一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及柔性复合材料制备技术领域，具体涉及一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法。

背景技术

TPU柔性复合材料是将TPU膜与纤维织物复合制备的一种复合材料，可被应用于气涨式救生衣、潜水夹克、救生筏、充气船、充气帐篷、充气床垫、浮空器囊体等多个领域，用途广泛。

现有的TPU柔性复合材料通常采用双组分芳香族聚氨酯胶粘剂将TPU膜与纤维织物进行粘接，在光、热、氧的环境下，特别是290～400nm紫外线的照射下，芳香族聚氨酯中的亚甲基会发生氧化，形成不稳定的氢过氧化物，进而形成发色团醌-酰亚胺结构，该结构造成聚氨酯黄变，再进一步经过氧化生成二醌-酰亚胺结构，聚氨酯变为琥珀色，直接影响复合材料的外观。在聚氨酯黄变的过程中，会同时造成力学性能的下降，导致界面粘接性能的减弱，甚至发生TPU膜与纤维织物之间的分层，影响TPU柔性复合材料的耐老化性能。

因此，现有TPU柔性复合材料及其制备方法有待于提升。

发明内容

本发明提供一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，以解决现有技术制备的TPU柔性复合材料在长期使用过程中胶粘剂易黄变、层间粘接性能差的问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种含有TPU的柔性复合材料制备方法，所述的制备方法：

Step1：将双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维织物表面，形成第一层聚氨酯涂层；

Step2：将步骤1制备的第一层聚氨酯涂层放入烘箱进行熟化；

Step3：使用极性溶剂对单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂进行稀释；

Step4：在熟化后的第一层聚氨酯涂层上涂覆单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，形成第二层聚氨酯涂层；

Step5：将TPU膜与步骤4制备的第二层聚氨酯涂层进行热压、贴合，得到柔性复合材料；

Step6：将步骤5制得的柔性复合材料放入烘箱进行熟化，制得终产品。

所述TPU膜为聚酯型TPU膜和/或聚醚型TPU膜。

所述双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为10-60g/m

所述第一层聚氨酯涂层的熟化条件为30-60℃、12-36h，优选40-50℃、18-24h。

所述极性溶剂选自丙酮、丁酮、乙酰丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、N-甲基苯胺中的任意一种或多种的组合。

所述极性溶剂与单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂的混合稀释比例为1:1-1:10。

所述单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为5-50g/m

所述TPU膜与第二层聚氨酯涂层的热压贴合温度为100-200℃，优选140-180℃。

所述TPU膜的面密度为10-150g/m

所述TPU膜为聚酯型TPU膜时，第二层聚氨酯涂层选用单组分热塑性聚酯型脂肪族聚氨酯胶粘剂。

所述TPU膜为聚醚型TPU膜时，第二层聚氨酯涂层选用单组分热塑性聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂。

所述柔性复合材料的熟化条件为30-60℃、2-10天，优选40-50℃、4-7天。

所述纤维织物选自超高分子量聚乙烯纤维织物、芳香族聚酰胺纤维织物、芳香族聚酯纤维织物、脂肪族聚酯纤维织物、脂肪族聚酰胺纤维织物中的任意一种或多种的组合。

基于上述技术方案的实施，本发明能够获得如下的技术效果：

1、本发明提供一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，使用的胶粘剂均为脂肪族聚氨酯胶粘剂，不黄变，耐老化性能好，能够解决常用的双组分芳香族聚氨酯胶粘剂不耐老化、容易黄变的问题；选用双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂，能够与纤维织物形成良好的粘接界面，且聚醚型胶粘剂具有良好的耐水解性能。

2、本发明提供一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，选用极性溶剂对单组分聚氨酯胶粘剂进行稀释，极性溶剂中含有活泼亚甲基或活泼氨基等组分，能够对第一层聚氨酯涂层中的聚氨酯分子链产生局部溶解和更好的展开，聚氨酯分子基团的活性提高，使第一层聚氨酯涂层和第二层聚氨酯涂层界面间的聚氨酯分子交联、反应，界面粘接性能良好。

3、本发明提供一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，使用不同类型的TPU膜，选用与之匹配的单组分聚氨酯胶粘剂，根据相似相溶原理，TPU膜与第二层聚氨酯涂层之间会具有良好的粘接界面。

因此，采用本发明提供的含有TPU的柔性复合材料制备方法制得的TPU柔性复合材料，具有良好的耐老化性能和层间粘接性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种含有TPU的柔性复合材料的结构示意图。

附图标记：

1-TPU膜；2-第二层聚氨酯涂层；3-第一层聚氨酯涂层；4-纤维织物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1对本发明提供的一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法进行详细介绍：

结合图1所示，本发明的实施例中，含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，包括如下步骤：

Step1：将双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维织物表面，形成第一层聚氨酯涂层。

进一步，所述纤维织物选自超高分子量聚乙烯纤维织物、芳香族聚酰胺纤维织物、芳香族聚酯纤维织物、脂肪族聚酯纤维织物、脂肪族聚酰胺纤维织物中的任意一种或多种的组合。

进一步，所述双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为10-60g/m

Step2：将步骤1制备的第一层聚氨酯涂层放入烘箱进行熟化。

进一步，所述第一层聚氨酯涂层的熟化条件为30-60℃、12-36h，优选40-50℃、18-24h。

Step3：使用极性溶剂对单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂进行稀释。

进一步，所述极性溶剂选自丙酮、丁酮、乙酰丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、N-甲基苯胺中的任意一种或多种的组合。

进一步，所述极性溶剂与单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂的混合稀释比例为1:1-1:10。

Step4：在熟化后的第一层聚氨酯涂层上涂覆单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，形成第二层聚氨酯涂层。

进一步，所述单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为5-50g/m

Step5：将TPU膜与步骤4制备的第二层聚氨酯涂层进行热压、贴合，得到柔性复合材料。

进一步，所述TPU膜与第二层聚氨酯涂层的热压贴合温度为100-200℃，优选140-180℃。

进一步，所述TPU膜的面密度为10-150g/m

进一步，所述TPU膜为聚酯型TPU膜和/或聚醚型TPU膜。

进一步，所述TPU膜为聚酯型TPU膜时，第二层聚氨酯涂层选用单组分热塑性聚酯型脂肪族聚氨酯胶粘剂。

进一步，所述TPU膜为聚醚型TPU膜时，第二层聚氨酯涂层选用单组分热塑性聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂。

Step6：将步骤5制得的柔性复合材料放入烘箱进行熟化，制得终产品。

进一步，所述制得的柔性复合材料的熟化条件为30-60℃、2-10天，优选40-50℃、4-7天。

实施例1

一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，包括：

Step1：将双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维织物表面，形成第一层聚氨酯涂层；

Step2：将步骤1制备的第一层聚氨酯涂层放入烘箱进行熟化；

Step3：使用极性溶剂对单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂进行稀释；

Step4：在熟化后的第一层聚氨酯涂层上涂覆单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，形成第二层聚氨酯涂层；

Step5：将TPU膜与步骤4制备的第二层聚氨酯涂层进行热压、贴合，得到柔性复合材料；

Step6：将步骤5制得柔性复合材料放入烘箱进行熟化，制得终产品。

制备的含有TPU的柔性复合材料，包括：TPU膜，单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂，纤维织物。所述纤维织物为芳香族聚酯纤维织物；双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为30g/m

实施例2

一种含有TPU的柔性复合材料及其制备方法，包括：

Step1：将双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂涂覆在纤维织物表面，形成第一层聚氨酯涂层；

Step2：将步骤1制备的第一层聚氨酯涂层放入烘箱进行熟化；

Step3：使用极性溶剂对单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂进行稀；

Step4：在熟化后的第一层聚氨酯涂层上涂覆单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，形成第二层聚氨酯涂层；

Step5：将TPU膜与步骤4制备的第二层聚氨酯涂层进行热压、贴合，得到柔性复合材料；

Step6：将步骤5制得柔性复合材料放入烘箱进行熟化，制得终产品。

制备的含有TPU的柔性复合材料，包括：TPU膜，单组分热塑性脂肪族聚氨酯胶粘剂，双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂，纤维织物。所述纤维织物为脂肪族聚酰胺纤维织物；双组分聚醚型脂肪族聚氨酯胶粘剂的涂覆量为25g/m

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。