TPU材料介绍.ppt
巴斯夫聚氨酯特种产品（中国）有限公司热塑性聚氨酯弹性体 TPU(Thermoplastic polyurethane)概念，性能，应用，加工Concept Properties Applications Processing1/7/20231Elastollan TPU seminarPart 1 概念（TPU concept）Part 2 性能与应用（TPU properties&applications）Part 3 TPU注塑加工知识（TPU processing）Part 4 TPU性能测试（properties measurement)热塑性聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯弹性体 TPU(Thermoplastic polyurethane)概念，性能，应用，加工概念，性能，应用，加工Concept Properties Applications Processing1/7/20232Elastollan TPU seminarTPU 综览透明，半透明，或白色，固体透明，半透明，或白色，固体圆颗粒，或方颗粒圆颗粒，或方颗粒硬度介于硬度介于 Shore 45A 到到 80D兼有弹性与高强度的特种塑料兼有弹性与高强度的特种塑料适合普通注塑和挤出加工适合普通注塑和挤出加工Elastollan 是巴斯夫是巴斯夫TPU的注册商标的注册商标TPU的概念1/7/20233Elastollan TPU seminarStructur of block copolymere基团共聚弹性体的结构基团共聚弹性体的结构Structure of elastomer blends混合型弹性体混合型弹性体的结构的结构Elastomer(EPDM)软分子集团软分子集团Elastic Segment分子的软段分子的软段Thermoplastic Segment分子的硬段分子的硬段Thermoplast(PP)硬分子集团硬分子集团TPUTPU的概念1/7/20234Elastollan TPU seminarTPU的概念TPU Elastollan Elastollan 11001100(耐水解耐水解,耐微生物耐微生物)(低温柔韧低温柔韧)1200(1200(超透聚醚型）超透聚醚型）Elastollan S(通用级通用级)C(机械性能级机械性能级)B(耐低温级耐低温级)600(透明级透明级)Elastollan R grades(优点：玻璃纤维增强级，高优点：玻璃纤维增强级，高弹性模量，极好的尺寸稳定弹性模量，极好的尺寸稳定性性不足：撕裂强度差，断裂伸不足：撕裂强度差，断裂伸长率低）长率低）Polyether-based TPU聚醚型聚醚型Polyester-based TPU聚酯型聚酯型Glass fibre reinforced玻璃纤维增强玻璃纤维增强Elastollan 是是BASF集团集团TPU 的注册商标的注册商标 1/7/20235Elastollan TPU seminarTPU的概念Type种类种类 系列名系列名BCS6005001100 (聚醚型聚醚型)1200 (聚醚型聚醚型)Hardness邵氏硬度邵氏硬度A =Shore AD =Shore DPellet form颗粒形状颗粒形状1=extruded(圆圆)5=diced(方粒方粒)Lubricant润滑剂的加入量润滑剂的加入量0=0.03%1=0.03%3=0.3%5=0.5%Additives功能添加剂功能添加剂U=UV稳定剂稳定剂W=增塑剂增塑剂WH=环保增塑剂环保增塑剂FHF=阻燃剂阻燃剂添加剂添加剂型号型号.例如例如:917=黑黑色母粒色母粒 2876=UV稳定剂稳定剂 950/1=润滑脱模剂润滑脱模剂 Elastollan S 64D 5 3Elastollan 11 85A 1 0命名法命名法 Nomenclature1/7/20236Elastollan TPU seminarPart 1 概念（TPU concept）Part 2 性能与应用（TPU properties&applications）Part 3 TPU注塑加工知识（TPU processing）Part 4 TPU性能测试（properties measurement)热塑性聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯弹性体 TPU(Thermoplastic polyurethane)概念，性能，应用，加工概念，性能，应用，加工Concept Properties Applications Processing1/7/20237Elastollan TPU seminar1170A10U(LP9292)1175A10W1180A101185A101185A10FHF1185A10M1190A10Elastollan TPU各系列介绍：Elastollan 1100系列（聚醚型）系列（聚醚型）1195A101195A501198A101154D10FHF1154D501160D501164D501174D50典型鞋材应用：典型鞋材应用：低温曲折要求高，并且有低温曲折要求高，并且有透明要求的应用，如透明要求的应用，如Power bounce。雪鞋固定器，绑带等；雪鞋固定器，绑带等；和和Pebax 粘结的部分粘结的部分该类型特性：该类型特性：1.耐水解耐水解2.耐微生物耐微生物3.低温柔韧低温柔韧4.加工时对水份更加敏感加工时对水份更加敏感1/7/20238Elastollan TPU seminar1285A10U1290A10U1295A10U1298A10U1254D10U1260D10U1264D10UElastollan TPU各系列介绍：Elastollan 1200系列（高透聚醚型）系列（高透聚醚型）典型应用：典型应用：需要需要高透明度，高透明度，低温曲折性低温曲折性,耐水解和微生物耐水解和微生物的鞋材配件。的鞋材配件。如：透明高尔夫球鞋大底等如：透明高尔夫球鞋大底等该类型特性：该类型特性：1.超强耐水解超强耐水解2.高透明度高透明度3.低温柔韧低温柔韧4.耐微生物耐微生物1/7/20239Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan 600 系列系列670A10WHU685A10U690A10U695A10U660D10U664D10U该类型特性：该类型特性：1.透明透明2.全部内加抗紫外线剂全部内加抗紫外线剂典型鞋材应用：典型鞋材应用：Torsion Bar（664D10U）；）；以及需要高透明的装饰件和功能件等以及需要高透明的装饰件和功能件等1/7/202310Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan B 系列系列B60A10WHAB80A12B85A12B85A11SB90A12B95A12B95A52B98A12B98A52B60D12B60D52B64D12B64D52典型鞋材应用：典型鞋材应用：足球鞋大底（足球鞋大底（B95A，B98A）棒球鞋大底（棒球鞋大底（B64D)以及其它低温曲折要求高的用途以及其它低温曲折要求高的用途该类型特性：该类型特性：1.低温柔韧性低温柔韧性2.加工成型性更好，成型周期短加工成型性更好，成型周期短3.性能价格比高性能价格比高BXXX12/52是新开发的低吐霜产品1/7/202311Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan S 系列系列S60A10WHS70A10WHS80A11S80A15S85A11S85A15S90A10S90A11S90A50S90A55S95A50S95A11S95A55S98A50S98A53S60D50S60D53S64D50S64D53S74D50该类型特性：该类型特性：1.优秀的物理性能优秀的物理性能2.硬度范围宽硬度范围宽3.性价比高性价比高4.半透明至不透明半透明至不透明典型鞋材应用：典型鞋材应用：通用用途无透明，水解等特殊要求的制件；通用用途无透明，水解等特殊要求的制件；1/7/202312Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan S 系列超软，不含增塑剂级别系列超软，不含增塑剂级别SP9324（60A）SP9339（70A）特性：特性：1.超软，不含增塑剂超软，不含增塑剂2.耐磨耗好耐磨耗好3.止滑性能好止滑性能好4.半透明半透明典型鞋材应用：典型鞋材应用：安全鞋大底，拖鞋鞋带及超软安全鞋大底，拖鞋鞋带及超软鞋材配件等。鞋材配件等。1/7/202313Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan 其他系列其他系列玻纤增强玻纤增强R 系列系列：R1000R1001R2000R2001R3000R3001脂肪族脂肪族TPU：LP9277(68A)LP9273(84A)LP9294(94A)该类型特性：该类型特性：1.玻璃纤维增强玻璃纤维增强2.高弹性模量高弹性模量3.高强度高强度4.极高的尺寸稳定性极高的尺寸稳定性5.弹性较差（断裂伸弹性较差（断裂伸长率低）长率低）该类型特性：该类型特性：1.不易黄变（普通不易黄变（普通TPU即使加了抗即使加了抗UV剂，在剂，在12年之后也会有不同年之后也会有不同程度的黄变）程度的黄变）2.鞋材中需要不黄变的注塑件应用鞋材中需要不黄变的注塑件应用1/7/202314Elastollan TPU seminarElastollan TPU各系列介绍：Elastollan Konz浓缩添加剂浓缩添加剂KONZ 917 黑色母(加入量0.5-2%)KONZ 950/1 润滑剂(加入量0.5-2%)Konz V 2871 润滑剂（1-2%)KONZ 926 雾面剂(加入量2-10%)KONZ V2876 聚酯型UV添加剂KONZ V2877 聚醚型UV添加剂(加入量1-4%)KONZ V2881 耐磨添加剂(加入量0.52%)KONZ V2888 抗静电剂(加入量0.52%)KONZ V2880 淡蓝荧光色母（加入量0.10.5%)1/7/202315Elastollan TPU seminar1.硬度？（选型的基础，请确认清楚）硬度？（选型的基础，请确认清楚）2.准确用途？准确用途？型体设计？型体设计？3.有何性能要求？有何性能要求？物性？透明？物性？透明？UV？低温？水解？低温？水解？（分清优（分清优先顺序）先顺序）4.加工过程有何要求？（是否需要和其他塑料粘结？脱模；周加工过程有何要求？（是否需要和其他塑料粘结？脱模；周期；温度；模具？）期；温度；模具？）5.对价格的要求。对价格的要求。Elastollan TPU各系列选型方法：1/7/202316Elastollan TPU seminarTPU在鞋材的应用ELASTOLLAN可以用来制做：可以用来制做：运动鞋运动鞋;休闲鞋休闲鞋;安全鞋安全鞋;户外鞋户外鞋 等等具有耐磨具有耐磨,舒适舒适,寿命长寿命长,性价比高的特性价比高的特点点.安全鞋安全鞋运动鞋运动鞋足球及高尔夫球鞋足球及高尔夫球鞋1/7/202317Elastollan TPU seminarPart 1 概念（TPU concept）Part 2 性能与应用（TPU properties&applications）Part 3 TPU注塑加工知识（TPU processing）Part 4 TPU性能测试（properties measurement)热塑性聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯弹性体 TPU(Thermoplastic polyurethane)概念，性能，应用，加工概念，性能，应用，加工Concept Properties Applications Processing1/7/202318Elastollan TPU seminarTPU的加工O=C=N-R-N=C=O +HO-R-OHO=C=N-R-N-C O-R-OH_=_HOup to 230Cwater=H-O-Hdi-isocyanate 异氰酸酯异氰酸酯Diol 醇醇Urethane 氨基酯氨基酯高温高温/水在水在Elastollan 加工中的降解作用加工中的降解作用1/7/202319Elastollan TPU seminarTPU的加工TPU的加工原理的加工原理总则：总则：Elastollan TPU颗粒，从颗粒，从进入螺杆开始融化进入螺杆开始融化 到到 脱模脱模的过程中，的过程中，严格避免以下三种情况：严格避免以下三种情况：水分！水分！(建议烘干建议烘干100度，度，3小时以上小时以上)温度过高！温度过高！(建议通常建议通常230)加热时间过长！加热时间过长！(建议建议在螺杆里停留时间在螺杆里停留时间10min)1/7/202320Elastollan TPU seminar合适的熔体温度：合适的熔体温度：过高气泡，毛边，材料降解。过高气泡，毛边，材料降解。过低流动差，充模困难，熔体温度不均匀。过低流动差，充模困难，熔体温度不均匀。Table 1 给出了各种硬度范围内所建议的料筒温度：给出了各种硬度范围内所建议的料筒温度：建议测量熔融材料的温度，并相应地调节温度控制器（参见建议测量熔融材料的温度，并相应地调节温度控制器（参见Table 2):TPU的加工小技巧：1.观察空射的熔体：熔体透明，软硬适中，无明显蒸汽，遇见空气不发泡，通常说明熔体正常。2.对比料筒的设定温度和实际显示温度：设定温度应该基本与实际显示温度一致。若相差超过510度，则说明有机械故障或温度设定不合适。1/7/202321Elastollan TPU seminar螺杆转速：螺杆转速：螺杆转速螺杆转速:线速度低于线速度低于 0.2米米/秒秒(M/S)：因为高转速高剪切熔体温度过高材料降解因为高转速高剪切熔体温度过高材料降解注意：过低的螺杆转速可能造成备料时间过长，因此需按照实际情况酌情考虑，在不影响正常生产的情况下，螺杆转速越低越好。TPU的加工1/7/202322Elastollan TPU seminar使用平衡流道系统使用平衡流道系统流道横截面流道横截面不建议不建议好些好些最好最好模具设计Cone gateRing gateFilm gateq 水口水口/浇口，尽可能大，适合浇口，尽可能大，适合TPU的加工特性的加工特性q流道横截面最好是圆形流道横截面最好是圆形q使用平衡流道系统使用平衡流道系统q排气槽:0.015 0.03 mmq 脱模角度:5 q 模具表面粗糙度 25 35 mmq 抛光模具表面可能会导致脱模困难，尤其对于软TPU水口水口水口水口/浇浇口口口口TPU的加工1/7/202323Elastollan TPU seminarPart 1 概念（TPU concept）Part 2 性能与应用（TPU properties&applications）Part 3 TPU注塑加工知识（TPU processing）Part 4 TPU性能测试（properties measurement)热塑性聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯弹性体 TPU(Thermoplastic polyurethane)概念，性能，应用，加工概念，性能，应用，加工Concept Properties Applications Processing1/7/202324Elastollan TPU seminarTPU的测试Elastollan TPU干燥（确保材料干燥干燥（确保材料干燥100，3h)干燥好的干燥好的TPU，因为是热的，更加容易吸收空气中的水份。，因为是热的，更加容易吸收空气中的水份。根据我们的经验，在空气湿度比较大的时候（比如夏天）根据我们的经验，在空气湿度比较大的时候（比如夏天）烘好的烘好的TPU暴露在空气中暴露在空气中2，3分钟，就会吸收足以导致性能下降的水份。分钟，就会吸收足以导致性能下降的水份。Elastollan TPU干燥后迅速转移到注塑机的料斗，同时保持料干燥后迅速转移到注塑机的料斗，同时保持料斗干燥；在转移过程中要保持材料尽量隔绝空气，以免吸湿（特斗干燥；在转移过程中要保持材料尽量隔绝空气，以免吸湿（特别夏天空气湿度比较大，更加要小心）。别夏天空气湿度比较大，更加要小心）。材料干燥材料干燥1/7/202325Elastollan TPU seminarTPU的测试测试片制备：要求测试片平整，无流痕，无毛边，无收缩。测试片制备：要求测试片平整，无流痕，无毛边，无收缩。试片脱模后，尽快放入拉链塑料袋，封口，隔绝空气中的试片脱模后，尽快放入拉链塑料袋，封口，隔绝空气中的水分。（试片中的水份在回火时会导致讲解）水分。（试片中的水份在回火时会导致讲解）在当天将试片放入回火烘箱。（因为塑料袋的密封效果有在当天将试片放入回火烘箱。（因为塑料袋的密封效果有限）限）测试片的制备：测试片的制备：1/7/202326Elastollan TPU seminarTPU的测试回火处理后，放入拉链塑料袋，封口，隔绝空气回火处理后，放入拉链塑料袋，封口，隔绝空气中的水分。中的水分。尽快送到实验室，打开塑料袋口，静置尽快送到实验室，打开塑料袋口，静置4个小时，个小时，不超过不超过12小时小时(经观察，超过经观察，超过12小时，会导致小时，会导致ShoreD的降低的降低)。进行物理性能测试。进行物理性能测试。(Physical measure testing)测试片的制备：测试片的制备：1/7/202327Elastollan TPU seminar /Morphology 分子形态表述分子形态表述/Post Cured 注塑后直接回火处理注塑后直接回火处理:After processing 刚注塑出来刚注塑出来:为什么要回火处理？为什么要回火处理？Why annealing？TPU的测试/2 month later 放置两个月后放置两个月后:1/7/202328Elastollan TPU seminarTPU的测试 通常通常,刚刚模塑的刚刚模塑的TPU制件的物理性能，不是最佳状态，制件的物理性能，不是最佳状态，待放置一两个月后，才能达到良好的性能。待放置一两个月后，才能达到良好的性能。回火可以加速这个过程。回火可以加速这个过程。测试片不能等待那么久，所以有必要进行回火处理。测试片不能等待那么久，所以有必要进行回火处理。ELASTOLLAN回火处理的条件为回火处理的条件为 100C,20小时（烘箱）小时（烘箱）回火处理后，一般放置实验室回火处理后，一般放置实验室环境处理环境处理46小时小时后就可以测后就可以测试试退火处理过程中，软的（低于退火处理过程中，软的（低于80A）试片应该小心摆放，以）试片应该小心摆放，以避免发生变形。避免发生变形。回火处理回火处理 Annealing1/7/202329Elastollan TPU seminarTPU的测试回火处理回火处理 Annealing1/7/202330Elastollan TPU seminarTPU的测试一般来讲一般来讲,A 适合于较软材料适合于较软材料,D 适合于适合于较硬材料较硬材料.在在90A到到60D之间的指标有一定交迭，之间的指标有一定交迭，如下表所示如下表所示（此处为实测数据。（此处为实测数据。A和和D之间没有严格之间没有严格的转换关系）的转换关系）温度越高，硬度越低。温度越高，硬度越低。硬度标准测试条件：硬度标准测试条件：23C，50%相对湿度相对湿度(DIN 53505)；Shore D的测试较敏感。的测试较敏感。（经验表明，如果测试片吸水，会降（经验表明，如果测试片吸水，会降低低Shore D测试的硬度）测试的硬度）硬度硬度硬度是硬度是TPU选型的基本指标选型的基本指标TPU一般采用邵氏一般采用邵氏(Shore)硬度硬度A和和D1/7/202331Elastollan TPU seminarTPU的测试Elastollan S，B系列要达到耐黄要求，根据颜色不同，可系列要达到耐黄要求，根据颜色不同，可以添加以添加UV添加剂添加剂Konz v2876，14。Elastollan 1100系列，可以添加系列，可以添加UV添加剂添加剂Konz v2877，14。对于内含对于内含UV剂的，如剂的，如600系列，通常本色料耐黄可以达到耐系列，通常本色料耐黄可以达到耐黄要求，对于敏感颜色还可以酌情添加黄要求，对于敏感颜色还可以酌情添加KonzV2876 12。如果耐黄要求特别高，比如长期不黄变，那么可以选用如果耐黄要求特别高，比如长期不黄变，那么可以选用Elastollan 脂肪族脂肪族TPU，如，如LP9277,LP9273,LP9294。耐黄测试耐黄测试1/7/202332Elastollan TPU seminarTPU的测试若加工时水分控制不好若加工时水分控制不好,会导致全线性能的下降！会导致全线性能的下降！拉伸强度拉伸强度 降低降低撕裂强度撕裂强度 降低降低耐磨性能耐磨性能 降低降低耐黄性能耐黄性能 降低降低低温曲折性能低温曲折性能 降低降低耐水解性能耐水解性能 降低降低易易发生吐霜发生吐霜 水分对测试的影响水分对测试的影响1/7/202333Elastollan TPU seminar
