[發明專利]一種高性能熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 201711488539.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108084400B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 劉建文;宋紅瑋;張生;王仁鴻;王黑龍
• 申請（專利權）人: 美瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/48
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

1.一種高性能熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)將低聚物多元醇、小分子擴鏈劑、二異氰酸酯和助劑混合，制備得到以羥基封端的熱塑性聚氨酯彈性體，再加入熱塑性聚氨酯彈性體重量0-30％的阻燃劑；異氰酸酯指數R₁值控制在0.85≤R₁≤1，硬段含量為30-50％；

(2)將低聚物多元醇、小分子擴鏈劑、二異氰酸酯和助劑混合，制備得到以異氰酸酯基封端的熱塑性聚氨酯彈性體，再加入熱塑性聚氨酯彈性體重量0-30％的阻燃劑；異氰酸酯指數R₂值控制在1≤R₂≤1.15，硬段含量為30-50％；

(3)將步驟(1)制備的以羥基封端的熱塑性聚氨酯彈性體和步驟(2)制備的以異氰酸酯基封端的熱塑性聚氨酯彈性體混合，將兩種不同基團封端的TPU經過產品加工設備進行反應性加工，即得到高性能熱塑性聚氨酯彈性體；異氰酸酯指數R₃值控制在0.98≤R₃≤1.02；

其中，步驟(1)制備的以羥基封端的熱塑性聚氨酯彈性體的用量按照重量百分比計為m，步驟(2)制備的以異氰酸酯基封端的熱塑性聚氨酯彈性體的用量按照重量百分比計為(1-m)；

其中，R₃＝R₁*m+R₂*(1-m)-----(Ⅰ)

通過公式(Ⅰ)計算得到m值；

其中，所述的助劑為催化劑、抗氧化劑、光穩定劑、潤滑劑或耐水解劑中的一種或兩種以上混合；

步驟(3)中所述的產品加工設備為擠出機、注塑機、開煉機或密煉機。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的低聚物多元醇，其指數均分子量為500-6000g/mol，為聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或端羥基聚丁二烯多元醇中的一種或兩種以上混合；其羥基官能度為1.8-2.2。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚酯多元醇為碳原子數2-14的小分子二元羧酸或酸酐與碳原子數2-14的小分子二元醇反應所得到的羥基封端為主的低聚物；

所述的聚醚多元醇為由環氧乙烷、環氧丙烷、四氫呋喃中的一種或兩種以上混合開環所得到的羥基封端為主的低聚物、或1，3-丙二醇醚化所得到的聚1,3-丙二醇醚二醇；

所述的聚己內酯多元醇為由ε-己內酯經開環聚合得到的端羥基二元醇；

所述的聚碳酸酯多元醇為結構中含有碳酸酯基的端羥基二元醇；

所述的端羥基聚丁二烯多元醇為由羥基封端的線性聚丁二烯。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述小分子二元羧酸或酸酐為乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、對苯二甲酸或苯酐中的一種或兩種以上混合；

所述小分子二元醇為乙二醇、一縮二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、一縮二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇或1,4-環己烷二甲醇中的一種或兩種以上混合。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子擴鏈劑為分子量60-300g/mol、碳原子數2-20個的小分子二元醇。

6.根據權利要求1或5所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子擴鏈劑為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、對苯二酚二羥乙基醚HQEE或1,4-環己烷二甲醇CHDM中的一種或兩種以上混合。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯TDI、二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、二環己基甲烷二異氰酸酯H12MDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI或苯二亞甲基二異氰酸酯XDI中的一種或兩種以上混合。