CN104341576A - 消防水带用tpu树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消防水带用TPU树脂，其是通过螺杆挤出机在加热条件下反应制备得到的，其中原料包括：二异氰酸酯、聚醚多元醇、1，4-丁二醇、己二醇和己二酸。采用本发明所述的原料和挤出工艺制备得到的TPU树脂，不仅性能稳定，具有聚醚型TPU树脂耐弯曲、耐曲绕性、耐水解的优点，而且其抗撕裂性、抗拉强度、耐候性均非常优异，作为消防水带使用，可以显著减轻消防部队的工作强度、能够进一步提高灭火性能。
Description
技术领域
本发明属于消防水带内衬材料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于消防水带内衬材料的TPU树脂。
背景技术
消防水带是用来运送高压水或泡沫等阻燃液体的软管。消防水带一般是由塑料扁丝、合成纤维或纱线、亚麻编织物等按照经纬纺织而成的编织层为主体实现水带耐压的骨架主体，但是编织层具有空隙无法阻止水分漏出，因而需要在编织层内层内衬材料层以实现防水性能。内衬材料层主要选取满足耐高压、耐油、耐腐蚀、重量轻、柔软等特点的材料。内衬材料层通常采用橡胶、乳胶、涂塑等材料。
CN102514208A公开了一种TPU消防水带的制备方法，基于内衬材料层的性能要求，所述的内衬材料为TPU树脂。TPU树脂是由二异氰酸酯(一般为MDI)和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的热塑性聚氨酯弹性体高分子材料。其同时具有优良的物理机械性能和良好的加工性能，与橡胶材料相比，其具有以下优点：(1)撕裂强度约为天然橡胶的3倍；(2)耐磨性约为天然橡胶的3-5倍；(3)耐油耐水性好，而且和非矿物油的亲和性小，在一般的有机材料中几乎不受侵蚀；(4)在80℃至90℃高温环境下连续使用不变型，在-50℃至-70℃低温下不脆化，具有良好的耐候性。因此采用TPU内衬层的消防水带，与橡胶内衬消防水带相比，还具有优异的耐高压、耐油、耐候、耐腐蚀等特点，而且重量轻、质地柔软，单位长度的密度比橡胶内衬水带轻40％以上。
然而，现有技术中应用于消防水带的TPU内衬材料的物理机械性能仍有待提高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种消防水带用TPU树脂。
本发明所述的消防水带用TPU树脂，其是通过螺杆挤出机在加热条件下反应制备得到的，其中原料包括：二异氰酸酯、聚醚多元醇、1，4-丁二醇、己二醇和己二酸。
其中，所述原料，按照重量份数，包括：35-50份的4，4-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)、25-35份的聚醚多元醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸。
其中，所述原料还包括0.5-0.8份的催化剂，所述催化剂选自辛酸亚锡、二辛酸二丁锡、二月桂酸二丁锡、三乙胺、三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N，N-二甲基乙醇胺或N，N-二乙基乙醇胺中的至少一种。
其中，所述原料还包括0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮。
其中，所述原料还包括1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚；并且作为优选地，还进一步包括：0.3-0.5份的甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯。
其中，所述原料包括35-50份的MDI、25-35份的聚醚多元醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮；并且所述聚醚多元醇为分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇。
其中，所述原料包括35-50份的MDI、25-35份的分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮和1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚。
其中，所述的原料由35-50份的MDI、25-35份的分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮、1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚和0.3-0.5份的甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯组成。
其中，所述挤出机为三段式单螺杆挤出机，压缩比为2∶1-3∶1之间，长径比为28∶1-33∶1之间，所述单螺杆挤出机第一加热区的温度为175-180℃，第二加热区的温度为180-185℃，第三加热区的温度为185-180℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用本发明所述的原料和挤出工艺制备得到的TPU树脂，不仅性能稳定，具有聚醚型TPU树脂耐弯曲、耐曲绕性、耐水解的优点，而且其抗撕裂性、抗拉强度、耐候性均非常优异，作为消防水带使用，可以显著减轻消防部队的工作强度、能够进一步提高灭火性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述，所述实施例的目的在于更清楚地对本发明的细节做进一步阐述，但所述实施例并不直接限制本发明的保护范围。
实施例所述的TPU树脂通过螺杆挤出机在加热条件下反应制备得到的，所述挤出机为三段式单螺杆挤出机，压缩比为2∶1-3∶1之间，长径比为28∶1-33∶1之间，所述单螺杆挤出机第一加热区的温度为175-180℃，第二加热区的温度为180-185℃，第三加热区的温度为185-180℃。采用本发明所述的原料和挤出工艺制备的消防水带用TPU树脂的密度约为1.1gcm-3、邵氏硬度(A)为85左右、100％模量≥7MPa、300％模量≥17MPa、抗张强度≥28MPa、伸长率≥550、撕裂强度≥100N/m。
实施例1-6原料物质如表1所示。
表1原料组成
| 含量(重量份数) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| MDI | 42 | 42 | 42 | 40 | 40 | 40 |
| 聚四氢呋喃醚二醇(800-1000) | 32 | 32 | 32 | 30 | 30 | 30 |
| 1，4-丁二醇 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 己二醇 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 己二酸 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 二月桂酸二丁锡 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| N，N-二甲基乙醇胺 | 0 | 0 | 0 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 2-羟基苯甲酮 | 0 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| 七氟丙基乙烯基醚 | 0 | 1.35 | 1.35 | 0 | 0 | 1.35 |
| 甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯 | 0 | 0 | 0.4 | 0 | 0.4 | 0.4 |
产品性能测试：
硬度采用标准D2240测定。密度采用标准D792测定。模量、抗张强度以及伸长率均采用标准D412测定。撕裂强度采用标准D624测定。耐水解性是在80℃热水中保持5周，测试其抗张强度的保持率。产品性能的测试结果如表2所示
表2TPU树脂物理化学性能
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 硬度ShoreA | 85 | 85 | 84 | 84 | 85 | 84 |
| 100％模量，MPa | 7.8 | 7.7 | 8.2 | 7.6 | 7.7 | 8.1 |
| 300％模量，MPa | 18.2 | 18.1 | 19.8 | 17.8 | 17.9 | 19.7 |
| 抗张强度，MPa | 29.1 | 29.0 | 30.2 | 28.5 | 28.3 | 30.8 |
| 伸长率，％ | 580 | 650 | 870 | 600 | 620 | 890 |
| 撕裂强度，N/m | 108 | 110 | 152 | 112 | 118 | 158 |
| 耐水解性 | 78％ | 85％ | 89％ | 80％ | 79％ | 88％ |
采用本发明所述的原料和挤出工艺制备得到的TPU树脂，不仅性能稳定，具有聚醚型TPU树脂耐弯曲、耐曲绕性、耐水解的优点，而且其抗撕裂性、抗拉强度、耐候性均非常优异，适合作为消防水带使用。另外，申请人还发现，通过在原料中加入适量的七氟丙基乙烯基醚有利于提高树脂的耐水解性；而单独加入甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯对TPU树脂的性能影响有限，但是同时加入甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯和七氟丙基乙烯基醚之后，不仅进一步提高了树脂的耐水解性，而且还大幅度的提高了所述TPU树脂的撕裂强度和极限伸长率。
对于本领域的普通技术人员而言，应当理解可以在不脱离本发明公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施上述实施例。本发明的保护范围并不限于具体实施方式部分的具体实施例，只要没有脱离发明实质的实施方式，均应理解为落在了本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种消防水带用TPU树脂，其是通过螺杆挤出机在加热条件下反应制备得到的，其特征在于原料包括：二异氰酸酯、聚醚多元醇、1，4-丁二醇、己二醇和己二酸。
2.根据权利要求1所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料按照重量份数包括：35-50份的MDI、25-35份的聚醚多元醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸。
3.根据权利要求2所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料还包括0.5-0.8份的催化剂，所述催化剂选自辛酸亚锡、二辛酸二丁锡、二月桂酸二丁锡、三乙胺、三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N，N-二甲基乙醇胺或N，N-二乙基乙醇胺中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料还包括0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮。
5.根据权利要求4所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料还包括1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚。
6.根据权利要求5所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料还进一步包括：0.3-0.5份的甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯。
7.根据权利要求1所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料包括35-50份的MDI、25-35份的聚醚多元醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮；并且所述聚醚多元醇为分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇。
8.根据权利要求1所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述原料包括35-50份的MDI、25-35份的分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮和1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚。
9.根据权利要求1所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述的原料由35-50份的MDI、25-35份的分子量为800-1000的聚四氢呋喃醚二醇、3-5份的1，4-丁二醇、3-5份的己二醇和3-5份的己二酸、0.5-0.8份的催化剂、0.5-0.8份的2，3-环氧丙基苯醚，0.2-0.3份的2-羟基苯甲酮、1.2-1.5份七氟丙基乙烯基醚和0.3-0.5份的甲基丙烯酸2，2，3，3-四氟丙基酯组成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的消防水带用TPU树脂，其特征在于所述挤出机为三段式单螺杆挤出机，压缩比为2∶1-3∶1之间，长径比为28∶1-33∶1之间，所述单螺杆挤出机第一加热区的温度为175-180℃，第二加热区的温度为180-185℃，第三加热区的温度为185-180℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150211 |