一种工程级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术是有关于一种工程级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，该聚氨酯弹性体包括小分子二元醇20-40份；二异氰酸酯60-80份；抗氧剂0.1-2份；光稳定剂0.1-2份，润滑剂0.1-2份,以上所述均指重量份数。该制备方法为：首先将抗氧化剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，充分搅拌，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到工程级热塑性聚氨酯颗粒。采用本发明专利技术制备的热塑性聚氨酯弹性体的硬度高,透光率好,弯曲强度高，韧性好且具有良好的耐热性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯弹性体的制备领域，特别是涉及一种工程级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
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、优良的耐磨性和良好的耐油性。但是常规TPU的硬度范围一般在60ShoreA-65ShoreD。采用传统的配方体系及工艺方法制备时，当热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的硬度再继续提高时其往往表现出低温脆性，无法满足正常的使用需求。因此，提供一种韧性较好的高硬度的工程级热塑性聚氨酯弹性体，特别是可以提供高弯曲强度、高透明、高耐热性能、加工性能好且韧性较好、生产工艺简单的工程级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，成为业界急需解决的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，使其既有较高的硬度，又具有较好的韧性和耐热性，而且生产方法简单，便于自动化生产。为解决上述问题，本专利技术提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体,包括小分子二元醇20-40份；二异氰酸酯60-80份；抗氧剂0.1-2份；光稳定剂0.1-2份，润滑剂0.1-2份,以上所述均指重量份数。进一步的，所述的小分子二元醇为22-38份；二异氰酸酯为68-78份；抗氧剂为0.2-2份；光稳定剂为0.5-2份，润滑剂为0.3-2份。进一步的，所述的小分子二元醇为乙二醇、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几种。进一步的，所述的小分子二元醇为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、三乙二醇中的一种或几种。进一步的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。进一步的，所述抗氧剂为巴斯夫的和中的一种或几种。进一步的，所述光稳定剂为巴斯夫的和中的一种或几种。进一步的，所述润滑剂为E蜡、PE蜡、OP蜡、S蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺和硬脂酸酰胺中的一种或几种。本专利技术还提供该工程热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：首先将抗氧化剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，充分搅拌，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到工程级热塑性聚氨酯颗粒；其中，双螺杆挤出机的温度设定为120-250℃，造粒水温控制在60-90℃，干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30min-2h。本专利技术制备得到的工程级热塑性聚氨酯弹性体的硬度为81ShoreD-85ShoreD，透光率为80％-95％，弯曲强度为100MPa-150MPa，悬臂梁缺口冲击强度(-40℃)为50J/m-100J/m，维卡软化点为85-145℃。采用本专利技术制备的热塑性聚氨酯弹性体的硬度高,透光率好,弯曲强度高，韧性好且具有良好的耐热性，可适用于多种聚氨酯产品，大大提高了热塑性聚氨酯弹性体的应用范围。采用本专利技术制备方法制备的工程级热塑性聚氨酯弹性体可用于制备手机外壳、汽车油杯、导线轮和光学部件等，可以通过注塑、挤出和压延等常规加工工艺制备各种产品。具体实施方式实施例1本专利技术提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，通过一步法双螺杆挤出工艺制备：首先将抗氧剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，在110℃下充分搅拌2h，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量加入到双螺杆挤出机中，从模头排出的聚合物通过水下切粒切成椭圆形粒料。其中所述小分子二元醇为1,6-己二醇，添加量为32份；所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，添加量为68份；所述抗氧剂为巴斯夫的添加量为0.3份；所述光稳定剂为巴斯夫的添加量为0.5份；所述润滑剂为E蜡，添加量为0.3份。将工程级TPU成品干燥后通过注塑机注塑出性能测试样条，然后于100℃熟化16h后冷却至室温测试其产品性能。实施例2本专利技术提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，通过一步法双螺杆挤出工艺制备：将抗氧剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，在110℃下充分搅拌2h，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量加入到双螺杆挤出机中，从模头排出的聚合物通过水下切粒切成椭圆形粒料。其中所述小分子二元醇为1,4-丁二醇和1,6-己二醇的混合物，添加量均为14份；所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，添加量为72份；所述抗氧剂为巴斯夫的和添加量均为0.2份；所述光稳定剂为巴斯夫的和添加量分别为1.5份和0.5份；所述润滑剂为E蜡和油酸酰胺，添加量分别为0.7份和0.5份。将工程级TPU成品干燥后通过注塑机注塑出性能测试样条，然后于100℃熟化16h后冷却至室温测试其产品性能。实施例3本专利技术提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，通过一步法双螺杆挤出工艺制备：将抗氧剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，在110℃下充分搅拌2h，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量加入到双螺杆挤出机中，从模头排出的聚合物通过水下切粒切成椭圆形粒料。所述小分子二元醇为1,4-环己烷二甲醇，添加量为22份；所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，添加量为78份；所述抗氧剂为巴斯夫的和添加量分别为1.6份和0.4份；所述光稳定剂为巴斯夫的和添加量分别为0.5份和0.4份；所述润滑剂为E蜡和PE蜡，添加量分别为0.3份和0.5份。将工程级TPU成品干燥后通过注塑机注塑出性能测试样条，然后于100℃熟化16h后冷却至室温测试其产品性能。实施例4本专利技术提供一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，通过一步法双螺杆挤出工艺制备：将抗氧剂、光稳定剂和润滑剂加入到小分子二元醇中，在110℃下充分搅拌2h，然后将小分子二元醇和二异氰酸酯计量加入到双螺杆挤出机中，从模头排出的聚合物通过水下切粒切成椭圆形粒料。所述小分子二元醇为1,4-环己烷二甲醇和1,6-己二醇的混合物，添加量分别为22份和6份；所述二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯，添加量为72份；所述抗氧剂为巴斯夫的和添加量分别为0.4份和0.6份；所述光稳定剂为巴斯夫的和添加量分别为0.5份和0.8份；所述润滑剂为油酸酰胺和PE蜡，添加量分别为0.1份和0.5份。将工程级TPU成品干燥后通过注塑机注塑出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，包括小分子二元醇20‑40份；二异氰酸酯60‑80份；抗氧剂0.1‑2份；光稳定剂0.1‑2份，润滑剂0.1‑2份,以上所述均指重量份数。

【技术特征摘要】
1.一种工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，包括小分子二元醇
20-40份；二异氰酸酯60-80份；抗氧剂0.1-2份；光稳定剂0.1-2份，
润滑剂0.1-2份,以上所述均指重量份数。
2.根据权利要求1所述的工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，
所述的小分子二元醇为22-38份；二异氰酸酯为68-78份；抗氧剂为0.2-2
份；光稳定剂为0.5-2份，润滑剂为0.3-2份。
3.根据权利要求1所述的工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，
所述的小分子二元醇为乙二醇、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几种。
4.根据权利要求3所述的工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，
所述的小分子二元醇为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、三
乙二醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的工程级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲
烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：战振生，张生，刘建文，王仁鸿，宋红玮，
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