一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体的制备原料包括以下组分：异氰酸酯60‑80重量份、含羟基的全氟烷基磷酸酯20‑30重量份、聚醚多元醇30‑40重量份、六烷氧基硅烷偶联剂5‑10重量份、玻璃纤维10‑20重量份、扩链剂1‑3重量份、催化剂1‑3重量份、抗氧化剂1‑2重量份。本发明专利技术提供的热塑性聚氨酯弹性体具有耐磨防污性能好、机械加工性能好等优点，并且制备工艺简单易于实施。

A wear-resistant and antifouling thermoplastic polyurethane elastomer and its preparation method

The invention discloses a wear-resistant and pollution-resistant thermoplastic polyurethane elastomer and a preparation method thereof. The raw materials for the preparation of the thermoplastic polyurethane elastomer include the following components: isocyanate 60 80 weight parts, perfluoroalkyl phosphate 20 30 weight parts containing hydroxyl groups, polyether polyol 30 40 weight parts, hexamethoxysilane coupling agent 5 10 weight parts, glass fiber 10 20 weight parts. Quantity, chain extender 1 3 weight, catalyst 1 3 weight, antioxidant 1 2 weight. The thermoplastic polyurethane elastomer provided by the invention has the advantages of good wear resistance, anti-fouling performance and good machinability, and the preparation process is simple and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种耐磨防污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分子呈线性，分子间很少有交联，玻璃化温度低，因此具有高强度、高弹性和优良的耐磨、耐低温等性能，广泛应用在皮革涂料、纺织印染、制造业、建筑材料、胶粘剂等领域。虽然热塑性聚氨酯弹性体具有优异的性能，但也存在某些局限，例如，防污性能不好，耐磨性能欠佳有待提高，从而限制其使用范围。因此，开发耐磨性好、防污性能好的热塑性聚氨酯弹性体是本领域研究的热点。CN107778430A公开了一种具有防污功能的可生物降解的TPU薄膜及其制备方法，所述具有防污功能的可生物降解的TPU薄膜的制备原料包括以下必要组分：异腈酸脂50-60重量份、聚酯多元醇40-60重量份、聚乙二醇10-30重量份、异噻唑啉酮化合物3-10重量份、金属吡啶硫铜类化合物1-5重量份、羟基封端的聚硅氧烷3-8重量份、纳米银5-8重量份、扩链剂1-4重量份、催化剂1-3重量份。本专利技术提供的TPU薄膜具有良好的防污功能，并且可生物降解，但是其耐磨性能有待提高。CN106436331A公开了一种耐磨防污无溶剂聚氨酯汽车革的制备方法：(1)在离型纸表面均匀涂敷面层浆料，干燥制得面层皮膜；(2)在面层皮膜上均匀涂敷发泡层浆料，干燥至涂层保留一定的粘结性；(3)将涂层与合成革基布贴合，干燥熟化后剥离离型纸获得干法半成品；(4)在干法半成品的正面涂敷防污层，干燥固化制得成品。本专利技术产品兼具环保型和功能性，生产工艺过程无溶剂残留，耐磨性能高，去污性能优，但是其制备工艺复杂。CN106854412A公开了一种耐磨防污双组份聚氨酯涂料及其制备方法，所述耐磨防污双组份聚氨酯涂料的制备原料包括以下必要成分：聚氧化丙烯二醇70-80重量份、六亚甲基二异腈酸脂140-150重量份、山梨醇4-6重量份、乙醇胺2-4重量份、丙烯酸酯7-9重量份、一缩二丙二醇二苯甲酸酯5-6重量份、过氧化叔戊酸叔丁基酯2-3重量份、环烷酸钴1-2重量份、聚丙二醇12-14重量份等。本专利技术具有较好的成膜特性，并改善了涂料的耐磨防污性能，但是其耐磨性能仍有待提高。因此，开发耐磨防污，制备工艺简单的热塑性聚氨酯弹性体膜仍是本领域研究的热点。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体膜及其制备方法，所述耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体膜具有耐磨防污等优点，并且其制备过程简单易行便于实施。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其制备原料包括以下组分：本专利技术提供的耐磨防污性能的热塑性聚氨酯弹性体的制备原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯和扩链剂，三者共同作用可以形成热塑性聚氨酯弹性体；将含羟基的全氟烷基磷酸酯链段引入聚氨酯结构中，增强聚氨酯的疏水疏油性能，增强防污性能，提高材料的阻燃性能；六烷氧基硅烷偶联剂这种两端各具有3个烷氧基的硅烷偶联剂，相比与一般的偶联剂，该偶联剂可以提供更多的反应位点，可以更好的抓住无机组分能够更好地将无机组分与有机成分进行牢固结合，增强聚氨酯弹性体的稳定性；玻璃纤维有助于增强材料的耐磨性以及机械强度。在本专利技术中，所述异腈酸脂的重量份为60-80重量份，例如60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份等。在本专利技术中，所述异腈酸脂为异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，优选异佛尔酮二异氰酸酯。在本专利技术中，所述含羟基的全氟烷基磷酸酯的重量份为20-30重量份，例如20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份等。本专利技术中将全氟烷基磷酸酯链段引入聚氨酯结构中，可增强聚氨酯的疏水疏油性能和防污性能，并且能提高材料的阻燃性能。在本专利技术中，所述聚醚多元醇的重量份为30-40重量份，例如30重量份、32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份等。在本专利技术中，所述聚醚多元醇的重均分子量为1000-5000，例如1000、2000、3000、4000、5000等。本专利技术中聚醚多元醇、异氰酸酯和扩链剂三者共同作用按照一定的摩尔比形成热塑性聚氨酯弹性体，当其中一个反应物量少时，会影响产物的聚合度，从而影响材料的性能；当其中一个大大过量时，不会影响最终产物的聚合度和性能，但是会造成一定的原料浪费。在本专利技术中，所述六烷氧基硅烷偶联剂的重量份为5-10重量份，例如5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份等。本专利技术中六烷氧基硅烷偶联剂这种两端各具有3个烷氧基的硅烷偶联剂，相比与一般的偶联剂，该偶联剂可以提供更多的反应位点，可以更好的抓住无机组分能够更好地将无机组分与有机成分进行牢固结合，增强聚氨酯弹性体的稳定性。在本专利技术中，所述玻璃纤维的重量份为10-20重量份，例如10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份等。本专利技术中玻璃纤维有助于增强材料的耐磨性以及机械强度。在本专利技术中，所述扩链剂的重量份为1-3重量份，例如1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.8重量份、3重量份等。在本专利技术中，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合，优选1,4-丁二醇。在本专利技术中，所述催化剂的重量份为1-3重量份，例如1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.8重量份、3重量份等。在本专利技术中，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或月硅酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合，优选辛酸亚锡。在本专利技术中，所述抗氧化剂的重量份为1-3重量份，例如1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份等。在本专利技术中，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物，优选抗氧剂1010和/或抗氧剂1076。另一方面，本专利技术提供了如上所述的耐低温热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将异氰酸酯、含羟基的全氟烷基磷酸酯、聚醚多元醇、扩链剂、催化剂和抗氧化剂混合，在搅拌条件下，真空脱水，而后在120-140℃(例如120℃、123℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、138℃或140℃)反应3-8h(例如3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h)；(2)将步骤(1)的产物与玻璃纤维、六烷氧基硅烷偶联剂混合，混炼，得到所述耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体。在本专利技术中，步骤(1)所述搅拌的速率为70-90r/min，例如70r/min、72r/min、75r/min、78r/min、80r/min、82r/min、85r/min、88r/min、90r/min等；在本专利技术中，步骤(1)所述搅拌的时间为1-3小时，例如1h、1.3h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h、3h等。在本专利技术中，步骤(1)所述真空脱水时的压力为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体包括如下重量份的组分：

【技术特征摘要】
1.一种耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体包括如下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，优选异佛尔酮二异氰酸酯。3.根据权利要求1或2所述的耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚醚多元醇的重均分子量为1000-5000。4.根据权利要求1-3中任一项所述的耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、乙二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,5-戊二醇中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁锡或月硅酸二丁锡中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的耐磨防污热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建雄，王一良，
申请(专利权)人：东莞市吉鑫高分子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44