本發(fā)明涉及特種tpu材料領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨的tpu材料。
背景技術(shù)：
與橡膠相比，彈性體更側(cè)重的含義是一種物理和材料學(xué)的概念，它的范疇更為廣泛。彈性體中除橡膠外，還包括眾多彈性變形迥異、大分子鏈交聯(lián)方式多樣化的高分子材料。根據(jù)彈性體是否可塑化可以分為熱固性彈性體、熱塑性彈性體二大類。熱固性彈性體，這也就是傳統(tǒng)意義的橡膠（rubber），熱塑性彈性體（thermoplasticelastomer），縮寫為tpe，為上世紀(jì)90年代開始逐漸被越來越多的商業(yè)化應(yīng)用。這個分類同樣也說明了這二類彈性體加工所采用的是二種不同的方式：橡膠用熱固性設(shè)備加工，tpe采用熱塑性設(shè)備加工。熱塑性彈性體（thermoplasticelastomer，tpe）的定義為：在常溫下顯示橡膠彈性，在高溫下能夠塑化成型的高分子材料。因此，這類聚合物兼有熱塑性橡膠和熱塑性塑料的某些特點(diǎn)。熱塑性彈性體高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它同時串聯(lián)或接枝某些化學(xué)組成不同的塑料段（硬段）和橡膠段（軟段）。硬段間的作用力足以凝集成微區(qū)（如玻璃化微區(qū)或結(jié)晶微區(qū)），形成分子間的物理“交聯(lián)”。軟段則是自有旋轉(zhuǎn)能力較大的高端性鏈段。
隨著人們需求的增加，普通的體材料已經(jīng)難以滿足人們的需求，因此，需要設(shè)計(jì)一種耐磨的tpu材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種耐磨的tpu材料。
本發(fā)明通過下述方案實(shí)現(xiàn)：
一種耐磨的tpu材料，以質(zhì)量份計(jì)，包括以下組份：
tpu20-30份，
聚酯短纖維70-80份，
環(huán)氧樹脂20-30份，
塑化劑6-8份，
固化劑10-20份。
所述tpu由熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體和丁二醇和離子交換樹脂組合而成，其中，所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體占所述tpu的質(zhì)量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的質(zhì)量百分比的10%-12%，所述的離子交換樹脂占所述tpu的質(zhì)量百分比的42%-44%。
所述塑化劑為c10混合酸酐，所述c10混合酸酐為苯酐、偏酐的混合物。
所述固化劑為二氨基二氯二苯甲烷。
以質(zhì)量份計(jì)，該材料還包括以下組份：固化劑0-20份，抗氧劑0.02-0.1份，抗水解劑0.02-0.1份，相容劑0.5-5份。
本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明一種耐磨的tpu材料具有普通體材料的在除去外力后能恢復(fù)原狀的能力，添加tpu后，本發(fā)明的材料還具有耐摩擦，硬度高的特點(diǎn)，又加入塑化劑，提升材料的加工性能，而塑化劑是采用混合酸酐副產(chǎn)物，減少了廢物排放，保護(hù)了環(huán)境。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1
一種耐磨的tpu材料，以質(zhì)量份計(jì)，包括以下組份：
tpu30份，
聚酯短纖維75份，
環(huán)氧樹脂20份，
塑化劑8份，
固化劑15份。
所述tpu由熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體和丁二醇和離子交換樹脂組合而成，其中，所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體占所述tpu的質(zhì)量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的質(zhì)量百分比的10%-12%，所述的離子交換樹脂占所述tpu的質(zhì)量百分比的42%-44%。
所述塑化劑為c10混合酸酐，所述c10混合酸酐為苯酐、偏酐的混合物。
所述固化劑為二氨基二氯二苯甲烷。
以質(zhì)量份計(jì)，該材料還包括以下組份：固化劑10份，抗氧劑0.02份，抗水解劑00.1份，相容劑3份。本發(fā)明的材料中還加入了抗水解劑和相容劑，本實(shí)施例中抗水解劑選擇碳化二亞胺類的物質(zhì)，機(jī)理就是碳化二亞胺類物質(zhì)優(yōu)先與水分子作用，而減少和延長對本發(fā)明的材料的分子鏈中酰胺鍵的水解。相容劑又稱增容劑，是指借助于分子間的鍵合力，促使不相容的兩種聚合物結(jié)合在一體，進(jìn)而得到穩(wěn)定的共混物的助劑，這里是指高分子增容劑。在本實(shí)施例中，相容劑選擇馬來酸酐接枝相容劑，加入相容劑使得本發(fā)明的tpu和聚酯短纖維兩種聚合物的相容性大大提升，使之兩種聚合物間粘接力增大，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使分散相和連續(xù)相均勻，即相容化。相容劑之所以能使兩種性質(zhì)不同的聚合物相容化，是因?yàn)樵谄浞肿又芯哂蟹謩e能與兩種聚合物進(jìn)行物理或化學(xué)結(jié)合的基團(tuán)的緣故。
實(shí)施例2
一種耐磨的tpu材料，以質(zhì)量份計(jì)，包括以下組份：
tpu20份，
聚酯短纖維80份，
環(huán)氧樹脂25份，
塑化劑6份，
固化劑20份。
所述tpu由熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體和丁二醇和離子交換樹脂組合而成，其中，所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體占所述tpu的質(zhì)量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的質(zhì)量百分比的10%-12%，所述的離子交換樹脂占所述tpu的質(zhì)量百分比的42%-44%。
所述塑化劑為c10混合酸酐，所述c10混合酸酐為苯酐、偏酐的混合物。
所述固化劑為二氨基二氯二苯甲烷。
以質(zhì)量份計(jì)，該材料還包括以下組份：固化劑20份，抗氧劑0.6份，抗水解劑0.02份，相容劑5份。
本發(fā)明的材料中加入了tpu，tpu的分子基本上是線型的，沒有或很少有化學(xué)交聯(lián)。線型聚氨酯分子鏈之間存在著許多氫鍵構(gòu)成的物理交聯(lián)，氫鍵對其形態(tài)起到強(qiáng)化作用，從而賦予許多優(yōu)良的性能，如高模量、高強(qiáng)度，優(yōu)良的耐磨性、耐化學(xué)品、耐水解性、耐髙低溫和耐霉菌性。在本發(fā)明中tpu與聚酯短纖維相互結(jié)合形成多維結(jié)構(gòu)，增加材料的物理強(qiáng)度，廢棄物料能夠回收并重新利用，生產(chǎn)或加工過程中可使用不同助劑或填料來改善某些物理性能并降低成本。
在本發(fā)明的材料中，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的變化，還可以加入輔料，如塑化劑、固化劑、抗氧劑、抗水解劑、相容劑等。在本發(fā)明的材料加工中加入塑化劑可以使其柔韌性增強(qiáng)，容易加工，使得tpu、聚酯短纖維等可以快速的交融在一起，縮短了加工時間，提升了產(chǎn)品品質(zhì)。固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說，使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。本發(fā)明的材料中加入的就是固化溫度較高的酚醛和酸酐作為固化劑。
抗氧劑是一類化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)其在聚合物體系中僅少量存在時，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行，從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命，又被稱為“防老劑”。本發(fā)明的材料中優(yōu)先選擇芳香胺類抗氧劑，又稱為橡膠防老劑，是生產(chǎn)數(shù)量最多的一類，這類抗氧劑價格低廉，抗氧效果顯著，芳香胺類抗氧劑可防止由氫過氧化物分解為自由基是所導(dǎo)致的鏈的支化。
實(shí)施例3
一種耐磨的tpu材料，以質(zhì)量份計(jì)，包括以下組份：
tpu25份，
聚酯短纖維70份，
環(huán)氧樹脂30份，
塑化劑7份，
固化劑10份。
所述tpu由熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體和丁二醇和離子交換樹脂組合而成，其中，所述的熱塑性聚氨酯彈性體橡膠本體占所述tpu的質(zhì)量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的質(zhì)量百分比的10%-12%，所述的離子交換樹脂占所述tpu的質(zhì)量百分比的42%-44%。
所述塑化劑為c10混合酸酐，所述c10混合酸酐為苯酐、偏酐的混合物。
所述固化劑為二氨基二氯二苯甲烷。
以質(zhì)量份計(jì)，該材料還包括以下組份：固化劑0份，抗氧劑0.1份，抗水解劑0.06份，相容劑0.5份。
甲苯二異氰酸酯易與含有活性氫原子的化合物作用，與二元醇作用而成線型聚氨基甲酸酯或聚氨酯樹脂。氨酯彈性體是一類主鏈上含有大量氨基甲酸酯基團(tuán)的高分子合成材料，一般由多元醇、多異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑反應(yīng)而成，其原料品種繁多，配方多種多樣，可調(diào)范圍大，由于軟段和硬段之間熱力學(xué)不相容性，軟段及硬段能夠通過分散聚集形成獨(dú)立的微區(qū)，具有微相分離結(jié)構(gòu)，從而賦予了聚氨酯彈性體優(yōu)良的力學(xué)性能。其硬度可調(diào)范圍大，耐磨性能優(yōu)異，從而被廣泛作為耐磨材料使用。但聚氨酯的耐磨性能受各種因素影響較大，而本發(fā)明使用甲苯二異氰酸酯作為主要原材料制備聚氨酯樹脂可以顯著提升材料的耐磨性。
增塑劑是工業(yè)上被廣泛使用的高分子材料助劑，在塑料加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強(qiáng)，容易加工。本發(fā)明中加入塑化劑可以提升材料的加工性能，避免由于耐磨性能的提高而影響加工性能，而且本發(fā)明的塑化劑是利用在生產(chǎn)實(shí)際中產(chǎn)生的副產(chǎn)物苯酐、偏酐等混合物，目前全國有七十多套均苯四甲酸裝置，每年約產(chǎn)生十萬噸以上c10混合酸酐副產(chǎn)物，裝置所產(chǎn)生的副產(chǎn)物主要是苯酐、偏酐等混合物。所有生產(chǎn)企業(yè)其副產(chǎn)物都是委托固廢處理公司處理，處理成本較高，不符合清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的社會共識和經(jīng)濟(jì)理念，更加沒有發(fā)揮其副產(chǎn)物的應(yīng)用價值，造成資源浪費(fèi)，通過本發(fā)明的材料可以大量使用這種副產(chǎn)物，減少了廢物排放，保護(hù)了環(huán)境。
盡管已經(jīng)對本發(fā)明的技術(shù)方案做了較為詳細(xì)的闡述和列舉，應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對上述實(shí)施例做出修改或者采用等同的替代方案，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。