[發明專利]一種高耐候TPU復合材料

在審

• 申請號: 202011197884.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112318976A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張積財;李鵬;胡國銀;張濤
• 申請（專利權）人: 中紡新材料科技有限公司
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/34;B32B27/40;B32B27/12;B32B7/12;B32B37/15;B32B37/12;B32B37/00;B32B38/16;D06N3/14;D06N3/00;C09J175/04;C08J5/18;C08J7/04
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 蔣宏洋

本發明提供了一種高耐候TPU復合材料，包括順次粘合疊加的PU涂層、骨架材料層、粘合劑層、TPU層和表面處理層。該種高耐候TPU復合材料，通過對TPU膜表面進行功能涂層，對TPU薄膜進行保護提高了耐候性，以此來提高材料的耐用性。通過功能化處理后，TPU膜面在紫外老化箱中的光照200h，未出現可見的黃變現象，表面未出現龜裂，同時TPU膜斷裂強度保持率在90％以上；制備工藝技術具有生產效率高、節能環保、工藝技術靈活的特點，采用的聚氨酯膠料可以少加或不加防粘劑、潤滑劑等助劑，避免助劑對膠料性能的影響。同時由于紡織骨架材料受熱溫度低、時間短，對骨架材料的強力損傷較小。加工精度高，可將膜厚度控制的偏差控制在0.02mm以內。

技術領域

本發明屬于面料制造技術領域，特別是涉及一種高耐候TPU復合材料。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)為熱塑性彈性體材料的一個分支，是由二異氰酸酯、大分子多元醇、擴鏈劑(低分子二元醇)三類基礎原料聚合而成的高分子材料。與通用的塑料與橡膠材料相比，TPU具有硬度范圍廣、機械性能突出、耐高/低溫性能優異、加工性能好、可塑性強、可設計性強、環保性能優良、透明性能優異等優越特性，其既有橡膠材料的高彈性，又有工程塑料的高強度。

TPU具有廣闊的應用空間，其中將TPU薄膜復合在各種面料上形成一種復合材料，結合兩者的特性得到一種新型面料。該復合面料具有氣密性高、抗張強度高、柔軟、質輕、耐磨、低溫耐折、可高頻焊接(成型加工效率高)、安全環保等性能優勢，是橡膠涂覆織物和PVC涂覆織物的理想替代材料。主要優勢體現在：1.性能優越，抗張強度高、耐磨性好、低溫耐折型好、重量輕便等。2.材料本身及生產制作過程都具有安全環保、節能高效的特點，TPU材料可以達到FDA認證標準。3.相比橡膠涂覆織物的成型工藝具有高效、節能環保的特點，橡膠類涂覆織物的成型需要硫化工藝或粘合劑粘合，存在效率低和環境污染的缺陷，而TPU涂覆織物可采用高效的高頻焊接工藝成型。該TPU復合面料可應用于氣脹式救生衣、單兵充氣床墊、作戰和應急用儲運水囊、軟質油料儲運容器等制作。

目前此類材料主要的方式有流延、壓延兩種方式。流延涂覆是將聚氨酯膠料通過螺桿擠出機均勻塑化后經厚度精確控制的扁平形狀模頭流延出薄膜，然后將熔融態的聚氨酯薄膜與預處理過的紡織骨架材料層壓復合而得到聚氨酯涂覆織物的工藝技術。但是該種TPU復合面料在實際應用過程中存在通病，即TPU耐黃變性能差，主要原因是目前市面上常用的TPU為芳香族TPU材料，由于其分子結構上的帶有苯環，苯環的大pi健與異氰酸酯基形成共軛結構，其長期在太陽光紫外線的作用下，異氰酸酯基分解，生成苯胺結構，苯胺重排，形成其他的顯色基團從而變黃，同時會造成TPU膜面龜裂，脫落等問題，嚴重影響材料的外觀和耐用性。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在克服上述現有技術中存在的缺陷，提供一種耐用性更強的高耐候TPU復合材料，以解決TPU材料在長期使用過程中，TPU表面由于氧化、紫外老化等原因造成的表面黃變、龜裂、脫落、粉化等，嚴重影響產品的實用性和耐久性的問題，并通過創新性的引入表面功能處理層，避免材料因陽光照射引起的材料老化問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高耐候TPU復合材料，包括順次粘合疊加的PU涂層、骨架材料層、粘合劑層、TPU層和表面處理層。

進一步地，所述PU涂層包括如下重量份的原料配方：耐黃變PU膠100份，多異氰酸酯架橋劑3-5份，抗紫外劑0.1-0.3份，抗UV劑0.2-0.4份，溶劑20-40。

進一步地，所述骨架材料層為210D、132T尼龍織物，該尼龍織物的斷裂強度≥600N，撕破強度≥20N。

尼龍牛津布質輕、耐磨，具備高強度、高抗化學性和抗變形性，耐用性極佳。尼龍屬于輕型織物，制作出來的制品自重會比其他面料制作出來的更輕便，同時尼龍面料的彈性和彈性恢復性極好。