[發明專利]一種耐黃變型透明熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201510434143.8
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105001624B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 何建雄;王一良
• 申請（專利權）人: 東莞市吉鑫高分子科技有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L33/00;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/3475;C08K5/3435;C08K5/134;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

技術領域

本發明屬于聚氨酯技術領域，涉及一種聚氨酯彈性體及其制備方法，尤其涉及一種耐黃變型透明熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)是一種加熱可熔融并且溶劑可溶解的高分子材料。TPU分子呈線性，分子間很少有交聯，玻璃化溫度低，因此具有高強度、高彈性和優良的耐磨、耐油以及耐低溫特性。

聚氨酯熱塑性彈性體有聚酯型和聚醚型兩類，白色無規則球狀或柱狀顆粒，相對密度1.10～1.25，聚醚型相對密度比聚酯型小。聚氨酯熱塑性彈性體突出的特點是耐磨性優異、耐臭氧性極好、硬度大、強度高、彈性好、耐低溫，有良好的耐油、耐化學藥品和耐環境性能，在潮濕環境中聚醚型酯水解穩定性遠超過聚酯型。聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體是熱塑性聚氨酯彈性體中的一大類，一般由聚四亞甲基醚二醇(PTMGE)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和小分子擴鏈劑合成。與聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體相比，聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體具有優異的低溫性能、耐水解性能以及彈性，在薄膜、電線電纜、氨綸纖維等方面獲得廣泛的應用，對其的研究也越來越深入。

聚氨酯材料在日光或強的熒光照射下，吸收紫外線，會發生自動氧化反應，使聚氨酯材料降解，導致材料的外觀、性能劣化，這一過程稱為光老化。大部分聚氨酯材料是以芳香族二異氰酸酯(TDI和MDI)和芳香族多異氰酸酯(PMDI)為原料合成。芳香環易吸收波長在290～400nm間的紫外線，使得聚氨酯的分子結構發生變化，產生大量發色基團，引起聚氨酯制品泛黃老化，甚至使聚氨酯分子鏈發生斷裂，使得聚氨酯材料力學性能惡化。脂肪族聚氨酯材料受光照射后，雖不產生發色基團，但降解現象依然存在。

專利CN 104231220A公開了一種高耐黃變型透明熱塑性聚氨酯彈性體，按質量百分比，含有以下組分：聚乙二醇20-35％；聚膦腈5-25％；甲苯二異氰酸酯10-25％；丁二醇10-30％；無苯環的亞磷酸酯1-5％；紫外線吸收劑1-5％；含氫硅油1-5％。可采用如下方法制備：(1)將聚乙二醇脫水；(2)將丁二醇脫水；將甲苯二異氰酸酯熔化；(3)將步驟(1)所得混合物與步驟(2)脫水后的丁二醇混合并加熱；(4)將步驟(2)熔化后的甲苯二異氰酸酯與步驟(3)所得混合物及其他組分混合，加熱攪拌，然后熟化；產物造粒、注塑成型即得所述聚氨酯彈性體。雖然這種聚氨酯彈性體組合料具有一定的耐黃變性，但是其依然不能達到現在工業應用中所需要的標準，并且該材料在經過紫外光照射后其力學性能和穩定性也受到了很大影響。

發明內容

針對上述現有技術中存在的材料耐黃變性差，且在經過紫外光照射后無法保證材料仍具有良好的力學性能和穩定性等問題，本發明提供了一種耐黃變型透明熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。該熱塑性聚氨酯彈性體不僅具有良好的耐黃變性能和力學性能，并且其在經過紫外光照射后仍能保持良好的力學性能和穩定性。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種熱塑性聚氨酯彈性體，所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到：

其中，己二酸1，4-丁二醇酯二元醇的重量份可為50份、52份、54份、56份、58份、60份、62份、64份、66份、68份或70份等；異佛爾酮二異氰酸酯的重量份可為30份、31份、32份、33份、34份、35份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等；納米TiO₂改性的丙烯酸乳液的重量份可為20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等；擴鏈劑的重量份可為5份、5.5份、6份、6.5份或7份等；添加劑的重量份可為1份、1.5份、2份、2.5份或3份等。

采用以偶數碳原子二元醇合成的己二酸1，4-丁二醇酯二元醇，由于其分子中的供氫基團與供電子基團比較容易接近，較易形成氫鏈，而使聚合物分子鏈較易結晶，能顯著提高材質的力學性能；采用的納米TiO₂改性的丙烯酸乳液與熱塑性聚氨酯彈性體同為酯類聚合物，二者極性相近，具有良好的相容性且能形成良好的界面粘結，從而保證了材料的物理性能，且由于納米TiO₂的作用可以使材料有效的吸收紫外線，降低黃變性。

優選地，所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到：

進一步優選為，所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到：