一种冰包用TPU复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种冰包用TPU复合材料及其制备方法，所述TPU复合材料包括外层、中间层和内层，所述外层和内层为TPU复合膜层，中间层为硅酸铝隔热棉层，所述TPU复合膜层包括由胶水粘合的TPU薄膜层与尼龙纤维布层，所述TPU薄膜层的原料包括以下成分：40‑60重量份二异氰酸酯、30‑50重量份多元醇、1‑10重量份丁腈橡胶、1‑10重量份氟橡胶、10‑15重量份扩链剂和1‑3重量份催化剂。本发明专利技术制备得到的TPU复合材料的拉伸强度达到85‑99MPa，耐磨性良好，耐寒性良好，并且层间粘合力达到3.0‑4.5N/mm，适合用作冰包用材料。

An ice bag of TPU composite material and preparation method thereof

The invention provides an ice bag of TPU composite material and preparation method thereof, wherein the TPU composite material comprises an outer layer, the middle layer and the inner layer, the outer layer and the inner layer is made of TPU composite film, the middle layer is aluminum silicate cotton insulation layer, the TPU composite film composed of TPU glue film layer and nylon fiber cloth layer, the TPU thin film layer material comprises the following components: 40 60 weight 30 diisocyanate, 50 parts by weight of polyol, 1 10 weight 1 nitrile rubber, fluorine rubber, 10 parts by weight of 10 15 weight portions of chain extender and 1 3 parts by weight of catalyst. The tensile strength of TPU composite material prepared by the invention of the reached 85 99MPa, good abrasion resistance, excellent cold resistance, and adhesive layer reached 3 4.5N/mm, suitable for use as a material for ice.

【技术实现步骤摘要】
一种冰包用TPU复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种冰包用TPU复合材料及其制备方法。
技术介绍
冰包是具有保持恒温作用的包，冰包可以保冷也可以保热，冰包用的材料常为一种超厚的保温棉，能够起到保温隔热的作用，然而目前的冰包用材料还比较单一，经常是无纺布和保温棉，其经常需要很厚的保温棉才能起到较好的作用。在常用的高分子材料中，热塑性聚氨酯(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其各项性能优异，可以代替橡胶、软性聚氯乙烯材料PVC等，其具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯和PVC，耐老化性好过橡胶，而且不用进行硫化处理，可以说是替代橡胶制品的最理想的材料，然而并不是所有热塑性聚氨酯材料均适用于冰包用材料。因此，在本领域期望开发一种可用于冰包的TPU材料。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种冰包用TPU复合材料及其制备方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种冰包用TPU复合材料，所述TPU复合材料包括外层、中间层和内层，所述外层和内层为TPU复合膜层，中间层为硅酸铝隔热棉层，所述TPU复合膜层包括由胶水粘合的TPU薄膜层与尼龙纤维布层，所述尼龙纤维布的规格为50D-1000D，所述TPU薄膜层的原料包括以下成分：在本专利技术中利用异氰酸酯与多元醇反应来制备聚氨酯，在其中加入丁腈橡胶和氟橡胶来增强材料的耐低温性能，并提高材料的韧性和耐磨性，尼龙纤维布可以增强材料的柔韧性、强度，对材料耐低温性能的提高具有促进作用，在本专利技术所用材料的配合下使得得到的TPU薄膜具有良好的柔韧性，耐低温性能良好。在本专利技术中，所述尼龙纤维布规格可以为70D、210D、420D、600D、840D或900D。在本专利技术中，所述二异氰酸酯的用量可以为40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份、50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58重量份、59重量份或60重量份。在本专利技术中，所述多元醇的用量可以为30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份或50重量份。在本专利技术中，所述丁腈橡胶的用量可以为0重量份、1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。在本专利技术中，所述氟橡胶的用量可以为0重量份、1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。在本专利技术中，所述扩链剂的用量可以为10重量份、10.5重量份、11重量份、11.5重量份、12重量份、12.5重量份、13重量份、13.5重量份、14重量份、14.5重量份或15重量份。在本专利技术中，所述催化剂的用量可以为1.3重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.3重量份、2.5重量份或2.8重量份。优选地，所述TPU薄膜层的原料包括以下成分：优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯的混合物，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物。在本专利技术中选择两种特定的二异氰酸酯和两种多元醇相互配合，克服了利用单一的聚醚多元醇或聚酯多元醇与单一的二异氰酸酯反应产生的聚氨酯材料不易对软段和硬段进行控制的缺陷，本专利技术选用上述原料，在所述用量下可以很好地控制软段和硬段，使其得到的聚氨酯材料具有比较理想柔韧性。优选地，所述甲苯二异氰酸酯与1，6-己二异氰酸酯的质量比为1:(4-8)，例如4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1。该两种特定二异氰酸酯相互配合使用，可以更好地调节聚氨酯材料的柔韧性，在所述质量比例下，二者协同使得聚氨酯材料具有良好的拉伸强度以及断裂伸长率。优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的质量比为(2-4):1，例如2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.3:1、3.5:1、3.8:1或4:1。优选地，所述多元醇的数均分子量为500-6000，例如750、1000、1500、2000、3000、3500、4000、4500、5000、5500或6000。优选地，所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为25-30％，例如25％、26％、27％、28％、29％或30％，对于丁腈橡胶而言，丙烯腈含量越多，拉伸强度、耐热性、耐油性增强，但弹性、耐寒性降低则相应下降。在本专利技术所述各成分组分配比下将丙烯腈含量控制在25-30％，既可以保证具有较好的耐寒性，又可以保证具有较好的拉伸强度、耐热性和耐油性。在本专利技术中，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或二月桂酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述隔热棉层为硅酸铝隔热棉层。另一方面，本专利技术提供了如上所述的冰包用TPU复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯加入到A储料罐中，多元醇加入到B储料罐中，扩链剂和催化剂加入到C储料罐中，在搅拌条件下，真空脱水；(2)利用真空泵将步骤(1)中的各原料抽注到双螺杆挤出机中，同时加入丁腈橡胶和氟橡胶混合均匀，反应造粒，得到TPU颗粒；(3)利用涂布机在尼龙纤维布上涂覆胶水，卷取备用；(4)将步骤(2)得到的TPU颗粒通过单螺杆挤出机流延成TPU薄膜，同时将步骤(3)得到的涂胶尼龙布放卷，与流延的TPU薄膜热贴合，得到所述的TPU复合膜；(5)将步骤(4)得到的TPU复合膜与中间层硅酸铝隔热棉层进行热贴合，得到所述冰包用TPU复合材料。优选地，步骤(1)所述真空脱水时的温度为60-80℃，例如60℃、63℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃。优选地，步骤(1)所述搅拌的速率为1000-1500r/min，例如1000r/min、1100r/min、1200r/min、1300r/min、1400r/min或1500r/min。优选地，步骤(1)所述真空脱水时的压力为-0.4～-0.2kPa，例如-0.4kPa、-0.38kPa、-0.35kPa、-0.33kPa、-0.3kPa、-0.28kPa、-0.25kPa、-0.23kPa或-0.2kPa。优选地，步骤(2)所述双螺杆挤出机的喂料段温度为120-130℃，例如120℃、125℃、128℃或130℃，混合段温度为130-150℃，例如132℃、135℃、138℃、140℃、143℃、145℃或148℃，挤出段温度为170-190℃，例如172℃、175℃、178℃、180℃、183℃、185℃或188℃，机头温度为150-160℃，例如153℃、155℃、158℃或160℃。优选地，步骤(3)所述尼龙纤维布规格可以为70D、210D、420D、600D、840D或900D。优选地，步骤(4)所述单螺杆挤出机的螺杆温度为170-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述TPU复合材料包括外层、中间层和内层，所述外层和内层为TPU复合膜层，中间层为硅酸铝隔热棉层，所述TPU复合膜层包括由胶水粘合的TPU薄膜层与尼龙纤维布层，所述的TPU薄膜层的原料包括以下成分：

【技术特征摘要】
1.一种冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述TPU复合材料包括外层、中间层和内层，所述外层和内层为TPU复合膜层，中间层为硅酸铝隔热棉层，所述TPU复合膜层包括由胶水粘合的TPU薄膜层与尼龙纤维布层，所述的TPU薄膜层的原料包括以下成分：2.根据权利要求1所述的冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述尼龙纤维布的规格为50D-1000D；优选地，所述TPU薄膜层的原料包括以下成分：3.根据权利要求1或2所述的冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和1，6-己二异氰酸酯的混合物，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物。4.根据权利要求3所述的冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯与1，6-己二异氰酸酯的质量比为1:(4-8)；优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的质量比为(2-4):1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述多元醇的数均分子量为500-6000；优选地，所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为25-30％。6.根据权利要求1-5中任一项所述的冰包用TPU复合材料，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或二月桂酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述隔热棉层为硅酸铝隔热棉层。7.根据权利要求1-6中任一项所述的冰包用TPU复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯加入到A储料罐中，多元醇加入到B储料罐中，扩链剂和催化剂加入到C储料罐中，在搅拌条件下，真空脱水；(2)利用真空泵将步骤(1)中的各原料抽注到双螺杆挤出机中，同时加入丁腈橡胶和氟橡胶混合均匀，反应造粒，得到TPU颗粒；(3)利用涂布机在尼龙纤维布上涂覆胶水，卷取备用；(4)将步骤(2)得到的TPU颗粒通过单螺杆挤出机流延成TPU薄膜，同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，王一良，杨博，
申请(专利权)人：东莞市雄林新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44