TPU ist ein Polyurethan -thermoplastisches Elastomer, ein Multiphasenblock -Copolymer, das aus Diisocyanaten, Polyolen und Kettenstreckern besteht. Als Hochleistungs-Elastomer hat TPU eine breite Palette von nachgeschalteten Produktrichtungen und wird in den täglichen Notwendigkeiten, Sportgeräten, Spielzeug, dekorativen Materialien und anderen Feldern wie Schuhmaterialien, Schläuchen, Kabeln, medizinischen Geräten usw. häufig eingesetzt.
Derzeit umfassen die wichtigsten TPU -Rohstoffhersteller BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Neue Materialien, und so weiter. Mit der Layout und der Kapazitätserweiterung von inländischen Unternehmen ist die TPU -Branche derzeit stark wettbewerbsfähig. Im Bereich High-End-Anwendungsbereich beruht es jedoch weiterhin auf Importen, was auch ein Bereich ist, in dem China Durchbrüche erzielen muss. Sprechen wir über die zukünftigen Marktaussichten von TPU-Produkten.
1. Superkritischer Schaum-E-TPU
Im Jahr 2012 entwickelten Adidas und BASF die Laufschuhmarke EnergyBoost gemeinsam, bei der TPU (Handelsname Infinergy) als Mittelsohlematerial verwendet wird. Aufgrund der Verwendung von Polyether-TPU mit einer Küste ist eine Härte von 80-85 als Substrat im Vergleich zu EVA-Mitteln, die TPU-Zwischenbühnen im Vergleich zu EVA-Mitteln, in Umgebungen unter 0 ℃ weiterhin eine gute Elastizität und Weichheit aufrechterhalten können, was den Tragetomfort verbessert und auf dem Markt weit verbreitet ist.
2. Faserverstärkte modifizierte TPU -Verbundmaterial
Die TPU hat eine gute Wirkungsfestigkeit, aber in einigen Anwendungen sind ein hoher elastischer Modul und sehr harte Materialien erforderlich. Glasfaserverstärkungsmodifikation ist eine häufig verwendete Technik, um den elastischen Materialmodul zu erhöhen. Durch Modifikation können thermoplastische Verbundwerkstoffe mit vielen Vorteilen wie hoher elastischer Modul, gute Isolierung, starker Wärmebeständigkeit, gute elastische Wiederherstellungsleistung, gute Korrosionsbeständigkeit, Einflussresistenz, niedriger Expansionskoeffizient und dimensionale Stabilität erhalten werden.
BASF hat eine Technologie zur Vorbereitung von fiberglasst verstärkten TPU mit hohem Modul unter Verwendung von Glaskurzfasern in seinem Patent eingeführt. Eine TPU mit einer 83-Härte von 83 wurde durch Mischen von Polytetrafluorethylenglykol (PTMEG, Mn = 1000), MDI und 1,4-Butandiol (BDO) mit 1,3-propanediol als Rohstoffe synthetisiert. Diese TPU wurde mit Glasfaser in einem Massenverhältnis von 52:48 zusammengesetzt, um ein Verbundmaterial mit einem elastischen Modul von 18,3 GPa und einer Zugfestigkeit von 244 MPa zu erhalten.
Zusätzlich zu Glasfasern gibt es Berichte über Produkte unter Verwendung von TPU mit Kohlefaserverbundstoff wie der Maezio -Kohlefaser/TPU -Verbundplatte von Covestro, das einen elastischen Modul von bis zu 100 GPa und eine geringere Dichte als Metalle aufweist.
3.. Halogenfree Flammhemmungsmittel TPU
TPU hat hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit und andere Eigenschaften, was es zu einem sehr geeigneten Mantelmaterial für Drähte und Kabel macht. In Anwendungsfeldern wie Ladestationen ist jedoch eine höhere Flammverzögerung erforderlich. Es gibt im Allgemeinen zwei Möglichkeiten, die Flammhemmung der TPU zu verbessern. Man ist eine reaktive Flammhemmungsmodifikation, die die Einführung von flammhemmenden Materialien wie Polyolen oder Isocyanaten umfasst, die Phosphor, Stickstoff und andere Elemente in die Synthese von TPU durch chemische Bindung enthalten. Die zweite ist eine additive Flammschutzmodifikation, bei der TPU als Substrat verwendet und Flammschutzmittel zum Schmelzmischen hinzugefügt werden.
Die reaktive Modifikation kann die Struktur der TPU verändern. Wenn jedoch die Menge an additivem Flammschutzmittel groß ist, verschlechtert sich die Stärke der TPU, die Verarbeitungsleistung verschlechtert sich und das Hinzufügen einer geringen Menge kann die erforderliche Flammhemmung nicht erreichen. Derzeit gibt es kein im Handel erhältliches Produkt mit hohem Flammenhemmung, das die Anwendung von Ladestationen wirklich erfüllen kann.
Der frühere Bayer -MaterialScience (jetzt Kostron) führte einmal einen organischen Phosphor ein, der Polyol (IHPO) enthält, das auf Phosphinoxid in einem Patent basiert. Die Polyether-TPU, die aus IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI und BDO synthetisiert wurde, weist eine hervorragende Flammen-Retardanz und mechanische Eigenschaften auf. Der Extrusionsprozess ist glatt und die Oberfläche des Produkts glatt.
Das Hinzufügen von halogenfreien Flammschutzmitteln ist derzeit der am häufigsten verwendete technische Weg zur Herstellung von Halogen-freier Flammschutzmittel-TPU. Im Allgemeinen werden Phosphorbasis, Stickstoffbasis, Siliziumbasis, Flammschutzmittel auf Borbasis oder Metallhydroxide als Flammschutzmittel verwendet. Aufgrund der inhärenten Entflammbarkeit von TPU ist häufig eine flammhemmende Füllmenge von mehr als 30% erforderlich, um während der Verbrennung eine stabile Flammschutzschicht zu bilden. Wenn jedoch die Menge der zugefügten Flammschutzmittel groß ist, ist der Flammhemmungsmittel im TPU -Substrat ungleichmäßig verteilt, und die mechanischen Eigenschaften der Flammschutzmittel -TPU sind nicht ideal, was auch ihre Anwendung und Werbung in Feldern wie Schläzen, Filmen und Kabeln begrenzt.
Das BASF-Patent führt eine flammretardante TPU-Technologie ein, die Melaminpolyphosphat und einen Phosphor kombiniert, das Derivat von Phosphinsäure als Flammschutzmittel mit TPU mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 150 kDa enthält. Es wurde festgestellt, dass die flammhemmende Leistung bei der Erzielung einer hohen Zugfestigkeit erheblich verbessert wurde.
Um die Zugfestigkeit des Materials weiter zu verbessern, führt das Patent von BASF eine Methode zur Vorbereitung des Masterbatch -Vernetzungsmittels mit Isocyanaten ein. Durch das Hinzufügen von 2% dieser Art von Masterbatch zu einer Komposition, die UL94V-0-Flammschutzanforderungen erfüllt, kann die Zugfestigkeit des Materials von 35 MPa auf 40 MPa erhöht werden und gleichzeitig die Leistung des V-0-Flammes beibehalten.
Verbesserung des WärmealterungswiderstandLinghua New Materials Companyführt auch eine Methode zur Verwendung von oberflächenbeschichteten Metallhydroxiden als Flammschutzmittel ein. Um die Hydrolyseresistenz von flammretillierenden TPU zu verbessern,Linghua New Materials CompanyEinführte Metallcarbonat auf der Grundlage der Zugabe von Melaminflammeshemmendern in einer anderen Patentanwendung.
4. TPU für Automobillackschutzfilm
Auto-Lack-Schutzfilm ist ein Schutzfilm, der die Lackoberfläche nach der Installation von der Luft isoliert, sauren Regen, Oxidation, Kratzer verhindert und lang anhaltende Schutz für die Lackoberfläche bietet. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Autofarbe nach der Installation zu schützen. Der Farbschutzfilm besteht im Allgemeinen aus drei Schichten, mit einer selbstheilenden Beschichtung auf der Oberfläche, einem Polymerfilm in der Mitte und einem Acryldruck-sensitiven Klebstoff auf der unteren Schicht. TPU ist eines der Hauptmaterialien für die Vorbereitung von Zwischenpolymerfilmen.
Die Leistungsanforderungen für TPU, die im Farbschutzfilm verwendet werden, sind wie folgt: Kratzwiderstand, hohe Transparenz (Lichtübertragung> 95%), Flexibilität mit niedriger Temperatur, Hochtemperaturbeständigkeit, Zugfestigkeit> 50 MPa, Lehung> 400%und Ufer einen Härtebereich von 87-93; Die wichtigste Leistung ist die Wetterresistenz, die Widerstand gegen UV -Alterung, thermischer oxidativer Abbau und Hydrolyse umfasst.
Die derzeit reifen Produkte sind aliphatische TPU, die aus Dicyclohexyldiisocyanat (H12MDI) und Polycaprolacton Diol als Rohstoffe hergestellt werden. Die gewöhnliche aromatische TPU wird nach einem Tag der UV -Bestrahlung sichtbar gelb gelb, während aliphatische TPU, die für den Autoverpackungsfilm verwendet wird, seinen Vergillungskoeffizienten ohne signifikante Änderungen unter denselben Bedingungen aufrechterhalten kann.
Poly (ε - Caprolacton) TPU hat eine ausgewogenere Leistung im Vergleich zu Polyether und Polyester -TPU. Einerseits kann es einen hervorragenden Tränenwiderstand der gewöhnlichen Polyester -TPU aufweisen, andererseits zeigt es auch eine ausstehende dauerhafte Verformung der niedrigen Kompression und eine hohe Rebound -Leistung von Polyether -TPU, die auf dem Markt weit verbreitet sind.
Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen an die Produktkosteneffizienz nach der Marktsegmentierung mit der Verbesserung der Oberflächenbeschichtungstechnologie und der Anpassungsfähigkeit der Kleberformel besteht auch die Möglichkeit, dass die aliphatische TPU mit Polyether oder gewöhnlichem Polyester-H12MDI-TPU in Zukunft angewendet werden kann.
5. Biobased TPU
Die gemeinsame Methode zur Herstellung von Bio -basierten TPU besteht darin, Bio -basierte Monomere oder Intermediate während des Polymerisationsprozesses wie biologische Isocyanate (wie MDI, PDI), biologische Polyole usw., darunter biobasierte Isocyanate, auf dem Markt, während biobasierte Polyolen üblich sind.
In Bezug auf biobasierte Isocyanate haben BASF, Covestro und andere bereits 2000 in die PDI-Forschung investiert, und die erste Charge von PDI-Produkten wurde 2015-2016 auf den Markt gebracht. Wanhua Chemical hat 100% Bio -basierte TPU -Produkte unter Verwendung von Bio -basierten PDI aus Mais Stover entwickelt.
In Bezug auf biologische Polyole enthält es biologische Polytetrafluorethylen (PTMEG), Bio-basierte 1,4-Butandiol (BDO), Bio-basierte 1,3-Propandiol (PDO), Bio-basierte Polyesterpolyole, Bio-Basis-Polyether-Polyether usw. usw.
Gegenwärtig haben mehrere TPU -Hersteller eine biologische TPU auf den Markt gebracht, deren Leistung mit der herkömmlichen petrochemischen TPU vergleichbar ist. Der Hauptunterschied zwischen diesen biologischen TPUs liegt in dem Niveau des biologischen Inhalts, der im Allgemeinen zwischen 30% und 40% liegt, wobei einige sogar höhere Werte erzielen. Im Vergleich zu traditionellen petrochemischen TPUs hat die Bio -basierte TPU Vorteile wie die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, die nachhaltige Regeneration von Rohstoffen, die grüne Produktion und die Erhaltung der Ressourcen. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical undLinghua Neue Materialienhaben ihre Bio -basierten TPU -Marken auf den Markt gebracht, und die Kohlenstoffreduzierung und Nachhaltigkeit sind in Zukunft auch wichtige Richtungen für die TPU -Entwicklung.
Postzeit: Aug-09-2024