CN115403919A - 一种耐水洗的tpu家纺膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐水洗的TPU家纺膜，属于化工技术领域。该耐水洗的TPU家纺膜制备的原料包括以下重量份的各组分：二异氰酸酯40‑60份、聚酯多元醇100‑150份、聚碳酸酯30‑50份、纳米二氧化硅8‑12份、纳米纤维素3‑8份、扩链剂3‑8份、硅烷偶联剂3‑8份、催化剂1‑5份、爽滑剂3‑8份。本发明得到的热塑性聚氨酯弹性体熔融指数适宜且机械性能优异，适用于吹塑工艺、生产效率高。本发明耐水洗的TPU家纺膜，可以经历90℃的水温洗30次以上，每次两个小时，耐水压0.2千帕以上。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，特别是涉及一种耐水洗的TPU家纺膜及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其具有优异的力学性能，其耐磨性，回弹力都优于普通聚氨酯(PU)和聚碳酸酯(PC)，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PC和PU的最理想的材料。热塑性聚氨酯可自然降解，回收利用率高，其综合性能优异，具有其它高分子合成材料难以媲美的高强度、高弹性、高模量以及耐化学溶剂等性能，可以代替橡胶、软性PVC、PP等材料。在热塑性聚氨酯的制备过程中通过调控其硬段与软段比例，能使热塑性聚氨酯具有优良的综合性能，如何调控聚氨酯的硬段与软段比例对于提高聚氨酯的性能改善具有重要作用。
吹膜(Blow Membrane)是一种塑料加工方法，是指将塑料粒子加热融化再吹成薄膜的一种塑料加工工艺，通常采用将聚合物挤出成管状膜坯，在较好的熔体流动状态下通过高压空气将管膜吹胀到所要求的厚度，经冷却定型后成为薄膜。这种加工工艺吹出的膜料质量相关于吹膜的机器和塑料粒子。其生产设备简单，投资少，产品见效快；薄膜力学性能高；无边料，废料少；薄膜产品成圆筒状，制袋工艺简单；能够生产大幅宽薄膜的特点。
现有的聚氨酯弹性体存在机械性能差和熔融指数不适宜而不适合吹塑工艺等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明尝试制备一种机械性能好，专用于吹塑工艺的聚氨酯弹性体，得到的产品耐水洗性能好。
本发明的第一方面在于公开一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯40-60份、聚酯多元醇100-150份、聚碳酸酯30-50份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂3-8份、硅烷偶联剂3-8份、催化剂1-5份、爽滑剂3-8份。
在本发明的一些优选的实施方式中，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯45-55份、聚酯多元醇110-130份、聚碳酸酯30-40份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂4-6份、硅烷偶联剂4-6份、催化剂2-4份、爽滑剂4-6份。
在本发明的一些优选的实施方式中，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述扩链剂为二元醇扩链剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂为烷基类三乙氧基类硅烷偶联剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述催化剂为钛酸类催化剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述聚酯多元醇为衍生自二乙二醇的结构单元的聚酯多元醇。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述爽滑剂为石蜡。
本发明的第二方面在于公开第一方面所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，经混合装置混合后，得到混合物料A；
S02，取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，经混合装置混合后，得到混合物料B；
S03，双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述混合装置包括：盖体和混合筒，所述盖体和混合筒上下固定连接，所述盖体上左右对称设有进料口，所述进料口贯通连接混合筒；
所述盖体上端固定设有驱动电机，所述驱动电机的下侧输出端延伸进盖体内，且所述驱动电机的输出端与盖体上侧壁转动连接，所述驱动电机的输出端固定连接第一伸缩杆，所述第一伸缩杆下端固定连接第一梯形块，所述第一梯形块下端固定连接第一转动杆，所述盖体内还设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮上下固定设置于第一转动杆上，所述第二齿轮的大小大于第一齿轮的大小，所述第一转动杆向下穿过盖体下侧壁延伸进混合筒内，且所述第一转动杆与混合筒延伸位置滑动连接；
在本发明的一些优选的实施方式中，所述盖体上侧内壁上左右对称滑动连接有滑块，所述滑块下端转动连接有第二转动杆，所述第二转动杆上从上到下依次固定连接第二梯形块、第三齿轮和第四齿轮，所述第二梯形块、第三齿轮和第四齿轮均设置于盖体内，所述第一齿轮可与第三齿轮啮合连接，所述第三齿轮的大小大于第四齿轮的大小，所述第四齿轮可与第二齿轮啮合连接，所述盖体下侧壁上左右对称设有通槽，所述第二转动杆向下穿过通槽延伸进混合筒内；
所述混合筒内设有若干第一搅拌杆、若干第二搅拌杆和若干第三搅拌杆，所述第一搅拌杆固定设置于左侧的第二转动杆上，所述第二搅拌杆固定设置于第一转动杆上，所述第三搅拌杆固定设置于右侧的第二转动杆上，且所述第一搅拌杆、第二搅拌杆和第三搅拌杆呈交错分布；
在本发明的一些优选的实施方式中，所述混合筒下端固定连接有减速箱和出料筒，所述减速箱和出料筒左右固定连接，所述出料筒贯通连接混合筒；
所述混合筒下侧壁上设有第一开口，所述减速箱上侧壁上设有第二开口，所述第一开口和第二开口的位置相对应，所述第一转动杆向下穿过第一开口和第二开口延伸进减速箱内，且所述第一转动杆下端固定连接第二伸缩杆，所述第二伸缩杆与减速箱下侧内壁转动连接；
所述第一转动杆周侧滑动设有套筒，所述套筒与第一开口和第二开口转动连接，所述套筒上端固定连接转动盘，且所述转动盘的中央位置与第一转动杆滑动连接，所述转动盘上还设有出料口，所述减速箱内还设有第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，所述第一锥齿轮固定设置于套筒上，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮对称固定设置于第一转动杆上；
在本发明的一些优选的实施方式中，所述减速箱内还设有第三转动杆和第四转动杆，所述第三转动杆和第四转动杆均与减速箱左侧壁转动连接，且所述第三转动杆位于第四转动杆上侧，所述第三转动杆上固定设有第五齿轮，所述第四转动杆上固定设有第六齿轮，所述第五齿轮和第六齿轮啮合连接，所述第三转动杆右端固定设有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮右侧啮合连接第一锥齿轮，且所述第一锥齿轮的大小是第四锥齿轮的两倍；
所述第四转动杆右端固定设有第五锥齿轮，所述第五锥齿轮右侧可与第二锥齿轮啮合连接，所述第五锥齿轮右侧可与第三锥齿轮啮合连接，且所述第五锥齿轮的大小是第二锥齿轮的1.5倍，所述第五锥齿轮的大小是第三锥齿轮的1.5倍。
在本发明的一些优选的实施方式中，通过对得到的TPU家纺膜的表面的图像分析判断得到的进行TPU家纺膜的强度检测，包括以下步骤：
S01，获取产品图像：在双螺杆挤出机的出口设置自动拍照装置获取产品图像；
S02，预处理：对所述产品图像进行灰度处理，把24位彩色图像转变为256色灰度图像；
S03，滤波处理：对灰度处理过的图像进行滤波处理；
在坐标(x，y)，大小为m×n的矩形窗口Sxy，通过以下公式来使用全体像素值的平均值替代原来的像素值：
S04，设定阈值，进行图像二值化；
在设定阈值为0.1-0.2时，图像的分割效果最佳；高于0.2，分割效果逐渐变差。
S05，通过采样图像与标准图像之间的差影法运算，设定阈值，判断产品是否合格；
在阈值为0.85-0.9时，产品质量的判断准确率高，误判少。在低于0.7时，误判较多，影响正常的生产。
本发明的有益效果：
1、本发明耐水洗的TPU家纺膜，均可以经历90℃的水温洗30次以上，每次两个小时，耐水压0.2千帕以上。
2、本发明耐水洗的TPU家纺膜通过二异氰酸酯、聚酯多元醇和聚碳酸酯的含量来控制材料的韧性以及可加工性，利用纳米纤维素增强基材的机械性能，特定含量的纳米二氧化硅、纳米纤维素、聚碳酸酯，使最后得到的聚氨酯弹性体的熔融指数在9-13g/10min之间，得到的热塑性聚氨酯弹性体熔融指数适宜且机械性能优异，适用于吹塑工艺、生产效率高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的混合装置的结构示意图；
图2为本发明的转动盘的结构示意图；
图3为本发明的盖体的内部结构图；
图4为本发明的减速箱的内部结构图。
图中：1、混合装置；2、盖体；3、混合筒；4、驱动电机；5、进料口；6、减速箱；7、出料筒；8、出料口；9、第一搅拌杆；10、第二搅拌杆；11、第三搅拌杆；12、第一转动杆；13、转动盘；14、第四锥齿轮；15、滑块；16、第二转动杆；17、第二梯形块；18、第一伸缩杆；19、第一梯形块；20、第三齿轮；21、第四齿轮；22、第一齿轮；23、第二齿轮；24、套筒；25、第一锥齿轮；26、第二锥齿轮；27、第五齿轮；28、第三锥齿轮；29、第二伸缩杆；30、第五锥齿轮；31、第六齿轮；32、第四转动杆；33、第三转动杆。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下实施例和对比例中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述聚酯多元醇为衍生自二乙二醇的结构单元的聚酯多元醇，具有1500Da至2500的数均分子量，具有150至200mg KOH/g的羟值。所述聚碳酸酯为芳香族的聚碳酸酯，牌号为LEXAN 4501。所述扩链剂为3-甲基己二醇所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷，所述催化剂为钛酸甲酯。所述爽滑剂为石蜡。所述双螺杆挤出机挤出的温度为160℃，采用常规技术进行吹塑成型和分卷。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。
实施例1
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯40份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
实施例2
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇100份、聚碳酸酯30份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
实施例3
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇150份、聚碳酸酯50份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
实施例4
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅8份、纳米纤维素3份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
实施例5
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅12份、纳米纤维素7份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
实施例6
一种耐水洗的TPU家纺膜，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅8份、纳米纤维素8份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
制备方法：
(1)取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，混合，得到混合物料A；
(2)取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，混合，得到混合物料B；
(3)双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
对比例1
一种耐水洗的TPU家纺膜，与实施例1的区别在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇80份、聚碳酸酯20份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
对比例2
一种耐水洗的TPU家纺膜，与实施例1的区别在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯30份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯60份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
对比例3
一种耐水洗的TPU家纺膜，与实施例1的区别在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅5份、纳米纤维素5份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
对比例4
一种耐水洗的TPU家纺膜，与实施例1的区别在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅10份、纳米纤维素15份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
对比例5
一种耐水洗的TPU家纺膜，与实施例1的区别在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯15份、纳米二氧化硅8份、纳米纤维素8份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
1基本性能测试：
为了验证实施例和对比例得到的TPU家纺膜的性能，采用常规方法测定其熔融指数、拉升强度和断裂伸长率，结果见表1。
表1家纺膜的性能
同一列数据中，标注不同的小写字母表示差异显著，P＜0.05。
结果显示，实施例1-6的机械性能显著优于对比例1-2，实施例1-6的熔融指数显著优于对比例1-5。
结果表明，二异氰酸酯、聚酯多元醇和聚碳酸酯的含量会影响材料的机械性能，特定含量的纳米二氧化硅、纳米纤维素、聚碳酸酯使最后得到的聚氨酯弹性体的熔融指数在9-13之间，有利于利用吹塑工艺加工。
2使用性能测试
本发明的实施例的所有家纺膜，可以用在席梦思上和一般的床上用品上，均可以经历90℃的水温洗30次，每次两个小时，耐水压0.2千帕以上。
实施例7
在实施例1-6的基础上，如图1-4所示，所述混合装置1包括：盖体2和混合筒3，所述盖体2和混合筒3上下固定连接，所述盖体2上左右对称设有进料口5，所述进料口5贯通连接混合筒3；
所述盖体2上端固定设有驱动电机4，所述驱动电机4的下侧输出端延伸进盖体2内，且所述驱动电机4的输出端与盖体2上侧壁转动连接，所述驱动电机4的输出端固定连接第一伸缩杆18，所述第一伸缩杆18下端固定连接第一梯形块19，所述第一梯形块19下端固定连接第一转动杆12，所述盖体2内还设有第一齿轮22和第二齿轮23，所述第一齿轮22和第二齿轮23上下固定设置于第一转动杆12上，所述第二齿轮23的大小大于第一齿轮22的大小，所述第一转动杆12向下穿过盖体2下侧壁延伸进混合筒3内，且所述第一转动杆12与混合筒3延伸位置滑动连接；
其中，优选的，所述盖体2上侧内壁上左右对称滑动连接有滑块15，所述滑块15下端转动连接有第二转动杆16，所述第二转动杆16上从上到下依次固定连接第二梯形块17、第三齿轮20和第四齿轮21，所述第二梯形块17、第三齿轮20和第四齿轮21均设置于盖体2内，所述第一齿轮22可与第三齿轮20啮合连接，所述第三齿轮20的大小大于第四齿轮21的大小，所述第四齿轮21可与第二齿轮23啮合连接，所述盖体2下侧壁上左右对称设有通槽，所述第二转动杆16向下穿过通槽延伸进混合筒3内；
所述混合筒3内设有若干第一搅拌杆9、若干第二搅拌杆10和若干第三搅拌杆11，所述第一搅拌杆9固定设置于左侧的第二转动杆16上，所述第二搅拌杆10固定设置于第一转动杆12上，所述第三搅拌杆11固定设置于右侧的第二转动杆16上，且所述第一搅拌杆9、第二搅拌杆10和第三搅拌杆11呈交错分布；
其中，优选的，所述混合筒3下端固定连接有减速箱6和出料筒7，所述减速箱6和出料筒7左右固定连接，所述出料筒7贯通连接混合筒3；
所述混合筒3下侧壁上设有第一开口，所述减速箱6上侧壁上设有第二开口，所述第一开口和第二开口的位置相对应，所述第一转动杆12向下穿过第一开口和第二开口延伸进减速箱6内，且所述第一转动杆12下端固定连接第二伸缩杆29，所述第二伸缩杆29与减速箱6下侧内壁转动连接；
所述第一转动杆12周侧滑动设有套筒24，所述套筒24与第一开口和第二开口转动连接，所述套筒24上端固定连接转动盘13，且所述转动盘13的中央位置与第一转动杆12滑动连接，所述转动盘13上还设有出料口8，所述减速箱6内还设有第一锥齿轮25、第二锥齿轮26和第三锥齿轮28，所述第一锥齿轮25固定设置于套筒24上，所述第二锥齿轮26和第三锥齿轮28对称固定设置于第一转动杆12上；
其中，优选的，所述减速箱6内还设有第三转动杆33和第四转动杆32，所述第三转动杆33和第四转动杆32均与减速箱6左侧壁转动连接，且所述第三转动杆33位于第四转动杆32上侧，所述第三转动杆33上固定设有第五齿轮27，所述第四转动杆32上固定设有第六齿轮31，所述第五齿轮27和第六齿轮31啮合连接，所述第三转动杆33右端固定设有第四锥齿轮14，所述第四锥齿轮14右侧啮合连接第一锥齿轮25，且所述第一锥齿轮25的大小是第四锥齿轮14的两倍；
所述第四转动杆32右端固定设有第五锥齿轮30，所述第五锥齿轮30右侧可与第二锥齿轮26啮合连接，所述第五锥齿轮30右侧可与第三锥齿轮28啮合连接，且所述第五锥齿轮30的大小是第二锥齿轮26的1.5倍，所述第五锥齿轮30的大小是第三锥齿轮28的1.5倍。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：将物料通过进料口5投入到混合筒3中，启动驱动电机4，驱动电机4带动第一伸缩杆18旋转，第一伸缩杆18带动19旋转，第一梯形块19带动第一转动杆12旋转，第一转动杆12带动第一齿轮22和第二齿轮23旋转，第一齿轮22带动第三齿轮20旋转，第三齿轮20带动第二转动杆16旋转，第一转动杆12上的第二搅拌杆10，以及左侧第二转动杆16上的第一搅拌杆9和右侧第二转动杆16上的第三搅拌杆11，对物料进行搅拌混合；
第一转动杆12旋转，带动第三锥齿轮28旋转，第三锥齿轮28带动与之啮合的第五锥齿轮30旋转，第五锥齿轮30带动第四转动杆32旋转，第四转动杆32带动第六齿轮31旋转，第六齿轮31带动与之啮合的第五齿轮27旋转，第五齿轮27带动第三转动杆33旋转，第三转动杆33带动第四锥齿轮14旋转，第四锥齿轮14带动与之啮合的第一锥齿轮25旋转，第一锥齿轮25带动套筒24旋转，套筒24带动转动盘13旋转，物料从转动盘13上的出料口8进入出料筒7内，然后排出，由于第五锥齿轮30的大小是第二锥齿轮26的1.5倍，所述第五锥齿轮30的大小是第三锥齿轮28的1.5倍，从而使得转动盘13的转速会降低，方便混合筒3内物料的混合；
当需要改变加快物料混合速度时，启动第一伸缩杆18，第一伸缩杆18带动第一梯形块19向下移动，第一梯形块19带动第一转动杆12向下移动，第一齿轮22离开与20啮合位置，第二齿轮23与第四齿轮21啮合，加快第四齿轮21的转动速度，从而使得第二转动杆16的旋转速度加快，使得混合筒3内的物料混合速率提升，第一转动杆12向下移动，带动第二伸缩杆29收缩，第三锥齿轮28离开与第五锥齿轮30啮合位置，第二锥齿轮26与第五锥齿轮30啮合，第二锥齿轮26带动与之啮合的第五锥齿轮30旋转，第五锥齿轮30带动第四转动杆32旋转，第四转动杆32带动第六齿轮31旋转，第六齿轮31带动与之啮合的第五齿轮27旋转，第五齿轮27带动第三转动杆33旋转，第三转动杆33带动第四锥齿轮14旋转，第四锥齿轮14带动与之啮合的第一锥齿轮25旋转，第一锥齿轮25带动套筒24旋转，套筒24带动转动盘13旋转，物料从转动盘13上的出料口8进入出料筒7内，然后排出；
通过设置第二齿轮23的大小大于第一齿轮22的大小、第三齿轮20的大小大于第四齿轮21的大小，在第二齿轮23与第四齿轮21啮合时，可以有效的提升第二转动杆16的转速，从而提升混合筒3内物料的搅拌效果，而设置第二锥齿轮26与第三锥齿轮28，可以在启动第一伸缩杆18，第一转动杆12向下移动时，第二锥齿轮26与第三锥齿轮28分别啮合第五锥齿轮30，不影响减速箱6内部件的运转，而在转动盘13上设置出料口8，只有出料口8与出料筒7相对应时，混合筒3内的物料才会下落，从而使得物料在混合筒3内停留的时间会延长，有效的提高了混合的效果。
实施例8
在上述实施例1-7的基础上，混合装置1，还包括：
第一计时器：安装在盖体2上，用于驱动电机4的工作时长；
第二计时器：安装在进料口5上，用检测进料的时长；
第一转速传感器：安装在第一转动杆12上，用于检测第一转动杆12的转速；
第二转速传感器：安装在第二转动杆16上，用于检测第二转动杆16的转速；
第一质量流量计：安装在左侧的进料口5上，用于检测左侧进料口5在单位时间内的通过的质量流量；
第二质量流量计：安装在右侧的进料口5上，用于检测右侧进料口5在单位时间内的通过的质量流量；
控制器、报警器分别安装在盖体2上，控制器与第一转速传感器、第二转速传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一计时器、第二计时器及报警器电性连接，控制器基于第一转速传感器、第二转速传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一计时器、第二计时器控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：控制器基于第一转速传感器、第二转速传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一计时器、第二计时器及公式(1)得到混合装置1的混合指数：
其中，K为混合装置1的混合指数；T为第一计时器检测值；π为圆周率；r1为第一转动杆12的半径；n1为第一转动杆12的转速；r2为第二转动杆16的半径；n2为第二转动杆16的转速；M 1为第一质量流量计检测值；M 2为第二质量流量计检测值；T1为第二计时器检测值；g为重力系数；F1为第一搅拌杆9预设的最大承受压力；F2为第二搅拌杆预设的最大承受压力；F3为第三搅拌杆预设的最大承受压力；V为混合筒3的体积；
步骤2：比较公式(1)计算的混合装置1的混合指数与对应的预设混合指数，当公式(1)计算的混合装置1的混合指数小于对应的预设混合指数时，控制器控制报警器报警。
式中
用于表示混合装置1在工作过程中，驱动电机4的工作时长、第一转动杆12的半径第一转动杆12的转速、第二转动杆16的半径、第二转动杆16的转速、进料口5的进料质量对混合装置1的混合指数的影响，当第一转动杆12的转速和第二转动杆16的转速增加时，代表混合指数也会不断上升，同样的，如果混合筒3内的物料过多时，混合指数会下降，混合的效果会下降；当下降的数值低于预设的混合指数时，此时，就需要对整个混合装置1进行检查；而
表示搅拌杆对搅拌杆的平均最大承受压力以及混合筒3的体积对混合装置1的混合指数的影响参数。
假设驱动电机4的工作时长T＝0.1d；圆周率π＝3.14；第一转动杆12的半径r1＝5cm；第一转动杆12的转速n1＝300rad/min；第二转动杆16的半径r2＝6cm；第二转动杆16的转速n2＝290rad/min；左侧进料口5在单位时间内的通过的质量流量M1＝1kg/s；左侧进料口5在单位时间内的通过的质量流量M 2＝1kg/s；进料的时长T1＝60s；重力系数g＝10N/kg；第一搅拌杆9最大承受压力F1＝500N；第二搅拌杆10最大承受压力F2＝550N；第二搅拌杆11最大承受压力F3＝550N；混合筒3的体积V＝8m3；则通过上述可计算得到混合装置1的混合指数K＝31.8，如对应的预设混合指数为10，此时，报警器不报警。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：先利用公式(1)计算混合装置1的混合指数，控制器将公式(1)计算的混合装置1的混合指数与对应的预设混合指数进行对比，当公式(1)计算的混合装置1的混合指数小于于对应的预设混合指数1时，控制器控制报警器报警，提示人员混合装置1的内部结构可能发生问题，需要及时检查混合装置1的工作情况；当检查完成后，控制器和报警器重新工作，控制器接通第一转速传感器、第二转速传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一计时器、第二计时器和报警器对混合装置1的混合指数进行预测。且通过设置报警器来实现报警并提醒人员检查混合装置1的的内部结构的工作情况，能有效的减少混合效果不佳的现象，有效提升装置的实用性和功能性。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种耐水洗的TPU家纺膜，其特征在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯40-60份、聚酯多元醇100-150份、聚碳酸酯30-50份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂3-8份、硅烷偶联剂3-8份、催化剂1-5份、爽滑剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的耐水洗的TPU家纺膜，其特征在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯45-55份、聚酯多元醇110-130份、聚碳酸酯30-40份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂4-6份、硅烷偶联剂4-6份、催化剂2-4份、爽滑剂4-6份。
3.根据权利要求1或2所述的耐水洗的TPU家纺膜，其特征在于，制备的原料包括以下重量份的各组分：
二异氰酸酯50份、聚酯多元醇120份、聚碳酸酯35份、纳米二氧化硅8-12份、纳米纤维素3-8份、扩链剂5份、硅烷偶联剂5份、催化剂3份、爽滑剂5份。
4.根据权利要求1-3所述的耐水洗的TPU家纺膜，其特征在于，所述扩链剂为二元醇扩链剂；
和/或，所述硅烷偶联剂为烷基类三乙氧基类硅烷偶联剂；
和/或，所述催化剂为钛酸类催化剂；
和/或，所述聚酯多元醇为衍生自二乙二醇的结构单元的聚酯多元醇。
5.根据权利要求1-3所述的耐水洗的TPU家纺膜，其特征在于，所述爽滑剂为石蜡。
6.一种根据权利要求1-5所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，取聚酯多元醇、纳米纤维素、扩链剂和催化剂，经混合装置(1)混合后，得到混合物料A；
S02，取二异氰酸酯、聚碳酸酯、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和爽滑剂，经混合装置(1)混合后，得到混合物料B；
S03，双螺杆挤出机挤出，膜头吹塑成型，分卷机进行分卷，得到所述TPU家纺膜。
7.根据权利要求6所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，所述混合装置(1)包括：盖体(2)和混合筒(3)，所述盖体(2)和混合筒(3)上下固定连接，所述盖体(2)上左右对称设有进料口(5)，所述进料口(5)贯通连接混合筒(3)；
所述盖体(2)上端固定设有驱动电机(4)，所述驱动电机(4)的下侧输出端延伸进盖体(2)内，且所述驱动电机(4)的输出端与盖体(2)上侧壁转动连接，所述驱动电机(4)的输出端固定连接第一伸缩杆(18)，所述第一伸缩杆(18)下端固定连接第一梯形块(19)，所述第一梯形块(19)下端固定连接第一转动杆(12)，所述盖体(2)内还设有第一齿轮(22)和第二齿轮(23)，所述第一齿轮(22)和第二齿轮(23)上下固定设置于第一转动杆(12)上，所述第二齿轮(23)的大小大于第一齿轮(22)的大小，所述第一转动杆(12)向下穿过盖体(2)下侧壁延伸进混合筒(3)内，且所述第一转动杆(12)与混合筒(3)延伸位置滑动连接。
8.根据权利要求7所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，所述盖体(2)上侧内壁上左右对称滑动连接有滑块(15)，所述滑块(15)下端转动连接有第二转动杆(16)，所述第二转动杆(16)上从上到下依次固定连接第二梯形块(17)、第三齿轮(20)和第四齿轮(21)，所述第二梯形块(17)、第三齿轮(20)和第四齿轮(21)均设置于盖体(2)内，所述第一齿轮(22)可与第三齿轮(20)啮合连接，所述第三齿轮(20)的大小大于第四齿轮(21)的大小，所述第四齿轮(21)可与第二齿轮(23)啮合连接，所述盖体(2)下侧壁上左右对称设有通槽，所述第二转动杆(16)向下穿过通槽延伸进混合筒(3)内；
所述混合筒(3)内设有若干第一搅拌杆(9)、若干第二搅拌杆(10)和若干第三搅拌杆(11)，所述第一搅拌杆(9)固定设置于左侧的第二转动杆(16)上，所述第二搅拌杆(10)固定设置于第一转动杆(12)上，所述第三搅拌杆(11)固定设置于右侧的第二转动杆(16)上，且所述第一搅拌杆(9)、第二搅拌杆(10)和第三搅拌杆(11)呈交错分布。
9.根据权利要求8所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，所述混合筒(3)下端固定连接有减速箱(6)和出料筒(7)，所述减速箱(6)和出料筒(7)左右固定连接，所述出料筒(7)贯通连接混合筒(3)；
所述混合筒(3)下侧壁上设有第一开口，所述减速箱(6)上侧壁上设有第二开口，所述第一开口和第二开口的位置相对应，所述第一转动杆(12)向下穿过第一开口和第二开口延伸进减速箱(6)内，且所述第一转动杆(12)下端固定连接第二伸缩杆(29)，所述第二伸缩杆(29)与减速箱(6)下侧内壁转动连接；
所述第一转动杆(12)周侧滑动设有套筒(24)，所述套筒(24)与第一开口和第二开口转动连接，所述套筒(24)上端固定连接转动盘(13)，且所述转动盘(13)的中央位置与第一转动杆(12)滑动连接，所述转动盘(13)上还设有出料口(8)，所述减速箱(6)内还设有第一锥齿轮(25)、第二锥齿轮(26)和第三锥齿轮(28)，所述第一锥齿轮(25)固定设置于套筒(24)上，所述第二锥齿轮(26)和第三锥齿轮(28)对称固定设置于第一转动杆(12)上。
10.根据权利要求9所述的耐水洗的TPU家纺膜的制备方法，其特征在于，所述减速箱(6)内还设有第三转动杆(33)和第四转动杆(32)，所述第三转动杆(33)和第四转动杆(32)均与减速箱(6)左侧壁转动连接，且所述第三转动杆(33)位于第四转动杆(32)上侧，所述第三转动杆(33)上固定设有第五齿轮(27)，所述第四转动杆(32)上固定设有第六齿轮(31)，所述第五齿轮(27)和第六齿轮(31)啮合连接，所述第三转动杆(33)右端固定设有第四锥齿轮(14)，所述第四锥齿轮(14)右侧啮合连接第一锥齿轮(25)，且所述第一锥齿轮(25)的大小是第四锥齿轮(14)的两倍；
所述第四转动杆(32)右端固定设有第五锥齿轮(30)，所述第五锥齿轮(30)右侧可与第二锥齿轮(26)啮合连接，所述第五锥齿轮(30)右侧可与第三锥齿轮(28)啮合连接，且所述第五锥齿轮(30)的大小是第二锥齿轮(26)的1.5倍，所述第五锥齿轮(30)的大小是第三锥齿轮(28)的1.5倍。
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| CN (1) | CN115403919A (zh) |
Citations (6)
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| CN107308855A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-03 | 徐林杰 | 一种水溶性涂料生产用混合装置 |
| CN110894278A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-03-20 | 东莞市吉鑫高分子科技有限公司 | 一种用于吹膜的高透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 |
| CN210846075U (zh) * | 2019-10-23 | 2020-06-26 | 北京翰祺食品配料有限公司 | 一种搅拌设备 |
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-
2022
- 2022-09-01 CN CN202211064696.5A patent/CN115403919A/zh active Pending
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