TPU的简介及生产工艺.doc

塑性聚氨酯弹性体（TPU）母料的生产工艺及设备TPU是加热可塑化，溶剂可溶解的聚氨酯弹性体。与MPU（混炼型聚氨酯弹性体）和CPU（浇注型聚氨酯弹性体）比较，化学结构上没有或少有化学交联，分子基本上是线性的，而存在一定的物理交联。它具有高模量、高强度、高伸长和高弹性。优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。可用一般塑料加工方法生产各种制品，废料可回收利用，可广泛使用助剂与填料，以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。TPU按软段结构可分为聚酯型、聚醚型等。聚酯型因含有内聚能较高的酯基，产品的机械性能较高，成本适中，但耐水性能较差。而聚醚型由于它无酯基并在分子中含有可自由放置的醚键，而表现出较好的低温柔顺性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差。聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。二、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体1、 原料：（1） 高分子二醇：聚酯多元醇（PES）PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值553 mgKOH/gPDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值562.5 mgKOH/gPBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值562.5 mgKOH/g（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点38，沸点194199/5mmHg，密度：1.19。分子式及分子量：C15H10N2O2；250（3） 扩链剂（低分子二醇）：1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5，熔点20.12、 配方：PES（MW2000，二官能度） 1克分子MDI 3克分子BDO 2克分子异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.971.03性能：密度 1.2 硬度（邵A） 70-95拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12磨耗（克损失）0.00250.15 脆化温度 -17-303、 生产工艺：将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100120）后在低速搅拌下真空脱水23h，使之含水量0.05%，解除真空通氮气后备用；将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（6070）后在低速搅拌下真空脱气0.51h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（3050）后在低速搅拌下真空脱水0.51h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。为了给浇注机各计量泵的连续供料，每个组份均设有相同规格两套料罐，以便作到一个真空脱水，另一个给计量泵供料。各组原液按配方要求通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，再进行切粒和筛分等。4、 工艺过程（采用双螺杆连续化工艺）（1）原料处理：使原料熔化，达到要求温度和脱气，为了作到连续生产，设备两组贮罐，以便分别进行脱气和供料。（2） TPU浇注机：对各组份进行连续精确计量和初混合。（3）双螺杆反应挤出机：物料的进一步混合和化学反应及输送。（双轴同向旋转、完全啮合，具有自清洁作用）具有下列特点： 在高温高压下进行反应（温度140250，压力47MPa）可确保副反应降到最低限度，高压可抑制带有气体的分解反应。 使低分子量齐聚物（1500g/mol）的质量分数降到最低（0.36%） 相对运动的两螺杆间应有较高的剪切速度梯度（2000S-1）使物料良好混合，均质完全，使其反应均匀，不会出现局部凝胶。捏合次数可达715次/S。 要求料筒各段温度控制必须均匀而准确，并备快速加热和冷却功能，应具有良好的传热效率。各段控温参数举例：一段温控 80180 六段温控 150210二段温控 100200 七段温控 140200三段温控 150210 八段温控 100190四段温控 150210 九段温控 90200五段温控 150210 机头温控 90200（4） 高压水流切粒机及离心干燥，分级筛和自动包装。三、主要设备简介：1、 原料处理设备：（1） A料（PES）罐：2200L（600700），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率24.5kw。（2） B料（MDI）罐：2120L（500500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率24.5kw。（3） C料（BDO）罐：280L（400500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率（1+2）kw。（4） 真空系统： 真空缓冲罐：80L（400500）不锈钢多层挡板式。 真空泵：2X-15A（2.2kw）（5） 加热系统：（A、B、C分设三套） 导热油箱：70L，加热功率4.5kw 循环油泵：B-BB16型齿轮油泵0.75kw6P2、 TPU浇注机：总浇注量：12kg/min（14402880kg/d）设计混合比：A:B:C=100:40:10；计量误差0.5%工作温度：A料：100120；B料：6070；C料：3050，浇注头：7080温度误差：2 真空度：510mmHg（1）计量泵：高精度低速计量泵（耐压10MPa，耐温450）由高精度齿轮减速电机传动，用进口变频器调速。A泵 GJ20 转速30200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.64kg/minB泵GJ9 转速30200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.31.8kg/minC泵GJ2.4 转速30200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.080.5kg/min（2）浇注头：三组份高温型浇注头，可作到混合均匀和不产生气泡，搅拌电机1.5kw2P，转速30008000r.p.m（变频调速）（3） 控制及电器： 采用数显智能温控仪，使过滤器、计量泵及浇注头加热可靠，控制准确； 压力、转速（配比）等采用全数字精密仪表； 电器采用进口元件。3、 双螺杆反应挤出机：（仅供用户选机时参考）LSF-68型（九段调温简体）（JB/T5420-91）螺杆公称直径：68 中心距60，螺杆长径比48，螺杆和筒体的间隙0.02mm螺杆最高转速260r.p.m，（螺杆转速应以物料在螺杆筒内停留时间12min为宜）主电机功率40kw，最高产量200kg/h。由于同向旋转双螺杆在啮合处的速度方向相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，另一螺杆把物料从间隙中推出，使物料呈形前进，这种速度的改变及在啮合区较大的相对速度，非常有利于物料的混合和均比。因啮合区间隙很小，啮合处螺纹和螺槽的速度方向相反，故具有很高的剪切速度，具有自洁功能，即能刮去粘附在螺杆上的任何积料。用途各种TPU成型品的用途: 汽车部件 球型联轴节；防尘盖；踏板刹车器；门锁撞针；衬套 板簧衬套；轴承；防震部件；内外装饰件；防滑链等 机械工业用部件 各种齿轮；密封件（主要起耐磨和耐油作用）；防震部件；取模针；衬套；轴承 盖类；连接器；橡胶筛；印刷胶辊等 服饰辅料 女士文胸肩带、服装松紧带等。 鞋类 垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌 女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴，高档鞋底等 其他 自位轮；把手；表带等 管材软管 高压管；医疗管；油压管；气压管；燃料管；涂敷管 输送管；消防水带等 薄膜板材 转动带（具有一定的拉伸作用）；气垫；膜片；键盘板；复合布等 电线电缆 电力通信电缆；计算机配线；汽车配线；勘探电缆等 其他 各种环形管线；圆形带；V型带；同步带；防滑带等 压 延 软体槽、罐类；薄膜复合片材箱包面料等 吹 塑 各种车辆用箱类；各种容器类 吹 膜 超薄、宽幅薄膜（医疗、卫生用品） 溶 液 熔接料；粘接剂；人造革、合成革、绳、铁丝、手套等涂层 TPU为热塑性聚氨酯，有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽（60HA-85HD）、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域