一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种TPU接枝‑OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法，所述发泡材料组分按重量份计包括：TPU 70～85份，改性OBC 10～30份，发泡剂0.5～6份，抗氧化剂0.2～10份，稳定剂0.3～8份，匀泡剂0.2～5份。所述改性OBC为以乙烯‑辛烯嵌段共聚物为基体材料，极性接枝改性剂为接枝单体，过氧化二异丙苯为引发剂，经熔融接枝反应制得；各组分按重量份计为：OBC 92～97份，极性接枝改性剂2～8份，过氧化二异丙苯0.2～0.6份。本发明专利技术制备方法步骤简单，工艺过程易于控制，经改性OBC接枝后的TPU泡沫材料性能优异，其强度、弹性及耐低温性能得到显著提高，且成本较低，具有极高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法。
技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联，氢键对其形态起到强化作用，因此其具有高强度、优良的耐磨性、耐化学品及耐霉菌性等出众的性能，被广泛应用于鞋材、服装、汽车、建筑、国防等诸多领域。其中，在与人们生活息息相关的鞋材领域，随着阿迪达斯boost系列运动鞋的持续火爆，TPU发泡材料在鞋底制造领域被越来越广泛的应用，其相对传统的EVA发泡具有密度低、质量轻、回弹性能好、压缩永久形变率低及环保等优点。随着TPU行业的快速发展，其应用范围的不断扩大，人们对TPU的使用性能要求也越来越高，与之相关的新技术、新产品及新用途也不断涌现。特别在对TPU增韧增弹耐低温改性中，Dow化学公司研发生产的乙烯－辛烯嵌段共聚物(OBC)由于分子链中“硬”、“软”段交替排列，且长度可变和加工成型性能优良，耐磨损性能和耐高、低温压缩变形性能增强，其潜在的应用前景较为广阔。然而OBC是一种非极性共聚物，其与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)等共混时，由于在分子结构、溶解度参数、极性等方面存在差异，相容性差，难以得到性能优良的改性材料。为了得到性能优异的OBC改性材料，进一步拓宽OBC的应用领域，对OBC进行熔融接枝改性，将极性基团引入OBC中，制备OBC接枝共聚物，改善其与TPU等的相容性。目前，有关OBC接枝共聚物的方法报道较少，因此研究开发OBC接枝共聚物在提高增韧改性材料OBC与热塑性聚氨酯弹性体的相容性，具有重要科学意义和应用价值。
技术实现思路
针对上述存在的问题及为了实现上述的目的，本专利技术提出一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料的制备方法，通过将极性基团接枝OBC，提高增韧改性材料OBC与热塑性聚氨酯弹性体的相容性，解决现有聚氨酯弹性体强度、弹性及耐低温性能有待提高的技术问题。具体技术方案如下：一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其组分按重量份计包括：TPU70～85份，改性OBC10～30份，发泡剂0.5～6份，抗氧化剂0.2～10份，稳定剂0.3～8份，匀泡剂0.2～5份；其中，所述TPU为聚醚型TPU，所述改性OBC为以乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)为基体材料，极性接枝改性剂为接枝单体，过氧化二异丙苯为引发剂，经熔融接枝反应制得；且所述改性OBC各组分按重量份计为：OBC92～97份，极性接枝改性剂2～8份，过氧化二异丙苯0.2～0.6份。前述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，所述改性OBC的制备方法为：按上述重量份称取乙烯-辛烯嵌段共聚物为基体材料，极性接枝改性剂为接枝单体，过氧化二异丙苯为引发剂，并将所有材料于搅拌机中低速搅拌混合成改性混合料；将该改性混合料置于双螺杆挤出机中，控制机筒温度进行熔融接枝反应，然后挤出切粒得极性试剂接枝改性OBC颗粒料即为改性OBC。优选的，所述低速搅拌混合的搅拌速度控制为75rpm，温度控制为35℃，搅拌时间为6mim。优选的，所述改性OBC熔融接枝反应，其机筒温度Ⅰ区至Ⅷ区分别控制为150℃、153℃、158℃、162℃、162℃、162℃、162℃、160℃；反应型双螺杆挤出机的转速控制为110～130r/min。优选的，所述极性接枝改性剂为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐中的一种或几种组成。优选的，所述聚醚型TPU为四氢呋喃聚醚型TPU，其分子中的NCO活性基团摩尔系数为0.95至1.05；另外聚氨酯热塑弹性体(TPU)的硬度要求为70邵氏A至85邵氏D，70℃以下测量的压缩变定值小于30％，并且在0℃和130℃下测量的E模量之比小于2，优选小于1.6，最优选小于1.5。前述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，小苏打、碳酸钙、可膨胀微球中的一种或几种组成；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP中的一种或几种组成；所述稳定剂为硬脂酸、氧化锌、氧化镁中的一种或几种组成；所述匀泡剂为聚硅烷一氧化烯烃嵌段共聚物硅油。前述TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料制备方法，其包括的步骤如下：1)制备改性OBC：按上述方法制备改性OBC；2)制备TPU接枝-OBC粒料：按上述重量份称取TPU和改性OBC加入高速混合机中搅拌混合，获得OBC/TPU混合料；将获得的OBC/TPU混合料，置于同向双螺杆挤出机中熔融后挤出造粒，获得TPU接枝-OBC粒料；3)制备TPU母粒：将制备的TPU接枝-OBC粒料与发泡剂、抗氧化剂、稳定剂及匀泡剂置于同向双螺杆挤出机中熔融后挤出造粒，获得TPU母粒。4)制备TPU接枝-OBC改性发泡材料：将制备的TPU母粒置于注射成型机的加热料筒中熔融，然后注入到模具内，得到发泡制品，即为TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料。作为优选的技术方案的，步骤2)中，所述高速搅拌速度控制为500～1000r/min，搅拌温度为50～90℃，搅拌时间8～20min。作为优选的技术方案的，步骤2)所述制备TPU接枝-OBC粒料，同向双螺杆挤出机机筒Ⅰ区至Ⅴ区温度分别控制为167、175、186、195、198℃，模头的温度控制为190～200℃。作为优选的技术方案的，步骤3)中，所述发泡剂、抗氧化剂和稳定剂分别与TPU接枝-OBC粒料混合，经密炼机、开炼机混炼后挤出机挤出分别得到发泡剂母粒、抗氧化剂母粒和稳定剂母粒，其三者混合后再加入匀泡剂混合形成TPU母粒。作为优选的技术方案的，步骤4)中，所述制备TPU接枝-OBC发泡材料，注射成型机的机筒温度控制为190～200℃，保压时间为20s。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备方法步骤简单、工艺过程易于控制；通过熔融接枝法，选择极性试剂对OBC进行接枝改性，通过改性试剂中极性较高的基团与极性体系中的基团发生反应，改善非极性体系与极性体系的相容性。在制备发泡料时，先制备改性OBC，提高OBC与TPU的相容性；为了更好的将添加剂分散到TPU聚合物中，防止因加工过程中的高温等外部条件引起的降解等问题，在注射发泡之前将发泡剂、抗氧化剂和稳定剂分别与TPU接枝-OBC粒料混合制成发泡剂母粒、抗氧化剂母粒和稳定剂母粒，再加入匀泡剂进行注射发泡。经本专利技术制得的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料性能优异，与纯TPU相比，本专利技术所制备的改性TPU断裂伸长率增加50～60％，冲击回弹性提高30～40％，具有更高的强度、弹性及耐低温性能，并且本专利技术发泡材料制备成本较低，具有极高的应用价值，可广泛应用于鞋材、密封件等的制造。附图说明图1为本专利技术TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料的制备流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于，其组分按重量份计包括：TPU 70～85份，改性OBC 10～30份，发泡剂0.5～6份，抗氧化剂0.2～10份，稳定剂0.3～8份，匀泡剂0.2～5份；/n其中，所述TPU为聚醚型TPU；所述改性OBC为以OBC为基体材料，极性接枝改性剂为接枝单体，过氧化二异丙苯为引发剂，经熔融接枝反应制得，各组分按重量份计分别为：乙烯-辛烯嵌段共聚物92～97份，极性接枝改性剂2～8份，过氧化二异丙苯0.2～0.6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于，其组分按重量份计包括：TPU70～85份，改性OBC10～30份，发泡剂0.5～6份，抗氧化剂0.2～10份，稳定剂0.3～8份，匀泡剂0.2～5份；
其中，所述TPU为聚醚型TPU；所述改性OBC为以OBC为基体材料，极性接枝改性剂为接枝单体，过氧化二异丙苯为引发剂，经熔融接枝反应制得，各组分按重量份计分别为：乙烯-辛烯嵌段共聚物92～97份，极性接枝改性剂2～8份，过氧化二异丙苯0.2～0.6份。


2.根据权利要求1所述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于：所述极性接枝改性剂为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐中的一种或几种组成。


3.根据权利要求1所述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于：所述聚醚型TPU为四氢呋喃聚醚型TPU，其硬度为70邵氏A至85邵氏D，分子内的NCO活性基团摩尔系数为0.95至1.05。


4.根据权利要求1所述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于：所述四氢呋喃聚醚型TPU，其在70℃以下测量的压缩变定值小于30％，并且在0℃和130℃下测量的E′模量之比小于2。


5.根据权利要求1所述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，小苏打、碳酸钙、可膨胀微球中的一种或几种组成；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP中的一种或几种组成；所述稳定剂为硬脂酸、氧化锌、氧化镁中的一种或几种组成；所述匀泡剂为聚硅烷一氧化烯烃嵌段共聚物硅油。


6.一种TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料制备方法，其特征在于，该方法用于制备权利要求1～4所述的TPU接枝-OBC改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料，包括的步骤如下：
1)制备改性OBC：按上述重量份称取OBC、极性接枝和过氧化二异丙苯置于搅拌机中，低速搅拌混合获得改性混合料；将该改性混合料置于双螺杆挤出机中，控制机筒温度进行熔融接枝...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳兴龙，方超，
申请(专利权)人：江苏绿艳高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32