CN105504222B - 高透明手机壳护套专用tpu材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体领域,具体涉及一种高透明手机壳护套专用TPU材料及其制备方法。由以下重量百分数的原料制成:聚酯多元醇44.5%‑55%、二异氰酸酯29%‑41%、扩链剂10%‑19%、润滑剂0.1%‑0.6%和催化剂0.01%‑0.03%。由本发明所述的高透明手机壳护套专用TPU材料加工生产的手机外壳护套具有优异的弹性和耐磨性,能有效防止手机意外磕碰或划伤;产品透明性好,可以做成不同透明等级和不同花色的护套产品,废旧护套可回收重复加工使用。本发明还提供其制备方法,采用连续式工艺一步法生产,生产效率高且产品品质稳定,易于手机壳护套加工。

Description

高透明手机壳护套专用TPU材料及其制备方法
技术领域
本发明属于热塑性聚氨酯弹性体领域,具体涉及一种高透明手机壳护套专用TPU材料及其制备方法。
背景技术
随着智能手机的迅速发展,手机外壳保护套得到越来越多的青睐。手机外壳护套可以有效防止硬物对手机屏幕或机身造成的划痕,还可以避免手机跌落导致的磕碰甚至破损等问题。目前用于手机护套的材料当中,包括硅胶和皮套等众多塑料材料。但是硅胶套透气性较差,长期佩戴将会导致手机机身积热,尤其不适合发热量较高的智能手机。而且硅胶套本身具有轻微的粘性,使用一段时间后会聚集吸附大量灰尘在手机上,反而不利于手机的美观,与保护手机的初衷背道而驰。热塑型聚氨酯弹性体(TPU)因具有优良的机械性能,高弹性、高强度、优良的耐磨、耐油和耐老化性,被广泛应用于诸多领域。同时TPU具有良好的可热塑加工性,尤其适用于小件注塑产品的加工,在工业和生活用品领域得到了广泛的关注和应用。另外TPU在注塑手机护套加工过程中方便进行调色修饰,可以做成不同透明等级和不同花色而起到美观的作用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种高透明手机壳护套专用TPU材料,采用该材料加工生产的手机外壳护套具有优异的弹性和耐磨性,透明性好,本发明还提供其制备方法。
本发明所述的高透明手机壳护套专用TPU材料,由以下重量百分数的原料制成:
其中:
聚酯多元醇为聚酯型二醇,其摩尔质量为1200-2000g/mol。
聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇/丁二醇酯二醇或聚己二酸己二醇酯二醇中的一种或几种的混合物。
二异氰酸酯为:4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、亚苯基-1,4-二异氰酸酯(PPDI)、萘-1,5-二异氰酸酯、二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-环己基-二异氰酸酯(CHDI)或癸烷-1,10-二异氰酸酯中的一种,优选为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
扩链剂为二元醇扩链剂,优选1,6-己二醇。
润滑剂为硬脂酸酰胺、蒙旦蜡、油酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。
催化剂为有机铋、有机锡或钛酸酯类催化剂;优选有机锡催化剂,代表性的有机锡催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或二月桂酸二丁基锡。
本发明所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,包括以下步骤:
将聚酯多元醇和润滑剂混合加热至95-105℃;将二异氰酸酯加热至60-75℃;将扩链剂加热至40-60℃;将加热后的各原料组分混合注入双螺杆反应机,同时在双螺杆挤出机中加入催化剂,混合物料在双螺杆反应机内反应塑化,经切粒后得到产品。
其中:双螺杆反应机的温度为130-200℃,螺杆转速为180-300rpm/min。
作为一种优选的技术方案,本发明所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,包括以下步骤:
按重量百分比称量各个组分原料,采用连续式工艺一步法经水下切造粒系统制备TPU颗粒,制备工艺如下:将计量的聚酯多元醇、润滑剂加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中,设置温度为95-105℃;将二异氰酸酯放置于B反应釜中,设置温度为60-75℃;将扩链剂放置于C反应釜中,设置温度为40-60℃;待各反应釜温度稳定,通过带有精确计量的灌注系统,将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口,同时在双螺杆挤出机喂料口通过微量注射泵加入精确计量的催化剂,混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化,经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
综上所述,本发明具有以下优点:
(1)由本发明所述的高透明手机壳护套专用TPU材料加工生产的手机外壳护套具有优异的弹性和耐磨性,能有效防止手机意外磕碰或划伤;产品透明性好,可以做成不同透明等级和不同花色的护套产品,废旧护套可回收重复加工使用。
(2)本发明采用连续式工艺一步法生产,生产效率高且产品品质稳定,易于手机壳护套加工。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种高透明手机壳护套专用TPU材料,由以下重量百分数的原料制成:
制备工艺:按重量百分比称量各个组分原料,将准确称量的聚己二酸乙二醇酯二醇、硬脂酸酰胺和油酸酰胺加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中,设置温度为95℃;将MDI-100放置于B反应釜中,设置温度为60℃;将HDO放置于C反应釜中,设置温度为45℃;待各反应釜温度稳定,通过计量灌注系统,将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口,混合头转速设置为5500rpm/min。辛酸亚锡使用微量注射泵注入到挤出机喂料口,设置挤出机温度130-185℃,螺杆转速220rpm/min,使混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化,经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
实施例2
一种高透明手机壳护套专用TPU材料,由以下重量百分数的原料制成:
制备工艺:按重量百分比称量各个组分原料,将准确称量的聚己二酸丁二醇酯二醇、乙撑双硬脂酸酰胺和油酸酰胺加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中,设置温度为105℃;将MDI-100放置于B反应釜中,设置温度为60℃;将HDO放置于C反应釜中,设置温度为45℃;待各反应釜温度稳定,通过计量灌注系统,将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口,混合头转速设置为5500rpm/min。辛酸亚锡使用微量注射泵注入到挤出机喂料口,设置挤出机温度140-190℃,螺杆转速220rpm/min,使混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化,经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
实施例3
一种高透明手机壳护套专用TPU材料,由以下重量百分数的原料制成:
制备工艺:按重量百分比称量各个组分原料,将准确称量的聚己二酸己二醇酯二醇、乙撑双硬脂酸酰胺和蒙旦蜡加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中,设置温度为105℃;将MDI-100放置于B反应釜中,设置温度为60℃;将HDO放置于C反应釜中,设置温度为45℃;待各反应釜温度稳定,通过计量灌注系统,将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口,混合头转速设置为5500rpm/min。辛酸亚锡使用微量注射泵注入到挤出机喂料口,设置挤出机温度145-195℃,螺杆转速220rpm/min,使混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化,经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
实施例4
一种高透明手机壳护套专用TPU材料,由以下重量百分数的原料制成:
制备工艺:按重量百分比称量各个组分原料,将准确称量的聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇和油酸酰胺加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中,设置温度为100℃;将MDI-100放置于B反应釜中,设置温度为60℃;将HDO放置于C反应釜中,设置温度为45℃;待各反应釜温度稳定,通过计量灌注系统,将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口,混合头转速设置为5500rpm/min。辛酸亚锡使用微量注射泵注入到挤出机喂料口,设置挤出机温度145-195℃,螺杆转速220rpm/min,使混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化,经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
对实施例1-4所得产品进行性能检测,检测结果见表1。
表1实施例1-4所得产品的性能检测结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度(shore A) 95 93 90 87
撕裂强度(MPa) 145 136 118 106
回弹(%) 27 29 31 34
耐磨耗(mm3) 32 33 35 33
透光率(%) 92 90 92 91
本发明提供的高透明手机壳护套用TPU材料与传统硅胶和皮套相比物性优良,硬度范围宽,具有优异的弹性和耐磨性;透明度大于3mm,能很好的起到美观和保护手机的作用。

Claims (7)

1.一种高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:由以下重量百分数的原料制成:
聚酯多元醇 44.5%-55%
二异氰酸酯 29%-41%
扩链剂 10%-19%
润滑剂 0.1%-0.6%
催化剂 0.01%-0.03%;
聚酯多元醇为聚酯型二醇,其摩尔质量为1200-2000g/mol;
制备方法包括以下步骤:
将聚酯多元醇和润滑剂混合加热至95-105℃;将二异氰酸酯加热至60-75℃;将扩链剂加热至40-60℃;将加热后的各原料组分混合注入双螺杆反应机,同时在双螺杆挤出机中加入催化剂,混合物料在双螺杆反应机内反应塑化,经切粒后得到产品。
2.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇/丁二醇酯二醇或聚己二酸己二醇酯二醇中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:二异氰酸酯为:4,4'- 二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’- 二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,4-环己基-二异氰酸酯或癸烷-1,10-二异氰酸酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:扩链剂为1,6-己二醇。
5.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:润滑剂为硬脂酸酰胺、蒙旦蜡、油酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:催化剂为有机铋、有机锡或钛酸酯类催化剂。
7.根据权利要求1所述的高透明手机壳护套专用TPU材料的制备方法,其特征在于:双螺杆反应机的温度为130-200℃,螺杆转速为180-300rpm/min。
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