一种TPU改性PVC发泡材料、人造革及人造革的制备方法与流程

一种tpu改性pvc发泡材料、人造革及人造革的制备方法
技术领域
1.本发明涉及人造革领域，特别涉及一种tpu改性pvc发泡材料、人造革及人造革的制备方法。


背景技术：

2.人造革是一种外观、手感与皮革相似的塑料制品，广泛用于家具、手提包、衣服、汽车内饰等。其中，汽车内饰、家具面料层等一般采用发泡人造革，发泡人造革不仅要求表面具备优异的耐摩擦性、耐寒性、耐老化性，还要求本身具备一定的软柔性和弹性，以提高触感和使用体验。因此，目前发泡人造革一般由面层、发泡层和基布层组成，面层的耐磨性、耐老化性等性能较好，用于保护耐磨性较差的发泡层，发泡层则主要提供一定的弹性和柔软度。面层和发泡层可以采用相似的组分制备，如pvc发泡人造革的面层和发泡层的主要成分都是pvc，再配以不同的增塑剂、发泡剂等从而得到不同性能的材料。
3.目前人造革主要有pvc人造革、pu人造革和pu合成革三类，其中pvc人造革的价格较便宜，但其性能远不如pu人造革。pvc材质的人造革一般手感相对较硬，抗老化性相对较差，因此，为了弥补其性能上的不足，往往添加不同功能的辅助剂对其进行改性，但目前难以得到一种既具有较好弹性和柔软度、又具备优异耐磨性的发泡层。此外，目前pvc制备的面层材料还面临耐寒性不足的问题，长期处于-15℃以下的环境下，容易出现裂纹；因此，耐寒性的不足极大地限制了pvc发泡人造革在汽车内饰中的使用。
4.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种tpu改性pvc发泡材料，旨在解决现有技术中pvc人造革发泡层耐磨性、耐寒性等性能不佳的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
7.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 5-50份、pvc 50-100份、dop 40-100份、ac发泡剂1-5份、钙锌稳定剂1-3份。
8.所述的tpu改性pvc发泡材料，其中，所述pvc的聚合度为1000-1100。
9.所述的tpu改性pvc发泡材料，其中，所述tpu的100％模量为5-10mpa。
10.所述的tpu改性pvc发泡材料，其中，所述tpu的邵氏硬度为75-95a。
11.一种人造革，包括上述的tpu改性pvc发泡材料和基布，所述tpu改性pvc发泡材料贴合在所述基布上。
12.一种人造革的制备方法，用于制备上述的人造革，包括以下步骤：
13.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
14.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
15.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预
热的基布层进行贴合，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
16.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；
17.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
18.所述的发泡人造革的制备方法，其中，所述步骤s003压延贴布中，发泡层混合物的厚度为0.15-0.5mm。
19.所述的发泡人造革的制备方法，其中，所述步骤s004发泡中，发泡层的发泡倍率为1-2倍。
20.有益效果：
21.本发明提供了一种tpu改性pvc发泡材料，通过加入tpu对pvc发泡材料进行改性，提高了pvc发泡材料的耐寒性、耐摩擦性、耐老化等性能，同时不会对pvc的发泡造成影响，制备得到的发泡材料弹性好，具有一定厚度，触感柔软，具备目前pvc发泡人造革中面层和发泡层的特点。
22.本发明还提供了一种人造革，以上述的tpu改性pvc发泡材料替代现有的面层和发泡层，大大减少了生产工序和原材料的种类，降低了人造革生产成本。相对于现有的pvc发泡人造革，本发明的发泡人造革还具有更佳的耐寒性和耐摩擦性，能够适应零下低温环境，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
23.本发明提供一种tpu改性pvc发泡材料、人造革及人造革的制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.本发明提供一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 5-50份、pvc 50-100份、dop 40-100份、ac发泡剂1-5份、钙锌稳定剂1-3份。tpu的硬度范围较宽，具有优异的耐磨性、耐候性、弹性、抗撕裂性等，拉伸强度高，在外力撤除以后复原性好，可以提高pvc发泡层的耐磨性、耐寒性、拉伸强度和复原性等。但tpu的添加量需严格控制，不能过大，否则形成的pvc发泡层弹性过大，手感与橡胶相似，而非人造革。此外，tpu的添加量过多还会影响发泡率，tpu由硬段和软段组成，其硬度主要由硬段提供，硬段的密度较大，发泡后形成的发泡层密度较大，若tpu的添加量过多会导致发泡率不足。dop作为增塑剂使用，高温环境下，可以插入到pvc分子链间，从而使pvc大分子间作用力减弱，增加塑性。ac发泡剂的发气量大，性能稳定，分解温度稳定，可以使pvc发泡层中形成均匀、孔径大小合适的细孔结构。钙锌稳定剂与pvc和dop的相容性好，在pvc热处理过程中起热稳定作用。pvc到温度到达90℃以上就开始发生分解，当温度到达120℃以上时，pvc的热分解会更加明显，其颜色会逐渐加深，通过采用钙锌稳定剂使得pvc可以在高温加工中保持稳定，避免热分解。
25.优选的，所述pvc为1000-1100，相对于低聚合度的pvc，聚合度在1000-1100的pvc的强度、刚性、耐热以及耐寒性较好，也不会因平均聚合度过高而导致成型加工性能太差。
26.优选的，所述tpu的100％模量为5-10mpa。tpu的100％模量的范围需要严格控制，若过大，tpu在压延时难以延伸，这需要加大机器的运行功率，但是会导致在压延加工时机器的电流过大，容易造成跳闸；此外，tpu的100％模量过大还会导致制得的发泡层在下压时需要施加较大的作用力，导致柔软性不佳。若tpu的100％模量太小，会导致发泡层组分混合
物在压延加工时容易引起粘辊。因此，tpu的100％模量的选择，既会影响发泡层的性能，也会影响制备工艺。
27.优选的，所述tpu的邵氏硬度为75-95a。tpu的邵氏硬度范围很宽，在60a-80d之间，tpu邵氏硬度的不同会影响发泡层的耐磨性，以及气体在体系中的扩散系数。气体的扩散系数随tpu的硬度的减少而增加，气体的扩散系数更大，则更有利于提高发泡层的发泡率和气孔的均匀性。tpu的硬度受tpu的软段和硬段含量的影响，本发明的tpu选择的邵氏硬度较低，硬度低的tpu的软段含量更高，软段含量高的tpu可变性更强，相应的，其透气性会更好，气体在tpu中的扩散系数更大，从而使得体系的发泡率更高，弹性更好。但是tpu的硬度不能过低，否则会影响产品的耐磨性。
28.优选的，所述tpu的抗张强度为25-40mpa；所述tpu的撕裂强度为60-100n/mm。tpu的抗张强度、撕裂强度不能过低，否则制备的产品使用过程中容易被出现断裂。
29.优选的，所述tpu的断裂伸长率为300-800％。tpu断裂伸长率越大值得到的产品的柔软性能和弹性越好，但是若过大则容易出现变形。
30.一种人造革，包括上述的tpu改性pvc发泡材料和基布。所述发泡人造革以tpu改性pvc发泡材料替代现有技术中的面层和发泡层，可以减少生产工艺和原料配备，tpu改性pvc发泡层不仅具备良好的弹性和柔软的触感，而且还具有优异的耐磨性和抗寒性。
31.上述人造革的制备方法，包括以下步骤：
32.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比进行混合；
33.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，然后使用挤出机进行过滤；
34.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
35.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；
36.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
37.本发明中，发泡人造革的制备过程减少了面层的密炼和压延粘贴工序，降低了对于设备的要求，并降低了设备的投入成本，此外，发泡人造革层级数量的减少可以降低生产难度，降低产品不合格率。
38.优选的，所述步骤s003压延贴布中，发泡层混合物的厚度为0.15-0.5mm。发泡层混合物的厚度不宜太厚，否则经发泡后形成的发泡层会过厚；若太薄则会缺乏足够的形变区域，按压时柔软度不足。
39.优选的，所述步骤s004发泡中，发泡层的发泡倍率为1-2倍。发泡层的发泡倍率不宜过大，否则形成的泡孔孔径过大，尽管可以增加柔软度，但是得到的发泡层密度太低，泡孔间的厚度会变小，耐磨性和抗张强度等性能会下降；发泡倍率过低则会导致发泡层的柔软度不足。
40.实施例1
41.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 50份、pvc 70份、dop 70份、ac发泡剂3份、钙锌稳定剂2份。
42.所述pvc的聚合度为1100。
43.所述tpu的100％模量为7mpa。
44.所述tpu的邵氏硬度为75a。
45.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
46.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
47.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
48.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.15mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
49.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
50.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
51.实施例2
52.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 20份、pvc 50份、dop 100份、ac发泡剂1份、钙锌稳定剂3份。
53.所述pvc的聚合度为1000。
54.所述tpu的100％模量为5mpa。
55.所述tpu的邵氏硬度为95a。
56.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
57.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
58.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
59.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.4mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
60.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
61.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
62.实施例3
63.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 40份、pvc 100份、dop 40份、ac发泡剂2份、钙锌稳定剂1份。
64.所述pvc的聚合度为1000。
65.所述tpu的100％模量为10mpa。
66.所述tpu的邵氏硬度为82a。
67.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
68.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按
配比混合；
69.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
70.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.2mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
71.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
72.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
73.实施例4
74.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 30份、pvc 80份、dop 60份、ac发泡剂1.5份、钙锌稳定剂1.5份。
75.所述pvc的聚合度为1000。
76.所述tpu的100％模量为8mpa。
77.所述tpu的邵氏硬度为87a。
78.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
79.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
80.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
81.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.5mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
82.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
83.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
84.对比例1
85.一种pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：pvc 70份、dop 60份、ac发泡剂1.5份、钙锌稳定剂1.5份。
86.所述pvc的聚合度为1000。
87.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
88.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
89.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
90.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.15mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
91.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
92.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
93.对比例2
94.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 40份、pvc 70份、dop 60份、ac发泡剂1份、钙锌稳定剂1份。
95.所述pvc的聚合度为1100。
96.所述tpu的100％模量为11mpa。
97.所述tpu的邵氏硬度为80a。
98.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
99.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
100.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
101.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.2mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
102.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
103.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
104.对比例3
105.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 40份、pvc 70份、dop 60份、ac发泡剂1.5份、钙锌稳定剂1份。
106.所述pvc的聚合度为1100。
107.所述tpu的100％模量为12mpa。
108.所述tpu的邵氏硬度为150a。
109.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
110.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
111.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
112.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.4mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
113.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
114.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
115.对比例4
116.一种tpu改性pvc发泡材料，按重量份数计算，包括以下组分：tpu 60份、pvc 40份、dop 70份、ac发泡剂3份、钙锌稳定剂2份。
117.所述pvc的聚合度为1000。
118.所述tpu的100％模量为8mpa。
119.所述tpu的邵氏硬度为90a。
120.按上述tpu改性pvc发泡材料的配方用于制备人造革，人造革的制备方法包括以下步骤：
121.步骤s001.发泡层配料：使用高速混合机将tpu、pvc、dop、ac发泡剂、钙锌稳定剂按配比混合；
122.步骤s002.密炼：将混合均匀的发泡层组分进行密炼塑化，挤出机过滤；
123.步骤s003.压延贴布：通过压延机将过滤后的发泡层混合物压延成型，然后与经预热的基布层进行贴合，发泡层混合物的厚度为0.3mm，贴合后经冷却辊冷却，得到人造革半成品；
124.步骤s004.发泡：将人造革半成品放入发泡烘箱内进行发泡处理；发泡层的发泡倍率为1-2倍；
125.步骤s005.表面处理：对发泡层进行表面处理后得到成品。
126.将实施例1-4、对比例1-4制得的发泡人造革成品进行性能测试，其中低温冲击实验参照《hg 2-162-1965塑料低温冲击压缩试验方法进行》；耐磨性实验采用taber公司的耐磨试验机进行；回弹性通过按压以及观察回弹时间进行判断；其他测试指标参照标准《qb/t5067家具用聚乙烯人造革》进行，各项性能测试结果如下表：
[0127][0128]
从上述测试结果可以看出，对比例1中，没有添加tpu进行改性的pvc发泡人造革其耐寒冲击、耐磨性以及回弹性均不如实施例1-4中通过添加tpu改性的pvc发泡人造革。对比例2中，采用了100％模量较大的tpu，其耐磨性相对于对比例1有一定的提高，但其回弹性依旧较差，tpu的其它参数性能也未完全达到发明的要求，因此，在耐寒冲击性以及耐磨性上
也不及实施例1-4。对比例3中，采用了硬度较大的tpu对发泡层进行改性，制得的发泡层虽然耐磨性和耐寒冲击性能都得到了提升，但其回弹性依旧较差，无法达到本发明的技术效果。对比例4中，pvc以及tpu的含量均不在本发明要求保护的范围内，其中tpu的相对含量过大，导致制得的人造革产品回弹性过大，手感如橡胶，无法达到本发明的技术效果。
[0129]
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。