本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高强度织物薄膜复合物及其制备方法。
背景技术：
热塑性聚氨酯（tpu）是一种有着优异性能的高分子聚合物，根据结构常用的可以分为两种聚酯型和聚醚型。tpu拥有良好的耐油防水性、耐化学腐蚀、抗菌性、耐磨擦、拉伸强度、断裂伸长率。tpu在医疗、食品、服装、体育等领域有着其他高分子聚合物无可比拟的优势。
为了得到一种力学性能十分优异的织物薄膜复合物，在不考虑成本的情况下可以使用超高分子量的聚乙烯纤维，但是超高分子量价格相对昂贵，并且与tpu薄膜的贴合效果不好，同时聚乙烯纤维的加工温度不能超过120℃。所以纯的聚乙烯纤维做织物薄膜复合物因成本过高、贴合困难没有得到进一步发展。所以想办法将超高分子量聚乙烯纤维与尼龙基布进行混合成为一种有效的方式，可是实验证明，将聚乙烯与尼龙熔融共混后的复合物性能在拉伸强度、伸长率、硬度等性能方面反而下降，这对于纤维而言是致命的。表一为熔融共混复合薄膜的性能。
表一：将超分子量聚乙烯与尼龙熔融共混纺丝的复合薄膜性能
由表一可以看出使用熔融共混纺丝的方法，当加入5wt%的超高分子量聚乙烯时就会使得尼龙的拉伸强度和伸长率下降14%和66%。
本工艺通过在尼龙基布上混纺编织超高分子量聚乙烯纤维形成超高分子量的聚乙烯纤维骨架，尼龙基布可以作为机械性能的基体，而超高分子量聚乙烯纤维骨架可以显著提升基布的力学性能。但是在贴合工艺上需要注意工艺温度，超高分子量聚乙烯纤维的加工温度不能超过120℃，因此选用的tpu必须是熔点温度相对较低的tpu，通过控制软段占比和相对分子量合成了一种tpu，其熔点为120~130℃。传统工艺中对尼龙纤维进行增强是在纺丝过程中将超高分子量的聚乙烯与尼龙进行混合再熔融纺丝，但是这种方法会使复合物的硬度、拉伸强度和伸长率下降，并且这种方法若要对材料进行增强需要使用更多的超高分子量的聚乙烯纤维，成本增加不利于生产。
技术实现要素：
为了避免背景技术中的不足之处，本发明提供一种高强度织物薄膜复合物及其制备方法。
本发明采用如下的技术方案：
一种强度织物薄膜复合物，其从下倒下依次是低熔点tpu面膜层、pu面粘合层、聚乙烯纤维增强尼龙基布层、pu底粘合层、低熔点tpu底膜层。
所述聚乙烯纤维增强尼龙基布层为在尼龙基布上编制若干网络状的超高分子
量聚乙烯纤维形成超高分子量聚乙烯纤维骨架，该超高分子量的聚乙烯纤维为相对分子量在250-300万的聚乙烯通过干法凝胶纺丝纺成。聚乙烯纤维占尼龙纤维质量的3-5%。
所述低熔点tpu面膜层与低熔点tpu底膜层为聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，其羟值为105~110mgkoh/g，邵氏硬度为60a~75a，重均分子量为8~9万，分子量分布在2.0~2.5，熔程为120~130℃，其合成所用软段聚己二酸丁酯分子量为500~700，软段所占比例为50~60wt%。
所述pu面粘合层和pu底粘合层的组分按重量份计均包括：聚氨酯pu胶100份，封闭型水性固化剂10-14份，丁酮溶剂5-10份；
所述封闭型水性固化剂的主要组分为封闭型多异氰酸酯。
高强度织物薄膜复合物的制备方法包括以下步骤：
1）将聚乙烯纤维增强尼龙基布在100±5℃的条件下进行烘干定型；
2）将烘干定型的原布，经过预热（预热温度100℃）后通过发送装置送入涂布机，将胶水通过涂覆装置均匀涂抹在原布上，上胶量为150-300g/m2，然后送入温度为100-120℃烘箱中除去溶剂，得到一面上糊的上糊布，再将另一面重复上述步骤，得到两面上糊的上糊布；
3）将tpu颗粒进行干燥除湿后，调节膜的厚度，通过流延机成膜，再将上糊布经过预热，预热温度为110℃，牵引至流延贴合机上，通过镜面对压将上糊布与tpu膜进行贴合，加压收卷。
所述镜面对压工艺为两支镀铬钢辊，镀铬层厚度为0.01~0.015mm，位置中的钢辊直径为400mm，位置后的钢辊直径为500mm，两支钢辊的中高度为0.20~0.25mm；位置中的钢辊温度设定为20~25℃，位置后的钢辊温度设定为35~40℃，对压压力为10~15kgf/cm2。
所述加压收卷工艺为在60-65a液体硅胶辊上加压收卷，加压压力为5~8kgf/cm2。
本发明的有益效果在于：本发明通过超高分子量聚乙烯纤维对尼龙基布进行增强，聚乙烯纤维价格低廉、质轻对尼龙基布的厚度克重几乎没有影响，将传统工艺中出现的剥离牢度与力学性能无法兼得的弊端做出了改善，并降低了生产成本。采用镜面对压的技术进行贴合，使得剥离牢度更加优异。
本工艺通过在尼龙基布上混纺编织超高分子量聚乙烯纤维形成超高分子量的聚乙烯纤维骨架，在骨架中的尼龙基布可以作为机械性能的基体，而超高分子量聚乙烯纤维骨架可以显著提升基布的力学性能。但是在贴合工艺上需要注意工艺温度，超高分子量聚乙烯纤维的加工温度不能超过120℃，因此选用的tpu必须是熔点温度相对较低的tpu，通过控制软段占比和相对分子量合成了一种tpu，其熔点为120~130℃。传统工艺中对尼龙纤维进行增强是在纺丝过程中将超高分子量的聚乙烯与尼龙进行混合再熔融纺丝，但是这种方法会使复合物的硬度、拉伸强度和伸长率下降，并且这种方法若要对材料进行增强需要使用更多的超高分子量的聚乙烯纤维，成本增加不利于生产。用本专利发明的工艺与配方可以制备一种成本低、剥离牢度高的具有超高机械强度的tpu织物薄膜复合物。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
本发明通过以下实施例作进一步阐述。
实施例1
按以下配方比例、各组分要求及工艺方法制备得高强度织物薄膜复合物。
超高分子量聚乙烯纤维占尼龙纤维质量的3%的尼龙织物；
低熔点tpu膜层：低熔点tpu面膜层与低熔点tpu底膜层为聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，其合成所用软段聚己二酸丁酯分子量为500~700，羟值为105~110mgkoh/g，软段所占比例为50~60wt%，邵氏硬度为60a~75a，重均分子量为8~9万，分子量分布在2.0~2.5，熔程为120~130℃。
pu粘合剂，包含以下重量份的组分：
聚氨酯pu胶：100份
封闭型水性固化剂：10份
丁酮溶剂：10份
所述封闭型水性固化剂，主要组分为封闭型多异氰酸酯；
所述聚乙烯纤维增强尼龙基布层为在尼龙基布上编制若干网络状的超高分子量的聚乙烯纤维形成超高分子量聚乙烯纤维骨架，该超高分子量的聚乙烯纤维的相对分子量在250-300万。
所述的高强度织物薄膜复合物的制备方法包括：
1）将由超高分子量聚乙烯纤维增强的尼龙基布在95℃的条件下进行烘干定型；
2）将烘干定型的原布，经过预热后（预热温度100℃）通过发送装置送入涂布机，将胶水通过涂覆装置均匀涂抹在原布上，上胶量为150g/m2，然后送入温度为100℃烘箱中除去溶剂，得到一面上糊的上糊布，再将另一面重复上述步骤，得到两面上糊的上糊布。
3）将tpu颗粒进行干燥除湿后，调节膜的厚度，通过流延机成膜。再将上糊布经过预热，预热温度为110℃，牵引至流延贴合机上，通过镜面对压将上糊布与tpu膜进行贴合，加压收卷。
所述镜面对压工艺为两支镀铬钢辊，镀铬层厚度为0.01~0.015mm，位置中的钢辊直径为400mm，位置后的钢辊直径为500mm，两支钢辊的中高度为0.20~0.25mm；位置中的钢辊温度设定为25℃，位置后的钢辊温度设定为35℃，对压压力为10kgf/cm2。
所述加压收卷工艺为在65a液体硅胶辊上加压收卷，加压压力为5kgf/cm2。
实施例2
按以下配方比例、各组分要求及工艺方法制备得高强度织物薄膜复合物。
超高分子量聚乙烯纤维占尼龙纤维质量的4%的尼龙织物
低熔点tpu膜层：低熔点tpu面膜层与低熔点tpu底膜层为聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，其合成所用软段聚己二酸丁酯分子量为500~700，羟值为105~110mgkoh/g，软段所占比例为50~60wt%，邵氏硬度为60a~75a，重均分子量为8~9万，分子量分布在2.0~2.5，熔程为120~130℃。
pu粘合剂，包含以下重量份的组分：
聚氨酯pu胶：100份
封闭型水性固化剂：10份
丁酮溶剂：10份
所述封闭型水性固化剂，主要组分为封闭型多异氰酸酯；
所述聚乙烯纤维增强尼龙基布层为在尼龙基布上编制若干网络状的超高分子量的聚乙烯纤维形成超高分子量聚乙烯纤维骨架，该超高分子量的聚乙烯纤维的相对分子量在250-300万。
所述的高强度织物薄膜复合物的制备方法包括：
1）将由超高分子量聚乙烯纤维增强的尼龙基布在100℃的条件下进行烘干定型；
2）将烘干定型的原布，经过预热后（预热温度100℃）通过发送装置送入涂布机，将胶水通过涂覆装置均匀涂抹在原布上，上胶量为200g/m2，然后送入温度为110℃烘箱中除去溶剂。得到一面上糊的上糊布，再将另一面重复上述步骤，得到两面上糊的上糊布；
3）将tpu颗粒进行干燥除湿后，调节膜的厚度，通过流延机成膜。再将上糊布经过预热，预热温度为110℃，牵引至流延贴合机上，通过镜面对压将上糊布与tpu膜进行贴合，加压收卷。
所述镜面对压工艺为两支镀铬钢辊，镀铬层厚度为0.01~0.015mm，位置中的钢辊直径为400mm，位置后的钢辊直径为500mm，两支钢辊的中高度为0.20~0.25mm；位置中的钢辊温度设定为25℃，位置后的钢辊温度设定为35℃，对压压力为10kgf/cm2。
所述加压收卷工艺为在65a液体硅胶胶辊上加压收卷，加压压力为5kgf/cm2。
实施例3
按以下配方比例、各组分要求及工艺方法制备得高强度织物薄膜复合物。
超高分子量聚乙烯纤维占尼龙纤维质量的5%的尼龙织物
低熔点tpu膜层：低熔点tpu面膜层与低熔点tpu底膜层为聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，其合成所用软段聚己二酸丁酯分子量为500~700，羟值为105~110mgkoh/g，软段所占比例为50~60wt%，邵氏硬度为60a~75a，重均分子量为8~9万，分子量分布在2.0~2.5，熔程为120~130℃。
pu粘合剂，包含以下重量份的组分：
聚氨酯pu胶：100份
封闭型水性固化剂：10份
丁酮溶剂：10份
所述封闭型水性固化剂，主要组分为封闭型多异氰酸酯；
所述聚乙烯纤维增强尼龙基布层为在尼龙基布上编制若干网络状的超高分子量的聚乙烯纤维形成超高分子量聚乙烯纤维骨架，该超高分子量的聚乙烯纤维的相对分子量在250-300万。
所述的高强度织物薄膜复合物的制备方法包括：
1）将由超高分子量聚乙烯纤维增强的尼龙基布在105℃的条件下进行烘干定型；
2）将烘干定型的原布，经过预热后（预热温度100℃）通过发送装置送入涂布机，将胶水通过涂覆装置均匀涂抹在原布上，上胶量为300g/m2，然后送入温度为120℃烘箱中除去溶剂。得到一面上糊的上糊布，再将另一面重复上述步骤，得到两面上糊的上糊布；
3）将tpu颗粒进行干燥除湿后，调节膜的厚度，通过流延机成膜。再将上糊布经过预热，预热温度为110℃，牵引至流延贴合机上，通过镜面对压将上糊布与tpu膜进行贴合，加压收卷。
所述镜面对压工艺为两支镀铬钢辊，镀铬层厚度为0.01~0.015mm，位置中的钢辊直径为400mm，位置后的钢辊直径为500mm，两支钢辊的中高度为0.20~0.25mm；位置中的钢辊温度设定为25℃，位置后的钢辊温度设定为35℃，对压压力为10kgf/cm2。
所述加压收卷工艺为在65a液体硅胶胶辊上加压收卷，加压压力为5kgf/cm2。
表二：样品性能测试
原工艺配方及制备工艺：
tpu面膜层、pu粘合层、纤维增强层、pu粘合层和tpu底膜层。
所述tpu面膜层和底膜层的膜材以重量份数计包含以下组分：tpu树脂100份。
所述tpu树脂为聚醚型，硬度为85-95a：
所述pu粘合层的原料为聚醚型聚氨酯二液型胶水。
所述纤维增强层为高强尼龙纤维网布。
所述原工艺产品的制备方法，具体包括以下步骤：
1）将聚醚型聚氨酯二液型胶水用刮刀涂覆到改性纤维增强层上下两面，145-165℃烘干、收卷得到具有pu粘合层的改性纤维增强层；
2）将tpu树脂采用挤出流延加工成tpu面膜及底膜；
3）将步骤1）制得的具有pu粘合层的改性纤维增强层经过退卷装置，以热风预热激活后，再与步骤2）得到的流延tpu面膜和底膜在30-50kgf、170-190℃下贴合制得成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。