[發明專利]一種高硬度熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 201410284497.4
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104059214A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 艾玲;汪澤恒;楊廷廷;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;C08G18/10
• 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，尤其涉及一種高硬度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。

TPU是一種(AB)n型嵌段線性或有少量支化、交聯的高分子材料。TPU的硬度范圍相當寬，從邵A60～邵D80并且在整個硬度范圍內具有高彈性；TPU在很寬的溫度范圍內(-40～120)具有良好的柔性；TPU還有良好的耐候性，極優的耐高能射線性能，并且它的耐磨性、抗撕裂性、繞曲強度都是優良的；拉伸強度高，伸長率大，長期壓縮永久變形率低等都是TPU的顯著優點，但是當TPU的硬度高到一定值后(邵D50～80)，其加工性能就將變差，這也大大限制了高硬度TPU的應用，所以開發出加工性能優異的高硬度TPU成為研究中的熱點。高硬度TPU由于硬段含量高，硬段聚集度較高，從而導致TPU易脆，并且加工溫度范圍一般較窄，致使制品出現缺陷，表面容易凹陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種具有良好的綜合性能和加工性能的高硬度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：一種高硬度熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為：

1)制備含3-3-二甲基-4，4-聯苯二異氰酸酯(TODI)的預聚體：

將占聚氨酯預聚體總質量30％-50％的聚酯大分子二元醇、占聚氨酯預聚體總質量0.01％-0.5％的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，使真空度達到-0.085～-0.1MPa，在100～200℃脫水1～20h，水份含量低于800ppm后加入占聚氨酯預聚體總質量50％-70％的3-3-二甲基-4，4-聯苯二異氰酸酯(TODI需提前在80℃烘箱恒溫)，在溫度為60-80℃下反應1-3h，得聚氨酯預聚體；

所述的聚酯大分子二元醇的數均分子量為700～5000；

2)兩步法制備高硬度熱塑性聚氨酯彈性體

將聚酯小分子二元醇、催化劑、擴鏈劑、抗氧劑、光穩定劑加熱熔融后，與步驟1)所得的聚氨酯預聚體混合，以1000～2000rpm轉速機械攪拌30～180s，充分混合反應，當放熱溫度達到70-130℃時，反應結束，將共混物快速倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤，得到熱塑性聚氨酯彈性體；

所述的聚酯小分子二元醇的數均分子量為100～600；

所述的聚酯小分子二元醇與聚酯大分子二元醇的質量比為1:5-1:10；所述的催化劑為聚酯大分子二元醇質量的0.01％-0.5％；所述的擴鏈劑為聚酯大分子二元醇質量的10％-25％；所述的抗氧劑為聚酯大分子二元醇質量的0.1％-4％；所述的光穩定劑為聚酯大分子二元醇質量的0.1％-4％；

3)后熟化

將熱塑性聚氨酯彈性體水平放置于90～120℃真空烘箱中，保持真空度為-0.08～-0.1MPa，8～24h后取出，得到高硬度熱塑性聚氨酯彈性體。

所述的聚酯大分子二元醇由二元羧酸和二元醇經縮聚反應制得。

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-己二醇和2，2-甲基-1，3-丙二醇中的一種或兩種的混合物。

所述的脂肪族二元羧酸選自戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中的一種或兩種的混合物；所述的芳香族二元羧酸選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對苯二甲酸中的一種或兩種的混合物。

步驟1)和步驟2)中所述的催化劑為有機錫類催化劑，選自辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫以及二月桂酸二丁基錫中的一種或兩種混合物。

所述的擴鏈劑選自下述物質中的一種或任意兩種的組合：1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，4-環己醇、新戊二醇、1，6-己二醇。

所述的抗氧劑選自下述物質中的一種或任意兩種的組合：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四(4-羥基-3，5-叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯。

所述的光穩定劑選自下述物質中的一種或任意兩種的組合：2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮，2，2＇-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮，2，2＇-二羥基-4，4＇-二甲氧基二苯甲酮。