本发明涉及特种陶瓷化弹性体材料领域，尤其涉及一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料。
背景技术：
与橡胶相比，弹性体更侧重的含义是一种物理和材料学的概念，它的范畴更为广泛。弹性体中除橡胶外，还包括众多弹性变形迥异、大分子链交联方式多样化的高分子材料。根据弹性体是否可塑化可以分为热固性弹性体、热塑性弹性体二大类。热固性弹性体，这也就是传统意义的橡胶（rubber），热塑性弹性体（thermoplasticelastomer），缩写为tpe，为上世纪90年代开始逐渐被越来越多的商业化应用。这个分类同样也说明了这二类弹性体加工所采用的是二种不同的方式：橡胶用热固性设备加工，tpe采用热塑性设备加工。热塑性弹性体（thermoplasticelastomer，tpe）的定义为：在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。因此，这类聚合物兼有热塑性橡胶和热塑性塑料的某些特点。热塑性弹性体高分子链的基本结构特点是它同时串联或接枝某些化学组成不同的塑料段（硬段）和橡胶段（软段）。硬段间的作用力足以凝集成微区（如玻璃化微区或结晶微区），形成分子间的物理“交联”。软段则是自有旋转能力较大的高端性链段。
陶瓷，英语：china。中国人早在约公元前8000－2000年（新石器时代）就发明了陶器。用陶土烧制的器皿叫陶器，用瓷土烧制的器皿叫瓷器。陶瓷则是陶器，炻器和瓷器的总称。凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物都可以叫陶瓷。陶瓷粉是一种通过化学反应而形成耐高温陶瓷涂层的材料，该高温陶瓷粉颜色是白色，内含有的元素有硅、铝、钛和氧等多种无机材料，该温陶瓷粉可以是陶瓷粉或者耐高温陶瓷粉涂层材料。其中如果研究者想使用陶瓷粉，完全可把的陶瓷粉与研究的者的高温涂料或者高温粘合剂一起搅拌均，涂在金属或者陶瓷表面，在温度是400度以上，高温陶瓷粉回发生内部反应，在金属或者陶瓷表面形成几种金属化合物致密的涂成材料。可耐几千度的高温，同时耐摩擦，硬度高。
tpu(thermoplasticpolyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽（60ha-85hd）、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃tpu还可以代替软质pvc以满足越来越多领域的环保要求。
现有的技术中，会将陶瓷粉与弹性体材料结合在一起制备新材料，具有二者的特性，但是，随着人们需求的增加，普通的陶瓷化弹性体材料已经难以满足人们的需求，因此，需要设计一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料。
技术实现要素：
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料。
本发明通过下述方案实现：
一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料，以质量份计，包括以下组份：
陶瓷粉10-20份，
聚酯短纤维70-80份，
tpu20-30份，
环氧树脂20-30份，
固化剂10-20份，
包覆型显色剂20-60份，
粘合剂5-10份。
所述陶瓷粉为氮化硅、碳化硅、二氧化硅、滑石粉和氧化铝中的一种或者数种。
所述固化剂为二氨基二氯二苯甲烷。
所述包覆型显色剂包括被覆颗粒和与之匹配的包覆被覆颗粒的包覆层，所述被覆颗粒包括溶剂和显色剂，所述包覆层为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。
所述溶剂为芳烃溶剂或者醇类溶剂。
所述显色剂为偶氮染料、芳甲烷染料、醌亚胺染料中的一种。
所述粘合剂为羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、淀粉中的一种或者数种。
所述tpu由热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体和丁二醇和离子交换树脂组合而成，其中，所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体占所述tpu的质量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的质量百分比的10%-12%，所述的离子交换树脂占所述tpu的质量百分比的42%-44%。
以质量份计，该材料还包括以下组份：无卤阻燃剂10-70份、相容剂0.5-5份、抑烟剂1-10份、抗氧剂0.02-0.1份、抗水解剂0.02-0.1份。
所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种；
所述抑烟剂为钼化合物、铁化合物、金属氧化物、镁锌复合物、铝酸锌和锡酸锌中的至少一种。
本发明的有益效果为：
本发明一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料具有弹性体材料的在除去外力后能恢复原状的能力，添加陶瓷粉后，本发明的材料还具有耐摩擦，硬度高的特点，最重要的是在添加包覆型显色剂后，使得本发明的材料具有在需要的进行按压材料表面即可显色的特点，使得本发明的材料可以在特定的处所进行使用，可以用于做记号、绘图、防伪等领域，提升了材料的利用价值，而且本发明各种原材料均为通用的材料，大大降低了原材料生产成本，便于在工业上大规模推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
实施例1
一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料，以质量份计，包括以下组份：
陶瓷粉20份，
聚酯短纤维75份，
tpu30份，
环氧树脂20份，
固化剂20份，
包覆型显色剂40份，
粘合剂5份。
所述陶瓷粉为氮化硅、碳化硅、二氧化硅、滑石粉和氧化铝中的一种或者数种。
所述固化剂为二氨基二氯二苯甲烷。
所述包覆型显色剂包括被覆颗粒和与之匹配的包覆被覆颗粒的包覆层，所述被覆颗粒包括溶剂和显色剂，所述包覆层为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。
所述溶剂为芳烃溶剂或者醇类溶剂。
所述显色剂为偶氮染料、芳甲烷染料、醌亚胺染料中的一种。
所述粘合剂为羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、淀粉中的一种或者数种。
所述tpu由热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体和丁二醇和离子交换树脂组合而成，其中，所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体占所述tpu的质量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的质量百分比的10%-12%，所述的离子交换树脂占所述tpu的质量百分比的42%-44%。
以质量份计，该材料还包括以下组份：无卤阻燃剂70份、相容剂2份、抑烟剂1份、抗氧剂0.1份、抗水解剂0.06份。
所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵。所述抑烟剂为钼化合物。
高分子材料着火后发烟的原理是聚合物燃烧要产生大量的烟雾，有的聚合物燃烧产生的烟雾是有毒的。当聚合物中加入阻燃剂，尤其是含卤素和锑阻燃剂时，燃烧时会产生更多的烟雾和有毒气体。本发明的材料中加入钼化合物作为抑烟剂，在高分子材料的着火初期，钼化合物能促进分子间的交联反应生成碳化物，这些生成的碳化物会覆盖在聚合物的表面从而起到抑烟的作用。
本发明一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料具有弹性体材料的在除去外力后能恢复原状的能力，添加陶瓷粉后，本发明的材料还具有耐摩擦，硬度高的特点，最重要的是在添加包覆型显色剂后，使得本发明的材料具有在需要的进行按压材料表面即可显色的特点，使得本发明的材料可以在特定的处所进行使用，可以用于做记号、绘图、防伪等领域，提升了材料的利用价值，而且本发明各种原材料均为通用的材料，大大降低了原材料生产成本，便于在工业上大规模推广。
实施例2
一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料，以质量份计，包括以下组份：
陶瓷粉10份，
聚酯短纤维80份，
tpu25份，
环氧树脂25份，
固化剂10份，
包覆型显色剂60份，
粘合剂7份。
所述陶瓷粉为氮化硅、碳化硅、二氧化硅、滑石粉和氧化铝中的一种或者数种。
所述固化剂为二氨基二氯二苯甲烷。
所述包覆型显色剂包括被覆颗粒和与之匹配的包覆被覆颗粒的包覆层，所述被覆颗粒包括溶剂和显色剂，所述包覆层为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。
所述溶剂为芳烃溶剂或者醇类溶剂。
所述显色剂为偶氮染料、芳甲烷染料、醌亚胺染料中的一种。
所述粘合剂为羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、淀粉中的一种或者数种。
所述tpu由热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体和丁二醇和离子交换树脂组合而成，其中，所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体占所述tpu的质量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的质量百分比的10%-12%，所述的离子交换树脂占所述tpu的质量百分比的42%-44%。
以质量份计，该材料还包括以下组份：无卤阻燃剂10份、相容剂5份、抑烟剂6份、抗氧剂0.02份、抗水解剂0.1份。
所述无卤阻燃剂为三聚氰胺及其化合物、硼酸锌。所述抑烟剂为铁化合物。火灾发生时，含卤阻燃材料在阻燃过程中会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。本发明的材料中添加的是无卤阻燃剂，其在燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体。本发明的材料中加入了无卤阻燃剂和抑烟剂，通过二者的协同作用，使得本发明的材料既可以阻燃，也可以抑烟。
本发明的材料中加入聚酯短纤维有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性、耐摩擦，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱，使得本发明的材料形成多维结构，增加本发明的材料的抗皱性和保形性。现有的普通的聚酯短纤维存在染色性能较差的缺陷，一般须在高温或有载体存在的条件下用分散性染料染色，本发明在添加包覆型显色剂后，使得本发明的材料具有在需要的进行按压材料表面即可显色的特点，克服了聚酯短纤维这一重大缺陷，提升本发明材料的整体性能和应用范围。
实施例3
一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料，以质量份计，包括以下组份：
陶瓷粉15份，
聚酯短纤维70份，
tpu20份，
环氧树脂30份，
固化剂15份，
包覆型显色剂20份，
粘合剂10份。
所述陶瓷粉为氮化硅、碳化硅、二氧化硅、滑石粉和氧化铝中的一种或者数种。
所述固化剂为二氨基二氯二苯甲烷。
所述包覆型显色剂包括被覆颗粒和与之匹配的包覆被覆颗粒的包覆层，所述被覆颗粒包括溶剂和显色剂，所述包覆层为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。
所述溶剂为芳烃溶剂或者醇类溶剂。
所述显色剂为偶氮染料、芳甲烷染料、醌亚胺染料中的一种。
所述粘合剂为羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、淀粉中的一种或者数种。
所述tpu由热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体和丁二醇和离子交换树脂组合而成，其中，所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶本体占所述tpu的质量百分比的44%-48%，所述的丁二醇占所述tpu的质量百分比的10%-12%，所述的离子交换树脂占所述tpu的质量百分比的42%-44%。
以质量份计，该材料还包括以下组份：无卤阻燃剂40份、相容剂0.5份、抑烟剂10份、抗氧剂0.06份、抗水解剂0.02份。
所述无卤阻燃剂为蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种；所述抑烟剂为金属氧化物、镁锌复合物、铝酸锌和锡酸锌中的至少一种。
在本实施例中，使用有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物作为无卤阻燃剂可以使阻燃完全实现无卤化，并且改善本发明的材料在成型中的流动性能，抑制燃烧后的残余物，产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤素阻燃剂少，该种阻燃剂还有原料来源丰富，价格便宜的优点。
本发明一种含有tpu的陶瓷化弹性体材料通过包覆层的包覆作用，将易挥发、变性的显色剂保护在包覆层中，这样就可以对显色剂进行保护，避免了显色剂暴露在空气中被破坏，在需要使用时，通过挤压材料的表面，把显色剂从包覆层中挤压出来，显色剂就可以转移到本发明材料的表面，从而进行显色，使用包覆层包裹显色剂的材料可以有效的延长显色剂的保质期、保证显色剂的显色效果。
本发明中加入tpu可以显著提升本发明的材料的耐磨性，增加了本发明的材料的使用范围。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。