一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，具体步骤为：分别将聚酯多元醇、异氰酸酯和扩链剂进行预热，温度分别达到80～100℃、40～60℃、60～90℃，然后将预热后的三种原料及催化剂、SBS、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和耐水解剂加入双螺杆挤出机，进行挤出反应，随后经水下切粒机造粒，在干燥机内真空后熟化6～10h，并在干燥塔内除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到高性能热塑性聚氨酯弹性体。本发明专利技术采用“一步法”合成制备的高性能热塑性聚氨酯弹性体，易于加工，具有较高的的柔顺性，可作为与人体直接接触的材料，如松紧带、肩带等产品。

Preparation of a High Performance Thermoplastic Polyurethane Elastomer

【技术实现步骤摘要】
一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
本专利技术涉及聚氨酯弹性体制备方法领域，具体涉及一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
技术介绍
聚氨酯弹性体(TPU)是一种介于一般橡胶与塑料之间的材料，其最大特点是在硬度范围内(邵氏A10度至邵氏D75度)保持较高的弹性(伸长率可达400％至1000％)，耐磨性卓越(约为天然橡胶的2-10倍)，有良好的机械强度、耐油性和耐臭氧性、低温性能也很出色。因此一经问世便迅速发展，其应用面便十分广泛。我国是聚氨酯最有潜力和希望的市场，聚氨酯弹性体也有了很大的发展。随着经济政策的贯彻，预计国民经济各部门对聚氨酯材料的需要日益迫切，聚氨酯弹性体各类产品的发展十分迅速，形成以民用为主，军民两用的新格局。制品品种、生产能力及产量都成倍增长，技术水平明显提高，应用部分也由国防、航天部门扩大到冶金、石油、采矿、汽车、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建材等众多工业部门。聚氨酯弹性体类的发展步入稳定增长阶段。高性能聚氨酯弹性体不仅具有一般聚氨酯弹性体的性能特性，还具有诸如抗水解性、低温挠曲性、抗微生物性和霉菌特性、高回弹性、电绝缘性，优良的低温力学机械性能、常温下固化成型性能等更高的性能特征，而这些更高的的性能特性，使得高性能弹性体在国民经济的更多领域，尤其是特殊领域有着很好的应用前景。但是现有的热塑性弹性体拉伸强度和柔韧性性能相对较差，逐渐不能满足日益增长的市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，用以解决现有技术中的热塑性聚氨酯弹性体性能较差的问题。本专利技术提供了一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，按质量百分比，包括如下组分：分别将聚酯多元醇、异氰酸酯和扩链剂进行预热，温度分别达到80～100℃、40～60℃、60～90℃，然后将预热后的三种原料及催化剂、SBS、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和耐水解剂加入双螺杆挤出机，在90～180℃，200～250rpm的转速下进行挤出反应，随后经水下切粒机造粒，在干燥机内真空后熟化6～10h，并在干燥塔内除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到高性能热塑性聚氨酯弹性体。进一步的，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000～6000。进一步的，所述异氰酸酯选自4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或任意两种的混合物。进一步的，所述的扩链剂为C4～C8的直链二醇、含苯环的对称二端羟基物、含苯环的非对称的二端羟基物中的一种或几种的混合物。进一步的，所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂1098、抗氧剂245中的一种或两种以上的混合物。进一步的，所述的润滑剂为酰胺类润滑剂。进一步的，所述的紫外吸收剂选用2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或胺类受阻酚。进一步的，所述的耐水解剂选用碳化二亚胺类。进一步的，所述的催化剂选自辛酸亚锡、二丁基二月桂酸锡、辛酸铅、二醋酸二正丁基锡中的一种或两种以上的混合物。采用上述本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术采用“一步法”合成制备的高性能热塑性聚氨酯弹性体，易于加工，具有较高的的柔顺性，可作为与人体直接接触的材料，如松紧带、肩带等，其具体原理如下：(1)SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，电性能优良，加工性能好，通过添加SBS到热塑性聚氨酯弹性体中，能有效改进最终产物的拉伸强度以及柔韧性；(2)通过添加水解稳定剂、防酶剂、紫外线吸收剂和抗氧剂进一步提升热塑性聚氨酯弹性体的综合性能；通过本专利技术方法获得的高性能热塑性聚氨酯弹性体可达到如下技术指标：硬度为80-90A；拉伸强度为35-40MPa；延伸率为550％-650％；磨耗为27-30mm3，分子量分布宽度(DMW)<2；数均分子量(Mn)为50000-80000。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，按质量百分比计，包括如下组分：制备工艺：将聚酯多元醇在80～100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40～60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60～90℃热水浴熔融后投入储罐C，根据配方表将SBS和辛酸亚锡投入储罐A和聚酯多元醇搅拌均匀备用，设定双螺杆挤出机温度90～180℃，螺杆转速200～250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，根据R值和硬段含量设计配方，按照配方表将三个储罐的原料经过计量泵计量，在浇注口进行初步混合，再进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂经过喂料机加入双螺杆挤出机，经过水下切粒机造粒后，在温度为90～120℃，压力为-0.09MPa～-0.1MPa的干燥机内熟化6h，收集生产出的TPU在90～120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例2一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，按质量百分比计，包括如下组分：制备工艺：将聚酯多元醇在80～100℃热水浴中熔融后投入储罐A，将甲苯二异氰酸酯在40～60℃热水浴中熔融后投入储罐B，将1，4-丁二醇在60～90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定螺杆挤出机温度90～180℃，螺杆转速200～250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，根据R值和硬段含量设计配方，根据配方表将三个储罐的原料经过计量泵计量，投入浇注口，同时加入SBS和辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂经过喂料机加入双螺杆挤出机，经过水下切粒机造粒后，在温度为90～120℃，压力为-0.09MPa～-0.1MPa的干燥机后熟化8h，收集生产出的TPU在90～120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例3一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，按质量百分比计，包括如下组分：制备工艺：将聚酯多元醇在80～100℃热水浴中熔融后投入储罐A，将异佛尔酮二异氰酸酯在40～60℃热水浴中熔融后投入储罐B，将1，4-丁二醇在60～90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90～180℃，螺杆转速200～250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，根据R值和硬段含量设计配方，根据配方表将三个储罐的原料经过计量泵准确计量，投入浇注口，同时加入辛酸亚锡进行初步混合，再进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂经过喂料机加入双螺杆挤出机，经过水下切粒机造粒后，在温度为90～120℃，压力为-0.09MPa～-0.1MPa的干燥机后熟化10h，收集生产出的TPU在90～120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。实施例4一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，按质量百分比计，包括如下组分：制备工艺：将聚酯多元醇在80～100℃热水浴中熔融后投入储罐A，将六亚甲基二异氰酸酯在40～60℃热水浴中熔融后投入储罐B，将1，4-丁二醇在60～90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90～180℃，螺杆转速200～250rpm，开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：按质量百分比，包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：按质量百分比，包括如下组分：分别将聚酯多元醇、异氰酸酯和扩链剂进行预热，温度分别达到80～100℃、40～60℃、60～90℃，然后将预热后的三种原料及催化剂、SBS、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂和耐水解剂加入双螺杆挤出机，在90～180℃，200～250rpm的转速下进行挤出反应，随后经水下切粒机造粒，在干燥机内真空后熟化6～10h，并在干燥塔内除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到高性能热塑性聚氨酯弹性体。2.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的数均分子量为1000～6000。3.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述异氰酸酯选自4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或任意两种的混合物。4.根据权利要求1所述的一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓春艳，周述明，汪泽恒，余鹏飞，杨向宏，
申请(专利权)人：苏州奥斯汀新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32