一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法技术

本发明专利技术的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，按重量份数计，热塑性聚氨酯弹性体组合物主要由100份热塑性聚氨酯聚合物和1～30份长链烷基苯并咪唑组成；其中，长链烷基苯并咪唑的结构式为：

A thermoplastic polyurethane elastomer composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯弹性体
，涉及一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。
技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性链段和刚性链段组成，在低温下具有橡胶弹性，升高温度时又能塑化成型的高分子合成材料。TPU具有较高的力学强度、优异的耐磨性和良好的加工性，被广泛应用于各种线缆护套。然而，TPU分子链极性较强，分子间作用力大，硬段可以结晶，因此其加工温度窗口窄，加工过程中微小温度变化会导致产品质量产生很大变化，而一些对外观要求较高的产品往往因此而变得难以商业化生产。通过化学交联或引入基团破坏TPU的结晶是拓宽TPU加工温度窗口的重要手段。专利申请CN105229049A公开了在TPU合成过程中加入具有短分子链结构的链终止剂，可以破坏分子链的规整性来抑制TPU的结晶，从而拓宽加工窗口，但是，该专利中只给出了TPU的熔点变化的数值而没有关于加工窗口拓宽的具体体现，且这种改性方式比较复杂，具体体现在：链终止剂反应过程难以控制，会导致实际生产过程中TPU的分子量和分子量分布存在差异。专利申请CN109265972A将TPU与高密度聚乙烯、过氧化物硫化剂和助硫化剂乙烯基八聚笼型倍半硅氧烷等形成组合物，使TPU在线缆挤出加工中引发交联，从而实现拓宽TPU的挤出加工窗口宽度最高至±20℃，但在这种方法中，添加了较多增塑剂用以溶解过氧化物硫化剂，在后续应用时增塑剂可能会产生析出影响制品外观。因此，研究一种制备方法简单，加工温度窗口宽且应用性能良好的热塑性聚氨酯弹性体材料非常重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，目的是解决现有技术中热塑性聚氨酯弹性体挤出加工窗口较窄的技术问题，具体是通过在热塑性聚氨酯聚合物中共混入长链烷基苯并咪唑，从而延缓TPU熔体在升温状态下分子链的滑移和在降温状态下的排列结晶，从而提高了材料的熔体强度，拓宽了挤出加工窗口；且制得的热塑性聚氨酯弹性体组合物中，抑制了各组分向制品表面析出，产品外观不受影响，各项性能保持良好；采用螺杆挤出机挤出的方法，工艺简单。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，按重量份数计，主要由100份热塑性聚氨酯聚合物和1～30份长链烷基苯并咪唑组成；所述长链烷基苯并咪唑的结构式为：其中，n＝12，分子链短会导致容易析出，分子量太大会产生增塑效应，引起组合物机械性能下降。如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述热塑性聚氨酯弹性体组合物的挤出加工窗口宽度≥±20℃。如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述热塑性聚氨酯弹性体组合物还含有抗氧剂和润滑剂；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂，如德国巴斯夫公司的抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626，美国科聚亚公司的抗氧剂20、抗氧剂1315、抗氧剂330、抗氧剂627、抗氧剂628、抗氧剂DPDP等；所述润滑剂为酰胺蜡和/或褐煤蜡，如德国科莱恩公司的WAXE、WAXC等。如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，按重量份数计，抗氧剂为0.1～2份，润滑剂为0.1～2份；如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述热塑性聚氨酯聚合物为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；所述热塑性聚氨酯聚合物的数均分子量为55000～105000道尔顿；所述热塑性聚氨酯聚合物的硬度范围在邵氏75～98A。如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述聚酯型热塑性聚氨酯弹性体由一种或多种聚酯型热塑性聚氨酯弹性体组成；所述聚醚型热塑性聚氨酯弹性体由一种或多种聚醚型热塑性聚氨酯弹性体组成；所述聚酯或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体主要由线性聚酯或聚醚二元醇、有机二异氰酸酯和扩链剂制备得到；所述线性聚酯或聚醚二元醇的数均分子量均为500～5000道尔顿；当所述线性聚酯或聚醚二元醇的数均分子量为1000-2000道尔顿达到的效果更好；如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述线性聚酯二元醇为小分子二元羧酸和小分子二元醇的缩聚反应产物，本专利技术中所用的缩聚反应方法和工艺为常规方法和工艺；所述线性聚酯二元醇还可以为由碳酸酯和二元醇反应制备的聚碳酸酯二元醇；所述线性聚酯二元醇还可以为由各种脂肪族内酯的缩聚反应产物与二元醇的反应产物，如聚己内酯与二元醇的反应产物；所述小分子二元羧酸为碳原子数为4～8的脂肪族的、脂环族的或芳香族的二元羧酸；所述小分子二元羧酸的碳原子数还可以为4～12；所述小分子二元羧酸为丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二双酸、间苯二酸、对苯二酸和环己烷二羧酸中的一种以上；还可以是所述小分子二元羧酸的衍生物，如酸酐或羧酸酯；所述小分子二元醇为碳原子数为2～6的脂肪族二元醇和/或芳香族二元醇；所述小分子二元醇的碳原子数还可以为2～12；所述小分子二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇，1,4-环己烷二甲醇，1,10-癸二醇和1,12-十二双醇中的一种以上；所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二元醇；所述聚醚二元醇还可以是在含有活泼氢化合物作为起始剂和催化剂存在下由环氧化合物开环聚合制得的；其中，环氧化合物的碳原子数为2-6，如通过环氧乙烷与乙二醇反应形成的聚乙二醇、通过环氧丙烷与丙二醇反应而形成的聚丙二醇、通过环氧丙烷和环氧乙烷与丙二醇反应而形成的聚(丙二醇-乙二醇)或通过四氢呋喃开环聚合反应而形成的聚四氢呋喃醚二醇；所述聚醚二元醇还可以为共聚聚醚，包括四氢呋喃与环氧乙烷的共聚反应产物、四氢呋喃与环氧丙烷的共聚反应产物；如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述有机二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯的一种以上；优选为芳香族二异氰酸酯，如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯(TODI)、亚苯基-1,4-二异氰酸酯(PPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)中的一种以上；其中，MDI、XDI、PPDI和NDI作为优选；MDI的效果最好；脂肪族/脂环族二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己基-二异氰酸酯(CHDI)中的一种以上。所述的扩链剂为碳原子数为2～6的烷二醇；如乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇和新戊二醇中的一种以上；其中，优选为1,4-丁二醇。所述聚酯或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的制备过程中还加入催化剂，所述催化剂为金属的有机酸盐或无机酸盐，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征是：按重量份数计，主要由100份热塑性聚氨酯聚合物和1～30份长链烷基苯并咪唑组成；/n所述长链烷基苯并咪唑的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征是：按重量份数计，主要由100份热塑性聚氨酯聚合物和1～30份长链烷基苯并咪唑组成；
所述长链烷基苯并咪唑的结构式为：



其中，n＝12。


2.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体组合物的挤出加工窗口宽度≥±20℃。


3.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体组合物还含有抗氧剂和润滑剂；
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂；
所述润滑剂为酰胺蜡和/或褐煤蜡。


4.根据权利要求3所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，按重量份数计，抗氧剂为0.1～2份，润滑剂为0.1～2份。


5.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性聚氨酯聚合物为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；
所述热塑性聚氨酯聚合物的数均分子量为55000～105000道尔顿；
所述热塑性聚氨酯聚合物的硬度范围在邵氏75～98A。


6.根据权利要求5所述的一种热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述聚酯型热塑性聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：管祎嗣，
申请(专利权)人：浙江益弹新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33