一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法，弹性体的原料包括如下组分：大分子多元醇25‑80份；有机硅油或液态硅橡胶0‑60份；二异氰酸酯10‑50份；扩链剂小分子二元醇3‑20份；助剂0.1‑3份；所述大分子多元醇为分子量介于1000‑4000g/mol的无硅多元醇以及被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇；所述小分子二元醇小分子二元醇是指10个碳以下的小分子二元醇。本发明专利技术的热塑性有机硅聚氨酯弹性体具有如下优异的性能参数：硬度Shore A40‑D80；拉伸强度≥5MPa；手感爽滑；耐灰尘等脏污；耐液体渗透；对皮肤无刺激；对PC、ABS、TPU等包胶效果好，180°剥离强度>25N/25mm。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法
本专利技术涉及一种热塑性聚氨酯弹性体，尤其涉及一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法，属于高分子材料

技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(以下简称TPU)，是由大分子二元醇、二异氰酸酯和小分子二元醇或二元胺聚合而成的线性高分子材料。TPU是一种嵌段共聚物，由大分子二元醇形成软段，由二异氰酸酯和小分子二元醇反应形成硬段，软段和硬段交替的分子结构形成微相区并产生微观相分离；此外由于大量极性基团的存在，TPU的分子内和分子间可以形成氢键而产生物理交联点，因而在变形时，高分子链之间也不会发生滑动，而呈现弹性，而当加热时，交联点熔融后高分子链活动，便发生流动。TPU独特的结构特点使其兼具有塑料的加工工艺性能和橡胶的物理机械性能。TPU可溶可熔，不仅具有硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、低温柔韧性好等优良性能；而且通过调整原料及其配比可以大幅度的改变产品性能及用途。广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面。但是TPU亲肤性较差，耐脏污、耐渗透能力不足；而硅橡胶产品具有较优异的亲肤性，光稳定性，耐脏耐渗透，但是其力学强度尤其是拉伸强度和撕裂强度较差。因此存在如下需求，提供一种亲肤性良好，力学强度优良的热塑性聚氨酯弹性体，特别是提供高抗张强度和撕裂强度、无致敏性、耐黄变、加工性能好可重复加工使用的，同时保证生产工艺比较简单高效且便于自动化生产，并能广泛应用于智能穿戴设备、医疗、工业包胶、皮革等对手感和耐脏污性能要求较高领域的一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体。
技术实现思路
本专利技术针对现有TPU材料在亲肤性、耐脏污、耐渗透能力方面存在的不足以及硅橡胶在力学强度方面存在的不足，提供一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，所述弹性体的原料包括如下组分：大分子多元醇25-80份；有机硅油或液态硅橡胶0-60份；二异氰酸酯10-50份；扩链剂小分子二元醇3-20份；助剂0.1-3份；其中，所述大分子多元醇为分子量介于1000-4000g/mol的无硅多元醇、被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇中的一种；所述小分子二元醇是指含有10个以下碳原子的二元醇。进一步，所述大分子多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羟基聚烯烃多元醇中的一种或多种的复配，以及上述的聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羟基聚烯烃多元醇被有机硅通过共聚或接枝改性的聚合物中的一种。进一步，所述的有机硅油为含醇羟基的有机硅油，其中醇羟基的官能团数为1-3个。进一步，所述的液态硅橡胶为工业化的室温固化硅橡胶，固化时间大于60分钟。进一步，所述的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多种的复配。进一步，所述的小分子二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-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、氢醌-双(β-羟乙基)醚中的一种或多种的复配。进一步，所述的助剂是指抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、催化剂和抗静电剂中的一种或多种。本专利技术的有益效果是：本专利技术的热塑性有机硅聚氨酯弹性体具有如下优异的性能参数：硬度ShoreA40-D80；拉伸强度≥5MPa；手感爽滑；耐灰尘等脏污；耐液体渗透；对皮肤无刺激；对PC、ABS、TPU等包胶效果好，180°剥离强度>25N/25mm。本专利技术还要求保护上述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体在穿戴设备、医疗、工业包胶、电子注塑、皮革领域的应用。本专利技术还提供了上述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：1)将称量好的助剂加入到大分子多元醇中，搅拌使助剂完全溶解；2)后将步骤1)中所得的大分子多元醇与计量份的小分子多元醇、液体状态的二异氰酸酯以及液体状态的有机硅油或液态硅橡胶加入到双螺杆挤出机中，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，步骤2)中所述双螺杆挤出机的温度设定为120-250℃，造粒水温控制在5-70℃，步骤3)中所述干燥的干燥温度控制在50-90℃，干燥时间控制在0.5-4h。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1：一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其原料组成如下：分子量2000g/mol的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，57份；两端由PEG封端的有机硅油，羟值为38mgKOH/g，15份；二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，23份；1,4-丁二醇，总体系中R＝nNCO/nOH＝1.01，15份；抗氧剂1010，0.6份；光稳定剂622，0.5份，3280.8份；润滑剂EBO，0.3份，硅酮粉0.2份。上述热塑性有机硅聚氨酯弹性体的制备方法如下：1)将称量好的抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入到聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)中，加热至100℃搅拌2小时使助剂彻底溶解；2)后将加热的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇、45-50℃的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、60-120℃的有机硅油按计量份数加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度控制为120-250℃，模头排出的聚合物经水下切割造粒制得椭圆形粒料，水的温度控制为20-30℃；3)将步骤2)所得的粒料置于50℃下干燥2小时，后包装。实施例2：一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其原料组成如下：分子量1800g/mol的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，59份；两端由PEG封端的有机硅油，羟值为55mgKOH/g，30份；二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，32份；1,4-丁二醇，总体系中R＝nNCO/nOH＝1.01，20份；抗氧剂1010，0.2份，1076，0.3份；光稳定剂770，1.0份，P0.5份；润滑剂EBS，0.5份，油酸酰胺0.5份。上述热塑性有机硅聚氨酯弹性体的制备方法如下：1)将称量好的抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入到聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)中，加热至100℃搅拌2小时使助剂彻底溶解；2)后将加热的聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇、45-50℃的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、60-120℃的有机硅油按计量份数加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度控制为120-250℃，模头排出的聚合物经水下切割造粒制得圆形粒料，水的温度控制为30-40℃；3)将步骤2)所得的粒料置于60℃下干燥1.5小时，后包装。实施例3：一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其原料组成如下：分子量2500g/mol的聚氧化乙烯二醇(PEG)，45份；两端由PEG封端的有机硅油，羟值为40mgKOH/g，30份；甲苯二异氰酸酯(TDI)，50份；1,3-丙二醇，总体系中R＝nNCO/nOH＝1.01，10份；抗氧剂1010，0.2份，1076，0.2份，1098，0.2份；光稳定剂770，1.5份，P0.5份；润滑剂芥酸酰胺，0.6份，硬脂酸酰胺0.6份。上述热塑性有机硅聚氨酯弹性体的制备方法如下：1)将称量好的抗氧剂、光稳定剂、润滑剂加入到聚氧化乙烯二醇(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述弹性体的原料包括如下组分：大分子多元醇25‑80份；有机硅油或液态硅橡胶0‑60份；二异氰酸酯10‑50份；扩链剂小分子二元醇3‑20份；助剂0.1‑3份；其中，所述大分子多元醇为分子量介于1000‑4000g/mo l的无硅多元醇、被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇中的一种；所述的小分子二元醇是指含有10个以下碳原子的二元醇。

【技术特征摘要】
1.一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述弹性体的原料包括如下组分：大分子多元醇25-80份；有机硅油或液态硅橡胶0-60份；二异氰酸酯10-50份；扩链剂小分子二元醇3-20份；助剂0.1-3份；其中，所述大分子多元醇为分子量介于1000-4000g/mol的无硅多元醇、被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇中的一种；所述的小分子二元醇是指含有10个以下碳原子的二元醇。2.根据权利要求1所述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述大分子多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多远醇、聚碳酸酯多元醇、端羟基聚烯烃多元醇中的一种或多种的复配，以及上述的聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羟基聚烯烃多元醇被有机硅通过共聚或接枝改性的聚合物中的一种。3.根据权利要求1所述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的有机硅油为含醇羟基的有机硅油，其中醇羟基的官能团数为1-3个。4.根据权利要求1所述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的液态硅橡胶为工业化的室温固化硅橡胶，固化时间大于60分钟。5.根据权利要求1所述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的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多种的复配。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黑龙，宋红玮，刘德富，张生，王仁鸿，
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