[發明專利]一種耐氣壓型TPU復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010986184.9
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112143211B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 何建雄;楊博
• 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: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/14;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/34;C08K7/06;C08K5/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種耐氣壓型TPU復合材料及其制備方法。所述TPU復合材料包括如下重量份數的組分：聚氨酯彈性體100份、聚氨酯丙烯酸酯共聚物15?25份、乙烯?丙烯酸酯共聚物30?50份、竹炭纖維10?20份、片層狀無機填料5?10份、硅烷偶聯劑1?3份、交聯劑1?2份和助交聯劑1?2份。所述TPU復合材料是通過先將竹炭纖維、片層狀無機填料和硅烷偶聯劑混合反應，然后將聚合物成分混合密煉，最后將各組分通過擠出機熔融共混擠出的方法制備得到。本發明提供的TPU復合材料具有較高阻氣性能、拉伸強度、抗穿刺性能和耐氣壓性，可用作充氣內膽材料。

技術領域

本發明屬于聚氨酯材料技術領域，具體涉及一種耐氣壓型TPU復合材料及其制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一種性能優良的高分子合成材料，其同時含有由異氰酸酯形成的硬段和由聚多元醇形成的軟段結構，因此既具有橡膠的彈性又有塑料的硬度，而且還具有良好的機械性能、耐磨性和回彈性能，被廣泛應用于傳送帶、軟管、汽車零部件、鞋底、合成皮革、涂料、電線電纜等領域。

TPU材料的應用領域廣泛，其性質往往有很大差別，通常需要根據用途設計特定的分子結構。

充氣產品，如充氣床墊、充氣艇、輪胎等，均具有至少一個充氣內胎。通過在充氣內胎內沖入高壓氣體，可以使內胎形成特定形狀，起到降低產品重量，緩沖外部沖擊的作用。用作充氣內胎的材料，通常需要具有以下性質：具有較高的阻氣性能，以降低內部高壓氣體的滲出的速率；具有較高的拉伸強度，能夠承受內部氣體的壓力(包括初始充氣壓力和承重產生的壓力)；具有較高的抗穿刺強度，防止內胎被刺穿而漏氣；具有較高的韌性和彈性，能夠通過變形緩沖外部沖擊。

TPU具有優良的柔韌性和彈性，使得其成為一種理想的充氣內胎材料。但是，單純的TPU材料的阻氣性較低，氣體容易滲出導致壓強降低，且柔性較高而強度不足，可能無法承受較高的氣壓和硬物的穿刺。

因此，有待于對TPU材料進行改性，提高其阻氣性能、拉伸強度、抗穿刺性能和耐氣壓性，以適應各種充氣內胎的應用需求。

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耐氣壓型TPU復合材料及其制備方法。該TPU復合材料具有較高阻氣性能、拉伸強度、抗穿刺性能和耐氣壓性，可用作充氣內膽材料。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種耐氣壓型TPU復合材料，所述TPU復合材料包括如下重量份數的組分：

本發明中，乙烯-丙烯酸酯共聚物具有良好的阻氣作用，且有助于提高復合材料的強度；聚氨酯丙烯酸酯共聚物一方面能夠提高復合材料的強度，另一方面充當相容劑，提高聚氨酯彈性體與乙烯-丙烯酸酯共聚物的相容性；竹炭纖維能夠提高復合材料的強度，片層狀無機填料有助于提高復合材料的阻氣性能，交聯劑和助交聯劑則能夠使各組分發生一定程度的交聯，提高復合材料整體的強度。本發明通過上述各組分在特定的比例下相互配合，從而得到了一種具有較高阻氣性能、拉伸強度、抗穿刺性能的耐氣壓TPU復合材料。

本發明中，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物的重量份數為15-25份；例如可以是15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份等。

若聚氨酯丙烯酸酯共聚物用量過少，容易導致聚氨酯彈性體與乙烯-丙烯酸酯共聚物發生分相，復合材料的強度下降，若聚氨酯丙烯酸酯共聚物用量過多，容易導致復合材料的阻氣性下降。

所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的重量份數為30-50份；例如可以是30份、32份、33份、35份、36份、38份、40份、42份、43份、45份、46份、48份或50份等。