一种热塑性聚氨酯弹性体和聚氨酯预聚体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料领域及其生产领域，具体的是一种热塑性聚氨酯弹性体和聚氨酯预聚体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]热塑性聚氨酯弹性体(又称为TPU，以下简称TPU)新材料被称为“划时代的新型高分子材料”，是当前世界六大具有发展前途的合成材料之一。TPU硬度高且富有弹性，具有良好的耐油性、耐臭氧性和优异的低温性能，广泛应用于轻工、纺织、车辆、土木建筑、机电、船舶和航空等领域。但是由于其耐热性差，易燃，并且在高温下容易发生软化、分解，使机械性能急剧下降，这大大限制了它的应用范围。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体和聚氨酯预聚体材料及其制备方法，在保证所得产品综合性能不下降的前提下，提高热塑性聚氨酯弹性体的耐热性和热塑性聚氨酯预聚体材料的力学性能及抗老化性。
[0004]为解决以上技术问题，本发明技术方案是:
一种热塑性聚氨酯预聚体材料，按质量份数计包括以下组分:1，4-环己烷二异氰酸酯15-25份、丁晴橡胶10-15份、催化剂5-8份、硬脂酸锌2_7份、聚酯多元醇12-22份、聚碳酸酯20-35份。
[0005]进一步地，所述催化剂为安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮和苯甲酰甲酸甲酯中一种或多种。
[0006]进一步地，所述聚酯多元醇为壬二酸与乙二醇、甘油缩聚制得，分子量为5000-7000 ο
[0007]所述热塑性聚氨酯预聚体材料的制备方法，包括如下步骤:
1)准备:按配方称量各原料组分；
2 )预处理:将上述原料加入混合器，在100-120 °C真空脱水30-50min，再降温至80-90。。；；
3)反应:把步骤2)中产物栗送入一级反应器中，5-10°C /h的速度升温至95-100°C下反应1-3.5h，再送入二级反应器中升温至105-110°C下反应2-3h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料。
[0008]—种热塑性聚氨酯弹性体，包括A和B两部分，A部分为按质量份数计1，4-环己烷二异氰酸酯15-25份、丁晴橡胶10-15份、催化剂5-8份、硬脂酸锌2-7份、聚酯多元醇12-22份、聚碳酸酯20-35份反应制得的热塑性聚氨酯预聚体材料；B部分为聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物。
[0009]进一步地，所述聚四氢呋喃和聚苯乙烯的分子量均为3000-5000。
[0010]进一步地，所述聚四氢呋喃和聚苯乙烯的质量比为1:1-2。
[0011]所述热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤:
1)称取A部分各原料组分；
2)将A部分原料加入混合器，在100-120°C真空脱水30-50min，再降温至80_90°C；；
3)把步骤2)中产物栗送入一级反应器中，5-10°C/h的速度升温至95-100°C下反应1-3.5h，再送入二级反应器中升温至105-110°C下反应2-3h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料；
4)将B部分原料在混合器中80-90°C下搅拌混合均匀；
5)将A部分制得热塑性聚氨酯预聚体材料和B部分混合物按照质量比1:2的比例放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得热塑性聚氨酯弹性体。
[0012]本发明有益效果:本发明制得热塑性聚氨酯预聚体材料具有优异的力学性能，抗老化性，制得的聚氨酯弹性体的耐热性能好、机械性能高，其使用温度可以达到95°C以上，制备热塑性聚氨酯弹性体和热塑性聚氨酯预聚体材料的方法简单，操作性强。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
称取1，4-环己烷二异氰酸酯15份、丁晴橡胶10份、催化剂5份、硬脂酸锌2份、聚酯多元醇12份、聚碳酸酯20份，将这些原料加入混合器中，在100°C真空脱水30min，再降温至80°C ;然后栗送入一级反应器中，5°C /h的速度升温至95°C下反应lh，再送入二级反应器中升温至105°C下反应2h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料；
实施例2
称取1，4-环己烷二异氰酸酯20份、丁晴橡胶12份、催化剂7份、硬脂酸锌5份、聚酯多元醇18份、聚碳酸酯27份，将这些原料加入混合器中，在110°C真空脱水40min，再降温至85°C ;然后栗送入一级反应器中，8°C /h的速度升温至97°C下反应2h，再送入二级反应器中升温至107°C下反应2.5h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料；
实施例3
称取1，4-环己烷二异氰酸酯25份、丁晴橡胶15份、催化剂8份、硬脂酸锌7份、聚酯多元醇22份、聚碳酸酯35份，将这些原料加入混合器中，在120°C真空脱水50min，再降温至90°C ;然后栗送入一级反应器中，10°C /h的速度升温至100°C下反应3.5h，再送入二级反应器中升温至110°C下反应3h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料；
实施例4
按照实施例1中方法制得热塑性聚氨酯预聚体材料，B部分聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物在混合器中80°C下搅拌混合均匀，将热塑性聚氨酯预聚体材料与B部分混合物按照质量比1:1的比例放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得热塑性聚氨酯弹性体。
[0014]实施例5
按照实施例2中方法制得热塑性聚氨酯预聚体材料，B部分聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物在混合器中85°C下搅拌混合均匀，将热塑性聚氨酯预聚体材料与B部分混合物按照质量比1:1.5的比例放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得热塑性聚氨酯弹性体。
[0015]实施例6 按照实施例1中方法制得热塑性聚氨酯预聚体材料，B部分聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物在混合器中90°C下搅拌混合均匀，将热塑性聚氨酯预聚体材料与B部分混合物按照质量比1:2的比例放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得热塑性聚氨酯弹性体。
[0016]尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
【主权项】
1.一种热塑性聚氨酯预聚体材料，其特征在于:按质量份数计包括以下组分:1，4-环己烷二异氰酸酯15-25份、丁晴橡胶10-15份、催化剂5-8份、硬脂酸锌2_7份、聚酯多元醇12-22份、聚碳酸酯20-35份。2.根据权利要求1所述热塑性聚氨酯预聚体材料，其特征在于:所述催化剂为安息香双甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮和苯甲酰甲酸甲酯中一种或多种。3.根据权利要求1所述热塑性聚氨酯预聚体材料，其特征在于:所述聚酯多元醇为壬二酸与乙二醇、甘油缩聚制得，分子量为5000-7000。4.如权利要求1-3所述热塑性聚氨酯预聚体材料的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)准备:按配方称量各原料组分； 2 )预处理:将上述原料加入混合器，在100-120 °C真空脱水30-50min，再降温至80-90。。；； 3)反应:把步骤2)中产物栗送入一级反应器中，5-10°C /h的速度升温至95-100°C下反应1-3.5h，再送入二级反应器中升温至105-110°C下反应2-3h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料。5.一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于:包括A和B两部分，所述A部分为按质量份数计1，4-环己烷二异氰酸酯15-25份、丁晴橡胶10-15份、催化剂5-8份、硬脂酸锌2_7份、聚酯多元醇12-22份、聚碳酸酯20-35份反应制得的热塑性聚氨酯预聚体材料；所述B部分为聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物。6.根据权利要求5所述热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于:所述聚四氢呋喃和聚苯乙烯的分子量均为3000-5000。7.根据权利要求5所述热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于:所述聚四氢呋喃和聚苯乙烯的质量比为1:1-2。8.如权利要求5-7任一所述热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤: 1)称取A部分各原料组分； 2)将A部分原料加入混合器，在100-120°C真空脱水30-50min，再降温至80_90°C；； 3)把步骤2)中产物栗送入一级反应器中，5-10°C/h的速度升温至95-100°C下反应1-3.5h，再送入二级反应器中升温至105-110°C下反应2-3h，制得热塑性聚氨酯预聚体材料； 4)将B部分原料在混合器中80-90°C下搅拌混合均匀； 5)将A部分制得热塑性聚氨酯预聚体材料和B部分混合物按照质量比1:2的比例放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得热塑性聚氨酯弹性体。
【专利摘要】本发明涉及高分子材料领域及其生产领域，具体的是一种热塑性聚氨酯弹性体和聚氨酯预聚体材料及其制备方法，所述热塑性聚氨酯预聚体材料，按质量份数计包括以下组分：1,4-环己烷二异氰酸酯15-25份、丁晴橡胶10-15份、催化剂5-8份、硬脂酸锌2-7份、聚酯多元醇12-22份、聚碳酸酯20-35份。所述热塑性聚氨酯弹性体由热塑性聚氨酯预聚体材料和聚四氢呋喃、聚苯乙烯的混合物挤出造粒制得。本发明制得热塑性聚氨酯预聚体材料具有优异的力学性能，抗老化性，制得的聚氨酯弹性体的耐热性能好、机械性能高，其使用温度可以达到95℃以上，制备热塑性聚氨酯弹性体和热塑性聚氨酯预聚体材料的方法简单，操作性强。
【IPC分类】C08G18/48, C08G18/12, C08K5/098, C08G18/62, C08G18/75, C08G18/42, C08G18/69, C08G18/44
【公开号】CN105384908
【申请号】CN201510774552
【发明人】刘华昆
【申请人】成都多力多新材料有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月13日