一种快速成型的改性TPU及其应用制造技术

本申请涉及高分子材料的技术领域，具体公开了一种快速成型的改性TPU及其应用。快速成型的改性TPU包括以下质量百分数的原料组成：10‑35%TPEE、0‑8%相容剂、1‑3%润滑剂、0.3%‑0.6%抗UV剂、0.1%‑0.3%分散剂、1‑4%填料及余量的TPU组成，本申请快速成型的改性TPU制备工艺简单，且成型周期快，原料之间共混性好。本申请的快速成型的改性TPU可用于智能手表腕带的制备，其具有优异的干爽性及耐磨耐刮性的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种快速成型的改性TPU及其应用
本申请涉及高分子材料的
，更具体地说，它涉及一种快速成型的改性TPU及其应用。
技术介绍
穿戴式智能设备时代的来临意味着人的智能化延伸，通过这些设备，人可以更好的感知外部与自身的信息，能够在计算机、网络甚至其它人的辅助下更为高效率的处理信息，能够实现更为无缝的交流。常见的应用领域包括运动健身户外领域。而应用于运动健身户外领域的产品，以轻量化的手表、手环为主要形式，实现运动或户外数据如心率、步频、气压、潜水深度、海拔等指标的监测、分析与服务。而智能手表、手环等的腕带部分，常采用弹性体材料如TPSiV(有机硅弹性体)、TPU(聚氨酯)等材料制成。TPSiV，是美国道康宁研发的新材质，其本身具有良好的物理机械性能、耐水性和热氧化稳定性，然而用于制备成腕带时，采用动态硫化工艺进行制备，因而制备工艺较为复杂，且TPSiV材料成本较高。而采用TPU制成的腕带，具有优异的耐摩擦及耐刮性能，然而其表面不够细腻且硬度偏软，并且容易与手腕之间容易产生粘腻感，特别是当手腕产生汗液时，容易与手腕粘连，干爽性差，并影响穿戴体验。
技术实现思路
基于上述技术中存在的不足，本申请提供一种快速成型的改性TPU，其硬度适中，且制成智能手表腕带时，外表面耐磨耐刮花且具有爽滑感。第一方面，本申请提供一种快速成型的改性TPU，采用如下的技术方案：一种快速成型的改性TPU，由以下质量百分数的原料组成：TPEE10-35％；相容剂0-8％；润滑剂1-3％；抗UV剂0.3％-0.6％；分散剂0.1％-0.3％；填料1-4％；余量为TPU；智能手表、智能手环是目前应用最为广泛的的穿戴式智能设备，与手机不同，智能手表、智能手环等产品的腕带和人体长期接触，因此材质在不能导致人体过敏之外，佩戴的舒适度、干爽性和耐磨损性能等是腕带材质选择和设计的重要指标。专利技术人对市面上智能表带的材料进行研究时发现，采用TPU材料制备的腕带极易产生粘腻感，导致使用感不佳，推测其原因，可能是TPU材料本身硬度偏软(而如若采用硬度较高的TPU作为原料时，则会极大地增加原料的成本)，并且原料熔融时，各原料成分之间表面张为相差较大，进而在熔融挤出时，部分助剂迁移至材料表面，使得制得的腕带产生粘腻感，还会影响腕带表面的细腻程度。对此，专利技术人在此基础上进行研发，引入特定质量份的TPEE与TPU进行聚合，由于TPEE是一种线性嵌段共聚物，包含聚酯硬链段和聚醚软链段。其中聚醚软段赋予TPEE弹性，使其具有橡胶的特性；而聚酯硬段具有塑料的特性，赋予材料整体硬度及的加工性能。TPEE与TPU进行聚合时，能一定程度提高TPU材料的硬度，进而减少制得的改性TPU材料硬度软而影响本申请的改性TPU材料的干爽性。并在相容剂的作用下提高高分子聚合物之间、高分子聚合物与其他原料之间的相容性，使得TPEE与TPU形成了具有微向分离的嵌段共聚物，减少原料中的助剂成分析出迁移。采用本申请原料制备的改性TPU，制备工艺简单，只需要将原料进行熔融共混之后再挤出即可，相对于选用TPSiV作为原料时，制备难度及能耗成本更低；相对于现有采用TPU进行腕带材料制备时，成型周期更短，经过检测，本申请制备的弹性体材料的成型周期稳定为45±2s(现有技术中TPU成型周期为60-90s)，且聚合后制得的智能手表用腕带具有优异的干爽性、耐磨耐刮性。具体的，原料中TPEE可以为杜邦的Hytrel3078、Hytrel4069、Hytrel4056；TPU可以为拜耳的5377A、3385、8792A。优选的，所述相容剂的质量百分数为4-6％。采用上述百分比范围的的相容剂能有效改善TPU/TPEE体系中缺口冲击性能上的劣化，促进物料与聚合物基体间的化学键合，增加界面层的厚度，增加相间的粘结力，可增加材料间的相容性，形成稳定相结构。当相容剂添加的质量百分数为本申请改性TPU总质量的4-6％时，原料之间的相容性更为优异，减少由于相容性不佳导致原料成分析出对制得产品的粘腻性降低使用感。优选的，所述相容剂为GMA-g-PE、GMA-g-PP、SEBS-g-MAH中的一种或几种的组合。上述几种相容剂均为强极性的聚合物，尤其是GMA-g-PE和SEBS-g-MAH，分子间能形成氢键且具有一定反应活性的结晶性聚合物。其在原料之间除表现出优异的相容性，还具有良好的力学性能、耐磨性；并且具有反应活性的结晶性聚合物使得弹性体材料具有较好的成型加工性，不但减少了由于TPU质量百分数减少而带来的成型时间长的问题，甚至本申请的弹性体材料的成型时长还比TPU体系的成型时间短。优选的，所述润滑剂为甲基硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油中的一种或几种的组合物；所述抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB、紫外线吸收剂RQT-X-1、光稳定剂AM-101和光稳定剂GW-540中的一种或两种复配。采用上述润滑剂能提高弹性体材料外部的表面张力，减少弹性体材料挤出时与设备之间的粘连，易于脱模，并且脱模后的产品性能稳定。选用上述紫外线吸收剂和光稳定剂作为本申请高弹性体材料体系中的紫外线吸收组分，具有较好的相容性，能提高高弹性体材料对UV的吸收和稳定作用，改善光老化及黄变现象；并且，当紫外线吸收剂与光稳定剂进行复配时，能极大地阻隔或吸收紫外线，减少聚合物承受的强辐射，使得高弹性体材料老化速度减缓，提高产品的耐候性，提高产品的稳定性进而提高产品的寿命。优选的，所述分散剂为PE蜡。优选的，所述PE蜡的相对分子量为1000-2000。本申请选用的分散剂，具体可以为泰国SCG牌、且相对分子量为1000-2000的PE蜡。该特定的PE蜡具有润滑、改变热性能和增加熔融流动性的功能，添加于本申请的原料中，能够提高改性TPU在制备过程中的流动性，提高各原料相互之间的分散程度，进而增加各原料之间的共混程度，增加本申请制备的改性TPU的稳定性；同时能够减少由于助剂或填料等分散不均匀影响制得腕带的表面细腻程度。优选的，所述填料包括耐磨填料，所述耐磨填料为用AA/NPG聚酯多元醇改性的改性碳化硅。由于引入一定质量的TPEE，使得原料中TPU整体的质量百分数降低，当TPU质量百分数降低时，会一定程度影响制得产品的耐磨性能，通过采用上述技术方案，在原料中添加碳化硅微粉作为耐磨填料，增加弹性体材料的耐磨、耐刮花性能。由于碳化硅微粉力度较小，在混料时容易发生团聚现象，进而对碳化硅微粉进行改性，而经过改性之后碳化硅微粉，在原料内部分散性、共混性好，并且赋予制成的手表腕带耐磨耐刮花性能及爽滑触感。优选的，所述改性碳化硅通过如下步骤制得：步骤1：将碳化硅通过硅烷偶联剂进行疏水预处理；将碳化硅进行清洁、烘干后，置于搅拌容器中，加入甲苯，通N2气流状态下搅拌10-12分钟后，加入硅烷偶联剂后在N2气流下保持80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速成型的改性TPU，其特征在于，由以下质量百分数的原料组成：/nTPEE 10-35%；/n相容剂 0-8%；/n润滑剂1-3%；/n抗UV剂0.3%-0.6%；/n分散剂0.1%-0.3%；/n填料1-4%；/n余量为TPU。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速成型的改性TPU，其特征在于，由以下质量百分数的原料组成：
TPEE10-35%；
相容剂0-8%；
润滑剂1-3%；
抗UV剂0.3%-0.6%；
分散剂0.1%-0.3%；
填料1-4%；
余量为TPU。


2.根据权利要求1所述的一种快速成型的改性TPU，其特征在于：所述相容剂的质量百分数为4-6%。


3.根据权利要求1所述的一种快速成型的改性TPU，其特征在于：所述相容剂为GMA-g-PE、GMA-g-PP、SEBS-g-MAH中的一种或几种的组合。


4.根据权利要求1所述的一种快速成型的改性TPU，其特征在于：所述润滑剂为甲基硅油、苯甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油中的一种或几种的组合物；所述抗UV剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB、紫外线吸收剂RQT-X-1、光稳定剂AM-101和光稳定剂GW-540中的一种或两种复配。


5.根据权利要求1所述的一种快速成型的改性TPU，其特征在于：所述分散剂为PE蜡。


6.根据权利要求4所述的一种快速成型的改性TPU，其特征在于：所述PE蜡的相对分子量为1000-2000...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚勋，
申请(专利权)人：东莞市鼎誉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44