本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改进型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
tpu即热塑性聚氨酯是一种新型的有机高分子合成材料，具有优良的延伸回复性，耐寒、耐油、耐折弯、耐臭氧老化等，尤其具有优异的耐磨性，广泛应用于汽车、电线电缆、医药、制鞋业等工业领域中。但是，纯热塑性聚氨酯的不仅阻燃性较差，而且耐候性、抗污染性和抗霉变性等方面也欠缺。所以，在实际应用中，如果能制备一种改进型热塑性聚氨酯弹性体，提高其耐候性、抗污染性、抗霉变性以及阻燃性等性能，将会产生巨大的实用价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种改进型热塑性聚氨酯弹性体。
为实现上述目的，本发明的技术方案是以下述方式实现的：
一种改进型热塑性聚氨酯弹性体，包括按重量份组成的下列成分：异佛尔酮二异氰酸酯：80-85份、聚四氢呋喃醚二醇：20-30份、有机蒙脱土20-30份、阻燃剂1-10份和扩链剂：5-8份。
进一步地，所述异佛尔酮二异氰酸酯为80份、聚四氢呋喃醚二醇：20份、有机蒙脱土20份、阻燃剂1份和扩链剂：5份。
进一步地，所述异佛尔酮二异氰酸酯为85份、聚四氢呋喃醚二醇：30份、有机蒙脱土30份、阻燃剂10份和扩链剂：8份。
进一步地，所述异佛尔酮二异氰酸酯为83份、聚四氢呋喃醚二醇：25份、有机蒙脱土25份、阻燃剂5份和扩链剂为6份。
进一步地，所述扩链剂为六氟双酚a或1,4-丁二醇。
进一步地，所述阻燃剂为粉煤灰。
本发明还提供了一种改进型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
s1:在高温、0.1mpa条件下，将聚四氢呋喃醚二醇真空脱水1.5-2h；
s2：取脱水后适量的聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、有机蒙脱土和阻燃剂加入到装有机械搅拌、冷凝回流装置、温度计的四口烧瓶中，升温至70℃，抽真空，充入氮气保护，持续反应1.5-2h后,加入溶剂二甲基甲酰胺调节固含量为60wt％，以降低体系粘度，促使反应充分进行；
s3:待测定预聚体中异氰酸酯基质量分数稳定后，逐渐升温至100℃，加入扩链剂，剧烈搅拌反应2h,真空脱气，然后烘干得到热塑性聚氨酯弹性体，从而完成制备。
进一步地，所述高温为110-120℃。
进一步地，所述扩链剂为六氟双酚a或1,4-丁二醇。
进一步地，所述阻燃剂为粉煤灰。
本发明经过试验，发现利用六氟双酚a或1,4-丁二醇作为扩链剂极大地改善了热塑性聚氨酯的耐热性和耐候性，耐热性能和耐候性能优异，添加阻燃剂提高了热塑性聚氨酯的阻燃性能，有机蒙脱土加入热塑性聚氨酯具有既增强又增韧的作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例一：
一种改进型热塑性聚氨酯弹性体，包括按重量份组成的下列成分：所述异佛尔酮二异氰酸酯为80份、聚四氢呋喃醚二醇：20份、有机蒙脱土20份、粉煤灰1份和六氟双酚a5份。
制备方法采用以下步骤：
s1:在110-120℃、0.1mpa条件下，将聚四氢呋喃醚二醇真空脱水1.5-2h；
s2:取脱水后适量的聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、有机蒙脱土和粉煤灰加入到装有机械搅拌、冷凝回流装置、温度计的四口烧瓶中，升温至70℃，抽真空，充入氮气保护，持续反应1.5-2h后,加入溶剂二甲基甲酰胺调节固含量为60wt％，以降低体系粘度，促使反应充分进行；
s3:待测定预聚体中异氰酸酯基质量分数稳定后，逐渐升温至100℃，加入六氟双酚，剧烈搅拌反应2h,真空脱气，然后烘干得到热塑性聚氨酯弹性体，从而完成制备。
由于本发明制备的改进型热塑性聚氨酯弹性体采用扩链剂为六氟双酚a，即扩链剂含有氟，经过测试发现，详见下表1：耐热性和耐候性测试数据表。
本发明热塑性聚氨酯弹性体与纯热塑性聚氨酯相比，其耐热性和耐候性明显良好。从表中可以看出，时间从12h-48h周期各个节点内，本发明热塑性聚氨酯的耐候性和耐热性的模拟值均高于纯热塑性聚氨酯。
表1：耐热性和耐候性测试数据表
另外经测试发现，添加有机蒙脱土后极大地提高了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能，与此同时，添加粉煤灰阻燃剂，粉煤灰能够使热塑性聚氨酯弹性体复合材料的热释放速率、总热释放、炭渣质量、烟因子等参数均有显著降低，从而提高了发明热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性能。
实施例二：
一种改进型热塑性聚氨酯弹性体，包括按重量份组成的下列成分：所述异佛尔酮二异氰酸酯为85份、聚四氢呋喃醚二醇：30份、有机蒙脱土30份、粉煤灰10份和1,4-丁二醇8份。制备方法与上述实施例一相同。
由于本发明制备的改进型热塑性聚氨酯弹性体采用扩链剂为1,4-丁二醇，经过测试发现，详见下表2：耐热性和耐候性测试数据表。本发明热塑性聚氨酯弹性体与纯热塑性聚氨酯相比，其耐热性和耐候性明显良好。从表中可以看出，时间从12h-48h周期各个节点内，本发明热塑性聚氨酯的耐候性和耐热性的模拟值均高于纯热塑性聚氨酯。
表2：耐热性和耐候性测试数据表
另外经测试发现，添加有机蒙脱土后极大地提高了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能，与此同时，添加粉煤灰阻燃剂，粉煤灰能够使热塑性聚氨酯弹性体复合材料的热释放速率、总热释放、炭渣质量、烟因子等参数均有显著降低，从而提高了发明热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性能。
实施例三：
一种热塑性聚氨酯薄膜，包括按重量份组成的下列成分：所述异佛尔酮二异氰酸酯为83份、聚四氢呋喃醚二醇：25份、有机蒙脱土25份、粉煤灰5份和六氟双酚a6份。制备方法与上述实施例一相同。
由于本发明制备的改进型热塑性聚氨酯弹性体采用扩链剂为六氟双酚a，即扩链剂含有氟，经过测试发现，详见下表3：耐热性和耐候性测试数据表。本发明热塑性聚氨酯弹性体与纯热塑性聚氨酯相比，其耐热性和耐候性明显良好。从表中可以看出，时间从12h-48h周期各个节点内，本发明热塑性聚氨酯的耐候性和耐热性的模拟值均高于纯热塑性聚氨酯。
表3：耐热性和耐候性测试数据表
另外经测试发现，添加有机蒙脱土后极大地提高了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能，与此同时，添加粉煤灰阻燃剂，粉煤灰能够使热塑性聚氨酯弹性体复合材料的热释放速率、总热释放、炭渣质量、烟因子等参数均有显著降低，从而提高了发明热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。