Additifs de modification couramment utilisés pour les élastomères de polyuréthane thermoplastique

Additifs de modification couramment utilisés pour les élastomères de polyuréthane thermoplastique

À l'heure actuelle, le statu quo des trois principaux types de caoutchouc polyuréthane en Chine est le suivant : rétrécissement du M-PUR (caoutchouc polyuréthane de type mélange), développement plus rapide du C-PUR (caoutchouc polyuréthane coulé), élan stable du T-PUR (élastomères polyuréthanes thermoplastiques). conduire vite. L'élastomère de polyuréthane thermoplastique (TPU) est une variété de matériaux synthétiques de polyuréthane, généralement polymérisés à partir d'un polyol oligomère, d'un isocyanate, d'un agent d'allongement de chaîne/réticulation et d'un petit nombre d'additifs, divisés en type polyester et type polyéther.

En raison de sa structure avec deux segments de chaîne souples et durs, il peut être conçu moléculairement pour donner au matériau une haute résistance, une bonne ténacité, une résistance à l'usure, une résistance à l'huile et d'autres excellentes propriétés, il possède à la fois la haute élasticité du caoutchouc et la rigidité du plastique, connue comme « caoutchouc résistant à l'usure ». En raison de ses excellentes performances et largement utilisé dans l'automobile, la construction, les mines, l'aérospatiale, l'électronique, les équipements médicaux, les produits de sport et d'autres domaines, il devient un produit en matière synthétique très prometteur.

Les auxiliaires sont des matières premières importantes dans l'industrie du caoutchouc et du plastique, le dosage est relativement faible, mais le rôle est crucial, le polyuréthane de la synthèse au traitement et à l'application des auxiliaires est indispensable. À l'heure actuelle, les additifs couvrent le domaine de la synthèse, de la modification et du mélange, de la vulcanisation et du vieillissement, etc. Dans le processus de synthèse du polyuréthane, les additifs couramment utilisés sont les catalyseurs, les agents bloquant la polymérisation, les expanseurs de chaîne et les agents d'expansion et de réticulation de chaîne.

Il convient de noter que l’utilisation de catalyseurs affectera les performances à haute température et la résistance à l’hydrolyse du produit final de l’élastomère ; agent bloquant la polymérisation en acide, les chlorures sont utilisés davantage, l'acide utilise la majeure partie du chlorure d'hydrogène gazeux, les chlorures sont le chlorure de benzoyle, le dichlorure d'éthyle, etc. l'allongeur de chaîne fait référence à la croissance de la chaîne des composés essentiels des diols et des diamines ; et l'agent de réticulation d'extension de chaîne fait référence à la participation à la fois à la réaction de croissance de chaîne, mais également à la formation de la chaîne entre les maillons de composés, tels que les alcools tertiaires et les points de réticulation. L'agent de réticulation fait référence aux composés qui participent à la fois à la réaction de croissance de la chaîne et forment des points de réticulation entre les maillons de la chaîne, tels que les alcools tertiaires et quaternaires, l'allyl éther glycol (non applicable aux polyuréthanes coulés), etc. Généralement, les diols aliphatiques de faible poids moléculaire et des diols aromatiques peuvent être utilisés comme allongeurs de chaîne.

En raison de l'espace limité, ce document organise uniquement les additifs couramment utilisés dans le processus actuel de mélange et de modification des élastomères thermoplastiques à titre de référence.

Dans le processus de mélange de modifications d'élastomères de polyuréthane utilisant une variété d'additifs, le rôle principal de l'amélioration des propriétés fonctionnelles, d'améliorer l'apparence et le processus, selon les additifs de modification couramment utilisés sont les lubrifiants, les agents résistants à l'usure, les charges, les mats. agent, ignifuge, agent de vieillissement thermo-oxydant, agent colorant, agent de moisissure et agent de démoulage, etc.

Lubrifiants

Les lubrifiants TPU couramment utilisés sont des cires, telles que la cire E, la cire de Montan, etc., les lubrifiants à base de cire en ajoutent généralement une quantité relativement faible ; l'acide stéarique et les sels de stéarate, tels que le stéarate de calcium, le stéarate de butyle, l'oléamide, l'éthylidène bis(stéaramide), etc.

En utilisant simplement un lubrifiant, il est souvent difficile d'atteindre l'objectif, il faut parfois plusieurs types de lubrifiants avec l'utilisation du TPU qui peut également être utilisé comme agent antiadhésif.

Selon les informations pertinentes, Licocare RBW 102 P VITA est une ressource renouvelable basée sur une cire ester de polarité moyenne et de bonne couleur, qui peut être appliquée dans le matériau TPU pour jouer un excellent effet lubrifiant.

Le lubrifiant doit être utilisé en quantité contrôlée, car des quantités excessives peuvent entraîner de graves précipitations en surface.

Résistant à l'abrasion

L'agent résistant à l'usure vise principalement à réduire le coefficient de frottement de surface du TPU, tel que l'huile de silicone, le bisulfure de molybdène, le graphite et le polytétrafluoroéthylène, etc. Ces matériaux modifiés ont des propriétés autolubrifiantes et peuvent être utilisés comme coussinets et autres composants.

L'huile de silicone de meilleure marque propose une variété de modèles de Dow Corning, la lubrification PTFE à faible poids moléculaire s'use un peu mieux.

Remplisseurs

TPU avec des matériaux de remplissage dans le but de réduire les coûts, en plus d'améliorer la résistance à la chaleur, de réduire le retrait et d'améliorer la conductivité thermique et d'autres exigences spécifiques, les charges sont principalement du carbonate de calcium, du talc, des billes de verre et des fibres de verre.

Afin d'améliorer la compatibilité entre la charge et la résine TPU, il est préférable d'avoir besoin de la charge pour la modification d'activation de surface correspondante. Les modificateurs de charge couramment utilisés sont les classes d'aluminate, de titanate et de silane.

Finition mate

De nombreux produits TPU nécessitent une surface mate, et même un aspect givré, selon les différentes exigences de la surface mate, utilisent souvent une variété de matériaux comme agent mat pour obtenir les exigences mates ou dépolies souhaitées.

(1) L'utilisation de mat à base de résine : les résines couramment utilisées sont EVA, POE, colle sèche SBS, TPV et TPEE, etc., l'utilisation de différences de compatibilité et de viscosité entre les résines peut être obtenue pour atteindre différents degrés d'exigences en matière de TPU mat.

(2) Mat rempli : Carbonate de calcium, talc, silice, wollastonite et perles de verre couramment utilisés, ainsi que d'autres matériaux en poudre inorganique, en fonction de la finesse des différents, choisissez l'effet mat approprié.

(3) Mat de type alliage : généralement, le TPU peut avoir une certaine compatibilité avec une variété de plastiques techniques, tels que le TPU/ABS, le PVC/TPU, le TPU/PA6, le TPU/TPEE et d'autres matériaux en alliage mélangés.

(4) Les types de résine et de charge peuvent être mélangés. En particulier, l'apparence des exigences en matière de mat de fil de nombreux types nécessite un système de composition différent pour atteindre l'objectif.

Ignifuge

Le TPU afin de répondre aux exigences en matière de retardateur de flamme, doit ajouter différents types de retardateurs de flamme, le TPU avec les principaux types de retardateurs de flamme :

• Ignifuge halogène

1. Le TPU peut être mélangé avec du PVC, du CPE et d'autres résines contenant du chlore, ajoutant un coefficient d'antimoine pour fabriquer un alliage ignifuge ; il peut également être mélangé avec du PVC et du TPU ignifuges, en utilisant un ignifuge sans halogène phosphore-azote, qui peut atteindre des matériaux ignifuges UL94 V0.

2. Le TCPP est également un ignifuge couramment utilisé pour le TPU, avec une quantité générale d'additif de 10 à 15 %, non excessive, sinon il est facile de précipiter, ces ignifuges sont couramment utilisés dans la coulée de produits en PU.

3. De plus, les élastomères de polyuréthane peuvent également être directement halogénés en mélange de décabromodiphényléthane ignifuge et de trioxyde d'antimoine pour préparer divers types de matériaux élastomères TPU ignifuges.

• Système ignifuge sans halogène

1. Système ignifuge inorganique : hydroxyde d'aluminium et hydroxyde de magnésium en tant que représentants du retardateur de flamme inorganique, la quantité d'additif est relativement importante, l'impact sur les propriétés mécaniques est fatal.

2. Système de phosphore : ignifugeant au phosphate, tel que BDP, RDP, etc., ce type d'ignifugeant au phosphate liquide, généralement utilisé davantage dans les produits moussants en TPU, le principal problème est que la quantité ajoutée ne peut pas être trop importante, il y a une odeur, et le risque de précipitations excessives.

Depuis novembre 2024, le TPP est inclus dans la liste de contrôle de la directive REACH, et le BDP et le RDP contiennent des traces de composants TPP, d'où l'utilisation de risques environnementaux.

Actuellement, un programme alternatif peut être utilisé. DPK, ignifugeants sans halogène de type arylphosphate ester, meilleure résistance à la température, odeur plus faible et ne contient pas de TPP, les tests montrent que l'ajout de 12 % dans le polyéther TPU peut atteindre UL94,1,6 mm. V0.

3. Système de composition de phosphore et d'azote : utilisez généralement un système de composition de cyanurate de mélamine (MCA) et de diéthylphosphonate d'aluminium (ADP), un système de composition de cyanurate de mélamine (MCA) et d'hypophosphite d'aluminium (AHP), etc.

La quantité d'additif ignifuge TPU de type polyester est généralement de 8 à 12 % et peut atteindre la qualité UL94, 1,6 mm V0, tandis que le TPU de type polyéther doit ajouter plus de 35 % pour atteindre UL94, 1,6 mm V0, si vous devez câbler une flamme. niveau de retardateur de VW-1, la quantité d'additif doit être plus importante, de sorte que l'impact sur les propriétés mécaniques est également très important.

Stabilisateurs thermiques

• Les stabilisants thermiques font généralement référence aux antioxydants, tels que 1010, 1076, 264 et autres antioxydants principaux, 168, DSTP et autres antioxydants auxiliaires, et la quantité d'additif est généralement comprise entre 0,1 et 0,3 %.

• Les absorbeurs d'UV peuvent améliorer considérablement la résistance aux UV du polyuréthane isocyanate aromatique. Les absorbeurs d'UV couramment utilisés sont UV531, UV234, UV329, etc. L'absorbeur UV UV-326 (nom commercial) est l'un des absorbeurs UV benzotriazole les plus représentatifs, avec les avantages d'une performance stable, d'une faible toxicité et d'une forte absorption UV.

• Les stabilisants de lumière couramment utilisés sont les amines encombrées de type GW622, GW944, GW770, etc. La quantité ajoutée est généralement de 0,1 à 0,3 %.

• Agent anti-hydrolyse : le polyester TPU est particulièrement facile à hydrolyser dans les environnements humides, il est donc nécessaire d'ajouter un agent anti-hydrolyse, largement utilisé dans l'industrie est la classe de composés carbodiimide, le marché est généralement les produits des sociétés BASF et Vantage Rousse.

Colorants

L’aspect coloré du polyuréthane dépend principalement des colorants, dont il existe deux types principaux : les colorants organiques et les pigments inorganiques.

Matériau de couleur TPU actuellement, le principal problème est la stabilité de la résistance aux UV, la durabilité des couleurs, la solution passe principalement par le choix de la résine TPU et le choix des colorants.

Agent anti-moisissure

Le polyuréthane de type polyéther a une forte capacité anti-moisissure, pour un niveau 0 ~ 1, fondamentalement non sujet à l'érosion microbienne et ne développera pas de moisissure. Et le polyuréthane de type polyester dans un environnement chaud, humide et sombre est sujet à l'érosion microbienne et à la croissance de moisissures, cette utilisation de polyester TPU environnemental doit être ajoutée à un inhibiteur de moisissure.

Les inhibiteurs de moisissures couramment utilisés sont la 8-hydroxyquinolinone, le pentachlorophénol, le pentachlorophénate de sodium, la tétrachloro 4-(méthylsulfonyl)pyridine, la salicyltiphénylamine, l'acétate de phénylmercure, etc., avec une fraction additive de 0,1 à 1 %.

Agent de démoulage

Le polyuréthane est un matériau polaire résistant avec une forte adhérence aux métaux et aux polymères polaires, et sera difficile à démouler sans l'utilisation d'un agent de démoulage.

Les agents de démoulage couramment utilisés sont le silicone, l'huile de silicone, le savon, la cire de paraffine et d'autres additifs. De plus, l'ajout de matériaux non polaires dans les matériaux modifiés par TPU peut également réduire la viscosité du TPU, comme l'ajout de EVA, de TPEE et d'autres résines, peut être une solution au problème de libération difficile. Moulage par injection de TPU.Selon les informations présentées par le britannique Wo Da, l'agent de démoulage Incroslip SL est une substance amide modifiée spéciale, ajoutée de 0,3 à 0,5 %, peut résoudre efficacement le problème des difficultés de démoulage.

En outre, il existe de nombreux types d'additifs TPU, tels que des agents antimicrobiens, des expanseurs de chaîne, des agents antistatiques, des plastifiants et des agents de réticulation, etc., l'utilisation d'autres variétés de plastiques et leur utilisation similaire ne seront pas détaillées.

Conclusion

L'industrie du polyuréthane est actuellement une industrie émergente en plein essor avec un excellent rapport coût-performance, en particulier dans des domaines tels que les revêtements automobiles et les véhicules à énergies nouvelles. La consommation de PU dans notre pays augmente fortement d'année en année et la gamme d'applications d'additifs s'élargit progressivement. La variété des additifs évolue rapidement et joue un rôle important dans divers secteurs de l'industrie chimique, avec une large gamme de types et nombre d'entre eux ayant une haute valeur ajoutée.

YINSU Flame Retardant Company, avec ses produits ignifuges efficaces développés pour Unité centrale Les matériaux, tels que la poudre de phosphore rouge enrobée, la pâte de phosphore rouge et la poudre blanche PUP-15 ignifuge, offrent des solutions sans halogène et respectueuses de l'environnement avec un retardateur de flamme élevé.