[發明專利]本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210059844.8
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114213621B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陳洋;高玉寶;宋紅瑋;劉建文;張生
• 申請（專利權）人: 美瑞新材料創新中心（山東）有限公司;美瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/32;C08G18/42;C08G18/48;C08L75/06;C08L75/08;B29B7/48;B29B7/72
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸

本發明公開了一種本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料及其制備方法和在制備手機護套、線纜護套、餐桌墊中的應用。制備方法包括：將大分子二元醇A、二異氰酸酯、擴鏈劑經第一澆注口加入到雙螺桿擠出機中，將大分子二元醇B經第二澆注口加入到雙螺桿擠出機中，擠出得到本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料；大分子二元醇A的數均分子量為1700～5000g/mol；大分子二元醇B的數均分子量為500～1500g/mol。本發明通過在雙螺桿擠出機的不同擠出階段加入不同分子量的大分子二元醇，可以在無需添加任何霧面助劑的情況下，通過調控不同分子鏈段的結晶速度，得到本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料。

技術領域

本發明涉及熱塑性聚氨酯彈性體領域，具體涉及一種本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料及其制備方法和應用。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是一類加熱可以塑化，化學結構上沒有或很少有化學交聯的聚氨酯，在寬廣的硬度范圍內具有高強度、高模量、較好的彈性、優良的耐磨性和良好的耐油性，因此，泛應用于醫學、工業、農業、軍事等各大領域。

純的TPU原料通過擠出、注塑、流延等加工方式制成的制品表面往往硬而光滑高亮，缺乏質感和手感，表面易于劃傷，不美觀。因此，開發具有啞光效果的聚氨酯彈性體材料具有廣泛的應用前景。

目前常用的啞光技術有以下幾種：

1)添加無機材料，如納米二氧化硅，通過利用填料表面和基體樹脂之間的不相容性和不易浸潤性，在加工的過程中填料會遷移，形成凹凸不平的表面，從而產生啞光效果。

但是，該方案所需的無機填料用量大，填料易于團聚，難以實現均勻分散。

2)加入含量較高的彈性體材料，如苯乙烯嵌段共聚物、丙烯酸酯橡膠、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠等彈性體材料。利用彈性體材料與聚氨酯彈性體材料較差的相容性，使彈性體與聚氨酯彈性體之間形成具有“連續相”和“分散相”兩相的海-島結構。分散相霧面作為一個個“島”分散在連續相聚氨酯彈性體組成的“?！敝?，從而使材料表現出凹凸不平的外觀效果。

由于彈性體材料與TPU之間的相容性差，大量彈性體材料的使用會使TPU材料的耐磨性能、拉伸強度大幅降低，使用壽命大幅縮短。

3)通過注塑模具的紋路設計，使材料表面具有一定的粗糙度，從而實現啞光效果。

該方案只適用于注塑加工產品，對于擠出、流延加工制品無法適用，有很多局限性。

4)通過特定熔點的兩種TPU材料混合，通過控制加工溫度，使高熔點TPU組分無法充分塑化，在高溫和螺桿剪切力的作用下，將其以一個個類似彈性體微球的形式分散在所得組合物內部與表面，使得組合物表現出凹凸不平的表面微結構，從而呈現出細膩的磨砂效果。

該方案對加工溫度要求較高，一旦加工溫度設定不合理，會對制品表面光澤度產生較大影響。

發明內容

針對上述問題以及本領域存在的不足之處，本發明提供了一種本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料的制備方法，通過在雙螺桿擠出機的不同擠出階段加入不同分子量的大分子二元醇，可以在無需添加任何霧面助劑的情況下，通過調控不同分子鏈段的結晶速度，得到本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料。

一種本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料的制備方法，包括：將大分子二元醇A、二異氰酸酯、擴鏈劑(如小分子二元醇等)經第一澆注口加入到雙螺桿擠出機中，將大分子二元醇B經第二澆注口加入到所述雙螺桿擠出機中，擠出得到所述本體啞光熱塑性聚氨酯彈性體材料；

大分子二元醇A的數均分子量為1700～5000g/mol，優選1700～4000g/mol；

大分子二元醇B的數均分子量為500～1500g/mol，優選600～1500g/mol，再優選600～1200g/mol。