一種軍用儲油袋tpu復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子復合薄膜制備技術領域，具體涉及一種軍用儲油袋ITU復合材 料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是由二異氰酸酯、多元醇及短鏈二元醇所組成的一種 加熱可以塑化、溶劑可以溶解的(AB)n型嵌段線性聚合物。聚氨酯是一種具有廣泛用途的高 分子材料，主要用于汽車、建筑、鋪裝材料、礦山、開采、電子和航天等方面。近年來，作為重 要的化學加固材料之一的聚氨酯注漿材料發展也十分迅速。并且人們將目光投向了 TPU儲 水袋、TPU軍用儲油袋、TPU涉水類產品等。
[0003] 將TPU作為軍用儲油袋是未來替代硬質油罐的理想選擇。軟體油袋與金屬油罐相 比，具有重量輕、體積小、不銹蝕、裝卸運輸和展開撤收方便等優點，被美軍廣泛應用于戰場 儲存散裝油料。特殊情況下，也可以將軟體油罐置于汽車、艦船和飛機上作為運油容器，有 的軟體油罐還可用于空運、空投、直升機吊運、水上拖運以及水下儲存油料。在成品油存儲、 管道搶修等眾多領域中可替代傳統的鐵制油罐或油箱，成為一種儲存和運輸液體的新途 徑。與其它高分子材料一樣，聚氨酯材料本身具有很高的表面電阻，在使用過程中容易產生 靜電荷積累，是造成火災、爆炸等安全事故的重要隱患。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于針對現有技術中的不足與缺陷，提供一種軍用儲油袋TPU復合 材料及其制備方法。經本發明方法制備的復合材料具有優異的力學與抗靜電性能，阻燃性 能及抗老抗黃變性能，安全環保，且熱穩定性能得到了進一步提高，尤其適用于制備儲水儲 油袋薄膜材料，具有廣泛的社會經濟效益以及戰略價值。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種軍用儲油袋THJ復合材料:所述的TPU儲油袋按重量份計，由以下成分組成:聚氨酯 彈性體(TPU) 100份、尼龍6(PA6)10-40份、EVA-g-MAH 5-25份、抗靜電劑5-10份、改性氫氧 化鎂5-15份、抗氧劑0.1 -0.5份、組合抗老抗黃劑1 -2.5份； 所述的組合抗老抗黃劑由抗氧劑1010、紫外線吸收劑UV-232和受阻胺光穩定劑UV-622 組成，其質量配比為:2:3:3。
[0006] 所述的抗氧劑為抗氧劑168。
[0007] 所述的抗靜電劑為ΑΤ0粉，其中Sn〇2、Sb2〇3的質量比為90:10。
[0008]所述的改性氫氧化鎂的制備方法為:將氫氧化鎂顆粒、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲 氧基硅烷、環己烷和正丙胺加入至三口燒瓶中，室溫下攪拌30 min，然后升溫至60 °C攪拌 30 min;反應結束后將懸浮液置于旋轉蒸發儀中，于60 °C真空狀態下旋轉蒸發10 min，隨 后升溫至95 °C真空狀態下旋轉蒸發40 min;最后將改性后的氫氧化鎂置于80 °C真空干燥 箱內干燥24 h，研磨后制得改性氫氧化鎂顆粒。
[0009] 所述的EVA-g- ΜΑΗ的制備方法為:將偶氮二異丁腈與過氧化二異丙苯溶于丙酮溶 液，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，經干燥后與馬來酸酐(ΜΑΗ)-起倒入雙螺桿擠出機 中，擠出造粒后，經抽濾提純后制得EVA-g-MAH。
[0010] -種制備如上任一項所述的軍用儲油袋TPU復合材料的方法:將干燥好的聚氨酯 彈性體、尼龍6、EVA-g-MAH、抗靜電劑、改性氫氧化鎂、抗氧劑和組合抗老抗黃劑經混合均 勻后，倒入雙螺桿擠出機中擠出造粒，經烘干后由壓延機壓延成型制得軍用儲油袋TPU復合 材料。
[0011] 所述的軍用儲油袋TPU復合材料的制備方法:雙螺桿擠出機在擠出造粒過程中，料 筒熔融段溫度控制在225 °C_230 °C;擠出機螺桿轉速為300 r/min。
[0012] 本發明的有益效果在于： (1) 自制相容劑EVA-g-MAH的存在能明顯降低TPU/PA6共混合金中ITU和PA6兩相間的界 面張力，改善了體系的相容性； (2) 本發明所制備的軍用儲油袋TPU復合材料膜可以大幅提高TPU材料的力學性能，同 時ΑΤ0粉的存在使得復合材料的體積電阻率體積電阻急劇下降近7個數量級，達到抗靜電效 果，其極限氧指數(L0I)從19.5提升至27.8,經紫外光照射8小時后黃變等級達到4.1級； (3) 本發明通過加入相容劑使得TPU與ΡΑ6共混制取綜合性能優良的合金來達到降低單 純使用TPU材料的成本，同時所制備的軍用儲油袋TPU復合材料擁有良好的抗靜電性能、阻 燃性能，同時通過組合抗老抗黃劑的協同作用，改善TPU易老化易黃變的缺陷； (4) 本發明制備的TPU復合材料薄膜安全環保，尤其適用于制備儲水、儲油袋用薄膜材 料；同時，本發明適應當今市場的需求，制備方法科學合理、工序簡單、操作性強，極大地提 高了 TPU產品的附加值，并擴展了其的應用范圍，具有廣泛的市場前景和顯著的社會效益。
【具體實施方式】
[0013] 為了使本發明所述的內容更加便于理解，下面結合【具體實施方式】對本發明所述的 技術方案做進一步的說明，但是本發明不僅限于此。
[0014] 實施例1 1)按以下配方比例及各組分要求，通過擠出造粒工藝制備得到TPU合金復合材料顆粒。
[0015] TPU 樹脂：100 份； ΡΑ6樹脂:20份； EVA-g-MAH: 5份； ΑΤ0粉:5份； 組合抗老抗黃劑：1份； 抗氧劑168:0.2份； 改性氫氧化鎂:5份； 2 )將干燥好的聚氨酯彈性體、尼龍6、EVA-g-MAH、抗靜電劑、改性氫氧化鎂、抗氧劑和 組合抗老抗黃劑經混合均勻后，倒入雙螺桿擠出機中擠出造粒，經烘干后由壓延機壓延成 型制得軍用儲油袋THJ復合材料;雙螺桿擠出機在擠出造粒過程中，料筒熔融段溫度控制在 225 °C;擠出機螺桿轉速為300 r/min。
[0016] 性能測試結果見表1。
[0017] 實施例2 1)按以下配方比例及各組分要求，通過擠出造粒工藝制備得到TPU合金復合材料顆粒。
[0018] TPU 樹脂：100 份； PA6樹脂:30份； EVA-g-MAH:15份； ΑΤ0粉:7份； 組合抗老抗黃劑：1.7份； 抗氧劑168:0.2份； 改性氫氧化鎂:10份； 2 )將干燥好的聚氨酯彈性體、尼龍6、EVA-g-MAH、抗靜電劑、改性氫氧化鎂、抗氧劑和 組合抗老抗黃劑經混合均勻后，倒入雙螺桿擠出機中擠出造粒，經烘干后由壓延機壓延成 型制得軍用儲油袋THJ復合材料;雙螺桿擠出機在擠出造粒過程中，料筒熔融段溫度控制在 230 °C;擠出機螺桿轉速為300 r/min。
[0019] 性能測試結果見表1。
[0020] 實施例3 1)按以下配方比例及各組分要求，通過擠出造粒工藝制備得到TPU合金復合材料顆粒。
[0021] TPU 樹脂：100 份； PA6樹脂:50份； EVA-g-MAH: 25 份； ΑΤ0粉：10份； 組合抗老抗黃劑:2.5份； 抗氧劑168:0.2份； 改性氫氧化鎂:15份； 2 )將干燥好的聚氨酯彈性體、尼龍6、EVA-g-MAH、抗靜電劑、改性氫氧化鎂、抗氧劑和 組合抗老抗黃劑經混合均勻后，倒入雙螺桿擠出機中擠出造粒，經烘干后由壓延機壓延成 型制得軍用儲油袋THJ復合材料;雙螺桿擠出機在擠出造粒過程中，料筒熔融段溫度控制在 227 °C;擠出機螺桿轉速為300 r/min。
[0022] 性能測試結果見表1。
[0023] 表1本發明儲油囊TPU復合材料產品與傳統產品的性能對比
本發明所提供的復合材料薄膜適用于制備ITU醫療床墊、TPU沼氣儲存袋、TPU涉水類產 品、TPU儲水儲油袋等對材料的阻隔及抗靜電性能有較高要求的領域。
[0024] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1. 一種軍用儲油袋ITU復合材料，其特征在于:所述的TPU儲油袋按重量份計，由以下成 分組成:聚氨酯彈性體100份、尼龍6 10-40份、EVA-g-MAH 5-25份、抗靜電劑5-10份、改性 氫氧化鎂5-15份、抗氧劑0.1-0.5份、組合抗老抗黃劑1-2.5份;所述的組合抗老抗黃劑由 抗氧劑1010、紫外線吸收劑UV-232和受阻胺光穩定劑UV-622組成，其質量配比為:2:3:3。2. 根據權利要求1所述的軍用儲油袋TPU復合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為抗氧 劑 168。3. 根據權利要求1所述的軍用儲油袋TPU復合材料，其特征在于:所述的抗靜電劑為ΑΤΟ 粉，其中Sn02、Sb2〇3的質量比為90:10。4. 根據權利要求1所述的軍用儲油袋TPU復合材料，其特征在于:所述的改性氫氧化鎂 的制備方法為:將氫氧化鎂顆粒、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、環己烷和正丙胺加入 至三口燒瓶中，室溫下攪拌30 min，然后升溫至60 °C攪拌30 min;反應結束后將懸浮液置 于旋轉蒸發儀中，于60 °C真空狀態下旋轉蒸發10 min，隨后升溫至95 °C真空狀態下旋轉 蒸發40 min;最后將改性后的氫氧化鎂置于80 °C真空干燥箱內干燥24 h，研磨后制得改性 氫氧化鎂顆粒。5. 根據權利要求1所述的軍用儲油袋TPU復合材料，其特征在于:所述的EVA-g-MAH的制 備方法為:將偶氮二異丁腈與過氧化二異丙苯溶于丙酮溶液，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物， 經干燥后與馬來酸酐一起倒入雙螺桿擠出機中，擠出造粒后，經抽濾提純后制得EVA-g-MAH。6. -種制備如權利要求1-5任一項所述的軍用儲油袋ITU復合材料的方法，其特征在 于:將干燥好的聚氨酯彈性體、尼龍6、EVA-g-MAH、抗靜電劑、改性氫氧化鎂、抗氧劑和組合 抗老抗黃劑經混合均勻后，倒入雙螺桿擠出機中擠出造粒，經烘干后由壓延機壓延成型制 得軍用儲油袋THJ復合材料。7. 根據權利要求6所述的軍用儲油袋TPU復合材料的制備方法，其特征在于:雙螺桿擠 出機在擠出造粒過程中，料筒熔融段溫度控制在225 °C_230 °C;擠出機螺桿轉速為300 r/ min〇
【專利摘要】本發明公開了一種軍用儲油袋TPU復合材料的制備方法，以熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)及尼龍6（PA6）為基體，采用自制相容劑（EVA-g-MAH）降低TPU與PA6兩相間的界面張力，改善體系的相容性，并以ATO粉為抗靜電劑，改性MH為阻燃劑，組合抗老抗黃劑經熔融共混后擠出造粒，并壓延成型制得性能優異的儲油袋用TPU復合材料。本發明通過加入相容劑使得TPU與PA6共混制取綜合性能優良的合金來達到降低單純使用TPU材料的成本，同時所制備的軍用儲油袋TPU復合材料擁有良好的抗靜電性能、阻燃性能，同時通過組合抗老抗黃劑的協同作用，改善TPU易老化易黃變的缺陷。
【IPC分類】C08K3/22, C08L75/04, C08K9/06, C08K13/06, C08J5/18, C08K5/526, C08K5/134, C08L77/06, C08L51/06
【公開號】CN105504772
【申請號】CN201610008866
【發明人】鄭玉嬰, 歐忠星, 林錦賢
【申請人】福州大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月7日