聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的聚氨酯弹性体材料，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体10～100份、混炼型聚氨酯弹性体5～50份、硫化体系0.2～4份、促进剂0.2～4份、抗氧剂0.01～2份、防老剂0.01～2份、稳定剂0.01～2份和抗水解剂0.01～2份。该聚氨酯弹性体材料是以热塑性聚氨酯弹性体为连续相，以混炼型聚氨酯弹性体为分散相的、综合性能优异的动态硫化热塑性聚氨酯弹性体材料。

Polyurethane elastomer material and its preparation method and Application

The invention belongs to the technical field of polymer materials and relates to a polyurethane elastomer material and a preparation method and application thereof. The polyurethane elastomer material provided by the invention is mainly prepared from the following weight components: thermoplastic polyurethane elastomer 10-100 phr, mixed polyurethane elastomer 5-50 phr, curing system 0.2-4 phr, accelerator 0.2-4 phr, antioxidant 0.01-2 phr, antioxidant 0.01-2 phr, stabilizer 0.01-2 phr and antihydrolytic agent 0.01-2 phr. 2 copies. The polyurethane elastomer material is a dynamically vulcanized thermoplastic polyurethane elastomer material with excellent comprehensive properties, in which the thermoplastic polyurethane elastomer is the continuous phase and the mixed polyurethane elastomer is the dispersed phase.

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团(NH－CO－O－)的一类弹性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物，其具有耐磨性好、硬度范围宽、强度高、伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐低温性能和耐油耐候性能优异等优点。根据加工方法的不同，聚氨酯弹性体一般可分为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、浇注型聚氨酯弹性体(CPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU)。TPV是ThermoplasticVulcanizate的简称，中文名称为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶；TPV一般是指热塑性树脂与橡胶共混时，橡胶相在交联剂作用下发生化学交联硫化，并借助强烈的机械剪切作用，被剪切破碎成大量微米级交联橡胶颗粒，分散在热塑性树脂中的一类复合材料。TPV常温下的物理性能和功能类似于热固性橡胶，在高温下表现为热塑性塑料的特性，可以快速经济和方便地加工成型。TPV具有硫化橡胶的耐热性能和低压缩变形性能，但又不需要专门的硫化工艺。目前已出现多种性能俱佳的TPV材料。目前使用最为广泛的TPV材料以PP类热塑性树脂为连续相和EPDM三元乙丙橡胶为分散相的复合材料。现有技术中，动态硫化TPV材料存在加工性能差，成型加工困难，影响材料性能等缺陷；另外，目前对于热塑性聚氨酯弹性体材料的改性或者其复合材料的应用研究较多，但是目前的研究仅仅是针对某一方面的功能应用，研究范围有限。截至目前，对于动态硫化热塑性聚氨酯弹性体材料(TPUV)的相关研究尚未见报道。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种以热塑性聚氨酯弹性体为连续相，以混炼型聚氨酯弹性体为分散相的、综合性能优异的动态硫化热塑性聚氨酯弹性体材料。本专利技术的第二目的在于提供一种聚氨酯弹性体材料的制备方法，该方法工艺流程简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低，适于工业化生产。本专利技术的第三目的在于提供一种包含上述聚氨酯弹性体材料的电缆、轮胎、输送带、鞋具或寝具，因而这些产品至少具有与上述聚氨酯弹性体材料相同的优点。本专利技术的第四目的在于提供一种聚氨酯弹性体材料的应用，该聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，可加工性好，可裁控性强，弹性好，因而能够应用在电缆、轮胎、输送带、鞋具或寝具等产品中。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种聚氨酯弹性体材料，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体10～100份、混炼型聚氨酯弹性体5～50份、硫化体系0.2～4份、促进剂0.2～4份、抗氧剂0.01～2份、防老剂0.01～2份、稳定剂0.01～2份和抗水解剂0.01～2份。作为进一步优选技术方案，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体20～80份、混炼型聚氨酯弹性体10～40份、硫化体系0.5～2份、促进剂0.5～2份、抗氧剂0.02～1份、防老剂0.02～1份、稳定剂0.02～1份和抗水解剂0.02～1份。作为进一步优选技术方案，所述热塑性聚氨酯弹性体包括聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和/或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。作为进一步优选技术方案，所述混炼型聚氨酯弹性体包括聚酯混炼型聚氨酯弹性体和/或聚醚混炼型聚氨酯弹性体。作为进一步优选技术方案，所述硫化体系包括如下重量份数的组分：硬脂酸0.1～2份、硬脂酸锌0.5～4份、沉淀白炭黑5～40份、硅烷偶联剂0.5～3份、古马隆树脂1～10份、硫化剂1～6份、活性剂0.5～4份、促进剂MBT0.5～4份、促进剂MBTS0.5～4份和抗氧剂0～3份；优选地，所述硫化体系包括如下重量份数的组分：硬脂酸0.2～1.8份、硬脂酸锌0.8～3份、沉淀白炭黑6～35份、硅烷偶联剂0.8～2.5份、古马隆树脂2～8份、硫化剂2～5份、活性剂0.8～3.5份、促进剂MBT0.8～3.5份、促进剂MBTS0.8～3.5份和抗氧剂0.1～2.5份。作为进一步优选技术方案，所述促进剂包括促进剂M、促进剂DM、促进剂NA和促进剂CZ中的至少一种；优选地，所述抗氧剂包括四[亚甲基－3，3’，5－(二叔丁基－4－羟基－苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N，N’－双[[3－(3，5)－二叔丁基－4羟基苯基]丙酰基]己二胺、三[2，4－二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二亚磷酸季戊四醇硬脂醇酯和β－(3，5－二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种；优选地，所述防老剂包括N－苯基－α－苯胺、N－苯基－β－萘胺、N－苯基－N’－环己基对苯二胺和N，N’－二苯基－对苯二胺中的至少一种；优选地，所述稳定剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑硬酯酰胺和硅酮粉中的至少一种；优选地，所述抗水解剂包括碳化二亚胺、双碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种以上所述的聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：将配方量的各原料放入密炼机中进行密炼，得到混合物料；将所述混合物料在螺杆机中挤出，造粒，即得所述聚氨酯弹性体材料。作为进一步优选技术方案，螺杆机的转速为100～600转/分；密炼和/或挤出的温度为100～200℃。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种包含以上所述的聚氨酯弹性体材料的电缆、轮胎、输送带、鞋具或寝具。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种以上所述的聚氨酯弹性体材料在制备电缆、轮胎、输送带、鞋具或寝具中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术以热塑性聚氨酯弹性体为连续相，以混炼型聚氨酯弹性体为分散相，同时添加了合适且适量的硫化体系、促进剂等其他组分，制备得到了综合性能优异的动态硫化热塑性聚氨酯弹性体材料；并且，制得的聚氨酯弹性体材料具有可裁控性强，两相的相容性好，加工性能好，易于加工成型，弹性好等优点。2、本专利技术采用合适且适量的热塑性聚氨酯弹性体、混炼型聚氨酯弹性体、硫化体系、促进剂、抗氧剂、防老剂、稳定剂和抗水解剂，通过上述原料的协同配合作用，能够赋予该聚氨酯弹性体材料良好的加工性能，分散均匀性，以及优异的力学性能、可裁控性、弹性、耐老化、耐水解等性能，延长了其使用寿命，使其具有优异的综合性能；同时，本专利技术原料来源广，成本低廉，绿色环保，对环境无污染，能够降低聚氨酯弹性体材料的综合成本，拓宽了其应用范围。3、本专利技术的制备方法，工艺简单，制备过程易于操作，实际应用价值高，环境友好，生产效率高，且制得的产品质量稳定，适合工业化大规模生产。4、本专利技术的电缆、轮胎、输送带、鞋具或寝具包含上述聚氨酯弹性体材料，因而这些产品至少具有与上述聚氨酯弹性体材料相同的优点。具体实施方式下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。第一方面，在至少一个实施例中提供一种聚氨酯弹性体材料，主要由以下重量份的原料制得：热塑性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯弹性体材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体10～100份、混炼型聚氨酯弹性体5～50份、硫化体系0.2～4份、促进剂0.2～4份、抗氧剂0.01～2份、防老剂0.01～2份、稳定剂0.01～2份和抗水解剂0.01～2份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性体材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体10～100份、混炼型聚氨酯弹性体5～50份、硫化体系0.2～4份、促进剂0.2～4份、抗氧剂0.01～2份、防老剂0.01～2份、稳定剂0.01～2份和抗水解剂0.01～2份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯弹性体20～80份、混炼型聚氨酯弹性体10～40份、硫化体系0.5～2份、促进剂0.5～2份、抗氧剂0.02～1份、防老剂0.02～1份、稳定剂0.02～1份和抗水解剂0.02～1份。3.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体包括聚酯型热塑性聚氨酯弹性体和/或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。4.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述混炼型聚氨酯弹性体包括聚酯混炼型聚氨酯弹性体和/或聚醚混炼型聚氨酯弹性体。5.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述硫化体系包括如下重量份数的组分：硬脂酸0.1～2份、硬脂酸锌0.5～4份、沉淀白炭黑5～40份、硅烷偶联剂0.5～3份、古马隆树脂1～10份、硫化剂1～6份、活性剂0.5～4份、促进剂MBT0.5～4份、促进剂MBTS0.5～4份和抗氧剂0～3份；优选地，所述硫化体系包括如下重量份数的组分：硬脂酸0.2～1.8份、硬脂酸锌0.8～3份、沉淀白炭黑6～35份、硅烷偶联剂0.8～2.5份、古马隆树脂2～8份、硫化剂2～5份、活性剂0.8～3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，
申请(专利权)人：广州顺力聚氨酯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44