本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、城市建筑的發(fā)展，以及人口密度的增加，家庭設(shè)施(音響、空調(diào)、電視機等)的增多，環(huán)境噪聲日益嚴(yán)重，它已成為污染人類社會環(huán)境的一大公害。噪聲不僅會影響聽力，而且還對人的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。因此，對于吸音降噪、隔熱保溫材料的需求大大增加。

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)因其特有的優(yōu)良特性，已被廣泛用于各行業(yè)中，隨著技術(shù)的發(fā)展，許多行業(yè)要求TPU薄膜具有吸音和保溫功能。

CN 104262945 A公開了一種阻燃吸音TPU薄膜及其制備方法，所述TPU薄膜按重量份包括如下組分：TPU顆粒60-80份、三聚氰胺20-30份、滑石1-10份、硫酸鋇1-10份和助劑1-3份，該發(fā)明制得的TPU薄膜具有優(yōu)異的阻燃性，吸音系數(shù)達到0.90-0.93，但該TPU薄膜并不具有突出的保溫效果。

CN 204169125 U公開了一種具有良好保溫效果的發(fā)泡TPU薄膜，其特征是包括TPU膜(1)、發(fā)泡TPU薄膜(2)和紡織面料(3)，所述TPU膜(1)和紡織面料(3)分別設(shè)置在發(fā)泡TPU薄膜(2)的上下表面。本實用新型雖然得到了良好保溫效果的發(fā)泡TPU薄膜，但是該薄膜并不具有突出的吸音降噪性能。

因此，在本領(lǐng)域，期望開發(fā)一種既具有隔熱保溫性能，又具有吸音降噪性能的TPU薄膜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制備得到：

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述TPU顆粒的用量為70-80重量份，例如70重量份、71重量份、72重量份、73重量份、64重量份、75重量份、76重量份、67重量份、78重量份、79重量份或80重量份。

優(yōu)選地，所述TPU顆粒為聚酯型TPU顆粒和/或聚醚型TPU顆粒。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述聚碳化二亞胺的用量為10-20重量份，例如10重量份、12重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述環(huán)氧樹脂的用量為20-30重量份，例如20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份或30重量份。

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、溴化雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧樹脂中的一種或至少兩種的混合物。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述棉纖維的用量為10-15重量份，例如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。

在本發(fā)明中，所述陶瓷顆粒為氮化鋁、氧化鋁或鈦酸鋇中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選鈦酸鋇。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述陶瓷顆粒的用量為2-5重量份，例如2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。

在本發(fā)明中陶粒和珍珠巖協(xié)同作用可以增強TPU薄膜的隔熱保溫以及吸音降噪功能。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述抗氧劑的用量為1-5重量份，例如1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。

優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑TPP或抗氧劑TNP。

另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法，所述方法為：將珍珠巖粉碎，各原料成分預(yù)先干燥，混合均勻，擠出得到所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，將珍珠巖粉碎至150-200目，例如150目、155目、160目、165目、170目、175目、180目、185目、190目、195目或200目。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，所述干燥溫度為70-80℃，例如70℃、72℃、74℃、75℃、76℃、78℃或80℃。

在本發(fā)明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，所述擠出利用流延機擠出。

優(yōu)選地，所述流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為150-210℃；濾網(wǎng)溫度為150-190℃；彎頭溫度為180-220℃；連接溫度為180-210℃；模頭溫度為190-230℃。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法包括以下步驟：

將將珍珠巖粉碎至150-200目，各原料成分預(yù)先在70-80℃下干燥1-3h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為150-210℃；濾網(wǎng)溫度為150-190℃；彎頭溫度為180-220℃；連接溫度為180-210℃；模頭溫度為190-230℃，得到所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明利用70-80重量份TPU顆粒、10-20重量份聚碳化二亞胺、20-30重量份環(huán)氧樹脂、10-20重量份聚碳酸酯、10-15重量份棉纖維、2-5重量份陶瓷顆粒和1-5重量份抗氧劑制備得到TPU薄膜，該TPU薄膜的吸音系數(shù)為0.95-0.97，具有良好的吸音降噪性能，導(dǎo)熱系數(shù)為0.03-0.05W/m·k，具有很好的隔熱保溫性，此外，本發(fā)明制備的TPU薄膜的拉伸強度為60-67MPa，斷裂伸長率為597-630％，撕裂強度為140-145MPa，具有良好的力學(xué)性能。因此，本發(fā)明制備得到的TPU薄膜是一種綜合性能良好的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。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。

實施例1

在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：

制備方法如下：

將將珍珠巖粉碎至150目，各原料成分預(yù)先在75℃下干燥3h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為150℃；濾網(wǎng)溫度為160℃；彎頭溫度為180℃；連接溫度為190℃；模頭溫度為190℃，得到TPU薄膜。

實施例2

在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：

制備方法如下：

將將珍珠巖粉碎至200目，各原料成分預(yù)先在80℃下干燥1h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為210℃；濾網(wǎng)溫度為190℃；彎頭溫度為220℃；連接溫度為210℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。

實施例3

在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：

制備方法如下：

將將珍珠巖粉碎至180目，各原料成分預(yù)先在75℃下干燥2h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為190℃；濾網(wǎng)溫度為150℃；彎頭溫度為200℃；連接溫度為180℃；模頭溫度為220℃，得到TPU薄膜。

實施例4

在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：

制備方法如下：

將將珍珠巖粉碎至200目，各原料成分預(yù)先在70℃下干燥1h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為200℃；濾網(wǎng)溫度為180℃；彎頭溫度為210℃；連接溫度為210℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。

實施例5

在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：

制備方法如下：

將將珍珠巖粉碎至150目，各原料成分預(yù)先在80℃下干燥3h，混合均勻，經(jīng)流延機擠出，流延機的各段溫度設(shè)置如下：料筒溫度為180℃；濾網(wǎng)溫度為190℃；彎頭溫度為220℃；連接溫度為180℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。

對比例1

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒和棉纖維，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例2

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含棉纖維，陶瓷顆粒的用量為18重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例3

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒，棉纖維的用量為18重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例4

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中TPU顆粒的用量為68重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例5

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中TPU顆粒的用量為83重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例6

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳化二亞胺的用量為8重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例7

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳化二亞胺的用量為23重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例8

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中環(huán)氧樹脂的用量為18重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例9

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中環(huán)氧樹脂的用量為32重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例10

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳酸酯的用量為8重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例11

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳酸酯的用量為23重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例12

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中棉纖維的用量為8重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例11

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中珍珠巖的用量為16重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例12

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中陶瓷顆粒的用量為1重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對比例13

本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中陶瓷顆粒的用量為6重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。

對實施例1-5以及對比例1-13制備的TPU薄膜進行性能測試，測試結(jié)果如表1所示：

表1

由表1可以看出，本發(fā)明制備的TPU薄膜(實施例1-5)的吸音系數(shù)為0.95-0.97，具有良好的吸音降噪性能，導(dǎo)熱系數(shù)為0.03-0.05W/m·k，具有很好的隔熱保溫性，此外，本發(fā)明制備的TPU薄膜的拉伸強度為60-67MPa，斷裂伸長率為597-630％，撕裂強度為140-145MPa，具有良好的力學(xué)性能。

當(dāng)制備TPU薄膜原料中不包含陶瓷顆粒和珍珠巖時(對比例1)，得到的TPU薄膜的吸音系數(shù)僅為0.26，導(dǎo)熱系數(shù)為0.088W/m·k；當(dāng)制備TPU薄膜的原料中不包含珍珠巖時(對比例2)，由于陶粒的加入使得TPU薄膜的吸音系數(shù)有所增加，但也僅為0.53，由于陶瓷顆粒的加入導(dǎo)熱系數(shù)降低至0.081W/m·k；當(dāng)制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒時(對比例3)，由于珍珠巖的加入使得TPU薄膜的吸音系數(shù)有所增加，但也僅為0.55，由于珍珠巖的加入導(dǎo)熱系數(shù)降低至0.078W/m·k；而同時加入陶粒和珍珠巖，并將各原料用量限制在本發(fā)明范圍內(nèi)時(實施例1)，卻可以使得TPU薄膜的吸音系數(shù)提高至0.98，導(dǎo)熱系數(shù)降低至0.03W/m·k，因此，陶粒和珍珠巖在提高TPU薄膜的隔熱保溫以及吸音降噪性能方面具有協(xié)同作用。此外，本發(fā)明的各原料組分之間相互配合取得了綜合性能良好的TPU薄膜，當(dāng)將制備TPU薄膜的原料中某種組分的用量限定在本發(fā)明限定的用量范圍之外時(對比例4-11)，制備的TPU薄膜的隔熱保溫性能、吸音降噪性能，以及力學(xué)性能均遠遠比不上本發(fā)明制備的TPU薄膜的性能。

因此，本發(fā)明制備得到的TPU薄膜，具有良好的隔熱保溫和吸音降噪性能，以及良好的力學(xué)性能，應(yīng)用前景十分廣闊。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法，但本發(fā)明并不局限于上述實施例，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述實施例才能實施。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)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、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)。