具有储水功能的弹性体复合材料及所得储水容器

摘要

本发明公开了具有储水功能的弹性体复合材料及所得储水容器，所述弹性体复合材料包括：骨架材料，与该骨架材料分别粘合的耐候层和耐水解层，其中，所述耐候层含有脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料，所述耐水解层含有聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料，该材料具有高耐候性、耐霉菌性、耐水解性，同时具有优异的耐磨性能、抗拉性能以及剥离性能，可用作优异的储水材料。

说明书

技术领域

本发明涉及热塑性弹性体材料的技术领域。

背景技术

软体水罐是一种以合成纤维为骨架材料，内外涂覆热塑性高分子弹性材料，经高频或者热风焊接而成的软质容器，具有自重轻、不锈蚀、可卷折、运输体积小以及展开撤收方便等优点。但是现有的PVC、橡胶及TPU水罐材料在实际应用过程中存在耐候性差、涂层容易剥落、耐久性差等问题，同时还存在在饮用水储存过程中出现霉菌现象等问题，极大地限制了其应用能力和应用范围。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高耐候性、高耐霉菌性、高耐水解性的聚氨酯弹性体复合材料，可用于制作存储、运输饮用水的软质水罐，其可显著地增强软体水罐的应用能力、扩大应用范围，提高饮用水安全性。

本发明首先公开了如下的技术方案：

具有储水功能的聚氨酯弹性体复合材料，其包括：骨架材料，和通过粘合层与所述骨架材料分别粘合的耐候层和耐水解层，其中，所述耐候层含有脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料，所述耐水解层含有聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料。

根据本发明的一些优选实施方式，所述脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料的硬度为85-90A和/或强度为35-45Mpa。

根据本发明的一些优选实施方式，所述聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料的硬度为85-90A和/或强度为30-35Mpa。

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐候层的厚度为0.2-0.3mm。

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐水解层的厚度为0.2-0.3mm。

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐候层还含有抗氧化剂。

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐水解层还含有碳化二亚胺和/或防霉抗菌剂。

根据本发明的一些优选实施方式，所述抗氧化剂的添加质量为所述脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料质量的0.05％-0.1％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述碳化二亚胺的添加质量为所述聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料质量的0.1％-0.5％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述防霉抗菌剂的添加质量为所述聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料的质量的0.5-2％。

根据本发明的一些优选实施方式，所述粘合由粘合层材料实现，所述粘合层材料包括：20-30质量份聚合物粘合剂，4-8质量份固化剂，40-70质量份有机溶剂和3-5质量份碳化二亚胺。

根据本发明的一些优选实施方式，所述聚合物粘合剂选自聚酯型聚氨酯、聚己内酯、环氧树脂中的一种或多种。

根据本发明的一些优选实施方式，所述固化剂选自有效固含量为10-20％的异氰酸酯。

根据本发明的一些优选实施方式，所述有机溶剂选自丙酮、甲苯、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯中的一种或多种。

根据本发明的一些优选实施方式，所述骨架材料为聚酯帆布。

根据本发明的一些优选实施方式，所述聚酯帆布的旦数大于或等于500D，且小于或等于2000D。

根据本发明的一些优选实施方式，所述骨架材料上、所述粘合使用的粘合层材料的用量为40-70g/m

根据本发明的一些优选实施方式，所述脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料选自通过六亚甲基二异氰酸酯聚合的无苯环结构的热塑性聚氨酯弹性体材料。

根据本发明的一些优选实施方式，所述聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料选自具有以下结构式的热塑性聚氨酯弹性体材料：

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐候层还含有苯井三唑类和/或三嗪类光稳定剂。

根据本发明的一些优选实施方式，所述耐水解层还含有以亚微米级玻璃和/或磷酸锆为载体的无机金属离子。

更优选的，所述无机金属离子选自银离子、锌离子、铜离子中的一种或多种。

根据上述弹性体复合材料，可进一步得到一种储水容器，其使用该弹性体复合材料作为主体材质。

本发明具备以下有益效果：

(1)本发明的复合材料的内外层针对实际应用情况，具有特殊的结构设计和材料配合，可得到耐候性和耐水解性均较优异的产品；

(2)在一些具体实施方式中，本发明的耐候层使用脂肪族TPU、并添加抗氧化剂，可使其具备优异的耐紫外性和抗氧化性；

(2)在一些具体实施方式中，本发明的耐水解层使用聚醚型TPU、并添加碳化二亚胺功能助剂和防霉抗菌剂，可使产品内层具备优异的耐水解性以及防霉抗菌性；

(3)本发明的复合材料安全环保，具备优异的耐磨性能、抗拉性能以及高剥离性能，可用作优异的储水材料。

附图说明

图1为一种具体的具有储水功能的弹性体复合材料的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。

根据本发明的技术方案，如附图1所示，一种具体的具有储水功能的弹性体复合材料包括：一种具有储水功能的弹性体复合材料，其特征在于，包括顺次粘合叠加的脂肪族耐候TPU膜(1)、第一聚氨酯粘胶层(4)、聚酯帆布骨架材料(2)、第二聚氨酯粘胶层(5)、耐水解聚醚TPU膜(3)。通过粘合层与骨架材料分别粘合的耐候层和耐水解层，其中，所述耐候层含有脂肪族热塑性聚氨酯弹性体材料，所述耐水解层含有聚醚型热塑性聚氨酯弹性体材料。

其中，进一步的，

优选所述耐候层的厚度为0.2-0.3mm，所述耐水解层的厚度为0.2-0.3mm。

所述脂肪族TPU材料优选为硬度范围为85-90A，强度35-45Mpa的、耐黄变性能好的脂肪族TPU材料，优选的，为六亚甲基二异氰酸酯聚合的无苯环结构的TPU材料。

所述的耐候层优选还含有抗氧化剂，优选的，所述抗氧化剂主要为苯井三唑类或三嗪类光稳定剂。在具体实施中，抗氧化剂可以TPU为载体，在加工过程中与脂肪族TPU混合熔融，挤出流延到骨架材料上，通过粘合层粘接，在使用过程中耐候层朝外。

进一步的，所述抗氧化剂的添加质量优选为所述脂肪族TPU质量的0.05％-0.1％。

发明人意外地发现，加入所述抗氧化剂可有效提高产品的耐候性能，且在上述优选添加范围内，所述耐候层具有较佳的强度和耐老化性能。

所述的耐水解层优选硬度范围为85-90A，强度为30-35Mpa的聚醚型TPU材料，优选的，为具有以下结构式的聚醚型TPU材料：

进一步的，所述耐水解层优选还含有功能助剂，更优选的，所述功能助剂为碳化二亚胺，在具体实施中，功能助剂可以TPU为载体，通过与聚醚型TPU混合熔融，挤出流延到骨架材料的第二面。

进一步的，所述碳化二亚胺的添加质量优选为所述聚醚型TPU质量的0.1％-0.5％。

发明人意外地发现，加入所述碳化二亚胺功能助剂可以进一步提高所述耐水解层的耐水解性能，且在上述优选添加范围内，所述耐水解层具有较佳的强度和耐水解性。

进一步的，所述耐水解层优选还含有防霉抗菌剂，优选的，可为以亚微米级玻璃或磷酸锆为载体的无机金属离子，如含有亚微米级玻璃或磷酸锆载体及其负载的银离子、锌离子、铜离子中的一种或多种的防霉抗菌剂，在具体实施中，其可通过与所述功能助剂的混炼添加相类似的方式加入。

进一步的，所述防霉抗菌剂的添加质量优选为所述聚醚型TPU的质量的0.5-2％。

发明人意外地发现，加入所述防霉抗菌剂可使所述耐水解层具备防霉抗菌功能，且在上述优选添加范围内，在储水时，可保持较佳的水品质和引用安全性。

所述粘合优选由粘合层材料实现，所述粘合层材料优选包括：20-30质量份聚合物粘合剂，4-8质量份对应的固化剂，40-70质量份有机溶剂，3-5质量份碳化二亚胺。

进一步的，所述聚合物粘合剂优选为聚酯型聚氨酯、聚己内酯、环氧树脂中的一种或任意配比的多种；所述固化剂优选为小分子量的异氰酸酯，更优选的，所述异氰酸酯的有效固含量为10-20％；所述有机溶剂优选为丙酮、甲苯、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯中的一种或多种。

所述骨架材料优选为聚酯纤维，在具体实施中，更优选为聚酯纤维形成的聚酯帆布。

进一步的，所述聚酯帆布的旦数大于或等于500D，且小于或等于2000D。

进一步的，所述骨架材料上所述粘合层材料的用量即所述粘合层材料的上胶量优选为40-70g/m

发明人意外地发现，所述粘合层材料与所述骨架材料及所述耐候层或耐水解层具有较佳的粘合效果，且在上述优选上胶量范围内，可得到无气泡产生的、具有较佳耐水解性和剥离性能的粘合层。

实施例1

一种用于储水罐的TPU复合材料，其从上到下依次包括：耐候层-粘合层-骨架材料-粘合层-耐水解层。

其中，

耐候层厚度为0.2mm，含有脂肪族TPU(91F88，88A)和抗氧化剂(1010)，其中，抗氧化剂与脂肪族TPU的质量比为0.05％：1；

耐水解层厚度为0.2mm，含有聚醚型TPU(9385)、碳化二亚胺(CA-01)和防霉抗菌剂(B301)，其中碳化二亚胺与聚醚型TPU的质量比为0.1％：1，防霉抗菌剂与聚醚型TPU的质量比为0.5％；

粘合层在骨架材料的两面上每层的用量为40g/m

骨架材料为旦数为500D的聚酯帆布。

实施例2

一种用于储水罐的TPU复合材料，其从上到下依次包括：耐候层-粘合层-骨架材料-粘合层-耐水解层。

其中，

耐候层厚度为0.25mm，含有脂肪族TPU(ALR CL90A，90A)和抗氧化剂(B2898)，其中，抗氧化剂与脂肪族TPU的质量比为0.07％：1；

耐水解层厚度为0.25mm，含有聚醚型TPU(4385)、碳化二亚胺(CA-50)和防霉抗菌剂(LB201)，其中碳化二亚胺与聚醚型TPU的质量比为0.3％：1，防霉抗菌剂与聚醚型TPU的质量比为1％；

粘合层在骨架材料的两面上每层的用量为50g/m

骨架材料为旦数为1000D的聚酯帆布。

实施例3

一种用于储水罐的TPU复合材料，其从上到下依次包括：耐候层-粘合层-骨架材料-粘合层-耐水解层。

其中，

耐候层厚度为0.3mm，含有脂肪族TPU(ALR E87A，87A)和抗氧化剂(Chinox20N)，其中，抗氧化剂与脂肪族TPU的质量比为0.1％：1；

耐水解层厚度为0.3mm，含有聚醚型TPU(76E85，85A)、碳化二亚胺(UN-150)和防霉抗菌剂(P203)，其中碳化二亚胺与聚醚型TPU的质量比为0.5％：1，防霉抗菌剂与聚醚型TPU的质量比为2％；

粘合层在骨架材料的两面上每层的用量为70g/m

骨架材料为旦数为2000D的聚酯帆布。

对上述实施例1-3的产品进行性能测试，并与传统TPU、PVC或者橡胶储水罐材料进行对比，其结果如下：

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。