A TPU é un elastómero termoplástico de poliuretano, que é un copolímero de bloque multifase composto por diisocianatos, polioles e extensores de cadea. Como elastómero de alto rendemento, TPU ten unha ampla gama de indicacións do produto descendente e é moi utilizada en necesidades diarias, equipos deportivos, xoguetes, materiais decorativos e outros campos, como materiais de zapatos, mangueiras, cables, dispositivos médicos, etc.
Na actualidade, os principais fabricantes de materias primas TPU inclúen BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Novos materiais, etcétera. Coa disposición e a expansión da capacidade das empresas nacionais, a industria da TPU é actualmente altamente competitiva. Non obstante, no campo de aplicación de alta gama, aínda depende das importacións, que tamén é unha área na que China necesita lograr avances. Falemos das perspectivas futuras do mercado dos produtos TPU.
1. E-TPU espumante supercrítico
En 2012, Adidas e BASF desenvolveron conxuntamente a marca de zapatos Running Energyboost, que usa TPU espuma (nome comercial infinergy) como material de entresuelo. Debido ao uso de Polyether TPU cunha costa unha dureza de 80-85 como substrato, en comparación con Midsolas EVA, as medias de TPU escumpadas aínda poden manter unha boa elasticidade e suavidade en ambientes inferiores a 0 ℃, que mellora o consumo de consumo e é amplamente recoñecido no mercado.
2. Material composto TPU modificado con fibra de fibra
A TPU ten unha boa resistencia ao impacto, pero nalgunhas aplicacións son necesarias módulos elásticos altos e materiais moi duros. A modificación de reforzo de fibras de vidro é unha técnica de uso común para aumentar o módulo elástico de materiais. A través da modificación, pódense obter materiais compostos termoplásticos con moitas vantaxes como módulo elástico alto, bo illamento, forte resistencia á calor, bo rendemento de recuperación elástica, boa resistencia á corrosión, resistencia ao impacto, baixo coeficiente de expansión e estabilidade dimensional.
BASF introduciu unha tecnoloxía para preparar a TPU reforzada con fibra de vidro de alto módulo usando fibras curtas de vidro na súa patente. Sintetizouse unha TPU cunha dureza d de costa de 83 mesturando politetrafluoroetilenglicol (PTMEG, MN = 1000), MDI e 1,4-butanediol (BDO) con 1,3-propanediol como materias primas. Esta TPU agravouse con fibra de vidro nunha relación de masa de 52:48 para obter un material composto cun módulo elástico de 18,3 GPA e unha resistencia á tracción de 244 MPa.
Ademais da fibra de vidro, tamén hai informes de produtos que utilizan TPU compostos de fibra de carbono, como a tarxeta composta de fibra de carbono/TPU de Covestro, que ten un módulo elástico de ata 100GPA e unha densidade máis baixa que os metais.
3. TPU retardante de chama sen halóxenos
A TPU ten alta resistencia, alta dureza, excelente resistencia ao desgaste e outras propiedades, o que o converte nun material de vaina moi adecuado para fíos e cables. Pero en campos de aplicación como estacións de carga, é necesario un maior retraso de chama. Xeralmente hai dúas formas de mellorar o rendemento retardante da chama da TPU. Un é a modificación retardante de chama reactiva, que implica introducir materiais retardantes de chama como polioles ou isocianatos que conteñen fósforo, nitróxeno e outros elementos na síntese de TPU mediante unión química; O segundo é a modificación retardante de chama aditiva, que consiste en usar a TPU como substrato e engadir retardantes de chama para a mestura de fusión.
A modificación reactiva pode cambiar a estrutura da TPU, pero cando a cantidade de retardante de chama aditiva é grande, a forza da TPU diminúe, o rendemento de procesamento se deteriora e engadir unha pequena cantidade non pode alcanzar o nivel retardante de chama requirido. Actualmente, non hai ningún produto retardante de alta chama dispoñible comercialmente que poida cumprir realmente a aplicación de estacións de carga.
O ex -Bayer MaterialScience (agora Kostron) introduciu unha vez un fósforo orgánico que contiña poliol (IHPO) baseado no óxido de fosfina nunha patente. A Polyether TPU sintetizada a partir de IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, e BDO presenta excelentes retardacións de chama e propiedades mecánicas. O proceso de extrusión é liso e a superficie do produto é lisa.
Engadir retardantes de chama sen halóxenos é actualmente a ruta técnica máis usada para preparar TPU retardante de chama sen halóxenos. Xeralmente, os retardantes a base de boron baseados en nitróxeno baseados en fósforo, baseados en nitróxeno, baseados en silicio, son retardantes de chama. Debido á inflamabilidade inherente da TPU, a miúdo necesítase unha cantidade de recheo retardante de chama superior ao 30% para formar unha capa retardante de chama estable durante a combustión. Non obstante, cando a cantidade de retardante de chama engadida é grande, o retardante de chama está desigualmente disperso no substrato TPU, e as propiedades mecánicas da TPU retardante da chama non son ideais, o que tamén limita a súa aplicación e promoción en campos como mangueiras, películas e cables.
A patente de BASF introduce unha tecnoloxía TPU retardante de chama, que mestura polifosfato de melamina e un fósforo que contén derivado do ácido fosfínico como retardantes de chama con TPU cun peso molecular medio superior a 150kda. Comprobouse que o rendemento retardante da chama mellorouse significativamente ao lograr unha alta resistencia á tracción.
Para mellorar aínda máis a resistencia á tracción do material, a patente de BASF introduce un método para preparar o axente reticulante Masterbatch que contén isocianatos. Engadir o 2% deste tipo de masterbatch a unha composición que cumpre os requisitos retardantes de chama UL94V-0 pode aumentar a resistencia á tracción do material de 35MPa a 40MPa mantendo o rendemento retardante de V-0.
Para mellorar a resistencia ao envellecemento da calor da TPU retardante de chama, a patente deLinghua New Material CompanyTamén introduce un método de usar hidróxidos metálicos recubertos de superficie como retardantes de chama. Co fin de mellorar a resistencia á hidrólise da TPU retardante de chama,Linghua New Material CompanyIntroducido carbonato metálico sobre a base de engadir retardante de chama de melamina noutra solicitude de patente.
4. TPU para película de protección de pintura automotriz
A película de protección de pintura de vehículos é unha película de protección que illa a superficie de pintura do aire despois da instalación, evita a choiva ácida, a oxidación, os arañazos e proporciona unha protección duradeira para a superficie de pintura. A súa función principal é protexer a superficie da pintura do coche despois da instalación. A película de protección de pintura xeralmente consta de tres capas, cun revestimento autocurador na superficie, unha película de polímero no medio e un adhesivo sensible á presión acrílica na capa inferior. A TPU é un dos principais materiais para preparar películas de polímero intermedio.
Os requisitos de rendemento para a TPU usados na película de protección de pintura son os seguintes: resistencia de arañazos, alta transparencia (transmisión de luz> 95%), flexibilidade de baixa temperatura, resistencia a alta temperatura, resistencia á tracción> 50MPA, alargamento> 400%e rango de dureza de 87-93; O rendemento máis importante é a resistencia do tempo, que inclúe resistencia ao envellecemento ultravioleta, á degradación oxidativa térmica e á hidrólise.
Os produtos actualmente maduros son TPU alifáticos preparados a partir de diisocianato de diciclohexil (H12MDI) e diisol de policaprolactona como materias primas. A TPU aromática ordinaria vólvese amarela despois dun día de irradiación UV, mentres que a TPU alifática usada para a película de envoltura de vehículos pode manter o seu coeficiente amarelante sen cambios significativos nas mesmas condicións.
Poly (ε - Caprolactona) TPU ten un rendemento máis equilibrado en comparación coa TPU de poliéter e poliéster. Por unha banda, pode amosar unha excelente resistencia ás bágoas da TPU de poliéster común, mentres que por outra banda, tamén demostra unha excelente deformación permanente de baixa compresión e un alto rendemento de rebote de poliéter TPU, sendo así moi empregados no mercado.
Debido a diferentes requisitos para a rendibilidade do produto despois da segmentación do mercado, coa mellora da tecnoloxía de revestimento superficial e a capacidade de axuste de fórmulas adhesivas, tamén hai unha posibilidade de que no futuro se apliquen películas de protección de pintura poliéster ou poliéster comúns.
5. TPU biobase
O método común para preparar a TPU baseada en bio é introducir monómeros ou intermedios baseados en bio durante o proceso de polimerización, como isocianatos a base de bio (como MDI, PDI), polioles bio, etc. Entre eles, os isocianatos bio -baseados son relativamente raros no mercado, mentres que os políolos bio -baseados son máis comúns.
En termos de isocianatos baseados en bio, xa no 2000, BASF, Covestro e outros investiron moito esforzo na investigación en PDI, e o primeiro lote de produtos PDI púxose no mercado no 2015-2016. Wanhua Chemical desenvolveu produtos TPU baseados en 100% con BIO mediante PDI baseado en bio feita a partir de stover de millo.
En termos de polioles baseados en bio, inclúe politetrafluoroetileno (PTMEG) baseado en bio, 1,4-butanediol baseado en bio (BDO), bio baseado en 1,3-propanediol (PDO), poliolos de poliester baseados en bio, Polyols Bio baseados en Bio, etc., etc.
Na actualidade, múltiples fabricantes de TPU lanzaron a TPU baseada en bio, cuxo rendemento é comparable á TPU tradicional petroquímica. A principal diferenza entre estas TPU baseadas en bio está no nivel de contido baseado en bio, xeralmente oscilando entre o 30% e o 40%, con algúns niveis máis altos. En comparación coa TPU tradicional baseada petroquímica, a TPU baseada en bio ten vantaxes como reducir as emisións de carbono, a rexeneración sostible de materias primas, a produción verde e a conservación dos recursos. BASF, covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical eLinghua Novos materiaislanzaron as súas marcas TPU baseadas en bio, e a redución de carbono e a sustentabilidade tamén son direccións clave para o desenvolvemento da TPU no futuro.
Tempo de publicación: agosto-09-2024