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非PU泡沫塑料制品一般包括PU彈性體、涂料與粘結(jié)劑。在產(chǎn)量上,非PU泡沫塑料制品低于PU泡沫塑料的絕對產(chǎn)量。
一、熱塑性聚氨酯彈性體
熱塑性聚氨酯彈性體(簡寫TPU)又稱聚氨酯橡膠,其中包括鞋底料、合成革料、能裝料、某些醫(yī)用料等。其發(fā)展速度超過了混煉型PU,也超過了澆注型PU。
TPU通常由雙官能團的聚酯或聚醚二元醇、低分子二元醇、二異氰酸酯反應(yīng)生成,基本上是線型聚合物。它由兩部分組成,一部分是長鏈二元醇與二異氰酸酯反應(yīng)生成的低熔點柔軟段,另一部分是低分子二元醇與二異氰酸酯反應(yīng)生成的高熔點剛性段。這樣調(diào)節(jié)組成和用量比例,就可以得到不同物性的TPU。
按采用的原料劃分,TPU可分為聚酯型TPU,四氫吠喃均聚醚型TPU、聚已內(nèi)酯TPU。
TPU的成型加工方法有:
注射成型:適于小型制品,對剪切作用很敏感,所以應(yīng)采用中等注射速度和較大的澆口,成型后需較長的時間進行冷卻。
擠出成型:一般采用聚氯乙烯擠出機,螺桿各段溫度可調(diào)性強,螺桿長徑比應(yīng)在20-28范圍內(nèi),壓縮比為3左右。螺桿轉(zhuǎn)速不要越過25轉(zhuǎn)/分。
擠出薄膜、薄板所用的機頭、集流腔應(yīng)盡量大些。
壓延成型:采用聚氯乙烯加工設(shè)備,可預(yù)先添加各種助劑,用密煉機、擠出混煉后,再用四輥壓廷。
加工前應(yīng)注意預(yù)干燥,80-110℃熱風(fēng)下干燥數(shù)小時,使樹脂水分控制在0.07%以下。TPU收縮率較大,一般為0.7-2.0%在設(shè)計模具時應(yīng)注意。
TPU的改性:
TPU可以和許多聚合物進行共混改性,如:abs、 PVC、聚烯烴、縮乙醛、纖維素丙酸酯、雙酚A-環(huán)氧氯丙烷,可改善耐熱性、耐磨耗性、保溫性、耐寒性等。
為提高TPU的耐紫外光老化性能,成為不變黃的TPU,可先用碳酸亞乙酯與二元胺反應(yīng),在二元醇存在下進行酯交換,則得到的TPU耐老化性能優(yōu)異。
“搖溶”性PU,是指在使用前施加強的剪切力,則很快恢復(fù)成粘稠體。它是由PU預(yù)聚休、膠體硅、聚硅氧烷和氧化烷撐聚合物混合反應(yīng)制成。
此外醫(yī)用TPU的發(fā)展也極為迅速。
二、聚氨酯涂料與粘結(jié)劑
1、目前聚氨酯涂料大致應(yīng)用如下:
封閉型凝固化PU涂料,用于海上采油平合,耐海水等性能良好。
雙組份PU涂料用于高溫、低溫條件下的地下儲油罐等。
水系聚氨酯分散液可用于織物、皮革、紙張和pvc的高級涂層。
單組份封閉型PU洪漆用于潛水電機涂層。
雙組份聚醚PU涂料用于船舶上。
用醇酸樹脂作羥基組分的雙組份PU涂料,作為塑料跑道的各色標(biāo)志漆e PU彈性涂料用于塑料跑道鋪面材料。其他還有PU家具面漆、脂肪族異氰酸酯的PU車皮漆、環(huán)氧改性PU漆、PU鞋底涂飾劑、PU封閉底漆、PU阻燃防水敷面漆、PU乳液織物涂飾劑等。
2、聚氨酯粘接劑
聚氨酯粘接劑品種有:鞋用PU膠、防水密封PU膠、建筑與電氣密封PU膠、磁帶用PU膠、低溫PU膠、復(fù)合薄膜PU膠、PVC木紋膜用PU膠、ABS用PU膠、合成革PU原液等。
TPU與尼龍等配合,作成薄膜或粉末,可與金屬類、PVC類、木材類進行熱烙粘接,或直接粘接。
還有輻射固化型PU粘接劑,PU水乳液粘接劑等。PU粘接劑的發(fā)展方向是由有溶劑型向非溶劑型,雙組份向單組份發(fā)展。
第三節(jié) 非聚氨酯(PU)泡沫塑料制品應(yīng)用舉例
實例1:聚氨酯合成革
PU合成革具有許多PVC合成革所不能比擬的優(yōu)點,是代替天然皮革較為理想的材料。
PU合成革的生產(chǎn)方法可分為干法、濕法和凝聚徐復(fù)法三種。
干法(又稱涂敷法):是把FU樹脂配成具有一定固含量、一定粘度的溶膠,涂布在作為載體的離型紙上,通過烘箱,控制一定的溫度、速度等工藝條件,使溶劑揮發(fā)形成膜。然后在其上面涂布粘合層后與底布復(fù)合,經(jīng)干燥、固化、冷卻后再與離型紙剝離,最后經(jīng)印刷處理等工序,即得干法PU合成革,離型紙經(jīng)驗紙機復(fù)卷后,可重復(fù)使用。
濕法:是將基布直接浸漬于已調(diào)配好的PU樹脂中,然后經(jīng)過25%的二甲基甲酰胺水溶液進行洗滌固化,再經(jīng)熱水洗滌,最后干燥及后處理,即得濕法PU合成革。
凝聚涂敷法:是將基布浸潰于PU樹脂中經(jīng)洗滌固化后,再用樹脂涂敷和后處理,即得凝聚涂敷法PU合成革。
基本配方及工藝條件:
面料PU 100 干燥溫度90-l00℃
MEK:丁酮 20 干燥時間1分鐘
DMF:二甲基甲酞胺 20
著色劑 12
底料:PVC 100
DOP 55
DBP 12 塑化溫度200℃
碳酸鈣10 塑化時間1分鐘
穩(wěn)定劑3
氧化鋅 5
發(fā)泡劑AC 3
顏料 1
影響PU合成革質(zhì)量的因素主要有:樹脂、溶劑、離型紙、布基、著色劑的選擇,另外工藝條件如:固含量、粘度、涂飾量、溫度、烘箱中風(fēng)量、生產(chǎn)速度、貼布聞隙、環(huán)境的溫度、濕度、灰塵含量等均影響PU革的質(zhì)量。
實例2:用聚氨酯修飾的人造毛皮
化纖人造毛皮存在著背面不平整、無花紋和不防風(fēng)的缺點,采用離型轉(zhuǎn)移工藝,用聚氨酯修飾人造毛皮,可克服上述缺點。
生產(chǎn)工藝流程如下:離型紙→涂夏PU表層→干燥→冷卻→涂敷PU→粘合劑→貼合腈綸人造毛皮→冷卻→剝離離型紙→成品卷曲。
離型紙PU涂層原料配方:(離型紙采用深花紋)
PU 100
二甲基甲酰胺25
甲乙酮 15
甲苯5
色漿15
腈綸人造毛皮PU粘合層配方:
PU 100
甲苯10
醋酸乙酯 20
交聯(lián)劑7
催化劑5
實例3:微孔聚氨酯鞋底
微孔PU鞋底原料大致由以下七種組成:
多元醇:多用聚酯多元醇,分子量為2000左右,如聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯。
異氰酸酯:用二苯基甲烷二異氰酸酯
擴鏈劑:采用單分子二元醇,如乙二醇,丁二醇等。
發(fā)泡劑:用水和氟利昂混合發(fā)泡劑。
催化劑:一般并用有機錫化合物和三乙二胺。
勻泡劑:為防止鞋底收縮起皺,微孔大小一致,可用有機硅烷系列或非離子表面活性劑等。
其他有:顏料、填充劑、抗氧劑、抗紫外線劑、阻燃劑。
生產(chǎn)工藝方法有三種:一步法、預(yù)聚物法、半預(yù)聚物法。
基木配方由兩部分組成:
A組份:聚酯多元醇100
1,4丁二醇 18
催化劑0.4
水0.4
硅油0.9
B組份:由聚酯多元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯合成的半預(yù)聚物。
A、B兩組份比例為1:1。
實例4:高強度快速固化聚氨酯水泥砂漿
先制預(yù)聚體:蓖麻油、甲苯二異氰酸酯、甘油、催化型交聯(lián)劑、鄰苯二甲酸二丁酯等原科在60-80℃反應(yīng)制成。
再加進2倍量的60目的干砂及2倍量的300號水泥調(diào)節(jié)均勻即可使用。該PU混凝土可用于航天、兵器、原子能等方面,作為快速簡易堵漏、止縫、抗震、抗沖特殊建筑工程中材料。
此外硬質(zhì)PU泡沫塑料可在船舶電纜密封上應(yīng)用,其中A組份由阻燃聚醚、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、催化劑組成,B組份是異氰酸酯,直接澆入電纜盒內(nèi)?;蚴怯扇M份組成:A是混合聚醚100份、B是異氛酸酯120份,C是催化劑混合液10份,A和C攪抖均勻后再和B均勻混合,注入電纜盒內(nèi)而成。