一种tpu物理发泡合成革及其生产工艺和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于合成革领域，具体是指一种基于TPU物理发泡合成革及其生产工艺和应用。
【背景技术】
[0002]近来，随着合成革技术的进步和加工工艺的改良，出现了各式各样的合成革材料，目前市场广为应用的是PU合成革和PVC合成革。它们在生产过程中有硫化物、氯化物、苯二甲酸盐、DMF等作为主要溶剂产生的废水废气排放，尽管人们已经回收处理，但很难达到环保要求，造成很大的危害。热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes,以下简称TPU)作为近年来兴起新型弹性体材料。TPU的环保特性和独特的理化性能让其它高分子材料望尘莫及，随着TPU材料的发展和成本的降低，以及其优异性能的逐步体现，如何利用TPU生产合成革即成本领域技术人员研究的对象。
[0003]通过检索:
(I)中国专利公开号CN102277750公开了一种无溶剂热塑性聚氨酯合成革的制备方法，该方法避免溶剂的使用，材料环保，但发泡方法采用化学方法发泡，过程不环保，生产的产品质量控制难。
[0004](2)中国专利公开号CN12288491公开了一种聚氨酯人造革的制造方法，该方法采用压延工艺和化学方法发泡，生产能耗高，添加物多对产品的质量负面影响大，过程不环保。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种TPU物理发泡合成革生产工艺，本工艺采用流延生产工艺与物理发泡(气体微孔发泡)技术相结合生产TPU物理发泡革，其生产工艺合理、自动化程度高、能耗低、环保、操作简单、产品质量稳定，提供了用TPU物理发泡生产合成革的一种可行方法。
[0006]本发明的第二个目的是提供一种上述生产工艺所制备的TPU物理发泡合成革。
[0007]本发明的第三个目的提供一种TPU物理发泡合成革的应用方法。
[0008]为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是其至少包括有从上到下相互复合的B发泡层和C基布层,其中:
B发泡层为由TPU颗粒、润滑剂、成核剂和色母粒按B发泡层组分重量比混合干燥后，采用流延生产工艺与物理发泡工艺并由配置侧向进气系统的挤出流延设备生产制得，所述的B发泡层组分重量比为:100重量份的TPU颗粒:0.1?0.5重量份的润滑剂:0.3?2重量份的成核剂:1?5重量份的色母粒，发泡密度为0.4?0.8g/cc，硬度为55A~80D，厚度为0.3 ?2.0mm。
[0009]C基布层由基布经水性树脂浸胶处理。
[0010]进一步设置是还包括有复合设置于B发泡层上的A面层，该A面层为由TPU颗粒、润滑剂、色母粒按A面层组分重量比混合干燥后，通过挤出流延设备制备成薄膜状，其中，所述的A面层组分重量比为:100重量份TPU颗粒:0.1?0.5份润滑剂:I?5重量份色母粒，该A面层硬度为55A~80D，厚度为0.01?0.2mm。
[0011]进一步设置是所述C基布层的基布为无纺布、机织涤纶布、尼龙布或超纤基布层。
[0012]进一步设置是:A面层和B发泡层所选用的TPU颗粒相同或不同，各自独立的选自不同硬度的聚酯型、聚醚型、聚己内酯型、聚碳酸酯型或不黄变型TPU ；A面层和B发泡层所用润滑剂相同或不同，各自独立的选自碳16-22脂肪酸酯、脂肪酸的酰胺、氯化石蜡及硅油的至少一种润滑剂；A面层和B发泡层所用色母粒相同或不同，各自独立的选自TPU或PE载体的色母粒发泡层所用成核剂选用TPU或PE载体的纳米级碳酸钙或滑石粉母粒，碳酸钙或滑石粉占该成核剂的质量比为30?40wt%。
[0013]根据需要，通过调整A面层、B发泡层和C基布层的厚度，本发明的TPU革可以制备成各种厚度和宽度，优选厚度为0.5?3.0mm,优选宽度为1.6m以下。A面层的厚度可以根据需要进行调整，优选在0.05?0.15mm之间。B发泡层的厚度可以根据需要进行调整，优选发泡后厚度在0.5?1.5mm之间。C基布层的品种和厚度可以根据需要进行选择。
[0014]本发明中，A面层和B发泡层所用的TPU颗粒选自本领域技术人员公知的常见类型，为市售可得的 TPU 颗粒，例如 E265A、E270A、E280A、E285A、E290A、E295A、M65A、A890A。
[0015]本发明中，A面层和B发泡层所用的润滑剂选自本领域技术人员公知的常见类型，可以相同或不同，各自独立的选自碳16-22脂肪酸酯、脂肪酸的酰胺、氯化石蜡及硅油的至少一种润滑剂，优选脂肪酸酯类润滑剂。
[0016]本发明中，A面层和B发泡层所用的色母粒选自本领域技术人员公知的常见类型，可以相同或不同，各自独立的选自TPU或PE载体的色母粒，优选TPU载体的色母粒。B发泡层所用成核剂选用TPU或PE载体的碳酸钙或滑石粉母粒，选用纳米级碳酸钙或滑石粉，碳酸钙或滑石粉含量30?40%，优选TPU载体的碳酸钙母粒。
[0017]本发明中，B发泡层采用流延生产工艺与物理发泡(气体微孔发泡)技术相结合的配置测向进气系统的挤出流延设备生产得到TPU发泡层。挤出机电机功率为常规配置1.5倍以上，优选2倍电机功率；螺杆采用带混合头的渐变式加长螺杆，螺杆长径比35:1以上，优选螺杆长径比40:1，螺杆压缩比2.8:1以上，优选3.5:1 ;流延模头与挤出机之间通过静态混合器连接，静态混合器长度不低于1000_ ;挤出机混合段螺筒开孔外接可调节流量的达到超临界状态的高压气体，气体压力不低于35MPa，可选氮气或者二氧化碳或者其它气体，优选氮气。
[0018]本发明的TPU物理发泡革可以在A面层上进一步包含一个印刷层，印制有各种纹理图案，以满足人们不同审美需求。所述印制印刷层的步骤可以采用本领域技术人员公知的方法进行，包括并不限于胶版印刷、丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、曲面印刷、渗透印刷、热转印等。
[0019]
为实现本发明的第二个发明目的，本发明的技术方案是包括以下工序:
(1)制备A面层，将TPU颗粒、润滑剂、色母粒根据A面层组分重量比混合干燥后，通过挤出流延设备制备成薄膜状A面层；
(2)将基布浸溃高剥离水性PU树脂烘干制备C基布层，浸溃量为每平方米100?200g高剥离水性I3U树脂，
步骤(I)和步骤(2 )不分先后顺序；
(3)制备B发泡层，将TPU颗粒、润滑剂、成核剂和色母粒按B发泡层组分重量比混合干燥后，采用流延生产工艺与物理发泡工艺并由配置侧向进气系统的挤出流延设备生产制得B发泡层
(4)在B发泡层制备成型后，同时将A面层、C基布层预热后相互复合制得TPU物理发泡合成革。
[0020]本发明还提供了一种TPU物理发泡汽车内饰革的生产工艺，其技术方案是包括如下步骤:
(1)将不黄变TPU颗粒、润滑剂、色母粒按比例混合干燥后通过挤出流延设备制备A面层，其中，基于100重量份的TPU颗粒，其中包含0.1?0.5重量份的润滑剂，I?5重量份的色母粒，硬度为85A~72D，厚度为0.01?0.15mm ；
(2)将阻燃涤纶布浸溃高剥离水性树脂烘干制备C基布层，浸溃量为每平方米100?200g高剥离水性I3U树脂；
(3)将阻燃聚醚型TPU颗粒、润滑剂、成核剂、色母粒按比例混合干燥后经采用流延生产工艺与气体微孔发泡技术相结合的配置测向进气系统的挤出流延设备生产B发泡层，其中，基于100重量份的TPU颗粒，其中包含0.1?0.3重量份的润滑剂，0.3?I重量份的成核剂，I?3重量份的色母粒，发泡密度为0.4?0.8g/cc,硬度为55A~98A，厚度为0.3?
1.5mm ；
(4)在B发泡层制备成型的同时，将A面层、C基布层预热后通过输送装置分别置于挤出发泡系统流延模头模唇两边，与B发泡层一起通过压纹、收卷装置得到TPU物理发泡汽车内饰革。
[0021]本发明还提供了一种TPU物理发泡足球革的生产工艺，其技术方案是包括如下步骤:
(1)将聚酯型TPU颗粒、润滑剂、色母粒按比例混合干燥后通过挤出流延设备制备A面层，其中，基于100重量份的TPU颗粒，其中包含0.1?0.3重量份的润滑剂，I?5重量份的色母粒，硬度为85A~98A，厚度为0.10?0.15mm ；
(2)将机织涤纶布浸溃高剥离水性树脂烘干制备C基布层，浸溃量为每平方米100?200g高剥离水性I3U树脂；
(3)将聚酯型TPU颗粒、润滑剂、成核剂、色母粒按比例混合干燥后经采用流延生产工艺与气体微孔发泡技术相结合的配置测向进气系统的挤出流延设备生产B发泡层，其中，基于100重量份的TPU颗粒，其中包含0.1?0.3重量份的润滑剂，0.3?I重量份的成核剂，I?3重量份的色母粒，发泡密度为0.4?0.6g/cc,硬度为85A~98A，厚度为0.5?
2.0mm ；
(4)在B发泡层制备成型的同时，将A面层、C基布层预热后通过输送装置分别置于挤出发