1、本发明的制作方法采用分段连续式制作，能够在制作过程中确保TPU尚未形成或者仅有微量的氢键，使得其剪切力较小，在后续延展的过程中能够减小摩擦力，进而提高TPU发泡革的均匀性。
2、本发明的制作方法在加入发泡剂之前精确控制温度，能够有效避免发生预发泡的现象，材料在发泡炉中整体同时发泡，从而保证TPU发泡革的均匀性。
3、本发明的制作方法在原料中加入聚乙二醇，能够使熔融体自身克服静电荷累积的问题，消除因静电造成的阻力问题，确保整个制作过程的流畅性，进而保证TPU发泡革的均匀性。
4、本发明的制作方法所制得的TPU发泡革能够符合日趋严峻的环保要求，并且具备良好的物性。
附图说明
图1为本发明涉及的制作生产线的示意图；
图2为本发明实施例1制得的TPU发泡革样品的照片；
图3为本发明实施例2制得的TPU发泡革样品的照片；
图4为本发明实施例3制得的TPU发泡革样品的照片；
图5为本发明实施例4制得的TPU发泡革样品的照片。
具体实施方式
本发明提供一种TPU发泡革的连续制作方法，如图1所示，上述连续制作方法主要采用灌注机、反应型双螺杆挤出机、压延机和发泡炉，具体包括以下步骤：
第一阶段，制作熔融体：
步骤1、在灌注机中准备以下原料：二异氰酸酯、扩链剂、高分子二元醇和聚乙二醇，二异氰酸酯和扩链剂的温度都为65~75℃，高分子二元醇和聚乙二醇的温度都为85~95℃；
步骤2、将灌注机中的原料灌注至反应型双螺杆挤出机中进行混合，混合温度为170~220℃；
步骤3、向反应型双螺杆挤出机加入发泡剂，发泡剂的温度为170~190℃，形成温度为170~190℃熔融体；
第二阶段，制作发泡基材：
步骤4、将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至压延机进行延展，延展温度为170~190℃，形成TPU薄膜；
步骤5、向压延机输入布料，将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为180~200℃，形成发泡基材；
第三阶段，制作TPU发泡革：
步骤6、将压延机中的发泡基材输入至发泡炉，对发泡基材进行软化，软化温度为170~190℃；
步骤7、对发泡基材进行发泡，发泡温度为210~240℃，形成TPU发泡革。
本发明通过采用分段连续式制作而成的TPU发泡革具备良好的均匀性，其关键在于：
1、与现有技术中采用的分段独立式制作方法相比，本发明并非直接加入制备好的TPU颗粒，而是采用分段连续式制作，将TPU的原料混合后直接进行延展，此时，由于TPU并未经历冷却至常温的过程，因此TPU中尚未形成或者仅有微量的氢键，范德瓦尔力较小，故其剪切力较小，在后续延展的过程中能够减小摩擦力，进而提高TPU发泡革的均匀性。
2、在加入发泡剂之后，直到发泡之前，材料的温度保持在170~190℃，能够有效避免发生预发泡的现象，材料在发泡炉中整体同时发泡，从而保证TPU发泡革的均匀性。
3、本发明在原料中加入了聚乙二醇，使得TPU具备抗静电性能。值得一提的是，加入聚乙二醇的目的并非仅仅为了让TPU发泡革具备抗静电性能，更是为了在制作过程中避免熔融体与压延机的传输辊之间因摩擦而产生静电，进而形成阻力，影响传输速率。具体而言，尽管本发明的熔融体与传输辊之间的摩擦力较小，但是仍然会存在相互摩擦的现象。目前，TPU发泡革制作过程中消除静电的方式主要包括物理消除法和化学消除法：物理消除法一般是在工作场所加湿，避免静电的形成，但是对于大面积制作来说，加湿的方式只能使熔融体局部静电消除，难以确保整个表面不产生静电；化学消除法一般是在熔融体的表面加入亲水性界面活性剂，此方式确实能够消除熔融体整个表面的静电，但是随着传输辊的滚动，表面的亲水性界面活性剂难免会发生掉落，进而失去静电消除的效果，此外，该方式也不能适用于厚度较大的产品（即深层的静电无法消除）。本发明加入聚乙二醇后，能够使熔融体自身克服静电荷累积的问题，消除因静电造成的阻力问题，确保整个制作过程的流畅性，进而保证TPU发泡革的均匀性。
其中，本发明既可以采用压延机对熔融体进行压制延展，形成TPU薄膜，也可以采用流延机对熔融体进行流动延展，形成TPU薄膜。
具体地，在步骤1中，二异氰酸酯为MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）和TDI（甲苯二异氰酸酯）中的一种或两种混合；扩链剂为1,4BG（1,4丁二醇）和EG（乙二醇）中的一种或两种混合；高分子二元醇为AA/EG（聚己二酸乙二醇酯）、AA/1,4BG（AA/1,4丁二醇聚合二元醇）、PCL（聚己内酯）、PC（聚碳酸酯）、PTMEG（聚四氢呋喃醚）和PPG（聚丙二醇）中的一种或多种混合。
更具体地，聚乙二醇为非离子型聚乙二醇。相对于阴离子型聚乙二醇和阳离子型聚乙二醇来说，非离子型聚乙二醇的反应性更佳，可以在短时间内反应完全。
更具体地，在步骤1中，高分子二元醇的羟基值为20~200，聚乙二醇的羟基值为30~600，电阻值为1×1011~9×1012Ω。
更具体地，在步骤1中，还在灌注机中准备以下原料：抗氧化剂和耐黄变剂，抗氧化剂和耐黄变剂的温度为85~95℃。加入抗氧化剂和耐黄变剂可以使得TPU发泡革具备良好的抗氧化性能和耐黄变性能，即提高了其物性。
更具体地，抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或多种混合；耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合。
更具体地，灌注机包括：第一料斗、第二料斗和第三料斗，二异氰酸酯位于第一料斗中，扩链剂位于第二料斗中，高分子二元醇、聚乙二醇、抗氧化剂和耐黄变剂位于第三料斗中，第一料斗和第二料斗的温度都为65~75℃，第三料斗的温度为85~95℃。三个料斗的原料灌注至反应型双螺杆挤出机中进行混合。
更具体地，在步骤2中，二异氰酸酯（即第一料斗）的流速为1~3kg/min，扩链剂（即第二料斗）的流速为0.2~1kg/min，高分子二元醇、聚乙二醇、抗氧化剂和耐黄变剂（即第三料斗）的流速为2~4kg/min。
具体地，反应型双螺杆挤出机包括：初始段、冷却段、过滤网和料孔，初始段与冷却段的前端连通，过滤网位于冷却段的后端，料孔位于冷却段侧面。
在步骤2中，具体包括以下步骤：
步骤2.1、将灌注机中的原料灌注至初始段中进行强制聚合，强制聚合温度为200~220℃；
步骤2.2、将初始段中的原料传输至冷却段进行强制冷却，强制冷却温度为170~190℃。
其中，步骤2.1中的强制聚合是相对非强制聚合而言的，传统的非强制聚合是指在120~130℃的环境下对二异氰酸酯和扩链剂进行聚合，虽然能够降低能耗，但是聚合过程相对缓慢，对于本发明所采用的分段连续制作方法而言，容易出现局部未聚合完成的情况，故本发明优选采用强制聚合的方式。
其中，由于本发明采用的是高温强制聚合的方式，因此在加入发泡剂之前，即步骤2.2中，需要对原料进行强制冷却，避免发生预发泡的现象。
作为一种优选的方案，可以在反应型双螺杆挤出机的初始段上端设置混合头，混合头内具有搅拌装置，通过高速搅拌使得原料初步混合，再将原料输入初始段中机械能强制聚合，提高聚合效率。
具体地，在步骤3中，发泡剂为偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、偶氮二甲酰胺、N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰氨基脲和三肼基三嗪中的一种或多种混合。
具体地，在步骤3中，还向反应型双螺杆挤出机加入碳酸钙，发泡剂和碳酸钙的温度都为170~190℃，形成温度为170~190℃熔融体。碳酸钙可以固定发泡的泡孔，使TPU发泡革更加坚挺。
更具体地，在步骤3中，具体包括以下步骤：
步骤3.1、经过料孔向冷却段加入发泡剂和碳酸钙，发泡剂和碳酸钙的温度都为170~190℃；
步骤3.2、通过过滤网对原料进行过滤，形成的温度为170~190℃的熔融体。
其中，通过过滤网进行过滤后，熔融体的温度维持在170~190℃，并且发泡剂和碳酸钙分散均匀，呈现最佳塑化状态。
更具体地，在步骤3中，发泡剂的流速为0.1~1kg/min，碳酸钙的流速为0.01~0.2kg/min。
具体地，压延机包括：扎轮机、布料供应装置和贴合装置。
在步骤4中，将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至扎轮机进行延展，延展温度为170~190℃，形成TPU薄膜。
其中，对于市面上一般的压延机，在扎轮机上游通常还设置有万马力机、前段轧轮机和过滤机，本发明使用的扎轮机属于后段扎轮机。由于本发明采用分段连续制作的方法，后段扎轮机的上游直接通过灌注机和反应型双螺杆挤出机进行进料，因此不需要使用扎轮机的万马力机、前段轧轮机和过滤机，有利于降低能耗。
更具体地，在步骤4中，形成的TPU薄膜厚度为0.05mm~0.30mm。即扎轮机的压辊间距为0.05mm~0.30mm。
在步骤5中，扎轮机向贴合装置输入TPU薄膜，布料供应装置向贴合装置输入布料，贴合装置将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为180~200℃，形成发泡基材。
具体地，发泡炉包括：第一区、第二区、第三区、第四区和第五区。
在步骤6中，将压延机中的发泡基材输入至第一区，对发泡基材进行软化，软化温度为170~190℃。
在步骤7中，具体包括以下步骤：
步骤7.1、将第一区软化后的发泡基材输入第二区，对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210~220℃；
步骤7.2、将第二区初始发泡后的发泡基材输入第三区，对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220~230℃；
步骤7.3、将第三区大量发泡后的发泡基材输入第四区，对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230~240℃，形成TPU发泡革。
经过阶梯式升温的方式对发泡基材进行发泡，有利于实现发泡的均衡性，从而使得TPU发泡革更加均匀。
具体地，连续制作方法还包括以下步骤：
步骤8、将第四区的TPU发泡革输入第五区，对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150~160℃。
更具体地，上述连续制作方法还采用压纹机，连续制作方法还包括以下步骤：
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
其中，步骤8中并未将TPU发泡革冷却至常温，有利于后续更好地进行压纹操作。
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：
【实施例1】
本实施例提供一种TPU发泡革的连续制作方法，具体包括以下步骤：
第一阶段，制作熔融体：
步骤1、在灌注机中准备以下原料：MDI、1,4BG、AA/1,4BG（羟基值为56）、非离子型聚乙二醇（羟基值为54）、1010抗氧化剂和UV-328，MDI位于第一料斗中，温度为70℃，1,4BG位于第二料斗中，温度为70℃，AA/1,4BG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328都位于第三料斗中，温度都为90℃；
步骤2.1、将灌注机中的原料灌注至反应型双螺杆挤出机的初始段进行强制聚合，MDI的流速为1.26kg/min，1,4BG的流速为0.31kg/min，AA/EG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328的流速为3.43kg/min，强制聚合温度为210℃；
步骤2.2、将初始段中的原料传输至冷却段进行强制冷却，强制冷却温度为190℃；
步骤3.1、经过料孔向冷却段加入DIPA和碳酸钙，DIPA的流速为0.15kg/min，碳酸钙的流速为0.1kg/min，DIPA和碳酸钙的温度都为180℃；
步骤3.2、通过过滤网对原料进行过滤，形成的温度为180℃的熔融体；
第二阶段，制作发泡基材：
步骤4、将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至压延机的扎轮机进行延展，延展温度为180℃，形成厚度为0.25mm的TPU薄膜；
步骤5、扎轮机向贴合装置输入TPU薄膜，布料供应装置向贴合装置输入厚度为1mm的无纺布，贴合装置将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为190℃，形成厚度为1.2mm发泡基材；
第三阶段，制作TPU发泡革：
步骤6、将压延机中的发泡基材输入至发泡炉的第一区，线速为20m/min，对发泡基材进行软化，软化温度为190℃；
步骤7.1、将第一区软化后的发泡基材输入第二区，对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210℃；
步骤7.2、将第二区初始发泡后的发泡基材输入第三区，对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220℃；
步骤7.3、将第三区大量发泡后的发泡基材输入第四区，对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230℃，形成TPU发泡革；
步骤8、将第四区的TPU发泡革输入第五区，对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150℃，定型后TPU发泡革的厚度为1.6mm；
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
本实施所制备的TPU发泡革样品如图2所示，该TPU发泡革无塌陷现象。
【实施例2】
本实施例提供一种TPU发泡革的连续制作方法，具体包括以下步骤：
第一阶段，制作熔融体：
步骤1、在灌注机中准备以下原料：MDI、1,4BG、AA/1,4BG（羟基值为110）、非离子型聚乙二醇（羟基值为120）、1010抗氧化剂和UV-328，MDI位于第一料斗中，温度为70℃，1,4BG位于第二料斗中，温度为70℃，PTMEG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328都位于第三料斗中，温度都为90℃；
步骤2.1、将灌注机中的原料灌注至反应型双螺杆挤出机的初始段进行强制聚合，MDI的流速为1.92kg/min，1,4BG的流速为0.46kg/min，PTMEG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328的流速为2.62kg/min，强制聚合温度为210℃；
步骤2.2、将初始段中的原料传输至冷却段进行强制冷却，强制冷却温度为180℃；
步骤3.1、经过料孔向冷却段加入ADCA和碳酸钙，ADCA的流速为0.15kg/min，碳酸钙的流速为0.1kg/min，ADCA和碳酸钙的温度都为180℃；
步骤3.2、通过过滤网对原料进行过滤，形成的温度为180℃的熔融体；
第二阶段，制作发泡基材：
步骤4、将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至压延机的扎轮机进行延展，延展温度为180℃，形成厚度为0.2mm的TPU薄膜；
步骤5、扎轮机向贴合装置输入TPU薄膜，布料供应装置向贴合装置输入厚度为1mm的无纺布，贴合装置将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为190℃，形成厚度为1.15mm发泡基材；
第三阶段，制作TPU发泡革：
步骤6、将压延机中的发泡基材输入至发泡炉的第一区，线速为20m/min，对发泡基材进行软化，软化温度为190℃；
步骤7.1、将第一区软化后的发泡基材输入第二区，对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210℃；
步骤7.2、将第二区初始发泡后的发泡基材输入第三区，对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220℃；
步骤7.3、将第三区大量发泡后的发泡基材输入第四区，对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230℃，形成TPU发泡革；
步骤8、将第四区的TPU发泡革输入第五区，对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150℃，定型后TPU发泡革的厚度为1.45mm；
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
本实施所制备的TPU发泡革样品如图3所示，该TPU发泡革无塌陷现象。
【实施例3】
本实施例提供一种TPU发泡革的连续制作方法，具体包括以下步骤：
第一阶段，制作熔融体：
步骤1、在灌注机中准备以下原料：MDI、1,4BG、AA/EG（羟基值为37）、非离子型聚乙二醇（羟基值为40）、1010抗氧化剂和UV-328，MDI位于第一料斗中，温度为70℃，1,4BG位于第二料斗中，温度为70℃，AA/EG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328都位于第三料斗中，温度都为90℃；
步骤2.1、将灌注机中的原料灌注至反应型双螺杆挤出机的初始段进行强制聚合，MDI的流速为2.37kg/min，1,4BG的流速为0.805kg/min，AA/EG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328的流速为1.825kg/min，强制聚合温度为200℃；
步骤2.2、将初始段中的原料传输至冷却段进行强制冷却，强制冷却温度为180℃；
步骤3.1、经过料孔向冷却段加入PTSS和碳酸钙，PTSS的流速为0.7kg/min，碳酸钙的流速为0.1kg/min，PTSS和碳酸钙的温度都为170℃；
步骤3.2、通过过滤网对原料进行过滤，形成的温度为170℃的熔融体；
第二阶段，制作发泡基材：
步骤4、将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至压延机的扎轮机进行延展，延展温度为170℃，形成厚度为0.15mm的TPU薄膜；
步骤5、扎轮机向贴合装置输入TPU薄膜，布料供应装置向贴合装置输入厚度为1mm的无纺布，贴合装置将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为180℃，形成厚度为1.1mm发泡基材；
第三阶段，制作TPU发泡革：
步骤6、将压延机中的发泡基材输入至发泡炉的第一区，线速为20m/min，对发泡基材进行软化，软化温度为190℃；
步骤7.1、将第一区软化后的发泡基材输入第二区，对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210℃；
步骤7.2、将第二区初始发泡后的发泡基材输入第三区，对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220℃；
步骤7.3、将第三区大量发泡后的发泡基材输入第四区，对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230℃，形成TPU发泡革；
步骤8、将第四区的TPU发泡革输入第五区，对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150℃，定型后TPU发泡革的厚度为2.1mm；
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
本实施所制备的TPU发泡革样品如图4所示，该TPU发泡革无塌陷现象。
【实施例4】
本实施例提供一种TPU发泡革的连续制作方法，具体包括以下步骤：
第一阶段，制作熔融体：
步骤1、在灌注机中准备以下原料：MDI、1,4BG、PCL、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328，MDI位于第一料斗中，温度为70℃，1,4BG位于第二料斗中，温度为70℃，PCL、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328都位于第三料斗中，温度都为90℃；
步骤2.1、将灌注机中的原料灌注至反应型双螺杆挤出机的初始段进行强制聚合，MDI的流速为1.075kg/min，1,4BG的流速为0.215kg/min，AA/EG、非离子型聚乙二醇、1010抗氧化剂和UV-328的流速为3.71kg/min，强制聚合温度为220℃；
步骤2.2、将初始段中的原料传输至冷却段进行强制冷却，强制冷却温度为200℃；
步骤3.1、经过料孔向冷却段加入BaAC和碳酸钙，BaAC的流速为0.15kg/min，碳酸钙的流速为0.1kg/min，BaAC和碳酸钙的温度都为190℃；
步骤3.2、通过过滤网对原料进行过滤，形成的温度为190℃的熔融体；
第二阶段，制作发泡基材：
步骤4、将反应型双螺杆挤出机的熔融体挤出至压延机的扎轮机进行延展，延展温度为180℃，形成厚度为0.2mm的TPU薄膜；
步骤5、扎轮机向贴合装置输入TPU薄膜，布料供应装置向贴合装置输入厚度为1mm的无纺布，贴合装置将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为190℃，形成厚度为1.15mm发泡基材；
第三阶段，制作TPU发泡革：
步骤6、将压延机中的发泡基材输入至发泡炉的第一区，线速为20m/min，对发泡基材进行软化，软化温度为190℃；
步骤7.1、将第一区软化后的发泡基材输入第二区，对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210℃；
步骤7.2、将第二区初始发泡后的发泡基材输入第三区，对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220℃；
步骤7.3、将第三区大量发泡后的发泡基材输入第四区，对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230℃，形成TPU发泡革；
步骤8、将第四区的TPU发泡革输入第五区，对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150℃，定型后TPU发泡革的厚度为1.35mm；
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
本实施所制备的TPU发泡革样品如图5所示，该TPU发泡革无塌陷现象。
下面将对上述各实施例进行测试：
【半成品物性测试】
在各实施例的半成品尚未加入发泡剂及碳酸钙之前，抽取部分样品自然冷却，破碎后造粒，分别进行硬度、伸长量、抗张强度、100%模量和抗撕裂强度测试，测试结果如下：.
从表1可以看出，各实施例的半成品在冷却后都具有良好的硬度、伸长量、抗张强度、100%模量和抗撕裂强度，根据不同实施例的半成品物性可制作出不同物性的TPU发泡革。
【环保性能测试】
采用气相层析质谱仪对各实施例的成品进行多环芳香烃（PAHs）、高度关注物质（SVHC）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）测试，测试结果如下：
从表2可以看出，各实施例的多环芳香烃、高度关注物质和N,N-二甲基甲酰胺含量都为零，符合环保要求。
【电阻测试】
对各实施例的成品进行电阻测试，测试结果如下：
从表3可以看出，各实施例的电阻值都为9×1012Ω以下，导电性良好，产生的电荷能迅速被转移，不会因为电荷的集聚造成电火花现象，符合抗静电要求。
【发泡测试】
对各实施例的成品的发泡倍率进行测试，并且与各发泡剂的预期发气量进行对比，测试结果如下：
表4可以看出，各实施例的发泡倍率与各发泡剂发气量的预期相符，即：发泡倍率≥100%+预期发气量的最小值×40%。
【剥离强度测试】
对各实施例半成品形成的TPU薄膜和成品TPU发泡革进行剥离强度测试，的TPU薄膜和TPU发泡革的样品面积都为3cm2。具体而言，就是将TPU薄膜的发泡面层贴在PET膜上，然后测试二者的剥离强度；对成品的布料进行剥离，测试TPU薄膜与无纺布的剥离强度。测试结果如下：
从表5可以看出，各实施例的TPU薄膜的剥离强度都在6kg/3cm2以上，并且TPU发泡革的剥离强度都在6kg/3cm2以上，符合剥离强度要求，物性良好。
【耐候性测试】
对各实施例的成品进行盐水喷雾处理，并测试处理前的耐曲折性能和抗撕裂强度。盐水喷雾处理为：在去离子水加入5%氢氧化钠制作成盐水，对各实施例的成品喷淋上述盐水，在-20~70℃的高低温循环境中，放置72小时，单次循环的时间为12小时。测试结果如下：
从表6可以看出，各实施例的TPU发泡革在盐水喷雾处理后耐曲折次数仍能达到10万次以上，抗撕裂强度仍能达到100kg/cm2以上，符合耐曲折性能和抗撕裂强度的要求，物性良好。
【耐水解测试】
将各实施例的成品浸泡在盐水中，观察碎裂程度和析出程度。具体而言，是在去离子水中加入10%氢氧化钠制作成盐水，将各实施例的成品浸泡在上述盐水中，温度为25℃，浸泡72小时。测试结果如下：
从表7可以看出，各实施例的成品在浸泡后碎裂程度和析出程度都较低，物性良好。
【耐磨耗测试】
采用耐磨耗性测试机对各实施例的成品进行耐磨耗测试，测试结果如下：
从表8可以看出，各实施例的成品的磨耗指数均在100mg以下，符合行业要求，物性良好。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (9)
1.一种TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：所述连续制作方法包括以下步骤：
步骤1、准备以下原料：二异氰酸酯、扩链剂、高分子二元醇和聚乙二醇，二异氰酸酯和扩链剂的温度都为65~75℃，高分子二元醇和聚乙二醇的温度都为85~95℃，高分子二元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、AA/1,4丁二醇聚合二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二醇和聚丙二醇中的一种或多种混合；
步骤2、对原料进行混合，混合温度为170~220℃，包括以下步骤：
步骤2.1、对原料进行强制聚合，强制聚合温度为200~220℃；
步骤2.2、对原料进行强制冷却，强制冷却温度为170~190℃；
步骤3、加入发泡剂，发泡剂的温度为170~190℃，形成温度为170~190℃熔融体，发泡剂为偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯、偶氮二甲酰胺、N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰氨基脲和三肼基三嗪中的一种或多种混合；
步骤4、对熔融体进行延展，延展温度为170~190℃，形成TPU薄膜；
步骤5、将TPU薄膜与布料贴合，贴合温度为180~200℃，形成发泡基材；
步骤6、对发泡基材进行软化，软化温度为170~190℃；
步骤7、对发泡基材进行发泡，发泡温度为210~240℃，形成TPU发泡革。
2.根据权利要求1所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤1中，还准备以下原料：抗氧化剂和耐黄变剂，抗氧化剂和耐黄变剂的温度为85~95℃。
3.根据权利要求2所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤1中，所述二异氰酸酯为MDI和TDI中的一种或两种混合；所述扩链剂为1,4BG和EG中的一种或两种混合；所述抗氧化剂为1010抗氧化剂、1076抗氧化剂、1098抗氧化剂和168抗氧化剂中的一种或多种混合；所述耐黄变剂为UV-328、UV-327、UV-P和UV-765中的一种或多种混合。
4.根据权利要求2所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤1中，所述高分子二元醇的羟基值为20~200，所述聚乙二醇的羟基值为30~600，电阻值为1×1011~9×1012Ω。
5.根据权利要求2所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤2中，输入二异氰酸酯的流速为1~3kg/min，输入扩链剂的流速为0.2~1kg/min，输入高分子二元醇、聚乙二醇、抗氧化剂和耐黄变剂的流速为2~4kg/min。
6.根据权利要求1所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤3中，包括以下步骤：
步骤3.1、加入发泡剂和碳酸钙，发泡剂和碳酸钙的温度都为170~190℃；
步骤3.2、对原料进行过滤，形成的温度为170~190℃的熔融体。
7.根据权利要求6所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：在步骤7中，包括以下步骤：
步骤7.1、对发泡基材进行初始发泡，初始发泡的温度为210~220℃；
步骤7.2、对发泡基材进行大量发泡，大量发泡的温度为220~230℃；
步骤7.3、对发泡基材进行全发泡，全发泡的温度为230~240℃，形成TPU发泡革。
8.根据权利要求7所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：所述连续制作方法还包括以下步骤：步骤8、对TPU发泡革进行冷却，冷却温度为150~160℃。
9.根据权利要求8所述的TPU发泡革的连续制作方法，其特征在于：所述连续制作方法还包括以下步骤：
步骤9、对TPU发泡革进行压纹；
步骤10、对压纹后的TPU发泡革进行冷却并进行卷取。
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