一种原位增容制备TPU合金材料的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，在制备过程中通过引入双活性物质，实现了TPU材料与其它材料如聚烯烃、TPE或聚酰胺的化学键连接，提高了材料间的相容性，制备的合金材料既具有TPU材料优良的力学性能、耐磨性能、耐化学性能、耐高低温性能、易加工性能等各方面的性能，同时也提高了与其它材料的结合性能，扩大了TPU的应用范围。

Process for preparing TPU alloy material by in situ compatibilization

The invention relates to a process for the preparation of in situ Compatibilization of TPU alloy material, in the preparation process by double active material introduction, implementation of TPU materials and other materials such as chemical bonding polyolefin, TPE or polyamide connection, improves the compatibility between materials and alloy materials prepared with various performance properties, wear resistance, chemical resistance, low temperature performance, high performance and easy processing TPU good material, but also improve the performance of combined with other materials, expand the application range of TPU.

【技术实现步骤摘要】
一种原位增容制备TPU合金材料的工艺
本专利技术涉及一种TPU材料及其制备工艺，尤其涉及一种TPU合金材料及其制备工艺，属于高分子材料

技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化，化学结构上没有或很少有化学交联的聚氨酯，在宽广的硬度范围内具有高强度、高模量、较好的弹性、优良的耐磨性和良好的耐油性。由于TPU在弹性、耐磨性等方面的优异表现通常可以用于改善其它材料的性能。但热塑性聚氨酯弹性体(TPU)与聚丙烯(PP)、SEBS、EVA、乙烯-辛烯共聚物(POE)等进行改性时存在相容性差的问题，需要使用相容剂，一般的方法是先合成TPU，将改性材料接枝上相容剂，如SEBS-g-MAH，EVA-g-MAH，POE-g-MAH等，然后将改性材料、TPU在高速混合机中混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出后进行造粒。由于相容剂中接枝率一般很低，且为物理相容，一般需要较大量的相容剂才能取得比较好的效果，同时对生产工艺和设备要求较高。
技术实现思路
本专利技术针对现有TPU改性材料的制备工艺存在的不足，提供一种原位增容制备TPU合金材料的工艺。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)将100重量份的TPU原料经预混后加入到双螺杆挤出机的进料口，将5-95重量份的合金组分和0.1-10重量份的双活性物质通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中，二者无先后顺序，0.1-5重量份的助剂加入到TPU原料中或合金组分与双活性物质的混合物中，其中，所述合金组分为聚烯烃材料、具有反应活性的热塑性高分子材料中的一种，所述双活性物质为既含有能与TPU原料反应的基团又含有能与所述合金组分反应的基团的物质，所述助剂包括引发剂；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为50-250℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。进一步，所述的双活性物质为含有酸酐基团、羧基-COOH、羟基-OH、氨基-NH或-NH2、异氰酸酯基-NCO、环氧基团中的一种或多种的化合物。进一步，所述的双活性物质为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸酰胺、烯丙基聚乙二醇、氨基酸、环氧树脂中的一种。进一步，所述具有反应活性的热塑性高分子材料是指聚酰胺、ABS树脂、TPE、聚丙烯酸酯中的一种。进一步，所述的聚烯烃材料为SEBS、SBS、PP、PE、EVA、POE、EPDM中的一种。进一步，所述的TPU原料包括聚合物多元醇、扩链剂和异氰酸酯。进一步，所述的聚合物多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯二醇中的一种或多种的复配，所述的扩链剂为含12个以下碳原子的小分子二元醇或二元胺类。进一步，所述的扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、一缩二丙二醇中的一种或多种的复配；所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯H12MDI、异弗尔酮二异氰酸酯IPDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI中的一种或多种的复配。进一步，所述的助剂还包括抗氧剂、润滑剂和耐UV助剂。进一步，步骤2)中所述螺杆挤出机的转速控制为80-400rpm，降温区温度控制为90-110℃。本专利技术的有益效果是：1)TPU与合金材料之间通过双活性物质的化学键连接，从根本上解决了TPU与合金材料的相容性问题，使得产品既具有TPU优良的力学性能、耐磨性能、耐化学性能、耐高低温性能、易加工性能等各方面的性能，也能提高与其他材料的结合性能，并能够提高最终制品的性能。2)TPU的合成、双活性组分的原位增容过程、TPU与合金材料的混合过程，均在双螺杆反应挤出过程中一步实现，简化了生产工艺流程。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1：一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，包括如下步骤：1)将分子量为2000g/mol的聚酯多元醇68份、BDO6份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI26份置于反应釜内预混合，后加入到双螺杆挤出机的进料口，将95份SEBS(岳阳石化的YH-503T)、MAH(马来酸酐)10份和引发剂DCP(过氧化二异丙苯)0.1份通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为140-200℃，降温区温度为90-110℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。本实施例所制备的TPU改性材料，其硬度为75A，拉伸强度为10.2MPa，DIN磨耗为55mm3，落球回弹为55％。实施例2：一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，包括如下步骤：1)将0.3份的1010、0.2份的1076、0.5份的B900、0.3份的E蜡、0.2份的油酸酰胺加入到分子量为1500g/mol的聚酯多元醇55份、BDO7份、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI38份置于反应釜内预混合，后加入到双螺杆挤出机的进料口，将75份SEBS(科腾的G1650)、MAH(马来酸酐)5份和引发剂DCP(过氧化二异丙苯)0.2份通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为50-250℃，降温区温度为90-110℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。本实施例所制备的TPU改性材料，其硬度为82A，拉伸强度为9.9MPa，DIN磨耗为43mm3，落球回弹为50％。实施例3：一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，包括如下步骤：1)将0.3份的1010、0.1份的1076、0.7份的B900、0.2份的硬脂酸酰胺、0.4份的EBS加入到70重量份的分子量为1800g/mol的聚醚多元醇中，后与BDO5份、甲苯二异氰酸酯TDI25份置于反应釜内预混合，后加入到双螺杆挤出机的进料口，将65份EVA(三井化学的150Y)、丙烯酸0.1份和引发剂DCP(过氧化二异丙苯)0.1份通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为140-180℃，降温区温度为90-110℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。本实施例所制备的TPU改性材料，其硬度为81A，拉伸强度为12.9MPa，DIN磨耗为66mm3，落球回弹为53.9％。实施例4：一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，包括如下步骤：1)将0.35份的1010、0.2份的1098、0.2份的770、0.4份的2020、0.4份的油酸酰胺、0.1份的硬脂酸酰胺加入到45重量份的分子量为1000g/mol的聚醚多元醇中，后与BDO8份、甲苯二异氰酸酯TDI47份置于反应釜内预混合，后加入到双螺杆挤出机的进料口，将34份POE(Dow化学的8130)、丙烯酸酰胺0.5份和引发剂DCP(过氧化二异丙苯)0.15份通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为140-170℃，降温区温度为90-110℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。本实施例所制备的TPU改性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)将100重量份的TPU原料经预混后加入到双螺杆挤出机的进料口，将5‑95重量份的合金组分和0.1‑10重量份的双活性物质通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中，二者无先后顺序，0.1‑5重量份的助剂加入到TPU原料中或合金组分与双活性物质的混合物中，其中，所述合金组分为聚烯烃材料、具有反应活性的热塑性高分子材料中的一种，所述双活性物质为既含有能与TPU原料反应的基团又含有能与所述合金组分反应的基团的物质，所述助剂包括引发剂；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为50‑250℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。

【技术特征摘要】
1.一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)将100重量份的TPU原料经预混后加入到双螺杆挤出机的进料口，将5-95重量份的合金组分和0.1-10重量份的双活性物质通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中，二者无先后顺序，0.1-5重量份的助剂加入到TPU原料中或合金组分与双活性物质的混合物中，其中，所述合金组分为聚烯烃材料、具有反应活性的热塑性高分子材料中的一种，所述双活性物质为既含有能与TPU原料反应的基团又含有能与所述合金组分反应的基团的物质，所述助剂包括引发剂；2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为50-250℃，挤出后的物料经水下切割造粒；3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的双活性物质为含有酸酐基团、羧基-COOH、羟基-OH、氨基-NH或-NH2、异氰酸酯基-NCO、环氧基团中的一种或多种的化合物。3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述的双活性物质为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸酰胺、烯丙基聚乙二醇、氨基酸、环氧树脂中的一种。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述具有反应活性的热塑性高分子材料是指聚酰胺、ABS树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：战振生，宋红玮，赵庆波，张生，任光雷，
申请(专利权)人：美瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37