[發明專利]一種用于飲水管的TPU材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711487118.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108047417B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 楊博;何建雄;王一良
• 申請（專利權）人: 東莞市雄林新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08G18/62;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/12;C08L75/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種用于飲水管的TPU材料及其制備方法。所述TPU材料包括如下質量份數的原料組分：50?70份二異氰酸酯、70?90份低聚物多元醇、20?30份擴鏈劑、10?20份羥基丙烯酸酯和0.5?1.5份催化劑；所述低聚物多元醇由60?80wt％的聚丙烯酸酯多元醇和20?40wt％的聚醚多元醇組成。所述TPU材料是通過先將原料脫水進行預聚合反應，然后用擴鏈劑進行擴鏈反應，最后在擠出機中熔融混煉的方法制備得到。本發明提供的TPU材料具有低硬度、高拉伸強度和高撕裂強度，不含有有毒副作用的添加劑，適合用作飲用水管的材料。

技術領域

本發明屬于聚氨酯彈性體材料技術領域，具體涉及一種用于飲水管的TPU材料及其制備方法。

背景技術

自20世紀60年代起，塑料管材開始在給水管道中使用。一般口徑較小的使用聚乙烯管(PVC)、聚丙烯管，口徑較大的多使用聚氯乙烯管，硬聚氯乙烯飲用水管(PVC-u)就是其中一種。

PVC為熱敏性塑料，在加工制品的時候必須加入熱穩定劑才能成型。目前熱穩定劑應用的主要品種為鉛鹽類穩定劑、有機錫類穩定劑、鈣鋅復合穩定劑等。由于鉛鹽類穩定劑在穩定性和成本等方面具有較大的優越性，因此一直以來都是PVC制品熱穩定劑的首選，目前國內PVC加工中大多以鉛鹽作為穩定劑。PVC管一般作為排水管使用，含鉛鹽的PVC塑料給水管在使用過程中，重金屬鉛會從管道中析出，直接造成飲用水的污染。

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)因具有很好的抗拉強度、抗撕裂強度、耐沖擊性、耐磨性、耐候性、耐水解性和耐油性等優點，被廣泛應用于軟管、墊圈、輪帶、輥筒、齒輪、管道等的保護，絕緣體，鞋底以及實心輪胎等領域。TPU的性質介于塑料和橡膠之間，具有比橡膠更高的強度，比塑料更好的柔韌性和耐寒性，能夠替代PVC用作飲用水管的原材料。

飲用水管對于材料的性能要求較苛刻，首先，TPU屬于軟質材料，通常只能用于制作軟管，因此其硬度不能過高，否則水管不易彎曲，不利于實際應用；其次，由于管材直接與飲用水接觸，不能含有添加劑、有機溶劑等有害物質，因此，大部分芳香族異氰酸酯不適合作為制備此類TPU的原料。再次，管材在沿管路方向上要具有較高的拉伸強度和延展性，在徑向上要耐撕裂，且不易水解。這就要求采用脂環族或脂肪族異氰酸酯和聚醚型多元醇作為制備TPU的原料，但是此類TPU材料的強度較低，不能滿足飲用水管的要求。

因此，如何設計TPU材料的結構與性能，使其滿足飲用水管對材料性能的要求，是本領域亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種用于飲水管的TPU材料及其制備方法。該TPU材料具有低硬度、高拉伸強度和高撕裂強度，不含有有毒副作用的添加劑，適合用作飲用水管的材料。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種用于飲水管的TPU材料，包括如下質量份數的原料組分：

50-70份(例如50份、52份、53份、55份、56份、58份、60份、62份、63份、65份、66份、68份或70份等)二異氰酸酯、70-90份(例如70份、72份、73份、75份、76份、78份、80份、82份、83份、85份、86份、88份或90份等)低聚物多元醇、20-30份(例如20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等)擴鏈劑、10-20份(例如10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等)羥基丙烯酸酯和0.5-1.5份(例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份等)催化劑；