热塑性聚氨酯弹性体（TPUR,TPU）的加工应用

huang740914

热塑性聚氨酯弹性体（TPUR,TPU）的加工应用

5 s* t( ]* W) y                               
登录/注册后可看大图

0 R- E: q9 f: ~2 z' }/ q+ c目前，我国三大类聚氨酯橡胶中，M-PUR（混炼型聚氨酯橡胶）萎缩、C-PUR（浇注型聚氨酯橡胶）发展较快、T-PUR（热塑性聚氨酯弹性体）较为平稳。
/ ^0 \4 ~2 A% A/ c9 B+ L1、 特点
9 T! P* w  s2 u& S: X6 N0 V4 g4 |

• A、强度高。在现有的TPE中强度最高者，29.4～49MPa（硬度60A～80D）.
• TPUR具有高的拉伸强度和良好的应力应变性能。同时TPUR在较长时间负荷作用下，应力应变曲线下降幅度较小，说明它适宜在长期负荷的恶劣环境中工作。
• B、有优异的耐磨性。
• C、耐热性能并不突出。通常TPUR仅容许长期暴露在80℃以下的工作温度环境中，软的和硬的品级可以短期暴露在100℃工作温度下，硬度高的品级可以在120℃温度环境中短时间工作。
• D、低温性能优异。脆性温度<-70℃,在低温下有很高的抗冲击强度，-20℃以下也不会破裂。
• E、耐液体性能。耐酸碱较差，耐矿物油、脂较好，但对含乙醇的车用油有较大的溶胀时。一般，耐热水、耐湿气能力较差。但有些品种，对耐热水性能有较大改进。
• F、耐候性良好。虽然在日光紫外线长期照射下会轻微变黄，但材料的性能影响不大。户外使用的TPUR，配方中均配有紫外线稳定剂，也可添加炭黑屏蔽紫外线，提高使用寿命。
• 室温下的屈挠性能很好。

表12 TPUR与其他材料耐磨性的比较

台伯尔（Taber）磨耗试验 1）

旋转辊筒磨耗试验 2）

材料

磨耗量/mg

材料

磨耗量/mm3

TPVR
/ W! g( _" X7 ?% @
, o& H8 I  o/ L! U% V1 f0 f8 }

TPVR

65.6

低硬度（80A）

16

天然橡胶

167.5

高硬度（98A）

4.7

氯丁橡胶

151.9

尼龙6

7.4

丁腈橡胶

112.5

尼龙66

7.9

4 P$ g/ [2 i9 k; B尼龙610
5 G& Y! P5 U$ e6 ^$ R1 ?. P

8.8

2 y) q% F: N0 ?- N. B8 b$ C0 T4 d
聚甲醛
* I1 [" P- O" o

15.2

6 \! s) ?( E9 S& u8 Y
聚丙烯
" V& g3 \3 z$ b! H

24.6

# z% k- z( H( ?8 U" D5 R9 \
9 x& R9 E, M2 h9 c( w( \5 x2、 主要牌号
$ h, N" h! |% }' \4 c$ b2 a

• A、国产TPUR主要有天津市塑料化工二厂和山西化工研究所合成化工厂（见表13）

表13 国产TPUR

生产厂

类型

牌号

硬度（邵A）/度

拉伸强度/MPa

拉断伸长率/％

天津塑化二厂

聚醚

JM-80

80±2

30

500~700

JM-85

85±2

35

500~650

JM-90

90±2

40

500~600

聚脂

J2h-80

80±2

35

500~600

J2h-85

85±2

40

500~600

J2h-90

90±2

45

500~550

山西化工所

聚醚

SA-1G

84~90

25~45

400~800

SA-1

60~98

16~36

2 \! H/ g. P, Y0 {3 Z4 I

• B、国外主要品种见表14

公司	牌号	系列	类型	硬度/度	拉伸强度/Mpa	伸长率/%	特点
Elastogran(德)	Elastollan	C	聚酯	80A～73D	55	580~350	机械性能好，可注、挤、吹
		S	聚酯	84A～73D	55~50	700~450	同上
		500	% O3 c) T: i6 d, O! U- J	94A～60D	45~50	550~400	注射
		1100	酸醚	80A～73D	45~55	600~300	耐水、耐霉菌、低温性好、可注、挤、吹
		R		60D～73D	50~80	30~13	玻纤助剂的品种
		(特殊)	b) x) c# k( \$ C! I( ^# o	60A～87D	25~40	850~600	添加助剂的品种
日本エテヌトテソ	Elastollan	E100 FANT	聚酯	80 A～98A	35～45	650～450	标准聚酯型
		E300 FANT	酸醚	80 A～98A	20～30	550～450	耐水性较好
		E500 FANT	聚乙内酯	80 A～74D	35～45	600～300	耐水、热和低温性较好
		E900 FANT	PC改性酸脂	80 A～98	27～40	600～450	水解稳定性大为改善
Dayer(德)	Desmopan	100	聚酯	92A~96A	45～50	450～400	流动性好，易脱模
	, v7 [$ i8 F0 r1 A% S	300	聚酯	86A~98A	40～55	450～340	强度高、耐水性和低温柔顺性改善，在油脂和溶剂中溶胀小
		400	特殊聚酯	79A~98A	30～50	600～250	耐压变、热、水、油脂和霉菌。弹性好
		500	特殊聚酯	85A~92~	30～46	550～340	耐霉菌、较高强度、耐水、耐候
	F( N: ^& E2 z1 V+ z9 {$ N% P	700	聚醚碳酸酯	78A~92A	30～35	700～400	优良耐水解、耐霉菌
	7 b& o$ U; V$ M* ]( I# v	900	聚醚	82A~97A	40～45	500～350	耐低温，柔顺性好

* l' N" ?  E! ~8 ]! S: {  H2 z2 Q3、 加工工艺
A、胶料干燥：
7 t. Q* ]1 T4 Q- Q# J; B使用前烘干，保证含水量<0.1%，甚至达0.02%。硬度<85A者，（80～90）℃×6h；硬度>85A者，（100～110）℃×3～5h.
) }$ J/ `0 w( a1 F( k: A/ |! dB、注射：
$ u+ B- I  _4 {8 O. g+ P普遍采用三段螺杆注射成型。螺杆长/径（L/D）比>15/1,一般在18/1～24/1范围内。螺杆压缩比应<4:1,通常在2:1～3.5:1范围内。注射机容量应为制品的40%～80%。
/ ~5 t9 S2 N% N7 Q

• 注塑温度：C1 190℃、C2 205℃、C3 215℃、C4 205℃、注嘴195℃。
• 熔体温度：硬度（75～90）A/（28～40）D者 180～210℃，硬度（90～95）A/(40～52)D者 190～225℃，硬度>95A/55D者 210～245℃。
• 螺杆转速：螺杆直径（D）33、50、70和120mm，相应螺杆转速为120、80、65、30r.(min)-1.
• 注射压力：一般为80～100MPa,低硬度小型制品6～10MPa。保压压力应大于1/2注射压力。
• 模具温度：20～60℃。
• 制品后处理：为达到制品预期的机械性能，注射好的TPUR产品要进行后处理。一般在烘箱中120℃×（50～20）h，再在室温下停放数周。但为了尽快达到预期性能，消除制品内应力，在大型制品中普遍使用淬火后处理。TPUR的淬火条件——制品硬度<85A者，80℃×20h，>85A者100℃×20h.

C、挤出
TPUR熔融温度范围较窄，达到某一特定温度时，粘度会急剧下降，因此要严格挤出温度在±2℃范围内。
水分含量比注射更敏感，必须严格干燥。
螺杆：一般使用单螺杆挤出机。长径比（L/D）25～30,压缩比2:1～3:1.
- _( L+ G) @  M* t+ o! o6 Z挤出温度：硬度60～80A者，C1 130～140℃、C2 145～160℃、C3 150～170℃、C4 160～180℃、接头区 140～180℃、喷嘴区130～170℃。硬度85～95者，C1 150～170℃、C2 160～180℃、C3 170～185℃、C4 180～200℃、接头区175～205℃、喷嘴区170～200℃ 。
过滤滤网：20/40/60。
螺杆转速：<40r.(min)-1。
料温：170～180℃。
D、溶液加工
& t0 j5 X( }( {( hTPUR应用领域扩大，以溶液方式通过涂、喷、浸应用于皮革、织物、防水涂料、粘合剂等。
将TPUR溶于极强性溶剂（如甲乙酮、二甲基甲酰胺等）中，在一定范围内搅拌使之溶解即可用于溶液加工。
% }7 Y% n7 |1 j5 B: g( }; ?8 _8 K8 Y. h4 、 应 用
9 t6 S- R8 y% v" h* |! T根据上述TPUR的特点，TPUR主要应用于高机械性能、高耐磨部件。
! q5 F* |# q& |- D

• A、筛板 一般筛板市用浇注型聚氨酯橡胶（C-PUR）制造的。为克服C-PUR固化时间长、生产效率较低的缺点，对于小型PU筛板可使用TPUR以注射方式加工。也有企业采取挤出-旋转熔接工艺生产TPUR筛板。
• B、密封件 利用TPUR高强度、耐矿物油、耐磨的特点，采用注射成型生产液压U型密封圈等，生产效率提高，使用效果良好。
• C、消防胶管 以耐水解、耐霉菌品级的TPUR作消防胶管内衬层。我国曾从国外引进两条生产线。
• D、鞋类 运动鞋底、滑雪靴等
• E、液压胶管
• F、减振件
• G、脚轮
• H、电缆护套
• I、PU合成革 使用二甲基甲酰胺（DMF）、甲乙酮（MEK）、甲苯等为溶剂以及适当的助剂与TPUR胶料配置成各种规格、液型TPU合成革树脂溶液，然后用湿法刮涂或浸渍等方式加工成PU合成革，用于衣料、箱包和鞋类的生产。

此外，也可以使用TPUR胶粒直接熔融粘附于织物表面层，生产PU涂覆织物。

MDS

谢楼主！好资料、收藏了。

zzctsj

TPU能耐多少温度？

木月

谢谢l楼主啊！~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~学习