CN113861379A - 一种tpu医用线缆的制造方法及医用线缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TPU医用线缆的制造方法及医用线缆，所述方法包括步骤：S1、准备TPU原料作为载体，其中，所述TPU原料包括35％的二苯基甲烷二异氰酸脂、55％的聚脂二元醇、以及10％的丁二醇，并将所述载体与混合扩链剂进行混合；S2、制备合成色母粒；S3、制备三元混合物；S4、在所述载体中添加三元混合物及合成色母粒获得TPU共混物；S5、挤出形成医用电缆；其中，所述载体的成分占比不小于50％。本发明可改善医用线缆的表面质量，具有更大的加工范围，同时成型加工精准度更高。
Description
技术领域
本发明涉及线缆制造技术，更具体的是涉及一种TPU医用线缆的制造方法及医用线缆。
背景技术
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是用于制造医用线缆的重要材料。TPU主要分为有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽(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，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。
所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50％,外力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。
TPU同其它的高分子材料一样，市场和应用领域不断扩大，发展迅速。但由于其存在着如加工温度范围窄，成型加工困难(特别是挤出成型制品)，价格较高，耐热性和耐候性较差等缺陷，在一些方面又限制了它的发展。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种TPU医用线缆的制造方法，提高了线缆材料性能及加工性能。
为了实现上述的目的，本发明提供的技术方案如下：
一种TPU医用线缆的制造方法，包括步骤：
S1、准备TPU原料作为载体，其中，所述TPU原料包括35％的二苯基甲烷二异氰酸脂、55％的聚脂二元醇、以及10％的丁二醇，并将所述载体与混合扩链剂进行混合；
S2、制备合成色母粒；
S3、制备三元混合物；
S4、在所述载体中添加三元混合物及合成色母粒获得TPU共混物；
S5、挤出形成医用电缆；
其中，所述载体的成分占比不小于50％。
优选的，所述步骤S2包括：
S21、将色粉与乙二醇进行混合，混合后放入研磨机进行研磨20-30min；
S22、将TPU原料与润滑剂进行混合，混合后进行搅拌，其中，搅拌速度为200-230r/min；
S23、将所述步骤S21和所述步骤S22所获得的物料进行混合，进行搅拌，其中，搅拌速度为300-340r/min；
S24、将所述步骤S23获得的物料进行研磨后挤出、造粒、过筛后得到色母粒；
S25、进行干燥，去除色母粒中部分乙二醇的含量。
优选的，所述步骤S24中，造粒后的色母粒尺寸在0.01-0.2mm之间。
优选的，所述步骤S3包括：
S31、将第一混合物、第二混合物进行研磨混合，其中，所述第一混合物为TPU原料，第二混合物为45％的二苯基甲烷二异氰酸脂、43％的聚四氢呋喃、以及12％的丁二醇，在研磨混合的过程中，添加研磨助剂；
S32、在90-95℃的温度环境下进行搅拌，在搅拌的过程中，添加混合扩链剂；
S33、将所述步骤S32获得的产物采用高温、强剪切的共混设备进行熔融共混；
S34、将所述步骤S33获得的产物进行研磨。
优选的，所述步骤S4中，添加三元混合物的过程包括：
S41、将所述三元混合物添加到所述载体中，并在150-200℃范围内进行强搅拌；
S42、在搅拌过程中添加混合扩链剂。
优选的，所述步骤S41中，强搅拌的速度为800-900r/mim。
优选的，所述步骤S4中，添加合成色母粒的过程包括：
S43、在所述步骤S42结束后，在温度降至120-130℃的前提下，添加合成色母粒，其中，在添加合成色母粒的过程中，进行高速搅拌，转速为300-320r/min，并在60min内，逐步降温至50-70℃，持续搅拌1.5-1.6h；
S44、搅拌完成后进行研磨，研磨时间为3-3.5h。
优选的，所述TPU共混物中，混合扩链剂的成分质量占比为5％。
优选的，所述TPU共混物中，所述色母粒的成分质量占比为5％。
一种医用线缆，采用上述任一所述的制造方法制造。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明可改善医用线缆的表面质量，具有更大的加工范围，同时成型加工精准度更高。
附图说明
图1为本发明一种实施例的医用线缆的制造方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种医用线缆的制造方法，本实施例中，所使用的原材料如下：
基于上述材料，如图1所示，本实施例提供一种医用线缆的制造方法，包括步骤：
S1、准备TPU原料作为载体，其中，所述TPU原料包括35％的二苯基甲烷二异氰酸脂、55％的聚脂二元醇、以及10％的丁二醇，并将所述载体与混合扩链剂进行混合；
S2、制备合成色母粒；
S3、制备三元混合物；
S4、在所述载体中添加三元混合物及合成色母粒获得TPU共混物；
S5、挤出形成医用电缆；
其中，所述载体的成分占比不小于50％。
本实施例中，所述步骤S1、S2、S3的顺序不分先后，可同时进行，也可分开时序进行。
在本实施例中，所述步骤S1中，所述混合扩链剂可以为乙二醇，其中，该乙二醇占所述载体质量的0.1-0.2倍，将乙二醇与所述载体进行充分混合后，还需进行研磨，其中，研磨时间为1-1.2h，混合的过程通过搅拌实现，搅拌过程中可将为细化的二苯基甲烷二异氰酸脂粒子均匀的打散。
具体的，在本实施例中，所述步骤S2包括：
S21、将色粉与乙二醇进行混合，混合后放入研磨机进行研磨20-30min。
S22、将TPU原料与润滑剂进行混合，混合后进行搅拌，其中，搅拌速度为200-230r/min。
S23、将所述步骤S21和所述步骤S22所获得的物料进行混合，进行搅拌，其中，搅拌速度为300-340r/min。
S24、将所述步骤S23获得的物料进行研磨后挤出、造粒、过筛后得到色母粒，在本实施例中，所述步骤S24中，造粒后的色母粒尺寸在0.01-0.2mm之间。
S25、进行干燥，去除色母粒中部分乙二醇的含量，干燥温度选择在160-200℃之间，干燥后使得剩余部分残存的乙二醇占合成色母粒总质量的5％左右。
在本实施例中，所述步骤S3中，制作三元混合物的步骤具体包括：
S31、将第一混合物、第二混合物进行研磨混合，其中，所述第一混合物为TPU原料，第二混合物为45％的二苯基甲烷二异氰酸脂、43％的聚四氢呋喃、以及12％的丁二醇构成的混合物，在研磨混合的过程中，添加研磨助剂。其中，第一混合物、第二混合物按各50％质量进行混合。
S32、在90-95℃的温度环境下进行搅拌，在搅拌的过程中，添加混合扩链剂；
S33、将所述步骤S32获得的产物采用高温、强剪切的共混设备进行熔融共混；
S34、将所述步骤S33获得的产物进行研磨。
在搅拌过程控制温度在90-95℃，在该温度下将TPU原料及第二混合物进行交叉粘结性的混合，进而在后续交联的过程实现TPU原料及第二混合物同时与主料进行交联，同时在研磨过程中增加研磨助剂，在搅拌过程中，增加添加混合扩链剂(EG)，所述研磨助剂、EG可以理解为上述所述的其他，所述EG能够改善整个TPU原料作为载体的流动性，还可降低凝胶粒子的产生。从而使合成的TPU共混物具有较宽的加工温度范围，同时对加工机械的要求降低。
在本实施例中，所述步骤S4中，添加三元混合物的过程包括：
S41、将所述三元混合物添加到所述载体中，并在150-200℃范围内进行强搅拌；
S42、在搅拌过程中添加混合扩链剂。
在本实施例中，所述步骤S41中，强搅拌的速度为800-900r/mim，通过强搅拌实现二苯基甲烷二异氰酸脂与三元混合物的交联；同时在强搅拌过程中添加混合扩链剂等，根据实际需求进行选定，所述强搅拌速度为800-900r/min。
在本实施例中，所述步骤S4中，添加合成色母粒的过程包括：
S43、在所述步骤S42结束后，在温度降至120-130℃的前提下，添加合成色母粒，其中，在添加合成色母粒的过程中，进行高速搅拌，转速为300-320r/min，并在60min内，逐步降温至50-70℃，持续搅拌1.5-1.6h；
S44、搅拌完成后进行研磨，研磨时间为3-3.5h。
通过搅拌、研磨等步骤，使得合成色母粒充分混散在主料中，加入混合扩链剂等，可以使TPU原料中二苯基甲烷二异氰酸脂粒子粒径变小，分散均匀，改性TPU的力学强度增高，加工流动性和形态稳定性更好
在本实施例中，所述TPU共混物中，混合扩链剂的成分质量占比为5％。
在本实施例中，所述TPU共混物中，所述色母粒的成分质量占比为5％。
实施例二
基于以上方法，本实施例提供了一种TPU共混物的具体实施例，其以上述TPU原料为基础，添加三元混合物、混合扩链剂、以及色母粒，获得改性TPU共混物，其主要成分表如下：
本实施例中，TPU共混物的单体单元配比为(MDI：AA：PTMG：EG＝35:40:9:5)，在190±10℃条件下挤出的线缆具有如下的特性：
1、TPU特性改性，表面晶点颗粒无，表面细腻亚光；
2、最小皮厚0.25MM,产品质量好，无偏心、坑洞缺陷；
3、做电线芯线时，低噪音小于100MV(合格)。
其解决了下列的缺陷：
1、通过加入PTMG，AA的降低，使TPU的性能改良，线缆的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高；电缆挤出成型尺寸精准度高，特别是扁平线缆，后续加工性改善。
2、加入混合扩链剂，MDI粒子粒径变小，分散均匀，加工流动性和形态稳定性更好，电缆表面改善为亚光面。
3、但电缆的硬度提高了，大约在80-85A,TPU电缆的原有许多优点都降低，例如柔软、曲挠略差些。
实施例三
以TPU(A75E5040)75％,添加三元混合物15％，混合扩链剂5％，色母粒5％为例，改性TPU共混物的主成分表如下：
本实施例中，TPU共混物的单体单元配比为(MDI：AA：PTMG：EG＝35:47:3:5)，在185±℃温度条件下进行挤出，获得的线缆具有如下特性：
1、TPU特性大部分保留，有少量晶点颗粒；
2、最小皮厚0.35MM,产品质量较好，无偏心、坑洞缺陷；
3、做电线芯线时，低噪音小于200MV(中)。
本实施例的线缆解决了下列缺陷：
相对实施例二的配方(MDI：AA：PTMG：EG＝35:40:9:5)，PTMG的份额降低,(MDI+AA)的相对份额增加，TPU(A75E5040)电缆的优点大部分保留，电缆的硬度在70-80A,解决TPU电缆在医疗器械数据导联线缆范畴内使用比较合适；
实施例二中的1、2、3条优点同样具备；PTMG份额小于4％，相对载体的流动性差些，有可能或凝胶粒子的产生。从而使合成的TPU加工温度范围相对较较小，同时对加工机械的要求较高。
实施例四
本实施例为传统TPU共混物配方(MDI:AA＝35:55)在180±0温度条件下挤出的线缆特性：
1、TPU特性保留，但有晶点颗粒较多，表面粗糟不细腻；
2、皮厚小于0.5MM,产品质量差，偏心、坑洞较多；
3、做电线芯线时，低噪音在100-300MV(中)。
基于以上实施例，可知，实施例二和实施例三的线缆表面更加细腻，最小皮厚可以低至0.25mm，且无偏心或坑洞等缺陷，做电线芯线时低噪音小于100MV，或200MV。同时，在加工温度上，实施例二和实施例三具有更高的加工范围。
基于以上，本发明同时还提供一种医用线缆，其采用上述实施例所述的制造方法制造。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，包括步骤：
S1、准备TPU原料作为载体，其中，所述TPU原料包括35％的二苯基甲烷二异氰酸脂、55％的聚脂二元醇、以及10％的丁二醇，并将所述载体与混合扩链剂进行混合；
S2、制备合成色母粒；
S3、制备三元混合物；
S4、在所述载体中添加三元混合物及合成色母粒获得TPU共混物；
S5、挤出形成医用电缆；
其中，所述载体的成分占比不小于50％。
2.根据权利要求1所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、将色粉与乙二醇进行混合，混合后放入研磨机进行研磨20-30min；
S22、将TPU原料与润滑剂进行混合，混合后进行搅拌，其中，搅拌速度为200-230r/min；
S23、将所述步骤S21和所述步骤S22所获得的物料进行混合，进行搅拌，其中，搅拌速度为300-340r/min；
S24、将所述步骤S23获得的物料进行研磨后挤出、造粒、过筛后得到色母粒；
S25、进行干燥，去除色母粒中部分乙二醇的含量。
3.根据权利要求2所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S24中，造粒后的色母粒尺寸在0.01-0.2mm之间。
4.根据权利要求1所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、将第一混合物、第二混合物进行研磨混合，其中，所述第一混合物为TPU原料，第二混合物为45％的二苯基甲烷二异氰酸脂、43％的聚四氢呋喃、以及12％的丁二醇，在研磨混合的过程中，添加研磨助剂；
S32、在90-95℃的温度环境下进行搅拌，在搅拌的过程中，添加混合扩链剂；
S33、将所述步骤S32获得的产物采用高温、强剪切的共混设备进行熔融共混；
S34、将所述步骤S33获得的产物进行研磨。
5.根据权利要求4所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，添加三元混合物的过程包括：
S41、将所述三元混合物添加到所述载体中，并在150-200℃范围内进行强搅拌；
S42、在搅拌过程中添加混合扩链剂。
6.根据权利要求5所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S41中，强搅拌的速度为800-900r/mim。
7.根据权利要求1所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，添加合成色母粒的过程包括：
S43、在所述步骤S42结束后，在温度降至120-130℃的前提下，添加合成色母粒，其中，在添加合成色母粒的过程中，进行高速搅拌，转速为300-320r/min，并在60min内，逐步降温至50-70℃，持续搅拌1.5-1.6h；
S44、搅拌完成后进行研磨，研磨时间为3-3.5h。
8.根据权利要求1所述的医用线缆的制造方法，其特征在于，所述TPU共混物中，混合扩链剂的成分质量占比为5％。
9.根据权利要求1所述的TPU医用线缆的制造方法，其特征在于，所述TPU共混物中，所述色母粒的成分质量占比为5％。
10.一种医用线缆，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的制造方法制造。
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