CN101153114A - 一种聚醚、聚氨酯热塑性弹性体 - Google Patents
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Abstract
一种聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，采用如下步骤制备：1)将三羟甲基丙烷与大分子磷酸酯按1∶0.05－1∶0.15的比例在50℃－70℃的温度下反应；2)加入二苯甲烷二异氰酸酯及1，4－丁二醇进行二次反应，生成的聚合物冷却分切并进行脱水干燥；3)将聚合物与乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物、磷酸三苯酯聚合物、乙烯醇聚合物、聚烯烃硷、四季戊四醇酯、2－羟基－4－正辛氧基二苯甲酮三、2－甲基－4－异噻唑啉及季氨盐化合物按加入高速混料机内高速混料30分钟－60分钟；4)将混合料加入压出机中进行预热、融化、塑化和成型挤出；5)将挤出的聚合物冷却后分切、干燥，即得成品。本发明具有卓越的物理性能、环保性和阻燃性，全部生产过程无“三废”排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制作阻燃电线、电缆护套的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，属于化工、塑胶技术领域。
背景技术
目前世界上95％以上的电线、电缆均采用聚氯乙烯(PVC)作为护套材料，而电线、电缆作为电力能源的主要导通材料，在全球人类生产、生活和经济发展中占据着重要地位。
随着全球经济的发展和人类生活水平、安全环保意识的日益提高，对绿色环保、安全健康的新产品、新材料的需求越发强烈。由于聚氯乙烯(PVC)等现有电线、电缆护套材料均不同程度上含有：溴、铅、汞、镉、六价铬等多种有害重金属，且不耐高温、不耐低寒、不耐磨损，并易老化、易燃烧，燃烧后会释放大量的有毒有害气体，这严重影响人类的生产、生活和经济发展，威胁着人类的生命财产安全和生存环境。因此，低烟、无卤素、环保阻燃型的电线、电缆护套新材料在全球范围内一直是研究攻关的课题。国内众多电子产品企业也纷纷投入巨资对产品设计、制造和原材料采购等进行“绿色改造”。
1937年德国拜耳教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英国、美国1945-1947年从德国获得聚氨酯的制造技术于1950年相继开始工业化生产，日本1955年从德国、美国引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代我国聚氨酯工业开始起步，近几年发展较快，但是TPU在国内用于其它行业较多，电线、电缆护套料几乎为零，特别是低压电线护套料根本就没有开发，用于经常与人体接触的高档导线护套料就更没有出现过，甚至没有听说过。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是现有的电线、电缆普遍采用的护套原料所存在的物理性能差、不耐温、不耐侯、不耐磨损、不环保(重金属含量高)、易老化、易燃烧、加工性差、产品外观和手感陈旧等诸多问题，提供的一种新型高性能热塑性改性聚醚、聚氨酯弹性体。
本发明所述聚醚、聚氨酯热塑性弹性体通过下述步骤制备而成：
1)将三羟甲基丙烷与大分子磷酸酯按1∶0.05-1∶0.15的比例投入反应斧内，在50℃-70℃的温度下反应1-3小时；
2)加入适量的二苯甲烷二异氰酸酯及1，4-丁二醇进行4-6小时的二次反应后，将生成的聚合物冷却分切并进行脱水干燥，干燥后水分含量应≤0.02％；
3)将脱水干燥后聚合物与乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、磷酸三苯酯聚合物、乙烯醇聚合物、聚烯烃硷、四季戊四醇酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮三、2-甲基-4-异噻唑啉及季氨盐化合物按1∶0.08∶0.05∶0.03∶0.01∶0.002∶0.004∶0.0015∶0.0015的比例加入高速混料机内密闭加温至40℃-60℃，高速混料30分钟-60分钟。
4)将上述混合料加入压出机中依次进行预热、融化、塑化和成型挤出；其中预热端有两个，温度分别设定在170℃～180℃和175℃～185℃；融化段有两个，温度分别设定在186℃～193℃和193℃～195℃；塑化段有六个，温度分别设定在198℃～199℃、196℃～197℃、197℃～198℃、192℃～193℃、190℃～189℃和188℃～185℃、成型挤出段有两个，温度分别设定在170℃～172℃、155℃～158℃；
5)将成型挤出的聚合物冷却后分切并进行干燥，即得成品。
步骤2)所述脱水干燥在90℃-110℃下进行，时间为2-4小时。
步骤4)中达到设定温度后持续预热40分钟-60分钟。
步骤4)所述压出机的螺杆转数设定在900～1500转，压出机的螺杆直径为90mm-120mm，长径比为24mm∶26mm。
步骤5成型挤出的聚合物冷却、分切后，在90℃～120℃的温度下干燥3.5～4小时。
本发明是结合高分子聚合物的反应原理，将多种化学原料按其分子结构的相容性进行不同顺序的共混反应，以得到最理想的物理性能和预期效果，并可将硬度控制在55A～95A之间进行调节。
本发明与现有电线电线电缆护套原料相比，具有如下优点：
1)具有卓越的物理性能、环保性和阻燃性，同时也改变了加工性能，可成功实现押出后成品电线、电缆外被颜色达到：黑色半雾面效果，视觉更加柔和，手感更加细腻，可达到近似于人体皮肤的感觉。2)全部生产过程采用全密闭和半密闭方式，冷却采用循环过滤，无“三废”排放，为环保型生产工艺。
本发明材料经过SGS-CSTC化学实验室的环保检测，完全达到欧盟WEEE和ROHS绿色环保指令的要求，并取得了SGS认证、日本索尼公司认证(九溴联苯醚、十溴联苯醚均达到要求)，韧性、弹性、耐热、耐寒、表面电阻、耐水解、耐油、抗紫外线强度、抗老化、抗静电等都达到一个新的国际水平，并经国家电线、电缆质量监督检验中心进行样品垂直燃烧测试，阻燃效果为UL94V-2级别。
表1：本发明物性检测数据表：
| 物理性能检测报告 | ||||
| 型号：SG-90A2-HW | 日期：2007年8月17日 | |||
| 检测项目Item | 检测方法Method | 数值单位Unit | 标准值Standard | 检测结果Result |
| 外观Surface | 粒料 | 形状 | 圆柱型、2号颗粒、较规整 | |
| 颜色 | 黑色 | |||
| 试片 | 挤出成型2mm厚度、雾画不透明 | |||
| 比重Specific Gravity | JISK7311 | g/cm3 | 1.22±0.2 | 1.17 |
| 硬度(邵尔)Hardness | K7311 | Shore A | 90±2 | 90A |
| 拉力强度Tensile Strength | K7311 | Kg/cm2 | 350 | 429.6 |
| 伸长率Elongation at Break | K7311 | ％ | 450 | 625 |
| 100％/300％抗拉应力100％/300％Modulus | K7311 | Kg/cm2 | 85/160 | 123/184 |
| 撕裂强度Tear Strength | K7311 | Kg/cm | 105 | 129.8 |
| 回弹性Bayshore Rebound | GB/T1681 | ％ | 41 | 41 |
| 磨损性Abrasion Loss | GB1689 | mg | 45 | 25.5 |
| 耐黄变级数 | -级 | |||
| 低温耐折性能 | -10℃ | 合格 | ||
| -15℃ | 合格 | |||
| 加工性能综述 | 加工正常、加工温度：190℃～210℃、成型时间：约55秒 | |||
| 阻燃等级. | UL94V-2级 | |||
| 备注 | 1.硬度：用邵尔硬度计测5次6mm注塑片中值。2.拉伸试验：挤出成型为2mm厚度的试片，以100℃热处理16小时后测试。3.磨损性：试片在阿克隆磨耗机上与砂轮呈15°夹角，负荷1kg测试1.7km里程的磨耗。 | |||
具体实施方式：
1、将三羟甲基丙烷与大分子磷酸酯按1∶0.05-1∶0.15的比例，在50℃-70℃的温度内与反应斧内反应1-3小时，按产品设计要求与适量二苯甲烷二异氰酸酯及1，4-丁二醇进行4-6小时的二次反应，将聚合物冷却分切并以90℃-110℃的温度进行脱水干燥2-4小时，水分含量应≤0.02％。
2、将聚合物与1∶0.08乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、1∶0.05磷酸三苯酯聚合物、1∶0.03乙烯醇聚合物、1∶0.01聚烯烃硷、1∶0.002四季戊四醇酯、1∶0.0042-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮三、1∶0.00152-甲基-4-异噻唑啉、1；0.0015季氨盐化合物与高速混料机内密闭加温至40℃-60℃，高速混料30分钟-60分钟。
2、将直径90mm-120mm，长径比为24mm∶26mm的压出机中进行预热，温度设定在：预热段170℃～180℃、175℃～185℃、融化段186℃～193℃、193℃～195℃、塑化段198℃～199℃、196℃～197℃、197℃～198℃、192℃～193℃、190℃～189℃、188℃～185℃、成型挤出段170℃～172℃、155℃～158℃范围内，达到设定温度后持续预热40分钟-60分钟，转数设定在900～1500转范围内，使用双程序3～5层80～200目不锈钢滤网配以90孔～150孔蜂巢板进行改性混炼，将聚合物水冷却后，分切风力输送至专用干燥机，以90℃～120℃的温度干燥3.5～4小时，密闭封存。
Claims (6)
1.一种聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于采用如下步骤制备而成：
1)将三羟甲基丙烷与大分子磷酸酯按1∶0.05-1∶0.15的比例投入反应斧内，在50℃-70℃的温度下反应1-3小时；
2)加入适量的二苯甲烷二异氰酸酯及1，4-丁二醇进行4-6小时的二次反应后，将生成的聚合物冷却分切并进行脱水干燥，干燥后水分含量应≤0.02％；
3)将脱水干燥后聚合物与乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、磷酸三苯酯聚合物、乙烯醇聚合物、聚烯烃硷、四季戊四醇酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮三、2-甲基-4-异噻唑啉及季氨盐化合物按1∶0.08∶0.05∶0.03∶0.01∶0.002∶0.004∶0.0015∶0.0015的比例加入高速混料机内密闭加温至40℃-60℃，高速混料30分钟-60分钟。
4)将上述混合料加入压出机中依次进行预热、融化、塑化和成型挤出；其中预热端有两个，温度分别设定在170℃～180℃和175℃～185℃；融化段有两个，温度分别设定在186℃～193℃和193℃～195℃；塑化段有六个，温度分别设定在198℃～199℃、196℃～197℃、197℃～198℃、192℃～193℃、190℃～189℃和188℃～185℃、成型挤出段有两个，温度分别设定在170℃～172℃、155℃～158℃；
5)将挤出的聚合物冷却后分切并进行干燥，即得成品。
2.如权利要求1所述的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于步骤2)所述脱水干燥在90℃-110℃下进行，时间为2-4小时。
3.如权利要求1所述的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于步骤4)中达到设定温度后持续预热40分钟-60分钟。
4.如权利要求1所述的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于压出机的螺杆转数设定在900～1500转。
5.如权利要求1所述的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于压出机的螺杆直径为90mm-120mm，长径比为24mm∶26mm。
6.如权利要求1所述的聚醚、聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于成型挤出的聚合物冷却后分切，在90℃～120℃的温度下干燥3.5～4小时。
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| CNA2007101339249A CN101153114A (zh) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | 一种聚醚、聚氨酯热塑性弹性体 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103154137A (zh) * | 2010-06-16 | 2013-06-12 | 联合碳化化学及塑料技术有限责任公司 | 具有改善的应变发白和刮擦发白性能的聚氨酯/聚烯烃共混物 |
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2007
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103154137A (zh) * | 2010-06-16 | 2013-06-12 | 联合碳化化学及塑料技术有限责任公司 | 具有改善的应变发白和刮擦发白性能的聚氨酯/聚烯烃共混物 |
| US8828547B2 (en) | 2010-06-16 | 2014-09-09 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc | Polyurethane/polyolefin blends with improved strain and scratch whitening performance |
| CN105924940A (zh) * | 2010-06-16 | 2016-09-07 | 联合碳化化学及塑料技术有限责任公司 | 具有改善的应变发白和刮擦发白性能的聚氨酯/聚烯烃共混物 |
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