专利名称：热可塑性聚氨酯膜片的制造方法及其组成物的制作方法
技术领域：
本发明涉及热可塑性聚氨酯膜片及其制造方法，特别是一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法及其组成物，其是聚氨酯树脂与添加物压延，使其成膜片，其添加物为填充剂、滑润剂、抗氧化剂、光安定剂及颜料等组合而成。
众所周知，目前聚氨酯树脂(TPU)膜片厚度的定义，根据高分子加工业界所接受的厚度为≤0.20mm称为膜(Film)，厚度大于0.20mm以上者称为板片(Sheet)，而目前对于TPU树脂膜片有下列三种制造方法(1)T型膜头挤出机压出(T-die Extrusion)此种制程所能制造的TPU膜片厚度约在0.05-2.20mm，而且其厚度随着产品幅宽的缩减而缩减，以2.20mm的TPU板片为例，其幅宽最宽仅到30inch，这是因为现有的T型模头的设备制造能力(摸头幅宽及流道设计)受限及TPU在T-die挤出的加工技术，无法突破所致，因此，此种制程至目前为止，对于厚制品(TPU板片)只能做窄幅成品；(2)吹膜压出成型法(Blown Film Extrusion)一般此种制程只能制造TPU膜，而无法生产TPU板，因为此种制程TPU是由下往上垂直吹出，TPU树脂需有足够的熔融强度，且需对抗地心引力，以现有的吹膜压出设备的制造能力及TPU吹膜的加工技术，尚无法生产厚度较厚的TPU板，此种制程只能生产薄制品；(3)射出成型法(Injection Molding)通常此种制程在生产厚制品时，其属于批次式生产类型，产量为三种方法中的最低，不具有经济效益。
众所周知，TPU膜片的产品的幅宽越宽，对于下步的TPU膜片加工业者的加工损失越少，因此下步加工业均希望TPU膜片的供应商能够提供宽幅的产品。
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明人基于多年从事与材料相关产品的研究开发及销售经验，经多方研究设计和探讨，终于创造出本发明的技术方案。
本发明的主要目的在于提供一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法及其组成物，利用压延加工方式的生产，克服现有技术的弊端，达到具有较宽范围的加工厚度及幅宽、提高产量、降低成本及不会造成环境污染的目的。
本发明的目的是这样实现的一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法，其特征在于它包括如下步骤(1)混合将热可塑性聚氨酯组成物予以完全混合；(2)混炼将混合完毕的组成物进行混炼；(3)胶化将混合物进行胶化；(4)压延将混炼后的组成物进行压延，使其制成膜片；(5)引取将该压延后的膜片从压延机引取下来；(6)冷却将引取下的膜片进行冷却；(7)卷取将最后的膜片进行卷取，得到成品。
其中该热可塑性聚氨酯树脂包括芳香族聚酯型、芳香族聚醚型、芳香族己酸内酯型、脂肪族聚酯型及脂肪族聚醚型中的至少一种。其中该热可塑性聚氨酯树脂的硬度介于50萧氏A-70萧氏D之间。其中该热可塑性聚氨酯树脂的其熔融指数介于IO-100之间。其中该热可塑性聚氨酯树脂为聚氨基甲酸甲酯树酯。其中在步骤(4)压延与(5)引取之间包括将膜片进行压花的工序。其中在步骤(3)的胶化操作温度为140-170℃。其中压延时的操作温度为130-180℃。
一种热可塑性聚氨膜片的制造方法，其特征在于它包括如下步骤
(1)混合将热可塑性聚氨酯组成物予以完全混合；(2)混炼将混合完毕的组成物，于以混炼；(3)胶化将混合物进行胶化；(4)压延将混炼后的组成物进行压延，使其制成膜片；(5)冷却将引取下的膜片进行冷却；(6)卷取将最后的膜片进行卷取。
其中包含在步骤(6)卷取之后将特殊底材与膜片予以分离的步骤。其压延时的操作温度为140-170℃。其中压延时的操作温度为130-180℃。其中特殊底材为聚乙烯膜、尼龙平织布、聚酯平织布、聚酯膜或聚碳酸酯膜中的一种。
一种热可塑性聚氨酯膜片的组成物，其特征在于它包括有热可塑性聚氨酯树脂及添加物。
其中热可塑性聚氨酯树脂与添加物的重量份数配比为100∶1-300。其中该添加物包括有填充剂、滑润剂、抗氧化剂、光安定剂或颜料中的至少一种。其中该填充剂为碳酸钙、滑石粉、超级夜光粉、煅烧土、云母粉、硅石、金属粉或木质纤维粉中的至少一种。其中该填充剂所占的比例为1-300重量份数。其中该滑润剂所占的比例为0.5-2重量份数。其中该滑润剂为烃系、脂族酰胺系或酯系中的至少一种。其中该烃系滑润剂为液蜡、石蜡或聚乙烯。其中该酯族酰胺系滑润剂硬脂酰胺、油酰胺、乙烯双硬脂酰胺、乙烯双油酰胺、N，N-二乙烯双酰胺或瓢儿菜酰胺中的至少一种；其中该酯系滑润剂为硬脂酸丁酯、硬脂酰硬脂酸酯、脂肪酸酯、褐煤酸酯、部分皂化的褐煤酸酯、部分酸化的衍生物或季戊四醇脂肪酸酯中的至少一种。其中该抗氧化剂所占的比例为0.02-1.00重量份数。其中该抗氧化剂可为酚系化合物。其中该光安定剂所占的比例为0.02-3.00重量份数。其中该光安定剂为紫外线吸收剂或受阻胺中的至少一种。其中该紫外线吸收剂为苯三唑。其中该受阻胺光安定剂为双[N-甲基-2，2，6，6-四甲基呱啶]癸二酸酯、本发明的主要优点是具有较宽的加工厚度及幅宽、提高产量、降低成本及不会造成环境污染的功效。
下面结合较佳实施例和附图详细说明。
图1为本发明的制造流程示意图。
图2为本发明的实施例2的制造流程示意图。
本发明为热可塑性聚氨酯膜片的制造方法及其组成物，其是通过将TPU树脂组成物进行压延制成膜片，而该TPU树脂组成物由TPU树脂与添加物构成，而TPU树脂包括芳香族聚酯型(Aromatic Poyester-based)、芳香族聚醚型(Aromatic Polyether-based)、芳香族己酸内酯型(Aromatic PolycaProlactone-based)、脂肪族聚酯型(AliphaticPolyester-based)及脂肪族聚醚型(Aliphatic Polyether-based)中的至少一种。其所选用TPU树脂的硬度(hardness)介于50萧氏A(Shore A)-70萧氏D(Shore D)[ASTM-D 2240]之间，且其熔融指数介于IO-100之间。
该添加物由填充剂、滑润剂、抗氧化剂、光安定剂及颜料等组成。填充剂的主要作用在于降低配方成本及赋予TPU膜片不同物性及表面的感官效杲，其包括碳酸钙CaCO3、滑石粉(Talc)、超级夜光粉(SrAlO4EuDy)、煅烧土(Clay)、云母粉、硅石(Silica)、金属粉或木质纤维粉中的至少一种。
滑润剂(Lubricant)的主要作用是在制造中于金属辊轮上容易剥离成型，其提供足够的离形力。一般常用的滑润剂有三种系列(1)烃系滑润剂，例如液蜡、石蜡及聚乙烯等；(2)酯族酰胺系滑润剂，例如硬脂酰胺(Steary lamide)、油酰胺(Oleylamide)、乙烯双硬脂酰胺(Ethlene bis stearylamide)、乙烯双油酰胺(Ethylene bis ole amide)、N，N-二乙烯双酰胺(N，N-Dioleoylethylene diamine)或瓢儿菜酰胺(Erucylamide)中的至少一种；(3)酯系滑润剂，例如硬脂酸丁酯(Buty Stearte)、硬脂酰硬脂酸酯(Steary Stearate)、脂肪酸酯(Fatty acidester)、褐煤酸酯(Montanic acid ester)、部分皂化的褐煤酸酯(Partly saponifiedmontannlc acid ester)、部分酸化的衍生物(Fatty acid derivates)及季戊四醇脂肪酸酯(Pentaerythritul tetrastearate)。
抗氧化剂的主要作用是减少TPU树脂在高温下加工时，因受热而产生裂解，并降低产品的物性强度，本发明添加的抗氧化剂为酚系，例如BHT。
光安定剂的主要作用是，由于TPU树脂对于紫外线的抵抗能力较差，受紫外线照射时会导致TPU树脂结构发生改变，产生发色基“醌结构”，使得颜色变黄，俗称黄变，故需要添加光安定剂，以防止黄变，常用的光安定剂有(1)紫外线吸收剂，例如苯三唑系(Benzotriazole系)或zephenone等；(2)受阻胺系光安定剂，例如双[N-甲基-2，2，6，6，-四甲基呱啶]癸二酸酯(Bi s-[N-methyl-2，2，6，6-tetramethyl-4-piperidinyl]sebacate)，通常紫外线吸收剂及受阻胺系两种光安定剂需搭配使用效果较佳，而通过添加光安定剂，可提升TPU树脂对紫外线(UV)所产生黄变的抵抗能力，可达到4级。
实施例1参阅图1，本发明的制造流程包括如下步骤
(1)进料添加热可塑性聚氨基甲酸甲酯树酯100公斤、滑润剂1.0公斤、抗氧化剂0.6公斤与光安定剂0.8公斤，形成组成物；(2)混合将混合机的搅拌叶高速搅拌，使各成分充分混合均匀；(3)混炼，混合均匀的组成物，再经混炼机以140-160℃进行混炼，以密闭加温及加压混炼，使其混合物初步胶化及均匀分散；(4)胶化混炼完成后，再送至轧轮机进行碾压混炼胶化完全及混合分散，其操作温度为150-160℃，轧轮机的扭力为5.5HP/MPM以上；(5)压延将混炼胶化完全的TPU树脂组成物送至压延机进行压延成型，操作温度为130-180℃，生产的成品厚度为0.06-10.00mm，幅宽可达到60inch，以聚酯(Polyester)平织布为底材，从压延机将TPU膜片引出；(6)冷却将冷却轮组的辊轮内通入冷冻水，使TPU膜片与底材予以冷却固定成型，将冷却轮组温度设定为7-14℃；(7)卷取然后使用卷取机，卷取TPU膜片舆底材的半成品；(8)剥离以剥离装置将TPU膜片与底材分开卷取；(9)成品制成0.70mm热可塑性聚氨基甲酸甲酯树酯膜片。
当然，其TPU膜片的厚度，可以根据需要任意设定。其中的组合物配比，可根据需要，在较宽的范围内任意组合。开发出多种产品。
实施例2参阅图2，本发明的另一较佳实施例制造流程包括如下步骤(1)进料添加热可塑性聚氨基甲酸甲酯树酯树脂100公斤、滑润剂1.5公斤、抗氧化剂0.2公斤及光安定剂1.0公斤，形成组成物；(2)混合以混合机进行组成物混合；(3)混炼将混合均匀的组成物再使用混炼机以140-160℃进行混炼；(4)胶化以轧轮机更进一进行混炼、胶化，其操作温度为150-160℃；(5)压延将混炼胶化完全的TPU树脂组成物送至压延机压延成型，压延机的温度设定为140-160℃；(6)引取使用引取轮组将TPU膜片引出，并给予适当温度以确定TPU膜片成品的物性及外观，其温度为100-125℃；(7)压花以压花轮组进行压花，可得到不同花纹的热可塑性聚氨基甲酸甲酯树酯膜片产品；(8)冷却以冷却轮组予以降温冷却定型，冷却轮组通入冷冻水温度设定为7-14℃；(9)卷取以卷取机卷取厚度为0.1mm、宽度为54nch的雾面热可塑性聚氨基甲酸甲酯树酯膜片。
综上所述，本发明是有关于一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法，其是将TPU树脂与添加物以压延的方式使其成膜片，其添加物为填充剂、滑润剂、抗氧化剂、光安定剂及颜料等组合而成。故本发明实为一具有新颖性、创作性及可供产业利用的实用性，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包含于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法，其特征在于它包括如下步骤(1)混合将热可塑性聚氨酯组成物予以完全混合；(2)混炼将混合完毕的组成物进行混炼；(3)胶化将混合物进行胶化；(4)压延将混炼后的组成物进行压延，使其制成膜片；(5)引取将该压延后的膜片从压延机引取下来；(6)冷却将引取下的膜片进行冷却；(7)卷取将最后的膜片进行卷取，得到成品。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中该热可塑性聚氨酯树脂包括芳香族聚酯型、芳香族聚醚型、芳香族己酸内酯型、脂肪族聚酯型及脂肪族聚醚型中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中该热可塑性聚氨酯树脂的硬度介于50萧氏A-70萧氏D之间。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中该热可塑性聚氨酯树脂的其熔融指数介于I0-100之间。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中该热可塑性聚氨酯树脂为聚氨基甲酸甲酯树酯。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中在步骤(4)压延与(5)引取之间包括将膜片进行压花的工序。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中在步骤(3)的胶化操作温度为140-170℃。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于其中压延时的操作温度为130-180℃。
9.一种热可塑性聚氨膜片的制造方法，其特征在于它包括如下步骤(1)混合将热可塑性聚氨酯组成物予以完全混合；(2)混炼将混合完毕的组成物，于以混炼；(3)胶化将混合物进行胶化；(4)压延将混炼后的组成物进行压延，使其制成膜片；(5)冷却将引取下的膜片进行冷却；(6)卷取将最后的膜片进行卷取。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于其中包含在步骤(6)卷取之后将特殊底材与膜片予以分离的步骤。
11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于其压延时的操作温度为140-170℃。
12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于其中压延时的操作温度为130-180℃。
13.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于其中特殊底材为聚乙烯膜、尼龙平织布、聚酯平织布、聚酯膜或聚碳酸酯膜中的一种。
14.一种权利要求1-13中之一的热可塑性聚氨酯膜片的制造方法的组成物，其特征在于它包括有热可塑性聚氨酯树脂及添加物。
15.如权利要求14所述的组成物，其特征在于其中热可塑性聚氨酯树脂与添加物的重量份数配比为100∶1-300。
16.如权利要求14所述的组成物，其特征在于其中该添加物包括有填充剂、滑润剂、抗氧化剂、光安定剂或颜料中的至少一种。
17.如权利要求16所述的组成物，其特征在于其中该填充剂为碳酸钙、滑石粉、超级夜光粉、煅烧土、云母粉、硅石、金属粉或木质纤维粉中的至少一种。
18.如权利要求16所述的组成物，其特征在于其中该填充剂所占的比例为1-300重量份数。
19.如权利要求16所述的组成物，其特征在于其中该滑润剂所占的比例为0.5-2重量份数。
20.如权利要求16所述的组成物，其特征在于其中该滑润剂为烃系、脂族酰胺系或酯系中的至少一种。
21.如权利要求20所述的组成物，其特征在于其中该烃系滑润剂为液蜡、石蜡或聚乙烯。
22.如权利要求20所述的组成物，其特征在于其中该酯族酰胺系滑润剂硬脂酰胺、油酰胺、乙烯双硬脂酰胺、乙烯双油酰胺、N，N-二乙烯双酰胺或瓢儿菜酰胺中的至少一种。
23.如权利要求20所述的组成物，其特征在于其中该酯系滑润剂为硬脂酸丁酯、硬脂酰硬脂酸酯、脂肪酸酯、褐煤酸酯、部分皂化的褐煤酸酯、部分酸化的衍生物或季戊四醇脂肪酸酯中的至少一种。
24.如权利要求20所述的组成物，其特征在于其中该抗氧化剂所占的比例为0.02-1.00重量份数。
25.如权利要求24所述的组成物，其特征在于其中该抗氧化剂可为酚系化合物。
26.如权利要求20所述的组成物，其特征在于其中该光安定剂所占的比例为0.02-3.00重量份数。
27.如权利要求26所述的组成物，其特征在于其中该光安定剂为紫外线吸收剂或受阻胺中的至少一种。
28.如权利要求27所述的组成物，其特征在于其中该紫外线吸收剂为苯三唑。
29.如权利要求27所述的组成物，其特征在于其中该受阻胺光安定剂为双[N-甲基-2，2，6，6-四甲基呱啶]癸二酸酯。
全文摘要
一种热可塑性聚氨酯膜片的制造方法及其组成物,以聚氨酯树脂组成物经压延成型,组成物是由聚氨酯树脂、填充剂、滑润剂、抗氧化剂、安定剂及颜料等组合而成,配合高比例的填充剂,制得聚氨酯膜片厚度为0.08－10.00mm,幅宽为60inch。具有产量高、成本低、品质佳等优点,且其适可以用水分解的环保材料,具有产业开发经济价值。
文档编号B29C43/24GK1371793SQ0110902
公开日2002年10月2日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者李文炫 申请人:厚生股份有限公司