本發(fā)明涉及高分子材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生產(chǎn)TPU復(fù)合膜的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

熱塑性聚氨酯(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)。目前，TPU已被廣泛應(yīng)用于：鞋材、成衣、充氣玩具、水上及水下之運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器材、健身器材、汽車椅座材料、雨傘、皮箱、皮包等，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。2015年我國TPU薄膜消費(fèi)量約占TPU產(chǎn)品總消費(fèi)量的20％，TPU薄膜平均銷售價(jià)格約4萬元/噸。按照2013年我國TPU產(chǎn)品消費(fèi)量23萬噸計(jì)算，TPU薄膜消費(fèi)量約為4.6萬噸，市場(chǎng)消費(fèi)額約18.4億元。預(yù)計(jì)，2013～2017年TPU市場(chǎng)規(guī)模年均增長速度為11.2％，2017年達(dá)到28.1億元。

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。目前在運(yùn)動(dòng)鞋上應(yīng)用極廣泛：鞋底及鞋面上的商標(biāo)裝飾、氣囊、氣墊、油包等。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。然而，單層TPU薄膜，其彈性、韌性、耐磨性、耐寒性等性能都不能滿足特殊產(chǎn)品的要求，還容易產(chǎn)生龜裂、破裂、不防漏等其它一系列物性，對(duì)TPU薄膜的改性通常工藝復(fù)雜，損耗大，成本高，普適性差。因此需要開發(fā)一種損耗低，成本低、可操作性強(qiáng)，可大批量生產(chǎn)多功能TPU復(fù)合薄膜的設(shè)備和方法。

技術(shù)實(shí)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復(fù)合膜的設(shè)備，包括螺桿擠出機(jī)、分配器和T型模頭。

所述螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒和連接螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置；所述螺桿機(jī)的數(shù)量大于等于2；所述分配器中設(shè)有分流道，所述分流道的入口連接所述螺桿機(jī)的出口；所述分流道的出口連接所述T型模頭。

例如，所述螺桿擠出機(jī)的數(shù)量為2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12等。

通過設(shè)置多個(gè)螺桿擠出機(jī)，可以根據(jù)產(chǎn)品性能需要，將不同功能的高分子材料與TPU通過分流道在分配器的出口匯合，調(diào)節(jié)各螺桿機(jī)的出料流量比可以調(diào)節(jié)復(fù)合膜的厚度、層數(shù)和其中各組分的比例，從而實(shí)現(xiàn)功能可調(diào)的TPU復(fù)合膜生產(chǎn)需求，能夠滿足中高透防水透濕膜的需求，且本發(fā)明所述設(shè)備成本低、可操作性強(qiáng)，適合大批量復(fù)合產(chǎn)品，損耗可降低到0.5％以下。

本發(fā)明所述螺桿機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)裝置可拆卸地連接。

優(yōu)選地，所述螺桿機(jī)的出口處設(shè)有過濾網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述過濾網(wǎng)為不銹鋼過濾網(wǎng)。

優(yōu)選地，不銹鋼過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔為20～800目，例如20目、30目、50目、80目、100目、130目、150目、200目、240目、280目、300目、350目、380目、400目、430目、460目、500目、550目、600目、650目、700目、750目或800目等，優(yōu)選100～200目。

優(yōu)選地，所述過濾網(wǎng)可拆卸。

本發(fā)明所述分流道的入口與所述螺桿機(jī)的出口可拆卸地連接。

優(yōu)選地，所述分流道為上凸的曲柱狀空腔。上凸的曲柱狀空腔分流道可以縮短熔融料到T型模頭的時(shí)間使之趁熱復(fù)合，進(jìn)一步加強(qiáng)復(fù)合膜的層間作用力，從而進(jìn)一步提高TPU復(fù)合膜的機(jī)械性能和耐候性，也有助于提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明所述分流道的出口與所述T型模頭可拆卸地連接。

所述T型模頭中設(shè)有可調(diào)節(jié)的寬度控制裝置，用以控制擠出產(chǎn)品的寬度，減少浪費(fèi)；夾具能夠控制T型模頭擠出的物料的量。

TPU薄膜寬度由T型模頭及夾具來控制，且能夠進(jìn)一步降低原料損耗。

本發(fā)明所述設(shè)備還包括定型輪和/或冷卻裝置；所述定型輪位于所述T型模頭的下游；所述冷卻裝置位于所述T型模頭的下游；

優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括定型輪和冷卻裝置，所述冷卻裝置位于所述定型輪的下游。定型輪和冷卻裝置可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和TPU復(fù)合膜的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種利用如目的之一所述設(shè)備生產(chǎn)TPU復(fù)合膜的方法，包括如下步驟：

(1)將包括TPU的原料喂入螺桿擠出機(jī)，經(jīng)加熱、剪切、混煉，得到熔融料；所述螺桿擠出機(jī)的數(shù)量大于等于2個(gè)，例如2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8個(gè)、9個(gè)、10個(gè)、11個(gè)和12個(gè)；

(2)步驟(1)所得熔融料通過分配器的分流道進(jìn)入T型模頭后擠出得到復(fù)合熔融料；所述分流道的數(shù)量大于等于2個(gè)；

(3)步驟(2)所得復(fù)合熔融料經(jīng)過流延，得到TPU復(fù)合膜。

本發(fā)明步驟(1)中所述包括TPU的原料還包括EVA、PVC、PE和PP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：EVA和PVC的組合；PVC和PE的組合；EVA和PE；PVC和PP的組合；PP、EVA和PE的組合、EVA、PVC、PE和PP的組合。

本發(fā)明步驟(2)中所述分流道的出口相同。

本發(fā)明步驟(2)中通過所述可調(diào)的寬度控制裝置控制TPU復(fù)合膜的寬度。

優(yōu)選地，步驟(3)中所述流延之后還包括：冷卻成型。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種利用如目的之一所述設(shè)備生產(chǎn)的TPU復(fù)合膜。所述薄膜的寬度為10mm～2000mm，例如10mm、20mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1200mm、1500mm、1800mm或2000mm等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

通過設(shè)置多個(gè)螺桿機(jī)，可以根據(jù)產(chǎn)品性能需要，將不同功能的高分子材料與TPU通過分流道在分配器的出口匯合，調(diào)節(jié)各螺桿機(jī)的出料流量比可以調(diào)節(jié)復(fù)合膜的厚度、層數(shù)和其中各組分的比例，從而實(shí)現(xiàn)功能可調(diào)的TPU復(fù)合膜生產(chǎn)需求，能夠滿足中高透防水透濕膜的需求，且本發(fā)明所述設(shè)備成本低、可操作性強(qiáng)，適合大批量復(fù)合產(chǎn)品，損耗可降低到0.5％以下，提高了生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中設(shè)備的正視圖。

圖2為實(shí)施例1中設(shè)備的部分剖面圖。

圖3為實(shí)施例2中設(shè)備的正視圖。

圖4為實(shí)施例2中設(shè)備的部分剖面圖。

附圖標(biāo)記說明

101、111、201、211、221：動(dòng)力裝置；

102、112、202、212、222：螺桿料筒；

103、113、203、213、223：過濾網(wǎng)；

12、23：分配器；

121、122、231、232、233：螺桿擠出機(jī)的出口；

13、24：T型模頭；

14、25：定型輪；

15、26：冷卻裝置。

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)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(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)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)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

一種生產(chǎn)TPU復(fù)合膜的設(shè)備，如圖1所示，包括第一螺桿擠出機(jī)，第一螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒102、連接螺桿料筒102中螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置101和過濾網(wǎng)103；第二螺桿擠出機(jī)，第二螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒112、連接螺桿料筒112中螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置111和過濾網(wǎng)113；分配器12；分配器12中設(shè)有分流道，包括第一分流道和第二分流道，其中第一分流道的入口連接第一螺桿擠出機(jī)的出口121，第二分流道的入口連接第二螺桿擠出機(jī)的出口122；T型模頭13連接第一分流道和第二分流道的出口，如圖2所示；定型輪14；冷卻裝置15。

實(shí)施例2

一種生產(chǎn)TPU復(fù)合膜的設(shè)備，如圖3所示，包括第一螺桿擠出機(jī)，第一螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒202、連接螺桿料筒202中螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置201和過濾網(wǎng)203；第二螺桿擠出機(jī)，第二螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒212、連接螺桿料筒212中螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置211和過濾網(wǎng)213；第三螺桿擠出機(jī)，第一螺桿擠出機(jī)包括螺桿料筒222、連接螺桿料筒222中螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置221和過濾網(wǎng)223；分配器23；分配器23中設(shè)有分流道，包括第一分流道、第二分流道和第三分流道，其中第一分流道的入口連接第一螺桿擠出機(jī)的出口231，第二分流道的入口連接第二螺桿擠出機(jī)的出口232，第三分流道的入口連接第三螺桿擠出機(jī)的出口233；T型模頭24連接第一分流道、第二分流道和第三分流道的出口，如圖4所示；定型輪25；冷卻裝置26。

實(shí)施例3

利用實(shí)施例1的設(shè)備生產(chǎn)TPU薄膜的方法，包括如下步驟：

第一螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為400目的不銹鋼過濾網(wǎng)103，第二螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為100目的不銹鋼過濾網(wǎng)113，將TPU喂入第一螺桿擠出機(jī)，將EVA喂入第二螺桿擠出機(jī)，TPU和EVA質(zhì)量比為1:1經(jīng)加熱、剪切、混煉，得到的TPU熔融料和EVA熔融料通過分配器12的分流道流入T型模頭13后擠出，同時(shí)通過夾具控制擠出模的寬度，緊接著經(jīng)過成型輪14成膜后在冷卻裝置15中冷卻至室溫，得到EVA/TPU復(fù)合膜。原料損耗為0.06％。

得到的EVA/TPU復(fù)合膜厚度為0.8mm，寬度為1410mm，最大拉伸強(qiáng)度50MPa，扯斷伸長率620％，撕裂強(qiáng)度75kgf/cm。

實(shí)施例4

利用實(shí)施例1的設(shè)備生產(chǎn)TPU薄膜的方法，包括如下步驟：

第一螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為200目的不銹鋼過濾網(wǎng)103，第二螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為300目的不銹鋼過濾網(wǎng)113，將質(zhì)量比為1:1的TPU喂入第一螺桿擠出機(jī)和第二螺桿擠出機(jī)，經(jīng)加熱、剪切、混煉，得到的TPU熔融料通過分配器12的分流道流入T型模頭13后擠出，同時(shí)通過夾具控制擠出模的寬度，緊接著經(jīng)過成型輪14成膜后在冷卻裝置15中冷卻至室溫，得到雙層TPU復(fù)合膜。原料損耗為0.05％。

得到的雙層TPU復(fù)合膜厚度為0.5mm，寬度為1380mm，最大拉伸45MPa，扯斷伸長率600％，撕裂強(qiáng)度80kgf/cm。

實(shí)施例5

利用實(shí)施例2的設(shè)備生產(chǎn)TPU薄膜的方法，包括如下步驟：

第一螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為200目的不銹鋼過濾網(wǎng)203，第二螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為100目的不銹鋼過濾網(wǎng)213，第三螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為200目的不銹鋼過濾網(wǎng)223；將TPU喂入第一螺桿擠出機(jī)，將PE喂入第二螺桿擠出機(jī)，將PVC喂入第三螺桿擠出機(jī)，TPU、PE和PVC的質(zhì)量比為3:1:1，經(jīng)加熱、剪切、混煉，得到的TPU熔融料、PE熔融料和PVC熔融料通過分配器23的分流道流入T型模頭24后擠出，同時(shí)通過夾具控制擠出模的寬度，緊接著經(jīng)過成型輪25成膜后在冷卻裝置26中冷卻至室溫，得到TPU/PE/PVC復(fù)合膜。原料損耗為0.07％。

得到的EVA/TPU復(fù)合膜厚度為1.3mm，寬度為1510mm，最大拉伸60MPa，扯斷伸長率580％，撕裂強(qiáng)度78kgf/cm。

實(shí)施例6

第一螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為100目的不銹鋼過濾網(wǎng)203，第二螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為100目的不銹鋼過濾網(wǎng)213，第三螺桿擠出機(jī)內(nèi)安裝網(wǎng)孔為100目的不銹鋼過濾網(wǎng)223；將質(zhì)量比為1:1的TPU喂入第一螺桿擠出機(jī)和第二螺桿擠出機(jī)，將PP喂入第三螺桿擠出機(jī)，PP質(zhì)量與TPU總質(zhì)量的比例為1:4，經(jīng)加熱、剪切、混煉，得到的TPU熔融料和PP熔融料通過分配器23的分流道流入T型模頭24后擠出，同時(shí)通過夾具控制擠出模的寬度，緊接著經(jīng)過成型輪25成膜后在冷卻裝置26中冷卻至室溫，得到TPU/PP復(fù)合膜。原料損耗為0.06％。

得到的TPU/PP復(fù)合膜厚度為1.0mm，寬度為1350mm，最大拉伸50MPa，扯斷伸長率610％，撕裂強(qiáng)度82kgf/cm。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)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(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。