Aditivos de modificación comúnmente utilizados para elastómeros de poliuretano termoplástico

Aditivos de modificación comúnmente utilizados para elastómeros de poliuretano termoplástico

En la actualidad, el status quo de los tres tipos principales de caucho de poliuretano en China es: M-PUR (caucho de poliuretano de tipo mixto) que se encoge, C-PUR (caucho de poliuretano fundido) se desarrolla más rápido, impulso constante de T-PUR (elastómeros de poliuretano termoplásticos) conducir rápido. El elastómero de poliuretano termoplástico (TPU) es una variedad de materiales sintéticos de poliuretano, generalmente polimerizados a partir de poliol oligómero, isocianato, extensor de cadena/agente reticulante y una pequeña cantidad de aditivos, divididos en tipo poliéster y tipo poliéter.

Debido a su estructura con dos segmentos de cadena blandos y duros, se puede diseñar molecularmente para darle al material alta resistencia, buena tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia al aceite y otras excelentes propiedades. Tiene tanto la alta elasticidad del caucho como la rigidez plástica, conocida como 'caucho resistente al desgaste'. Debido a su excelente rendimiento y ampliamente utilizado en automoción, construcción, minería, aeroespacial, electrónica, equipos médicos, productos deportivos y otros campos, se convierte en un producto de material sintético muy prometedor.

Los auxiliares son materias primas importantes en la industria del caucho y el plástico, la dosis es relativamente pequeña, pero el papel es crucial, el poliuretano desde la síntesis hasta el procesamiento y la aplicación de auxiliares son indispensables. En la actualidad, los aditivos cubren el alcance de la síntesis, modificación y mezcla, vulcanización y envejecimiento, etc. En el proceso de síntesis de poliuretano, los aditivos comúnmente utilizados son catalizadores, agentes bloqueadores de polimerización, expansores de cadena y agentes de expansión y reticulación de cadena.

Cabe señalar que el uso de catalizadores afectará el rendimiento a altas temperaturas y la resistencia a la hidrólisis del producto final del elastómero; agente bloqueador de la polimerización al ácido, los cloruros se usan más, el ácido usa la mayor parte del gas cloruro de hidrógeno, los cloruros son cloruro de benzoílo, dicloruro de etilo, etc.; extensor de cadena se refiere al crecimiento de cadena de los compuestos esenciales de dioles y diaminas; y el agente reticulante de extensión de cadena se refiere a la participación tanto en la reacción de crecimiento de la cadena, como también en la formación de la cadena entre los enlaces de compuestos, tales como alcoholes terciarios y puntos de reticulación. El agente reticulante se refiere a los compuestos que participan en la reacción de crecimiento de la cadena y forman puntos de reticulación entre los eslabones de la cadena, como alcoholes terciarios y cuaternarios, alil éter glicol (no aplicable a poliuretanos fundidos), etc. Generalmente, dioles alifáticos de bajo peso molecular. y se pueden utilizar dioles aromáticos como prolongadores de cadena.

Debido al espacio limitado, Este documento solo organiza los aditivos comúnmente utilizados en el proceso actual de mezcla y modificación de elastómeros termoplásticos como referencia.

En el proceso de mezcla de modificación de elastómeros de poliuretano se utiliza una variedad de aditivos, el papel principal de mejorar las propiedades funcionales, mejorar la apariencia y el proceso, de acuerdo con los aditivos de modificación comúnmente utilizados son lubricantes, agentes resistentes al desgaste, rellenos, mate. agente, retardante de llama, agente de envejecimiento termooxidativo, agente colorante, agente de moho y agente desmoldeante, etc.

Lubricantes

Los lubricantes de TPU de uso común son ceras, como cera E, cera montana, etc., los lubricantes de cera generalmente agregan una cantidad relativamente pequeña; ácido esteárico y sales de estearato, tales como estearato de calcio, estearato de butilo, oleamida, etiliden bis(estearamida), etc.

Simplemente usando un lubricante, a menudo es difícil lograr el propósito, a veces se necesitan varios tipos de lubricantes; el uso de TPU también se puede usar como agente antiadherente.

Según la información relevante, Licocare RBW 102 P VITA es un recurso renovable basado en cera de éster de polaridad media y buen color que se puede aplicar en el material de TPU para tener un excelente efecto lubricante.

El lubricante debe usarse en una cantidad controlada, ya que cantidades excesivas pueden provocar fuertes precipitaciones en la superficie.

Resistente a la abrasión

El agente resistente al desgaste sirve principalmente para reducir el coeficiente de fricción superficial del TPU, como aceite de silicona, disulfuro de molibdeno, grafito y politetrafluoroetileno, etc. Estos materiales modificados tienen propiedades autolubricantes y pueden usarse como casquillos de cojinetes y otros componentes.

La mejor marca de aceite de silicona tiene una variedad de modelos de Dow Corning, la lubricación de PTFE de bajo peso molecular se desgasta un poco mejor.

Rellenos

TPU con materiales de relleno con el fin de reducir costos, además de mejorar la resistencia al calor, reducir la contracción y mejorar la conductividad térmica y otros requisitos específicos, los rellenos son principalmente carbonato de calcio, talco, perlas de vidrio y fibras de vidrio.

Para mejorar la compatibilidad entre el relleno y la resina de TPU, es mejor necesitar el relleno para la correspondiente modificación de activación de la superficie; los modificadores de relleno comúnmente utilizados son los de clase aluminato, titanato y silano.

Acabado mate

Muchos productos de TPU requieren una superficie mate, e incluso requieren una apariencia esmerilada, de acuerdo con los diferentes requisitos de la superficie mate, a menudo utilizan una variedad de materiales como agente mate para lograr los requisitos mate o esmerilado deseados.

(1) El uso de mate a base de resina: Las resinas comúnmente utilizadas son EVA, POE, pegamento seco SBS, TPV y TPEE, etc., el uso de diferencias de compatibilidad y viscosidad entre las resinas se puede lograr para lograr diferentes grados de requisitos de TPU mate.

(2) Mate relleno: Carbonato de calcio, talco, sílice, wollastonita y perlas de vidrio de uso común y otros materiales en polvo inorgánicos, según la finura de los diferentes, elija el efecto mate apropiado.

(3) Mate tipo aleación: Por lo general, el TPU puede tener cierta compatibilidad con una variedad de plásticos de ingeniería, como TPU/ABS, PVC/TPU, TPU/PA6, TPU/TPEE y otros materiales de aleaciones mezclados.

(4) Se pueden mezclar tipos de resina y relleno. Especialmente la apariencia de los requisitos de la mata de alambre de muchos tipos, necesita un sistema de composición diferente para lograr el propósito.

Retardante de llama

TPU para cumplir con los requisitos de retardante de llama, es necesario agregar diferentes tipos de retardantes de llama, TPU con los principales tipos de retardantes de llama:

• Retardante de llama halógeno

1. El TPU se puede mezclar con PVC, CPE y otras resinas que contienen cloro, añadiendo un coeficiente de antimonio para formar una aleación retardante de llama; también se puede mezclar con PVC y TPU retardantes de llama, utilizando retardante de llama libre de halógenos y fósforo-nitrógeno, que puede lograr materiales retardantes de llama UL94 V0.

2. TCPP también es un retardante de llama de uso común para TPU, la cantidad de aditivo general del 10 al 15% no es excesiva; de lo contrario, es fácil de precipitar; dichos retardantes de llama se usan comúnmente en la fundición de productos de PU.

3. Además, los elastómeros de poliuretano también pueden ser compuestos de decabromodifeniletano y trióxido de antimonio retardantes de llama halogenados directamente para preparar varios tipos de materiales elastómeros de TPU retardantes de llama.

• Sistema retardante de llama libre de halógenos

1. Sistema retardante de llama inorgánico: hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio como representantes del retardante de llama inorgánico, la cantidad de aditivo es relativamente grande, el impacto sobre las propiedades mecánicas es fatal.

2. Sistema de fósforo: retardante de llama de fosfato, como BDP, RDP, etc., este tipo de retardante de llama de fosfato líquido, generalmente se usa más en productos de espuma de TPU, el principal problema es que la cantidad agregada no puede ser demasiado grande, hay olor y riesgo de precipitaciones excesivas.

Desde noviembre de 2024, el TPP está incluido en la lista de control de la directiva REACH, y el BDP y el RDP contienen trazas de componentes del TPP, por lo que su uso conlleva riesgos medioambientales.

Actualmente se puede utilizar un programa alternativo DPK, retardantes de llama libres de halógenos de tipo éster de aril fosfato, mejor resistencia a la temperatura, menor olor y no contiene TPP. Las pruebas muestran que agregar un 12 % en el poliéter TPU puede alcanzar UL94,1,6 mm. V0.

3. Sistema de composición de fósforo y nitrógeno: generalmente utiliza un sistema de composición de cianurato de melamina (MCA) y dietilfosfonato de aluminio (ADP), un sistema de composición de cianurato de melamina (MCA) y hipofosfito de aluminio (AHP), etc.

La cantidad de aditivo retardante de llama de TPU de tipo poliéster es generalmente del 8 al 12 % y puede alcanzar el grado UL94,1,6 mm V0, mientras que el TPU de tipo poliéter necesita agregar más del 35 % para alcanzar UL94,1,6 mm V0, si necesita cablear la llama. Para el nivel de retardante del VW-1, la cantidad de aditivo debe ser mayor, por lo que el impacto en las propiedades mecánicas también es muy grande.

Estabilizadores Térmicos

• Los estabilizadores térmicos generalmente se refieren a antioxidantes, como 1010, 1076, 264 y otros antioxidantes principales, 168, DSTP y otros antioxidantes auxiliares, y la cantidad de aditivo generalmente está en el rango de 0,1 a 0,3%.

• Los absorbentes de UV pueden mejorar significativamente la resistencia a los rayos UV del poliuretano de isocianato aromático; los absorbentes de UV más utilizados son UV531, UV234, UV329, etc. El absorbente de UV UV-326 (nombre comercial) es uno de los absorbentes de UV de benzotriazol más representativos, con las ventajas de un rendimiento estable, baja toxicidad y una fuerte absorción de UV.

• Los estabilizadores de luz comúnmente utilizados son aminas impedidas tipo GW622, GW944, GW770, etc. La cantidad añadida es generalmente del 0,1 al 0,3%.

• Agente antihidrólisis: el poliéster TPU es particularmente fácil de hidrolizar en ambientes húmedos, por lo que es necesario agregar un agente antihidrólisis, ampliamente utilizado en la industria es la clase de compuestos de carbodiimida, el mercado generalmente son productos de las compañías BASF y Vantage Rousse.

colorantes

El aspecto colorido del poliuretano depende principalmente de los colorantes, de los cuales existen dos tipos principales: tintes orgánicos y pigmentos inorgánicos.

El principal problema del material de color TPU actualmente es la estabilidad de la resistencia a los rayos UV y la durabilidad del color, la solución es principalmente mediante la elección de la resina de TPU y la elección de los colorantes.

Agente antimoho

El poliuretano tipo poliéter tiene una fuerte capacidad antimoho, para niveles 0~1, básicamente no está sujeto a la erosión microbiana y no genera moho. Y el poliuretano tipo poliéster en ambientes cálidos, húmedos y oscuros es propenso a la erosión microbiana y al crecimiento de moho, a este uso de poliéster ambiental TPU se le debe agregar un inhibidor de moho.

Los inhibidores de moho de uso común son 8-hidroxiquinolinona, pentaclorofenol, pentaclorofenato de sodio, tetracloro 4-(metilsulfonil)piridina, saliciltifenilamina, acetato de fenilmercurio, etc., con una fracción de aditivo de 0,1 ~ 1%.

Agente desmoldante

El poliuretano es un material polar fuerte con una fuerte adhesión tanto a metales como a polímeros polares, y será difícil de desmoldar sin el uso de un agente desmoldante.

Los agentes desmoldantes de uso común son la silicona, el aceite de silicona, el jabón y la cera de parafina y otros aditivos. Además, la adición de materiales no polares en los materiales modificados de TPU también puede reducir la viscosidad del TPU, como la adición de EVA, TPEE y otras resinas, puede ser una solución al problema de la dificultad de liberación. Moldeo por inyección de TPU. Según la información presentada por el británico Wo Da, tiene un agente desmoldeante Incroslip SL, una sustancia amida modificada especial, que se agrega entre 0,3 y 0,5%, que puede resolver eficazmente el problema de las dificultades de desmoldeo.

Además, existen muchos tipos de aditivos de TPU, como agentes antimicrobianos, expansores de cadena, agentes antiestáticos, plastificantes y agentes reticulantes, etc., el uso de otras variedades de plásticos y similares al uso de este no entrará en detalles.

Conclusión

La industria del poliuretano es actualmente una industria emergente con una excelente relación costo-rendimiento, especialmente en campos como los recubrimientos para automóviles y los vehículos de nueva energía. El consumo de PU en nuestro país aumenta considerablemente año tras año y la gama de aplicaciones de aditivos se va ampliando gradualmente. La variedad de aditivos está evolucionando rápidamente, desempeñando un papel importante en diversos sectores de la industria química, existiendo una amplia gama de tipos y muchos de ellos de alto valor añadido.

YINSU Flame Retardant Company, con sus eficientes productos retardantes de llama desarrollados para PU Los materiales, como el polvo de fósforo rojo recubierto, la pasta de fósforo rojo y el retardante de llama en polvo blanco PUP-15, ofrecen soluciones libres de halógenos y respetuosas con el medio ambiente con un alto retardo de llama.