[發明專利]基于氯化聚乙烯和熱塑性聚氨酯新型合金的制備方法

無效

• 申請號: 200810016695.7
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101289573A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 姜彩云;王大鵬;劉雷;辛振祥
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L23/28;C08K13/02;B29B7/00;B29C43/00;B29C45/00
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技術領域：

本發明涉及一種免硫化的熱塑性彈性體材料，以及其制備工藝。

背景技術：

熱塑性彈性體通常也稱為熱塑性橡膠，其在室溫下是柔軟的，類似于交聯橡膠，具有韌性和彈性，高溫時是流動的，能塑化成型，是繼天然橡膠、合成橡膠之后的所謂第三代橡膠。熱塑性彈性體分子鏈結構通常包括硬段和軟段，其中硬段憑借鏈段間的作用力形成物理交聯點，這種物理交聯隨溫度的變化是可逆的，因而顯示了熱塑性彈性體的塑料加工特性。軟段通常也成為橡膠段，熱塑性彈性體在常溫的彈性由橡膠段決定。由于熱塑性彈性體具有橡膠和塑料的雙重性能，所以可以用于膠鞋、粘合劑、汽車零部件、電線電纜、膠管、涂料等。涉及到汽車、電氣、電子、建筑及工藝與日常生活等各個領域。除了不適于制造充氣輪胎外，許多非胎橡膠制品均可用熱塑性彈性體取代，因此熱塑性彈性體的應用前景十分可觀。

熱塑性聚氨酯(TPU)是一類重要的熱塑性彈性體材料，其在主鏈上含有較多氨基甲酸酯(-NH-CO-)結構單元，是較早工業化生產的熱塑性彈性體品種。TPU的軟段是聚酯或聚醚低聚二醇(相對分子質量800～3500)，硬段是氨基甲酸酯基團，分子間的氫鍵交聯和大分子鏈間的輕度交聯使得這種高分子材料具有可塑性，TPU的優點是耐磨損，磨擦系數低，TPU的硬度范圍相當寬，從邵爾A60～D80，并且在整個硬度范圍內具有高彈性，是一種具有高彈性、高模量、高強度的高分子材料。

利用TPU高伸長率、高抗拉強度、高撕裂強度、高耐磨性以及優良的低溫性能等特性，可以和塑料或橡膠進行共混改性，制得TPU復合材料，從而大大擴大了TPU的應用范圍。如TPU/PE、TPU/PP合金材料可用于制造高性能管材和板材；TPU/環氧樹脂合金材料，可提高環氧樹脂的韌性，制造高性能的環氧膠粘劑，TPU/PVC合金是一種優良的防水材料，性價比優于EPDM；TPU/ABS，TPU/PC合金，可改善ABS和PC低溫柔性、耐磨性和抗沖擊性，從而擴大了TPU、ABS和PC的應用范圍；TPU/丁腈橡膠合金，可提高丁腈橡膠的耐磨性和低溫性，從而擴大了TPU和丁腈橡膠的應用范圍

在過去的文獻報道中，更多的注意力放在了將TPU共混某種高分子材料，以期改善高分子材料的某種特性。而TPU作為一種性能優異的高分子材料，價格不菲，且加工溫度范圍窄，給加工帶來困難。怎樣在獲得與TPU基本相同品質的熱塑性彈性體的同時，大幅降低其成本，又改善了TPU的加工性，是本專利著力解決的難題。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供一種低成本的，具有高模量，高強度、高彈性以及良好的加工性的熱塑性彈性體。

本發明的另一目的在于提供上述熱塑性彈性的制造方法。

本發明提供的一種基于熱塑性聚氨酯和氯化聚乙烯的熱塑性彈性體，其組成以及重量含量為：

熱塑性聚氨酯(TPU)：50～70％

氯化聚乙烯(CPE)：30～50％

第三組分：0～5％

增塑劑：10～30％

防老化劑：0.5～1％

填充劑：0～30％

穩定劑：2～3％

所述的熱塑性聚氨酯通常是由異氰酸酯、聚醚、大分子多元醇、與小分子多元醇為主要成分構成的嵌段共聚體。TPU分子鏈中含有由氨基甲酸酯基團構成的硬段和聚醚構成的軟段，其中軟段可以提供熱力學彈性而硬段可以增強軟段的彈性，并且能夠防止塑性變形。

所述的氯化聚乙烯，是由高密度聚乙烯經氯化取代反應制得的高分子材料。氯含量大概在35％左右。在此氯含量的氯化聚乙烯為橡膠態，有優秀的耐熱氧老化、臭氧老化、耐酸堿、化學藥品性能。在TPU/CPE共混體系中，CPE分散在TPU中的形態對本熱塑性彈性體有至關重要的影響。

所述的第三組分用以增進TPU與CPE之間的相互作用，改善兩相之間的相容性，包括聚氯乙烯、丁腈橡膠、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、丙烯酸橡膠中的一種或者幾種。

所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、二甘醇二苯甲酸酯，多元醇苯甲酸酯，三甘醇二正庚酸酯，對苯二甲酸二辛酯中的一種或者幾種，增塑劑的作用主要是減小大分子之間的相互作用，改善硬度和粘度。

所述的防老化劑包括2，6-二叔丁基對甲酚、N-苯基-N′-環己基對苯二胺、N-異丙基-N′-環己基對苯二胺等胺類防老化劑中的一種或者幾種，添加入材料中可以提高材料的加工穩定性以及長期的抗氧化效果。