CN103264567B - 一种聚醚型tpu复合材料的开炼压延机的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的新型加工方法，其具体步骤为：(1)混料干燥，(2)成坯与脱泡，(3)压延与贴合：四辊压延机设定温度为160～170℃下，投入塑化好的聚醚TPU材料，在辊面成膜0.10～0.15mm，在红外预热下与涤纶长丝基布复合，在45～50KG的压力下贴合，冷却定型，获得聚醚型TPU复合材料。本发明的复合材料的加工厚度调整迅速，拉伸强力测试比原基布增加25％，撕裂强度增加27％，TPU压延布采用四辊压延法生产，品种风格多样化，厚度门幅可以任意调节，成品具有常规热塑性聚氨酯的高防水、耐磨，耐老化，耐腐蚀性等各种优越性能，使热塑性聚氨酯的使用领域和加工要求范围大大增加，达到更加符合市场的需求。
Description
【技术领域】
本发明涉及聚醚型热塑性聚氨酯弹性体技术领域，具体地说，是一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法。
【背景技术】
压延成型主要用于生产塑料和片材，根据使用工艺不同而得到不同的压延制品，目前的压延成型的主要产品是软质的聚氯乙烯薄膜，在国民经济中被广泛用于工业、农业、国防、医疗卫生和日常用品等方面，在工业方面主要用于防水覆盖、汽车装饰及大型设备包装覆盖等，在农业方面用于育秧、大棚覆盖、保温遮阳、防止水土流失等，在日常生活中用于大量制作雨衣、箱包、服装、玩具包装等，使用范围非常广泛，与人民生活息息相关。压延成型制品优点很多，主要体现如下：
(1)加工制品的长度宽度厚度可以根据使用要求进行调整控制，方便快速，可控性强。
(2)制品质量好，厚度均匀，误差小，可根据要求制备各种花型。
(3)同样材料的加工，其力学强度高于吹膜塑料。
(4)连续生产能力强，加工能力大，自动化程度高。
在国内，压延成型主要加工材料是聚氯乙烯树脂，聚氯乙烯薄膜虽然使用范围非常广泛，但由于其材料特性限制，导致聚氯乙烯产品也存在许多缺点，单纯的聚氯乙烯无法加工，所以为了让其具有各种特性在加工时会添加一些添加剂和增塑剂，这些添加剂和增塑剂一般都具有一定的毒性，加工和使用时有浓浓的塑料味道、不利于健康，聚氯乙烯塑料使用寿命短，耐磨和耐候型较差，在气温较低时会***且容易破裂，严重时会发生龟裂，导致无法使用，限制了压延制品在很多方面的使用范围。
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)材料是一种无味环保材质，TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用与医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时还具有高防水透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。国外最先将该材料应用于航空和医疗领域。随着对环保和安全的愈加重视，近年国内也逐步出现并应用于游乐设备、生活用品等行业。TPU按分子结构可分为聚酯型和聚醚型两种，按加工方式可分为注塑级、挤出级、吹塑级等。而聚醚TPU材料相比较聚酯TPU而言耐水解，在使用一定时间后其内部物质不会溶解于水、不易发黄、较聚酯型柔软、适用于水上产品为行业材料首选、性能优越，目前无其它材料可取代。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法，其具体步骤为：
(1)混料干燥
将聚醚TPU粒子在温度为90～100℃干燥箱内低速搅拌脱水60～120分钟，让其充分脱水干燥；
(2)成坯与脱泡
将干燥后的聚醚TPU粒子和助剂在开炼机上包辊成胶块，其中，助剂占聚醚TPU粒子的质量分数的0.1～0.4％；炼制成无颗粒块状，打成坯块，投入行星挤出机塑化，塑化过程中抽真空脱泡，在160～180℃下形成半透明柱状物；得到塑化好的聚醚TPU材料；
所述的助剂为纳米复合型磷酸铵，纳米硫酸钡，纳米二氧化硅和纳米碳酸钙，其质量比为1∶2∶2∶1；为粉末状混合材料。
(3)压延与贴合
四辊压延机设定温度为160～170℃下，投入塑化好的聚醚TPU材料，在辊面成膜0.10～0.15mm，在红外预热下与涤纶长丝基布复合，在45～50KG的压力下贴合，冷却定型，获得聚醚型TPU复合材料；
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明制备的复合材料的加工厚度调整迅速，误差小，拉伸强力测试比原基布增加25％，撕裂强度增加27％，TPU压延布采用四辊压延法生产，品种风格多样化，厚度门幅可以任意调节，成品成品具有常规热塑性聚氨酯的高防水、耐磨，耐老化，耐腐蚀性等各种优越性能，使热塑性聚氨酯的使用领域和加工要求范围大大增加，达到更加符合市场的需求。
本发明的纳米硫酸钡母粒购自苏州纳康纳米材料有限公司，具有耐光性和耐候性，符合Rohs等环保标准，提高材料的机械性能。
本发明的纳米二氧化硅购自上海汇精纳米新材料有限公司，其具有卓越的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，从而能展现出特殊的光、电、磁等特性；同时，纳米二氧化硅在高温下还具有高强、高韧、高稳定性优良性能。
本发明的阻燃剂为纳米复合型聚磷酸铵APP，其化学结构式为：(NH4)n+2PnO3n+1；该纳米复合物相比II型聚磷酸铵，阻燃效率显著提高，在聚合物材料阻燃中在相同阻燃指标时，阻燃剂用量降低1％，有利于提高聚合物材料的综合性能；购自淄博赛达阻燃新材料有限公司。
本发明的纳米碳酸钙，纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙，可改善塑料母料的流变性，提高其成型性；可以提高材料表面的光亮度，磨损以及抗冲击强度，购自昆山金凯迪化工有限公司。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法的具体实施方式。
实施例1
一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法，其具体步骤为：
(1)混料干燥：采用昆山高鼎化工有限公司生产的ER-85A聚醚型TPU(物料比重1.12，硬度85shoreA)，200kg在旋转干燥机里搅拌，加热到100℃干燥2小时，注意物料表面状况，防止析出；
(2)成坯与脱泡：将干燥后的聚醚型TPU粒子和助剂在1号开炼机上包辊，其中，助剂占聚醚TPU粒子的质量分数的0.2％；初始辊温设定为175℃，双辊设定速比为1∶1.25，等TPU粒子包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，添加干燥粒子包辊，利用粒子本身旋转的自摩擦产生的温度将物料塑化，形成胶状体，胶体温度达到170℃后打坯成块，利用其本身热量继续加热老化5分钟，然后将老化后的块状TPU投入2号开炼机继续包胶，测量温度在170℃时，打坯成块投入行星挤出机中，行星挤出机设定温度为加料口165℃，螺杆170℃，出口175℃，转速设定12～36r/min，螺杆真空设定为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h，出料成半透明无气泡圆柱体，否则则要调整真空度和挤出速比达到最佳状态。
(3)压延与贴合：四辊压延机四辊温度设定：1号辊160℃，2号辊165℃，3号辊165℃，4号辊165℃，四辊速度比为1∶1.1∶1.25∶1.4，设定四辊间距，投料前用石蜡对辊面进行清洁和润滑，投入行星挤出机挤出的最佳状态物料，成膜后测量平均厚度0.15mm，进行贴合，物料牵引速度为12m/min，薄膜门幅设定为2m，红外加热设定为90KW，生产时采用红外加热使贴合布面测量温度为195℃，贴合时TPU胶体温度为170℃，贴合胶辊设定压力为50KG，压花辊设定压力为45KG，加工速度为10m/min，基布厚度为0.2mm，贴膜后测量总厚度为0.35mm，利用水冷降温，冷却定型，成型后再在半成品的反面进行同样的胶体贴合操作，贴膜0.15mm，生产出聚醚型TPU复合材料的成品。
测试结果表明，用该工艺生产出来的聚醚TPU双面贴合布贴膜厚度均匀在0.15±0.01mm，总厚度为0.50mm，加工厚度调整迅速，误差小，拉伸强力测试比原基布增加25％，撕裂强度增加27％，TPU压延布采用四辊压延法生产，品种风格多样化，厚度门幅可以任意调节，成品成品具有常规热塑性聚氨酯的高防水、耐磨，耐老化，耐腐蚀性等各种优越性能，使热塑性聚氨酯的使用领域和加工要求范围大大增加，达到更加符合市场的需求。
对比例1
与实施例相比，仅仅是不含助剂，即步骤(2)的将干燥后的聚醚型TPU粒子在1号开炼机上包辊，此处有区别，其它一样。
此产品的拉伸强力测试比实施例1的产品降低20％，撕裂强度降低15％，性能比实施例1下降很多。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种聚醚型TPU复合材料的开炼压延机的加工方法，其特征在于，其具体步骤为：
（1）混料干燥
具体为将聚醚TPU粒子在温度为90～100℃干燥箱内低速搅拌脱水60～120分钟，让其充分脱水干燥；
（2）成坯与脱泡
将干燥后的聚醚型TPU粒子和助剂在1号开炼机上包辊，其中，助剂占聚醚TPU粒子的质量分数的0.2％；初始辊温设定为175℃，双辊设定速比为1:1.25，等TPU粒子包辊形成软质片状物后，将辊温降至165℃，添加干燥粒子包辊，利用粒子本身旋转的自摩擦产生的温度将物料塑化，形成胶状体，胶体温度达到170℃后打坯成块，利用其本身热量继续加热老化5分钟，然后将老化后的块状TPU投入2号开炼机继续包胶，测量温度在170℃时，打坯成块投入行星挤出机中，行星挤出机设定温度为加料口165℃，螺杆170℃，出口175℃，转速设定12～36r/min，螺杆真空设定为-0.075MPa，挤出速度为600KG/h，出料成半透明无气泡圆柱体；
所述的助剂为纳米复合型磷酸铵，纳米硫酸钡，纳米二氧化硅和纳米碳酸钙；
（3）压延与贴合
四辊压延机设定温度为160～170℃下，投入塑化好的聚醚TPU材料，在辊面成膜0.10～0.15mm，在红外预热下与涤纶长丝基布复合，在45～50KG的压力下贴合，冷却定型，获得聚醚型TPU复合材料。
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