TPU представляет собой полиуретановый термопластичный эластомер, который представляет собой многофазный блок -сополимер, состоящий из дизоцианатов, полиолов и удлинителей цепи. Как высокопроизводительный эластомер, TPU имеет широкий спектр направлений продукта и широко используется в повседневных веществах, спортивном оборудовании, игрушках, декоративных материалах и других областях, таких как материалы для обуви, шланги, кабели, медицинские устройства и т. Д.
В настоящее время основные производители сырья TPU включают BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Новые материалы, и так далее. Благодаря расширению на внутренних предприятиях планировки и мощности, индустрия TPU в настоящее время является высококонкурентной. Однако в высококлассной области применения он по-прежнему опирается на импорт, который также является областью, в которой Китай необходим для достижения прорывов. Давайте поговорим о будущих перспективах рынка продуктов TPU.
1. Суперкритическая пена E-TPU
В 2012 году Adidas и BASF совместно разработали бренд бренда для кроссовок EnergyBoost, который использует вспененный TPU (торговое наименование Infinergy) в качестве материала Midsole. Благодаря использованию полиэфирного TPU с берегом A-80-85 в качестве субстрата, по сравнению с EVA Mid-Toles, вспененные средние золи TPU все еще могут поддерживать хорошую эластичность и мягкость в средах ниже 0 ℃, что улучшает комфорт для износа и широко признается на рынке.
2. Усиленное волокно -модифицированное композитное материал TPU
TPU обладает хорошей воздействием, но в некоторых приложениях требуется высокий модуль упругости и очень твердые материалы. Модификация армирования стеклянного волокна является обычно используемой методикой для увеличения упругого модуля материалов. Благодаря модификации термопластичные композитные материалы со многими преимуществами, такими как высокий модуль упругости, хорошая изоляция, сильная термостойкость, хорошая эластичная производительность восстановления, хорошее коррозионное сопротивление, сопротивление воздействию, низкий коэффициент расширения и стабильность размерных.
BASF представила технологию для подготовки высокого модуля, усиленного TPU из стекловолокна, используя стеклянные короткие волокна в своем патенте. TPU с твердостью D-D-D-83 синтезировали путем смешивания политетрафторээтиленгликоля (PTMEG, Mn = 1000), MDI и 1,4-бутандиола (BDO) с 1,3-пропандиолом в качестве сырья. Этот TPU был составлен стеклянным волокном в массовом соотношении 52:48, чтобы получить композитный материал с упругим модулем 18,3 ГПа и прочности на растяжение 244 МПа.
В дополнение к стеклянному волокну, есть также сообщения о продуктах с использованием композитного TPU из углеродного волокна, таких как композитная плата Covestro Maezio Carbon Fiber/TPU, которая имеет упругой модуль до 100 ГПа и более низкую плотность, чем металлы.
3. галогеновый плавенный замедляющий TPU
TPU имеет высокую прочность, высокую вязкость, отличную износостойкость и другие свойства, что делает его очень подходящим материалом для оболочки для проводов и кабелей. Но в областях применения, таких как зарядные станции, требуется более высокая задержка пламени. Как правило, существует два способа улучшения пламенной замедлительной производительности TPU. Одним из них является реактивная модификация огнестойкости, которая включает в себя введение огнестойковых материалов, таких как полиолы или изоцианаты, содержащие фосфор, азот и другие элементы, в синтез ТПУ посредством химической связи; Вторым является модификация Additive Flame Saturnant, которая включает в себя использование TPU в качестве субстрата и добавление огнестойковых загрязняющих веществ для смешивания расплава.
Реактивная модификация может изменить структуру TPU, но когда количество аддитивного замедляющего огня велика, сила TPU уменьшается, производительность обработки ухудшается, и добавление небольшого количества не может достичь требуемого уровня огнестойкости. В настоящее время не существует коммерчески доступного продукта с высоким содержанием огня, который может по -настоящему соответствовать применению зарядных станций.
Бывший Bayer MaterialScience (ныне Кострон) когда -то ввел органический фосфор, содержащий полиол (IHPO) на основе оксида фосфина в патенте. Полиэфир TPU, синтезированный от IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI и BDO, демонстрирует превосходную задержку пламени и механические свойства. Процесс экструзии гладкий, а поверхность продукта гладкая.
Добавление без галогеновых огнезащитных средств в настоящее время является наиболее часто используемым техническим маршрутом для подготовки TPU без галогенов без галогенов. Как правило, на основе фосфора, на основе азота, на основе кремния огнестойковые замедления на основе бора, или гидроксиды металлов используются в качестве огнестойковых средств. Из -за неотъемлемой воспламеняемости TPU, плавное загрязнение заполняемого заполнения более 30% часто требуется для формирования стабильного заглушающего слоя огня во время сгорания. Однако, когда количество добавляемого пламени является большим, огнестойкое замедление неравномерно диспергируется в подложке TPU, а механические свойства плавного замедляющего TPU не являются идеальными, что также ограничивает его применение и продвижение в таких областях, как шланги, пленки и кабели.
Патент BASF представляет собой пламенную технологию TPU, которая сочетает в себе полифосфат меламин и фосфор, содержащий производную фосфиновой кислоты в качестве огнестойковых средств с TPU с средней молекулярной массой веса более 150 кДа. Было обнаружено, что производительность пламени была значительно улучшена при достижении высокой прочности на растяжение.
Чтобы дополнительно повысить прочность на растяжение материала, патент BASF вводит метод подготовки MasterBatch агента, содержащего изоцианаты. Добавление 2% этого типа MasterBatch в композицию, которая соответствует требованиям UL94V-0, может увеличить прочность на растяжение материала с 35 МПа до 40 МПа, сохраняя при этом производительность огнестойкости V-0.
Чтобы улучшить сопротивление старения тепловыдержения пламени-отдавливающего ТПУ, патентLinghua New Materials CompanyТакже вводит метод использования гидроксидов металлов с поверхностным покрытием в качестве огнестойких замедлений. Чтобы улучшить устойчивость к гидролизу пламени-отдавливающего ТПУ,Linghua New Materials Companyвведен металлический карбонат на основе добавления меламинового пламени -замедляющего средства в другом патентном заявлении.
4. TPU для автомобильной пленки защиты от краски
Пленка защиты от автомобилей-это защитная пленка, которая изолирует поверхность краски от воздуха после установки, предотвращает кислотный дождь, окисление, царапины и обеспечивает длительную защиту поверхности краски. Его основная функция - защитить поверхность автомобильной краски после установки. Пленка защиты от краски обычно состоит из трех слоев, с самовосстанавливающимся покрытием на поверхности, полимерной пленкой в середине и чувствительным к акриловым давлению клея на нижнем слое. TPU является одним из основных материалов для приготовления промежуточных полимерных пленок.
Требования к производительности для TPU, используемые в пленке для защиты от краски, следующие: сопротивление царапин, высокая прозрачность (пропускание света> 95%), гибкость низкой температуры, высокая температурная сопротивление, прочность на растяжение> 50 МПа, удлинение> 400%и прибрежную диапазон твердости 87-93; Наиболее важной производительности является устойчивость к погодным условиям, которая включает в себя устойчивость к старению ультрафиолета, термическому окислительному деградации и гидролизу.
В настоящее время зрелые продукты представляют собой алифатический TPU, приготовленный из дициклогексилдизоцианата (H12MDI) и поликапролактона диола в качестве сырья. Обычный ароматический TPU заметно становится желтым после одного дня ультрафиолетового излучения, в то время как алифатический TPU, используемый для пленки автомобильной упаковки, может поддерживать свой коэффициент пожелтения без значительных изменений в тех же условиях.
Поли (ε - капролактон) TPU имеет более сбалансированные характеристики по сравнению с полиэфиром и полиэфирным TPU. С одной стороны, он может демонстрировать превосходное сопротивление разрыву обычного полиэфирного ТПУ, в то время как, с другой стороны, он также демонстрирует выдающуюся низкую постоянную деформацию и высокие характеристики полиэфира ТПУ, что широко используется на рынке.
Из-за различных требований к экономической эффективности продукта после сегментации рынка, с улучшением технологии поверхностного покрытия и способности регулировать адгезивную формулу, существует также шанс для полиэфира или обычного полиэфирного H12MDI Aliphatic TPU, который будет применять для фильмов о защите красок в будущем.
5. Biobased TPU
Общим методом приготовления TPU на основе био является введение мономеров или промежуточных соединений в процессе полимеризации, таких как биоианаты (такие как MDI, PDI), полиолы на основе био и т. Д. Среди них биобасовые изоцианаты относительно редки, в то время как полиолы биобообразных.
Что касается биоинатов, основанных на биоинатах, еще в 2000 году, BASF, Covestro и другие вложили много усилий в исследования PDI, и первая партия продуктов PDI была введена на рынок в 2015-2016 годах. Wanhua Chemical разработала 100% продукты TPU на основе био с использованием биологических PDI, изготовленных из кукурузного стома.
С точки зрения биологических полиол, он включает в себя политетрафторээтилен (PTMEG) на основе био, 1,4-бутандиол (BDO), 1,3-пропандиол на основе биопропаниола (PDO), полиол на основе био, полиоэфиры на основе биологии и т. Д.
В настоящее время несколько производителей TPU запустили TPU на основе био, чья производительность сопоставима с традиционным нефтехимическим TPU. Основное различие между этими биографическими ТПУ заключается в уровне контента на основе био, как правило, в диапазоне от 30% до 40%, причем некоторые даже достигают более высоких уровней. По сравнению с традиционным нефтехимическим TPU, TPU на основе BIO обладает такими преимуществами, как сокращение выбросов углерода, устойчивая регенерация сырья, зеленое производство и сохранение ресурсов. Basf, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical иLinghua Новые материалывыпустили свои бренды TPU на основе био, а сокращение углерода и устойчивость также являются ключевыми направлениями для развития TPU в будущем.
Время публикации: август-09-2024