[發明專利]一種光學級熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 201810024701.7
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108047415A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 張曉雯;顏悅;霍鐘祺;楊木泉
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/32;C09J175/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

本發明屬于復合結構安全玻璃用光學級聚氨酯彈性體技術領域，涉及一種光學級熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。彈性體按重量份數計投料量如下：聚醚多元醇60.00?80.00％、多元醇小分子擴鏈劑3.00?8.00％、脂肪族二異氰酸酯10?30％、有機錫催化劑0.01?0.05％、油溶性抗氧化劑0.50?1.50％、光穩定劑1.00?2.00％，所述聚醚多元醇選擇分子量為600?2000的聚四氫呋喃二醇。本發明用反應釜“兩步法”合成制備聚氨酯彈性體材料，合成的聚氨酯材料經造粒并加熱熟化后通過直接平板澆注或先擠出造粒然后注射成型、擠出成型等方法即可制備出不同厚度的光學級聚氨酯彈性體膠片。本發明具有良好的力學性能、光學性能和撕裂強度；其拉伸強度為30?45MPa，斷裂伸長率為400?700％，撕裂強度為30?50KN/m，與2mm玻璃復合后透光率為85?87％。

技術領域

本發明屬于復合結構安全玻璃用光學級聚氨酯彈性體技術領域，涉及一種光學級熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術

復合結構安全玻璃又稱為夾層玻璃，是由兩片或兩片以上的無機或有機玻璃經一層或多層中間膜粘接在一起組合而成。復合結構安全玻璃由于具有優良的抗沖擊能力而被廣泛用于建筑玻璃、汽車風擋玻璃、航空結構透明件以及高鐵玻璃等多個領域。中間層膠片或膠膜在復合結構安全玻璃或夾層玻璃中起到粘接、吸能、緩沖和沖擊后防止玻璃碎片飛濺等多種作用，成為復合結構安全玻璃領域廣泛應用的關鍵材料之一。目前，用于安全玻璃的中間層膠片主要有聚乙烯縮丁醛(PVB)、熱塑性聚氨酯(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物膜(EVA)以及離子型中間膜(SGP，杜邦產品注冊)。

PVB是較早用于安全玻璃中間層的膠片材料，目前仍被廣泛用于建筑玻璃、幕墻玻璃、汽車玻璃等領域，但是當溫度較低時(比如低于零度時)，PVB膠片表現出脆性，將大大減弱與有機透明材料和無機玻璃的粘結強度。而且，PVB膠片與有機玻璃和聚碳酸酯(PC)的粘結性能很差，PVB體相中的增塑劑容易侵蝕PC板表面，長時間作用使PC板表面發霧；而杜邦的SGP離子型中間層膠片由于具有較高的硬度能夠明顯改善安全玻璃的整體抗彎強度和沖擊性能，但是由于其硬度較高，且與無機玻璃熱膨脹系數相差很大，在曲面玻璃領域和高低溫環境下應用受限；而熱塑性聚氨酯彈性體膠片由于其具有很好的耐環境性能、與有機及無機玻璃很好的粘接性能以及低溫柔韌性等而成為安全玻璃領域研究和應用的熱點。尤其在一些應用需求較為苛刻的航空、高速列車、船舶、深海探測等領域，更加凸顯其獨特的優勢。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提出一種光學級熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。本發明的技術解決方案是，彈性體按重量份數計投料量如下：聚醚多元醇60.00-80.00％、多元醇小分子擴鏈劑3.00-8.00％、脂肪族二異氰酸酯10-30％、有機錫催化劑0.01-0.05％、油溶性抗氧化劑0.50-1.50％、光穩定劑1.00-2.00％，所述聚醚多元醇選擇分子量為600-2000的聚四氫呋喃二醇。

所述的聚醚多元醇為聚四氫呋喃二醇，分子量為600-1000。

所述多元醇小分子擴鏈劑選自1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-已二醇、1，3-丁二醇中的一種或其至少2種組成的混合物。

所述脂肪族二異氰酸酯選自二環己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI),六亞甲基二異氰酸酯(HDI),異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的一種或兩種組成的混合物。

熱塑性聚氨酯彈性體通過反應釜“兩步法”制得，“兩步法”是首先在反應釜內80-110°C混合攪拌聚醚多元醇、脂肪族二異氰酸酯以及有機錫催化劑，用1.5-4小時制備預聚體，然后按所需比例添加多元醇小分子擴鏈劑、抗氧化劑和光穩定劑，在70-100℃溫度條件下混合加熱反應擴鏈后，即可制得聚氨酯彈性體。

在反應釜內混合攪拌聚醚多元醇、脂肪族二異氰酸酯以及有機錫催化劑的溫度為85-100℃。