CN106674997A - 一种发泡tpu材料及其发泡工艺 - Google Patents

一种发泡tpu材料及其发泡工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN106674997A
CN106674997A CN201710007231.9A CN201710007231A CN106674997A CN 106674997 A CN106674997 A CN 106674997A CN 201710007231 A CN201710007231 A CN 201710007231A CN 106674997 A CN106674997 A CN 106674997A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tpu
foaming
particles
foaming process
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710007231.9A
Other languages
English (en)
Inventor
倪忠斌
陈明清
侯荣杰
刘士荣
东为富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201710007231.9A priority Critical patent/CN106674997A/zh
Publication of CN106674997A publication Critical patent/CN106674997A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/109—Esters; Ether-esters of carbonic acid, e.g. R-O-C(=O)-O-R
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/08—Supercritical fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04—Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/052—Closed cells, i.e. more than 50% of the pores are closed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/14—Applications used for foams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发泡TPU材料及其发泡工艺，包括以下步骤：a)通过TPU树脂与碳酸丙烯酯和结晶成核助剂等混合以后，经挤出机混炼、挤出、拉丝、切粒，制备成改性TPU微粒；b)发泡TPU珠粒是将上述改性的TPU微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气，从而得到一定倍率的TPU发泡珠粒。该发明不仅解决了TPU重量大、硬度高、减震性能差等问题。同时，相对于现有的发泡技术，该发泡工艺降低了生产成本，提高了生产效率，更有利于进行产业化生产，可广泛应用于汽车内饰件，包装材料、建筑材料，隔热材料等领域。

Description

一种发泡TPU材料及其发泡工艺
技术领域
本发明涉及TPU材料领域，尤其涉及TPU发泡材料及其发泡工艺。
背景技术
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是介于橡胶和塑料的一类高分子材料，其硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，也是替代PVC和PU的最理想的材料。TPU主要分为有聚酯型和聚醚型之分。其中聚酯类产品具有较好的耐热性以及耐化学药品性，广泛用在取代PVC制品的用途上。聚醚类则具有较佳的耐低温性、耐水解性以及防霉抗菌性，广泛用在与水接触的相关制品上。
如今，生活水平的不断提高，人们对TPU各项性能的要求也日益提高。为了解决TPU重量大、硬度高、减震性能差等问题，对TPU材料通过物理或者化学方法进行发泡得到微发泡的TPU材料，拓宽了TPU材料的应用领域，已日益受到人们的重视。利用超临界CO2，采用挤出法或浸润法进行TPU的物理发泡是一项绿色先进的技术。但是，浸润发泡法的设备体积庞大，产能受设备大小直接影响，且在生产过程中，气体浸润进入聚合物时间比较长，通常单生产周期需要2-3h，生产效率难以大幅度提高；而挤出发泡法所制备的发泡产品发泡率仅达70％左右，发泡的粒子皮厚，回弹性差，发泡TPU材料的软硬度较难控制。
为解决以上发泡工艺，尤其是解决挤出发泡生产的发泡TPU材料发泡率较低和软硬度难控制的问题，本发明针对聚醚类TPU进行改性，尤其是采用了具有增塑和控制CO2吸收与释放的特殊的助剂碳酸丙烯酯，进而使用共混技术，先制得适合于发泡的TPU微粒，再进一步采用先进的超临界CO2釜式发泡和温度、CO2压力的精确控制及可控的泄压技术，利用分阶式的发泡方式，制备高倍率、闭孔率达到90％以上的发泡TPU材料。整个过程不存在化学交联反应，完全可回收再利用，绿色环保，且生产效率与发泡倍率较高，完全符合工业化生产的需要，可广泛应用于汽车内饰件，包装材料、建筑材料，隔热材料等领域。
发明内容
本发明的目的在于针对现有挤出TPU发泡工艺的不足，对TPU材料进行共混改性，制备改性TPU粒子。然后采用先进的超临界CO2釜式发泡法，以解决TPU重量大、硬度高、减震性能差等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种发泡TPU材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
TPU树脂100，碳酸丙烯酯2.0～5.0，结晶成核剂0.01～2.0；
一种发泡TPU材料的发泡工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将计量的TPU树脂、结晶成核剂和碳酸丙烯酯等高速混合均匀，经双螺杆挤出机混炼、挤出、拉丝、切粒，制备成改性TPU微粒。
(2)将上述改性的TPU微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使改性TPU微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一定倍率的TPU发泡珠粒。
所述加压方式采用注入超临界CO2，进行汽化加压，加压压力P在0.3～3Mpa。
进一步地，所述的TPU树脂为聚醚类TPU粒子，熔点在160℃～190℃之间，且邵A硬度范围在60HA～95HA之间。
进一步地，所述的结晶成核剂颗粒的粒子在0.5～5μm之间。
进一步地，所述的结晶成核剂为硼酸锌、滑石粉、碳酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸钙等的一种或者几种组合添加。
进一步地，在发泡TPU材料的发泡工艺步骤(2)中，所述反应釜内还包括助剂，所述助剂为分散剂、消泡剂中的一种或两种，添加量为改性TPU微粒总质量的0.1％～1％。
碳酸丙烯酯可以作为高分子的溶剂和增塑剂，同时，它还有优异的吸收CO2的作用，化工分离中，经常利用较高压力下，碳酸丙烯酯吸收CO2，而在较低压力下，CO2又可以从碳酸丙烯酯溶液中解析出来的原理进行脱碳分离。本申请的发明人，在无数次的尝试中发现，经过共混改性的TPU微粒投入反应釜以后，加压下TPU和碳酸丙烯酯吸收CO2，而在瞬间释放压力至大气压的过程中，碳酸丙烯酯释放出CO2，从而起到调控和提高TPU的发泡倍率的作用，同时，还可以通过碳酸丙烯酯的加入量，控制发泡TPU材料软硬度。
本发明的有益效果：本发明在现有聚醚类TPU树脂粒子的基础上，通过加入具有增塑和吸CO2脱CO2双重性能的碳酸丙烯酯作为助剂，与结晶成核剂等共混改性，并采用先进的超临界CO2釜式发泡法，对TPU进行发泡处理，制备高倍率且倍率可控的发泡TPU材料，解决了TPU重量大、硬度高、减震性能差等问题。同时，相对于现有的制备方法，该发泡工艺降低了生产成本，提高了生产效率，更有利于进行产业化生产。同时，考虑成型成本问题，在成型时具有节省蒸汽的优势。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的详细描述。
下表是实施例1-实施例7的主要材料的配料表(表中所列为重量份)：
下表是实施例1-实施例7中结晶成核剂和加工助剂的配料表(表中所列为重量份)：
下表是实施例1-实施例7制备的发泡TPU的部分性能数据：
从上表性能数据可以发现，由于没有加入碳酸丙烯酯，实施例7 的发泡TPU材料的发泡倍率和闭孔率虽然可以达到较高的水平，但发泡TPU材料的软硬度变化较窄。在实施例2～实施例6中，加入了不同量的碳酸丙烯酯，除了发泡倍率和闭孔率有一定程度提高以外，发泡TPU的软硬度变化明显变宽，说明碳酸丙烯酯的加入确实可以起到调整发泡TPU软硬度的作用。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发泡TPU材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
TPU树脂100，碳酸丙烯酯2.0～5.0，结晶成核剂0.01～2.0。
2.根据权利要求1所述的发泡TPU材料，其特征在于，所述的TPU树脂为聚醚类TPU粒子，熔点在160℃～190℃之间，且邵A硬度范围在60HA～95HA之间。
3.根据权利要求1所述的发泡TPU材料，其特征在于，所述的结晶成核剂为硼酸锌、滑石粉、碳酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸钙等的一种或者几种组合添加；结晶成核剂颗粒的粒子在0.5～5μm之间。
4.根据权利要求1～3所述的一种发泡TPU材料的发泡工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将计量的TPU树脂、结晶成核剂和碳酸丙烯酯等高速混合均匀，经双螺杆挤出机混炼、挤出、拉丝、切粒，制备成改性TPU微粒；
(2)将上述改性的TPU微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使改性TPU微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一定倍率的TPU发泡珠粒；
所述加压方式采用注入超临界CO2，进行汽化加压，加压压力P在0.3～3MPa。
5.根据权利要求4，其特征在于，在发泡TPU材料的发泡工艺步骤(2)中，所述反应釜内还包括加工助剂，所述助剂为分散剂、消泡剂中的一种或两种，添加量为改性TPU微粒总质量的0.1％～1％。
CN201710007231.9A 2017-01-05 2017-01-05 一种发泡tpu材料及其发泡工艺 Pending CN106674997A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710007231.9A CN106674997A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种发泡tpu材料及其发泡工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710007231.9A CN106674997A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种发泡tpu材料及其发泡工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106674997A true CN106674997A (zh) 2017-05-17

Family

ID=58849944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710007231.9A Pending CN106674997A (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种发泡tpu材料及其发泡工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106674997A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108047697A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 晋江市辉燕塑胶有限公司 一种热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用
TWI725502B (zh) * 2019-10-05 2021-04-21 加久企業股份有限公司 Tpu發泡鞋底製程及其成品
CN114369357A (zh) * 2022-01-12 2022-04-19 刘堂连 一种用于发泡材料的组合物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1298773C (zh) * 2002-09-13 2007-02-07 阿基里斯株式会社 硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法
CN102046709A (zh) * 2008-06-04 2011-05-04 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 含有碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯或碳酸亚丁酯作为加工助剂的挤出聚苯乙烯泡沫
CN103642200A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 烟台开发区新龙华包装材料有限公司 一种发泡热塑性聚氨酯珠粒及其制备方法
CN103709726A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 烟台开发区新龙华包装材料有限公司 挤出发泡热塑性聚氨酯弹性体珠粒及其制备方法
CN103804890A (zh) * 2014-02-18 2014-05-21 山东美瑞新材料有限公司 一种挤出发泡热塑性聚氨酯弹性体粒子及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1298773C (zh) * 2002-09-13 2007-02-07 阿基里斯株式会社 硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法
CN102046709A (zh) * 2008-06-04 2011-05-04 欧文斯科宁知识产权资产有限公司 含有碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯或碳酸亚丁酯作为加工助剂的挤出聚苯乙烯泡沫
CN103709726A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 烟台开发区新龙华包装材料有限公司 挤出发泡热塑性聚氨酯弹性体珠粒及其制备方法
CN103642200A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 烟台开发区新龙华包装材料有限公司 一种发泡热塑性聚氨酯珠粒及其制备方法
CN103804890A (zh) * 2014-02-18 2014-05-21 山东美瑞新材料有限公司 一种挤出发泡热塑性聚氨酯弹性体粒子及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周学良: "碳酸丙烯酯回收二氧化碳的热力学性质", 《纯碱工业》 *
张聪: "超临界CO2制备超轻热塑性聚合物工艺及设备的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108047697A (zh) * 2017-12-28 2018-05-18 晋江市辉燕塑胶有限公司 一种热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用
TWI725502B (zh) * 2019-10-05 2021-04-21 加久企業股份有限公司 Tpu發泡鞋底製程及其成品
CN114369357A (zh) * 2022-01-12 2022-04-19 刘堂连 一种用于发泡材料的组合物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111440423B (zh) 一种生物可降解发泡鞋中底材料及其制备方法
CN107641294B (zh) 一种热塑性聚酯弹性体发泡用前体、发泡体及其制备方法
CN104974370B (zh) 一种热塑性聚氨酯珠粒的制备方法及该珠粒成型工艺
CN101538387B (zh) 聚丙烯发泡材料及其生产方法
CN104877335B (zh) 一种热塑性聚氨酯弹性体发泡珠粒及其制备方法
CN109111720B (zh) 一种超轻高回弹etpu复合减震鞋中底材料及其成型方法
CN101962455B (zh) 注塑型微发泡木塑复合材料及制备方法
CN111393830A (zh) 一种彩色高弹发泡鞋中底材料及其制备方法
CN105131501B (zh) 一种用于abs微孔发泡材料的发泡母粒及其制备方法
KR20160073996A (ko) 팽창된 열가소성 엘라스토머의 제조
CN106674997A (zh) 一种发泡tpu材料及其发泡工艺
CN104231419A (zh) 高减震乙烯-醋酸乙烯酯橡胶发泡鞋用材料及其制备方法
CN112745681A (zh) 一种可注塑发泡的tpv材料及其制备方法和应用
CN110343323B (zh) 开孔eva发泡复合鞋材及其制造方法
CN110003644B (zh) 一种热塑性聚酰胺弹性体物理化学联合发泡材料及其制备方法
CN112708163A (zh) 一种高回弹生物可降解聚酯微发泡异型材的制备方法
CN105461967B (zh) 一种轻质淀粉基高韧性复合发泡材料
CN112920501B (zh) 尼龙弹性体复合材料泡沫及其制备方法
CN106279934A (zh) 一种排气减震隔热吸音的塑料发泡地垫及其制备方法
CN1413145A (zh) 气助注塑
WO2019125152A1 (en) Butyral based infill for artifcial turf
CN105001506A (zh) 含已发泡eva废弃料的三元橡塑合成交联体
CN109485984A (zh) 一种高分子物理发泡材料的发泡方法
CN104610563A (zh) 一种烯烃嵌段共聚物材料发泡体的制备方法与应用
CN102311575A (zh) 一种pp发泡复合添加剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170517

RJ01 Rejection of invention patent application after publication