TPU este un elastomer termoplastic de poliuretan, care este un copolimer cu bloc multifazic compus din diisocianate, poliol și extensoare de lanț. Ca elastomer de înaltă performanță, TPU are o gamă largă de direcții de produs din aval și este utilizat pe scară largă în necesități zilnice, echipamente sportive, jucării, materiale decorative și alte câmpuri, cum ar fi materiale pentru încălțăminte, furtunuri, cabluri, dispozitive medicale etc.
În prezent, principii producători de materii prime TPU includ BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua materiale noi, și așa mai departe. Odată cu aspectul și extinderea capacității întreprinderilor interne, industria TPU este în prezent extrem de competitivă. Cu toate acestea, în domeniul aplicației de ultimă generație, se bazează în continuare pe importuri, ceea ce este și un domeniu în care China trebuie să obțină descoperiri. Să vorbim despre perspectivele viitoare ale pieței produselor TPU.
1.. E-TPU cu spumare supercritică
În 2012, Adidas și BASF au dezvoltat în comun marca de încălțăminte de rulare EnergyBoost, care folosește TPU spumos (nume comercial Infinergy) ca material de talpă intermediar. Datorită utilizării Polyether TPU cu un țărm, o duritate de 80-85 ca substrat, în comparație cu zonele mijlocii EVA, zonele mijlocii TPU spumate poate menține în continuare o elasticitate și o moale bună pe medii sub 0 ℃, ceea ce îmbunătățește purtarea confortului și este recunoscut pe scară largă pe piață.
2. Material compozit TPU modificat cu fibre consolidate
TPU are o rezistență la impact bună, dar în unele aplicații, sunt necesare modul elastic ridicat și materiale foarte dure. Modificarea de armare a fibrelor de sticlă este o tehnică utilizată frecvent pentru a crește modulul elastic al materialelor. Prin modificare, pot fi obținute materiale compozite termoplastice cu multe avantaje, cum ar fi modulul elastic ridicat, izolarea bună, rezistența puternică a căldurii, performanța bună de recuperare elastică, rezistența bună la coroziune, rezistența la impact, coeficientul scăzut de expansiune și stabilitatea dimensională.
BASF a introdus o tehnologie pentru pregătirea TPU -ului armat cu fibră de sticlă din fibră de sticlă, folosind fibre scurte de sticlă în brevetul său. Un TPU cu o duritate de țărm D de 83 a fost sintetizată prin amestecarea politetrafluoroetilen glicolului (PTMEG, MN = 1000), MDI și 1,4-Butanediol (BDO) cu 1,3-propanediol ca materii prime. Acest TPU a fost compus cu fibre de sticlă într -un raport de masă de 52:48 pentru a obține un material compozit cu un modul elastic de 18,3 GPa și o rezistență la tracțiune de 244 MPa.
În plus față de fibra de sticlă, există și rapoarte despre produse care utilizează TPU compozit cu fibre de carbon, cum ar fi Covestro Maezio Carbon Fiber/TPU Composite Board, care are un modul elastic de până la 100GPA și o densitate mai mică decât metalele.
3..
TPU are o rezistență ridicată, rezistență ridicată, rezistență excelentă la uzură și alte proprietăți, ceea ce îl face un material de teacă foarte potrivit pentru fire și cabluri. Dar în câmpurile de aplicație, cum ar fi stațiile de încărcare, este necesară o retardanță mai mare a flăcării. În general, există două moduri de îmbunătățire a performanței ignifuge a TPU. Unul este modificarea retardantă a flăcării reactive, care implică introducerea de materiale ignifuge cu flacără, cum ar fi polioli sau izocianați care conțin fosfor, azot și alte elemente în sinteza TPU prin legarea chimică; Al doilea este modificarea ignifuoasă a flăcării, care implică utilizarea TPU ca substrat și adăugarea retardanților de flacără pentru amestecarea topiturii.
Modificarea reactivă poate modifica structura TPU, dar atunci când cantitatea de retardant de flacără aditivă este mare, rezistența TPU scade, performanța de procesare se deteriorează, iar adăugarea unei cantități mici nu poate atinge nivelul necesar de ignifug. În prezent, nu există un produs de ignifug cu flacără ridicată, care să poată satisface cu adevărat aplicarea stațiilor de încărcare.
Fostul Bayer MaterialScience (acum Kostron) a introdus cândva un fosfor organic care conține poliol (IHPO) bazat pe oxid de fosfină într -un brevet. Polyether TPU sintetizat de la IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI și BDO prezintă o retardere excelentă a flăcării și proprietăți mecanice. Procesul de extrudare este neted, iar suprafața produsului este netedă.
Adăugarea ignifugăreștii fără halogen este în prezent cea mai frecvent utilizată cale tehnică pentru prepararea TPU ignifuge fără flacără. În general, pe bază de fosfor, pe bază de azot, pe bază de siliciu, pe bază de siliciu, pe bază de flăcări pe bază de bor, sunt compuse sau hidroxizi metalici sunt folosiți ca ignificii de flacără. Datorită inflamabilității inerente a TPU, o cantitate de umplere cu întârziere a flăcării este adesea necesară pentru a forma un strat stabil de retardant cu flacără în timpul combustiei. Cu toate acestea, atunci când cantitatea de retardant de flacără adăugată este mare, retardantul de flacără este dispersat inegal în substratul TPU, iar proprietățile mecanice ale TPU ignifuge cu flacără nu sunt ideale, ceea ce limitează, de asemenea, aplicarea și promovarea acestuia în câmpuri precum furtunuri, filme și cabluri.
Brevetul BASF introduce o tehnologie TPU reglementată cu flacără, care îmbină polifosfatul melaminei și un fosfor care conține derivat al acidului fosfinic sub formă de retardanți de flacără cu TPU cu o greutate moleculară medie în greutate mai mare de 150 kDa. S -a constatat că performanța ignifugă cu flacără a fost îmbunătățită semnificativ, obținând în același timp o rezistență ridicată la tracțiune.
Pentru a îmbunătăți în continuare rezistența la tracțiune a materialului, brevetul BASF introduce o metodă pentru pregătirea agentului de reticulare Masterbatch care conține izocianate. Adăugarea a 2% din acest tip de Masterbatch la o compoziție care îndeplinește cerințele de ignifug UL94V-0 Flame poate crește rezistența la tracțiune a materialului de la 35MPa la 40MPa, menținând în același timp performanța retardantă V-0.
Pentru a îmbunătăți rezistența la îmbătrânirea căldurii a TPU direcționată de flacără, brevetulCompania de materiale noi LinghuaDe asemenea, introduce o metodă de utilizare a hidroxizilor metalici acoperiți de suprafață ca ignifug. Pentru a îmbunătăți rezistența la hidroliză a TPU-retardant de flacără,Compania de materiale noi Linghuaa introdus carbonatul metalic pe baza adăugării retardantului de flacără de melamină într -o altă cerere de brevet.
4. TPU pentru film de protecție a vopselelor auto
Filmul de protecție a vopselelor auto este o peliculă de protecție care izolează suprafața vopselei de aer după instalare, previne ploaia acidă, oxidarea, zgârieturile și oferă o protecție de lungă durată pentru suprafața vopselei. Funcția sa principală este de a proteja suprafața vopselei auto după instalare. Filmul de protecție a vopselelor este format în general din trei straturi, cu o acoperire de auto-vindecare la suprafață, o peliculă polimerică la mijloc și un adeziv sensibil la presiune acrilică pe stratul de jos. TPU este unul dintre principalele materiale pentru pregătirea filmelor polimerice intermediare.
Cerințele de performanță pentru TPU utilizate în filmul de protecție a vopselelor sunt următoarele: rezistență la zgârieturi, transparență ridicată (transmisie ușoară> 95%), flexibilitate la temperatură scăzută, rezistență la temperatură ridicată, rezistență la tracțiune> 50MPa, alungire> 400%și țărm Un interval de duritate de 87-93; Cea mai importantă performanță este rezistența la intemperii, care include rezistența la îmbătrânirea UV, degradarea oxidativă termică și hidroliza.
Produsele mature în prezent sunt TPU alifatice preparate din diizocianatul diciclohexil (H12MDI) și Polycaprolactone Diol ca materii prime. TPU aromatic obișnuit devine vizibil galben după o zi de iradiere UV, în timp ce TPU alifatic utilizat pentru filmul de înveliș auto își poate menține coeficientul de îngălbenire fără modificări semnificative în aceleași condiții.
TPU poli (ε - caprolactonă) are o performanță mai echilibrată în comparație cu TPU polieter și poliester. Pe de o parte, poate prezenta o rezistență excelentă la lacrimă a TPU de poliester obișnuit, în timp ce, pe de altă parte, demonstrează, de asemenea, o deformare permanentă de compresie scăzută și performanțe ridicate de revenire a TPU polieter, fiind astfel utilizată pe scară largă pe piață.
Datorită cerințelor diferite pentru rentabilitatea produsului după segmentarea pieței, odată cu îmbunătățirea tehnologiei de acoperire a suprafeței și a capacității de ajustare a formulei adezive, există, de asemenea, o șansă ca polieterul sau poliesterul obișnuit H12MDI alifatic TPU să fie aplicate în viitor pentru filmele de protecție a vopselei.
5. TPU biobased
Metoda comună pentru pregătirea TPU pe bază de bio este de a introduce monomeri sau intermediari pe bază de bio în timpul procesului de polimerizare, cum ar fi izocianatele pe bază de bio (cum ar fi MDI, PDI), poliolii pe bază de bio, etc. Printre aceștia, izocianatele biobased sunt relativ rare pe piață, în timp ce poliole biobased sunt mai frecvente.
În ceea ce privește izocianatele bazate pe bio, încă din 2000, BASF, Covestro și alții au investit mult eforturi în cercetarea PDI, iar primul lot de produse PDI au fost depuse pe piață în 2015-2016. Wanhua Chemical a dezvoltat produse TPU bazate pe bio 100% folosind PDI pe bază de bio, obținute din Stover de porumb.
În ceea ce privește poliolii pe bază de bio, include politetrafluoroetilenă pe bază de bio (PTMEG), 1,4-butanediol pe bază de bio (BDO), 1,3-propanediol pe bază de bio (PDO), polioli polioli pe bază de bio, poliole pe bază de bio, etc.
În prezent, mai mulți producători de TPU au lansat TPU bazat pe Bio, a cărui performanță este comparabilă cu TPU -ul tradițional bazat pe petrochimie. Principala diferență între aceste TPU -uri bazate pe bio constă în nivelul conținutului bazat pe bio, variind în general de la 30% la 40%, unii chiar obținând niveluri mai ridicate. În comparație cu TPU -ul tradițional bazat pe petrochimie, TPU bazat pe bio are avantaje precum reducerea emisiilor de carbon, regenerarea durabilă a materiilor prime, producția ecologică și conservarea resurselor. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical șiLinghua materiale noiși -au lansat mărcile TPU bazate pe bio, iar reducerea și durabilitatea carbonului sunt, de asemenea, direcții cheie pentru dezvoltarea TPU în viitor.
Timpul post: 09-2024 august