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    TPU 深圳拜耳 UB-71D10
    發(fā)布者:東莞市輝港塑膠原料有限公司  發(fā)布時間:2015-12-18 11:31:53  訪問次數(shù):54

    原包正品塑料TPU 深圳拜耳 UB-71D10

    TPU優(yōu)勢:
    膠粘劑TPU膠粘劑屬于聚氨酯粘膠劑的一種。在歐美聚氨酯膠粘劑的使用已經(jīng)相當普遍,特別在鞋 類膠粘劑的使用中,幾乎使用聚氨酯粘膠劑。我國TPU粘膠劑的使用是以TPU溶解后,經(jīng)過加工處理后獲得聚氨酯粘膠劑。在TPU粘膠劑使用上,主要以廣東、福建、浙江、上海四個主要地區(qū)為主。軟管由于TPU軟管具有柔軟,良好的抗張強度、沖擊強度 耐高低溫性,所以在中國TPU軟管被 廣泛用作汽車、摩托車、機床等機械設備等的輸氣、輸油軟管。
    TPU優(yōu)點:
    電線TPU提供了耐撕裂、耐磨與彎曲特征,耐高低溫性更是電纜性能的關鍵。所以在中國市場上,高等電纜如控制電纜與電力電纜用 TPU,用來保護設計復雜電纜的被覆材料,用途也日益廣 泛。滾輪聚氨酯彈性體以其較高的機械強度、卓越的耐磨性、優(yōu)良的耐油、耐酸堿、突出的抗壓縮性 及使得其在滾輪上有大量應用。國內(nèi)滾輪主要有以下幾種:工業(yè)滾輪、家用滾輪、運動器材 輪、醫(yī)療器械輪、玩具輪。塑膠改性 可用于 PAABS 增塑,但成本較高。 鞋材:我國運用 TPU 生產(chǎn)鞋材的工廠主要分布在廣東及福建地區(qū)。江蘇,浙江地區(qū)雖然有較 多鞋材工廠,但多以塑膠,PU 鞋底原料,橡膠材質(zhì)為主。TPU 運用較少。華南市場仍是我國TPU 鞋材消耗的重點區(qū)域。

    TPU用于鞋材主要由于其優(yōu)良的彈性和耐磨性。TPU的鞋類產(chǎn)品穿著舒適度方面比普通鞋含類產(chǎn)品優(yōu)越得多,因此,在高檔鞋類產(chǎn)品中較為廣泛,尤其是一些運動鞋,休閑鞋。薄膜TPU因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。目前,凡是使用 PVC的地方,TPU均能成為PVC的代替品。TPU薄膜不僅可與各種布料貼合,還可以用真空熱成型的方法生產(chǎn)輪 廓清晰,尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品。隨著國內(nèi)環(huán)保意識的不斷提高,TPU 的應用也越來越廣泛。其中 增加速度比較快的領域:鞋面里料、保暖內(nèi)衣、透明內(nèi)衣、透明肩帶、松緊帶及醫(yī)療用透氣 膠帶。
    TPU用途:
    TPU主要是取代的是一部分橡膠領域。該領域相關材料競爭激烈,鞋類又面臨諸多反傾銷門檻,故整體行業(yè)需求總量增長有限。TPU合成革主要分鞋革,太空革,籃球革,終端為體育器材,制鞋,成衣。工藝為直接 TPU涂層涂覆。主要應用的中高端進口TPU產(chǎn)品。體育器材和制鞋行業(yè)多分布在廣東和福建兩省,故TPU鞋革,TPU籃球革在這一地區(qū)應用比例較大。江浙滬地區(qū)則多為成衣,戶外器械制造行業(yè),TPU太空革消費比例居多。逐步取代PVC合成革。


    薄膜級TPU晶點問題解決方法

    熱塑性聚氨酯彈性體( TPU) 是一種介于橡膠和塑料之間的特殊彈性材料,具有高模量、高強度、高伸長、高彈性以及優(yōu)良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化的性能。

    一、TPU薄膜成型方法

    TPU可采用擠出、注射、吹塑、壓延、熔融紡絲等方法加工成不同用途的產(chǎn)品,在諸多領域得到廣泛應用。

    TPU薄膜是由TPU粒子經(jīng)擠出加工成型的,主要有吹塑、流延、壓延或壓光片材成型、擠出涂覆4種加工成型方式。


    吹塑TPU 薄膜可用于鞋材、防水透濕服裝面料、醫(yī)療和國防用品、武器包裝、帳篷、運動休閑器材、衛(wèi)生巾、玩具、民用日用品包裝等領域,應用最為廣泛。

    流延TPU 薄膜可用于鞋材、防水透濕服裝面料、武器包裝、帳篷、運動服裝、日用品等領域;

    壓延或壓光主要應用于生產(chǎn)TPU 片材產(chǎn)品,用于生產(chǎn)透明肩帶、醫(yī)學包裝材料、安全防彈玻璃夾層膜、傳送帶、內(nèi)飾材料、襯墊等產(chǎn)品;

    擠出涂覆一般用于生產(chǎn)復合面料,將TPU 與無紡布、工業(yè)布、服裝布一次涂覆成型,可用于服裝面料、商標、手套等。

    二、TPU晶點產(chǎn)生的原因

    TPU 除了要求合適的結(jié)晶速度、熔體粘度外,還有一個重要的要求是對制品晶點的控制。

    吹塑工藝由于制品厚度薄,通常在0.1 mm 以內(nèi),更薄的薄膜對晶點要求更高。

    晶點產(chǎn)生的原因除了薄膜擠出加工和吹塑加工工藝的影響外,更重要的是TPU合成制造過程中由于原料品質(zhì)、工藝方法、機器結(jié)構(gòu)、人員控制以及環(huán)境等因素的影響:

    一是物理雜質(zhì)

    二是化學過度聚合物

    三、TPU晶點的影響因素和解決辦法

    本文就TPU對晶點的影響因素和解決辦法,從原料品質(zhì)、工藝方法、機器設備這3方面簡要闡述了合成制造和加工過程中薄膜級TPU晶點的影響因素和解決辦法。總體上可見圖1 的“魚骨圖分析法”。

    圖1 的“魚骨圖分析法”

    1. 原料品質(zhì)

    TPU一般是由聚酯或聚醚多元醇、二異氰酸酯及小分子二醇擴鏈劑反應而成。由聚酯二醇或聚醚二醇與二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯( MDI) 和擴鏈劑1,4-丁二醇( BDO) 合成TPU 時,在一定的溫度、微量水分或微量金屬雜質(zhì)或其他雜質(zhì)存在下,可能產(chǎn)生脲、脲基甲酸酯及縮二脲等交聯(lián)鍵的副反應。

    因此應嚴格要求原料品質(zhì)標準,與TPU制品晶點相關的部分原料標準見表1。

    助劑的影響也不可忽視,如果是添加在聚酯或聚醚多元醇內(nèi)的助劑,需要考量其與聚酯或聚醚多元醇的完全相溶性或熔點。

    所有助劑都要考量其耐高溫性和分解溫度,要求在TPU 加工溫度高達200 ~ 220 ℃條件下不會分解碳化而形成雜質(zhì)晶點。

    2. 工藝方法

    在TPU合成生產(chǎn)過程中,制程控制對產(chǎn)品穩(wěn)定性和制品晶點尤為重要,主要包括對原料流量穩(wěn)定性的控制、熔融指數(shù)( MI 值) 現(xiàn)場檢測控制、原料反應活性控制等等,此為事前控制。事后控制就是TPU加工方法,包括設備內(nèi)部的清理、加工溫度和螺桿速度的調(diào)節(jié)、濾網(wǎng)目數(shù)、潤滑效果等控制點,有的需要另外添加潤滑劑以改善表面效果和流動性。生產(chǎn)和加工過程中的異氰酸酯指數(shù)( R 值) 和MI 值等主要影響因素和解決辦法見表2。

    表2 TPU制程和加工影響晶點的主要因素及解決辦法

    控制項目

    主要影響因素

    對策

    R

    1.原料水分

    控制原料水分在0.03%以內(nèi),每批監(jiān)測監(jiān)控

    2.灌注流量波動

    設定流量波動范圍在±0.2%以內(nèi),超出范圍則隔離

    MI

    R值變化

    同上

    反應活性

    1.催化劑種類

    優(yōu)選不易水解的催化劑

    2.催化劑添加方式

    側(cè)加催化劑,防止催化劑在聚酯或聚醚多元醇內(nèi)水解

    潤滑劑

    潤滑劑種類和添加量

    選擇合適內(nèi)外潤滑劑及其添加量,確保熔體的流動性、與螺桿內(nèi)表面的潤滑效果,減少殘留

    加工

    1.過濾網(wǎng)

    提高濾網(wǎng)數(shù)目,比如100~200目;開機前需更換濾網(wǎng)

    2.潤滑劑

    側(cè)重外潤滑,防止熔體粘滯于螺桿內(nèi)部或薄膜設備表面


    R值是指原料中的NCO與OH的摩爾比。在制備TPU 時,NCO/OH 比率對控制TPU 相對分子質(zhì)量起重要作用。

    MI是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值,是美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)根據(jù)美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定,其測試方法是先讓塑料粒在一定時間(10min) 內(nèi)、一定溫度及壓力下,融化成塑料流體,然后通過一直徑為2.1mm 圓管所流出的克數(shù)(g)。其值越大,表示該塑膠材料的加工流動性越佳,反之則越差。

    TPU對加工溫度也非常敏感,TPU的熔融溫度Tm存在兩種,即硬段相的Tmh和軟段相的Tms。通常說的TPU熔點就是Tmh。Tmh主要取決于TPU的硬段含量和相對分子質(zhì)量。

    TPU的R值與MI值存在一定的相關性,實驗以聚酯多元醇PBA2000、MDI、BDO 為原料,設計硬段質(zhì)量分數(shù)31.0% ~ 33.0%,合成了TPU80A; 另以聚酯多元醇PBA1000、MDI、BDO為原料,設計硬段質(zhì)量分數(shù)48.0% ~ 50.0%,合成了TPU95A,其R值與MI值的對應關系如圖2所示。

    如圖2所示為其R值與MI值的對應關系

    從圖可以看出,在R< 1.015 時,隨著R值升高,MI值下降R> 1.015 后,隨著R值升高,MI值略有上升。R= 1.015 時,MI 達到最低值,這時候理論上TPU相對分子質(zhì)量最大,熔融流動性最慢。

    R值和MI值對晶點的影響實驗表明,不同R值( 或不同MI值)混合加工會影響TPU 薄膜制品的晶點。本實驗以聚酯多元醇( PBA-1000) 、MDI、BDO 為原料,制備不同R值及對應MI值的TPU( 95A) 產(chǎn)品,其薄膜擠出結(jié)果見表3。

    表3 不同R值、MI對薄膜晶點的影響

    編號

    R

    MI/g·(10mim)-1

    薄膜晶點數(shù)/·m-2

    1

    0.970

    80

    30~100

    2

    0.985

    48

    0~30

    3

    0.990

    37

    0~30

    4

    0.995

    26

    0~30

    5

    1.005

    20

    0~30

    6

    1.010

    20

    0~30

    7

    1.015

    13

    30~100

    從表3可以看出,R值過低或過高、MI值過大或過小,單位面積上的薄膜晶點數(shù)相對較多。這是因為聚合度差異導致相對分子質(zhì)量分布寬,受熔融溫度差異影響,高相對分子質(zhì)量的TPU不易熔融而形成晶點。

    所以,透明薄膜級TPU 的R值一般選擇0.985 ~ 1.010之間。另外,TPU生產(chǎn)制程控制上還有一個重要的控制點,就是3組分流量的控制,因為流量的差異會直接導致R值和MI值的差異。為了驗證不同MI產(chǎn)品混合對晶點的影響,本實驗將上述不同編號的TPU95A粒子分別兩兩組合進行了擠出評價,其結(jié)果見表4。


    表4 不同MI值的TPU粒子混合對晶點的影響

    編號

    薄膜晶點數(shù)/·m-2

    1+2

    30~100

    2+3

    0~30

    3+4

    0~30

    4+5

    0~30

    4+6

    30~100

    4+7

    100~500

    3+7

    100~500

    從表4 可以看出,MI 值差異≥10、以及R<1和R>1產(chǎn)品混合時要非常慎重,可能帶來晶點問題。


    3. 機器設備

    在TPU 合成生產(chǎn)過程中,灌注機是用于輸送原料和控制原料流量精度的關鍵設備,一般要求計量精度在0. 2%以內(nèi)。

    雙螺桿擠出機是TPU連續(xù)反應一種較為理想的反應裝置,該方法目前已成為TPU 的主流生產(chǎn)工藝。

    TPU它具有許多優(yōu)點: 在高溫高壓下進行反應,溫度約140~250 ℃,壓力4~7MPa,可確保副反應降到最低限度,高壓可基本上抑制產(chǎn)生氣體的副反應,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定; 在雙螺桿里可達到2000 S-1以上的速度梯度,捏合次數(shù)可達7 ~ 15 次/s,這樣可防止反應物粘附在軸桿和筒壁上、因停留時間過長而產(chǎn)生不均勻。雙螺桿連續(xù)反應法生產(chǎn)的TPU質(zhì)量高,這是間歇法無法相比的。

    同向雙螺桿擠出機是連續(xù)法TPU反應中核心設備,其螺桿元件的組合對反應速度和程度至關重要,螺桿元件的排列要充分考慮分散混合和分布混合,運用好輸送元件、嚙合盤元件和混合元件。

    干燥設備不僅僅是用來干燥TPU 以降低含水率,而且還能輔助TPU 的再熟化。TPU 干燥后含水率最好控制在0.03%以內(nèi)。設備對晶點的影響和解決辦法見表5。

    設備對晶點的影響和解決辦法

    控制項目

    主要影響因素

    對策

    灌注機

    質(zhì)量流量計精密度

    質(zhì)量流量計的準確度要在0.2%以內(nèi)

    灌注流量的穩(wěn)定性

    灌注流量穩(wěn)定在0.2%,超出范圍則警報隔離

    擠出機

    聚酯多元醇和擴鏈劑預混合

    由于各組分粘度差異,提高各組分混合溫度和攪拌混合速度,有助于后續(xù)擠出反應的充分性

    分散分布混合和反應程度

    反應段長度最好占比45%以上

    原料桶槽與管路

    雜質(zhì)和其他原料

    生產(chǎn)前要用本批新原料清洗桶槽和管路

    干燥系統(tǒng)

    水分、雜質(zhì)和高硬度TPU

    TPU進料前吹掃清洗干燥性的管路和干燥槽內(nèi)部,防止雜質(zhì)和前批高硬度TPU粒子混入

    TPU干燥標準是含水率最好控制在0.03%以內(nèi)

    四、總結(jié)

    TPU薄膜晶點控制的重要環(huán)節(jié)是TPU 生產(chǎn)合成階段,通過對原料、方法、機器設備等3大質(zhì)量因素的分析和不斷實踐,很好地改善了薄膜級TPU上的晶點問題,產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性得到了明顯的提高,能夠滿足薄膜加工要求;TPU薄膜加工是對晶點的事后控制,需要注意對擠出機的清理和熔體過濾,以及加工溫度和速度的選擇。


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