可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜及其制備和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種與金屬覆合后可廣泛應用于建筑、休閑娛樂、汽車和運輸、園藝、 電子電器等領域的復合膜材料的制備方法和應用，尤其是指一種可與金屬覆合的聚氯乙烯 復合膜及其制備和應用。
【背景技術】
[0002] 目前，廣泛應用于建筑、休閑娛樂、汽車和運輸、園藝、電子電器等領域的復合材料 主要以在金屬板上噴涂涂料或油漆的金屬板為主，由于涂料及油漆中含有溶劑，金屬板表 面涂層的固化或干燥過程溶劑的揮發對環境有影響，另外，由于溶劑的揮發，使得涂層中容 易產生肉眼觀察不到的氣泡或氣孔缺陷點，導致此復合材料易受到環境不利條件的侵蝕而 影響到其使用壽命。塑鋼覆合壓型板是由粘合劑均勻涂覆在由可使材料密致工藝生產的塑 料膜上，并覆合到金屬板上的一種覆合材料。
[0003] 聚氯乙烯（PVC)材料因其成本低廉、易于加工、材料來源廣泛、綜合性能優異而得 到各行業的廣泛應用，特別是近年來隨著聚氯乙烯（PVC)改性技術的發展，擴展了聚氯乙烯 (PVC)材料的使用領域。目前在高分子材料膜與金屬覆合方面多為聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)材料，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)在耐候性、耐酸堿等方面不及聚氯乙烯（PVC)材 料，現有的聚氯乙烯（PVC)膜與金屬的覆合多為粘合劑粘合法，該工藝由于在環保及產品質 量控制上的缺陷，致使其實際應用受到限制。
[0004] 因此需要研發一種新的可以與金屬直接覆合的聚氯乙稀（PVC )膜材料及制備方法 以滿足材料日益發展的需求。
【發明內容】
[0005] 本發明解決了上述現有技術的不足與問題，由于熱熔膠沒有溶劑及其具有的物理 與力學性能，產品屬于綠色環保、粘接強度更高、涂層均勻、可以直接與金屬進行覆合。覆合 后，產品平整、無氣泡、金屬的耐酸堿性優異。本發明的關鍵是解決了如何使熱熔膠與聚氯 乙烯（PVC)膜材料的結合及其制備的方法的問題。
[0006] 本發明提供的可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜的制備方法，，包括如下步驟： 熱熔膠通過擠出機加熱擠出后經流涎機頭流出，利用貼合輥將聚氯乙烯膜和熱熔膠壓 合在一起；貼合輥由相切的聚氯乙烯膜導入輥和水冷卻輥構成；聚氯乙烯膜覆在聚氯乙烯 膜導入輥上，由聚氯乙烯膜導入輥和水冷卻輥的轉動帶動聚氯乙烯膜拉伸移動；熱熔膠經 流涎機頭流至水冷卻輥上，然后通過聚氯乙烯膜導入輥和水冷卻輥的轉動(相對轉動）將聚 氯乙稀膜和熱恪膠壓合在一起； 熱熔膠為熱塑性聚氨酯，聚氯乙烯膜為硬質聚氯乙烯膜； 擠出機的機頭溫度為150~190°C，流涎機頭的溫度為180~195°C ;水冷卻輥的水溫為 10~30 cC 〇
[0007] 作為優選技術方案，流涎機頭設置于貼合輥上方，流涎機頭在水平方向距離聚氯 乙烯膜導入輥與水冷卻輥的切線向冷卻輥軸心方向偏移為5~20毫米；流涎機頭在垂直方 向與聚氯乙烯膜導入輥和水冷卻輥的切點距離150~200毫米；水冷卻輥的水溫為16~20°C。
[0008] 優選地，聚氯乙烯膜導入輥為硅膠耐熱輥，水冷卻輥為金屬輥。
[0009] 作為優選技術方案，擠出機至少含有4個加熱段，起始段160-170°C，后續加熱段 逐段增加5~10°C，擠出機出口的連接體溫度為180~190°C ;流涎機頭分為至少3個加熱區， 起始區的溫度與擠出機的連接體溫度相同，中間區的溫度比起始區高5~10度，出口區的溫 度與起始區相同。
[0010] 作為優選技術方案，聚氯乙烯膜經放卷、展平、糾偏后，經導輥導引至貼合輥的聚 氯乙烯膜導入輥，貼合在聚氯乙烯膜導入輥的上方并穿過貼合輥的聚氯乙烯膜導入輥與水 冷卻輥的相切處，再以導輥導出，經卷取壓合輥卷取；貼合輥的水冷卻輥上方設有流涎機 頭，熱熔膠烘干至以質量比計含水量在0. 1~〇. 3%。后，自擠出機擠出經流涎機頭流至水冷卻 輥上；導輥、貼合輥和卷取壓合輥轉動傳送聚氯乙烯膜，且貼合輥的聚氯乙烯膜導入輥和水 冷卻輥相對轉動將聚氯乙烯膜和熱熔膠壓合在一起。
[0011] 優選地，熱塑性聚氨酯為購自煙臺萬華集團的熱塑性聚氨酯58185及購自煙臺晟 昊高分子材料有限公司的熱塑性聚氨酯4185的其中之一或其混合物。進一步優選地，熱塑 性聚氨酯為熱塑性聚氨酯58185及熱塑性聚氨酯4185質量比95~90 :5~10的混合物。
[0012] 上述的制備方法得到的可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜包括聚氯乙烯膜層和壓 合在聚氯乙烯膜層上的熱熔膠層，其中，熱熔膠層的厚度為30~60 μ m。
[0013] 上述聚氯乙烯復合膜與金屬覆合的方法，包括如下步驟：金屬板加熱至 180~200°C，然后將聚氯乙烯復合膜的熱熔膠面覆合在金屬板上。
[0014] 優選地，金屬板在加熱前進行細拋、輥刷和吸塵。
[0015] 上述方法得到的金屬覆合板，其特征在于，由依次覆合的聚氯乙烯復合膜層、熱熔 膠層和金屬層構成，或由依次覆合的聚氯乙烯復合膜層、熱熔膠層、金屬層、熱熔膠層和聚 氯乙烯復合膜層構成。
[0016] 本發明能夠達到以下效果： 熱塑性聚氨酯熱熔膠不含任何溶劑，因此屬于綠色環保材料及生產工藝，同時由于可 使材料密致工藝生產的塑料膜因經受溫度與高的壓力及剪切力，膜材料基本無氣泡或氣孔 缺陷點，可以抵抗比較惡劣的環境侵蝕，使用壽命長。
[0017] 本發明的聚氯乙稀復合膜與金屬覆合后，平整、無氣泡；聚氯乙稀膜與金屬板覆合 后的金屬覆合板的耐酸堿性優異，聚氯乙烯膜的剝離強度高。
[0018] 本發明的聚氯乙烯復合膜可在_40~110°C范圍內使用。聚氯乙烯復合膜在_40°C 時不變脆，仍具有韌性，ll〇°C時無軟化，仍具有一定的物理及力學性能。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明的可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜的制備方法流程圖； 圖2是本發明的可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜的制備工藝過程示意圖； 圖3是本發明的金屬覆合板的制備方法流程圖。
[0020] 圖4是本發明的金屬覆合板結構示意圖一。
[0021] 圖5是本發明的金屬覆合板結構示意圖二。
[0022] 圖6是本發明的金屬覆合板支撐的瓦片結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以 更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0024] 如圖1和2所示，本發明的一種可與金屬覆合的聚氯乙烯復合膜的制備方法，其特 征在于，包括如下步驟： 硬質聚氯乙烯膜20經放卷輥10放卷同時通過展平輥11放卷張力控制展平，并糾偏 后，經導輥12導引至貼合輥13的聚氯乙烯膜導入輥131 (硅膠耐熱輥)，貼合在聚氯乙烯膜 導入輥的上方并穿過貼合輥13的聚氯乙烯膜導入輥131與水冷卻輥132(空心金屬輥內部 充水）的相切處，再以導輥12'導出，經卷取壓合輥14卷取；貼合輥13的水冷卻輥132上 方設有流涎機頭30,熱塑性聚氨酯熱熔膠烘干至以質量比計含水量在0. 1~0. 3%。后，自擠 出機擠出經流涎機頭30流至水冷卻輥132上；卷取壓合輥14轉動拉伸聚氯乙烯膜，從而帶 動導輥12'并靠壓合及摩擦力將復合膜卷取，貼合輥的聚氯乙烯膜導入輥131和水冷卻輥 132以相對轉動(水冷卻輥132為主動輥，聚氯乙烯膜導入輥131為從動輥）將硬質聚氯乙 烯膜20和熱熔膠壓合在一起。
[0025] 其中，擠出機的機頭溫度為150~190°C，流涎機頭30的溫度為180~195°C ;水冷 卻輥132的水溫為10~30°C。作為較佳的實施方案，擠出機至少含有4個加熱段，起始段 160-170°C，后續加熱段逐段增加5~10°C，擠出機出口的連接體溫度為180~190°C ;流涎機 頭30分為至少3個加熱區，起始區的溫度與擠出機的連接體溫度相同，中間區的溫度比起 始區高5~10度，出口區的溫度與起始區相同。
[0026] 流涎機頭30設置于貼合輥13上方，流涎機頭30在水平方向距離水冷卻輥132的 切線向冷卻輥軸心方向偏移D為5~20毫米；流涎機頭30在垂直方向與聚氯乙烯膜導入輥 131和水冷卻輥132的切點距離L為150~200毫米；水冷卻輥132的水溫為16~20°C。
[0027] 本發明的上述工藝中，首先解決的是聚氯乙烯（PVC)膜材料的耐熱性問題，由于聚 氯乙烯（PVC)耐熱性的問題其熔融溫度在130°C左右，而熱熔膠的溫度較高，一般情況下， 加工溫度在190°C左右，工藝上控制不當，聚氯乙烯（PVC)膜材料就會軟化且發生不均勻 的收縮，導致整體膜材料不平整。在聚氯乙烯（PVC)膜材料的選擇上要求是硬質聚氯乙烯 (PVC)膜材料，由于硬質的要求，在制作膜材料時不含任何液體狀態的助劑，可以使得膜材 料耐受溫度在140°C左右，增加了工藝的穩定性。
[0028]