專利名稱：紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紡織領(lǐng)域，尤其是紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶及 其制法。
背景技術(shù)：
TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)是一種新興的高分子材料，具有高彈性、較高的楊氏 模量、良好的撓曲性以及耐磨、耐候、耐油酯、耐溶劑、環(huán)保等優(yōu)良性能，因此廣泛應(yīng)用于船 舶、車輛、航空、輕工、紡織等部門?；诰郯滨ゲ牧系囊陨蟽?yōu)點(diǎn)決定了用該材料制作的輸送帶在對撓曲和耐磨有很 高要求的紡織機(jī)械行業(yè)有著廣泛的用途；紡織機(jī)械由于傳動裝置需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送帶在 與機(jī)械摩擦過程中會產(chǎn)生大量的電荷積累，同時(shí)纖維在輸送過程中要迅速與輸送帶分離， 這就要求輸送帶正反兩面都要具有較好的高抗靜電性能(輸送帶表面的表面電阻要求達(dá) 到103Q，底面的表面電阻要求達(dá)到105Q左右)。但是TPU材料自身的抗靜電性能較差，直 接限制了其在紡織機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用。目前這一領(lǐng)域的產(chǎn)品被個(gè)別歐洲公司所壟斷，而且國外的同類產(chǎn)品大多采用在 TPU粉中摻入一定量的導(dǎo)電炭黑來實(shí)現(xiàn)TPU材料的抗靜電性能，但是由于導(dǎo)電炭黑的摻入 直接影響材料的流動性，給涂覆工藝造成一定困難，導(dǎo)致制品表面不平整，外觀較差，難以 滿足客戶的高端要求。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是自碳納米管(CNTs)發(fā)現(xiàn)以來，由于碳納米管 優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電特性和導(dǎo)熱性能等，被廣泛應(yīng)用到聚合物填充改性中以提高聚合物 的性能，碳納米管按照石墨烯片的層數(shù)分類可分為單壁碳納米管(SWNTs)和多壁碳納米 管(MWNTs)，利用碳納米管的性質(zhì)可以制作出很多性能優(yōu)異的復(fù)合材料，從而為TPU材料的 改性提供了一種新的途徑。利用碳納米管材料對TPU材料進(jìn)行改性，制得的碳納米管改性 熱塑性聚氨酯彈性體除了優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能外，還在于通過碳納米管的改性提高了 TPU的抗靜電性能。同時(shí)采用流動性較好的TPU基材進(jìn)行碳納米管摻雜改性，也解決了不易 加工和表面不平整的問題。中國公開號CN101440208公開了一種功能碳納米管改性聚氨酯彈性體的制備方 法，采用溶液共混的方法將碳納米管溶于熱塑性聚氨酯彈性體TPU溶液中，或者也可采用 熔融加工的方法，將碳納米管直接與熱塑性聚氨酯彈性體TPU共混擠出成型。但是僅憑碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體本身的抗靜電性能只能滿足紡織行 業(yè)高抗靜電TPU輸送帶表層的抗靜電要求，即抗靜電指數(shù)能達(dá)到103Q，對于底面105Q的 指標(biāo)還不能直接達(dá)到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈 性體輸送帶，通過碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體的應(yīng)用以及對輸送帶中面層和底層的不同層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使輸送帶的面層和底層分別達(dá)到不同的抗靜電要求。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供上述紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨 酯彈性體輸送帶的制造方法，通過涂覆工藝來生產(chǎn)滿足表面底面不同抗靜電要求的紡織行 業(yè)用高抗靜電TPU輸送帶。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性 聚氨酯彈性體輸送帶，由織物制成的面層和底層復(fù)合而成輸送帶骨架，在面層織物的上表 面自下而上依次涂覆有聚氨酯底涂層、熱塑性聚氨酯彈性體面層以及碳納米管改性熱塑性 聚氨酯彈性體面層，在面層的織物下表面涂覆有聚氨酯底涂層；在底層織物為含導(dǎo)電纖維 的織物，在底層的上表面自下而上依次涂覆導(dǎo)電液涂層、聚氨酯底涂層和熱塑性聚氨酯彈 性體貼合層，其中，所述的導(dǎo)電液為碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體在有機(jī)溶劑中的溶 液。本發(fā)明所用的碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體為市售的通用材料。本發(fā)明針對 紡織行業(yè)高抗靜電TPU輸送帶對表面和底面不同的抗靜電要求(表面電阻要求達(dá)到103Q， 底面表面電阻要求達(dá)到105Q左右)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，二布二膠結(jié)構(gòu)，通過對面層織物和底層 織物進(jìn)行不同的涂覆制成層狀結(jié)構(gòu)的輸送帶。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的導(dǎo)電液按重量百分比計(jì)包括下述組分碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體 20% 25%二甲基甲酰胺20% 30%丁酮50% 60%。具體的，碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體的含量可以為20、21、22、23、24或 25% ；二甲基甲酰胺(DMF)的含量可以為20%、22%、24%、26%、28%或30% ；丁酮的含量可以為 50%、52%、54%、56%、58%或 60%。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的底層織物中，導(dǎo)電纖維的摻雜量為總質(zhì)量的5% 10%。具體的，導(dǎo)電纖維的摻雜量可以為總質(zhì)量的5、6、7、8、9或10%。針對上述的紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶的制造方法，包括下 述步驟面層織物的涂覆第一步面層織物定型；第二步在面層織物的上表面涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170°C 190°C ；第三步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體面層，加工溫度為190°C 220°C ；第四步在面層上涂覆碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體面層，加工溫度為 190 220°C ；第五步在面層織物的下表面涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170 190°C ；底層織物的涂覆第一步按配方制備導(dǎo)電液；第二步底層織物定型；第三步在底層織物的上表面涂覆導(dǎo)電液涂層，加工溫度為170 190°C，導(dǎo)電液滲透入底層織物內(nèi)；第四步在導(dǎo)電液涂層上涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170 190°C ；第五步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體，加工溫度為190 220°C，構(gòu)成貼
合層；將涂覆后的面層織物與底層織物上下疊置復(fù)合，制成雙織物雙膠涂覆的輸送帶， 其中，面層、底層的制造以及兩者復(fù)合均在紅外加熱條件下進(jìn)行。由于碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體材料本身能夠滿足產(chǎn)品要求，抗靜電指數(shù) 能達(dá)到103Q，所以產(chǎn)品的表層可以只利用該材料自身的性能就可以滿足要求；而對于制 品底面的表面電阻要求，除了采用帶導(dǎo)帶纖維的織物(基材織物中摻雜質(zhì)量百分含量5 10%的導(dǎo)電纖維)外，還要在織物的貼合層一面(即上表面)底涂一層由碳納米管改性熱 塑性聚氨酯彈性體配制的導(dǎo)電液，這樣利用導(dǎo)電液的滲透性，可以使制品底面的表面電阻 降低到105Q左右。而為了降低產(chǎn)品的成本，在面層制作時(shí)，先涂覆一層普通的熱塑性聚氨酯彈性體 (TPU)材料，然后再在表面涂覆碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體材料，該碳納米管改性熱 塑性聚氨酯彈性體材料的涂覆量以在達(dá)到厚度要求的基礎(chǔ)上，形成該材料的連續(xù)分布所需 的盡可能少的量為宜。本發(fā)明所涉及到的導(dǎo)電PU溶液的配方組成為碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性 體20 25wt%;二甲基甲酰胺(DMF)20 30wt% ；丁酮50 60wt%，攪拌30 60min，轉(zhuǎn) 速為60 70r/min，使碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體充分溶解。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明為紡織行業(yè)提供一種耐磨、耐曲撓、抗靜電效果好的一種TPU輸送帶，輸 送帶表面的表面電阻達(dá)到103Q，底面的表面電阻達(dá)到105Q，充分滿足紡織行業(yè)的需求；2、由于碳納米管的使用，改進(jìn)了 TPU材料的電學(xué)性能，拓寬了 TPU材料的使用范 圍，且性能更加優(yōu)良；3、該發(fā)明打破了個(gè)別歐洲公司在該產(chǎn)品上的壟斷地位，具有較強(qiáng)的市場競爭力， 為市場提供更加便宜，價(jià)格約為國外產(chǎn)品價(jià)格的65% ；


圖1為本發(fā)明高抗靜電TPU輸送帶的層狀結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明高抗靜電TPU輸送帶的工藝流程圖。附圖中標(biāo)號說明1-面層織物 2-聚氨酯彈性體面層3-碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體面層4-底層織物 5-導(dǎo)電液涂層6-熱塑性聚氨酯彈性體貼合層
具體實(shí)施例方式一種紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶的制造方法，包括下述步 驟
面層織物1的涂覆第一步面層織物1定型；第二步在面層織物1的上表面涂覆聚氨酯底涂層(圖中未示)，加工溫度為 170°C 190°C ；第三步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體面層2，加工溫度為190°C 220°C ；第四步在面層上涂覆碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體面層3，加工溫度為 190 220 ；第五步在面層織物1的下表面涂覆聚氨酯底涂層(圖中未示)，加工溫度為 170°C 190°C ；底層織物的涂覆第一步將質(zhì)量百分含量20 25%的碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體加入 20 30 % 二甲基甲酰胺與50 60 % 丁酮的混合有機(jī)溶劑中，攪拌30 60min，轉(zhuǎn)速為 60 70r/min，使碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體充分溶解在溶劑中，制成導(dǎo)電液；第二步底層織物4定型；第三步在底層織物4的上表面涂覆導(dǎo)電液涂層5，加工溫度為170°C 190°C導(dǎo)， 導(dǎo)電液滲透入底層織物4內(nèi)；第四步在導(dǎo)電液涂層上涂覆聚氨酯底涂層(圖中未示)，加工溫度為170°C 190 °C ；第五步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體，加工溫度為190°C 220°C，構(gòu)成 熱塑性聚氨酯彈性體貼合層6 ；將涂覆后的面層織物1與底層織物4上下疊置復(fù)合，制成雙織物雙膠涂覆的輸送 帶，其中，面層織物1、底層織物4的涂覆以及兩者復(fù)合均在紅外加熱條件下進(jìn)行。TPU輸送帶的導(dǎo)電性能測試結(jié)果如表1所示表 1 注試樣規(guī)格為300mmX 300mm ；室溫25°C ；相對濕度為65%。
權(quán)利要求
一種紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶，由面層織物和底層織物復(fù)合構(gòu)成輸送帶骨架，其特征在于在面層織物的上表面自下而上依次涂覆有聚氨酯底涂層、熱塑性聚氨酯彈性體面層以及碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體面層，在面層的織物下表面涂覆有聚氨酯底涂層；在底層織物為含導(dǎo)電纖維的織物，在底層的上表面自下而上依次涂覆導(dǎo)電液涂層、聚氨酯底涂層和熱塑性聚氨酯彈性體貼合層，其中，所述的導(dǎo)電液為碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶，其特征在 于所述的導(dǎo)電液按重量百分比計(jì)包括下述組分碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體20% 25% 二甲基甲酰胺20% 30%丁酮50% 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶，其特征在 于所述的底層織物中，導(dǎo)電纖維的摻雜量為總質(zhì)量的5% 10%。
4.針對權(quán)利要求1至3之一所述的紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶的 制造方法，其特征在于包括下述步驟面層織物的涂覆 第一步面層織物定型；第二步在面層織物的上表面涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170°C 190°C ； 第三步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體面層，加工溫度為190°C 220°C 第四步在面層上涂覆碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體面層，加工溫度為190°C 220 °C ；第五步在面層織物的下表面涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170°C 190°C ；底層織物的涂覆第一步按配方制備導(dǎo)電液；第二步底層織物定型；第三步在底層織物的上表面涂覆導(dǎo)電液涂層，加工溫度為170°C 190°C導(dǎo)，電液滲 透入底層織物內(nèi)；第四步在導(dǎo)電液涂層上涂覆聚氨酯底涂層，加工溫度為170°C 190°C ；第五步在底涂層上涂覆熱塑性聚氨酯彈性體，加工溫度為190°C 220°C，構(gòu)成貼合層；將涂覆后的面層織物與底層織物上下疊置復(fù)合，制成雙織物雙膠涂覆的輸送帶，其中， 面層織物、底層織物的涂覆以及兩者復(fù)合均在紅外加熱條件下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶的制造方 法，其特征在于將質(zhì)量百分含量20% 25%的碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體加入 20% 30%二甲基甲酰胺與50% 60%丁酮的混合有機(jī)溶劑中，攪拌30min 60min，轉(zhuǎn) 速為60r/min 70r/min，使碳納米管改性熱塑性聚氨酯彈性體充分溶解在溶劑中，制成導(dǎo) 電液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紡織行業(yè)用高抗靜電熱塑性聚氨酯彈性體輸送帶及其制造方法，面層織物的上表面自下而上依次涂覆有PU底涂層、TPU面層以及碳納米管改性TPU面層，在面層的織物下表面涂覆有PU底涂層；底層織物為含導(dǎo)電纖維的織物，上表面自下而上依次涂覆導(dǎo)電液涂層、PU底涂層和TPU貼合層，其中，導(dǎo)電液為碳納米管改性TPU在有機(jī)溶劑中的溶液。制造方法為面層織物上表面涂覆PU底涂層、涂覆TPU面層、涂覆碳納米管改性TPU面層，下表面涂覆PU底涂層；底層織物上表面涂覆導(dǎo)電液涂層、涂覆PU底涂層、涂覆TPU熱定型構(gòu)成貼合層；織物上下疊置復(fù)合，制成輸送帶。優(yōu)點(diǎn)是輸送帶表面電阻達(dá)到103Ω，底面電阻達(dá)到105Ω，充分滿足紡織行業(yè)需求。
文檔編號B29D29/06GK101844666SQ20101016471
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者劉晶晶, 史佩浩, 陸曉理 申請人:上海永利帶業(yè)股份有限公司;上海永利輸送系統(tǒng)有限公司