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一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法

阅读：500发布：2024-02-18

专利汇可以提供一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，主要由以下质量份数的各原料制成：聚酯二元醇700—800份，二氯甲烷50—100份，苯甲醛 50—80份，耐磨增强剂10—20份，纳米二氧化硅 5—15份，纳米石墨烯5—10份，硼氢化钠20—30份，长玻纤5—10份，润滑剂 2—10份，催化剂2—10份，溶剂适量；本发明的用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法，很好的保持了聚氨酯环保的特性，使得聚氨酯弹性体胶轮满足了对环保、承载能力和耐磨的要求，同时提高胶轮生产效率，减少胶轮生产废品率，缩短注塑周期，降低收缩率。，下面是一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，其特征在于，包括以下原料：聚酯二元醇，二氯甲烷，苯甲醛，耐磨增强剂，纳米二氧化硅，纳米石墨烯，硼氢化钠，长玻纤，润滑剂，催化剂，溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，其特征在于，各原料质量份数分别为：聚酯二元醇700—800份，二氯甲烷50—100份，苯甲醛50—80份，耐磨增强剂10—20份，纳米二氧化硅5—15份，纳米石墨烯5—10份，硼氢化钠20—30份，长玻纤
5—10份，润滑剂2—10份，催化剂2—10份，溶剂适量。
3.根据权利要求1所述的一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，其特征在于，所述聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇；分子量为2500—3000。
4.根据权利要求1所述的一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，其特征在于，所述耐磨增强剂为有机硅聚醚改性聚合物、芳烷改性聚硅氧烷或有机硅塑料润滑剂中的一种或几种，润滑剂为硬脂酸酰、油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种，催化剂为有机锡类催化剂，溶剂为甲醇、四氢呋喃和水的混合液，所述甲醇、四氢呋喃和水的混合比为2:1:1。
5.一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先按照各原料的质量份数准备原料，并检查各原料，避免原料中出现结块等现象，将结块原料记性破碎、粉碎，长玻纤应制成粉末状；
S2、将向反应釜中加入适量溶剂，加热并搅拌，在反应釜中溶剂达到75—95℃时，向反应釜中缓慢加入聚酯二元醇，并进行充分搅拌，使得聚酯二元醇完全溶于溶剂中；
S3、向反应釜中缓慢并依次加入二氯甲烷、苯甲醛，长玻纤，硼氢化钠，纳米二氧化硅和纳米石墨烯，进行充分搅拌并使得各成分完全溶解；
S4、反应釜中加入耐磨增强剂，润滑剂和催化剂，搅拌；
S5、反应釜保温，反应釜温度为40—60℃下，保温10-15h，待各反应物之间发生相互交联反应；
S6、将S5中反应得到的产物继续进行搅拌和反应，使得反应物种的溶剂完全挥发，得到固体粉末；
S7、将S6中的固体粉末置于挤出机中进行高温挤出，得到TPU颗粒。

说明书全文

一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于化学材料领域，更具体的说涉及一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法。

背景技术

[0002] 注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑成型技术因能快速、批量、低成本成型形状复杂的制品，是所有塑料加工技术发展最快的。随着业内需求的扩大，产品应用范围的拓宽，我国的注塑行业有了长足的发展，但是仍存在着污染较多，生产技术水平较低等需要改进的地方。

[0003] 聚氨酯弹性体承载能力大、耐磨、耐油，与金属骨架粘接牢固，可用于制造在各种传动机构中广泛使用的胶轮，如：生产线传送带用托轮、导轮，缆车的滑轮，等等。体育娱乐方面，高档溜冰鞋旱冰轮及滑板车的轮子都采用聚氨酯制造。聚氨酯胶轮还具有耐油、韧性好、附着力强等特点，在矿用单轨吊车、齿轨车及清洗车等车辆上使用效果十分明显。

[0004] 随着消费者环保意识的提高，传统的聚氨酯弹性体成型方法已经逐渐被胶轮生产商及胶轮使用厂家淘汰。保持聚氨酯环保的特性才能让产品长期服务于市场。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU及其制备方法，很好的保持了聚氨酯环保的特性，使得聚氨酯弹性体胶轮满足了对环保、承载能力和耐磨的要求，同时提高胶轮生产效率，减少胶轮生产废品率，缩短注塑周期，降低收缩率。

[0006] 本发明技术方案一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，包括以下原料：聚酯二元醇，二氯甲烷，苯甲醛，耐磨增强剂，纳米二氧化硅，纳米石墨烯，硼氢化钠，长玻纤，润滑剂，催化剂，溶剂。

[0007] 优选地，各原料质量份数分别为：聚酯二元醇700—800份，二氯甲烷50—100份，苯甲醛50—80份，耐磨增强剂10—20份，纳米二氧化硅5—15份，纳米石墨烯5—10份，硼氢化钠20—30份，长玻纤5—10份，润滑剂2—10份，催化剂2—10份，溶剂适量。

[0008] 优选地，所述聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇；分子量为2500—3000。

[0009] 优选地，所述耐磨增强剂为有机硅聚醚改性聚合物、芳烷改性聚硅氧烷或有机硅塑料润滑剂中的一种或几种，润滑剂为硬脂酸酰、油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种，催化剂为有机锡类催化剂，溶剂为甲醇、四氢呋喃和水的混合液，所述甲醇、四氢呋喃和水的混合比为2:1:1。

[0010] 一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU的制备方法，包括以下步骤：

[0011] S1、首先按照各原料的质量份数准备原料，并检查各原料，避免原料中出现结块等现象，将结块原料记性破碎、粉碎，长玻纤应制成粉末状；

[0012] S2、将向反应釜中加入适量溶剂，加热并搅拌，在反应釜中溶剂达到75—95℃时，向反应釜中缓慢加入聚酯二元醇，并进行充分搅拌，使得聚酯二元醇完全溶于溶剂中；

[0013] S3、向反应釜中缓慢并依次加入二氯甲烷、苯甲醛，长玻纤，硼氢化钠，纳米二氧化硅和纳米石墨烯，进行充分搅拌并使得各成分完全溶解；

[0014] S4、反应釜中加入耐磨增强剂，润滑剂和催化剂，搅拌；

[0015] S5、反应釜保温，反应釜温度为40—60℃下，保温10-15h，待各反应物之间发生相互交联反应；

[0016] S6、将S5中反应得到的产物继续进行搅拌和反应，使得反应物种的溶剂完全挥发，得到固体粉末；

[0017] S7、将S6中的固体粉末置于挤出机中进行高温挤出，得到TPU颗粒。

[0018] 本发明技术方案的一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU有益效果是：TPU配方不添加增塑剂，可确保聚氨酯弹性体符合环保要求。本TPU可用于胶轮注塑，具有收缩率低及注塑成型周期短等特点，同时又满足胶轮对承载能力及耐磨的要求，可提高胶轮生产效率，减少胶轮生产废品率。

[0019] 本发明技术方案的一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU的制备方法有益效果是：采用聚酯二元醇降低多元醇粘度，提高TPU的易加工性，降低在大批量生产时对物料的保温、搅拌和传输的要求。

具体实施方式

[0020] 为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

[0021] 本发明技术方案一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU，包括以下原料：聚酯二元醇，二氯甲烷，苯甲醛，耐磨增强剂，纳米二氧化硅，纳米石墨烯，硼氢化钠，长玻纤，润滑剂，催化剂，溶剂。且各原料质量份数分别为：聚酯二元醇700—800份，二氯甲烷50—100份，苯甲醛50—80份，耐磨增强剂10—20份，纳米二氧化硅5—15份，纳米石墨烯5—10份，硼氢化钠20—30份，长玻纤5—10份，润滑剂2—10份，催化剂2—10份，溶剂适量。

[0022] 上述聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇；分子量为2500—3000。

[0023] 上述耐磨增强剂为有机硅聚醚改性聚合物、芳烷改性聚硅氧烷或有机硅塑料润滑剂中的一种或几种，润滑剂为硬脂酸酰、油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种，催化剂为有机锡类催化剂，溶剂为甲醇、四氢呋喃和水的混合液，所述甲醇、四氢呋喃和水的混合比为2:1:1。

[0024] 一种用于胶轮注塑的低收缩率快速成型TPU的制备方法，包括以下步骤：

[0025] S1、首先按照各原料的质量份数准备原料，并检查各原料，避免原料中出现结块等现象，将结块原料记性破碎、粉碎，长玻纤应制成粉末状；

[0026] S2、将向反应釜中加入适量溶剂，加热并搅拌，在反应釜中溶剂达到75—95℃时，向反应釜中缓慢加入聚酯二元醇，并进行充分搅拌，使得聚酯二元醇完全溶于溶剂中；

[0027] S3、向反应釜中缓慢并依次加入二氯甲烷、苯甲醛，长玻纤，硼氢化钠，纳米二氧化硅和纳米石墨烯，进行充分搅拌并使得各成分完全溶解；

[0028] S4、反应釜中加入耐磨增强剂，润滑剂和催化剂，搅拌；

[0029] S5、反应釜保温，反应釜温度为40—60℃下，保温10-15h，待各反应物之间发生相互交联反应；

[0030] S6、将S5中反应得到的产物继续进行搅拌和反应，使得反应物种的溶剂完全挥发，得到固体粉末；

[0031] S7、将S6中的固体粉末置于挤出机中进行高温挤出，得到TPU颗粒。

[0032] 经上述配方和方法制得的TPU，聚氨酯弹性体可用于胶轮注塑，且收缩率低、注塑成型周期短，同时满足胶轮对承载能力及耐磨的要求，提高胶轮生产效率，减少胶轮生产废品率，最终稳定生产出应用于胶轮行业的TPU产品。

[0033] 合成TPU时选取的聚酯二元醇为聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇；分子量为2500-3000。该聚酯二元醇有良好的快速成型基础，可以在不添加增塑剂的同时让胶轮制品生产有较短的注塑周期。分子量相对较大的聚酯二元醇合成TPU用于注塑时制品的收缩率也较低。经试验分子量为2600附近是最佳。

[0034] 采用上述方法值得TPU，降低多元醇粘度，提高TPU的易加工性，降低在大批量生产时对物料的保温、搅拌和传输的要求。

[0035] 上述润滑剂的使用，同时配合2600附近分子量的多元醇(聚酯二元醇)，使得所得多元醇粘度较同分子量的单一多元醇低，合成的TPU粘度的加工性也更好，进一步提高产品的注塑成型周期。

[0036] 经对上述方法合成的TPU进行技术检测，获得以下技术指标：

[0037] (1)产品拉伸强度介于30-36Mpa之间；

[0038] (2)产品熔融指数介于10-20g之间；

[0039] (3)产品耐磨小于100mm3；

[0040] (4)产品试片注塑成型时间应小于30s；

[0041] (5)产品承载能力符合具体客户产品要求。

[0042] 本发明技术方案在上面结合具体实施例对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

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