本发明涉及一种包胶专用TPU材料及其制备方法，属于热塑性聚氨酯弹性体技术领域。
背景技术：
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)因具有优良的机械性能、高弹性、高强度、耐化学腐蚀性、电绝缘性、低温柔韧性、高耐磨等性能，已广泛应用于汽车内饰、鞋材、服装和玩具等领域。TPU由于具有优良的弹性、耐溶剂和耐油等特性，在异型件外壳包胶护层得到了广泛的关注和应用，如软触感手柄器材、防滑性脚轮、电子电器外壳护层、弹性按键等。但目前包胶用TPU材料普遍存在流动性差、加工温区窗口窄的问题；包胶材料与基材粘接强度差，易出现脱胶的现象，导致包胶护层失去保护作用。另外TPU对色母或添加剂的要求较高，选择不当会导致表面析出影响美观。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种包胶专用TPU材料，用其加工生产包胶制品时具有优异的流动性和较宽的加工温区，操作工艺简单稳定，其与多种基材具有优异的粘附性能，能与各种色母粉任意比混合，可做成不同花色的制品；本发明同时提供了简单易行的制备方法。
本发明所述的包胶专用TPU材料，由以下重量百分含量的原料制成：
所述聚合物多元醇为数均分子量为1500-3500的聚酯多元醇，为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇/丁二醇酯或聚己二酸己二醇酯中的一种或多种。
所述二异氰酸酯为：4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)。
所述扩链剂为碳原子为2-10个的线性小分子二醇。优选的，扩链剂为1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇或3-甲基-1,5-戊二醇中的一种或多种。更优选为1,4-丁二醇(BDO)。
所述抗氧化剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，主抗氧剂为受阻酚或芳香族仲胺类；辅助抗氧剂为硫酯或亚磷酸酯类。主抗氧剂优选为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八酯(1076)或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)；辅助抗氧剂优选为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(168)或β,β`-硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)的一种或两种。
所述光稳定剂为苯并三唑类和受阻胺类的混合物。苯并三唑类光稳定剂优选为2-(2`-羟基-5`-甲基苯基)苯并三唑(UV-P)或2-(2`-羟基-3`,5`-二叔丁基苯基)苯并三唑(UV320)；受阻胺光稳定剂优选为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-呱啶基)癸二酸酯(292)或双(2,2,6,6-四甲基-4-呱啶基)癸二酸酯(770)中的一种或两种。
所述润滑剂为内润滑剂，优选为油酸酰胺、硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸丁酯中的一种或多种。
所述催化剂为有机铋、有机锡或钛酸酯类催化剂，优选为有机锡催化剂。有机锡催化剂优选为辛酸亚锡(T-9)或二月桂酸二丁基锡(T-12)中的一种或多种。
所述的包胶专用TPU材料的制备方法，是采用连续式工艺一步法经水下切造粒系统制备TPU颗粒，具体步骤如下：
将计量的聚合物多元醇、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中，设置温度为95-105℃；将二异氰酸酯放置于B反应釜中，设置温度为60-75℃；将扩链剂放置于C反应釜中，设置温度为40-60℃，异氰酸酯基团与聚合物多元醇和扩链剂的羟基之间的摩尔之比为0.95～0.998:1；待各反应釜温度稳定，通过带有精确计量的灌注系统，将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，同时在双螺杆挤出机喂料口通过微量注射泵加入精确计量的催化剂，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化，经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。
本发明制备的包胶专用TPU材料硬度为邵尔75-90A，质量熔融指数为50-90g/10min。
所述的包胶专用TPU材料，与多种基材PVC//PC/ABS/PC/PA/PBT等具有优异的粘附性能，具有优良的加工流动性和脱模效果，提高了生产效率，优异的耐老化性能和耐黄变性能，延长制品的使用期限，能与各种色母粉任意比混合，可做成不同花色的制品，制品不析出，广泛用于汽车制件、电器外壳等异型件包覆，提供优越的软触感、高弹和耐刮擦等性能。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明选用高效的内润滑添加剂，使得TPU材料具有优异的加工流动性能和较宽的加工温区，操作工艺简单稳定，使其适用于形状复杂的异型件包胶工艺；优良的熔体流动性能，有助于色母、色粉等其他添加剂的共混分散，可进行调色加工修饰，制品美观、耐析出性能好。
(2)本发明所制备的TPU材料与多种基材具有优良的粘附性能，粘接强度高、贴合性好，能起到良好的保护修饰作用。
(3)本发明同时提供了简单易行的包胶专用TPU材料的制备方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
聚己二酸丁二醇酯(M＝3500)：78.77g，MDI-100：15.94g，BDO：3.75g，抗氧剂1010和DLTP各0.25g，耐黄变剂UV-320和292各0.2g，硬脂酸酰胺和油酸酰胺各0.3g。将计量的聚酯多元醇、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入到配有机械搅拌及温度计的A反应釜中，设置温度为100±5℃；将二异氰酸酯MDI-100放置于B反应釜中，设置温度为70±5℃；将扩链剂BDO放置于C反应釜中，设置温度为50±10℃；异氰酸酯指数控制在0.995，待各反应釜温度稳定，通过带有精确计量的灌注系统，将A/B/C反应釜中的原料组分经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，同时在双螺杆挤出机喂料口通过微量注射泵加入精确计量的催化剂T-12：0.04g，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应塑化，经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子。注塑热压成热塑性弹性体薄片，测试性能。
实施例2
按照实施例1的制备方法进行制备。
聚己二酸乙二醇酯(M＝1500)：49.2g，MDI-100：38.29g，BDO：10.9g，抗氧剂1010和168各0.35g，耐黄变剂UV-P和292各0.25g，油酸酰胺和硬脂酸丁酯各0.2g，催化剂T-9：0.01g。
实施例3
按照实施例1的制备方法进行制备。
聚己二酸丁二醇酯(M＝2500)：64.01g，MDI-100：27g，BDO：7.46g，抗氧剂1076和168各0.2g，耐黄变剂UV-320和770各0.15g，硬脂酸酰胺和硬脂酸单甘油酯各0.4，催化剂T-9：0.03g。
对比例1
按照实施例1的制备方法进行制备。
聚己二酸丁二醇酯(M＝2500，f＝2)：64.98g，MDI-100：27.41g，BDO：7.58g，催化剂T-9：0.03g。
性能测试：
将实施例和对比例1制备产品的力学性能按照如下标准检测：邵尔A硬度按GB/T531.1-2008测试；拉伸强度按照GB/T 528-2009测试；撕裂强度按照GB/T 529-2008；回弹性能按照GB/T 1681-2009测试；熔体质量流动速率按照GB/T 3682-2000测试；耐黄变等级按照HG/T3689-2014测试。各项性能检测结果见表1。
表1实施例和对比例制得的产品的性能
从表1可以看出，本发明制得的包胶专用TPU材料具有很好的弹性以及良好的流动性，易于加工，与各种色母、色粉互溶性好，可进行调色修饰；制品具有优异的耐黄变耐老化性能；制品具有优良的机械性能，能起到很好的防刮擦和耐磨损等性能，适用于异型件外壳包覆等应用。