一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法与流程

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体组合物，具体涉及一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。

背景技术：

1、热塑性聚氨酯弹性体组合物具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好，广泛应用于国防、医疗、食品等行业，热塑性聚氨酯弹性体组合物在一定的温度下被加工成各种形状，并具有出色的可塑性和加工性能。

2、目前，专利号为cn202111454134.7的发明专利公开了一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述弹性体组合物通过如下原料制备：含有端官能团化合物m，8～30wt％，优选10.0～24.0wt％；热塑性聚酯n，50～80wt％，优选53～74.7wt％；多异氰酸酯z，10～40wt％，优选15.3～25.3wt％；以弹性体组合物总质量计；其中，所述m为具有如下通式的一种或多种化合物：其中，基团a1、a2和a3位于w的一端，基团a4、a5和a6位于w的另一端，基团a1、a2、a3、a4、a5、a6为氢原子、羟基、氨基、巯基中的一种或多种，且两端分别有1个基团不为氢原子，w为含有环状的分子结构，优选苯环、联苯、芴、萘和含氧杂环中的一种或多种，其制备过程无需外聚酯多元醇，方便施行、节约资源，但该组合物不具备阻燃和抗氧化的效果，组合物的耐用性较差，且预聚体的粘度较高，与扩链剂反应不完全，制备的组合物不能具备良好的力学性能，没有添加填料，成本较高。

3、因此，针对上述成本较高和不具备良好的力学性能的问题，亟需得到解决，以改善组合物的使用场景。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，该组合物及其制备方法旨在解决现有技术下不具备阻燃和抗氧化的效果，且预聚体的粘度较高，制备的组合物不能具备良好的力学性能和成本较高的技术问题。

3、(2)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，该组合物包括如下重量份的组分：低聚合度多元醇40～60份、多异氰酸酯50～70份、扩链剂1～3份、催化剂0.5～2份、填料3～5份、水解稳定剂1.5～3份和助剂0.5～2份。

5、进一步地，所述低聚合度多元醇为聚酯多元醇、聚已内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的任意一种，所述多异氰酸酯采用芳香族类异氰酸酯。

6、进一步地，所述扩链剂为1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇和1,6-乙二醇中的任意一种，所述催化剂为2-甲基吡啶，所述填料为陶瓷微珠、滑石粉、碳化硅、玻璃微珠、碳酸钙、碳纤维和炭黑中的任意一种或多种。

7、进一步地，所述助剂包括阻燃剂、增塑剂、稳定剂和抗氧剂，阻燃剂、增塑剂、稳定剂和抗氧剂的质量比为1：0.8：1：0.5。

8、一种热塑性聚氨酯弹性体组合物制备方法，其包括如上述所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其步骤如下：

9、步骤一：将低聚合度多元醇置于反应釜中并开始加热，升温速率为10～30℃/min，待其完全熔化后搅拌，设定脱水参数，脱水1.5～2小时，冷却至60℃后，然后加入填料、水解稳定剂、助剂和多异氰酸酯，在80℃下反应1.5小时，然后再脱气至无气泡，降温至室温后，密封保存备用，得到的预聚物为a组分；

10、步骤二：将低聚合度多元醇和扩链剂加入反应釜内混合均匀并加热，设定加热温度，加热至预设温度后设定脱水参数，真空脱水处理2小时，然后加入催化剂，设定搅拌速度和时间，充分搅拌均匀后，得到b组分，取出备用；

11、步骤三：调节a组分的温度为60～70℃、b组分的温度为25～35℃，将a组分和b组分充分搅拌均匀，得到组合物。

12、进一步地，所述步骤一和步骤二中脱水参数为温度100～200℃、真空度0.096mpa。

13、进一步地，所述步骤二中设定的加热温度为100～120℃，搅拌速度200～400r/min、时间10～20分钟。

14、进一步地，所述步骤三中a组分和b组分的质量比为1：1。

15、(3)有益效果

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的组合物及其制备方法利用填料的添加，可以提高组合物的硬度，且降低产品的成本，且通过助剂的使用，起到阻燃、提高柔性、阻缓材料变质和氧化的目的，进一步提高组合物的耐用性，通过水解稳定剂的使用，降低预聚体的粘度，使其与扩链剂可以反应完全，在扩链反应中放热很低，控制起来也很容易，因此制得的聚氨酯分子链段排列很规整，组合物具备良好的力学性能。

技术特征：

1.一种热塑性聚氨酯弹性体组合物；其特征在于，该组合物包括如下重量份的组分：低聚合度多元醇40～60份、多异氰酸酯50～70份、扩链剂1～3份、催化剂0.5～2份、填料3～5份、水解稳定剂1.5～3份和助剂0.5～2份。

2.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述低聚合度多元醇为聚酯多元醇、聚已内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的任意一种，所述多异氰酸酯采用芳香族类异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述扩链剂为1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇和1,6-乙二醇中的任意一种，所述催化剂为2-甲基吡啶，所述填料为陶瓷微珠、滑石粉、碳化硅、玻璃微珠、碳酸钙、碳纤维和炭黑中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述助剂包括阻燃剂、增塑剂、稳定剂和抗氧剂，阻燃剂、增塑剂、稳定剂和抗氧剂的质量比为1：0.8：1：0.5。

5.一种热塑性聚氨酯弹性体组合物制备方法，其特征在于包括根据权利要求1-4所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中脱水参数为温度100～200℃、真空度0.096mpa。

7.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物制备方法，其特征在于，所述步骤二中设定的加热温度为100～120℃，搅拌速度200～400r/min、时间10～20分钟。

8.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物制备方法，其特征在于，所述步骤三中a组分和b组分的质量比为1：1。

技术总结
本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，涉及热塑性聚氨酯弹性体组合物技术领域，该组合物及其制备方法旨在解决现有技术下不具备阻燃和抗氧化的效果，且预聚体的粘度较高，制备的组合物不能具备良好的力学性能和成本较高的技术问题，该组合物包括如下重量份的组分：低聚合度多元醇40～60份、多异氰酸酯50～70份、扩链剂1～3份、催化剂0.5～2份、填料3～5份、水解稳定剂1.5～3份和助剂0.5～2份，该组合物及其制备方法利用填料的添加，可以提高组合物的硬度，且降低产品的成本，且通过助剂的使用，起到阻燃、提高柔性、阻缓材料变质和氧化的目的，降低预聚体的粘度，在扩链反应中放热很低，组合物具备良好的力学性能。

技术研发人员：林建业,朱登军,杨永绍,林斌,吕伟伟,林慧贞
受保护的技术使用者：莆田市泰达塑胶有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8