【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、tpu在各行各业的应用越来越广，如管材、鞋材、薄膜等领域都有广泛应用，但高透明、高厚度的tpu产品却较少，厚度在2mm以内的tpu高透产品，工艺控制更为容易，但厚度超过3mm，甚至到5mm时，控制难度增大，产品硬度太高，对设备的要求也高，成型太快容易产生冷料影响产品外观，成型太慢则无法控制产品尺寸甚至坠料无法加工，硬度太低则难以脱模，脱模剂加入量太高，则会影响产品透明性，目前应用于管材和鞋材、薄膜领域的通用tpu产品硬度在85a-95a之间，例如透明管材、气垫鞋材、透明膜等最高可以做到1.5-2mm。透明，厚度再高，则难以加工，目前市面上没有合适的tpu产品进行推广应用。
技术实现思路
1、针对目前市场上高透明、高厚度(3mm-5mm)的tpu产品较少，无法满足市场需求的问题，本专利技术的目的是拓宽tpu市场应用，实现高透明、高厚度tpu产品的研发推广，为此，本专利技术提供了一种高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法。本专利技术对产品配方进行优化后，通过工艺控制，生产出的产品批次间粘度稳定性更好，粘度更高，加工稳定性更优，已经经过市场检验可以满足更高厚度产品的加工需求，而且成型尺寸稳定性高。
2、为了实现上述目的
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，原料包括：异氰酸酯、扩链剂、多元醇；
4、制备工艺包括：将多元醇和部分异氰酸酯加入到第一双螺杆挤出机进行挤出；
5、将第一双螺杆挤出机的出料与扩链剂、剩余的异氰酸酯全部加入到第二双螺杆挤出机进行挤出，水下切粒、烘干，得到tpu挤出材料。
6、本申请研究发现：高透明、高厚度的tpu产品加工需要tpu产品具备相对较高的粘度和合适的成型温度。由于tpu产品粘度升高以后，成型偏慢，若加工速度太慢，tpu容易因长时间高温而降解，流动性产生变化，导致无法成型或者尺寸不稳；若加工速度太快，tpu塑化不均，表面效果不好，产品性能差，成品合格率低。
7、为此，本专利技术通过配方和异氰酸酯的两步反应成型法与tpu加工工艺相配合，在提升产品粘度的同时，保证产品成型温度，使得产品在挤出加工、产品定型之间达到一种平衡状态。本专利技术产品的设计特点：高粘度、低熔点、成型速度适中，挤出产品管胚能在200-600mm左右不坠料，成型均匀，上下管径尺寸变化较少，成型管厚度在2-5mm间保证透明。
8、本专利技术研究发现：成型速度太快，对挤出设备要求较高，如果控温不好容易出现螺腔内和/或模头内冷料，影响正常挤出加工，且产品尺寸受到影响较大，如果成型太慢，挤出管胚容易出现坠料问题，半成品管胚中间被拉长，导致产品上下管径尺寸不一；熔点高、粘度低不适合厚制品挤出加工，熔点低、粘度高可以保证产品保持在一个相对低的加工温度区间进行挤出加工。因此，在一些实施方式中，所述多元醇分子量要求500-5000之间，优选的，为1000-3000，官能度为2-3，优选的，为2-2.15，硬段含量控制在25％-50％之间，优选的，为30％-45％，r值控制在0.995-1.005之间，优选的，为0.998-1.001。本专利技术通过多元醇指标的控制，有效地提升了tpu产品粘度，使其能够满足高厚度、高透明性的tpu产品的成型要求。
9、本专利技术研究发现：要制得高透明、高厚度的tpu产品，需要控制tpu产品具备合适的成型温度，而且产品的粘度要更高，相同配方体系要求下，一步法生产的产品反应程度低，分子链排列规整度受到限制，相比于一步法，使用本专利技术方法生产可以获得更高粘度的产品。
10、因此，在一些实施方式中，所述第一双螺杆挤出机中，异氰酸酯的加入量占配方中异氰酸酯总量的80-100wt％或95-99wt％。
11、在一些实施方式中，所述第二双螺杆挤出机中，将剩余部分异氰酸酯全部加入，该部分占配方中异氰酸酯总量的0-20wt％或0.5-3wt％。
12、在一些实施方式中，所述原料还包括：抗氧剂和润滑剂。
13、在一些实施方式中，所述第一双螺杆挤出机中1-6区温度控制在180-220℃，7-10区温度控制在200-230℃。
14、在一些实施方式中，所述第二双螺杆挤出机中1-7区温度控制与第一双螺杆挤出机的7-10区温度控制相同，所述第二双螺杆挤出机的8-18区温度控制在90-150℃。
15、本专利技术研究发现：若螺杆直径太小，仅通过温度调节不能挤出高粘度物料，温度太高会过塑化，温度太低，无法加工，只有螺杆满足一定的直径尺寸，才能提供足够的剪切力，剪切和温度的共同作用下才能使得高粘度tpu材料正常塑化，因此，在一些实施方式中，加工所述tpu产品的挤出机的螺杆直径≥65mm，优选的，螺杆直径为80-100mm，以保证产品的稳定塑化，如果挤出机螺杆直径过小，设备剪切不足，需要更高的温度才能保证产品塑化完全。
16、在一些实施方式中，所述tpu材料挤出成型的产品可以满足厚度≥3mm，且稳定生产的要求，3mm注塑试片浊度≤4。
17、更具体的，原料配方：异氰酸酯、扩链剂、多元醇、抗氧剂、润滑剂，多元醇分子量要求500-5000之间，优选的，为1000-3000，官能度为2-3，优选的，为2-2.15，硬段含量控制在25％-50％之间，优选的，为30％-45％，r值控制在0.995-1.005之间，优选的，为0.998-1.001；
18、合成工艺：
19、步骤一：多元醇和部分(75-95wt％)异氰酸酯通过计量泵按照固定配比添加到双螺杆挤出机(一)浇注口，挤出机1-6区温度控制在180-220℃(目的是保证反应完全)，7-10区温度控制在200-230℃(目的是降低半成品粘度)；其中加入部分异氰酸酯的目的是保证异氰酸酯完全参与反应，多元醇过量进一步保证反应半成品粘度低，便于往后道进行输送；
20、步骤二：在双螺杆挤出机(一)的螺杆末端接入垂直方向的另一台双螺杆挤出机(二)的浇注口，在双螺杆挤出机(二)的浇注口添加计量好的扩链剂和剩余部分异氰酸酯，其中双螺杆挤出机(一)的产品同时从双螺杆挤出机(二)的浇注口加入；其中双螺杆挤出机(二)的1-7区温度控制与双螺杆挤出机(一)的7-10区相同(目的是保证反应的顺利进行，高温有利于反应的充分进行)，双螺杆挤出机(二)的8-18区温度控制在90-150℃(目的是给产品降温，提升粘度保证后续切粒正常)；其中，双螺杆挤出机(一)浇注口添加的异氰酸酯量占比为异氰酸酯总量的80-100wt％，优选的，为95-99wt％，双螺杆挤出机(二)浇注口添加的异氰酸酯量占比为异氰酸酯总量的0-20wt％，优选的，为0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，原料包括：异氰酸酯、扩链剂、多元醇；
2.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，所述多元醇分子量为500-5000或1000-3000，官能度为2-3或2-2.15，硬段含量为25％-50％或30％-45％，R值控制在0.995-1.005或0.998-1.001之间。
3.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，所述第一双螺杆挤出机中，异氰酸酯的加入量占配方中异氰酸酯总量的80-100wt％或95-99wt％。
4.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，所述第二双螺杆挤出机中，将剩余部分异氰酸酯全部加入，该部分占配方中异氰酸酯总量的0-20wt％或0.5-3wt％。
5.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，所述第一双螺杆挤出机中1-6区温度控制在180-220℃，7-10区温度控制在200-230℃。
6.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤
7.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，加工所述TPU产品的挤出机螺杆直径≥65mm，或，为80-100mm。
8.如权利要求1所述的高厚、高透明TPU挤出材料的制备方法，其特征在于，所述TPU材料挤出成型的产品的厚度≥3mm，且稳定生产，3mm注塑试片浊度≤4。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的高厚、高透明TPU挤出材料。
10.权利要求9所述的高厚、高透明TPU挤出材料在管材、鞋材、薄膜领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，其特征在于，原料包括：异氰酸酯、扩链剂、多元醇；
2.如权利要求1所述的高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，其特征在于，所述多元醇分子量为500-5000或1000-3000，官能度为2-3或2-2.15，硬段含量为25％-50％或30％-45％，r值控制在0.995-1.005或0.998-1.001之间。
3.如权利要求1所述的高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，其特征在于，所述第一双螺杆挤出机中，异氰酸酯的加入量占配方中异氰酸酯总量的80-100wt％或95-99wt％。
4.如权利要求1所述的高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，其特征在于，所述第二双螺杆挤出机中，将剩余部分异氰酸酯全部加入，该部分占配方中异氰酸酯总量的0-20wt％或0.5-3wt％。
5.如权利要求1所述的高厚、高透明tpu挤出材料的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈自安，刘建文，唐凤凯，宋红玮，张生，
申请(专利权)人：美瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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