[發(fā)明專利]一種高耐熱熱塑性聚氨酯彈性體組合物及其制備方法和用途

有效

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• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN111285974B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 張曉亮;付小亮;黃岐善;翟志斌;戚大彬
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F222/14;C08F212/32;C08F226/06;C08F230/08;C08F2/54
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本發(fā)明涉及一種高耐熱熱塑性聚氨酯彈性體組合物，包含：(a)75～95wt％的熱塑性聚氨酯彈性體、(b)0.1～20wt％的敏化劑、(c)0.1～10wt％在一定溫度下可發(fā)生交聯(lián)的耐熱助劑，該組合物具有優(yōu)異的耐熱老化性，適用于電線電纜、管材型材、膜及各種模塑制品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱塑性彈性體復合材料領(lǐng)域，特別是涉及一種具有高耐熱特性的熱塑性聚氨酯彈性體組合物及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一種可以熔融加工的熱塑性彈性體，可以在很寬的硬度范圍內(nèi)保持較高的彈性、良好的機械強度和優(yōu)異的耐磨性能，因而被廣泛應用于汽車工業(yè)、機械工業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、交通運輸、體育用品等。然而，對于暴露在化學物質(zhì)、溶劑和/或高溫下的TPU制品來說，較差的耐化學品性能、耐熱性和耐氧化性導致其使用壽命大幅縮短，甚至無法滿足某些領(lǐng)域的使用要求。

針對以上難題，技術(shù)人員嘗試了填充無機填料、提高結(jié)晶度、合金化、優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)等多種解決方案。其中，賦予TPU分子鏈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是綜合解決以上技術(shù)問題的最有效的方法。

公開專利US 4762884在合成過程中將丙烯酸酯化物或甲基丙烯酸酯酯化物加入TPU，經(jīng)過電子束輻照形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)后，TPU耐高溫穿刺性能得到明顯改善，但耐熱老化性能未見報道。公開專利US 4560456合成了聚氨酯丙烯酸酯共聚物，利用電子束可引發(fā)該共聚物發(fā)生交聯(lián)反應。公開專利CN 200780021795使用不飽和單醇或單胺作為封端劑，合成了分子兩端帶有不飽和端基的可交聯(lián)TPU，通過熱或光的作用引發(fā)交聯(lián)反應。公開專利CN201180006841使用不飽和擴鏈劑和多元醇在TPU分子鏈上引入不飽和鍵，該TPU可被電子束或γ射線或紫外光引發(fā)交聯(lián)。公開專利CN 200480022659使用含羧基的二醇合成可熱或光致交聯(lián)TPU，所述羧基用不飽和醇或縮水甘油酯酯化。公開專利CN 201180033210使用不飽和二元醇或二元胺及含碳碳雙鍵的不飽和化合物制備了可交聯(lián)TPU，該TPU可被光或熱或電子束引發(fā)交聯(lián)反應。上述通過合成的方法將不飽和活性官能團引入到TPU分子鏈的方法可以制備可交聯(lián)TPU，然而長期熱量轟擊下仍會導致大量分子鏈斷鏈，無法保證TPU獲得長期熱老化特性。此外，TPU分子結(jié)構(gòu)的改變可能對其他性能造成不良影響，且分子結(jié)構(gòu)方面較大的局限性導致無法賦予普通TPU材料交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

因此，開發(fā)一種制備工藝簡單、且具有高溫交聯(lián)活性的熱塑性聚氨酯彈性體組合物，對于自修復分子鏈斷鏈，提高TPU的耐高溫性能，延長高溫下TPU制品的使用壽命，進而拓寬TPU在高溫領(lǐng)域的應用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高耐熱熱塑性聚氨酯彈性體組合物及其制備方法，該組合物適用于制備電線電纜、管材型材、膜及各種模塑制品，具有可熱塑、可交聯(lián)、高耐熱的優(yōu)勢。本專利通過引入苯并環(huán)丁烯衍生物，利用其反應的特性賦予TPU在長期受熱工況下自行修復斷鏈的能力，從而減少因分子斷鏈或交聯(lián)結(jié)構(gòu)被破壞而引起的性能下降。

為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高耐熱熱塑性聚氨酯彈性體組合物，包括(a)TPU；(b)敏化劑；(c)耐熱助劑。

所述的(a)TPU為聚醚型或聚酯型TPU中的一種或多種，硬度范圍邵氏70A～70D，優(yōu)選硬度范圍邵氏80A～70D。

所述的(a)TPU含量優(yōu)選75～95wt％，更優(yōu)選地，80～90wt％。

所述的(a)TPU的分子鏈由硬段和軟段反應得到，其中，硬段由二異氰酸酯及擴鏈劑反應得到。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)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯)HMDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)中的一種或多種，優(yōu)選TDI、MDI、HMDI、HDI、IPDI中一種或多種。