热塑性聚氨酯(TPU)在涂层中的应用分析

热塑性聚氨酯（TPU）在涂层中的应用分析

TPU的特性

TPU名称为热塑性弹性体橡胶,这种材料能在一定热度下变软,而在常温下可以保持不变.用在鞋上多起稳定支撑的作用.

TPU(Thermoplastic polyurethanes):热塑性弹性体橡胶.一种能够在一定热度下反复变软

或改变的塑胶材料，而在常温下它却可以保持形状不变.能起个支撑、保护的作用. 位于鞋中底(也不一定,很多地方都会用到)

TPU的主要特性有：

硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性。

机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。

耐寒性突出：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。

加工性能好：TPU可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。

耐油、耐水、耐霉菌。

再生利用性好。与其它热塑性弹性体相类似，TPU的分子结构决定了其性质。由于TPU 分子中含有软链和硬链，使得TPU既具有柔性、又具有刚性。在加工过程中，其硬链软化，使得TPU可以被塑造成任何形状;而在冷却过程中，又能恢复其原有的刚性。

TPU的大部分硬链是由异氰酸酯类化合物组成的;而软链则是由各类羟基化合物组成的，范围比较广。因此，TPU的主要区别就在于软链的不同:是聚酯类，还是聚醚类?其中:聚醚类TPU具有很好的耐水解性和耐微生物侵蚀性，根据我们的实验，在70℃的热水中浸泡4周后，其弹性基本上没有变化，断裂强度也下降得很小；而聚酯类则具有极好的抗撕裂性和耐化学试剂(如耐各种酸碱、汽油等)的性能。

7.5.2TPU（热可塑性聚氨酯）塑料的卓越功能和应用范围

TPU （热可塑性聚氨酯）因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。目前，凡是使用PVC的地方，TPU均能成为PVC之替代品。但TPU所拥有的优点，PVC则望尘莫及。TPU不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，而且是种成熟的环保材

料。目前，TPU已被广泛应用于：鞋材、成衣、充气玩具、水上及水下之运动器材、医疗器材、健身器材、汽车椅座材料、雨伞、皮箱、皮包等.

薄膜/薄片

TPU薄膜在运动鞋上应用极广泛：鞋底及鞋面上的商标装饰、气囊、气垫、油包等。而今，TPU薄膜在运动鞋上应用又有两种趋势：一是由耐克运动鞋所刮起的流行风，即是将TPU薄膜先网版印刷上色，再以高周波成形并粘合在鞋面上做装饰，以取得特殊的装饰效果。二是利用防水透湿的TPU薄膜与鞋材用布贴合使用，以达到防水透湿之效果。

T P U 粒

近年来，由于新产品不断的开发，热塑性PU弹性体的用量正持续地增加中，为塑胶加工业者开创低成本、高附加价值的产业新契机。

最近生产出一种新型环保TPU合成革。并且TPU具有优异的耐磨、拉伸强度、伸长率、阻燃、耐汽油、耐寒及耐曲折的性能，TPU经常被用来制作耐磨性要求较高的轮子、鞋底、筛网等产品。

合成革生产企业采用TPU作为人造革、合成革涂材料，制作高耐磨性、高拉伸强度的人造革，但由于TPU合成革透气性较差，而且TPU原料价格偏高，因此TPU原料不能得到广泛的应用。目前，台湾地区生产出了一种新型环保TPU合成革。

此新型环保TPU合成革不用任何溶剂，改原来的压延工艺为替代工艺直接采用TPU颗粒加热成液体涂覆于底布上，是完全环保型产品，而且产品通过涂覆密度及特殊处理可以达到透气和半透气效果，可以生产出以针织布、无纺布及超细纤维为基布的合成革。这种新型环保TPU合成革可以制作服装、家具、运动用品、军用产品、汽车内饰及装饰材料。

7.5.3TPU密封件技术的创新发展

橡塑密封件是机械产品的重要基础元件,其制造精度要求较高,随着我国汽车制造和汽车保有量的快速增长,密封件产品无论在结构上还是材料上都需要高精的技术和装备支撑。近年来,我国密封件专业生产中的部分企业顺应市场定位,及时调整产业结构和产品结构,迅速

发展壮大。在快速提高产值产量的同时,在生产和检测实验装备上也做了较大投入。

1. 国内外技术发展趋势

一、橡塑密封材料发展动向

橡塑密封件常用的丁腈、氢化丁腈、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚四氟乙烯等特种橡塑材料的配方及加工工艺研究，提高材料适用性能和利用率依然是工作重点。纳米材料的应用将

提升橡塑材料的力学性能和特殊功能。今年4月1日国家标准化委员会颁布执行的我国首批四项纳米材料国标中，有一项就是橡胶用“纳米氧化锌”标准。

特种工程弹性体取代低性能耐油橡胶；对橡胶亮面进行表面处理；通过纳米技术对橡塑材料改性及应用液体橡胶材料，近年都取得了一些进展。特别是近期一些新材料应用，对橡塑密封技术起了极大的推动作用。

我国在密封件中应用相对较弱的热塑性弹性体(TPE)具有硫化橡胶的物理性能和热塑性树脂的工艺加工性能，成型工艺不需要硫化，因而被作为第三代橡胶。主要品种中的TPO、TPV、TPU在世界已得到广泛应用: TPV在汽车的应用年均增长15%，一般是EPDN和PP 的全交联化合物，其综合了高拉伸强度、耐油耐热等性能，可长期耐150℃热油工况条件，可用于替代EPDM生产汽车密封件等制品；TPO目前用的较多的是三元乙丙与聚乙烯组分构成,生产工艺有机械共混法和动态硫化法。动态硫化法生产的TPO中。橡胶组分高达60～70%,耐磨性、耐臭氧、撕裂强度高、压缩变形小，综合性能优于三元乙丙硫化橡胶。

美国、西欧和亚洲均在继续增建TPO生产装置；TPU兼具有塑料优良的加工性能和橡胶的物理性能，其耐磨、耐低温性、耐辐射性能优良，在汽车、航空航天、医疗卫生、生活用品、军用物资等行业应用均有很大进展，TPU可广泛用于汽车减震垫、轴衬、轴瓦、轴套、气囊等零部件。

二、国内外企业推出的新材料

1、全氟橡胶FFKM

耐高温(250℃～320℃),耐燃气和强烈的化学腐蚀，弹性好，压缩永久变形低，弹性好等优点,适应一些十分苛刻的工况条件。在化工、食品、印刷、半导体等行业应用。Parker、Evco 等公司推出。

2、氟塑料包覆橡胶产品

FEP(氟化丙烯)和PFA(全氟化合物)等氟塑料品种，包覆橡胶O型圈和橡胶垫片(如板式换热器密封),提高橡胶产品耐介质性能(溶剂、强酸、强碱)，上海亿冈、EVCO、Fluorten等公司推出。

3、独特的聚氨酯材料

PU 92 AU 21100良好的润滑性，耐超低温性能达到20K(-253℃)应用耐超低温工况。Simrit独家推出。

4、聚四氟乙烯(PTFE)复合与改性

为了克服PTFE的冷流性、导热性差等缺点，减少产品磨损，采用PTFE材料为基体与