[发明专利]一种轻质高强充气膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑型充气材料，具体涉及一种轻质高强充气膜材料及其制备方法。

背景技术

充气膜材料是一种具有阻气阻水并具有一定强度的高性能材料，主要用于建筑行业、移动式机库、艇库、帐篷和充气船艇等水上用品等。现有技术的建筑用膜材料多为一定配方的糊状聚氯乙烯(PVC)树脂刮涂在涤纶或尼龙纤维布上，其重量重，阻气阻湿性、耐摩擦、耐腐蚀性能较差；而性能较好的建筑膜材料PTFE+玻纤织物以及ETFE气枕膜材料价格贵、重量重，这些现有的建筑用膜材料不能满足日益提高的对膜材料的性能要求和定量需求，尤其是在做大跨度可移动建筑膜结构时，需要进行各种力学分析和结构计算，对材料自重的要求很高，材料自重越大，可设计的跨度就越小，所能承受的风雨雪载能力就越低，甚至面对难以充起的状况。因此，力学性能好、重量低、高耐候、易加工的膜材料会带给膜建筑工业一个历史性的革命，具有更强的结构可设计性和耐恶略环境性能的轻质高强膜材料是以后建筑膜材料工业发展的总体趋势。

本发明的膜材料采用高强轻质芳族聚酯纤维采用Panama织法得到高强高模的纤维布，经过表面处理后在双面流延一定厚度的聚醚型TPU膜，然后再喷涂具有高自洁性能的耐候层PVDF，制成轻质高强、耐候性优良的膜材料。其中，同等力学强度的芳纶聚酯纤维织物比普同涤纶织物轻3-4倍，而TPU的耐磨性能是PVC的6倍，阻气性能是PVC的2-3倍，断裂强度和撕破强度是PVC的2-3倍，抗穿破性是PVC的4倍；而聚醚型TPU具有较好的耐水解性能、低温柔韧性、优良的耐候性和高频焊接性，有利于材料的后期加工成型。虽然，TPU的价格是PVC的4-5倍，但是通过采用轻质高强的芳族聚酯纤维布，可在保证同等性能的基础上减少TPU材料的用量，使成本基本不变，但却有更好的性能。除此，本发明还具有制备工艺简单的特点。

发明内容

本发明的目的就是提供一种轻质高强的充气膜材料及其制备方法。

本发明提供的充气膜材料，主要包括：耐候层、焊接阻隔层和承力层，其特征在于：所述承力层的双面都依次接合所述阻隔层(2)和耐候层(1)，所述焊接阻隔层(2)通过流延工艺贴覆到所述承力层(3)上，所述耐候层(1)涂敷在所述焊接阻隔层(2)上。

优选地，焊接阻隔层材料为聚醚型TPU，流延厚度为0.10-0.11mm，TPU单层涂布量是120-130g/m²。

优选地，聚醚型TPU材料中掺加有色母料、抗霉菌剂和抗UV试剂。

优选地，耐候层的涂敷材料为含20-28重量％的聚偏氟乙烯，耐候层的厚度为5-10μm，涂敷材料的辊涂量为5-10g/m²。

优选地，耐候层通过辊涂、刮涂或喷涂工艺涂敷到焊接阻隔层上，其中耐候层的涂敷材料还含有丙烯酸树脂、颜料和乙酸乙酯溶剂，PVDF树脂、丙烯酸树脂、颜料和乙酸乙酯溶剂的重量份依次为20-28、8-12、8-18和50-60。

优选地，承力层为浸润了含5-10重量％的钛白粉乳液的聚氨酯胶液的芳香族聚酯纤维织物，浸渍胶液后承力层厚度为0.11～0.12mm，芳香族聚酯纤维织物的编织丝为经纬向各200D丝，编织方法采用Panama织法。

优选地，所述充气膜材料总厚度为0.34-0.36mm。

本发明提供的所述的充气膜材料的制备方法如下：首先将承力层进行电晕及浸渍含5-10重量％的钛白粉乳液的聚氨酯胶液，收卷熟化后送至流延；双面流延聚醚型TPU膜，烘干后在表面辊涂PVDF，制得所述充气膜材料。

优选地，所述方法包括以下步骤：

步骤一：首先是织布机采用panama织法对200D的芳族聚酯纤维进行15*15的编织，编织好后经过水溶性PU定型剂对布料定型并干燥。

步骤二：将定型干燥好的芳族聚酯纤维布进行电晕处理，输出电压10KV；

步骤三：将电晕处理后的纤维布进行反复浸渍聚氨酯胶液处理，上胶量控制在10g/m²，上胶后经过温度为100-110℃，长度为10～15m的烘道；

步骤四：将步骤三得到的处理后的芳香族纤维布，双表面流延加入色母料、抗菌剂和抗UV剂的聚醚型TPU膜各100μm，流延后收卷熟化；

步骤五：将熟化后的TPU流延布双表面辊涂配置好的PVDF膜5-10μm，并再次熟化，即完成最终的充气膜材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了阻气阻水性好、质轻高强、耐候性好、具有自洁功能等性能，制备方法易于操作和控制。主要体现在以下几个方面：