本發(fā)明涉及高分子材料加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種生產(chǎn)TPU薄膜的方法。
背景技術(shù)：
：目前，熱塑性聚氨酯(TPU)在生活中無處不見，從鞋材、成衣、充氣玩具、雨傘、皮箱、皮包到水上及水下之運動器材、醫(yī)療器材、健身器材、汽車椅座材料等，TPU薄膜是在TPU顆粒料基礎(chǔ)上，經(jīng)壓延、流延、吹膜、涂覆等特殊工藝制成的薄膜。目前在鞋底及鞋面上的商標裝飾、氣囊、氣墊、油包等應(yīng)用極為廣泛。而今，TPU薄膜可應(yīng)用于高檔建筑覆膜、汽車和火車車窗的貼膜、鞋材等。其中，相較于價格昂貴且耐磨性差的牛皮，TPU薄膜顯示出成本和性能的雙重優(yōu)勢，且無鹵TPU薄膜可以避免PVC薄膜作為內(nèi)飾薄膜時會發(fā)有害氣體的問題，從而顯示出環(huán)保方面的優(yōu)勢。2015年我國TPU薄膜消費量約占TPU產(chǎn)品總消費量的20％，TPU薄膜平均銷售價格約4萬元/噸。按照2013年我國TPU產(chǎn)品消費量23萬噸計算，TPU薄膜消費量約為4.6萬噸，市場消費額約18.4億元。預(yù)計，2013～2017年TPU市場規(guī)模年均增長速度為11.2％，2017年達到28.1億元。TPU擁有硬度范圍寬(60HA～85HD)、耐磨、耐油、透明、彈性好等特性，是彈性體中比較特殊的一大類，性能范圍很寬，所以TPU是介于橡膠和塑料的一類高分子材料，可加熱塑化，化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒有或很少交聯(lián)，其分子基本是線性的，然而卻存在一定的物理交聯(lián)。通常TPU薄膜的制備方法有吹塑、流延、壓延等工藝，但采用吹塑工藝制備的TPU薄膜厚度范圍較小、晶點多，采用流延工藝制備的TPU薄膜耐撕裂性能差，兩種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品均不能很好的滿足汽車坐墊使用要求。壓延工藝為目前塑料薄膜工藝中，生產(chǎn)速度最快、自動化且變化最多樣性的生產(chǎn)技術(shù)，采用該工藝制備的薄膜具有厚度均勻，壓花紋路清晰、薄膜抗撕裂性能好等優(yōu)點。CN103289360A公開了一種壓延型熱塑性聚氨酯及其制備方法，該發(fā)明提供了一種解決熱塑性聚氨酯壓延過程中黏輥的問題。該方法是通過在TPU樹脂中加入添加劑，通過添加劑的析出形成隔離層，使TPU不黏輥筒，但此法制備的TPU膜不夠薄，不能滿足精密器件對膜厚度的要求，且TPU膜平展度和均勻性未見改善。技術(shù)實現(xiàn)要素：鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種生產(chǎn)TPU薄膜的方法，包括：將TPU原料進行流延和經(jīng)3～5次對壓后得到TPU薄膜。例如，對壓次數(shù)為3次、4次或5次。本發(fā)明所述TPU原料不僅限于TPU，還可以包括其他組份，例如，可以是賦予TPU薄膜其他特性的功能型添加劑。通過流延和3～5次對壓，本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的TPU薄膜展平度高，性能各向均勻性好，無留痕，厚度均勻，厚度范圍寬，可根據(jù)需要制備厚度為0.01～5mm的TPU薄膜。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述對壓次數(shù)為3或4次。當對壓次數(shù)為3或4次時，得到的TPU薄膜平展度最高。本發(fā)明所述的生產(chǎn)TPU薄膜的方法，所述對壓在所述流延之后或者所述對壓與所述流延同步進行。具體地，根據(jù)產(chǎn)品要求，結(jié)合TPU原料的熱塑性，選擇對壓在所述流延之后或者所述對壓與所述流延同步。當擠出的熔融料溫度高于150℃，目標產(chǎn)品為厚度大于1.5mm的TPU膜時，選擇對壓在流延之后，當擠出的熔融料溫度低于150℃，目標產(chǎn)品為厚度小于1.5mm的TPU膜時，對壓與流延同步。本發(fā)明所述對壓通過對壓裝置實現(xiàn)，所述對壓裝置包括輥輪，所述輥輪包括主輪和對壓輪，任意兩所述輥輪的軸互相平行。本發(fā)明所述輥輪為中高輪或圓柱狀輪；所述中高輪是指中間直徑比兩端直徑大0.01mm～20mm，例如0.01mm、0.05mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm等。優(yōu)選地，所述輥輪的材質(zhì)選自鋼材、合金鋼材、天然膠、丁腈膠、乙丙膠、聚氨酯、硅橡膠、氟橡膠和碳纖維中的任意一種。不同材質(zhì)的輥輪具有不同的硬度、韌性，根據(jù)需要將輥輪的表面處理成鏡面、霧面、壓花、皮紋、網(wǎng)紋等效果，可以得到不同圖案的TPU薄膜，滿足市場對TPU薄膜的多元化、個性化需求。本發(fā)明中任意三個所述輥輪的軸在同一平面上或不同平面上。任意相鄰的三個輥輪在空間排列角度不限，可呈水平、垂直或一定角度排列，也可由不同角度的排列組合。優(yōu)選地，相鄰兩所述輥輪之間的輪距為0.005～10mm，例如0.005mm、0.007mm、0.009mm、0.01mm、0.02mm、0.05mm、1mm、2mm、2.4mm、3.2mm、3.8mm、4.1mm、4.6mm、4.9mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，優(yōu)選0.01～5mm。設(shè)置輥輪之間的輪距0.005～10mm可以得到厚度為0.005～10mm的TPU膜。本發(fā)明所述對壓過程中，相鄰兩所述輥輪相向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明所述對壓過程中，所述輥輪的溫度為0℃～180℃。本發(fā)明對相鄰輥輪之間是否存在溫度差不做限定，對相鄰輥輪之間溫度差的值亦不做限定，相鄰輥輪之間溫度差根據(jù)產(chǎn)品對硬度和厚度的要求決定。優(yōu)選地，所述輥輪的溫度通過控溫裝置進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述控溫裝置包括油加熱器、導(dǎo)熱油爐、熱油爐、導(dǎo)熱油鍋爐、水式模溫機、油式模溫機、高溫模溫機、輥輪控溫機、滾筒控溫機、輥筒控溫機、輥輪控溫機、輥筒加溫機中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為油加熱器和導(dǎo)熱油爐、熱油爐和導(dǎo)熱油鍋爐、水式模溫機和油式模溫機、高溫模溫機和輥輪控溫機、滾筒控溫機和輥筒控溫機、輥輪控溫機和輥筒加溫機。本發(fā)明所述流延包括：所述TPU原料經(jīng)擠出機擠出，流延在所述主輪上和/或主輪與對壓輪之間。本發(fā)明不限擠出機擠出的熔融料流延在輥輪上的位置，可以在主輪中央，可以在主輪一側(cè)，可以在主輪一側(cè)與中央中間的某個位置，也可以在主輪與對壓輪中間。通過調(diào)節(jié)擠出機的出料口與熔融料流延在輥輪上的目標位置之間的相對高度可進一步調(diào)節(jié)熔融料到達主輪時的溫度和流動性，進而調(diào)節(jié)開始對壓的瞬間熔融料的溫度和流動性，影響最終TPU薄膜的硬度和展平度。本發(fā)明所述對壓之后還包括冷卻。優(yōu)選地，所述冷卻包括：通過對壓輪將對壓后的TPU薄膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，擠出機將含有TPU的原料熔融料流延在主輪上或者主輪與對壓輪之間，通過控溫裝置控制主輪和對壓輪的溫度為0℃～180℃，相鄰兩輥輪相向轉(zhuǎn)動，對熔融料進行3～5次對壓，對壓后的薄膜被對壓輪帶到成型輪上成膜后經(jīng)冷卻得到TPU薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：通過流延和多次對壓，本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的TPU薄膜展平度高，無留痕，性能各向均勻性好，厚度均勻，厚度范圍寬，可根據(jù)需要制備厚度為0.01-5mm的TPU薄膜。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例1輥輪排列示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2輥輪排列示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3輥輪排列示意圖；圖4是本發(fā)明實施例4輥輪排列示意圖；圖5是本發(fā)明對比例3-1輥輪排列示意圖；圖6是本發(fā)明對比例3-2輥輪排列示意圖。附圖標記說明11、21、31、41、51、61：擠出機的出料口12、22、32、42、52、62：主輪13、23、33、43、53、63：第一對壓輪14、24、34、44、54、64：第二對壓輪15、25、35、45、55、65：第三對壓輪36、46、56、66：第四對壓輪37、57、67：第五對壓輪58、68：第六對壓輪69：第七對壓輪60：第八對壓輪下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。厚度偏差的測試1、根據(jù)GB/T6672-2001《塑料薄膜與薄片厚度的測定機械測量法》中規(guī)定的方法進行。采用的測厚儀精度不小于1μm，厚度測試層數(shù)按表1進行取樣。將每點實測厚度除以層數(shù)，即為對應(yīng)位置的薄膜厚度。各測量位置的厚度算術(shù)平均值即為平均厚度。表1厚度測試層數(shù)公稱厚度/mm試樣層數(shù)/層0.01～0.1100.1～0.250.2～0.730.7～2.512、按等分試樣長度的方法以確定測量厚度的位置點，方法如下：試樣長度≤300mm，測10點；試樣長度在300mm至1500mm之間，測20點；試樣長度≥1500mm，至少測30點；對未裁邊的樣品，應(yīng)在距邊50mm開始測量。3、厚度偏差應(yīng)按式(1)計算：式(1)中：Wu——最大(最小)厚度偏差，單位為％；δ1——各測量位置的厚度最大(最小)值，單位為毫米(mm)；δ0——公稱厚度，單位為毫米(mm)。實施例1圖1是本發(fā)明實施例1輥輪示意圖。其中第一對壓輪13為中間直徑比兩端直徑大0.1mm的中高氟橡膠輪，主輪12、第二對壓輪14、第三對壓輪15為圓柱狀鋼輪。主輪12和第一對壓輪13之間的輪距為1.5mm，第一對壓輪13和第二對壓輪14之間的輪距為1.5mm，第二對壓輪14和第三對壓輪15之間的輪距為1.5mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪12、第一對壓輪13、第二對壓輪14、第三對壓輪15的溫度分別為90℃、50℃、0℃、0℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口11擠出熔融料，切向流延在主輪12的左側(cè)，主輪12、第二對壓輪14逆時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪13和第三對壓輪15順時針轉(zhuǎn)動。熔融料先經(jīng)過主輪12和第一對壓輪13的第一次對壓，再經(jīng)過第一對壓輪13和第二對壓輪14的第二次對壓，最后經(jīng)過第二對壓輪14和第三對壓輪15的第三次對壓，圖1中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。實施例1得到的TPU薄膜厚度為1.49mm，厚度均勻，厚度偏差為0.042％，展平度高，且無留痕。對比例1-1與實施例1的區(qū)別僅在于：省去第三對壓輪15。對比例1-1得到的TPU薄膜厚度為1.51mm，厚度不均勻，厚度偏差為0.520％，展平度稍差，有輕微留痕。對比例1-2與實施例1的區(qū)別僅在于：省去第二對壓輪14和第三對壓輪15。對比例1-2得到的TPU薄膜厚度為1.51mm，厚度不均勻，厚度偏差為0.910％，展平度差，有留痕。實施例2圖2是本發(fā)明實施例2輥輪示意圖。其中主輪22和第一對壓輪23為中間直徑比兩端直徑大0.08mm的中高鋼輪，第二對壓輪24和第三對壓輪25為中間直徑比兩端直徑大0.08mm的中高鋼輪。主輪22和第一對壓輪23之間的輪距為0.5mm，第一對壓輪23和第二對壓輪24之間的輪距為0.5mm，第二對壓輪24和第三對壓輪25之間的輪距為0.5mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪22、第一對壓輪23、第二對壓輪24和第三對壓輪25的溫度分別為120、80、0℃、0℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口21擠出熔融料，流延在主輪22和第一對壓輪23之間，主輪22、第二對壓輪24順時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪23和第三對壓輪25逆時針轉(zhuǎn)動。熔融料先經(jīng)過主輪22和第一對壓輪23的第一次對壓，再經(jīng)過第一對壓輪23和第二對壓輪24的第二次對壓，最后經(jīng)過第二對壓輪24和第三對壓輪25的第三次對壓，圖2中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。第三對壓輪25將對壓后的TPU膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。實施例2得到的TPU薄膜厚度為0.5mm，厚度均勻，厚度偏差為0.025％，展平度高，且無留痕。實施例3圖3是本發(fā)明實施例3輥輪示意圖。其中第一對壓輪33和第三對壓輪35均為中間直徑比兩端直徑大0.05mm的中高氟橡膠輪，主輪32、第二對壓輪34、第四對壓輪36和第五對壓輪37均為圓柱狀鋼輪。主輪32和第一對壓輪33之間的輪距為3mm，第一對壓輪33和第二對壓輪34之間的輪距為3mm，第二對壓輪34和第三對壓輪35之間的輪距為3mm，第三對壓輪35和第四對壓輪36之間的輪距為3mm，第四對壓輪36和第五對壓輪37之間的輪距為3mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪32、第一對壓輪33、第二對壓輪34、第三對壓輪35、第四對壓輪36、第五對壓輪37的溫度分別為100℃、40℃、30℃、30℃、30℃、30℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口31擠出熔融料，切向流延在主輪32的左側(cè)，主輪32、第二對壓輪34、第四對壓輪36逆時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪33、第三對壓輪35、第五對壓輪37順時針轉(zhuǎn)動。熔融料先經(jīng)過主輪32和第一對壓輪33的第一次對壓，再經(jīng)過第一對壓輪33和第二對壓輪34的第二次對壓，第一對壓輪33和第三對壓輪35的第三次對壓，第三對壓輪35和第四對壓輪36的第四次對壓，最后經(jīng)過第四對壓輪36和第五對壓輪37的第五次對壓，圖3中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。第五對壓輪37將對壓后的TPU膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。實施例3得到的TPU薄膜厚度為3.0mm，厚度均勻，厚度偏差為0.002％，展平度高，且無留痕。對比例3-1圖5是對比例3-1輥輪示意圖。其中第一對壓輪53和第三對壓輪55均為中間直徑比兩端直徑大0.06mm的中高氟橡膠輪，主輪52、第二對壓輪54、第四對壓輪56、第五對壓輪57、第六對壓輪58均為圓柱狀鋼輪。主輪52和第一對壓輪53之間的輪距為2mm，第一對壓輪33和第二對壓輪34之間的輪距為2mm，第二對壓輪34和第三對壓輪35之間的輪距為2mm，第三對壓輪35和第四對壓輪36之間的輪距為2mm，第四對壓輪36和第五對壓輪37之間的輪距為2mm，第五對壓輪57和第六對壓輪58之間的輪距為2mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪52、第一對壓輪53、第二對壓輪54、第三對壓輪55、第四對壓輪56、第五對壓輪57、第六對壓輪58的溫度分別為100℃、40℃、30℃、30℃、30℃、30℃、30℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口51擠出熔融料，切向流延在主輪52的左側(cè)，主輪52、第二對壓輪54、第四對壓輪56、第六對壓輪58逆時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪53、第三對壓輪55、第五對壓輪57順時針轉(zhuǎn)動。熔融料先經(jīng)過主輪52和第一對壓輪53的第一次對壓，再經(jīng)過第一對壓輪53和第二對壓輪54的第二次對壓，第一對壓輪53和第三對壓輪55的第三次對壓，第三對壓輪55和第四對壓輪56的第四次對壓，第四對壓輪56和第五對壓輪57的第五次對壓，最后經(jīng)過第五對壓輪57和第六對壓輪58的第六次對壓，圖5中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。第六對壓輪58將對壓后的TPU膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。對比例3-1得到的TPU薄膜厚度為2.0mm，厚度均勻，厚度偏差為0.035％，展平度高，且無留痕。對比例3-2圖6是對比例3-2輥輪示意圖。其中第一對壓輪63和第三對壓輪65均為中間直徑比兩端直徑大0.04mm的中高氟橡膠輪，主輪62、第二對壓輪64、第四對壓輪66、第五對壓輪67、第六對壓輪68、第七對壓輪69、第八對壓輪60均為圓柱狀鋼輪。主輪62和第一對壓輪63之間的輪距為2.5mm，第一對壓輪33和第二對壓輪34之間的輪距為2.5mm，第二對壓輪34和第三對壓輪35之間的輪距為2.5mm，第三對壓輪35和第四對壓輪36之間的輪距為2.5mm，第四對壓輪36和第五對壓輪37之間的輪距為2.5mm，第五對壓輪67和第六對壓輪68之間的輪距為2.5mm，第六對壓輪68和第七對壓輪69之間的輪距為2.5mm，第七對壓輪69和第八對壓輪60之間的輪距為2.5mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪62、第一對壓輪63、第二對壓輪64、第三對壓輪65、第四對壓輪66、第五對壓輪67、第六對壓輪68、第七對壓輪69、第八對壓輪60的溫度分別為100℃、40℃、30℃、30℃、30℃、30℃、30℃、30℃、30℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口61擠出熔融料，切向流延在主輪62的左側(cè)，主輪62、第二對壓輪64、第四對壓輪66、第六對壓輪68、第八對壓輪60逆時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪63、第三對壓輪65、第五對壓輪67、第七對壓輪69順時針轉(zhuǎn)動。熔融料先經(jīng)過主輪62和第一對壓輪63的第一次對壓，再經(jīng)過第一對壓輪63和第二對壓輪64的第二次對壓，第一對壓輪63和第三對壓輪65的第三次對壓，第三對壓輪65和第四對壓輪66的第四次對壓，第四對壓輪66和第五對壓輪67的第五次對壓，最后經(jīng)過第五對壓輪67和第六對壓輪68的第六次對壓，第六對壓輪68與第七對壓輪69的第七次對壓，最后經(jīng)過第七對壓輪69和第八對壓輪60的第八次對壓，圖6中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。第八對壓輪60將對壓后的TPU膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。對比例3-2得到的TPU薄膜厚度為2.5mm，厚度均勻，厚度偏差為0.022％，展平度高，且無留痕。實施例4圖4是本發(fā)明實施例4輥輪示意圖。其中主輪42為中間直徑比兩端直徑大0.05mm的中高氟橡膠輪，第一對壓輪43為中間直徑比兩端直徑大0.01mm的中高氟橡膠輪，第二對壓輪44、第三對壓輪45和第四對壓輪46均為圓柱狀鋼輪。主輪42和第一對壓輪43之間的輪距為4mm，第一對壓輪43和第二對壓輪44之間的輪距為4mm，第二對壓輪44、第三對壓輪45之間的輪距為4mm，第三對壓輪45和第四對壓輪46之間的輪距為4mm。生產(chǎn)TPU薄膜的步驟包括：開啟擠出機，同時開啟對壓裝置，通過油加熱器控制主輪42、第一對壓輪43、第二對壓輪44、第三對壓輪45和第四對壓輪46的溫度分別為40℃、80℃、50℃、0℃、0℃；將TPU粒料投入擠出機，通過擠出機的擠出口41擠出熔融料，切向流延在主輪42的右側(cè)，主輪42、第二對壓輪44和第四對壓輪46順時針轉(zhuǎn)動的同時第一對壓輪43和第三對壓輪45逆時針轉(zhuǎn)動。熔融料經(jīng)過主輪42和第一對壓輪43的第一次對壓，第一對壓輪43和第二對壓輪44的第二次對壓，第二對壓輪44和第三對壓輪45的第三次對壓，第三對壓輪45和第四對壓輪46的第四次對壓，圖4中箭頭所示的方向即TPU膜的走向。最后，第四對壓輪46將對壓后的TPU膜帶到冷卻成型輪上進行冷卻。實施例4得到的TPU薄膜厚度為4.0mm，厚度均勻，厚度偏差為0.008％，展平度高，且無留痕。申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結(jié)構(gòu)特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征才能實施。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當前第1頁1 2 3