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热塑性(TPUR,TPU)聚氨酯弹性体的加工应用

发布者:btqs  发布时间:2011-10-18 19:35  阅读:

  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。



  1、 特点



  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



  TPVR65.6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 尼龙610



  8.8 聚甲醛



  15.2 聚丙烯



  24.6 2、 主要牌号



  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-8080±2



  30500~700JM-8585±2



  35500~650JM-9090±2



  40500~600聚脂J2h-8080±2



  35500~600J2h-8585±2



  40500~600J2h-9090±2



  45500~550山西化工所聚醚SA-1G84~9025~45400~800SA-160~9816~36B、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)ElastollanC聚酯80A~73D55580~350机械性能好,可注、挤、吹S聚酯84A~73D55~50700~450同上500 94A~60D45~50550~400注射1100酸醚80A~73D45~55600~300耐水、耐霉菌、低温性好、可注、挤、吹R 60D~73D50~8030~13玻纤助剂的品种(特殊) 60A~87D25~40850~600添加助剂的品种日本エテヌトテソElastollanE100 FANT聚酯80 A~98A35~45650~450标准聚酯型E300 FANT酸醚80 A~98A20~30550~450耐水性较好E500 FANT聚乙内酯80 A~74D35~45600~300耐水、热和低温性较好E900 FANTPC改性酸脂80 A~9827~40600~450水解稳定性大为改善Dayer(德)Desmopan100聚酯92A~96A45~50450~400流动性好,易脱模 300聚酯86A~98A40~55450~340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~98A30~50600~250耐压变、热、水、油脂和霉菌。弹性好 500特殊聚酯85A~92~30~46550~340耐霉菌、较高强度、耐水、耐候 700聚醚碳酸酯78A~92A30~35700~400优良耐水解、耐霉菌 900聚醚82A~97A40~45500~350耐低温,柔顺性好



  3、 加工工艺



  A、胶料干燥:



  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.



  B、注射:



  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%。



  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.



  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℃ ,聚氨酯筛板



  过滤滤网:20/40/60。



  螺杆转速:<40r.(min)-1。



  料温:170~180℃。D、溶液加工



  TPUR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。4 、 应 用



  根据上述TPUR的特点,TPUR主要应用于高机械性能、高耐磨部件。



  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。



 

(责任编辑:btqs)
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