CN110527275A - 一种新型耐用的tpu复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20‑28%、聚氯乙烯15‑20%、聚丙烯12‑18%、碳化硅粉4‑8%、丙烯酸树脂乳液3.5‑5.5%、醋酸纤维素2.3‑2.7%、抗氧化剂3.6‑4.4%、光催化剂3.2‑3.9%、分散剂1.2‑1.6%、高温粘合剂为余量；本发明还公开了一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：分散乳化、加热搅拌、保温、塑化和切粒；本发明的配方更加的科学合理，该TPU复合材料，能够加强TPU复合材料的耐磨性能，能够提高TPU复合材料的耐热耐高温性，抗氧化性也得到增强，经久耐用，使用寿命长，满足了市场的需要，而且本发明的制备方法也更加的简单，设备要求低，具有很好的推广效果。

Description

一种新型耐用的TPU复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及TPU材料技术领域，具体为一种新型耐用的TPU复合材料及其制备方法。

背景技术

TPU材料是Thermoplastic Urethane的简称，中文名称为热塑性聚氨酯弹性体。TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料，目前，在TPU复合材料方面的研究不多，现有的TPU复合材料普遍存在耐热性差和耐磨性差、抗氧化性差的缺点，从而降低了TPU复合材料的使用寿命，满足不了市场的需要，因此，发明一种新型耐用的TPU复合材料及其制备方法很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型耐用的TPU复合材料及其制备方法，以解决背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20-28%、聚氯乙烯15-20%、聚丙烯12-18%、碳化硅粉4-8%、丙烯酸树脂乳液3.5-5.5%、醋酸纤维素2.3-2.7%、抗氧化剂3.6-4.4%、光催化剂3.2-3.9%、分散剂1.2-1.6%、高温粘合剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20%、聚氯乙烯15%、聚丙烯12%、碳化硅粉4%、丙烯酸树脂乳液3.5%、醋酸纤维素2.3%、抗氧化剂3.6%、光催化剂3.2%、分散剂1.2%、高温粘合剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯23%、聚氯乙烯16%、聚丙烯14%、碳化硅粉5%、丙烯酸树脂乳液4.2%、醋酸纤维素2.4%、抗氧化剂3.8%、光催化剂3.4%、分散剂1.3%、高温粘合剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯26%、聚氯乙烯18%、聚丙烯16%、碳化硅粉6%、丙烯酸树脂乳液4.8%、醋酸纤维素2.6%、抗氧化剂4.2%、光催化剂3.7%、分散剂1.5%、高温粘合剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯28%、聚氯乙烯20%、聚丙烯18%、碳化硅粉8%、丙烯酸树脂乳液5.5%、醋酸纤维素2.7%、抗氧化剂4.4%、光催化剂3.9%、分散剂1.6%、高温粘合剂为余量。

优选的，所述光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡和二氧化锆的任意一种，所述高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有10-15%离子水，所述分散剂为硬脂酸锌。

一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备5-10分钟，转动速度控制在150-220r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到55-65℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到70-80℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为500-650r/min，搅拌时间为4-8分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却20-30分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到60-70℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌3-5分钟后加入高温粘合剂，以600-700 r/min的转速搅拌3-7分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为90-110℃，保温2-4个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的配方更加的科学合理，该TPU复合材料，通过以热塑性聚氨酯为主要原料，配合加入聚丙烯和碳化硅粉，能够加强TPU复合材料的耐磨性能，通过加入丙烯酸树脂乳液、醋酸纤维素和高温粘合剂，能够提高TPU复合材料的耐热耐高温性，抗氧化性也得到增强，经久耐用，使用寿命长，满足了市场的需要，而且本发明的制备方法也更加的简单，设备要求低，具有很好的推广效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20%、聚氯乙烯15%、聚丙烯12%、碳化硅粉4%、丙烯酸树脂乳液3.5%、醋酸纤维素2.3%、抗氧化剂3.6%、光催化剂3.2%、分散剂1.2%、高温粘合剂为余量。

进一步的，光催化剂为二氧化钛，高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有10%离子水，分散剂为硬脂酸锌。

一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备5分钟，转动速度控制在150r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到55℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到70℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为500 r/min，搅拌时间为4分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却20分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到60℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌3分钟后加入高温粘合剂，以600 r/min的转速搅拌3分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为90℃，保温2个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。

实施例二：

一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯23%、聚氯乙烯16%、聚丙烯14%、碳化硅粉5%、丙烯酸树脂乳液4.2%、醋酸纤维素2.4%、抗氧化剂3.8%、光催化剂3.4%、分散剂1.3%、高温粘合剂为余量。

进一步的，光催化剂为氧化锌，高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有12%离子水，分散剂为硬脂酸锌。

一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备7分钟，转动速度控制在180r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到58℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到74℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为550 r/min，搅拌时间为5分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却22分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到63℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌3.5分钟后加入高温粘合剂，以640 r/min的转速搅拌4分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为95℃，保温2.5个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。

实施例三：

一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯26%、聚氯乙烯18%、聚丙烯16%、碳化硅粉6%、丙烯酸树脂乳液4.8%、醋酸纤维素2.6%、抗氧化剂4.2%、光催化剂3.7%、分散剂1.5%、高温粘合剂为余量。

进一步的，光催化剂为氧化锡，高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有14%离子水，分散剂为硬脂酸锌。

一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备8分钟，转动速度控制在200r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到62℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到78℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为630 r/min，搅拌时间为6分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却27分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到68℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌4.5分钟后加入高温粘合剂，以670 r/min的转速搅拌6分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为105℃，保温3.5个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。

实施例四：

一种新型耐用的TPU复合材料，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯28%、聚氯乙烯20%、聚丙烯18%、碳化硅粉8%、丙烯酸树脂乳液5.5%、醋酸纤维素2.7%、抗氧化剂4.4%、光催化剂3.9%、分散剂1.6%、高温粘合剂为余量。

进一步的，光催化剂为二氧化锆，高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有15%离子水，分散剂为硬脂酸锌。

一种新型耐用的TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备10分钟，转动速度控制在220r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到65℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到80℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为650 r/min，搅拌时间为8分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却30分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到70℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌5分钟后加入高温粘合剂，以700 r/min的转速搅拌7分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为110℃，保温4个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。

通过以上四组实施例均可制得新型耐用的TPU复合材料，并且本发明的配方更加的科学合理，该TPU复合材料，通过以热塑性聚氨酯为主要原料，配合加入聚丙烯和碳化硅粉，能够加强TPU复合材料的耐磨性能，通过加入丙烯酸树脂乳液、醋酸纤维素和高温粘合剂，能够提高TPU复合材料的耐热耐高温性，抗氧化性也得到增强，经久耐用，使用寿命长，满足了市场的需要，而且本发明的制备方法也更加的简单，设备要求低，具有很好的推广效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20-28%、聚氯乙烯15-20%、聚丙烯12-18%、碳化硅粉4-8%、丙烯酸树脂乳液3.5-5.5%、醋酸纤维素2.3-2.7%、抗氧化剂3.6-4.4%、光催化剂3.2-3.9%、分散剂1.2-1.6%、高温粘合剂为余量。

2.根据权利要求1所述的一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯20%、聚氯乙烯15%、聚丙烯12%、碳化硅粉4%、丙烯酸树脂乳液3.5%、醋酸纤维素2.3%、抗氧化剂3.6%、光催化剂3.2%、分散剂1.2%、高温粘合剂为余量。

3.权利要求1所述的一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯23%、聚氯乙烯16%、聚丙烯14%、碳化硅粉5%、丙烯酸树脂乳液4.2%、醋酸纤维素2.4%、抗氧化剂3.8%、光催化剂3.4%、分散剂1.3%、高温粘合剂为余量。

4.根据权利要求1所述的一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯26%、聚氯乙烯18%、聚丙烯16%、碳化硅粉6%、丙烯酸树脂乳液4.8%、醋酸纤维素2.6%、抗氧化剂4.2%、光催化剂3.7%、分散剂1.5%、高温粘合剂为余量。

5.根据权利要求1所述的一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比）：热塑性聚氨酯28%、聚氯乙烯20%、聚丙烯18%、碳化硅粉8%、丙烯酸树脂乳液5.5%、醋酸纤维素2.7%、抗氧化剂4.4%、光催化剂3.9%、分散剂1.6%、高温粘合剂为余量。

6.根据权利要求1所述的一种新型耐用的TPU复合材料，其特征在于：所述光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡和二氧化锆的任意一种，所述高温粘合剂为透明粘稠状的液体，且耐高温粘合剂内添加有10-15%离子水，所述分散剂为硬脂酸锌。

7.一种如权利要求1-6所述的新型耐用的TPU复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的热塑性聚氨酯装入容器中，再加入适量硬脂酸锌分散剂，混合均匀，再缓缓加入丙烯酸树脂乳液进行乳化，然后向乳化液中加入碳化硅粉和醋酸纤维素，并使用搅拌器设备5-10分钟，转动速度控制在150-220r/min，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：将混合料A通过加热设备加热到55-65℃，然后向混合料A中依次加入聚氯乙烯和聚丙烯，然后加热到70-80℃，并使用高速搅拌设备进行充分搅拌，搅拌速度为500-650r/min，搅拌时间为4-8分钟，搅拌结束后，关闭加热设备并冷却20-30分钟，得到混合料B；

步骤三：将光催化剂和抗氧化剂分别加热到60-70℃，然后依次加入到混合料B中，混合搅拌3-5分钟后加入高温粘合剂，以600-700 r/min的转速搅拌3-7分钟，搅拌结束得到混合料C；

步骤四：将混合料C加入到配有机械搅拌及温度计的反应釜中，设置温度为90-110℃，保温2-4个小时；

步骤五：将保温后的混合料C的取出，通过带有精确计量的灌注系统，混合料C经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合料C在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子，即得到新型耐用的TPU 复合材料。