一種tpu物理發(fā)泡合成革及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合成革領(lǐng)域，具體是指一種基于TPU物理發(fā)泡合成革及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，隨著合成革技術(shù)的進(jìn)步和加工工藝的改良，出現(xiàn)了各式各樣的合成革材料，目前市場(chǎng)廣為應(yīng)用的是PU合成革和PVC合成革。它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中有硫化物、氯化物、苯二甲酸鹽、DMF等作為主要溶劑產(chǎn)生的廢水廢氣排放，盡管人們已經(jīng)回收處理，但很難達(dá)到環(huán)保要求，造成很大的危害。熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(Thermoplastic polyurethanes,以下簡(jiǎn)稱TPU)作為近年來(lái)興起新型彈性體材料。TPU的環(huán)保特性和獨(dú)特的理化性能讓其它高分子材料望塵莫及，隨著TPU材料的發(fā)展和成本的降低，以及其優(yōu)異性能的逐步體現(xiàn)，如何利用TPU生產(chǎn)合成革即成本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的對(duì)象。
[0003]通過(guò)檢索:
(I)中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN102277750公開(kāi)了一種無(wú)溶劑熱塑性聚氨酯合成革的制備方法，該方法避免溶劑的使用，材料環(huán)保，但發(fā)泡方法采用化學(xué)方法發(fā)泡，過(guò)程不環(huán)保，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量控制難。
[0004](2)中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN12288491公開(kāi)了一種聚氨酯人造革的制造方法，該方法采用壓延工藝和化學(xué)方法發(fā)泡，生產(chǎn)能耗高，添加物多對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量負(fù)面影響大，過(guò)程不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種TPU物理發(fā)泡合成革生產(chǎn)工藝，本工藝采用流延生產(chǎn)工藝與物理發(fā)泡(氣體微孔發(fā)泡)技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)TPU物理發(fā)泡革，其生產(chǎn)工藝合理、自動(dòng)化程度高、能耗低、環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提供了用TPU物理發(fā)泡生產(chǎn)合成革的一種可行方法。
[0006]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種上述生產(chǎn)工藝所制備的TPU物理發(fā)泡合成革。
[0007]本發(fā)明的第三個(gè)目的提供一種TPU物理發(fā)泡合成革的應(yīng)用方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是其至少包括有從上到下相互復(fù)合的B發(fā)泡層和C基布層,其中:
B發(fā)泡層為由TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、成核劑和色母粒按B發(fā)泡層組分重量比混合干燥后，采用流延生產(chǎn)工藝與物理發(fā)泡工藝并由配置側(cè)向進(jìn)氣系統(tǒng)的擠出流延設(shè)備生產(chǎn)制得，所述的B發(fā)泡層組分重量比為:100重量份的TPU顆粒:0.1?0.5重量份的潤(rùn)滑劑:0.3?2重量份的成核劑:1?5重量份的色母粒，發(fā)泡密度為0.4?0.8g/cc，硬度為55A~80D，厚度為0.3 ?2.0mm。
[0009]C基布層由基布經(jīng)水性樹(shù)脂浸膠處理。
[0010]進(jìn)一步設(shè)置是還包括有復(fù)合設(shè)置于B發(fā)泡層上的A面層，該A面層為由TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、色母粒按A面層組分重量比混合干燥后，通過(guò)擠出流延設(shè)備制備成薄膜狀，其中，所述的A面層組分重量比為:100重量份TPU顆粒:0.1?0.5份潤(rùn)滑劑:I?5重量份色母粒，該A面層硬度為55A~80D，厚度為0.01?0.2mm。
[0011]進(jìn)一步設(shè)置是所述C基布層的基布為無(wú)紡布、機(jī)織滌綸布、尼龍布或超纖基布層。
[0012]進(jìn)一步設(shè)置是:A面層和B發(fā)泡層所選用的TPU顆粒相同或不同，各自獨(dú)立的選自不同硬度的聚酯型、聚醚型、聚己內(nèi)酯型、聚碳酸酯型或不黃變型TPU ；A面層和B發(fā)泡層所用潤(rùn)滑劑相同或不同，各自獨(dú)立的選自碳16-22脂肪酸酯、脂肪酸的酰胺、氯化石蠟及硅油的至少一種潤(rùn)滑劑；A面層和B發(fā)泡層所用色母粒相同或不同，各自獨(dú)立的選自TPU或PE載體的色母粒發(fā)泡層所用成核劑選用TPU或PE載體的納米級(jí)碳酸鈣或滑石粉母粒，碳酸鈣或滑石粉占該成核劑的質(zhì)量比為30?40wt%。
[0013]根據(jù)需要，通過(guò)調(diào)整A面層、B發(fā)泡層和C基布層的厚度，本發(fā)明的TPU革可以制備成各種厚度和寬度，優(yōu)選厚度為0.5?3.0mm,優(yōu)選寬度為1.6m以下。A面層的厚度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選在0.05?0.15mm之間。B發(fā)泡層的厚度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選發(fā)泡后厚度在0.5?1.5mm之間。C基布層的品種和厚度可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
[0014]本發(fā)明中，A面層和B發(fā)泡層所用的TPU顆粒選自本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常見(jiàn)類型，為市售可得的 TPU 顆粒，例如 E265A、E270A、E280A、E285A、E290A、E295A、M65A、A890A。
[0015]本發(fā)明中，A面層和B發(fā)泡層所用的潤(rùn)滑劑選自本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常見(jiàn)類型，可以相同或不同，各自獨(dú)立的選自碳16-22脂肪酸酯、脂肪酸的酰胺、氯化石蠟及硅油的至少一種潤(rùn)滑劑，優(yōu)選脂肪酸酯類潤(rùn)滑劑。
[0016]本發(fā)明中，A面層和B發(fā)泡層所用的色母粒選自本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常見(jiàn)類型，可以相同或不同，各自獨(dú)立的選自TPU或PE載體的色母粒，優(yōu)選TPU載體的色母粒。B發(fā)泡層所用成核劑選用TPU或PE載體的碳酸鈣或滑石粉母粒，選用納米級(jí)碳酸鈣或滑石粉，碳酸鈣或滑石粉含量30?40%，優(yōu)選TPU載體的碳酸鈣母粒。
[0017]本發(fā)明中，B發(fā)泡層采用流延生產(chǎn)工藝與物理發(fā)泡(氣體微孔發(fā)泡)技術(shù)相結(jié)合的配置測(cè)向進(jìn)氣系統(tǒng)的擠出流延設(shè)備生產(chǎn)得到TPU發(fā)泡層。擠出機(jī)電機(jī)功率為常規(guī)配置1.5倍以上，優(yōu)選2倍電機(jī)功率；螺桿采用帶混合頭的漸變式加長(zhǎng)螺桿，螺桿長(zhǎng)徑比35:1以上，優(yōu)選螺桿長(zhǎng)徑比40:1，螺桿壓縮比2.8:1以上，優(yōu)選3.5:1 ;流延模頭與擠出機(jī)之間通過(guò)靜態(tài)混合器連接，靜態(tài)混合器長(zhǎng)度不低于1000_ ;擠出機(jī)混合段螺筒開(kāi)孔外接可調(diào)節(jié)流量的達(dá)到超臨界狀態(tài)的高壓氣體，氣體壓力不低于35MPa，可選氮?dú)饣蛘叨趸蓟蛘咂渌鼩怏w，優(yōu)選氮?dú)狻?br>[0018]本發(fā)明的TPU物理發(fā)泡革可以在A面層上進(jìn)一步包含一個(gè)印刷層，印制有各種紋理圖案，以滿足人們不同審美需求。所述印制印刷層的步驟可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法進(jìn)行，包括并不限于膠版印刷、絲網(wǎng)印刷、凸版印刷、凹版印刷、曲面印刷、滲透印刷、熱轉(zhuǎn)印等。
[0019]
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下工序:
(1)制備A面層，將TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、色母粒根據(jù)A面層組分重量比混合干燥后，通過(guò)擠出流延設(shè)備制備成薄膜狀A(yù)面層；
(2)將基布浸潰高剝離水性PU樹(shù)脂烘干制備C基布層，浸潰量為每平方米100?200g高剝離水性I3U樹(shù)脂，
步驟(I)和步驟(2 )不分先后順序；
(3)制備B發(fā)泡層，將TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、成核劑和色母粒按B發(fā)泡層組分重量比混合干燥后，采用流延生產(chǎn)工藝與物理發(fā)泡工藝并由配置側(cè)向進(jìn)氣系統(tǒng)的擠出流延設(shè)備生產(chǎn)制得B發(fā)泡層
(4)在B發(fā)泡層制備成型后，同時(shí)將A面層、C基布層預(yù)熱后相互復(fù)合制得TPU物理發(fā)泡合成革。
[0020]本發(fā)明還提供了一種TPU物理發(fā)泡汽車內(nèi)飾革的生產(chǎn)工藝，其技術(shù)方案是包括如下步驟:
(1)將不黃變TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、色母粒按比例混合干燥后通過(guò)擠出流延設(shè)備制備A面層，其中，基于100重量份的TPU顆粒，其中包含0.1?0.5重量份的潤(rùn)滑劑，I?5重量份的色母粒，硬度為85A~72D，厚度為0.01?0.15mm ；
(2)將阻燃滌綸布浸潰高剝離水性樹(shù)脂烘干制備C基布層，浸潰量為每平方米100?200g高剝離水性I3U樹(shù)脂；
(3)將阻燃聚醚型TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、成核劑、色母粒按比例混合干燥后經(jīng)采用流延生產(chǎn)工藝與氣體微孔發(fā)泡技術(shù)相結(jié)合的配置測(cè)向進(jìn)氣系統(tǒng)的擠出流延設(shè)備生產(chǎn)B發(fā)泡層，其中，基于100重量份的TPU顆粒，其中包含0.1?0.3重量份的潤(rùn)滑劑，0.3?I重量份的成核劑，I?3重量份的色母粒，發(fā)泡密度為0.4?0.8g/cc,硬度為55A~98A，厚度為0.3?
1.5mm ；
(4)在B發(fā)泡層制備成型的同時(shí)，將A面層、C基布層預(yù)熱后通過(guò)輸送裝置分別置于擠出發(fā)泡系統(tǒng)流延模頭模唇兩邊，與B發(fā)泡層一起通過(guò)壓紋、收卷裝置得到TPU物理發(fā)泡汽車內(nèi)飾革。
[0021]本發(fā)明還提供了一種TPU物理發(fā)泡足球革的生產(chǎn)工藝，其技術(shù)方案是包括如下步驟:
(1)將聚酯型TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、色母粒按比例混合干燥后通過(guò)擠出流延設(shè)備制備A面層，其中，基于100重量份的TPU顆粒，其中包含0.1?0.3重量份的潤(rùn)滑劑，I?5重量份的色母粒，硬度為85A~98A，厚度為0.10?0.15mm ；
(2)將機(jī)織滌綸布浸潰高剝離水性樹(shù)脂烘干制備C基布層，浸潰量為每平方米100?200g高剝離水性I3U樹(shù)脂；
(3)將聚酯型TPU顆粒、潤(rùn)滑劑、成核劑、色母粒按比例混合干燥后經(jīng)采用流延生產(chǎn)工藝與氣體微孔發(fā)泡技術(shù)相結(jié)合的配置測(cè)向進(jìn)氣系統(tǒng)的擠出流延設(shè)備生產(chǎn)B發(fā)泡層，其中，基于100重量份的TPU顆粒，其中包含0.1?0.3重量份的潤(rùn)滑劑，0.3?I重量份的成核劑，I?3重量份的色母粒，發(fā)泡密度為0.4?0.6g/cc,硬度為85A~98A，厚度為0.5?
2.0mm ；
(4)在B發(fā)泡層制備成型的同時(shí)，將A面層、C基布層預(yù)熱后通過(guò)輸送裝置分別置于擠出發(fā)