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关 键 词：TPU原料生产厂家
行 业：塑料 热塑性弹性体
发布时间：2020-11-24
TPU是ThermoplasticUrethane的简称，中文名称为热塑性弹性体，TPU是由二（）或甲（）等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。它的分子结构是由二（）或甲（）和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二（）或甲（）等分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用与卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。热塑性弹性体TPU按分子结构可分为聚酯型和聚醚型两种，按加工方式可分为注塑级、挤出级、吹塑级等。
1.高耐磨性；
2.硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性。
3.机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。
4.加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。
5.耐油、耐水、耐霉菌；
6.再生利用性好。
长期以来密封件的耐高温问题成为制约该材料应用发展的关键，国内也有很多密封件制造商在寻找耐高温型密封件TPU，其中很多也是以11万~15万每吨的高昂价格在进口国外的产品。
我认为国外产品固然有其特殊之处，但也有性能及技术服务方面的不足，盲目信任只会导致付出更多无谓的金钱却无法生产出优良品质的密封件产品。而与之相对应的是长期以来国内TPU生产商在该领域研究较少，很少有产品品质能够达到进口水平，因此导致耐高温密封件TPU只能长期依赖进口。
通过多年来对该领域材料的研究，我们美瑞化学现在已经拥有一系列密封件TPU材料，其中更有两款耐高温产品，物性高，耐磨性好，抗压缩变形能力强，可以长期使用在100-125度工况下，完全可以替代国外进口产品，目前也有很多标杆客户配合使用，评价很高，成本只有国外的2/3左右，而且能够得到技术支持，提升密封件的品质水平。
下面简单介绍美瑞化学耐高温密封件TPU的性能：
S90/S95 特殊高端聚己内酯型，硬度94A，这个材料能够在摄氏100度-125度正常使用，在100度24小时的压缩永久变形只有25%；材料具有优良的耐高温性能、完美的弹性、良好的耐水解性能、耐低温-40度；
S890/S895 特殊高端聚醚型，硬度94A，这个材料能够在摄氏100度-120度正常使用。由于是聚醚型材料，在低温-50~ -60度仍能够正常工作。在100度24小时的压缩永久变形只有32%。材料具有优良的耐高温性能、完美的耐水解性能与耐低温性能、完美的弹性。该材料尤其适用于有水存在的油水混合液的矿山密封，及苛刻高低温工况。
如果有对上述产品感兴趣的客户，请联络我们，可以进行相应的技术交流及产品试用。
TPU制品
·材料干燥：材料成型时，须在80℃×4小时以上，之环境下预备干燥，但不可太久，否则可能引起材料变色。
·熔融温度：随材料硬度变化而变化，在120～250℃之间。
·建议成型条件
标准射出成型温度条件
硬度
C1
C2
C3
喷嘴
射出压(测定压)
射出速度
模具温度
65
120～140℃
155～170℃
160～175℃
165～180℃
45～60kg/cm2
快速
20～30℃
80
140～160℃
170～180℃
175～190℃
180～190℃
45～60kg/cm2
快速
20～30℃
90
155～175℃
185～190℃
185～200℃
190～200℃
50～70kg/cm2
快速
20～30℃
98
160～175℃
185～200℃
190～215℃
200～215℃
50～70kg/cm2
快速
30～40℃
64D
165～180℃
195～205℃
200～225℃
205～215℃
60～80kg/cm2
快速
35～45℃
74D
170～190℃
200～210℃
205～230℃
205～215℃
60～100kg/cm2
快速
35～45℃
·标准押出成型温度条件
硬度
C1
C2
C3
模头
螺杆回转数
筛目
65
140～160℃
155～170℃
160～180℃
165～185℃
30～50rpm
80/120/80
80
160～180℃
175～185℃
175～190℃
180～195℃
30～40rpm
80/120/80
90
165～185℃
180～195℃
185～200℃
190～205℃
30～40rpm
80/120/80
98
175～190℃
195～210℃
195～210℃
205～220℃
30～40rpm
80/120/80
·水口料之回收
残余料、洗机料、不良品，可再重新抽料回收使用。
1射出成型可添加30%至正常品内使用。
2押出成型水口料须分开加工或加入射出成型材料内。
·配色
1色料先制成masterbatches(PUbase)。
2TPU色料也可使用。
3色料须先干燥处理。
·回火处理
1硬度90A以下要在80～90℃×16小时。
2硬度90A以上要在100～110℃×16小时。
3加工产品须储存一个星期以上，物性。
·成型时注意事项
220℃以上材料会热分解，须避免在此温度滞留20分钟以上。低硬度材料，热安定性不很好，更须特别注意其滞留在料管之中。
TPU挤出成型不良分析
问题
原因
对策
表面不平
塑化不充分污染
1.增加滤网数
2.增加网目数
3.提高料筒及眼模温度
4.清机更换新料
进料不规则
1.降低进料段温度
2.降低螺杆转速
3.冷却螺杆
4.更换滤网
5.降低机头压力
熔融树脂沾在螺杆表面
1.清洗螺杆
2.添加润滑剂
含水分
充分干燥
蛇状表面
1.降低机头及眼模温度
2.增加螺杆转速
有线纹
水份气体
1.充分干燥
2.降低温度及螺杆温度
3.设计排气孔
焦烧颗粒
温度过高激烈摩擦生热
1.降低温度
2.检查螺杆设计
3.降低螺杆压缩比
TPU押出事项
1.单螺杆押出机螺杆压缩比1：2—1：3之间皆适用，是1：2.5，三段式螺杆长径比为25—30，良好的螺杆设计可避免激烈摩擦引起材料的分解裂化。假设螺杆长度为L，进料段为0.3L，压缩段为0.4L，计量段为0.3L，螺筒与螺杆间隙为0.1—0.2mm。机头处的封槽板需有1.5—5mm的孔洞，使用2片400孔/cmsq的滤网（约50目）。押出成型时一般需要更大的马力的马达。一般PVC螺杆或BM螺杆可用，短压缩段螺杆不适用。
2.成型温度根据不同厂家的材料而定，硬度越大押出的温度越高。加工温度进料段到计量段增加10--20℃。
3.螺杆转速太快因剪切应力而导致摩擦过热，转速设定应控制在12—60rpm，具体值按螺杆直径而定。直径越大转速越慢。各家材料有所不同，应注意供应商的技术要求。
4.使用前螺杆需要进行彻底的清洗，可使用PP或HDPE在较高温度下清洗。也可以用清洁剂进行清洗。
5.机头设计应该是流线型的，不应存在死角，以保证材料的顺畅流动。外模的廊段可以适当加长，以降低剪切应力稳定押出量。
6.TPU的摩擦系数较高，定形较为困难，冷却水槽的长度应比其他热塑性材料长，硬度大的TPU比较容易成形。
7.芯线必须干燥，无油污，以防止因热发生气泡。并保证的结合性。
8.TPU属于易吸湿材料，放置在空气中很快吸湿，尤其是剧醚类比聚酯类更易吸湿。因此必须保证良好的密封状态。材料在热态情况下更易吸湿，因此剩余材料装包后应迅速密封。加工时含水量控制在0.02%以下。
TPU注塑成型工艺
TPU模塑成型工艺有多种方法：包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等，其中以注塑为常用。注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件，分成预塑、和机出三个阶段的不连续过程。击机分柱塞式和螺杆式两种，推荐使用螺杆式机，因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。
1、机的设计
机料筒衬以铜铝合金，螺杆镀铬防止磨损。螺杆长径比L/D=16~20为好，至少15；压缩比2.5/1~3.0/1。给料段长度0.5L，压缩段0.3L，计量段0.2L。应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方，防止反流并保持压力。
加工TPU宜用自流喷嘴，出口为倒锥形，喷嘴口径4mm以上，小于主流道套环入口0.68mm，喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。
从经济角度考虑，量应为额定量的40%~80%。螺杆转速20~50r/min。
2、模具设计
模具设计就注意以下几点：
（1）模塑TPU制件的收缩率
收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。通常收缩率范围为0.005~0.020cm/cm。例如，100×10×2mm的长方形试片，在长度方向浇口，流动方向上收缩，硬度75A比60D大2～3倍。TPU硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1。可见TPU硬度在78A～90A之间时，制件收缩率随厚度增加而下降；硬度在95A～74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。
（2）流道和冷料穴
主流道是模具中连接机喷嘴至分流道或型腔的一段通道，直径应向内扩大，呈2o以上的角度，以便于流道赘物脱模。分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道，在塑模上的排列应呈对称和等距分布。流道可为圆形、半圆形、长方形，直径以6~9mm为宜。流道表面必须像模腔一样抛光，以减少流动阻力，并提供较快的充模速度。
冷料穴是设在主流道末端的
作为人工皮革代产品的PVC人造革，以其近似天然皮革，外观鲜艳、质地柔软、耐磨、耐折、耐酸碱等特点，从上世纪七十年始以来发展至今，已经有了相当大的规模，但是由于其透气性和吸湿性较差等缺点，在近几年来发展已经受到一定的限制，随着PU合成革的发展，特别是第三代人工皮革－超细纤维革的问世，更是把人工皮革的发展推向了更高端的新台阶，PVC人造革因其在性能上的劣势和工艺上的落后，市场地位正逐步被取代。 近年来，人类在意识到破坏环境带来的危害之后，越来越注重环境保护。PVC因对人类健康和环境非常有害，也引起了国际环保组织和有关人士对PVC的关注。由于PVC在生产过程中会释放剧的二恶英，并且PVC产品会对人体产生一定的致作用，PVC的回收利用也十分困难，因此，近年来，欧洲的一些和城市的绿色组织人士不断地向施压，使一些采取了限制使用PVC产品的政策，如：荷兰已禁止用PVC做包装；比利时曾对PVC矿泉水瓶征收“生态税”。 近两年，TPU（热塑性）的发展给PVC人造革的发展带来了很大的冲击，与PVC相比，TPU因其优越的性能和环保概念更受到人们的欢迎。目前，凡是使用PVC的地方，TPU均能成为其替代品。但TPU所拥有的优点，PVC则望尘莫及。TPU不仅拥有的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，透气透湿不透水，耐油。而且是种成熟的环保材料.TPU已被广泛应用于：鞋材、成衣、充气玩具、水上及水下之运动器材、器材、健身器材、汽车椅座材料、雨伞、皮箱、皮包等。 日前，《促进产业结构调整、暂行规定》和《产业结构调整、指导目录》正式发布，规定和目录明确了目前和以后一段时期产业结构调整的目标、原则、方向和重点。在调整指导目录的划分中，能耗和环保成为行业划分的重要标准。其中《指导目录》分为，鼓励类、限制类和淘汰类。聚氯普通人造革生产线正在限制类中。限制类主要是指工艺技术落后，不符合行业准入条件，不利于产业结构优化升级的产品, 对于限制类项目，将禁止投资新建。对于现有生产能力，允许企业在一定期限内采取措施改造升级。 可见，在环保和健康成为人类关注主题的当今，PVC人造革对环境的危害使其将逐渐被淘汰，而TPU的发展空间也会因此逐步扩大，合成革产业的发展也必须且只有朝着环保的方向才能持续健康的发展下去。
TPU用途
各种TPU成型品的用途:
汽车部件
球型联轴节；防尘盖；踏板刹车器；门锁撞针；衬套
板簧衬套；轴承；防震部件；内外装饰件；防滑链等
机械·工业用部件
各种齿轮；密封件（主要起耐磨和耐油作用）；防震部件；取模针；衬套；轴承
盖类；连接器；橡胶筛；印刷胶辊等
服饰辅料
女士文胸肩带、服装松紧带等。
鞋类
垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌
女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴，鞋底等
其他
自位轮；把手；表带等
管材·软管
高压管；管；油压管；气压管；燃料管；涂敷管
输送管；消防水带等
薄膜·板材
转动带（具有一定的拉伸作用）；气垫；膜片；键盘板；复合布等
电线·电缆
电力通信电缆；计算机配线；汽车配线；勘探电缆等
其他
各种环形管线；圆形带；V型带；同步带；防滑带等
压 延
软体槽、罐类；薄膜复合片材箱包面料等
吹 塑
各种车辆用箱类；各种容器类
吹 膜
超薄、宽幅薄膜（、卫生用品）
溶 液
熔接料；粘接剂；人造革、合成革、绳、铁丝、手套等涂层
TPU为热塑性，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。TPU品牌牌号众多，质量参差不齐，选择TPU时经过详细的评估论证，否则不能得到性价比优的结果.
众所周知，使用在医领域制品的塑胶制品的规格基本上会比普通塑料高出许多。当然，其中的安全因素是关键的。
其实，TPU原料本身就具有良好的性能。TPU塑胶原料在抵抗变形、刻痕和划伤的能力即硬度方面范围很广，而且，在这些条件增强的情况下在弹性和耐磨性能方面依旧表现不俗。同时，TPU制品的在承载能力方面、抵抗强大冲击力方面和减少降低震动性方面效能优异，综合来说就是它在机械强度方面很高。
当然，TPU塑胶原料的耐寒性十分突出即使在零下35度的情况下，弹性、柔顺性和其他性能不会变差。而且，它的加工性能好，通过注塑、挤出、压延都能成型，再加上耐油、耐水、耐霉菌，再生利用性好，所以综合效能十分优异。
这款阻燃TPU，是在TPU性能上的改进和完善，使产品极限氧指值达到30，从而具备非常出色的阻燃效果。通过注塑、挤出、压延就能成型的TPU，其柔软、橡胶般灵活的特点使其有别于其他阻燃材料。当然，除了在领域使用，阻燃TPU原料也十分适合在器械及电缆等领域使用。1. 材料干燥
由于TPU易吸湿及易水解特性，未充分干燥的TPU原料易导致加工困难，制品表面会出现汽泡或银纹,挤出制品表面出现不平滑、无光泽且出现泡沫状和起泡等现象.为确保零缺陷生产和产品质量,建议加工前必须先把TPU原料充分干燥至含水量0.05%以下。
若使用色粉或色母染色，必须与TPU本色粒子充分混合后，一起干燥.通常采用循环空气干燥器或除湿干燥器干燥TPU，根据硬度的不同,建议干燥温度为80-110℃,干燥时间为3小时左右.
2. 材料着色
除某些特殊需要,TPU通常以本色供货.用户可以很方便地对TPU着色,简单可靠的方法是添加色粉或色母粒进行着色.用量建议如下:
色粉: 0.2-0.5% 色母粒: 1-4%
3. 回收料处理
水口料、洗机料或不良成品可以粉碎后再与新料混合後使用，但必须先再一次干燥后才可使用，且为了某些机械物性的要求，对于成型加工而言，回收料不可超过整体原料30%以上。挤出回收料要单独加工或加入注塑新料内,另外,回收料不要储存太久，马上干燥使用。不能循环使用的废料可以通过焚烧获取热能.
4. 注塑加工
一般单螺杆三段式的注塑机适合于TPU的注塑加工；与其它塑胶相比，由于TPU在融熔时具有高粘度，在料管里容易产生高剪切力而破坏TPU本身的物性，所以一般选择螺杆长径L/D比16-20左右、压缩比为2.0-25的注塑机比较合适.
建议注塑加工温度如下表所示,用户可根据制品大小及肉厚、材料型号不同、注塑机大小等适当调整.
硬度范围
喷嘴温度
计量段温度
压缩段温度
进料段温度
60A-80A
155-170℃
165-180℃
160-175℃
150-165℃
85A-98A
165-180℃
175-200℃
170-195℃
165-175℃
60D-75D
180-200℃
205-215℃
185-205℃
175-185℃
压力、保压压力 、速度和背压的调整控制,对制品尺寸稳定和脱膜性能非常重要.太低的保压压力易导致制品凹陷,太高则易导致制品脱模困难;压力和保压压力应能在100-1200bar范围内调节,压力(保压压力)的大小应设定成正好消除制品凹陷,保压压力的大小通常设定为50%压力.为保证均匀塑化,背压应控制在压力的10-25%范围内.速度的大小取决于制品壁厚:厚壁制品采用慢速充模,薄壁制品采用快速充模.
5. 挤出加工
L/D比在20-30之间,压缩比在2-4之间的单螺杆三段式挤出机适合于TPU加工;螺杆及料管的间隙约为0.1-0.2mm,的螺杆设计应避免激烈磨擦过热而使得材料分解裂化从而降品机械物性. 螺杆转速依螺杆直径而定,由于TPU对煎切敏感,太高转速易导致TPU裂解,太低则因停留时间过长也导致裂解,一般螺杆转速设定于25-60rpm范围。
为使材料能顺畅的流动，并方便模头的清洗，在模头的设计上应避免死角。管件或异形挤出须使用长形的模头，除了降低剪切应力外，也会有较稳定的押出量，其长度为喷嘴直径的2-4倍。
