专利名称：一种sbs共混改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，尤其涉及通过SBS共混改性的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术：
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)兼具橡胶的柔性和塑料的刚性，具有良好的机械强度、高硬度、耐油、耐腐蚀等优异性能，近年来，在军事、运输、纺织、体育、包装材料等很多领域得到了广泛的应用。
TPU的缺点是本体硬度高，柔顺性差，而用于与人体接触的材料一般需要低硬度和良好柔顺性，兼具柔顺性和较好加工性能的新型热塑性聚氨酯弹性体市场需求很大，热塑性丁苯橡胶SBS是一种良好的韧性改性剂，线性SBS易于加工成型，利用SBS的这种特定性能来弥补TPU的缺陷，通过共混改性开发出能在特殊环境下使用的高性能的热塑性聚氨酯弹性体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种加工性能良好，具有较高柔顺性的SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，按质量百分比，其组成为
聚酯多元醇25% 75%;
4，4; -二苯基甲烷-二异氰酸酯10 50%;
I, 4-丁二醇5 20%;
受阻酚抗氧剂0. 05 0. 2%；
酰胺润滑剂0. 05-0. 2%-,
紫外吸收剂0. 05-0. 2%；
碳化二亚胺耐水解剂0. 05-0. 2%；
SBS0. 5-5%；
催化剂0. 01-0. 1%；所述聚酯多元醇的数均分子量为100(T3000 ；所述SBS为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其数均分子量为80000^120000 ；
所述催化剂为钛酸酯和/或有机锡催化剂。所述受阻酚抗氧剂选自下述物质中的一种或几种2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、四[￠- (3，5- 二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。所述酰胺润滑剂选自下述物质中的一种或几种硬脂酸酰胺、己烯基双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。所述紫外吸收剂为2- (2 '-羟基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑和/或2-羟
基-4-甲氧基二苯甲酮。所述碳化二亚胺耐水解剂选自下述物质中的一种或几种二(2，6_ 二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(I- (I-甲基-I-苯基乙基)-2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(4-苯 氧基-2,6- 二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(4-叔丁基-2,6- 二异丙基苯基)碳化二亚胺、多碳化二亚胺、聚碳化二亚胺。所述钛酸酯和/或有机锡催化剂选用下述物质中的一种或几种钛酸甲酯、钛酸
乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。本发明所要解决的第二个问题是提供一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。为解决第二个技术问题，本发明采用的技术方案为一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其制备步骤为按照上述SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的质量百分比，将聚酯多元醇、4，4' -二苯基甲烷-二异氰酸酯和扩链剂进行预热，温度分别达到8(TlO(TC、4(T60°C、6(T90°C，然后将预热后的三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，再将SBS、催化剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀后加入挤出机，经水下切粒机造粒，真空后熟化，并除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。所述进入双螺杆挤出机中进行反应时，挤出机温度为9(T18(TC，螺杆转速200 250rpmo所述真空后熟化，温度为9(Tl20°C，压力为-0. 09MPa -0. IMPa，熟化时间6 10h。所述除湿干燥，温度为9(Tl20°C。 所述制备过程为连续化生产。本发明技术效果本发明技术方案公开的SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，易于加工，具有较高的柔顺性，可作为与人体直接接触的材料，如松紧带、肩带等的制备。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明技术方案进行进一步描述实施例ISBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计聚酯多元醇61.0%;
4，4; -二苯基甲烷-二异氰酸酯30.0%;
I, 4-丁二醇7. 6%；
四[(3 - (3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 1%；
油酸酰胺0. 1%;
2-羟基_4_甲氧基二苯甲酮0. 06%；
二 Cl, 6-二异丙基苯基)碳化二亚胺0.06%;
SBS1%；
辛酸亚锡0.08%。制备工艺将聚酯多元醇在8(Tl00°C热水浴中熔融后投入储罐A，4，4 ' -二苯基甲烷-二异氰酸酯在4(T60°C热水浴熔融后投入储罐B，1，4_ 丁二醇在6(T90°C热水浴熔融后投入储罐C，根据配方表将SBS和辛酸亚锡投入储罐A和多元醇搅拌均匀备用，设定挤出机温度9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料，在浇注口进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为9(T12(TC，压力为-0. 09MPa -0. IMPa的干燥机后熟化6 10h，收集生产出的TPU在9(Tl20°C的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm,进行包装作业。实施例2SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计
聚酯多元醇67. 8%；
4，4' -二苯基甲烷-二异氰酸酯25. 0%；
1，4-丁二醇5.6%:
四[P - (3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.08%;
油酸酰胺0. 08%;
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0. 08%；
二(2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺0.06%;
SBS1.2%；
半酸亚锡0. 1%。制备工艺将聚酯多元醇在8(n00°C热水浴中熔融后投入储罐A，4，4 ' - 二苯基甲烷-二异氰酸酯在4(T60°C热水浴熔融后投入储罐B，1，4- 丁二醇在6(T90°C热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入SBS和辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为9(Tl20°C，压力为-0. 09MPa -0. IMPa的干燥机后熟化6 10h，收集生产出的TPU在9(Tl20°C的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例3SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计
聚酯多元醇59.8%;
4，4; -二苯基甲烷-二异氰酸酯30.0%; I, 4-丁二醇7.9%;
四[P - (3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 1%；
油酸酰胺0. 15%；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0. 08%；
二 C2 6-二异丙基苯基)碳化二亚胺0.07%;
SBS1.8%;
辛酸亚锡0. 1%。制备工艺将聚酯多元醇在8(TlO(rC热水浴中熔融后投入储罐A，4，4 ^ - 二苯基甲烷-二异氰酸酯在4(T60°C热水浴熔融后投入储罐B，1，4- 丁二醇在6(T90°C热水浴熔融 后投入储罐C备用，设定挤出机温度9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为9(Tl20°C，压力为-0. 09MPa -0. IMPa的干燥机后熟化6 10h，收集生产出的TPU在9(Tl20°C的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例4SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计
聚酯多元醇63.5%;4, 4f -ニ苯基甲烷-ニ异氰酸酯27.1%；
1，4-丁ニ醇6.7%;
四[(3 - (3，5-ニ叔丁基4-轻基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.05%;
油酸酰胺0. 05%；
2-羟基-4-甲氧基ニ苯甲酮0. 06%；
ニ(2，6-ニ异丙基苯基)碳化ニ亚胺0.06%;
SBS2.4%
辛酸亚锡0. 08%。
制备エ艺将聚酯多元醇在80 100で热水浴中熔融后投入储罐A，4，4 ^ - ニ苯基甲烷-ニ异氰酸酯在4(T60°C热水浴熔融后投入储罐B，1，4- 丁ニ醇在6(T90°C热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照エ艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注ロ，同时加入辛酸亚锡进行初歩混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为9(Tl20°C，压カ为-0. 09MPa -0. IMPa的干燥机后熟化6 10h，收集生产出的TPU在9(Tl20°C的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例5SBS共混改性热塑性聚氨酯弾性体配比，按照质量百分比计
聚酯多元醇66. 7%；
4，4; -ニ苯基甲烷-ニ异氰酸酯25.0%;
1，4-丁ニ醇6.0%；
四[P - (3，5-ニ叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.065%;
油酸酰胺0. 04%;
2-羟基-4-甲氧基ニ苯甲酮0. 065%；
ニ(2，6-ニ异丙基苯基)碳化ニ亚胺0.07%;
SBS2%；
辛酸亚锡0.06%。制备エ艺将聚酯多元醇在8(Tl00°C热水浴中熔融后投入储罐A，4，4 ^ -ニ苯基甲烷-ニ异氰酸酯在4(T60°C热水浴熔融后投入储罐B，1，4- 丁ニ醇在6(T90°C热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照エ艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注ロ，同时加入辛酸亚锡进行初歩混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为9(Tl20°C，压カ为-0. 09MPa -0. IMPa的干燥机后熟化6 10h，收集生产出的TPU在9(Tl20°C的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例f 5所得产品的物性检测数据表
权利要求
1.一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，按质量百分比，其组成为聚酿多元醇25% 75%;4, 4' -二苯基甲烷-二异氰酸酯 10 50%;I, 4-丁二醇5-20%；受阻酚抗氧剂0. 05-0. 2%；酰胺润滑剂0. 05-0. 2%；紫外吸收剂0. 05-0. 2%；碳化二亚胺耐水解剂0. 05-0. 2%；SBS0. 5'-5%催化剂0. 01-0. 1%； 所述聚酯多元醇的数均分子量为iooolooo ； 所述SBS为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其数均分子量为80000^120000 ； 所述催化剂为钛酸酯和/或有机锡催化剂。
2.如权利要求I所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于所述受阻酚抗氧剂选自下述物质中的一种或几种2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[￠-(3,5- 二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3，5- 二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。
3.如权利要求I所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于所述酰胺润滑剂选自下述物质中的一种或几种硬脂酸酰胺、己烯基双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。
4.如权利要求I所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于所述紫外吸收剂为2- (2 '-羟基-5 ’ -甲基苯基)苯并三氮唑和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
5.如权利要求I所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于所述碳化二亚胺耐水解剂选自下述物质中的一种或几种二(2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(I- (1_甲基_1_苯基乙基)_2，6- 二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(4-苯氧基-2,6- 二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(4-叔丁基-2,6- 二异丙基苯基)碳化二亚胺、多碳化二亚胺、聚碳化二亚胺。
6.如权利要求I所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于所述钛酸酯和/或有机锡催化剂选用下述物质中的一种或几种钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。
7.权利要求I所述一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为按照权利要求I所述SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体质量百分比，将聚酯多元醇、4，4丨-二苯基甲烷-二异氰酸酯和I，4- 丁二醇进行预热，温度分别达到8(T10(TC、4(T60°C、6(T90°C，然后将预热后的三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，再将SBSJtK齐IJ、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀后加入挤出机，经水下切粒机造粒，真空后熟化，并除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。
8.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述进入双螺杆挤出机中进行反应时，挤出机温度为9(Tl80°C，螺杆转速20(T250rpm。
9.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述真空后熟化，温度为9(Tl20°C，压力为-0. 09MPa -0. IMPa，熟化时间6 10h。
10.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述除湿干燥，温度为9(T120°C。
全文摘要
本发明公开了一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其组成为聚酯多元醇25%~75%；4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯10~50%；1，4-丁二醇5~20%；受阻酚抗氧剂0.05~0.2%；酰胺润滑剂0.05~0.2%；紫外吸收剂0.05~0.2%；碳化二亚胺耐水解剂0.05~0.2%；SBS 0.5~5%；催化剂0.01~0.1%。其步骤如下根据工艺配方将计量准确的聚酯多元醇、4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯、1，4-丁二醇三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS、催化剂和其它助剂按照比例混合均匀后加入挤出机反应制备得到改性的热塑性聚氨酯弹性体。本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体通过共混改性采用连续化生产工艺获得了良好的加工性能和较高的柔顺性。
文档编号C08L75/06GK102796364SQ20121030388
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者李敏超, 承黎明, 孙亚飞, 赵艳琼, 杨廷廷, 艾玲, 李长顺 申请人:奥斯汀新材料(张家港)有限公司