[發明專利]用于登山靴的耐低溫耐磨TPU復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811601179.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109679324A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 李龍飛;陳淑海;張麗;徐艷艷;王真
• 申請（專利權）人: 山東一諾威聚氨酯股份有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L55/02;C08L27/14;C08L23/06;C08K9/06;C08K7/06;C08K3/36
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真;耿霞

本發明涉及一種用于登山靴的耐低溫耐磨TPU復合材料及其制備方法，屬于聚氨酯技術領域。本發明所述的TPU復合材料，包括以下重量百分含量的原料：TPU母粒80?92％，ABS樹脂5?13％，改性納米碳纖維0.1～0.5％，耐水解劑0.1～0.5％，抗氧劑0.1～0.5％，聚氟乙烯1～5％，聚乙烯蠟0.2～0.5％；所述TPU母粒為以低聚多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑和納米SiO₂為原料，通過雙螺桿擠出機制備。本發明所述的TPU復合材料，不僅具有優異的耐磨及耐低溫性能，而且具有良好的力學性能以及回彈性，在生產過程中穩定性極佳，能夠廣泛應用于鞋材領域；本發明同時提供了簡單易行的制備方法。

技術領域

本發明涉及一種用于登山靴的耐低溫耐磨TPU復合材料及其制備方法，屬于聚氨酯技術領域。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一種性能優良的高分子聚合物，兼具了橡膠的彈性和塑料的硬度，而且還具有良好的機械加工性能、耐磨性和回彈性能，被廣泛應用于管材、汽車零部件、鞋材等領域。

目前在登山鞋領域中，TPU已經廣泛應用在鞋大底和鞋配件，但由于TPU為半結晶的嵌段聚合物，分子結構中含有氨基甲酸酯基、酯基和脲基等大量的強極性基團，使其摩擦系數高，導電性能差，其強度、熱穩定性和玻璃化轉變溫度很難適應極端的山地環境和風雪氣候，因此在戶外鞋材鞋底的應用受到限制。

通常提高TPU耐低溫性能的方法主要采用耐低溫性能的多元醇來改善，但其強度和韌性很難達到要求，而提高TPU耐磨性能的方法是利用具有減磨功能的助劑或無機材料對TPU進行共混改性，但無機材料與聚氨酯的相容性較差，共混后容易導致材料發生相分離，機械強度大幅下降。因此，在提高TPU復合材料耐磨、耐低溫性能的同時，保證其具有良好的強度和機械加工性能，有助于促進TPU復合材料在有高耐磨要求的領域的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于登山靴的耐低溫耐磨TPU復合材料，其不僅具有優異的耐磨及耐低溫性能，而且具有良好的力學性能以及回彈性，在生產過程中穩定性極佳，能夠廣泛應用于鞋材領域；本發明同時提供了簡單易行的制備方法。

本發明所述的用于登山靴的耐低溫耐磨TPU復合材料，包括以下重量百分含量的原料：

所述TPU母粒為以低聚多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑和納米SiO₂為原料，通過雙螺桿擠出機一步法制備，TPU母粒的邵氏硬度為60A～60D，顆粒尺寸為3～6mm。

采用雙螺桿擠出時，在螺桿后段第九區加入增塑劑。增塑劑為低氣味的脂肪族二元酸酯類、苯二甲酸酯類或苯甲酸酯類中的一種或兩種。

所述低聚多元醇為聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚己內酯多元醇或聚己二酸丁二醇酯多元醇中的一種或兩種，數均分子量為1000-2000。

所述二異氰酸酯為4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、1,4-環己基-二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯。

所述小分子醇擴鏈劑為1,4-丁二醇、乙二醇、1,3-丙二醇或1,6-己二醇中的一種或兩種。

所述納米SiO₂粒徑為50-200nm。

優選的，TPU母粒由以下重量百分含量的原料制成：

所述改性納米碳纖維為通過化學氣相沉積法制備，然后經過硅烷偶聯劑改性制得。具體的制備方法如下：

將納米碳纖維、硅烷偶聯劑、無水乙醇和去離子水混合超聲分散，隨后加熱進行硅烷化反應，全程通入N₂，最后用無水乙醇洗滌、抽濾處理得到所述的改性納米碳纖維。

所述耐水解劑為單碳化二亞胺或聚碳化二亞胺的一種或兩種。