TPU发泡材料、其制备方法及TPU合成革与流程

文档序号:14946495发布日期:2018-07-17 21:36阅读:292来源:国知局
本发明涉及家装材料领域,具体而言,涉及一种tpu发泡材料、其制备方法及tpu合成革。
背景技术
:tpu为热塑性聚氨酯,有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范围宽(40a-85d)、耐磨、耐油,透明,弹性好,在日用品、体育用品、玩具和装饰材料领域得以广泛应用。无卤阻燃tpu还可以代替软质pvc以满足越来越多的环保要求。但目前市场上tpu合成革在家装或车用市场,由于其手感较硬,目前很难获得与pvc同样手感的tpu合成革。技术实现要素:本发明的主要目的在于提供一种tpu发泡材料、其制备方法及tpu合成革,以解决现有技术中tpu合成革手感较硬的问题。为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种tpu发泡材料,按重量份计,该tpu发泡材料的原料包括:100份的tpu,0.1~5份的润滑剂,2~8份的发泡剂以及10~30份的塑化助剂。进一步地,按重量份计,tpu发泡材料的原料包括:100份的tpu,0.2~2份的润滑剂,2~6份的发泡剂以及10~25份的塑化助剂;优选地,tpu的硬度为60a~45d。进一步地,润滑剂为金属皂类润滑剂;更优选润滑剂为硬脂酸镉。进一步地,发泡剂为ac发泡剂。进一步地,塑化助剂为acr。进一步地,按重量份计,tpu发泡材料的原料还包括1~5份的发泡促进剂,优选包括1~2份的发泡促进剂。为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种tpu发泡材料的制备方法,该制备方法包括:将上述任一种发泡材料的原料经压延成型得到tpu膜前体;以及对tpu膜前体在130~230℃进行发泡,得到tpu发泡材料。进一步地,将tpu膜前体置于发泡炉中进行发泡,且发泡炉分四段温度控制,其中,按照tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135±10℃、200±10℃、220±10℃以及180±10℃,总发泡时间为1~2min,得到tpu发泡材料。根据本发明的一个方面,提供了一种tpu合成革,该tpu合成革包括依次叠置的基布、tpu发泡层以及tpu面层,tpu发泡层采用上述任一种发泡材料制成。进一步地,按重量份计,tpu面层的原料包括:100份的tpu,0.1~5份的润滑剂以及5~20份的塑化助剂;优选地,按重量份计,tpu面层的原料包括:100份的tpu,0.3~2份的润滑剂以及6~18份的塑化助剂;更优选地,润滑剂为金属皂类润滑剂;塑化助剂为acr;优选地,tpu的硬度为60a~45d。应用本发明的技术方案,通过将tpu与特定重量份的润滑剂、发泡剂以及塑化助剂协同配合,使得该原料混合物通过发泡能够获得与同样配方的pvc合成革相类似的手感,从而提高了此类tpu发泡材料在家装和车用装饰材料方面的应用价值。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。如
背景技术
所提到的,tpu拉伸性能优良、耐磨性好,但纯tpu较pvc手感较硬,在应用于家装或车用合成革时,普遍存在手感偏硬的缺陷。为了改善这一缺陷,在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种tpu发泡材料,该tpu发泡材料的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1~5份的润滑剂,2~8份的发泡剂以及10~30份的塑化助剂。本申请的上述tpu发泡材料中,通过将tpu与特定重量份的润滑剂、发泡剂以及塑化助剂协同配合,使得该原料混合物通过发泡能够获得与同样配方的pvc合成革相类似的手感,从而提高了此类tpu发泡材料在家装和车用装饰材料方面的应用价值。上述tpu发泡材料中,将润滑剂、发泡剂和塑化助剂控制在上述重量份范围内,能够协同改善tpu的发泡性能,使其手感相对较软,提高在家装和车用合成革方面的应用价值。为了进一步优化上述原料之间的协同配合作用,在本申请一种优选的实施例中,tpu发泡材料的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.2~3份的润滑剂,2~6份的发泡剂以及15~25份的塑化助剂;优选地,tpu的硬度为60a~45d,更优选为60a~75a。上述优选的实施例中,将润滑剂、发泡剂和塑化助剂的用量控制在上述更优的范围内,能够进一步提高三者之间的协同作用,进而提高tpu的发泡性能。在一种更优选的实施例中,上述tpu发泡材料的原料,按重量份计,包括100份的tpu,0.4~1份的润滑剂,2.5~4.5份的发泡剂以及15~25份的塑化助剂。该最优实施例中的tpu发泡材料的手感最佳。由于不同来源的tpu原料性能有所差异,为了进一步提高不同来源的tpu发泡后都能获得相对较优的手感,优选在实际生产加工过程中,对每一来源的tpu的各方面性能进行检测。本申请经过无数次的试验发现,当tpu的硬度为60a~45d,更优选为60a~75a时,所发泡得到的tpu发泡材料的手感较柔软,且相对稳定。上述tpu发泡材料中,润滑剂的作用除了能与tpu很好地相容,在加工过程中起到内润滑的作用外,还可以对tpu起到稳定作用,防止在塑化或发泡过程中tpu分解。在本申请一种优选的实施例中,润滑剂为金属皂类润滑剂。此种润滑剂具有润滑的作用。对于某种金属的皂化物,所结合的脂肪酸碳链越长,其润滑性越好。常用的有硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅等。本申请中更优选润滑剂为硬脂酸镉。将金属皂类润滑剂应用于tpu发泡材料中,不仅起到润滑作用,同样起到稳定tpu的作用,而且,其与塑化助剂之间通过协同作用,提高了tpu熔体的强度,扩增了tpu加工的温度范围,从而使得tpu发泡性能更易于调控。上述tpu发泡材料中,发泡剂采用现有pvc发泡常用的发泡剂即可。在本申请一种优选的实施例中,发泡剂为ac发泡剂。在上述tpu发泡材料中,塑化助剂的主要作用是增强熔体强度,此外还可以起到缩短塑化时间,扩大加工适用温度范围的作用,因而任何具有上述功能的塑化助剂均适用于本申请。在本申请一种优选的实施例中,塑化助剂为acr。在上述发泡材料的基础上,为了进一步促进发泡剂的发泡性能,在本申请一种优选的实施例中,tpu发泡材料的原料,按重量份计,还包括1~5份发泡促进剂,优选包括1~2份发泡促进剂。优选为ac发泡剂的发泡促进剂,比如硬脂酸锌,作为发泡助剂能够降低发泡剂的分解温度。在本申请另一种典型的实施方式中,提供了一种tpu发泡材料的制备方法,该制备方法包括:将上述任一种发泡材料的原料经压延成型得到tpu膜前体;以及对tpu膜前体在130~230℃进行发泡,得到tpu发泡材料。通过采用本申请的上述原料经上述发泡温度进行发泡所获得的tpu发泡材料具有手感与同样配方的pvc相当的手感。上述发泡材料可以在上述发泡温度范围内进行合理调整。在本申请一种优选的实施例中,将tpu膜前体置于发泡炉中进行发泡,且发泡炉分四段温度控制,其中,按照tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135±10℃、200±10℃、220±10℃以及180±10℃,发泡1~2min,得到tpu发泡材料。上述优选实施例中,将第二温度段的发泡温度控制200±10℃的范围内,发泡所得泡孔细密、均匀,手感柔软。在本申请第三个典型的实施方式中,提供了一种tpu合成革,该tpu合成革包括依次设置的基布、tpu发泡层以及tpu面层,tpu发泡层采用上述任一种发泡材料制成。采用本申请的上述tpu发泡层所制备的tpu合成革,手感柔软,实际应用价值较同样配方的pvc合成革的应用价值更高。上述tpu合成革中,tpu面层的具体原料不限。在本申请一种优选的实施例中,tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1~5份的润滑剂以及5~20份的塑化助剂;优选地,tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.3~2份的润滑剂以及6~18份的塑化助剂;更优选地,润滑剂为金属皂类润滑剂,进一步优选润滑剂为硬脂酸镉;塑化助剂为acr。优选地,tpu的硬度为60a~45d,更优选为60a~75a。上述原料的作用与前述所提及的作用相同,此处不再赘述。采用上述含量配比所制备的tpu面层具有更优异的拉伸性能和耐磨性能。下面将结合具体的实施例进一步说明本申请的有益效果。需要说明的是,下列实施例中所用原料均为市售产品。实施例1tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂,2份的发泡剂以及10份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂以及5份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为60a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在110℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;将上述tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为125℃、190℃、210℃以及170℃,发泡2min,得到tpu合成革。实施例2tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂,8份的发泡剂以及30份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂以及20份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为45d;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在135℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在118℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;将上述tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为145℃、210℃、230℃以及180℃,发泡1min,得到tpu合成革。实施例3tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,3份的润滑剂,6份的发泡剂以及25份的塑化助剂;tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,2份的润滑剂以及18份的塑化助剂;其中,tpu的硬度为65a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在115℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在122℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135℃、200℃、220℃以及180℃,发泡1.5min,得到tpu合成革。实施例4tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.2份的润滑剂,2份的发泡剂以及15份的塑化助剂;tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.3份的润滑剂以及6份的塑化助剂;其中,tpu的硬度为75a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在118℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在125℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135℃、200℃、220℃以及180℃,发泡2min,得到tpu合成革。实施例5tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.2份的润滑剂,2份的发泡剂、1份发泡促进剂硬脂酸锌以及15份的塑化助剂;tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.3份的润滑剂以及6份的塑化助剂;其中,tpu的硬度为75a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在118℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135℃、200℃、220℃以及180℃,发泡2min,得到tpu合成革。实施例6tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.2份的润滑剂,2份的发泡剂、5份发泡促进剂硬脂酸锌以及15份的塑化助剂;tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.3份的润滑剂以及6份的塑化助剂;其中,tpu的硬度为75a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在118℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为135℃、200℃、220℃以及180℃,发泡2min,得到tpu合成革。实施例7tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂,8份的发泡剂以及30份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂以及20份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为45d;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在135℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在118℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为150℃、230℃、230℃以及190℃,发泡1min,得到tpu合成革。实施例8tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂,8份的发泡剂以及30份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,5份的润滑剂以及20份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为55a;润滑剂为硬脂酸铅;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在110℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为150℃、230℃、230℃以及190℃,发泡1min,得到tpu合成革。对比例1tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0份的润滑剂,2份的发泡剂以及10份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂以及5份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为60a;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在110℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为125℃、190℃、210℃以及170℃,发泡2min,得到tpu合成革。对比例2tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂,1份的发泡剂以及10份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂以及5份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为60a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在110℃下压延成型得到tpu发泡膜前体;将上述面层的原料在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为125℃、190℃、210℃以及170℃,发泡2min,得到tpu合成革。对比例3tpu发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂,2份的发泡剂以及32份的塑化助剂。tpu面层的原料,按重量份计,包括:100份的tpu,0.1份的润滑剂以及5份的塑化助剂。其中,tpu的硬度为60a;润滑剂为硬脂酸镉;发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在110℃下压延成型得到tpu发泡层前体;将上述面层的原料在120℃下压延成型得到tpu面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对tpu合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照所述tpu膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为125℃、190℃、210℃以及170℃,发泡2min,得到tpu合成革。对比例4pvc发泡层的原料,按重量份计,包括:100份的pvc,0.1份的润滑剂,2份的发泡剂以及30份的塑化助剂。pvc面层的原料,按重量份计,包括:100份的pvc,0.1份的润滑剂以及5份的塑化助剂。发泡剂为ac发泡剂;塑化助剂为acr。将上述发泡层的原料在116℃下压延成型得到pvc发泡层前体;将上述面层的原料在120℃下压延成型得到pvc面层。在针织布上设置上述tpu发泡膜前体,再在上述tpu发泡前体上设置tpu面层,得到tpu合成革前体;对pvc合成革前体置于发泡炉中进行发泡,其中发泡炉为四段温度控制,按照pvc膜前体的发泡顺序,依次经过的温度段为125℃、190℃、210℃以及170℃,发泡2min,得到pvc合成革。对上述各实施例和对比例所制备的tpu合成革或pvc合成革的性能进行检测,按100个人目测的方式检测泡孔的均匀性;按照gb/t1646-2007检测拉伸负荷;按照gb/t2710-2005检测撕裂负荷。检测结果如下表1。表1:泡孔均匀性拉伸强度/n撕裂强度/n实施例1++++58159实施例2++++58058实施例3+++++58556实施例4+++++58657实施例5++++++59556实施例6++++++58958实施例7+++57761实施例8+++57662对比例1++57060对比例2+60070对比例3++57262对比例4+++58065从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:通过将tpu与特定重量份的润滑剂、发泡剂以及塑化助剂协同配合,使得该原料混合物通过发泡能够获得与同样配方的pvc合成革相类似的手感,从而提高了此类tpu发泡材料在家装和车用装饰材料方面的应用价值。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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