CN103450662A

CN103450662A - 一种雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

Info

Publication number: CN103450662A
Application number: CN2013103595300A
Authority: CN
Inventors: 张生; 黄波; 王仁鸿; 赵文雅
Original assignee: YANTAI DEVELOPMENT ZONE XINHUALONG PACKAGING MATERIAL Co Ltd
Current assignee: MIRACLL NEW MATERIAL CO., LTD.
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN103450662B

Abstract

本发明涉及一种雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，由以下质量百分比的物质组成：热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：60%～90%；三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～30%；相容剂：1%～7%；抗氧剂：0.4%～1.5%；无机填充物：0～5%。本发明采用适合比例的EPDM对热塑性聚氨酯弹性体进行改性，获得表面美观，雾面效果细腻，性能均一，耐磨性能好的雾面热塑性聚氨酯弹性体，且所生成的雾面热塑性聚氨酯弹性体具有优异的拉伸性能、耐撕裂性能及雾面效果。

Description

一种雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法，具体涉及一种雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）具有良好的弹性体性能和可热塑加工性，极好的耐磨性、低温柔韧性，可广泛应用于要求柔软、耐磨、耐油的动力能源电缆、通讯电缆、汽车电缆、地理勘探线缆、船用电缆及其它弹簧线、音响及音频线等。随着日益苛刻的环保要求，环保的TPU材料各种线缆上的应用正逐步取代很多材料如PVC、橡胶等。

目前家用电器和通讯设备用的电源线和连接线，特别是通讯设备的连接线，经常需要雾面环保TPU电线电缆。对于满足雾面的要求，主要通过加入消光剂来实现，但是消光剂加入量比较大，成本高，而且这种雾面比较粗糙，不美观。另外一种方式采用加入碳酸钙的方法来实现，在制作时控制工艺温度，特别是降低机头温度，使之不产生光泽来实现雾面效果，这种方法的优点是成本低，方法简单，但过一段时间后，雾面会消失，雾面的保持时间短。

为了达到雾面效果，如CN103087505A通过加入SiO2来达到消光效果，但SiO2在TPU中分散效果较差，并且雾面效果不佳。也有通过两种材料的共混来达到消光的效果，如CN102199343A，上海锦湖日丽通过加入一定量的SEBS来达到消光的目的，虽然能够获得一定的消光效果，但是分散不够均匀，制备的产品表观比较粗糙，不够细腻，同时对TPU材料要求较高，适用性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种雾面热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，克服现有技术中产品的雾面效果不佳，分散不够均匀，表观比较粗糙，不够细腻，且对TPU材料要求较高，适用性差的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：60%～90%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～30%；

相容剂：1%～7%；

抗氧剂：0.4%～1.5%；

无机填充物：0～5%。

本发明的有益效果是：采用适合比例的EPDM对热塑性聚氨酯弹性体进行改性，获得表面美观，雾面效果细腻，性能均一，耐磨性能好的雾面热塑性聚氨酯弹性体，且所生成的雾面热塑性聚氨酯弹性体具有优异的拉伸性能、耐撕裂性能及雾面效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，优选由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：70%～85%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：10%～25%；

相容剂：2%～6%；

抗氧剂：0.5%～1%；

无机填充物：1～4%。

进一步，本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，优选由以下质量百分比的物质组成：由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：81.3%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：12.3%；

相容剂：2.9%；

抗氧剂：0.5%；

无机填充物：3%。

进一步，所述热塑性聚氨酯弹性体为聚酯热塑性聚氨酯弹性体或/和聚醚热塑性聚氨酯弹性体。

进一步，所述EPDM的数均分子量为10～30万，门尼粘度为50～70（ML1+4,125℃）。

进一步，所述相容剂为聚烯烃接枝马来酸酐共聚物（POE-G-MAH）。

进一步，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的任一种或几种。

进一步，所述无机填充物为2500目的碳酸钙。

本发明还包括一种雾面热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将TPU，EPDM，相容剂，抗氧剂，无机填充物根据以下的比称量，

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：60%～90%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～30%；

相容剂：1%～7%；

抗氧剂：0.4%～1.5%；

无机填充物：0～5%；

（2）将步骤（1）称量的各组分加入到高混机内，充分混合，得到预混料；

（3）预混料经过双螺杆挤出机，熔融，挤出，冷却，切割造粒，得到雾面热塑性聚氨酯弹性体。

进一步，优选的预混料温度控制在160～180℃，所述双螺杆挤出机挤出转速在180～220rpm。

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，通过使用EPDM来改性热塑性聚氨酯弹性体，由于两种材料折光系数的差异，降低了产品表面的光泽度，获得的热塑性聚氨酯弹性体雾面效果好，表观均一性好，表面无晶点，可广泛适用于线缆，薄膜，管材等要求雾面的领域。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：88.6%；三元乙丙橡胶（EPDM）：6%；相容剂：2%；抗氧剂：0.4%；无机填充物：3%。

实施例2

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：85%；三元乙丙橡胶（EPDM）：9.5%；相容剂：2%；抗氧剂：0.5%；无机填充物：3%。其中EPDM的数均分子量为10万，门尼粘度为50（ML1+4,125℃）。

实施例3

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：81.3%；三元乙丙橡胶（EPDM）：12.6%；相容剂：2.6%；抗氧剂：0.5%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为30万，门尼粘度为70（ML1+4,125℃）。

实施例4

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：76%；三元乙丙橡胶（EPDM）：17.8%；相容剂：2.8%；抗氧剂：0.4%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为20万，门尼粘度为60（ML1+4,125℃）。

实施例5

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：70.6%；三元乙丙橡胶（EPDM）：23%；相容剂：2.9%；抗氧剂：0.5%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为20万，门尼粘度为60（ML1+4,125℃）。

实施例6

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：62%；三元乙丙橡胶（EPDM）：32%；相容剂：2.6%；抗氧剂：0.4%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为20万，门尼粘度为60（ML1+4,125℃）。

实施例7

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚酯型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：83.6%；三元乙丙橡胶（EPDM）：11%；相容剂：2.0%；抗氧剂：0.4%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为20万，门尼粘度为60（ML1+4,125℃）。

实施例8

本发明一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，由以下质量百分比的物质组成：聚酯型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：76%；三元乙丙橡胶（EPDM）：18%；相容剂：2.6%；抗氧剂：0.4%；无机填充物：3%。其中，EPDM的数均分子量为20万，门尼粘度为60（ML1+4,125℃）。

实施例1～8以及对比例所涉及的原料为：

TPU是烟台美瑞化学材料有限公司生产的聚醚型及聚酯型TPU。

EPDM是陶氏的4770R。

抗氧剂是科莱恩的1010。

相容剂是POE-G-MAH。

无机填充物是CaCO3,2500目。

分别将各组合物的组分加入到高混机中，混合3～5min，然后将充分混合后的预混物通过双螺杆挤出机造粒，优选双螺杆挤出机的长径比大于36：1，控制加工温度为160～180℃，挤出机转速为180～220rpm，将熔融的TPU进行拉丝，造粒，得到雾面热塑性聚氨酯弹性体。

对比例1

将99.5%聚醚热塑性聚氨酯弹性体组分和0.5%抗氧剂加入到高混机中，混合3～5min，然后将充分混合后的预混物通过双螺杆挤出机造粒，优选双螺杆挤出机的长径比大于36：1，控制加工温度为160～180℃，挤出机转速为180～220rpm，将熔融的TPU进行拉丝，造粒。

对比例2

将99.5%聚酯热塑性聚氨酯弹性体组分和0.5%抗氧剂加入到高混机中，混合3～5min，然后将充分混合后的预混物通过双螺杆挤出机造粒，优选双螺杆挤出机的长径比大于36：1，控制加工温度为160～180℃，挤出机转速为180～220rpm，将熔融的TPU进行拉丝，造粒。

将上述实施例1～8及对比例1～2进行相关性能测试，测试结果如下表1所示：

表1：物理性能测试结果

表2：物理性能测试结果

上述挤出效果通过以下方式进行判定：将TPU颗粒物料在直径为30mm单螺杆挤出机中熔化，并通过T型口模挤出4.5-6厘米宽，6-10毫米厚的薄膜长条。

上述数据：实施例3与实施例7为最优的配方比例，雾面TPU的物理性能优异，雾面效果好，表面细腻。

由上述表1、2可以看出，通过实施例1～8与对比例1～2的对比，无论是聚醚型TPU还是聚酯型TPU，使用EPDM改性的雾面热塑性聚氨酯弹性体，制品的光泽度由60降低到了10左右，均具有较好的雾面效果，加入一定量的EDPM进去后没有晶点产生，雾面效果细腻且手感更好。雾面的效果也可以根据EPDM的加入量的多少进行调整。

综上所述，无论聚醚型TPU还是聚酯型TPU，通过EPDM进行改性，所制得的热塑性聚氨酯弹性体均有良好的雾面效果，同时保持了较高的物理性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：60%～90%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～30%；

相容剂：1%～7%；

抗氧剂：0.4%～1.5%；

无机填充物：0～5%。

2.根据权利要求1所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：70%～85%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～25%；

相容剂：2%～6%；

抗氧剂：0.5%～1%；

无机填充物：1～4%。

3.根据权利要求1所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，由以下质量百分比的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：81.3%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：12.3%；

相容剂：2.9%；

抗氧剂：0.5%；

无机填充物：3%。

4.根据权利要求1至3任一项所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体为聚酯热塑性聚氨酯弹性体或/和聚醚热塑性聚氨酯弹性体。

5.根据权利要求1至3任一项所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述EPDM的数均分子量为10～30万，门尼粘度为50～70（ML1+4,125℃）。

6.根据权利要求1至3任一项所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述相容剂为聚烯烃接枝马来酸酐共聚物（POE-G-MAH）。

7.根据权利要求1至3任一项所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的任一种或几种。

8.根据权利要求1至3任一项所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述无机填充物为2500目的碳酸钙。

9.一种权利要求1至8任一项所述雾面热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）：60%～90%；

三元乙丙橡胶（EPDM）：5%～30%；

相容剂：1%～7%；

抗氧剂：0.4%～1.5%；

无机填充物：0～5%；

10.根据权利要求9所述一种雾面热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，预混料温度控制在160～180℃，所述双螺杆挤出机挤出转速在180～220rpm。