[發明專利]一種耐熱聚酯型塑性聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 201410265725.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104017167A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 楊廷廷;艾玲;汪澤恒;陳海風
• 申請（專利權）人: 奧斯汀新材料（張家港）有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/58
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 陳曉岷

技術領域

本發明涉及到一種熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，尤其涉及一種耐熱聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(又稱為TPU)新材料被稱為“劃時代的新型高分子材料”，是當前世界六大具有發展前途的合成材料之一。

聚氨酯彈性體具有機械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化學腐蝕、耐射線輻射、粘結性好等優異性能，但其使用溫度一般不超過80℃，100℃以上材料會軟化變形，機械性能明顯減弱，短期溫度不超過120℃，嚴重限制了其廣泛應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能用于較高溫度條件下使用的耐熱聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。

為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案為：一種耐熱聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為：

1)聚酯型聚氨酯彈性體的制備：

將聚酯多元醇、催化劑加入反應釜中，以5～50℃/min的速度升溫至100～200℃，邊升溫邊抽真空，控制反應釜內壓力為-0.08～-0.1MPa、溫度為100～200℃脫水0.5～20h，然后冷卻至65～85℃，通入氮氣解除真空，得A組分；

將1，5-萘二異氰酸酯(NDI)與擴鏈劑分別加熱至50-80℃后與A組分經澆注機混合后進入雙螺桿擠出機，在雙螺桿擠出機中邊反應邊擠出，形成聚酯型聚氨酯彈性體；

所述的催化劑占聚酯多元醇的總質量的0.01％～0.5％；所述的1，5-萘二異氰酸酯與聚酯多元醇的質量比為1：1-2；所述的擴鏈劑占二異氰酸酯與聚酯多元醇的總質量的1％-10％；

2)環氧樹脂/聚氨酯彈性體共混：

將環氧樹脂與步驟1)得到的聚酯型聚氨酯彈性體共混，然后將共混物倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤中，水平放置于真空烘箱中，控制真空烘箱的溫度為80～150℃、壓力為-0.08～-0.1MPa，干燥4～24h后取出，得到耐熱聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體；

所述的環氧樹脂占聚酯型聚氨酯彈性體質量的8％～12％。

所述的聚酯多元醇由二元羧酸和二元醇經縮聚反應而制得，其數均分子量為1000～4000。

所述的二元羧酸為脂肪族二元羧酸或芳香族二元羧酸；所述的二元醇選自乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、2，2-甲基-1，3-丙二醇中的一種或任意兩種的混合物。

所述的脂肪族二元羧酸選自戊二酸、己二酸、辛二酸和癸二酸中的一種或任意兩種的混合物；所述的芳香族二元羧酸選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸中的一種或任意兩種的混合物。

所述的催化劑為有機錫類催化劑，選自辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫中的一種或任意兩種的混合物。

所述的擴鏈劑選自1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，4-環己醇、新戊二醇、1，6-己二醇中的一種或任意兩種的混合物。

所述的將環氧樹脂與聚酯型聚氨酯彈性體共混的方法為共溶劑共混、超聲分散或螺桿擠出。

本發明的有益效果是：采用本發明所述的制備方法制得的耐熱聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體用于較高溫度下的TPU應用領域，主要在于采用以下方法：

1)采用耐熱性能較好的1，5-萘二異氰酸酯(NDI)作為硬段，NDI由于具有芳香族的萘環結構，分子鏈高度規整，用其合成的聚氨酯彈性體具有優異的動態性能，耐熱性能比TDI型、MDI型的聚氨酯彈性體要好。

2)以環氧樹脂作為改性劑的接枝改性，環氧樹脂與聚氨酯反應可以在分子鏈上引入內聚能大、熱分解溫度高、熱穩定性好的有機雜環集團-惡唑烷酮，形成部分網狀結構，提高聚氨酯彈性體的耐熱性能。

通過本發明獲得的型熱塑性聚氨酯彈性體的主要技術指標：拉伸強度38～48MPa；而常用MDI型熱塑性聚氨酯彈性體拉伸強度＜35MPa。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的具體實施方案。

實施例1

在2升反應釜中加入由己二酸與1，6-己二醇縮聚而成的多元醇500g，加入正鈦酸正丁酯2g，以5℃/min的速度緩緩升溫，邊升溫邊抽真空至真空度0.04MPa，真空脫水2h。將脫水后的多元醇280g與1，5-萘二異氰酸酯173g以及2-甲基丁二醇35g分別加熱至50℃經澆注機混合后進入雙螺桿擠出機，在雙螺桿擠出機中邊反應邊擠出。在本實施例中，螺桿各區設置溫度如下：80℃、120℃、180℃、200℃、180℃、150℃，整個反應擠出時間為55秒。