本發明屬于高分子材料領域，涉及一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法。
背景技術：
隨著工業生產、交通運輸、城市建筑的發展，以及人口密度的增加，家庭設施(音響、空調、電視機等)的增多，環境噪聲日益嚴重，它已成為污染人類社會環境的一大公害。噪聲不僅會影響聽力，而且還對人的心血管系統、神經系統、內分泌系統產生不利影響。因此，對于吸音降噪、隔熱保溫材料的需求大大增加。
熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)因其特有的優良特性，已被廣泛用于各行業中，隨著技術的發展，許多行業要求TPU薄膜具有吸音和保溫功能。
CN 104262945 A公開了一種阻燃吸音TPU薄膜及其制備方法，所述TPU薄膜按重量份包括如下組分：聚酯型TPU顆粒60-80份、三聚氰胺20-30份、滑石1-10份、硫酸鋇1-10份和助劑1-3份，該發明制得的TPU薄膜具有優異的阻燃性，吸音系數達到0.90-0.93，但該TPU薄膜并不具有突出的保溫效果。
CN 204169125 U公開了一種具有良好保溫效果的發泡TPU薄膜，其特征是包括TPU膜(1)、發泡TPU薄膜(2)和紡織面料(3)，所述TPU膜(1)和紡織面料(3)分別設置在發泡TPU薄膜(2)的上下表面。本實用新型雖然得到了良好保溫效果的發泡TPU薄膜，但是該薄膜并不具有突出的吸音降噪性能。
因此，在本領域，期望開發一種既具有隔熱保溫性能，又具有吸音降噪性能的TPU薄膜。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
本發明提供了一種隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜，所述TPU薄膜主要由以下重量份的原料制備得到：
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述聚酯型TPU顆粒的用量為50-60重量份，例如50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份、55重量份、56重量份、57重量份、58重量份、59重量份或60重量份。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述聚碳化二亞胺的用量為10-20重量份，例如10重量份、12重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述環氧樹脂的用量為30-40重量份，例如30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
優選地，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂或酚醛型環氧樹脂中的一種或至少兩種的混合物。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述云母的用量為5-10重量份，例如5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份或10重量份。
在本發明中，所述陶瓷顆粒為氮化鋁、氧化鋁或鈦酸鋇中的任意一種或至少兩種的組合，優選鈦酸鋇。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述陶瓷顆粒的用量為2-5重量份，例如2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。
在本發明中陶粒和珍珠巖協同作用可以增強TPU薄膜的隔熱保溫以及吸音降噪功能。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的原料中，所述抗氧劑的用量為1-3重量份，例如1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份。
優選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑TPP或抗氧劑TNP。
另一方面，本發明提供了如第一方面所述的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法，所述方法為：將珍珠巖粉碎，各原料成分預先干燥，混合均勻，擠出得到所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，將珍珠巖粉碎至150-200目，例如150目、155目、160目、165目、170目、175目、180目、185目、190目、195目或200目。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，所述干燥溫度為70-80℃，例如70℃、72℃、74℃、75℃、76℃、78℃或80℃。
在本發明所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法中，所述擠出利用流延機擠出。
優選地，所述流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為150-210℃；濾網溫度為150-190℃；彎頭溫度為180-220℃；連接溫度為180-210℃；模頭溫度為190-230℃。
作為本發明的優選技術方案，所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜的制備方法包括以下步驟：
將將珍珠巖粉碎至150-200目，各原料成分預先在70-80℃下干燥1-3h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為150-210℃；濾網溫度為150-190℃；彎頭溫度為180-220℃；連接溫度為180-210℃；模頭溫度為190-230℃，得到所述隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜。
相對于現有技術，本發明具有以下有益效果：
本發明利用50-60重量份聚酯型TPU顆粒、10-20重量份聚碳化二亞胺、30-40重量份環氧樹脂、5-10重量份聚碳酸酯、5-10重量份云母、2-5重量份陶瓷顆粒和1-3重量份抗氧劑制備得到TPU薄膜，該TPU薄膜的吸音系數為0.96-0.99，具有良好的吸音降噪性能，導熱系數為0.03-0.05W/m·k，具有很好的隔熱保溫性，此外，本發明制備的TPU薄膜的拉伸強度為62-68MPa，斷裂伸長率為598-632％，撕裂強度為140-145MPa，具有良好的力學性能。因此，本發明制備得到的TPU薄膜是一種綜合性能良好的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜，具有廣闊的應用前景。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
實施例1
在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
制備方法如下：
將將珍珠巖粉碎至150目，各原料成分預先在75℃下干燥3h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為150℃；濾網溫度為160℃；彎頭溫度為180℃；連接溫度為190℃；模頭溫度為190℃，得到TPU薄膜。
實施例2
在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
制備方法如下：
將將珍珠巖粉碎至200目，各原料成分預先在80℃下干燥1h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為210℃；濾網溫度為190℃；彎頭溫度為220℃；連接溫度為210℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。
實施例3
在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
制備方法如下：
將將珍珠巖粉碎至180目，各原料成分預先在75℃下干燥2h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為190℃；濾網溫度為150℃；彎頭溫度為200℃；連接溫度為180℃；模頭溫度為220℃，得到TPU薄膜。
實施例4
在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
制備方法如下：
將將珍珠巖粉碎至200目，各原料成分預先在70℃下干燥1h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為200℃；濾網溫度為180℃；彎頭溫度為210℃；連接溫度為210℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。
實施例5
在本實施例中，由以下原料制備TPU薄膜：
制備方法如下：
將將珍珠巖粉碎至150目，各原料成分預先在80℃下干燥3h，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為180℃；濾網溫度為190℃；彎頭溫度為220℃；連接溫度為180℃；模頭溫度為230℃，得到TPU薄膜。
對比例1
本對比例與實施例1的不同之處僅在于利用聚醚型TPU顆粒代替聚酯型TPU顆粒，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例2
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒和云母，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例3
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含云母，陶瓷顆粒的用量為11重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例4
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒，云母的用量為11重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例5
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚酯型TPU顆粒的用量為48重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例6
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚酯型TPU顆粒的用量為63重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例7
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳化二亞胺的用量為8重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例8
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳化二亞胺的用量為23重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例9
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中環氧樹脂的用量為28重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例10
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中環氧樹脂的用量為42重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例11
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳酸酯的用量為4重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例12
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中聚碳酸酯的用量為12重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例13
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中云母的用量為3重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例14
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中云母的用量為12重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例15
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中陶瓷顆粒的用量為1重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對比例16
本對比例與實施例1的不同之處僅在于制備TPU薄膜的原料中陶瓷顆粒的用量為7重量份，其余原料與原料用量以及制備方法和條件均與實施例1相同。
對實施例1-5以及對比例1-16制備的TPU薄膜進行性能測試，測試結果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本發明制備的TPU薄膜(實施例1-5)的吸音系數為0.96-0.99，具有良好的吸音降噪性能，導熱系數為0.03-0.05W/m·k，具有很好的隔熱保溫性，此外，本發明制備的TPU薄膜的拉伸強度為62-68MPa，斷裂伸長率為598-632％，撕裂強度為140-145MPa，具有良好的力學性能。
當制備TPU薄膜原料中不包含陶瓷顆粒和珍珠巖時(對比例1)，得到的TPU薄膜的吸音系數僅為0.25，導熱系數為0.09W/m·k；當制備TPU薄膜的原料中不包含珍珠巖時(對比例2)，由于陶粒的加入使得TPU薄膜的吸音系數有所增加，但也僅為0.53，由于陶瓷顆粒的加入導熱系數降低至0.081W/m·k；當制備TPU薄膜的原料中不包含陶瓷顆粒時(對比例3)，由于珍珠巖的加入使得TPU薄膜的吸音系數有所增加，但也僅為0.55，由于珍珠巖的加入導熱系數降低至0.079W/m·k；而同時加入陶粒和珍珠巖，并將各原料用量限制在本發明范圍內時(實施例1)，卻可以使得TPU薄膜的吸音系數提高至0.99，導熱系數降低至0.03W/m·k，因此，陶粒和珍珠巖在提高TPU薄膜的隔熱保溫以及吸音降噪性能方面具有協同作用。此外，本發明的各原料組分之間相互配合取得了綜合性能良好的TPU薄膜，當將制備TPU薄膜的原料中某種組分的用量限定在本發明限定的用量范圍之外時(對比例4-16)，制備的TPU薄膜的隔熱保溫性能、吸音降噪性能，以及力學性能均遠遠比不上本發明制備的TPU薄膜的性能。
因此，本發明利用本發明所述配比的原料相互配合制備得到的TPU薄膜，具有良好的隔熱保溫和吸音降噪性能，以及良好的力學性能，應用前景十分廣闊。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的隔熱保溫及吸音降噪TPU薄膜及其制備方法，但本發明并不局限于上述實施例，即不意味著本發明必須依賴上述實施例才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產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，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。