一种TPU复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种TPU复合材料及其制备方法与应用，涉及高分子技术领域。该TPU复合材料包含以下重量份的组分：20

【技术实现步骤摘要】
一种TPU复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种TPU复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]改性TPU因其低翘曲、高韧性特点可以用于汽车连接器，对于一些密封结构常常与硅橡胶接触实现密封性能，此种工况导致TPU材料暴露于电化学环境中，零件表面形成NaOH溶液，导致TPU降解性能变差；另外一方面，长时间接触，TPU材料会对硅橡胶产生腐蚀，导致橡胶回弹性降低甚至脆化。
[0003]TPU分为聚醚系列和聚酯系列，聚酯TPU具有较高的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能，但改性聚酯TPU用在极易形成电化学环境(低NaOH溶液环境)的零件上，长期接触碱液，材料性能会急剧衰减。
[0004]目前对于如何提高TPU的耐水解性能的报道较多，例如专利CN 104231598A，通过在TPU颗粒中加入环氧树脂12～25和聚碳化二亚胺3～8制备具有高水解稳定性的TPU薄膜，使TPU薄膜产品的水解稳定提高，力学性能保持率较现有产品在很大程度上有所改善；专利CN 109320804 B，通过复配聚氯乙烯，丁腈橡胶，尼龙纤维，羟基磷灰石，增塑剂等制备耐水解低压变的TPU发泡薄膜。以上专利技术的TPU材料以提高耐水解性能为主，主要途径是通过高比例添加碳化二亚胺、环氧树脂改善耐水解性能，但均未提及如何提高TPU材料的耐碱性能和低硅橡胶腐蚀性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐碱、低硅胶腐蚀的TPU复合材料及其制备方法与应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：第一方面，提供一种TPU复合材料，包含以下重量份的组分：20
‑
80份聚氨酯树脂、10
‑
30份聚偏二氟乙烯、10
‑
40份玻璃纤维、1
‑
2份马来酰亚胺、2
‑
5份硼酸锌、1
‑
5份硅酮母粒、2
‑
6份增塑剂、0.6
‑
2.0份助剂、其中，聚氨酯树脂为聚酯型聚氨酯，聚氨酯树脂的硬度大于70A。
[0007]本专利技术所述TPU复合材料的组分中，在基体聚氨酯树脂中引入聚偏二氟乙烯树脂、马来酰亚胺、硼酸锌、硅酮母粒、增塑剂进行复配，可以有效提高产品的耐碱性和低硅橡胶腐蚀性；其中聚偏二氟乙烯阻隔碱液的渗透，可以提高TPU复合材料的阻隔性和强度，从而提高产品的耐碱性；硅酮母粒和增塑剂复配，改变TPU复合材料表面的极性，起到极性排斥而阻隔碱液的作用，降低TPU复合材料与碱液的相容度，提高TPU复合材料的耐碱性；马来酰亚胺通过封端和终止自由基作用，降低聚氨酯树脂反应活性和速度，提高TPU复合材料的耐碱性；
，
同时可以减少材料对硅橡胶的腐蚀性；硅酮母粒作为硅橡胶代替品，提前消耗H
+
,减少材料对硅橡胶的腐蚀；硼酸锌与马来酰亚胺复配，共同作用提高TPU复合材料中各个组分的稳定性，降低聚氨酯树脂在高温环境中pH的变化，减少TPU复合材料对硅橡胶的腐蚀现象。
[0008]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述聚氨酯树脂的邵氏硬度为80A
‑
68D。
[0009]聚氨酯树脂的邵氏硬度对产品的影响程度较大，若聚氨酯树脂的邵氏硬度过低，产品的耐碱性显著下降。因此专利技术人优选聚氨酯树脂的邵氏硬度为80A
‑
68D，上述范围内的聚氨酯数据制备的产品具有优异的耐碱性。
[0010]本专利技术中，聚氨酯树脂的邵氏硬度是按照ISO 868
‑
2003标准测试得到的。
[0011]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述聚偏氟乙烯的重量份为15
‑
20份。
[0012]本专利技术中，聚偏氟乙烯的含量影响TPU复合材料的耐碱性，如聚偏氟乙烯的含量过低或过高，TPU复合材料的耐碱性明显下降，优选聚偏氟乙烯为15
‑
20重量份。
[0013]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述增塑剂为环氧脂肪酸增塑剂、乙烯
‑
醋酸乙烯酯
‑
一氧化碳三元共聚物中的至少一种。
[0014]本专利技术选用环氧脂肪酸增塑剂、乙烯
‑
醋酸乙烯酯
‑
一氧化碳三元共聚物中的至少一种作为增塑剂，相比于其他增塑剂，环氧脂肪酸增塑剂或乙烯
‑
醋酸乙烯酯
‑
一氧化碳三元共聚物，可以有效提高TPU复合材料耐碱性和耐硅胶腐蚀性。
[0015]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述硅酮母粒的基体为PP或PE，硅酮含量＞30％。
[0016]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维或连续玻璃纤维。
[0017]优选地，所述玻璃为短切玻璃纤维；更优选地，所述短切玻璃纤维为E玻璃纤维，其中E玻璃纤维的碱含量≤1.0％，浸润剂含量1.0
‑
3.0％。
[0018]作为本专利技术TPU复合材料的优选实施方式，所述助剂为抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
[0019]更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述润滑剂为芥酸酰胺。
[0020]第二方面，提供一种TPU复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S1：将聚氨酯树脂、聚偏二氟乙烯、马来酰亚胺、硼酸锌、增塑剂及助剂预混后，得到预混料；
[0022]S2：将步骤S1中得到的预混料、玻璃纤维分别从不同的喂料口，加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，得到TPU复合材料。
[0023]作为本专利技术TPU复合材料制备方法的优选实施方式，所述双螺杆挤出机熔融挤出造粒时，双螺杆挤出机从喂料口到机头的设置温度分别为：一区温度150
‑
170℃，二区温度170
‑
190℃，三区温度185
‑
195℃，四区温度190
‑
200℃，五区温度190
‑
200℃，六区温度190
‑
200℃，七区温度190
‑
200℃，八区温度190
‑
200℃，九区温度190
‑
200℃，十区温度190
‑
200℃。
[0024]第三方面，提供一种TPU复合材料在汽车连接器中的应用。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种TPU复合材料，该材料以聚酯型聚氨酯为基体，和聚偏二氟乙烯树脂复配，同时引入马来酰亚胺、硼酸锌、硅酮母粒、增塑剂等组分，不仅具有较高的耐碱性，同时还具有较高的低硅橡胶腐蚀性。本专利技术还提供了TPU复合材料的制备方法及其在制备汽车连接器中的应用。
具体实施方式
[0026]为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TPU复合材料，其特征在于，包含以下重量份的组分：20
‑
80份聚氨酯树脂、10
‑
30份聚偏二氟乙烯、10
‑
40份玻璃纤维、1
‑
2份马来酰亚胺、2
‑
5份硼酸锌、1
‑
5份硅酮母粒、2
‑
6份增塑剂、0.6
‑
2.0份助剂、其中，聚氨酯树脂为聚酯型聚氨酯，聚氨酯树脂的邵氏硬度大于70A。2.如权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于，所述聚氨酯树脂的邵氏硬度为80A
‑
68D。3.如权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的重量份为15
‑
20份。4.如权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于，所述增塑剂为环氧脂肪酸增塑剂、乙烯
‑
醋酸乙烯酯
‑
一氧化碳三元共聚物中的至少一种。5.如权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于，所述硅酮母粒的基体为PP或PE，硅酮含量＞30％。6.如权利要求1所述的TPU复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维或连续玻璃纤维。7.如权利要求1所述的T...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纪庆，张永，张超，张禄冲，王鹏，邱志强，许建稳，安朋，杨霄云，
申请(专利权)人：江苏金发科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：