[發(fā)明專利]一種低壓縮永久變形熱塑性聚氨酯彈性體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210063073.6
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102532464A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王仁鴻;張生;趙瑋;趙文雅;楊陽
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺美瑞化學(xué)材料有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/44;C08L75/06;C08L75/08;C08L75/04
• 代理公司: 煙臺信合專利代理有限公司 37102
• 代理人: 遲元香

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及熱塑性聚氨酯彈性體技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種低壓縮永久變形熱塑性聚氨酯彈性體制備方法，適用于生產(chǎn)密封圈、汽車減震部件、軸襯或其他要求具有低壓縮永久變形的部件。

背景技術(shù)：

熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）因其良好的彈性體性能和可熱塑加工性而具有極大的工業(yè)重要性。如在山西省化工研究所編著的《聚氨酯彈性體手冊》（化學(xué)工業(yè)出版社，2005，P398）中詳細介紹了有關(guān)TPU制備、性能與應(yīng)用。

壓縮永久變形值是材料在一定溫度下被壓縮至一定形狀，并維持一定時間后而發(fā)生永久性變形的量。壓縮永久變形是彈性體的重要指標之一，彈性體壓縮永久變形的大小，涉及到彈性體材料的彈性與恢復(fù)，在一些應(yīng)用場合，要求TPU具有優(yōu)異耐壓縮永久變形的機械性能，如汽車上的減震墊片、密封圈等。

目前提高TPU耐壓縮永久變形性能的常用方法是對造粒后的TPU進行后熟化處理，造完粒的TPU風送至流化床或熟化料倉，在80-120℃停留3-4hrs。但后熟化處理需要耗費很大能量和時間，但效果并不顯著，不能滿足工業(yè)需求。

已有專利文獻中使用混合擴鏈劑制備特殊性能TPU，如專利JP11029619披露了一種可用于高壓油管、線纜和防震制件等的具有高機械性能的TPU，這種TPU的擴鏈劑采用酰胺短鏈二元醇和2-6個碳原子的脂肪族短鏈二元醇混合物，在捏合機中反應(yīng)10-60min，制得的TPU的拉伸強度比用純脂肪族擴鏈劑的配方提高20%；專利?JP10259223中的擴鏈劑中加入0.5-30mol%（基于擴鏈劑的量）氨基酚，得到的TPU拉伸強度與原來的配方相比提高了30%。但這兩篇專利僅僅關(guān)注了拉伸強度和伸長率的改善。對影響性能較大的耐壓縮變形性能并沒有涉及。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種低壓縮永久變形熱塑性聚氨酯彈性體，主要解決現(xiàn)有的提高TPU耐壓縮永久變形性能的方法復(fù)雜、效果不理想等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低壓縮永久變形熱塑性聚氨酯彈性體，其特殊之處在于它是基于下述組分的反應(yīng)產(chǎn)物：

a至少一種多元醇，它的摩爾質(zhì)量為500-8000g/mol，對異氰酸酯呈反應(yīng)活性基團的平均官能度為1.8-2.3，所述多元醇為聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇；其中聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇可單用或混用，聚醚多元醇單獨使用；

b擴鏈劑，由至少兩種化合物組成：（1）主擴鏈劑是摩爾質(zhì)量為50-400?g/mol的脂肪族、芳脂族、芳族或脂環(huán)族的反應(yīng)活性基團的官能度為2的短鏈醇，基于擴鏈劑組分的量，主擴鏈劑當量含量50%-99.5%；（2）第二擴鏈劑是摩爾質(zhì)量100-600g/mol的脂族、芳脂族、芳族或脂環(huán)族的活性基團的官能團大于2的短鏈醇，基于擴鏈劑組分的量其當量含量0.5%-50%；

c至少一種有機二異氰酸酯，為脂族、環(huán)脂族、芳脂族和/或芳族異氰酸酯，所述異氰酸酯指數(shù)范圍是95-110；

d助劑，催化劑、抗氧劑。

所述彈性體的肖氏硬度為65A-98A，優(yōu)選85A－95A，具有較低的壓縮永久變形性能（70℃/22hrs，根據(jù)ASTM?D?395?B法）。

進一步的，所述組分a的摩爾質(zhì)量為600-6000g/mol，最佳摩爾質(zhì)量為800-4000?g/mol，反應(yīng)活性基團的平均官能度為1.9-2.2，優(yōu)選官能度為2的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇，這些多元醇由于生產(chǎn)的原因，常常含有少量的非線性化合物，因此，它們常被稱作“基本線性多元醇”。

其中，聚酯多元醇包括由含2-12個，優(yōu)選4-6個碳原子的二元羧酸與二元醇制成。適用的二元羧酸有脂族二元羧酸，如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸，或芳香族二元羧酸，如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對苯二甲酸。二元羧酸可以單獨使用也可以混合物的形式，例如以丁二酸、己二酸混合物的形式使用，制備聚酯多元醇，最好使用二元羧酸衍生物，如羧酸酐。可用來制備聚酯多元醇的二元醇包括含2-10個碳原子，優(yōu)選2-個碳原子的二元醇，如乙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇。二元醇可以單獨使用也可以彼此混合物的形式使用。本發(fā)明中聚酯多元醇優(yōu)選聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸乙二醇-1,4丁二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇新戊二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇-1,4-丁二醇酯以及聚己內(nèi)酯，可以單獨使用也可以彼此混合物的形式使用。