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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