CN101538800B

CN101538800B - 一种热塑性树脂涂覆布膜材料及其制造方法

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Publication number: CN101538800B
Application number: CN2009101166253A
Authority: CN
Inventors: 朱守诚; 禇维发; 漆静秋; 杨宏星; 刘焕霞; 何金花; 程世林; 丁文俊; 吴国安
Original assignee: HEFEI DONGFANG MEIJIE MOLECULE MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Hefei Dongfang Meijie Molecule Material Technology Co., Ltd.; Wujiang Yirui Textile Finishing Co., Ltd.
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2029-04-23
Also published as: CN101538800A

Abstract

本发明公开了一种PU、TPU、PA、PC、PE、EVA、PVF、PVDF等热塑性树脂涂覆布膜材料，包括基材及其基材表面的涂层，热塑性树脂层与基材之间有底胶层，其特征在于：所述热塑性树脂是由PU、TPU、PA、PC、PE、EVA、PVF、PVDF等不黄变热塑性树脂一次或多次涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层薄膜。所述的热塑性树脂由含下述重量含量的原料配制而成，由60～90％热塑性树脂溶剂溶液或水分散液，10～40％功能添加剂混合物组成。该热塑性树脂涂覆布膜材料：面密度≤280g/m²，耐臭氧耐紫外(户外使用5～10年)、耐低温(-70℃)、经纬向断裂强度≥750N/cm，经纬向切口撕裂强度≥600N，剥离强度≥2400N/m，断裂伸长率≤5％，可超声波热合。

Description

一种热塑性树脂涂覆布膜材料及其制造方法

一、技术领域

本发明涉及一种高性能纤维骨架增强膜材料及其制备方法，特别涉及布膜材料及其制备方法，具体地说是一种热塑性树脂涂覆布膜材料及其制备方法。

二、背景技术

布膜材料是指纤维组织上涂布高分子树脂或贴合的高分子膜(如PVC、PTFE、TPU、硅橡胶等)，只有膜没有纤维组织支撑就称为膜。布膜材料广泛应用于人们的日常生活中，比如帐棚、空间膜、广告展览布膜、泳池布膜、污浊隔离膜、船体膜、滤网布膜、投影布膜、采光罩、大型车厢布膜、类纸式屏幕布、建筑布膜、电子级印刷布膜、高张力高承载筛网布膜。产业用布膜、耐候性耐磨隔热布膜、交通运输用布膜、风道布膜。布膜材料广泛应用在建筑、汽车、医疗、土木、航天、军工、农业、海洋、灾难应急、防护服装等产业。

布膜材料市场需求量日益扩大，具有方便、实用、美观和时尚特色，具有独特优势。布膜产品需要纺织、印染、化工、机械行业紧密结合的产业技术支撑，需要高性能纤维(尼龙、涤纶、Kevlar、PBO、Vectran、M5、F-12、CVM、芳纶1414、HUMW-PE)，功能性树脂(聚氯乙烯PVC、聚四氟乙烯PTFE、PU、TPU、PC、PE、PVF、PVDF、有机硅)和功能性添加剂等材料技术集成。布膜材料不断创新为更多产业选择提供可能。布膜材料将朝功能化、差异化方向发展，在纳米、光电、能源、环保等高科技的配合下，包括太阳能布膜、光触媒布膜、自洁布膜等特色布膜材料成为需求热点。

布膜材料可采用浸胶、涂层、叠层粘接、膜复合、挤出涂覆等工艺实现，由于工艺复杂(要经过涂层、上浆、覆合等)，技术含量高，附加值高，市场前景广阔。

大范围空间结构建筑膜材料分PVC、PTFE、ETFE三大类。PVC膜是以聚酯纤维作基材，覆以PVC形成的；PTFE膜材的基材是玻璃纤维；而ETFE膜则是没有基材直接成膜。世界膜材料市场几乎为美国、日本、法国、德国、比利时等国所垄断。膜材料具有强大的生命力和市场，将成为21世纪建筑工程材料、防护服装面料、环保材料等新的经济增长点。

三、发明内容

本发明目的是提供一种热塑性树脂涂覆布膜材料(具有耐臭氧、耐紫外、耐低温、高强等功能)及其加工方法。它是由一种或多种高性能纤维经过或不经过前处理，采用特殊的织造和涂层复合工艺加工而成。

本发明采用如下技术方案：

1、采用高强柔性纤维(Twaron、Terlon、Tyneema、Kevlar、Vectran、Zylon、PBO、F-12、M5、芳纶1414、HUMW-PE等纤维)中的一种或多种混编为经线或纬线；

2、选用不同特数长丝或纱线经过上浆或不上浆，加捻或不加捻处理，采用经纬交织平纹组织(方格、巴拿马结构)或经编组织(双轴向、多轴向)结构织造；

3、纤维骨架组织经过前处理去油除杂、浸胶定型、轧光后，采用单面或双面一次或多次涂层复合工艺；

4、涂层树脂采用水性或溶剂型热塑性树脂(聚丙烯酸树脂PA、聚碳酸酯PC、聚氨酯PU、TPU、EVA)中单一或组合、功能无机添加剂(纳米SiO₂、ZnO、TiO₂、超细碳黑)中单一或组合、功能有机添加剂(硅烷偶联剂、交链剂、聚氟乙烯PVF、聚偏二氟乙烯PVDF、或其他含氟树脂、表面活性剂、紫外线吸收剂)中单一或组合经充分搅拌混合调配而成。

本发明所称的热塑性树脂涂覆布膜材料包括基材(纤维骨架组织)及基材表面的热塑性树脂涂层，涂层与基布之间有底层胶，其特征在于：

所述热塑性树脂层是由PU、TPU、PA、PC、PE、EVA等材料中一种或组合树脂溶液或水分散乳液涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，涂层厚度0.4～1mm，

所述的涂层树脂混合物由含有下述重量含量的原料配成：60～90％热塑性树脂溶液或水分散乳液，10～40％功能添加剂混合物组成。

所述的热塑性树脂溶液或水分散乳液固含量25～45％，功能添加剂中交联剂固含量85％、气相或纳米SiO₂、ZnO、TiO₂、超细碳黑粉体固含量100％、防粘剂固含量15～20％、增稠剂固含量30％；所述的防粘剂为二氧化硅，交联剂为异氰酸酯类或六羟甲基三聚氰胺。

本热塑性树脂涂覆布膜材料制造方法为：先对基材表面进行改性处理(电晕、等离子、超声波、化学氧化腐蚀等措施)，在处理后的基材表面涂刮或浸轧树脂并烘干，其涂布设备将所述的热塑性树脂溶液或水分散液涂层胶均匀涂覆于基材表面上，然后对涂覆后的胶层进行烘干。

所述热塑性树脂涂层胶由含有下述的重量含量的原料配制而成，由60～90％热塑性树脂溶液或水分散液，10～40％功能添加剂混合而成。

树脂涂覆采用逆辊式吻涂或间隙涂等方式，涂布辊位于逆转辊及张力调节辊之间，对张紧在逆转辊及张力调节辊上基材进行涂覆。涂覆速度15～30m/min涂层增重10～50g/m²。

涂覆后的薄膜烘干过程采用热风和远红外加热烘干，烘干温度60～120℃、烘焙温度150～160℃。烘干或烘焙时间30秒～1分钟。

本热塑性树脂涂覆布膜材料具有高强度、抗撕裂、耐候性好(不黄变、耐低温、耐紫外、耐臭氧)、可超声波热封、环保低成本等特征。

该热塑性树脂涂覆布膜材料：面密度≤280g/m²，耐臭氧耐紫外(户外使用5～10年)、耐低温(-70℃)、经纬向断裂强度≥750N/cm，经纬向切口撕裂强度≥600N，

剥离强度≥2400N/m，断裂伸长率≤5％，可超声波热合。

四、具体实施方式

实例一：

1、工艺流程

骨架基布织造→打卷→基布预处理→浸胶定型→拉幅烘干→轧平→基础涂层→烘干→功能涂层→烘干→轧平→功能复合→焙烘→冷却切边→打卷→成品。

2、水性或溶剂型PU涂层浆配方：

打底涂层：水性或溶剂型PU涂层剂(单组分聚氨酯) 85～90份

交联剂(多异氰酸酯类) 2～3份

交联促进剂(有机胺类) 1份

涂层浆含固量(20～30％)

粘度(20～30Pa·s)

黑浆涂层：水性或溶剂型聚氨酯 85～90份

交联剂(多异氰酸酯类) 2～3份

超细碳黑 5～7份

涂层浆含固量(20～30％)

粘度(15～20Pa·s)

3、浆料配制

根据涂层树脂和添加剂要求分别溶解、依配伍性逐渐加入，高速搅拌、严格控制温度小于35℃、PH7～9，选用合适增稠剂调节粘度，添加消泡剂，充分真空脱泡，保证涂刮流利、均匀、不渗透、无针孔气泡等。

4、工艺条件的控制

(1)首先采用900目的过滤网对涂层浆料过滤。

(2)涂层时的车速为15～30m/min。

(3)涂层基布先经80℃预烘后，120～130℃烘干。

(4)在80～100℃，线压力50t/cm条件下轧光。

5、注意事项

(1)溶剂型涂层剂的直接涂层，采用逆辊吻涂或间隙涂层，涂布量10～15g/m²，底布是以高性能纤维长丝织成基布为主，布面要求平整。

(2)在涂层过程中，基布要经充分定型，否则容易产生皱纹。

(3)基布前处理、预防水处理是防止涂层浆渗透底布，防水剂用量适量，否则会影响涂层膜和底布粘结力。预防水处理工艺有时可用平轧光工艺来取代。

(4)溶剂型涂层剂成膜性能好，表面平滑、耐高压和耐磨。聚氨酯涂层剂添加少量多异氰酸酯类交联剂，可增强与底布的粘结力。

(5)涂层浆中加入功能添加剂、着色剂可做功能涂层。

实例二：

1、工艺流程

骨架基布织造→打卷→基布预处理→浸胶定型→拉幅烘干→轧平→基础涂层→烘干→轧平→功能涂层→烘干→膜覆合→焙烘→轧平→冷却→切边→打卷

2、涂层浆配方

原料名称	底涂	遮光涂	面涂
				PU涂层剂交联剂(多异氰酸酯类)交联促进剂紫外吸收剂碳黑钛白增稠	90份1～3份0～3份5～10份----0～1份	90份1～3份0～3份--7～9份--0～1份	90份1～3份0～3份5～10份--7～9份0～1份
合成	100份	100份	100份

3、浆料配制

根据涂层树脂和添加剂要求分别溶解、依配伍性逐渐加入，高速搅拌、严格控制温度小于35℃、PH7～9，选用合适增稠剂调节粘度，充分真空脱泡，保证涂刮流利、均匀、不渗透、无针孔气泡等。

4、工艺条件

(1)基布防水：轧聚乙烯乳液10～15g/L。

(2)涂层：底涂10～20g/m²、功能涂45～50g/m²、面涂60～80g/m²。

(3)拉幅烘干：幅宽按规定。

(4)烘干温度：低于120℃并控制织物含水量为5～10％。

(5)轧平：室温线压为50～70N/cm，涂层面向硬辊筒(金属辊)。

(6)焙烘：160～165℃，2min。

5、注意事项

(1)布涂三次，底涂与正面颜色接近；第二次涂功能层；面涂耐候层。三次涂布作用不同，涂布均匀并加大，分别为25～30g/m²、45～50g/m²、60～80g/m²总涂布量130～160g/m²。

(2)每次涂布烘干后轧平，加强涂层树脂与底布粘结力，以利继续涂层，烘干速度不宜太快，温度不宜太高，避免针孔气泡产生。

(3)三次涂覆在单元涂层机上加工，需打卷防止产生永久性折痕，在热打卷时容易发生粘搭疵病，应采取打卷前充分冷却，底布正面防粘预处理，在三单元涂层机组上串联加工，可防止以上疵病产生。

(4)配方中多异氰酸酯类或六羟甲基三聚氰胺交联剂，可增强涂层膜的强度和耐洗性。

6、骨架材料选择及工艺：

Claims

1.一种热塑性树脂涂覆布膜材料包括基材及基材表面的热塑性树脂涂层，涂层与基布之间有底层胶，其特征在于：所述的基材采用高强柔性纤维Twaron、Terlon、Tyneema、Kevlar、Vectran、Zylon、PBO、F-12、M5、芳纶1414、HUMW-PE中的一种或多种混编为经线或纬线；然后采用经纬交织成平纹组织或经编组织结构的织物；所述热塑性树脂层是由PU、TPU、PA、PC、PE、EVA、PVF、PVDF材料中一种或组合树脂溶液或水分散液经一次或多次涂覆在基材表面并烘干后形成的涂层，涂层厚度0.4～1mm，所述的涂层树脂混合物由含有下述重量含量的原料配成：60～90％热塑性树脂溶液或水分散乳液，10～40％功能添加剂；所述的热塑性树脂溶液或水分散液固含量25～45％，功能添加剂中交联剂固含量85％、纳米SiO₂、ZnO、TiO₂、超细碳黑粉体固含量100％、防粘剂固含量15～20％、增稠剂固含量30％；所述防粘剂为二氧化硅，交联剂为异氰酸酯类或六羟甲基三聚氰胺。

2.一种如权利要求1所述的热塑性树脂涂覆布膜材料制造方法，其特征在于：对基材表面用电晕、等离子、超声波、化学氧化腐蚀进行改性处理，在处理后的基材表面涂刮或浸渍树脂并烘干，其涂布设备将所述的热塑性树脂溶液或水分散液涂层胶均匀涂覆于基材上，然后烘干；所述的热塑性树脂的涂覆过程采用逆辊式吻涂或间隙涂方式，涂布辊位于逆转辊及张力调节辊之间，对张紧在逆转辊及张力调节辊上基材进行涂覆，涂覆速度15～30m/min；所述的热塑性树脂的涂布后的薄膜烘干过程采用热风和远红外加热烘干，烘干温度60～120℃、焙烘温度150～160℃。烘干或焙烘时间30秒～1分钟。