聚氨酯弹性体耐黄变特性研究

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1、2012．Vol．27No．6POLYURETHANEINDUSTRY·21·聚氨酯弹性体耐黄变特性研究王湖云朱孝培吴明俊简智娴林庆宇黄耀兴(台湾永光化学工业股份有限公司32849)摘要:研究了聚氨酯弹性体于紫外光(UVC)下的耐黄变特性，比较了二氧化钛(TiO2)与紫外线吸收剂等不同添加剂对白色聚氨酯弹性体耐UVC特性的影响。结果表明，影响黄变最大的因素为聚氨酯树脂，其次为TiO2与紫外线吸收剂。关键词:热塑性聚氨酯;二氧化钛;紫外线吸收剂;UVC;黄变中图分类号:文献标识码:文章编号:1005－1902(2012)0

2、6－0021－03TQ333.95A聚氨酯弹性体(TPU)材料具有耐磨、耐低温、防水、耐透湿等优良的综合性能，具有较高的抗张强度及延伸率，可以进行注射、挤出、吹膜、展延等成型加工方式制造出多样化的终端产品［1］。但TPU作为高分子材料，在一般使用环境下接触紫外线与氧气等的过程中，不可避免的会造成老化现象，以致于外观黄变及物性下降，最终使产品价值降低［2］，特别是白色聚氨酯材料黄变的状况会更加明显。本研究探讨了TPU树脂、二氧化钛(TiO2)和紫外线吸收剂与TPU材料黄变性的关联度。粒子、0.6份R103，以注射成型机成型

3、，注射成型温度为190～210℃，制作成50mm×80mm×3.5mm白色TPU试片。取出试片室温冷却后测试样品耐候性能。首先以黄变型TPU粒子(U90A)添加TiO2(R103)为基础配方，再个别添加不同类型光稳定剂(UVA，HALS，AO)，制成白色TPU试片，将各试片按照1.3方法进行光照试验，研讨各类型光稳定剂在短波长紫外光下对TPU耐黄变的影响，再比对不同类型TPU树脂对黄变影响。取黄变型TPU粒子(U90A)或非黄变型TPU粒子(UNY85A)，添加1实验部分TiO2(R103)与固定单一紫外线吸收剂(UVA

4、1.1主要原材料和仪器黄变型TPU粒子(U90A)、非黄变型TPU粒子EV71)，研讨不同类型TPU树脂在短波长紫外光的黄变程度。最后将影响耐黄变的三项因素:TPU树脂、紫外线吸收剂，TiO2进行交叉组合，研讨不同TPU树脂系统内，有无添加紫外线吸收剂(UVA)或TiO2对耐黄变程度的影响。1.3耐黄变性能测试将试片置于耐黄变灯箱中(波长253nm)，依据HG/T3689—2001(运动鞋/雨鞋)-B法规范持续光照3h，取出试片，以色差仪检测试样光照前后之L、a、b值(在国际照明委员会(CIE)，xyz色彩系统中之色彩三

5、属性:色相、明亮度、彩度，一般以L，a，b值表示色彩之三维空间，L:明亮度，a:红/绿轴，b:蓝/黄轴)。按照ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)0.5，将测量的数值代入计算，得光照试验前后变化之色差值ΔE(ΔE值越高代表TPU样品变褪色严重)，再依据美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)颜色褪色灰(UNY85A)，工业级，拜耳优得股份有限公司;TiO2(锐钛矿型，R103，平均粒径0.23μm)，工业级，台湾杜邦股份有限公司;二苯甲酮类紫外线吸收剂(UVAEV12)、苯并三唑类紫外线吸收剂(UVAEV71)、甲脒类紫外线

6、吸收剂(UVAUV1)、受阻胺类光稳定剂(HALSEV90、HALSEV93)，工业级，台湾永光化学工业股份有限公司;受阻酚类抗氧剂(AO1135)、三苯基亚磷酸酯抗氧剂(TPP)，工业级，长春石油化学股份有限公司。耐黄变灯箱，GT-7035-UB，高铁科技股份有限公司;色差仪，CM-3500d，广柏实业股份有限公司;注射成型机，50T，台湾震雄机械厂股份有限公司。1.2样品的制备采用单工位连续注射成型［3］。称取100份TPU·22·聚氨酯工业第27卷色标，将耐候实验后ΔE值换算为级数(级数值越低代表TPU样品变褪色严

7、重)，用以比较TPU试样的耐候性试验效能。出减缓TPU黄变的显着因子，进而有效地控制黄变。选取应用于PU/TPU较常用紫外线吸收剂EV12、EV71、UV1，光稳定剂、EV90、EV93、抗氧化剂AO1135、TPP，将各单品添加1份与0.6份TiO2于100份TPU粒子(黄变型U90A)内，注塑成试片，按1.3方法进行实验。将ΔE值换算为级数，筛选实验结果见表1。2结果与讨论2.1稳定剂类型对黄变型TPU系统耐黄变的影响实验首先对黄变型TPU进行筛选实验，期望找表1不同类型光稳定剂与抗氧化剂对耐黄变性能的影响稳定剂类型

8、BlankU(空白组)EV12EV71UV1EV90EV93AO1135TPPΔE值耐候/级5.452.54.852.55.782.55.092.57.012.06.022.55.932.59.472.0由表1可知，BlankU为白色黄变型TPU注塑试片(空白组未添加光稳定剂)，其ΔE值换算的级数为2.5级，产生明显