[發明專利]一種熱塑性聚氨酯微孔彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 201510063171.3
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104558496A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 張振江;祝麗荔;蒙延峰;劉訓恿;張耀
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于聚合物制備技術領域，公開了一種添加可膨脹微球的熱塑性聚氨酯微孔彈性體及其制備方法。

背景技術

聚氨酯為世界具有發展前途的合成材料之一，具有耐磨、耐折、耐油、耐化學品、較高的拉伸強度和撕裂強度等優點，被用于許多終端用途，例如汽車、高鐵、制鞋工業等領域。

隨著人們環保意識的增強，材料的可回收性日益得到重視，熱塑性聚氨酯(TPU)由于具有良好的加工性能和優異的機械性能，并且易于回收利用，應用領域越來越廣泛。近年來由于輕質微孔材料的需求日益增長，開發低密度的熱塑性聚氨酯微孔彈性體已成為目前的一個研究熱點。

至今通過TPU發泡來減少重量的方法一直無法提供令人滿意的產品。使用化學發泡劑如偶氮二甲酰胺或碳酸氫鈉使TPU發泡的模塑方法無法成功地制備密度小于0.8g/cm³的模制品。專利CN200480015783公開了一種可發泡熱塑性彈性體的生產方法，通過混合可膨脹微球和TPU顆粒，然后進行熱塑加工得到發泡制品。專利CN00803101在TPU熱塑加工的同時加入可膨脹微球和化學發泡劑也得到較低密度的發泡TPU制品。然而以上兩篇專利所提到的方法需要先制備TPU粒料，在TPU熱塑加工前需要把發泡劑和TPU混合在一起，由于TPU熔體粘度較大，發泡劑和TPU熔體很難混合均勻。該方法增加了制備熱塑性聚氨酯微孔彈性體的步驟，浪費能源，因此需要探索新的TPU微孔彈性體的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于緩沖減震方面的熱塑性聚氨酯微孔彈性體及其制備方法。通過在合成熱塑性聚氨酯彈性體的過程中添加可膨脹微球，混合均勻后置于可膨脹微球的膨脹溫度窗口之內，一邊反應一邊發泡，一步法制備熱塑性聚氨酯微孔彈性體。

本發明的目的可通過多元醇（B）組分和二異氰酸酯（A）組分反應而實現，關鍵在于在于體系反應溫度與可膨脹微球膨脹溫度的匹配及反應速度與可膨脹微球膨脹速度的匹配。本發明所用原料的水含量均須低于0.1%，NCO基團與OH基團的摩爾比為0.95~1.05。一種熱塑性聚氨酯微孔彈性體的制備方法為：按比例稱取低聚物二醇、擴鏈劑、抗氧劑、消泡劑、紫外光吸收劑、光穩定劑、催化劑、可膨脹微球。將稱量好的原料置于預熱至60~80^oC的反應釜中，攪拌5~30min，使原料混合均勻即得B組分。稱取預熱至60~80^oC的A組分，加入反應釜中高速混合0.5~5min，真空脫除氣泡，然后注入預熱至90~190^oC的密閉模具中反應5~40min，冷卻脫模得到半成品，將半成品放入80~130^oC的烘箱熟化10~24小時，即得制品。

有益效果

本發明通過在B組分添加可膨脹微球，控制溫度與催化劑用量，使反應溫度與可膨脹微球的膨脹溫度及反應速度與可膨脹微球的膨脹速度相匹配，一步法制備熱塑性聚氨酯微孔彈性體。本方法工藝簡便易行，步驟較少，所制備的熱塑性聚氨酯微孔彈性體泡孔均勻、密度較低，并且具有優異的表面質量和力學性能，可以用于制作汽車保險杠、緩沖墊片、緩沖塊和運動鞋底等產品，并且還具有熱塑性聚氨酯易于回收利用的特點。

具體實施方式：

實施例1

各組分的質量份數見表1，制備方法如下：

按比例稱取聚己內酯二醇、擴鏈劑1,4-丁二醇、抗氧劑、消泡劑、紫外光吸收劑、光穩定劑、催化劑、可膨脹微球。將稱量好的原料置于預熱至60~80^oC的反應釜中，攪拌10~30min。稱取預熱至60~80^oC的二苯基甲烷二異氰酸酯，置于反應釜中高速混合0.5~5min，真空脫除氣泡，然后注入預熱至170^oC的密閉模具中反應15min，冷卻脫模得到半成品，將半成品放入100±5^oC的烘箱熟化10~24小時，即得制品。

所得制品外觀光滑平整，泡孔分布均勻，其主要性能指標見表2。

實施例2

各組分的質量份數見表1，制備方法如下：