高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包括以下成分：聚酯多元醇32～55；二异氰酸酯46～60；扩链剂15～33；抗氧剂2～5.5。将所述成分按配方量混合，在挤出机中进行聚合得到高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体。本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体具有优异的硬度和回弹性能，加工性能也比较良好，可以挤出、注塑、压延或吹塑成各种制品。
【专利说明】高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热塑性聚氨酯制备【技术领域】，具体涉及一种高硬度高回弹热塑性聚氨 酯弹性体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性聚氨酯弹性体（TPU)是一种（AB)n型嵌段线性或有少量支化、交联的高分 子材料。TPU的硬度范围相当宽，从邵A60?邵D80并且在整个硬度范围内具有高弹性； TTO在很宽的温度范围内（-40?120°C )具有良好的柔性；TPU还有良好的耐天候性，极优 的耐高能射线性能，并且它的耐磨性、抗撕裂性、绕曲强度都是优良的；拉伸强度高，伸长率 大，长期压缩永久变形率低等都是TPU的显著优点，但是当TPU的硬度高到一定值后（邵 D50?80)，其加工性能就将变差，这也大大限制了高硬度TPU的应用，所以开发出加工性能 优异的高硬度TPU日趋成为研究中的热点。
[0003] 另外，现有的热塑性聚氨酯弹性体的回弹性能也无法满足某些应用领域的回弹性 要求。例如轮滑鞋轮等。
[0004] CN 103130981A公开了一种高硬度热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。A组份包 括大分子二元醇16. 03?26. 56份，小分子二元醇16. 03?26. 56份，二异氰酸酯46. 88? 67. 94份；B组份包括扩链剂8. 34?19. 02份，抗氧剂0. 7?1份。其中大分子二元醇与小 分子二元醇的份数相同，且A组份与B组份之和为100份，0H基团与NC0基团的摩尔比为 0. 98 〇
[0005] 现有聚氨酯材料存在硬度低，回弹性差的问题，急需一种硬度较高但不影响加工 性能、回弹性高的热塑性聚氨酯弹性体。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有聚氨酯材料的不足，提供一种高硬度高回弹热塑性聚 氨酯弹性体。
[0007] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0009] 聚酯多元醇 32?55 二异氰酸酯 46?60 扩链剂 15?33 抗氧剂 2?5.5。
[0010] 所述聚酯多元醇的重量份数可选择32. 02?54. 9, 35?50, 38. 7?48. 6, 39? 46,42. 5?44,43等，皆可用于实施本发明。
[0011] 所述二异氰酸酯的重量份数可选择46. 03?59. 8,48?56, 50. 7?55, 53等，皆 可用于实施本发明。
[0012] 所述扩链剂的重量份数可选择15. 02?32. 8,15. 4?30,18?28. 6, 20?26. 4， 22. 3等，皆可用于实施本发明。
[0013] 所述抗氧剂的重量份数可选择2. 01?5. 48, 2. 3?5. 1，2. 5?4. 8, 3?4. 2, 3. 7 等，皆可用于实施本发明。
[0014] 所述聚酯多元醇为聚己二酸酯、聚壬二酸酯、聚丁酸酯或聚碳酸酯中的一种或至 少两种的混合物。典型但非限制性的例子包括但不限于：聚己二酸酯，聚壬二酸酯，聚丁酸 酯，聚碳酸酯，聚己二酸酯和聚壬二酸酯，聚丁酸酯和聚碳酸酯，聚己二酸酯、聚壬二酸酯和 聚丁酸酯，聚己二酸酯、聚壬二酸酯、聚丁酸酯和聚碳酸酯等。
[0015] 所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸 酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、3, 3' -二甲基-4, 4-联苯二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯 或对苯二异氰酸酯中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的例子包括但不限于： 甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，1，5-萘二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯， 3, 3' -二甲基-4, 4-联苯二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯和3, 3' -二甲基-4, 4-联苯 二异氰酸酯，三苯基甲烷三异氰酸酯和对苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异 氰酸酯和1，5-萘二异氰酸酯，1，5-萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸 酯和二苯基甲烷二异氰酸酯等，皆可用于实施本发明。
[0016] 所述扩链剂包含以下化合物：0H-(CH2)x-0H，其中X为5至26的整数。
[0017] 所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂Tinuvin770、抗氧剂 TPP或抗氧剂TNP中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的例子包括但不限于： 抗氧剂264,抗氧剂1010,抗氧剂1076,抗氧剂Tinuvin770、抗氧剂TPP和抗氧剂TNP，抗氧 剂1010和抗氧剂1076,抗氧剂TPP、抗氧剂TNP、抗氧剂264和抗氧剂1010等，皆可用于实 施本发明。
[0018] 作为本发明优选的技术方案，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包括以下成 分：
[0019] 聚丁酸酯 43?50 对苯二异氰酸酯 49?55 扩链剂 20?30 抗氧剂TNP 2?5，
[0020] 所述扩链剂包含以下化合物：0H-(CH2)x-0H，其中X为10至15的整数。
[0021] 作为本发明最优选的技术方案，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包括以下成 分：
[0022] 聚丁酸酯 48 对苯二异氰酸酯 52 扩链剂 24 抗氧剂TNP 3，
[0023] 所述扩链剂包含以下化合物：0H- (CH2) 12-0H。
[0024] 本发明所述的"包括"，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分 赋予所述热塑性聚氨酯弹性体不同的特性。除此之外，本发明所述的"包括"，还可以替换为 封闭式的"为"或"由……组成"。
[0025] 除了上述确定组分，本发明TPU弹性体还可以任选包含多种添加剂、颜料、染料、 填料、润滑齐?、紫外线吸收齐?、蜡、增稠剂等，可以本领域技术人员已知的常规量使用。通常 使用的添加剂赋予热塑性聚氨酯弹性体所需性质。
[0026] -种所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述制备方法将所述成分按配方量 混合，在挤出机中进行聚合得到高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体。
[0027] 本发明热塑性聚氨酯（TPU)弹性体可以挤出为任何所需最终产物或形式，或可以 冷却、制粒或造粒用于储存或以大块运输。挤出后可以立即以其它方式处理挤出物，以得到 所需最终产品。
[0028] 与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
[0029] 本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体具有优异的硬度和回弹性能，加工性能也比较 良好，可以挤出、注塑、压延或吹塑成各种制品。
[0030] 下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代 表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【具体实施方式】
[0031] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0032] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的 实施例如下：
[0033] 实施例1
[0034] 一种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0035] 聚壬二酸酯 32 二苯基甲烷二异氰酸酯 60 扩链剂 33 抗氧剂ΤΡΡ 2。
[0036] 所述扩链剂包含以下化合物：0H- (CH2) 5-0H。
[0037] 将所述成分按配方量混合，在挤出机中进行聚合得到高硬度高回弹热塑性聚氨酯 弹性体。
[0038] 实施例2
[0039] -种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0040] 聚碳酸酯 55 甲苯二异氰酸酯 46 扩链剂 15 抗氧剂264 5.5。
[0041] 所述扩链剂包含以下化合物：〇H- (CH2) 26-0H。
[0042] 其制备方法同实施例1。
[0043] 实施例3
[0044] 一种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0045] 聚丁酸酯 43?50 对苯二异氰酸酯 49?55 扩链剂 20?30 抗氧剂TNP 2?5
[0046] 所述扩链剂包含以下化合物：0H- (CH2) 1(Γ0Η。
[0047] 其制备方法同实施例1。
[0048] 实施例4
[0049] 一种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0050] 聚丁酸酯 43?50 对苯二异氰酸酯 49?55 扩链剂 20?30 抗氧剂TNP 2?5，
[0051 ] 所述扩链剂包含以下化合物：0H- (CH2) 15-0H。
[0052] 其制备方法同实施例1。
[0053] 实施例5
[0054] -种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，所述热塑性聚氨酯弹性体按重量份数包 括以下成分：
[0055] 聚丁酸酯 48 对苯二异氰酸酯 52 扩链剂 24
[0056] 抗氧剂TNP 3，
[0057] 所述扩链剂包含以下化合物：0H- (CH2) 12-0H。
[0058] 其制备方法同实施例1。
[0059] 对比例1
[0060] 将CN 103130981A中公开的实施例1作为本发明的对比例1。
[0061] 对比例2
[0062] 将CN 103130981A中公开的实施例2作为本发明的对比例1。
[0063] 将本发明实施例1-5和对比例1-2的硬度和回弹性测试结果在表1中进行对比。
[0064] 表1各实施例和对比例的性能对比表
[0065]
【权利要求】
1. 一种高硬度高回弹热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体按 重量份数包括以下成分： 聚酯多元醇 32?55 二异氰酸酯 46?60 扩链剂 15?33 抗氧剂 2?5.5。
2. 如权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚己二 酸酯、聚壬二酸酯、聚丁酸酯或聚碳酸酯中的一种或至少两种的混合物。
3. 如权利要求1或2所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯包 括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、 3, 3' -二甲基-4, 4-联苯二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种 或至少两种的混合物。
4. 如权利要求1-3之一所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂包含以 下化合物：〇H-(CH2) x-〇H，其中X为5至26的整数。
5. 如权利要求1-4之一所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧 剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂Tinuvin770、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的一种 或至少两种的混合物。
6. 如权利要求1-5之一所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述热塑性聚氨酯 弹性体按重量份数包括以下成分： 聚丁酸酯 43?50 对苯二异氰酸酯 49?55 扩链剂 20?30 抗氧剂TNP 2?5， 所述扩链剂包含以下化合物：〇H-(CH2)x-〇H，其中X为10至15的整数。
7. 如权利要求1-6之一所述的热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述热塑性聚氨酯 弹性体按重量份数包括以下成分： 聚丁酸酯 48 对苯二异氰酸酯 52 扩链剂 24 抗氧剂TNP 3, 所述扩链剂包含以下化合物：〇H- (CH2) 12-0H。
8. -种如权利要求1-7之一所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所 述制备方法将所述成分按配方量混合，在挤出机中进行聚合得到高硬度高回弹热塑性聚氨 酯弹性体。
【文档编号】C08G18/44GK104193958SQ201410480069
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】何健雄, 王一良 申请人:东莞市吉鑫高分子科技有限公司, 东莞市雄林新材料科技股份有限公司