專利名稱：熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，尤其是一種聚醚型熱塑性聚氨酯在倒L型四輥壓延機(jī)上成膜與織物的復(fù)合制備方法，屬于壓延制品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
壓延成型主要用于生產(chǎn)塑料和片材，根據(jù)使用工藝不同而得到不同的壓延制品，其在國民經(jīng)濟(jì)中被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)療衛(wèi)生和日常用品等方面。在工業(yè)方面，壓延制品主要用于防水覆蓋、汽車裝飾及大型設(shè)備包裝覆蓋等；在農(nóng)業(yè)方面，壓延制品用于育秧、大棚覆蓋、保溫遮陽、防止水土流失等；在日常生活中，壓延制品用于大量制作雨衣、箱包、服裝、玩具包裝等。壓延制品使用范圍非常廣泛，與人民生活息息相關(guān)。壓延成型制品優(yōu)點(diǎn)很多，主要體現(xiàn)如下:加工制品的長度、寬度、厚度可以根據(jù)使用要求進(jìn)行調(diào)整控制，方便快速，可控性強(qiáng)；制品質(zhì)量好，厚度均勻，誤差小，可根據(jù)要求制備各種花型；同樣材料的加工，其力學(xué)強(qiáng)度高于吹膜塑料；連續(xù)生產(chǎn)能力強(qiáng)，加工能力大，自動化程度高。在國內(nèi)，壓延成型的主要加工材料是聚氯乙烯樹脂，聚氯乙烯薄膜雖然使用范圍非常廣泛，但由于其材料特性限制導(dǎo)致聚氯乙烯產(chǎn)品存在許多缺點(diǎn)，如單純的聚氯乙烯無法加工，因此為了讓其具有各種特性，在加工時(shí)會添加一些添加劑和增塑劑，這些添加劑和增塑劑一般都具有一定的毒性，加工和使用時(shí)有濃濃的塑料味道、不利于健康，且聚氯乙烯塑料使用壽命短，耐磨和耐候型較差，在氣溫較低時(shí)會變硬且容易破裂，嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生龜裂，導(dǎo)致無法使用，限制了壓延制品在很多方面的使用范圍。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)材料是一種無味環(huán)保材質(zhì)，TPU具有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，是一種成熟的環(huán)保材料。目前，TPU已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、工業(yè)及體育等方面，具有其它塑料材料所無法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)還具有高防水、透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。國外最先將該材料應(yīng)用于航空和醫(yī)療領(lǐng)域，隨著對環(huán)保和安全的愈加重視，近年國內(nèi)也逐步出現(xiàn)并應(yīng)用于游樂設(shè)備、生活用品等行業(yè)。Tro按分子結(jié)構(gòu)可分為聚酯型和聚醚型兩種，按加工方式可分為注塑級、擠出級、吹塑級等。而聚醚TPU材料相比較聚酯TPU而言耐水解，在使用一定時(shí)間后其內(nèi)部物質(zhì)不會溶解于水、不易發(fā)黃、較聚酯型柔軟、適用于水上產(chǎn)品為行業(yè)材料首選、性能優(yōu)越，目前無其它材料可取代。因此，需要提供一種由TPU制成的新型壓延制品。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明制備出的壓延制品具有高防水、透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線、環(huán)保、使用壽命長、耐磨的特性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
1)將熱塑性聚氨酯顆粒放入溫度為90-100°C的干燥箱內(nèi)進(jìn)行低速攪拌1-2小時(shí)，使其充分脫水干燥；
2)將步驟I)中干燥好的占總重量80%的熱塑性聚氨酯顆粒在開煉機(jī)上開煉包輥，初始輥溫為175°C，待熱塑性聚氨酯顆粒包輥形成軟質(zhì)片狀物后，將輥溫降至165°C，并在物料內(nèi)添加剩余的干燥好的熱塑性聚氨酯顆粒繼續(xù)包輥，利用顆粒本身旋轉(zhuǎn)自摩擦產(chǎn)生的溫度將物料塑化，得到膠狀熱塑性聚氨酯；所述開煉機(jī)上雙輥速度比為1:1.25 ;
3)待步驟2)中的膠狀熱塑性聚氨酯溫度達(dá)到180°C后將其打坯成塊，并利用其自身熱量繼續(xù)塑化5分鐘；
4)將步驟3)中塑化后的熱塑性聚氨酯放入另一個開煉機(jī)中繼續(xù)包輥，當(dāng)熱塑性聚氨酯溫度為180°C時(shí)，將其打成圓柱形坯塊后放入行星擠出機(jī)中塑化并抽真空脫泡，擠出半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯；所述行星擠出機(jī)的溫度為160-185°C ；
5)按需要設(shè)定好四輥壓延機(jī)的四輥間距，并用石蠟對輥面進(jìn)行清潔和潤滑；將步驟4)中塑化好的半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯放入四輥壓延機(jī)中壓延成膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜，膜厚為0.10-0.20mm ;所述四輥壓延機(jī)的溫度為165_185°C ；
6)在織物表面涂上粘合劑，調(diào)整熱塑性聚氨酯薄膜的膜厚與寬度，并采用紅外加熱預(yù)熱織物，通過貼合膠輥、壓花輥將織物的一面與步驟5)中熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，得到半成品；所述貼合膠輥壓力為50KG，壓花輥壓力為45KG ；
7)將步驟6)中的半成品利用水冷降溫、冷卻定型，成型后重復(fù)步驟6)將織物的另一面與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，最終制得熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所述行星擠出機(jī)加料口溫度為165°C，螺桿溫度為170°C，出口溫度為185°C，轉(zhuǎn)速為12-36 r/min，螺桿真空度為-0.075MPa，擠出速度為600KG/h。所述織物為滌綸長絲基布，厚度為0.2mm。所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯。所述四輥壓延機(jī)為倒L四輥壓延機(jī)，四輥溫度分別為:1號輥170°C、2號輥175°C、3號輥1800C>4號輥182°C，四輥速度比為1:1.1:1.25:1.4。所述熱塑性聚氨酯薄膜門幅為2m。所述步驟6)中物料牽引速度為12m/min，紅外加熱設(shè)定為90KW，織物溫度為195°C，熱塑性聚氨酯薄膜溫度為190°C，加工速度為10m/min。本發(fā)明提供了一種熱塑性聚氨酯與織物層壓的方法，首先利用專業(yè)烘干機(jī)械(旋轉(zhuǎn)干燥機(jī))將熱塑性聚氨酯顆粒脫水除濕，將烘干后的顆粒通過開煉機(jī)開煉塑化打成坯料，再投入至行星擠出機(jī)塑化真空脫泡后擠出，經(jīng)物料傳送帶供料至倒L四輥壓延機(jī)壓延成
0.1-0.2mm厚度的薄膜，再與涂過粘合劑的織物進(jìn)行層壓，制成熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。本發(fā)明通過對熱塑性聚氨酯開煉塑化、熱熔壓延成膜直接復(fù)合在織物上，改善了常規(guī)熱塑性聚氨酯的加工手法，使熱塑性聚氨酯的規(guī)格、風(fēng)格多樣化。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)材料是一種無味環(huán)保材質(zhì)，具有高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，具有其它塑料材料所無法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)還具有高防水、透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。TPU按分子結(jié)構(gòu)可分為聚酯型和聚醚型兩種，而聚醚TPU材料相比較聚酯TPU而言耐水解，在使用一定時(shí)間后其內(nèi)部物質(zhì)不會溶解于水、不易發(fā)黃、較聚酯型柔軟、適用于水上產(chǎn)品為行業(yè)材料首選、性能優(yōu)越。本發(fā)明制得的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料，其長度、寬度、厚度可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整控制，方便快速，可控性強(qiáng)；其厚度均勻，誤差小，制品質(zhì)量好；無毒性，無味道、環(huán)保健康，使用壽命長，耐磨和耐候性好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
1)將熱塑性聚氨酯顆粒放入溫度為90-100°C的干燥箱內(nèi)進(jìn)行低速攪拌1-2小時(shí)，使其充分脫水干燥；所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯；
2)將步驟I)中干燥好的占總重量80%的熱塑性聚氨酯顆粒在開煉機(jī)上開煉包輥，初始輥溫為175°C，待熱塑性聚氨酯顆粒包輥形成軟質(zhì)片狀物后，將輥溫降至165°C，并在物料內(nèi)添加剩余的干燥好的熱塑性聚氨酯顆粒繼續(xù)包輥，利用顆粒本身旋轉(zhuǎn)自摩擦產(chǎn)生的溫度將物料塑化，得到膠狀熱塑性聚氨酯；所述開煉機(jī)上雙輥速度比為1:1.25 ;
3)待步驟2)中的膠狀熱塑性聚氨酯溫度達(dá)到180°C后將其打坯成塊，并利用其自身熱量繼續(xù)塑化5分鐘；
4)將步驟3)中塑化后的熱塑性聚氨酯放入另一個開煉機(jī)中繼續(xù)包輥，當(dāng)熱塑性聚氨酯溫度為180°C時(shí)，將其打成圓柱形坯塊后放入行星擠出機(jī)中塑化并抽真空脫泡，擠出半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯；所述行星擠出機(jī)的溫度為160-185°C ；
5)按需要設(shè)定好四輥壓延機(jī)的四輥間距，并用石蠟對輥面進(jìn)行清潔和潤滑；將步驟4)中塑化好的半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯放入四輥壓延機(jī)中壓延成膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜，膜厚為0.10-0.20mm ;所述四輥壓延機(jī)的溫度為165_185°C ；
6)在織物表面涂上粘合劑，調(diào)整熱塑性聚氨酯薄膜的膜厚與寬度，并采用紅外加熱預(yù)熱織物，通過貼合膠輥、壓花輥將織物的一面與步驟5)中熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，得到半成品；所述貼合膠輥壓力為50KG，壓花輥壓力為45KG，物料牽引速度為12m/min，紅外加熱設(shè)定為90KW，織物溫度為195°C，熱塑性聚氨酯薄膜溫度為190°C，加工速度為10m/min ；所述熱塑性聚氨酯薄膜門幅為2m ；
7)將步驟6)中的半成品利用水冷降溫、冷卻定型，成型后重復(fù)步驟6)將織物的另一面與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，最終制得熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。所述行星擠出機(jī)加料口溫度為165°C，螺桿溫度為170°C，出口溫度為185°C，轉(zhuǎn)速為12-36 r/min，螺桿真空度為-0.075MPa，擠出速度為600KG/h。所述四輥壓延機(jī)為倒L四輥壓延機(jī)，四輥溫度分別為:1號輥170°C、2號輥175°C、3號輥1800C>4號輥182°C，四輥速度比為1:1.1:1.25:1.4。所述織物為滌綸長絲基布，厚度為0.2mm。實(shí)施例二
熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
I)將200KG的熱塑性聚氨酯顆粒放入溫度為100°C的旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行低速攪拌2小時(shí)，使其充分脫水干燥；所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯，物料比重1.12，硬度85shoreA ；
2)將步驟I)中干燥好的占總重量80%的熱塑性聚氨酯顆粒在開煉機(jī)上開煉包輥，初始輥溫為175°C，待熱塑性聚氨酯顆粒包輥形成軟質(zhì)片狀物后，將輥溫降至165°C，并在物料內(nèi)添加剩余的干燥好的熱塑性聚氨酯顆粒繼續(xù)包輥，利用顆粒本身旋轉(zhuǎn)自摩擦產(chǎn)生的溫度將物料塑化，得到膠狀熱塑性聚氨酯；所述開煉機(jī)上雙輥速度比為1:1.25 ;
3)待步驟2)中的膠狀熱塑性聚氨酯溫度達(dá)到180°C后將其打坯成塊，并利用其自身熱量繼續(xù)塑化5分鐘；
4)將步驟3)中塑化后的熱塑性聚氨酯放入另一個開煉機(jī)中繼續(xù)包輥，當(dāng)熱塑性聚氨酯溫度為180°C時(shí)，將其打成圓柱形坯塊后放入行星擠出機(jī)中塑化并抽真空脫泡，擠出半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯；所述行星擠出機(jī)加料口溫度為165°C，螺桿溫度為170°C，出口溫度為185°C，轉(zhuǎn)速為12-36 r/min,螺桿真空度為-0.075MPa,擠出速度為600KG/h ;擠出料成半透明無氣泡圓柱體，否則要調(diào)整真空度和擠出速比達(dá)到最佳狀態(tài)；
5)按需要設(shè)定好倒L四輥壓延機(jī)的四輥間距，并用石蠟對輥面進(jìn)行清潔和潤滑；將步驟4)中塑化好的半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯放入倒L四輥壓延機(jī)中壓延成膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜，膜厚為0.10-0.20mm ;所述倒L四輥壓延機(jī)四輥溫度分別為:1號輥170°C、2 號輥 175°C、3 號輥 180°C>4 號輥 182°C，四輥速度比為 1:1.1:1.25:1.4 ；
6)在滌綸長絲基布的表面涂上粘合劑，調(diào)整熱塑性聚氨酯薄膜的膜厚與寬度，并采用紅外加熱預(yù)熱織物，通過貼合膠輥、壓花輥將滌綸長絲基布的一面與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，得到半成品；所述貼合膠輥壓力為50KG，壓花輥壓力為45KG，物料牽引速度為12m/min，紅外加熱設(shè)定為90KW，織物溫度為195°C，熱塑性聚氨酯薄膜溫度為190°C，加工速度為10m/min ;滌綸長絲基布的厚度為0.2mm，熱塑性聚氨酯薄膜門幅為2m ；
7)將步驟6)中的半成品利用水冷降溫、冷卻定型，成型后重復(fù)步驟6)將滌綸長絲基布的另一面與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，最終制得熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。本發(fā)明制得的聚醚TPU薄膜厚度在0.15±0.01mm，熱塑性聚氨酯復(fù)合材料總厚度為0.50mm，加工厚度調(diào)整迅速，誤差小。與原基布相比，熱塑性聚氨酯復(fù)合材料拉伸強(qiáng)力增加25%，撕裂強(qiáng)度增加27%。熱塑性聚氨酯復(fù)合材料采用四輥壓延法生產(chǎn)，品種風(fēng)格多樣化，厚度門幅可以任意調(diào)節(jié)，成品具有常規(guī)熱塑性聚氨酯的高防水、耐磨，耐老化，耐腐蝕性等各種優(yōu)越性能，使熱塑性聚氨酯的使用領(lǐng)域和加工要求范圍大大增加，達(dá)到更加符合市場的需求。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 1)將熱塑性聚氨酯顆粒放入溫度為90-100°C的干燥箱內(nèi)進(jìn)行低速攪拌1-2小時(shí)，使其充分脫水干燥； 2)將步驟I)中干燥好的占總重量80%的熱塑性聚氨酯顆粒在開煉機(jī)上開煉包輥，初始輥溫為175°C，待熱塑性聚氨酯顆粒包輥形成軟質(zhì)片狀物后，將輥溫降至165°C，并在物料內(nèi)添加剩余的干燥好的熱塑性聚氨酯顆粒繼續(xù)包輥，利用顆粒本身旋轉(zhuǎn)自摩擦產(chǎn)生的溫度將物料塑化，得到膠狀熱塑性聚氨酯；所述開煉機(jī)上雙輥速度比為1:1.25 ; 3)待步驟2)中的膠狀熱塑性聚氨酯溫度達(dá)到180°C后將其打坯成塊，并利用其自身熱量繼續(xù)塑化5分鐘； 4)將步驟3)中塑化后的熱塑性聚氨酯放入另一個開煉機(jī)中繼續(xù)包輥，當(dāng)熱塑性聚氨酯溫度為180°C時(shí)，將其打成圓柱形坯塊后放入行星擠出機(jī)中塑化并抽真空脫泡，擠出半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯；所述行星擠出機(jī)的溫度為160-185°C ； 5)按需要設(shè)定好四輥壓延機(jī)的四輥間距，并用石蠟對輥面進(jìn)行清潔和潤滑；將步驟4)中塑化好的半透明無氣泡圓柱狀熱塑性聚氨酯放入四輥壓延機(jī)中壓延成膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜，膜厚為0.10-0.20mm ;所述四輥壓延機(jī)的溫度為165_185°C ； 6)在織物表面涂上粘合劑，調(diào)整熱塑性聚氨酯薄膜的膜厚與寬度，并采用紅外加熱預(yù)熱織物，通過貼合膠輥、壓花輥將織物的一面與步驟5)中熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，得到半成品；所述貼合膠輥壓力為50KG，壓花輥壓力為45KG ； 7)將步驟6)中的半成品利用水冷降溫、冷卻定型，成型后重復(fù)步驟6)將織物的另一面與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，最終制得熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述行星擠出機(jī)加料口溫度為165°C，螺桿溫度為170°C，出口溫度為185°C，轉(zhuǎn)速為12-36 r/min，螺桿真空度為-0.075MPa，擠出速度為600KG/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述織物為滌綸長絲基布，厚度為0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述四輥壓延機(jī)為倒L四輥壓延機(jī)，四輥溫度分別為:1號輥170°C、2號輥175°C、3號輥180°C、4號輥182°C，四輥速度比為 1:1.1:1.25:1.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述熱塑性聚氨酯薄膜門幅為2m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述步驟6)中物料牽引速度為12m/min，紅外加熱設(shè)定為90KW，織物溫度為195°C，熱塑性聚氨酯薄膜溫度為190°C，加工速度為10m/min。
全文摘要
熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，屬于壓延制品技術(shù)領(lǐng)域。其特征是，將熱塑性聚氨酯顆粒脫水干燥后在開煉機(jī)上開煉包輥，將其打成坯塊后放入行星擠出機(jī)中塑化并抽真空脫泡，再放入四輥壓延機(jī)中壓延成膜，將織物與熱塑性聚氨酯薄膜進(jìn)行復(fù)合，制得熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。本發(fā)明提供了一種熱塑性聚氨酯與織物層壓的方法，通過對熱塑性聚氨酯開煉塑化、熱熔壓延成膜直接復(fù)合在織物上，改善了常規(guī)熱塑性聚氨酯的加工手法，使熱塑性聚氨酯的規(guī)格、風(fēng)格多樣化。
文檔編號B29D7/00GK103144323SQ20131003042
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者鄧家才 申請人:儀征龍興塑膠有限公司