一种中间为发泡层的聚酯纤维增强pvc复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料及其制备方法，所述复合材料的结构从上到下依次包括PVC面膜层、PVC糊剂层、PVC微发泡糊剂层、聚酯纤维网布基材、PVC微发泡糊剂层、PVC糊剂层和PVC底膜层。本发明的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，具有质量更轻、手感柔软、耐曲饶、抗低温弯折性好、隔热、减震等特性，同时，还具有环保、耐析出等显著优势。
【专利说明】—种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料制备领域，涉及一种聚酯纤维增强PVC复合材料，特别是涉及一种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚酯纤维增强PVC复合材料，具有气密性好、强度高、质量轻、柔韧性好、焊接性能优异等特性。因此，广泛应用于膜结构材料、蓬盖材料、充气艇材料、气模材料等领域。但是对于耐折性，特别是低温弯折性要求高的应用领域，单纯靠提高PVC糊剂与PVC膜配方中增塑剂含量的方式，以其获得更佳的柔韧性和手感，避免材料发硬，效果有限，且会增加使用过程中增塑剂析出的风险，影响材料的使用性能。传统的PVC发泡革材料，气密性较差，材料表面强度低、平整度差，易破损，户外使用寿命短。偶氮类发泡剂还会有环保限制。因此，通过聚酯纤维增强PVC复合材料的结构与配方优化设计，开发中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料具有良好的实用价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料及其制备方法，该复合材料具有质量更轻、手感柔软、耐曲饶、抗低温弯折性好、隔热、减震等特性，同时，还具有环保、耐析出等显著优势。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料的结构从上到下依次包括PVC面膜层、PVC糊剂层、PVC微发泡糊剂层、聚酯纤维网布基材、PVC微发泡糊剂层、PVC糊剂层和PVC底膜层。
[0005]所述PVC微发泡糊剂层包括以下组分:以重量份数计，
PVC糊树脂100份；
增塑剂60-80份；
有机改性高岭土5~10份；
气相法二氧化娃0.5^5份；
热膨胀微珠0.5^3份；
液体钡锌稳定剂2~3份；
粘合剂3~5份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1300 ± 150)与乳液法糊树脂(聚合度为1450±200)的复配体系，质量比为2~4:1 ;
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油的复配体系，质量比为1广15:1 ;
所述有机改性高岭土为1.5wt.%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土。
[0006]所述气相法二氧化娃的比表面积为200±20 m2/g,选用的牌号为瓦克H20。添加的时间是在糊剂配置均匀后添加，搅拌8?10分钟，转速为100(Tl200r/min。
[0007]所述热膨胀微球为低温型，外壳为热塑性丙烯酸酯聚合物，内核为碳氢化合 物组成的具有独特核壳结构的球状塑料颗粒。牌号为：美国P0LYCHEM公司的Clocell 1 120DU15。
[0008]所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0009]所述PVC糊剂层包括以下组分：以重量份数计，PVC糊树脂100 份；增塑剂70?90份液体钡锌稳定剂1?2份；色料1?5份；粘合剂1?2份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1500±150)与掺混树脂(聚合度为 950±50)的复配体系，质量比为9?19:1。
[0010]所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油、己二酸二异辛酯的复配体系， 质量比为20^30:1:1 ；
所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0011]所述PVC面膜层和PVC底膜层均包括以下组分：以重量份数计，
PVC树脂100份；
增塑剂80?90份；
有机改性高岭土10?20份；
钛白粉2飞份；
色料1飞份；
抗氧剂o. ro. 3份；
紫外线吸收剂0. 2^0. 9份；
液体钡锌稳定剂3飞份；
其他助剂（T15份；
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与聚酯增塑剂（GLOBINEX W-8000)、乙烯醋酸乙烯 共聚物（Elvaloy? 742)的复配体系，质量比为8:1:1 ；
所述有机改性高岭土为1.5wt. %铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系 煅烧高岭土；
所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉，表面采用氧化锆包覆处理。牌号为杜邦R900 ； 所述色料为色粉预先和PVC树脂粉经高混、塑化、挤出工艺制备的色母料；
所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂626的复配体系，质量比为1:2?4 ;
所述紫外线吸收剂为UV531与UV328的复配体系，质量比为l:f 1. 5 ；
所述其他助剂为依产品功能需求而添加的阻燃剂、抗静电剂、防霉抗菌剂、防粘剂等。
[0012]制备方法包括以下步骤：聚酯纤维网布经过浸溃上糊，涂覆PVC微发泡糊剂层，通 过刮刀控制上糊量为80?110g/m2，进入烘箱，烘箱温度设定在14(Tl60°C，时间为6(T90s，经 过烘干、塑化、发泡工序后，再在发泡后的糊剂层上涂刮一层PVC糊剂，上糊量为3(T60g/m2， 进入烘箱，烘箱温度设定在15(Tl70°C，时间为2(T30s，经过烘干、塑化工序后，与PVC面膜和PVC底膜在高温下贴合即得到成品，贴合温度为175-185°c，贴合压力为35-40kgf ；
所述PVC面膜和PVC底膜是将各组分混匀后经过压延工艺加工成型；
所述PVC糊剂和PVC微发泡糊剂是将各组分投入搅拌罐中，经过高速搅拌后研磨制备--? 。
[0013]本发明中，聚酯纤维基布上增加PVC微发泡糊剂层，微发泡的糊剂在聚酯纤维基布中形成网状的粘结，避免传统的PVC糊剂浸溃后，聚酯纤维基布的孔隙完全被填满，导致复合材料的柔韧性与撕裂性能下降明显。选用物理发泡剂，实现PVC糊剂微发泡，泡孔直径小，密度高，赋予复合材料优异弹性、柔韧性及隔热、减震特性。在PVC微发泡糊剂层上增加PVC糊剂层，主要是填充微发泡糊剂层表面的空隙，避免与PVC膜贴合时，出现凹孔、针孔及表面不平整等异常，保证复合材料的气密性。各层配方中增塑剂选用环保型增塑剂，PVC面膜和底膜层中，对苯二甲酸二异辛酯、聚酯增塑剂、与乙烯醋酸乙烯共聚物的复配体系，增强了对苯二甲酸二异辛酯与PVC分子链之间的极性，降低了低分子增塑剂的析出现象，分子量高的聚酯增塑剂和乙烯醋酸乙烯共聚物为耐久性增塑剂，保证了在低温下对PVC分子链的增塑效率。PVC面膜和底膜层配方中，选用氧化锆包覆处理的金红石型二氧化钛与抗氧剂、紫外线吸收剂的协同复配体系，提高了 PVC面膜和底膜的耐老化性，从而也会有效降低增塑剂析出的风险，提高了复合材料的耐候性。
[0014]本发明的显著优点在于:本发明的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，具有质量更轻、手感柔软、耐曲饶、抗低温弯折性好、隔热、减震等特性，同时，还具有环保、耐析出等显著优势。 【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]本发明通过以下实施例作进一步阐述。
[0017]实施例1
I)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC微发泡糊剂。
[0018]PVC 糊树脂100 份；
增塑剂60份；
有机改性高岭土5份；
气相法二氧化娃0.5份；
热膨胀微珠0.5份；
液体钡锌稳定剂2份；
粘合剂3份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1300 ± 150)与乳液法糊树脂(聚合度为1450±200)的复配体系，质量配比为2:1 ;
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油的复配体系，质量配比为11:1 ;
所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧闻岭土。
[0019]所述气相二氧化娃的比表面积为200±20 m2/g,选用的牌号为瓦克Η20。添加的时间是在糊剂配置均匀后添加，搅拌8~10分钟，转速为100(Tl200r/min。
[0020]所述热膨胀微球为低温型，外壳为热塑性丙烯酸酯聚合物，内核为碳氢化合物组成的具有独特核壳结构的球状塑料颗粒。牌号为:美国P0LYCHEM公司的Clocell 8120DU15。
[0021]所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0022]2)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC糊剂。
[0023]PVC 糊树脂100 份；
增塑剂70份；
液体钡锌稳定剂1份；
色料1份；
粘合剂1份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1500±150)与掺混树脂(聚合度为950±50)的复配体系,质量配比为9:1。
[0024]所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油、己二酸二异辛酯的复配体系，质量配比为20:1:1 ；`
所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0025]3)按以下配方比例及各组分要求，通过压延工艺制备得到PVC面膜和底膜。
[0026]PVC 树脂100 份；
增塑剂80份；
有机改性高岭土10份；
钦白粉2份；
色料1份；
抗氧剂0.1份；
紫外线吸收剂0.9份；
液体钡锌稳定剂3份；
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与聚酯增塑剂(GLOBINEX W-8000)、乙烯醋酸乙烯共聚物(Elvaloy? 742)的复配体系，质量配比为8:1:1。
[0027]所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土。
[0028]所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉，表面采用氧化锆包覆处理。牌号为杜邦R900。
[0029]所述色料为色粉预先和PVC树脂粉按一定配比经高混、塑化、挤出等工艺制备的色母料。
[0030]所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂626的复配体系，质量配比为1:2。
[0031]所述紫外线吸收剂为UV531与UV328的复配体系，质量配比为1:1。
[0032]所述其他助剂为依产品功能需求而添加的阻燃剂、抗静电剂、防霉抗菌剂、防粘剂
坐寸ο
[0033]4)聚酯纤维网布选用3000D*15*15，涂覆PVC微发泡糊剂量控制在80 g/m2，烘箱温度为140°C，时间为90S，再在发泡后的糊剂层上涂刮一层PVC糊剂，上糊量为30g/m2，烘箱温度为150°C，时间为30S。与PVC面膜和底膜在高温下贴合(温度为175°C，压力35kgf)，得到成品。性能测试结果见表1。
[0034]实施例2
I)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC微发泡糊剂。
[0035]PVC 糊树脂100 份； 增塑剂70份；
有机改性高岭土8份；
气相法二氧化硅2份；
热膨胀微珠1.5份；
液体钡锌稳定剂3份；
粘合剂4份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1300 ± 150)与乳液法糊树脂(聚合度为1450±200)的复配体系,质量配比为3:1 ；
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油的复配体系，质量配比为13:1 ;
所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧闻岭土。
[0036]所述气相二氧化娃的比表面积为200±20 m2/g,选用的牌号为瓦克H20。添加的时间是在糊剂配置均匀后添加，搅拌8~10分钟，转速为100(Tl200r/min。
[0037]所述热膨胀微球为低温型，外壳为热塑性丙烯酸酯聚合物，内核为碳氢化合物组成的具有独特核壳结构的球状塑料颗粒。牌号为:美国P0LYCHEM公司的Clocell120DU15。
[0038]所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0039]2)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC糊剂。
[0040]PVC 糊树脂100 份；
增塑剂80份；
液体钡锌稳定剂1.5份；
色料3份；
粘合剂1.5份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1500±150)与掺混树脂(聚合度为950±50)的复配体系，质量配比为15:1。
[0041]所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油、己二酸二异辛酯的复配体系，质量配比为25:1:1 ；
所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0042]3)按以下配方比例及各组分要求，通过压延工艺制备得到PVC面膜和底膜。
[0043]PVC 树脂100 份；
增塑剂85份；
有机改性高岭土15份；
钦白粉3份；
色料3份；抗氧剂 0.2份；
紫外线吸收剂0.5份；
液体钡锌稳定剂4份；
其他助剂2份；
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与聚酯增塑剂(GLOBINEX W-8000)、乙烯醋酸乙烯共聚物(Elvaloy? 742)的复配体系，质量配比为8:1:1。
[0044]所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土。
[0045]所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉，表面采用氧化锆包覆处理。牌号为杜邦R900。
[0046]所述色料为色粉预先和PVC树脂粉按一定配比经高混、塑化、挤出等工艺制备的色母料。
[0047]所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂626的复配体系，质量配比为1:3。
[0048]所述紫外线吸收剂为UV531与UV328的复配体系，质量配比为1:1.2。
[0049]所述其他助剂为抗静电剂。
[0050]4)聚酯纤维网布选用3000D*15*15，涂覆PVC微发泡糊剂量控制在90 g/m2，烘箱温度为150°C，时间为80S，再在发泡后的糊剂层上涂刮一层PVC糊剂，上糊量为40g/m2，烘箱温度为160°C，时间为25S。与PVC面膜和底膜在高温下贴合(温度为180°C，压力38kgf)，得到成品。性能测试结果见表1。
[0051]实施例3
I)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC微发泡糊剂。
[0052]PVC 糊树脂100 份；
增塑剂80份；
有机改性高岭土10份；
气相法二氧化娃5份；
热膨胀微珠3份；
液体钡锌稳定剂3份；
粘合剂5份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1300 ± 150)与乳液法糊树脂(聚合度为1450±200)的复配体系，质量配比为4:1 ;
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油的复配体系，质量配比为15:1 ;
所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧闻岭土。
[0053]所述气相二氧化娃的比表面积为200±20 m2/g,选用的牌号为瓦克H20。添加的时间是在糊剂配置均匀后添加，搅拌8~10分钟，转速为100(Tl200r/min。
[0054]所述热膨胀微球为低温型，外壳为热塑性丙烯酸酯聚合物，内核为碳氢化合物组成的具有独特核壳结构的球状塑料颗粒。牌号为:美国P0LYCHEM公司的Clocell120DU15。
[0055]所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。[0056]2)按以下配方比例及各组分要求，通过搅拌、研磨制备得到PVC糊剂。
[0057]PVC 糊树脂100 份；
增塑剂90份；
液体钡锌稳定剂2份；
色料5份；
粘合剂2份；
所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂(聚合度为1500±150)与掺混树脂(聚合度为950±50)的复配体系,质量配比为19:1。
[0058]所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油、己二酸二异辛酯的复配体系，质量配比为30:1:1 ；
所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
[0059]3)按以下配方比例及各组分要求，通过压延工艺制备得到PVC面膜和底膜。
[0060]PVC 树脂100 份；
增塑剂90份；
有机改性高岭土20份；
钛白粉5份；
色料5份；
抗氧剂0.3份；
紫外线吸收剂0.2份；
液体钡锌稳定剂5份；
其他助剂15份；
所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与聚酯增塑剂(GLOBINEX W-8000)、乙烯醋酸乙烯共聚物(Elvaloy? 742)的复配体系，质量配比为8:1:1。
[0061]所述有机改性高岭土为1.5%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土。
[0062]所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉，表面采用氧化锆包覆处理。牌号为杜邦R900。
[0063]所述色料为色粉预先和PVC树脂粉按一定配比经高混、塑化、挤出等工艺制备的色母料。
[0064] 所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂626的复配体系，质量配比为1: 4。(2、3、4) 所述紫外线吸收剂为UV531与UV328的复配体系，质量配比为1: 1.5。(1、1.2、1.5) 所述其他助剂为依产品功能需求而添加的阻燃剂、抗静电剂、防霉抗菌剂、防粘剂等。
[0065]4)聚酯纤维网布选用3000D*15*15，涂覆PVC微发泡糊剂量控制在110 g/m2，烘箱温度为160°C，时间为60S，再在发泡后的糊剂层上涂刮一层PVC糊剂，上糊量为60g/m2，烘箱温度为170°C，时间为20S。与PVC面膜和底膜在高温下贴合(温度为185°C，压力40kgf)，得到成品。性能测试结果见表1。
[0066]表1本发明产品与普通聚酯纤维增强PVC复合材料性能对比
【权利要求】
1.一种中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于:所述复合材料的结构从上到下依次包括PVC面膜层、PVC糊剂层、PVC微发泡糊剂层、聚酯纤维网布基材、PVC微发泡糊剂层、PVC糊剂层和PVC底膜层。
2.根据权利要求1所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于:所述PVC微发泡糊剂层包括以下组分:以重量份数计， PVC糊树脂100份； 增塑剂60-80份； 有机改性高岭土5~10份； 气相法二氧化娃0.5^5份； 热膨胀微珠0.5^3份； 液体钡锌稳定剂2~3份； 粘合剂3飞份。
3.根据权利要求2所 述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于: 所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂与乳液法糊树脂的复配体系，质量比为2~4:1 ; 所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油的复配体系，质量比为1广15:1 ; 所述有机改性高岭土为1.5wt.%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土； 所述气相法二氧化硅的比表面积为200±20 m2/g，在糊剂混合均匀后添加，转速为100(Tl200r/min下搅拌8~10分钟； 所述热膨胀微球为低温型，外壳为热塑性丙烯酸酯聚合物，内核为碳氢化合物组成的核壳结构的球状塑料颗粒； 所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
4.根据权利要求1所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于:所述PVC糊剂层包括以下组分:以重量份数计， PVC糊树脂100份； 增塑剂70-90份； 液体钡锌稳定剂f 2份； 色料I飞份； 粘合剂f 2份。
5.根据权利要求4所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于: 所述PVC糊树脂为微悬浮法糊树脂与掺混树脂的复配体系，质量比为扩19:1 ; 所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与环氧大豆油、己二酸二异辛酯的复配体系，质量比为20~30:1:1 ； 所述粘合剂为以醋酸丁酯为载体的异氰尿酸聚合物。
6.根据权利要求1所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于:所述PVC面膜层和PVC底膜层均包括以下组分:以重量份数计， PVC树脂100份； 增塑剂80-90份； 有机改性高岭土10-20份；钛白粉2~5份； 色料1~5份； 抗氧剂0.1~0.3份； 紫外线吸收剂0.2^0.9份； 液体钡锌稳定剂3~5份； 其他助剂0-15份。
7.根据权利要求6所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料，其特征在于: 所述增塑剂为对苯二甲酸二异辛酯与聚酯增塑剂、乙烯醋酸乙烯共聚物的复配体系，质量比为8:1:1 ； 所述有机改性高岭土为1.5wt.%铝钛复合偶联剂改性处理的粒径大于3000目的煤系煅烧高岭土； 所述钛白粉为氯化法金红石型钛白粉，表面采用氧化锆包覆处理； 所述色料为色粉和PVC树脂粉经高混、塑化、挤出工艺制备的色母料； 所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂626的复配体系，质量比为1:2~4 ; 所述紫外线吸收剂为UV531与UV328的复配体系，质量比为1:1~1.5 ; 所述其他助剂包括阻燃剂、抗静电剂、防霉抗菌剂、防粘剂中的一种或多种。
8.一种制备如权利要求1所述的中间为发泡层的聚酯纤维增强PVC复合材料的方法，其特征在于:包括以下步骤:聚酯纤维网布经过浸溃上糊，涂覆PVC微发泡糊剂层，控制上糊量为8(Tl 10g/m2，进入烘箱，烘箱温度设定在14(Tl60°C，时间为6(T90s，经过烘干、塑化、发泡工序后，再在发泡后的糊剂层上涂刮一层PVC糊剂，上糊量为3(T60g/m2，进入烘箱，烘箱温度设定在15(Tl70°C，时间为2(T30s，经过烘干、塑化工序后，与PVC面膜和PVC底膜在高温下贴合即得到成品，贴合温度为175-185°C，贴合压力为35-40kgf ； 所述PVC面膜和PVC底膜是将各组分混匀后经过压延工艺加工成型； 所述PVC糊剂和PVC微发泡糊剂是将各组分投入搅拌罐中，经过高速搅拌后研磨制备--? 。
【文档编号】B32B27/12GK103552324SQ201310548377
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】郑玉婴, 林锦贤 申请人:福州大学