[發明專利]一種高流動性和高耐磨性熱塑性聚氨酯及其制備方法

有效

• 申請號: 202110563811.2
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113248676B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 何建雄
• 申請（專利權）人: 東莞市吉鑫高分子科技有限公司;東莞市雄林新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/61;C08G18/69;C08G18/32;C08L75/06;C08K7/26;C08L1/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種高流動性和高耐磨性熱塑性聚氨酯及其制備方法，所述熱塑性聚氨酯包括組份A和組份B；所述組份A的制備原料按照重量份數包括如下組分：二異氰酸酯20?40份，聚己內酯多元醇50?60份，端羥基聚丁二烯丙烯腈10?15份，胺類擴鏈劑5?10份和催化劑0.01?0.05份；所述組份B的制備原料按照重量份數包括如下組分：納米二氧化硅3?5份，羧甲基纖維素4?8份，端羥基聚硅氧烷3?5份和助劑5?10份。本發明所述熱塑性聚氨酯不僅兼具良好的流動性和耐磨性，而且硬度較高，斷裂伸長率較高，拉伸強度在較高范圍內，綜合性能優異。

技術領域

本發明涉及聚氨酯材料技術領域，尤其涉及一種高流動性和高耐磨性熱塑性聚氨酯及其制備方法和應用。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)，是一種由低聚物多元醇軟段和二異氰酸酯-擴鏈劑硬段構成的線性嵌段共聚物，TPU在現代生產生活中發揮著越來越重要的作用。

CN103819892A公開了一種長芳綸纖維增強耐磨TPU復合材料及其制備方法，其公開的TPU復合材料按質量份數計算，熱塑性聚氨酯彈性體30～75份，高性能長芳綸纖維20～60份，相容劑3～8份，耐磨劑0.4～1.5份，流動改性劑0.4～1.5份，擴鏈劑0.2～0.5份，熱穩定劑0.4～0.6份，紫外光吸收劑0.4～0.6份。其公開的復合材料采用高流動、低表面硬度的TPU作為基料，利用流動性改性劑改善基體流動性，通過加入超高分子量的硅油大幅度提高TPU的耐磨性能以及加入擴鏈劑改善TPU的分子量來制得高性能長玻纖增強TPU復合材料，使TPU材料的強度和剛性獲得改善，并提高了其韌性和降低了材料的成本。其公開的復合材料可代替芳綸增強橡膠母膠在橡膠輪胎中作為增強耐磨母粒使用。其公開的復合材料通過將聚氨酯基體材料與長芳綸纖維和流動性改性劑共混提升材料的耐磨性和流動性，長芳綸纖維添加量較多，且體系的相容性較差，性能提升有限。

CN102329410A公開了一種高流動性聚酯與聚醚混合型聚氨酯材料的制備方法，其公開的制備方法包括以下步驟：第一步，制備分子量為1500的聚酯多元醇；第二步，制備A組分聚酯型聚氨酯多元醇；第三步，制備B組分聚氨酯異氰酸酯預聚體；第四步，制備高流動性聚酯與聚醚混合型聚氨酯。其公開的聚氨酯材料，粘度低，能夠增強原料在模具中的流動性，減少聚氨酯制品表面缺料、氣孔、氣泡的情況，使其外形美觀，解決了現有的聚氨酯制品表面不夠光澤，外觀不夠完美的問題。但是其公開的聚氨酯材料耐磨性較差。

綜上所述，開發一種兼具高流動性和高耐磨性，且綜合性能優異的熱塑性聚氨酯彈性體至關重要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高流動性和高耐磨性熱塑性聚氨酯及其制備方法，所述熱塑性聚氨酯不僅兼具良好的流動性和耐磨性，而且硬度較高，斷裂伸長率較高，拉伸強度在較高范圍內，綜合性能優異。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種高流動性和高耐磨性熱塑性聚氨酯，所述熱塑性聚氨酯包括組份A和組份B；

所述組份A的制備原料按照重量份數包括如下組分：二異氰酸酯20-40份，聚己內酯多元醇50-60份，端羥基聚丁二烯丙烯腈10-15份，胺類擴鏈劑5-10份和催化劑0.01-0.05份；

所述組份B的制備原料按照重量份數包括如下組分：納米二氧化硅3-5份，羧甲基纖維素4-8份，端羥基聚硅氧烷3-5份和助劑5-10份。

本發明聚氨酯的制備中，多元醇采用聚己內酯多元醇和端羥基聚丁二烯丙烯腈的組合，兩種多元醇復配使用，發揮協同作用，一方面，反應生成的聚氨酯分子鏈對稱性差，結晶性能弱，使聚氨酯的熔融流動性得以提升，無需額外添加相關助劑；另一方面，聚己內酯多元醇和端羥基聚丁二烯丙烯腈均是有一定聚合度的聚合物型多元醇，反應生成的聚氨酯硬度較高，耐磨性較好，使所得聚氨酯兼具高流動性和高耐磨性。