TPU的简介及生产工艺

TPU的简介及生产工艺

塑料聚氨酯弹性体(TPU)母料

TPU的生产工艺及设备是一种可加热塑化、溶剂溶解的聚氨酯弹性体与混合聚氨酯弹性体和浇注聚氨酯弹性体相比，化学结构中没有或几乎没有化学交联，分子基本上是线性的，但有一些物理交联它具有高模量、高强度、高伸长率和高弹性。优异的耐磨性、耐油性、耐低温性和耐老化性用普通的塑料加工方法可以生产各种产品。废料可以回收利用，添加剂和填料可以广泛用于改善某些物理性能、加工性能或降低成本。

TPU按软段结构可分为聚酯型和聚醚型聚酯型具有较高的机械性能，适中的成本，但由于其酯基具有较高的内聚能，耐水性较差。聚醚型具有良好的低温柔韧性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差，因为它没有酯基，并且含有可自由置于分子中的醚键。聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。

2，聚酯热塑性聚氨酯弹性体

1，原料:

(1)聚合物乙二醇:聚酯多元醇(PES)

PEA(聚己二酸乙二醇酯)M=2000，羟值55 3毫克氢氧化钾/克

PDA(聚己二酸乙二醇酯)M=2000，羟值56 2.5毫克氢氧化钾/克聚己二酸乙二醇酯羟值56 2.5毫克氢氧化钾/克

(2)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)(芳香族)

纯MDI常温下为白色或黄色固体，加热时有刺激性气味，熔点≥38℃，沸点194-199℃/5 mmHg，密度:1.19分子式和分子量为

:C15H 10N 2；；250

(3)扩链剂(低分子二醇):

1，4丁二醇(BDO)(脂肪开链二醇)

为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1，密度1.02，沸点:229.5℃，熔点20.1℃

2，分子式:

PES(分子量2000，双官能度)1mol

MDI 3mol

BDO 2mol

异氰酸酯指数R=(NCO/OH)=0.97~1.03

性能:密度1.2硬度(邵A) 70-95

拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18

伸长率% 44 生产工艺:

熔融聚合物聚酯乙二醇(PES)并加入到原料罐中。加热至所需物料温度(100~120℃)后，在低速搅拌下真空脱水2 ~ 3小时，使其含水量小于0.05%。释放真空氮气后，即可使用。

:将MDI熔化后加入到B料罐中，加热至所需温度(60-70℃)，在低速搅拌下真空脱气0.5-1小时，达到要求后，解除真空，通入氮气备用；将

低分子二醇(BDO)加入到c料罐中，加热至所需温度(30-50 ℃),然后在低速搅拌下真空脱水0.5-1h，含水量达到要求后，减压，通入氮气备用

为了连续给铸机的每台计量泵供料，每台部件配有两套相同规格的罐，以实现真空脱水，并给计量泵另一台供料。每组原液根据配方要求通过计量泵精确计量输送到浇注头。在高速搅拌下初次混合均匀后，将原液输送到双螺杆反应挤出机中进一步混合均匀并发生化学反应，然后将原液切成颗粒并过筛。

4，工艺(双螺杆连续工艺)

(1)原料处理:将原料熔化至所需温度并脱气。为了实现连续生产，分别配备两组储罐进行脱气和进料。

(2) TPU铸造机:连续精确计量和各成分初始混合

(3)双螺杆反应挤出机:物料的进一步混合、化学反应和运输(双轴同向旋转、全啮合、自清洁功能)

具有以下特点:

①在高温高压(温度140~250℃，压力4~7MPa)下反应可以保证副反应最少，高压可以抑制与气体的分解反应

②为了最小化低分子量低聚物的质量分数(~1500g/mol) (~0.36%)

③在两个相对移动的螺杆之间应该有高剪切速度梯度(> 2000 s-1 ),以使材料充分混合、均匀和完全，从而使反应均匀且不会发生局部凝胶。揉捏次数可达7-15次/秒

④要求料筒各段温度控制必须均匀准确，具有快速加热和冷却功能，并应有良好的传热效率各段温控参数示例:

第一段温控80~180℃，6段温控150~210℃，

第二段温控100~200℃，7段温控140 ~ 200℃，

第三段温控150 ~ 210℃，8段温控100 ~ 190℃，

第四段温控150 ~ 210℃9

3。主要设备简介:

1，原料加工设备:

(1) A料罐:2×200 L(φ600×700)，三层结构:不锈钢内胆，导热油加热夹套，聚氨酯硬泡绝缘涂层，搅拌架(转速30转/分，功率0.55千瓦)，保证料罐气密性的精密轴封配有进料口、视镜、真空和N2口，最低液位报警装置，加热功率2×4.5千瓦

(2) B材料(MDI)罐:2×120L(φ500×500)，三层结构:不锈钢内胆，导热油加热夹套，聚氨酯硬泡绝缘涂层，搅拌架(转速30转/分，功率0.55千瓦)，精密轴封，保证材料罐的气密性配有进料口、视镜、真空和N2口，最低液位报警装置，加热功率2×4.5千瓦

(3) C材料(BDO)罐:2×80L(φ400×500)，三层结构:不锈钢内胆，导热油加热夹套，聚氨酯硬泡保温层，搅拌架(转速30转/分，功率0.55千瓦)，精密轴封，保证材料罐的气密性配有进料口、视镜、真空口和N2口，最低液位报警装置，加热功率(1+2)kw

(4)真空系统:

①真空缓冲罐:80L(φ400×500)不锈钢多层挡板式

②真空泵:2X-15A(2.2千瓦)

(5)加热系统:(a、B、c三套)

①导热油箱:70L，加热功率4.5千瓦

②循环油泵:B-BB16齿轮油泵0.75千瓦6P

2，TPU浇注机:

总浇注量:1 ~ 1测量误差≤ 0.5%

工作温度:材料a:100 ~ 120℃；物料B:60-70℃；材质C: 30~50℃，浇注头:70 ~ 80℃，

温度误差:2℃真空度:5 ~ 10兆欧

(1)计量泵:高精度低速计量泵(耐压10兆帕，耐温450℃)，由高精度齿轮减速电机驱动，进口变频器调节

A泵GJ20转速30 ~ 200转/分，功率0.75千瓦4P，排量0.6 ~ 4公斤/分

B泵GJ9转速30 ~ 200转/分，功率0.75千瓦4P，排量0.3 ~ 1.8公斤/分

C泵GJ2.4转速30 ~ 200转/分，功率0.75千瓦4P，排量0.00

②压力和转速(配比)等。都是数字精密仪器；

③电器采用进口元件

3，双螺杆反应挤出机:(仅供用户选择机器时参考)

LSF-68(九级调温缸)(JB/T5420-91)

螺杆公称直径:φ68中心距60，螺杆长径比48，螺杆与机筒之间的间隙小于或等于0.02毫米