专利名称：一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种耐水解热塑性弹性体材料及其制造方法，尤其是涉及一种耐水解聚酯型热塑性聚氨酯弹性体及其制造方法，该材料适合用作电线电缆护套层材料、医用材料、各种软管、鞋材、密封件以及耐磨构件等。
背景技术：
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有质轻、弹性好、力学性能优良以及耐磨、耐油等特点，广泛应用于汽车、机械、电工、鞋材以及医用材料等领域。TPU如按其软段结构进行分类，主要可分为聚酯型和聚醚型。聚醚型TPU具有比较好的回弹性、耐低温性和耐水解性能；聚酯型TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性、耐溶剂性能以及较高的耐热温度，但易受水分子的侵袭而产生断链水解，而水解产物又进一步催化其水解。当其置于有水的环境时，力学性能下降，且随水温升高，力学性能下降幅度越大，限制了其在某些领域的应用；生产中，即使微量的水分也会使其性能大幅度下降，并给加工带来困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有的聚酯型热塑性聚氨酯弹性体水解稳定性差、吸水后力学性能下降明显的缺陷，提供一种具备优良的力学性能、加工性能良好、 吸水率降低、水解稳定性得到明显改善的耐水解聚氨酯热塑性弹性体及其制造方法。为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体，由以下质量份的各组分组成热塑性聚氨酯树脂100份；抗水解化合物3 20份；抗氧化剂0. 15^0. 3份；润滑剂0. 2^0. 4份；所述抗水解化合物是如下物质的一种或者两种以上的混合物聚碳化二亚胺；1，2-环氧-3-苯氧基丙烷；双酚A 二缩水甘油醚；3-(2， 3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷；马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物;所述的抗氧化剂为四[甲基_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯与4，4’ - 二叔辛基二苯胺中的一种或二者的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或二者的混合物。优选地，所述热塑性聚氨酯树脂为聚酯型热塑性聚氨酯树脂。优选地，所述双酚A 二缩水甘油醚的环氧值为0. 48、. 52。为了解决上述技术问题，本发明还提出以下技术方案一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体的制造方法，其包括以下步骤步骤1 按既定质量份用量称取各组分热塑性聚氨酯树脂100份，抗水解化合物3 20份，抗氧化剂0. 15^0. 3份，润滑剂0. 2^0. 4份；步骤2 将热塑性聚氨酯树脂、抗水解化合物、抗氧化剂、润滑剂在搅拌机中混合均勻；步骤3 用双螺杆挤出机挤出造粒。优选地，该双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、17(Tl75°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。本发明具有以下有益技术效果本发明制得的耐水解聚氨酯热塑性弹性体，力学性能优良，水解稳定性大幅度提高，并具有良好的加工流动性。可以应用于鞋材、耐磨构件、 医用材料、各种软管以及电线电缆护套层等。
具体实施例方式本发明提出一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体，由以下质量份的各组分组成热塑性聚氨酯树脂(TPU树脂)100份；抗水解化合物3 20份；抗氧化剂0. 15^0. 3份；润滑剂 0. 2 0.4 份。其中，所述TPU树脂为聚酯型TPU树脂。所述抗水解化合物是如下物质的一种或者两种以上的混合物聚碳化二亚胺；1， 2-环氧-3-苯氧基丙烷；双酚A 二缩水甘油醚；3-(2，3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷； 马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。其中，所述双酚A 二缩水甘油醚的环氧值为0. 48 0. 52。所述的抗氧化剂为四[甲基_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯与4，4’ - 二叔辛基二苯胺中的一种或二者的混合物。所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或二者的混合物。上述耐水解聚氨酯热塑性弹性体的制造方法，包括以下步骤
步骤1 按既定质量份用量称取各组分TPU树脂100份，抗水解化合物;Γ20份，抗氧化剂0.15、. 3份，润滑剂0. 2、. 4份；
步骤2 将TPU树脂、抗水解化合物、抗氧化剂、润滑剂在搅拌机中混合均勻； 步骤3:用双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为 165 168 "C、170 175。C、175 180。C、175 180。C、175 180。C、175 180 °C，机头温度为 172 175°C。以下结合实施例进一步具体说明本发明的技术方案。 实施例1
称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物聚碳化二亚胺 4份；抗氧化剂四[甲基_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.15 份；润滑剂硬脂酸锌0. 2份。混合将聚酯型TPU树脂与聚碳化二亚胺、四[甲基-β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、硬脂酸锌等在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性能良好。
实施例2称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物1，2-环氧-3-苯氧基丙烷3份；抗氧化剂四[甲基-β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯0. 2份；润滑剂硬脂酸钙0. 3份。混合将聚酯型TPU树脂与1，2-环氧-3-苯氧基丙烷、四[甲基-β _ (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯以及硬脂酸钙在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性能良好。
实施例3
称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物环氧值为 0. 48、. 52的双酚A 二缩水甘油醚4份；抗氧化剂4，4’ - 二叔辛基二苯胺0. 3份；润滑剂 硬脂酸锌0. 25份。混合将聚酯型TPU树脂与双酚A 二缩水甘油醚、4，4’ - 二叔辛基二苯胺以及硬脂酸锌在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性良好。
实施例4
称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物3-(2，3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷5份；抗氧化剂四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸酯]季戊四醇酯0. 1份、4，4’ - 二叔辛基二苯胺0. 1份；润滑剂硬脂酸锌0. 4份。混合将聚酯型TPU树脂与3_(2，3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷、四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、4，4’-二叔辛基二苯胺以及硬脂酸锌一起在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性良好。
实施例5
称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份；抗氧化剂四[甲基- β _(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0. 15份以及4，4’ - 二叔辛基二苯胺0. 15份；润滑剂硬脂酸锌0. 2份、硬脂酸钙0. 2份。混合将聚酯型TPU树脂与马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚、四[甲基-β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、4，4’-二叔辛基二苯胺以及硬脂酸锌、硬脂酸钙在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性良好。
实施例6
称取原料，热塑性聚氨酯树脂聚酯型TPU树脂100份；抗水解化合物环氧值为 0. 48、. 52的双酚A 二缩水甘油醚2份，3- (2, 3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷2. 5份； 抗氧化剂4，4’ - 二叔辛基二苯胺0. 3份；润滑剂硬脂酸锌0. 25份。混合将聚酯型TPU树脂与双酚A 二缩水甘油醚、3_(2，3_环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷、4，4’ - 二叔辛基二苯胺以及硬脂酸锌在搅拌机中混合均勻。造粒用双螺杆挤出机挤出、造粒，最后干燥包装。造粒步骤中，双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、 170 175°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。该改性材料表现出优良的力学性能，水解稳定性(见表1 )，成型加工性良好。
上述各实施例生产的耐水解聚氨酯热塑性弹性体的主要性能指标列举如表1。
表1本发明各实施例制备的耐水解聚氨酯热塑性弹性体以及未改性之前的聚氨酯热塑性弹性体的主要性能及水解性能指标
权利要求
1.一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体，由以下质量份的各组分组成热塑性聚氨酯树脂 100份；抗水解化合物3 20份；抗氧化剂0. 15^0. 3份；润滑剂0. 2^0. 4份；所述抗水解化合物是如下物质的一种或者两种以上的混合物聚碳化二亚胺；1， 2-环氧-3-苯氧基丙烷；双酚A 二缩水甘油醚；3- (2, 3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷； 马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述的抗氧化剂为四[甲基-β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯与4，4’ - 二叔辛基二苯胺中的一种或二者的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或二者的混合物。
2.根据权利要求1所述的耐水解聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于所述热塑性聚氨酯树脂为聚酯型热塑性聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的耐水解聚氨酯热塑性弹性体，其特征在于所述双酚A二缩水甘油醚的环氧值为0. 48、. 52。
4.一种如权利要求1所述的耐水解聚氨酯热塑性弹性体的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤步骤1 按既定质量份用量称取各组分热塑性聚氨酯树脂100份，抗水解化合物3 20 份，抗氧化剂0. 15、. 3份，润滑剂0. 2^0. 4份；步骤2 将热塑性聚氨酯树脂、抗水解化合物、抗氧化剂、润滑剂在搅拌机中混合均勻；步骤3 用双螺杆挤出机挤出造粒。
5.根据权利要求4所述的耐水解聚氨酯热塑性弹性体的制造方法，其特征在于，该双螺杆挤出机各段温度自加料口开始，依次为165 168°C、170 175°C、175 180°C、175 180°C、 175 180°C、175 180°C，机头温度为 172 175°C。
全文摘要
一种耐水解聚氨酯热塑性弹性体，由以下质量份的各组分组成热塑性聚氨酯树脂100份；抗水解化合物3~20份；抗氧化剂0.15~0.3份；润滑剂0.2~0.4份。该热塑性聚氨酯树脂为聚酯型聚氨酯树脂；该抗水解化合物是如下物质的一种或者两种以上的混合物聚碳化二亚胺；1,2-环氧-3-苯氧基丙烷；双酚A二缩水甘油醚；3-(2,3-环氧丙氧)丙基-三甲氧基硅烷；马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；该抗氧化剂为四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯与4,4'-二叔辛基二苯胺中的一种或二者的混合物；该润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或二者的混合物。该材料适合用作电线电缆护套层材料、医用材料、各种软管、鞋材、密封件以及耐磨构件等。
文档编号C08K5/134GK102153855SQ201110045459
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者刘文作夫, 徐令军, 林峰, 肖望东 申请人:深圳职业技术学院