TPU är en polyuretan termoplastisk elastomer, som är en flerfasig blocksampolymer som består av diisocyanater, polyoler och kedjeförlängare. Som en högpresterande elastomer har TPU ett brett utbud av nedströms produktinstruktioner och används ofta i dagliga nödvändigheter, sportutrustning, leksaker, dekorativa material och andra fält, såsom skomaterial, slangar, kablar, medicintekniska produkter, etc.
För närvarande inkluderar de viktigaste TPU -råmaterialstillverkarna BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua nya materialoch så vidare. Med utformningen och kapacitetsutvidgningen av inhemska företag är TPU -industrin för närvarande mycket konkurrenskraftig. Men inom det avancerade applikationsområdet förlitar det sig fortfarande på import, som också är ett område som Kina behöver för att uppnå genombrott i. Låt oss prata om de framtida marknadsutsikterna för TPU-produkter.
1. Superkritisk skummande E-TPU
Under 2012 utvecklade Adidas och BASF gemensamt Running Shoe Brand EnergyBoost, som använder Foamed TPU (handelsnamn Infinergy) som mellansulmaterialet. På grund av användningen av polyeter TPU med en strand en hårdhet på 80-85 som underlag, jämfört med EVA-mellansulor, kan skumt TPU-midsoles fortfarande upprätthålla god elasticitet och mjukhet i miljöer under 0 ℃, vilket förbättrar att bära komfort och är allmänt erkänt på marknaden.
2. Fiberförstärkt modifierat TPU -kompositmaterial
TPU har god slagmotstånd, men i vissa tillämpningar krävs hög elastisk modul och mycket hårda material. Glasfiberförstärkningsmodifiering är en vanligt använt teknik för att öka den elastiska modulen för material. Genom modifiering kan termoplastiska kompositmaterial med många fördelar såsom hög elastisk modul, god isolering, stark värmebeständighet, god elastisk återhämtningsprestanda, god korrosionsmotstånd, slagmotstånd, låg expansionskoefficient och dimensionell stabilitet erhållas.
BASF har introducerat en teknik för att förbereda hög modulfiber förstärkt TPU med hjälp av glas korta fibrer i sitt patent. En TPU med en strand D-hårdhet av 83 syntetiserades genom blandning av polytetrafluoroetylenglykol (Ptmeg, Mn = 1000), MDI och 1,4-butetiol (BDO) med 1,3-propandiol som råmaterial. Denna TPU förvärrades med glasfiber i ett massförhållande av 52:48 för att erhålla ett sammansatt material med en elastisk modul på 18,3 GPa och en draghållfasthet på 244 MPa.
Förutom glasfiber finns det också rapporter om produkter som använder kolfiberkomposit -TPU, såsom Covestro's Maezio Carbon Fiber/TPU Composite Board, som har en elastisk modul på upp till 100GPa och en lägre densitet än metaller.
3. Halogenfri flamskyddsmedel TPU
TPU har hög styrka, hög seghet, utmärkt slitmotstånd och andra egenskaper, vilket gör det till ett mycket lämpligt mantelmaterial för ledningar och kablar. Men i applikationsfält som laddningsstationer krävs högre flamskydd. Det finns i allmänhet två sätt att förbättra TPU: s flamskyddande prestanda. En är reaktiv flamskyddsmodifiering, som involverar introduktion av flamskyddsmaterial såsom polyoler eller isocyanater som innehåller fosfor, kväve och andra element i syntesen av TPU genom kemisk bindning; Den andra är tillsatsflamfördröjningsmodifiering, som innebär att man använder TPU som underlag och tillsätter flamskyddsmedel för smältblandning.
Reaktiv modifiering kan förändra strukturen för TPU, men när mängden tillsatslåga fördröjningsmedel är stor minskar styrkan hos TPU, försämrar behandlingsprestanda och att lägga till en liten mängd kan inte uppnå den nödvändiga flamskyddsnivån. För närvarande finns det ingen kommersiellt tillgänglig produkt med hög flamskydd som verkligen kan uppfylla tillämpningen av laddstationer.
Tidigare Bayer MaterialScience (nu Kostron) introducerade en gång en organisk fosfor innehållande polyol (IHPO) baserat på fosfinoxid i ett patent. Den polyeter TPU som syntetiserats från IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI och BDO uppvisar utmärkt flamskydd och mekaniska egenskaper. Extruderingsprocessen är slät och produktens yta är slät.
Att lägga till halogenfria flamskyddsmedel är för närvarande den vanligaste tekniska vägen för framställning av halogenfri flamskyddare TPU. Generellt är fosforbaserade, kvävebaserade, kiselbaserade, borbaserade flamskyddsmedel sammansatta eller metallhydroxider används som flamskyddsmedel. På grund av den inneboende brandfarligheten hos TPU krävs ofta en flamskyddsmedel på mer än 30% för att bilda ett stabilt flamskyddskikt under förbränning. Men när mängden flamskyddsmedel är stor, är flamskyddsmedlet ojämnt spridd i TPU -underlaget, och de mekaniska egenskaperna för flamskyddsmedlet TPU är inte idealiska, vilket också begränsar dess tillämpning och marknadsföring i fält som slangar, filmer och kablar.
BASF: s patent introducerar en flam-retardant TPU-teknik, som blandar melaminpolyfosfat och ett fosfor som innehåller derivat av fosfinsyra som flamskyddsmedel med TPU med en vikt genomsnittlig molekylvikt större än 150 kDa. Det konstaterades att flamskyddande prestanda förbättrades signifikant medan man uppnådde hög draghållfasthet.
För att ytterligare förbättra materialets draghållfasthet introducerar BASF: s patent en metod för att framställa tvärbindningsmedel Masterbatch som innehåller isocyanater. Att lägga till 2% av denna typ av masterbatch till en komposition som uppfyller UL94V-0-flamskyddskraven kan öka materialets draghållfasthet från 35MPa till 40MPA samtidigt som V-0-flamfördröjningsprestanda bibehålls.
För att förbättra värmeåldringsmotståndet för flam-retardant TPU, patentet avLinghua New Materials CompanyIntroducerar också en metod för att använda ytbelagda metallhydroxider som flamskyddsmedel. För att förbättra hydrolysresistensen för flam-retardant TPU,Linghua New Materials CompanyIntroducerade metallkarbonat på grundval av att tillsätta melaminflamskyddsmedel i en annan patentansökan.
4. TPU för fordonsfärgsskyddsfilm
Film för bilfärg är en skyddsfilm som isolerar färgytan från luften efter installationen, förhindrar surt regn, oxidation, repor och ger långvarigt skydd för färgytan. Dess huvudfunktion är att skydda bilfärgytan efter installationen. Färgskyddsfilmen består i allmänhet av tre lager, med en självhelande beläggning på ytan, en polymerfilm i mitten och ett akryltryckskänsligt lim på bottenlagret. TPU är ett av huvudmaterialet för att framställa mellanliggande polymerfilmer.
Prestandakraven för TPU som används i färgskyddsfilm är följande: repmotstånd, hög transparens (ljusöverföring> 95%), flexibilitet med låg temperatur, hög temperaturmotstånd, draghållfasthet> 50MPa, förlängning> 400%och strand ett hårdhetsområde på 87-93; Den viktigaste prestanda är vädermotstånd, som inkluderar resistens mot UV -åldrande, termisk oxidativ nedbrytning och hydrolys.
De för närvarande mogna produkterna är alifatiska TPU framställda från dicyklohexyldiisocyanat (H12MDI) och polykaprolaktondiol som råvaror. Vanlig aromatisk TPU blir synligt gul efter en dag med UV -bestrålning, medan alifatisk TPU som används för bilomslag kan bibehålla sin gulskoefficient utan betydande förändringar under samma förhållanden.
Poly (ε - caprolactone) TPU har en mer balanserad prestanda jämfört med polyeter och polyester TPU. Å ena sidan kan det uppvisa utmärkt tårmotstånd hos vanlig polyester TPU, medan å andra sidan också visar det enastående låg komprimering permanent deformation och hög återhämtningsprestanda för polyeter TPU, och därmed används i allmänhet på marknaden.
På grund av olika krav på produktkostnadseffektivitet efter marknadssegmentering, med förbättring av ytbeläggningsteknologi och självhäftande formeljusteringsförmåga, finns det också en chans för polyeter eller vanlig polyester H12MDI alifatisk TPU att tillämpas på målarskyddsfilmer i framtiden.
5. Biobaserad TPU
Den vanliga metoden för framställning av biobaserad TPU är att införa biobaserade monomerer eller mellanprodukter under polymerisationsprocessen, såsom biobaserade isocyanater (såsom MDI, PDI), biobaserade polyoler, etc. Biobaserade isocyanater är relativt sällsynta på marknaden, medan biobaserade polyol är mer vanliga.
När det gäller biobaserade isocyanater, redan 2000, har BASF, Covestro och andra investerat en hel del ansträngningar i PDI-forskning, och det första partiet av PDI-produkter sattes på marknaden 2015-2016. Wanhua Chemical har utvecklat 100% Bio -baserade TPU -produkter med Bio -baserad PDI tillverkad av majsstuder.
När det gäller biobaserade polyoler inkluderar den biobaserad polytetrafluoroetylen (PTMEG), biobaserade 1,4-butiker (BDO), biobaserad 1,3-propandiol (PDO), biobaserade polyesterpolyoler, biobaserade polyeterpolyoler, etc.
För närvarande har flera TPU -tillverkare lanserat BIO -baserad TPU, vars prestanda är jämförbar med traditionell petrokemisk baserad TPU. Den huvudsakliga skillnaden mellan dessa biobaserade TPU: er ligger i nivån på biobaserat innehåll, i allmänhet från 30% till 40%, med vissa till och med att uppnå högre nivåer. Jämfört med traditionella petrokemiska baserade TPU har BIO -baserad TPU fördelar som att minska koldioxidutsläppen, hållbar förnyelse av råvaror, grön produktion och resursbevarande. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, ochLinghua nya materialhar lanserat sina Bio -baserade TPU -varumärken, och koldioxidreduktion och hållbarhet är också viktiga riktningar för TPU -utveckling i framtiden.
Post Time: Aug-09-2024