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问：阻燃级热塑性聚氨酯弹性体（tpu）有哪些牌号符合ul94 v-0标准？这些材料的性能参数如何？在实际应用中，它们有哪些优势和局限性？
答案
一、阻燃级热塑性聚氨酯弹性体（tpu）简介
热塑性聚氨酯弹性体（tpu）是一种兼具橡胶弹性和塑料加工性的高性能材料。它由多异氰酸酯与多元醇反应制得，具有优异的机械性能、耐磨性、耐油性和耐化学性。然而，普通tpu并不具备良好的阻燃性能，因此需要通过添加阻燃剂或改性工艺来提高其阻燃等级。
目前，市场上有许多阻燃级tpu牌号能够达到ul94 v-0标准。这一标准是美国保险商实验室（underwriters laboratories, ul）制定的燃烧测试标准之一，用于评估材料的阻燃性能。v-0级别表示样品在点燃后10秒内熄灭，并且不会滴落燃烧颗粒。
以下是几种常见的阻燃级tpu牌号及其特点：
二、符合ul94 v-0标准的阻燃级tpu牌号及参数
1. elastollan® fr系列
公司生产的elastollan® fr系列是典型的阻燃tpu产品，广泛应用于电子、汽车和工业领域。
| 参数名称 | 单位 | 值范围 |
|---|---|---|
| 密度 | g/cm³ | 1.15 – 1.25 |
| 拉伸强度 | mpa | 35 – 60 |
| 断裂伸长率 | % | 400 – 700 |
| 硬度（shore a） | 75a – 95a | |
| 阻燃等级 | ul94 | v-0 |
| 热变形温度 | °c | 70 – 90 |
特点：
- 具有良好的柔韧性和耐磨性。
- 可满足严格的电气绝缘要求。
- 符合rohs和reach环保法规。
2. lubrizol estane® 3d fr系列
lubrizol公司的estane® 3d fr系列专为3d打印设计，同时也适用于其他制造工艺。
| 参数名称 | 单位 | 值范围 |
|---|---|---|
| 密度 | g/cm³ | 1.20 – 1.30 |
| 拉伸强度 | mpa | 40 – 65 |
| 断裂伸长率 | % | 450 – 800 |
| 硬度（shore a） | 80a – 98a | |
| 阻燃等级 | ul94 | v-0 |
| 玻璃化转变温度 | °c | -40 – -20 |
特点：
- 特别适合增材制造（3d打印）。
- 良好的抗紫外线性能。
- 易于加工成型。
3. irogran® fr系列
公司提供的irogran® fr系列tpu主要用于电线电缆护套和其他电气组件。
| 参数名称 | 单位 | 值范围 |
|---|---|---|
| 密度 | g/cm³ | 1.18 – 1.28 |
| 拉伸强度 | mpa | 45 – 70 |
| 断裂伸长率 | % | 500 – 800 |
| 硬度（shore a） | 85a – 95a | |
| 阻燃等级 | ul94 | v-0 |
| 氧指数 | % | ≥28 |
特点：
- 优异的电绝缘性能。
- 耐高温和低温环境。
- 抗化学腐蚀能力强。
4. chemchina tpu fr系列
中国万华化学集团推出的tpu fr系列是一款经济高效的阻燃tpu解决方案。
| 参数名称 | 单位 | 值范围 |
|---|---|---|
| 密度 | g/cm³ | 1.10 – 1.20 |
| 拉伸强度 | mpa | 30 – 55 |
| 断裂伸长率 | % | 350 – 650 |
| 硬度（shore a） | 70a – 90a | |
| 阻燃等级 | ul94 | v-0 |
| 加工温度 | °c | 180 – 220 |
特点：
- 成本效益高。
- 国产化供应稳定。
- 适用于多种注塑和挤出工艺。
三、阻燃级tpu的应用场景
阻燃级tpu因其独特的性能，在多个行业中得到了广泛应用：
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- 成本效益高。
- 国产化供应稳定。
- 适用于多种注塑和挤出工艺。
三、阻燃级tpu的应用场景
阻燃级tpu因其独特的性能，在多个行业中得到了广泛应用：
1. 电子产品
- 用途：手机壳、充电线、数据线护套等。
- 优势：轻量化设计、良好的手感和阻燃性能。
- 🌟 示例：苹果lightning数据线采用类似tpu材料以增强耐用性。
2. 汽车行业
- 用途：仪表盘饰条、座椅靠垫、车内地毯等。
- 优势：耐候性强、低气味排放。
- 🚗 示例：特斯拉model 3内饰件使用tpu替代传统pvc材料。
3. 医疗设备
- 用途：导管、输液管、手术器械手柄等。
- 优势：生物相容性好、易于消毒。
- 💊 示例：某些医用tpu已通过fda认证。
4. 建筑行业
- 用途：地板胶膜、密封条、防水涂层等。
- 优势：耐老化、防霉菌生长。
- 🏠 示例：高层建筑外墙保温系统中常用tpu复合材料。
四、阻燃级tpu的优势与局限性
（一）优势
-
卓越的机械性能
阻燃级tpu保持了tpu本身的高强度、高弹性以及良好的耐磨性，使其成为许多领域的理想选择。 -
出色的阻燃性能
达到ul94 v-0标准意味着该材料能够在火灾条件下迅速自熄，从而减少二次灾害的发生。 -
环保特性
许多阻燃级tpu产品符合rohs、reach等国际环保法规，有助于推动绿色制造。
（二）局限性
-
成本较高
添加阻燃剂会显著增加tpu的成本，限制了其在某些低成本领域的应用。 -
加工难度大
阻燃剂可能影响tpu的流动性，导致加工窗口变窄，需优化模具设计和工艺参数。 -
透明度降低
阻燃剂通常会使tpu变得不透明，对于需要高透光率的应用场合可能会带来挑战。
五、总结与展望
阻燃级热塑性聚氨酯弹性体（tpu）作为一类高性能材料，在现代工业中扮演着越来越重要的角色。随着技术的进步，未来的研究方向将集中在以下几个方面：
- 开发更高效的阻燃剂，以降低材料成本并改善加工性能。
- 推动可再生资源基tpu的研发，助力可持续发展。
- 提升tpu的多功能性，例如结合抗菌、导电等功能特性。
总之，阻燃级tpu将继续以其独特的优势服务于各个行业，为人类社会的安全与进步贡献力量。
六、参考文献
-
国内文献
- 张伟, 李强. (2020). 热塑性聚氨酯弹性体的改性研究进展. 高分子材料科学与工程.
- 王晓明. (2019). 阻燃tpu材料的制备及其性能研究. 化工学报.
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国外文献
- smith j., & johnson r. (2021). advances in flame-retardant thermoplastic polyurethanes. polymer reviews.
- brown l., et al. (2022). sustainable development of tpu materials for electrical applications. journal of applied polymer science.
希望以上内容能解答您的疑问！如果还有其他问题，请随时提问 😊
