CN113736244A - 一种改性后可发泡的tpu及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体60‑90；改性发泡剂6‑12；交联剂20‑30；防霉抗菌剂0.3‑1；润滑剂1‑1.5；扩链剂0.01‑0.5；增韧剂0.4‑0.5；活性剂1‑2；补强剂1‑1.5；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体30‑40；改性发泡剂6‑12；交联剂20‑30；润滑剂1‑1.5；扩链剂0.01‑0.5；抗冲击该制剂0.5‑1。本发明还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，本发明具有发泡弹性力强、无污染、抗冲击力强、防霉防菌的优点。

Description

一种改性后可发泡的TPU及其制备方法
技术领域
本发明涉及TPU材料的技术领域，具体为一种改性后可发泡的TPU及其制备方法。
背景技术
常用的发泡材料品种有聚氨酯(PU)软质和硬质发泡材料、聚苯乙烯(PS)发泡材料、聚乙烯(PE)发泡材料、聚丙烯(PP)发泡材料等。聚氨酯发泡材料在发泡过程中容易残留异氰酸酯，对人体有害，并且发泡材料无法回收利用；聚苯乙烯发泡材料降解困难，易产生“白色污染”问题，联合国环境组织己经决定停止使用聚苯乙烯发泡材料，聚烯烃发泡材料耐高温性能较差，不适合在高温领域内应用。
热塑性聚氨酯是一种新型的环保材料，简称TPU，被人们称为绿色环保材料，具有优异的物理机械性能，如弹性好、耐磨性好、抗撕裂性能强，永久变形率低等。而且TPU使用的温度范围广泛，大多数制品可在-40℃-80℃范围内长期使用，具有耐油、耐腐蚀、耐紫外光性和耐微生物性等优点，另外TPU还可循环利用。
通过发泡工艺得到的TPU发泡制品在保留原有的优异性能之外，还具有更好的加工性能和更长的使用寿命，柔初性也有一定的提高，因此在聚合物发泡生产中扮演着重要的角色。TPU材料发泡后可用作人造皮革、避震缓冲材料、保温材料、隔音材料、涂层材料等，因此深受人们喜爱。
但是现有的TPU还是存在以下问题：大量采用挥发性发泡剂，导致污染严重；而且发泡弹性力差，冲击力差，故此需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性后可发泡的TPU及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的发泡弹性力差、污染严重、冲击力差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体60-90份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；防霉抗菌剂0.3-1份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；增韧剂0.4-0.5份；活性剂1-2份；补强剂1-1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体30-40份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；抗冲击该制剂0.5-1份。
进一步，所述的发泡组分A还包括改性EVA0.1-0.4份。
进一步，所述的发泡组分B还包括纳米石墨烯改性发泡体1-2份。
进一步，一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体65份；改性发泡剂10份；交联剂25份；防霉抗菌剂0.5份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；增韧剂0.4份；活性剂1份；补强剂1.2份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体35份；改性发泡剂10份；交联剂25份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；抗冲击该制剂0.6份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本发明还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为500-800rpm，混合时间为15-25分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为600-1000rpm，混合时间为10-15分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：具有发泡弹性力强、无污染、抗冲击力强、防霉防菌的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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1：
本发明提供的一种实施例：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体60-90份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；防霉抗菌剂0.3-1份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；增韧剂0.4-0.5份；活性剂1-2份；补强剂1-1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体30-40份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；抗冲击该制剂0.5-1份。
进一步，所述的发泡组分A还包括改性EVA0.1-0.4份。
进一步，所述的发泡组分B还包括纳米石墨烯改性发泡体1-2份。
进一步，一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体65份；改性发泡剂10份；交联剂25份；防霉抗菌剂0.5份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；增韧剂0.4份；活性剂1份；补强剂1.2份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体35份；改性发泡剂10份；交联剂25份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；抗冲击该制剂0.6份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本实施例还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为500-800rpm，混合时间为15-25分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为600-1000rpm，混合时间为10-15分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
本实施例中所述补强剂份数相对较高，因此整体强度高。
实施例2：
本发明提供的一种实施例：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体75份；改性发泡剂8份；交联剂21份；防霉抗菌剂0.7份；润滑剂1.5份；扩链剂0.2份；增韧剂0.44份；活性剂1.2份；补强剂1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体36份；改性发泡剂10份；交联剂22份；润滑剂1.3份；扩链剂0.2份；抗冲击该制剂0.7份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本实施例还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为650rpm，混合时间为16分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为680rpm，混合时间为11分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
本实施例中所述防霉抗菌剂份数相对较高，因此整体抗菌性高。
实施例3：
本发明提供的一种实施例：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体62份；改性发泡剂7份；交联剂21份；防霉抗菌剂0.6份；润滑剂1.4；扩链剂0.2份；增韧剂0.47份；活性剂1.8份；补强剂1.4份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体32份；改性发泡剂7份；交联剂21份；润滑剂1.1份；扩链剂0.1份；抗冲击该制剂0.6份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本实施例还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为600rpm，混合时间为22分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为800rpm，混合时间为13分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
本实施例中所述改性TPU弹性体相对较高，因此整体弹性高。
实施例4：
本发明提供的一种实施例：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体89份；改性发泡剂11份；交联剂29份；防霉抗菌剂0.9份；润滑剂1.4份；扩链剂0.4份；增韧剂0.45份；活性剂1.9份；补强剂1-1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体39份；改性发泡剂11份；交联剂29份；润滑剂1.4份；扩链剂0.4份；抗冲击该制剂0.9份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本实施例还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为700rpm，混合时间为24分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为900rpm，混合时间为14分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
本实施例中所述抗冲击该制剂相对较高，因此整体抗冲击性高。
实施例5：
本发明提供的一种实施例：一种改性后可发泡的TPU，包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体90份；改性发泡剂12份；交联剂30份；防霉抗菌剂1份；润滑剂1.5份；扩链剂0.5份；增韧剂0.5份；活性剂2份；补强剂1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体40份；改性发泡剂12份；交联剂30份；润滑剂1.5份；扩链剂0.5份；抗冲击该制剂1份。
进一步，所述的发泡组分A还包括改性EVA0.1-0.4份。在本实施例中所述的改性EVA0.3份。
进一步，所述的发泡组分B还包括纳米石墨烯改性发泡体1-2份。在本实施例中所述的纳米石墨烯改性发泡体1.5份。
进一步，所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
进一步，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
本实施例还公开了一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为800rpm，混合时间为25分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为1000rpm，混合时间为15分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
下面通过实验证明本发明与现有技术的区别：具体实验数据如下表格所示：
Figure BDA0003273672070000091
Figure BDA0003273672070000101
经过实验证明：本发明相比现有技术具有以下技术效果：发泡弹性力强、无污染、抗冲击力强、防霉防菌的优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体60-90份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；防霉抗菌剂0.3-1份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；增韧剂0.4-0.5份；活性剂1-2份；补强剂1-1.5份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体30-40份；改性发泡剂6-12份；交联剂20-30份；润滑剂1-1.5份；扩链剂0.01-0.5份；抗冲击该制剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：所述的发泡组分A还包括改性EVA0.1-0.4份。
3.根据权利要求1所述的一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：所述的发泡组分B还包括纳米石墨烯改性发泡体1-2份。
4.根据权利要求1所述的一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：包括发泡组分A和发泡组分B，所述的发泡组分A包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体65份；改性发泡剂10份；交联剂25份；防霉抗菌剂0.5份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；增韧剂0.4份；活性剂1份；补强剂1.2份；其中所述的发泡剂为亚硝化合物和偶氮化合物的混合物；所述的发泡组分B包括按照以下份数配比的原料：改性TPU弹性体35份；改性发泡剂10份；交联剂25份；润滑剂1.2份；扩链剂0.1份；抗冲击该制剂0.6份。
5.根据权利要求1所述的一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：所述的润滑剂为合成蜡、脂肪酸酯类、脂肪酸的金属盐类中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种改性后可发泡的TPU，其特征在于：所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二乙基甲苯二胺中的一种或多种。
7.一种改性后可发泡的TPU的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；防霉抗菌剂；润滑剂；扩链剂；增韧剂；活性剂；补强剂按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为500-800rpm，混合时间为15-25分钟；获得发泡组分A；
S2、将发泡组分A加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S3、将TPU弹性体进行改性处理，并将发泡剂进行预先改性处理，然后与交联剂；润滑剂；扩链剂；抗冲击该制剂份按照比例要求进行配比后放入高速混合机中进行混合均匀，其中，混合转速为600-1000rpm，混合时间为10-15分钟；获得发泡组分B；
S4、将发泡组分B加入螺杆挤出机中进行塑化、分散；
S5、将步骤S2和步骤S4分散后的发泡组分A和发泡组分B进行混合并由螺杆挤出机进行挤出，最终得到改性后的即得可发泡的TPU材料。
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